Ich möchte eine LED direkt an einen Lithium Ionen Akku anschließen.
Im direktbetrieb(kurzschluss) fließen 9A bei voll geladenem Akku.
Dazwischen soll nun ein FET damit ich die LED per PWM auch mit weniger
Helligkeit nutzen kann.
(VCC)3.6V
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(LED)
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(Drain )
(Port µC) -----(Gate ) IRL3803
ATtiny13 (Source)
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(GND)
Nun brauche ich also einen FET der die Leistung bei dutycycle 100% ohne
Kühlkörper abkann und dabei natürlich einen möglichst kleinen
Einschaltwiderstand, bei der niedrigen Spannung von 3.5V, hat.
Ich habe in der FET Übersicht gestöbert und den IRL3803 entdeckt.
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irl3803.pdf
Kann mir bitte einer eine Einschätzung geben ob dies so funktioniert wie
ich es mir ausmale.
Vielen Dank für jeden Tipp im voraus.
Ein Pulldown von Gate zu GND könnte nicht schaden, so lädt sich das Gate
nicht von selbst auf. Ist dein FET ein LowLogicLevel-Typ? Ein kleiner
Gatevorwiderstand im unteren zweistelligen Ohmbereich wäre vielleicht
auch noch was. Probiers erst mal ohne und schau, ob dir der Prozessor
aussteigt.
Was für eine LED treibst du denn da an? vielleicht könnte eine billige
Strom-Schaltregelung über eine Spule und einen Shunt nicht schaden...
mfg mf
Ich möchte damit 3 parallel geschaltete XML2 antreiben.
Die Platine dafür habe ich schon ätzen lassen und auch schon die LEDs
reflowed.
Das soll ein kleines Spaßprojekt werden um eine winzige aber sehr helle
Taschenlampe zu bauen. Daher auch die notwendigkeit des dimmens.
Was meinst du mit Strom Schaltregelung?
Meinst du eine Stromregelung indem ich die Spannung die über dem shunt
abfällt messe und dementsprechend nachregeln kann?
Wofür die Spule?
Ich wäre sehr dankbar wenn jemand mal das Datenblatt überfliegen würde.
Die Schaltschwelle sollte bei 1 V liegen somit sollte der
Einschaltwiderstand relativ klein sein bei 3.5V. Ich kenne mich leider
mit FETs maximal theoretisch aus daher bitte ich um Bestätigung.
Kann es sein, dass wenn ich die LED pulse der maximale momentanSrom
überhalb des Kurzschlussstroms liegt?
@ klaro (Gast)
>Ich möchte damit 3 parallel geschaltete XML2 antreiben.
Was ist das? Eine Power LED?
>Das soll ein kleines Spaßprojekt werden um eine winzige aber sehr helle>Taschenlampe zu bauen. Daher auch die notwendigkeit des dimmens.
Das ist kein Spass, das ist der übliche LED-Blödsinn! Erst recht, wenn
es um 9A geht! Zu LEDs schrotten reicht es, mehr nicht.
Tut dir einen Gefallen und reihe dich NICHT in die Masse der LED Deppen
ein. Schalte deine drei LEDs in Reihe und betreibe sie mit einem Step-Up
Schaltregler als Konstantstromquelle. Dann bekommen sie SICHER die
3A, die sie brauchen. Die Belastung des Akkus ist identisch. Den
LED-Treiber kann man dann auch per PWM steuern.
>Was meinst du mit Strom Schaltregelung?
Eben eine Konstantstromquelle.
>Wofür die Spule?
Für den Schaltregler.
>Ich wäre sehr dankbar wenn jemand mal das Datenblatt überfliegen würde.
Wo ist das? Vom FET? Garantiert macht der bei 4,5V am Gate 9mOhm, bei 3V
oder so erreicht man typisch 10A/0,2V, macht 20mOhm, wenn man Pech hat
(Toleranz) sind es auch mal fix 50mOhm oder mehr.
>Die Schaltschwelle sollte bei 1 V liegen
Liegt sie, aber bei 250µA Drainstrom.
>somit sollte der>Einschaltwiderstand relativ klein sein bei 3.5V.
Ist alles relativ.
>Kann es sein, dass wenn ich die LED pulse der maximale momentanSrom>überhalb des Kurzschlussstroms liegt?
Nö.
Vielen Dank für die Antworten.
Das ist eine sehr helle kleine LED von Cree(Power LED wenn man es so
will), ich habe diese schon oft benutzt. Normalerweise auch mit
Stromquellen, teilweise lineare(PWM fähige) und teilweise mit
Schaltreglern. Vorwärtsspannung liegt bei mehr als 3V bei einer
maximalen Stromstärke von 3A. Machen um die 1000 Lumen das Stück bei 3A.
Ich habe 3 des hellsten verfügbaren Typs aufgelötet XML2-U2. Momentan an
einen Fingerkühlkörper geschraubt zum Test, die machen abartig viel
Licht auch bei der enormen Hitze.
In diesem speziellen Fall geht es mehr um ein Spaßprojekt, daher muss
der Treiber nicht aufwendig aber dafür klein sein.
Ich bin mir über die theoretischen Probleme einer parallelschaltung sehr
bewusst, in der Praxis spielt es aber keine Rolle. Erfolgreiche Tests
wurden von mir mit konstant 6,5 A durch die LED gemacht. Allerdings mit
mehreren Zellen, und der Treiber war sehr sperrig und nicht selbst
gebaut. Die Größe ist normalerweise kein Problem, da alleine die
Hitzeentwicklung einen großen Kühlkörper erfordert und dementsprechend
viel Platz da ist. Hier möchte ich wie gesagt aufgrund der geringen
Platzverhältnisse( runde 17mm breite Platine maximal 15mm hoch)
verzichten.
Bei LED Deppen könnte ich noch eins draufsetzten, Taschenlampen Deppen
sind noch schlimmer.
Ich habe den Artikel und auch die weiterführenden Links über
Konstantstromquellen angesehen und werde mir die einfache Bauweise mit
JFet nochmal durcharbeiten, irgendwie habe ich alles über FETS
vergessen...und es ist mir jetzt zu spät.
Danke für die Einschätzung des Transistors. Ich werde den bei der
nächsten Bestellung mal ordern. Im weiteren habe ich noch den ein oder
anderen Treiber direkt aus China bestellt und werde mal sehen wie sich
diese 3 Euro Lösungen(kaum zu glauben wie billig die sind) schlagen,
auch diese bestehen nur aus einem FET und einem Chinacontroller und sind
für Taschenlampen konzipiert allerdings für Ströme unter 3A. Die
eingebauten FETS können natürlich mehr und scheinen ganz in Ordnung zu
sein. In der Bezeichnung stand direct drive, daher bin ich guter
Hoffnung. Einer hat sogar einen SOIC 8 controller drauf das wär ja zu
schön. Jetzt weiß ich natürlich nicht warum die unter 3A liefern, ob da
der Einschaltwiderstand zu groß ist oder ob die standardmäßig mit Zellen
betrieben werden deren Spannung direkt einbricht...?
Danke für die Mühe mit dem Schaltbild, aber ich weiß nicht was es mir
sagen soll.
Eine Spule im Lastzweig und eine antiparallele Zenerdiode?
Bitte kläre mich über den Nutzen und die Wirkung auf.
@ klaro (Gast)
>Ich bin mir über die theoretischen Probleme einer parallelschaltung sehr>bewusst, in der Praxis spielt es aber keine Rolle.
Herzlichen Glückwunsch zur erfolgreichen DIagnose der Schizophrenie.
>Ich habe den Artikel und auch die weiterführenden Links über>Konstantstromquellen angesehen und werde mir die einfache Bauweise mit>JFet nochmal durcharbeiten,
Das kannst du dir sparen, denn die fressen verdammt viel SPannung und
bei 3A wirst du keinen passenden JFET finden. OK, vielleicht einen der
neumodischen SiC Power JFETs. Ist aber immer noch sinnlos, wegen dem
Wirkungsgrad und der fehlenden Spannung bei 3,7V vom Akku.
>Eine Spule im Lastzweig und eine antiparallele Zenerdiode?>Bitte kläre mich über den Nutzen und die Wirkung auf.
Das ist eine Konstantstromquelle fuer Power LEDs.
klaro schrieb:> Im weiteren habe ich noch den ein oder> anderen Treiber direkt aus China bestellt und werde mal sehen wie sich> diese 3 Euro Lösungen(kaum zu glauben wie billig die sind) schlagen,> auch diese bestehen nur aus einem FET und einem Chinacontroller und sind> für Taschenlampen konzipiert allerdings für Ströme unter 3A.
Insbesondere dürften die auch für den Fall konzipiert sein, daß die
Batteriespannung deutlich (also 1.5-2V) über der LED-Flußspannung liegt.
> Jetzt weiß ich natürlich nicht warum die unter 3A liefern
Weil man in einer Taschenlampe weder LED (Kühlung) noch Batterien
(Größe, Gewicht) für 3A hat.
OK, vielleicht meinst du ja eine Reisetasche. ;)
> Danke für die Mühe mit dem Schaltbild, aber ich weiß nicht was es mir> sagen soll.
Kannst du vergessen.
> Eine Spule im Lastzweig und eine antiparallele Zenerdiode?
Eine Schottky-Diode.
> Bitte kläre mich über den Nutzen und die Wirkung auf.
Das wäre die Standard-Ausgangsstufe eines Stromschaltreglers in
Buck-Konfiguration. Im Deutschen scheint sich für "Buck" mittlerweile
das gräßliche "Tiefsetzsteller" verbreitet zu haben. Wenigstens
beschreibt es einen Aspekt der Wirkungsweise ganz gut: die
Ausgangsspannung (LED) ist strikt kleiner als die Eingangsspannung
(Batterie).
Eine einzelne Li-Ion-Zelle liefert aber nicht genug Spannung für diese
Topologie. Zwei Zellen in Reihe würden gehen, dann bleibt aber immer
noch die Problematik der Stromverteilung in den parallel geschalteten
LED. Korrekt wäre ein Stromschaltregler in Boost-Konfiguration (aka
"Hochsetzsteller") mit den 3 LED in Reihe. Wie Falk schon geschrieben
hat.
Nach wie vor schleierhaft bleibt, wie du Batteriegröße, Betriebszeit und
Leistung aufeinander abstimmen willst. Bei 3A nimmt eine deiner LED 10W
auf. Gesamt also 30W. Selbst der beste Regler braucht mindestens diese
30W aus dem Akku, praktisch eher 5-10% mehr (Wirkunggrad!). Eine 18650er
Rundzelle hat ca. 5Wh. Würde bei 30W dann also 5min halten. Theoretisch.
Praktisch kürzer, weil die nutzbare Akku-Kapazität bei derart hohem
Entladestrom nochmal deutlich abnehmen dürfte.
XL
18650 rundzellen haben eine Kapazität von 8-10Wh, zumindest die die ich
meistens verwende.
Die Zelle die ich hierfür verwende ist eine Samsung hochstrom Zelle für
Ströme bis 20A.
Entladekurven zeigen eine Spannung von über 3.5V und eine Kapazität von
1800mAh(bis 3,1V runter) bei 10A konstantstrom entladung.
Akku ist also kein Problem damit kenne ich mich sehr gut aus.
Gehäuse ist fertig und 10cm lang, 2cm dick. Lampenkopf breiter und mit
Kühlrippen. Davor vermutlich eine Linse...weiß ich noch immer eins nach
dem anderen.
Vielen Dank für alle Antworten, ich werde dann so vorgehen wie ich es
sowieso schon vorhatte und dann sehen wir ja ob ich die option eines
sehr hohen Stroms beibehealte.
Ansonsten wäre ein zweiter Schalter, der die Schaltung brückt eine
Option die ich ins Auge gefasst habe.
