Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik DC/DC Wandler für 3V gesucht (LED mit Akku speisen.)


von Max H. (mh5678)


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Hallo!

Ich habe so Designer LED-Lampen, die aber mit Lithium Knopfzellen 
betrieben werden, diese haben 3,0 V.

Da diese aber nur ein paar Stunden halten, möchte ich gerne grössere 
Akkus verwenden, Batterieschalen habe ich verschiedene.

Ich komme jedoch nicht auf 3,0 V. zwei Akkus haben 2,4 zusammen, drei 
haben 3,6 V (bestimmt zu viel für die LEDs). Ein Lithium-Akku hat 3,7 V. 
Alles also direkt nicht verwendbar. Daher möchte ich eine kleine 
Batterieschale (in Reihe geschaltete Batterien) verwenden, brauche aber 
noch einen Wandler, der mir aus 2,4 oder 3,6 oder 4,8 V halt konstante 
3,0 V macht.  Laut ein bisschen Recherche benötige ich also einen DC/DC 
Wandler, StepUp oder StepDown.
Jedoch finde ich nur relativ große Bausätze, die dann auch direkt mal 
1,5 bis 30 V abdecken, eig. für mein Vorhaben zu gross. Gibt es nicht 
etwas richtig kleines passendes? vllt sogar einfach ein Modul/Bauteil, 
das ich verlöten kann und mit ins Batteriegehäuse packen kann? (z.b. ein 
dreier AAA Gehäuse, zwei für meine 2,4V und den dritten frei, wo dann so 
ein Bauteil platz findet... irgendwas in der Richtung halt.

Habt ihr Tipps?
Verlustleistung spielt ja eig. keine grosse Rolle, die grossen Akkus 
halten ja eh ein vielfaches im Vergleich zu den Mini Knopfzellen.

Ich möchte ausserdem konstante 3,0V am Ausgang haben, unabhängig von der 
Rest-Spannung der Akkus, die ja sinkt. Das können diese Wandler doch 
sicher oder?

: Verschoben durch Admin
von Max M. (jens2001)


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Max H. schrieb:
> so Designer LED-Lampen, die aber mit Lithium Knopfzellen
> betrieben werden, diese haben 3,0 V.

Die LEDs werden sicher nicht direkt mit 3,0V betrieben!
D.h. da ist schon irgend eine Elektronik drin.
Hast du dir die mal angesehen?
Ist das nur ein Vorwiderstand oder irgend eine Regelschaltung?
Schon mal ausprobiert ob die auch mit den 2,4V oder 3,6V läuft?

von Wernerth (Gast)


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Gibts online ein tool mit dem man die benötigten ohm zahlen berechnen 
kann um die Zielspannung zu erreichen?

von Erinnere dich (Gast)


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Max H. schrieb:
> Ich habe so Designer LED-Lampen, die aber mit Lithium Knopfzellen
> betrieben werden, diese haben 3,0 V.

Nein die funktionieren nur mit den 3V so halbwegs, denn Designer sind 
meist unfähige Elektroniker.
Und den Vorwiderstand haben sie weggelassen, weil die Lithiumzelle einen 
ausreichen dgroßen Innenwiderstand hat.
Wenn du da also einfach eine niederohmige 3.0V Versorgung dranhängst 
kann dir ggf. dein Designerstück abrauchen.

von oszi40 (Gast)


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Max H. schrieb:
> Ich komme jedoch nicht auf 3,0 V. zwei Akkus haben 2,4 zusammen, drei
> haben 3,6 V

Wir kennen Deine LEDs nicht, aber wahrscheinlich werden sie direkt von 
einer CR2032 Knopfzelle ohne Vorwiderstand gespeist weil der 
Innenwiderstand der Zelle ausreichend hoch ist. Wenn Du jetzt 3 kräftige 
Akkus=3,6V nimmst, brauchst Du einen entsprechend bemessenen 
Vorwiderstand. Probiere mal 100 Ohm, ob sie da noch ausreichend 
leuchtet. Ansonsten Strom messen und Widerstand optimieren (nicht bis es 
raucht).

von Max H. (mh5678)


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Habe sie gerade aufgeschraubt, ist keinerlei Elektronik drin, bis auf 
einen normalen Miniaturschalter zum anmachen, der dann die Spg. der 
Lithiumzelle (CR2032) drauf gibt.

Wenn ich weniger Spannung anschliesse (also testweise 2 mal 1,2 NIMH 
Batterie in Reihe, dann leuchtet sie etwas dunkler).
3,6 möchte ich eig gar nicht testen, da ich angst habe, dass mir die 
LEDs kaputt gehen. Oder kann ich das iwie testen? an den einzelnen LEDs 
ist keinerlei Typenbezeichnung dran, nichts.

Warum soll das eig abrauchen wenn ich niederohmige 3.0 V Versorgung dran 
mache?  Was ist mit niederohmig eig. gemeint?  Macht es nen Unterschied 
ob die Spannung von der Lithiumzelle kommt oder von nem NIMH Akku? 
Wichtig ist doch nur die Spannung?

@oszi
gerade erst gelesen.
Muss der Vorwiderstand sein, damit ich von 3,6V auf 3,0 komme oder wegen 
einem anderen Grund?

Was ist denn wenn ich nen Widerstand einsetze, mit dem ich auf 3,0 
komme, aber sobald die akkus schwächer werden (z.b. nur noch 2,8 statt 
3,6V), sinkt dann wegen dem konstant bleibenden Widerstand nicht auch 
die Endspannung von 3,0 auf ka. 2,5 V oder so?  das will ich ja 
vermeiden..

: Bearbeitet durch User
von Max M. (jens2001)


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Max H. schrieb:
> Wichtig ist doch nur die Spannung

Nein! Wichtig ist der Strom!

von Max H. (mh5678)


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Strom wird doch nur so viel gezogen wie benötigt wird oder nicht?
Wenn ich ein Netzteil mit 2A am Ausgang habe, mein Verbraucher aber nur 
0,3A zum betrieb max. benötigt/haben darf, werden doch auch nur 0,3A 
gezogen. Also so kenne ich das bisher, warum soll das hier anders sein? 
jetzt bin ich total verwirrt :/

Z.b. bei Handy netzteilen (MicroUSB), die haben z.b. 2A Ausgangsstrom 
maximal, wenn das Handy aber nur 1A benötigt, werden nur 1A gezogen, und 
das Netzteil auch nur mit 1A belastet. Das Netzteil knallt ja dann keine 
2A rein, wenn es das täte, wäre das ja die Hälfte Verlust quasi?

: Bearbeitet durch User
von Toxic (Gast)


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Wie waere es damit:
Ein kleiner StepUpWandler der aus 0.9-5V Eingangsspannung eine geregelte 
Ausgangsspannung von 5V liefert.Da diese 5V konstant sind,kann man einen 
Vorwiderstand fuer die Led berechnen und sich sicher sein,dass 
unabhaengig von der Eingangsspannung die Led immer gleich hell leuchtet:

http://www.ebay.de/itm/2Stk-Neu-600mA-0-9V-5V-auf-5V-DC-DC-Konverter-Step-Up-Boost-Module-Mit-USB-/171365951743?pt=LH_DefaultDomain_77&hash=item27e634e8ff

Das Modul kann bei 0.9V noch etwa 20mA liefern.Da Du nie unter 2V kommen 
wirst(Batterie leer...) ist das Modul auch in der Lage hoehere Stroeme 
zu liefern(Datenblatt konsultieren)

Den Vorwiderstand kannst Du damit berechnen:
http://mustcalculate.com/electronics/ledresistor.php

Als Beispiel habe ich den Vorwiderstand fuer eine blaue Led "berechnen" 
lassen

von Bernd K. (bmk)


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Max H. schrieb:
> Strom wird doch nur so viel gezogen wie benötigt wird oder nicht?
> Wenn ich ein Netzteil mit 2A am Ausgang habe, mein Verbraucher aber nur
> 0,3A zum betrieb max. benötigt/haben darf, werden doch auch nur 0,3A
> gezogen. Also so kenne ich das bisher, warum soll das hier anders sein?
> jetzt bin ich total verwirrt :/

LEDs haben einen extrem nichtlinearen Widerstand (Bild).
- unter 2,5V ist der Strom 0,000000 und nix zu sehen.
- bei ca. 2,6V fängt sie gerade so an zu glimmen.
- nun erhöhe man um 1V auf 3,6V und sie zieht gegen 10A und ist putt.

Was noch hinzukommt: Bei Erwärmung sinkt die Flussspannung und der
Strom wird höher, sie wird wärmer, der Strom wird höher usw usw

Daher werden LEDs grundsätzlich über den gewünschten Strom betrieben:
- Konstantstromquelle ist die sauberste Lösung.
- Konstantspannung mit Vorwiderstand geht auch; das verhält
  sich näherungsweise wie eine Konstantstromquelle.
- Knopfzellen haben einen 'eingebauten' Vorwiderstand. Geht daher auch.

von Falk B. (falk)


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@Max Herber (mh5678)

>noch einen Wandler, der mir aus 2,4 oder 3,6 oder 4,8 V halt konstante
>3,0 V macht.

FALSCH! Du braucht einen Schaltregler, der dir einen konstanten Strom 
mit ca. 3V macht. Siehe LED.

>Jedoch finde ich nur relativ große Bausätze, die dann auch direkt mal
>1,5 bis 30 V abdecken, eig. für mein Vorhaben zu gross. Gibt es nicht
>etwas richtig kleines passendes?

Gibt es tonnenweise bei TI & Co, LED Schaltwandler sind schon lange 
verfügbar.

> vllt sogar einfach ein Modul/Bauteil,

Kann sein.

>Habt ihr Tipps?
>Verlustleistung spielt ja eig. keine grosse Rolle, die grossen Akkus
>halten ja eh ein vielfaches im Vergleich zu den Mini Knopfzellen.

Trotzdem muss man nicht sinnlos Energie verballern, wenn es mit ein 
bisschen Köpchen auch geht.

>Ich möchte ausserdem konstante 3,0V am Ausgang haben,

Nö. Zumindest nicht für die LED.

von Max M. (jens2001)


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Nimm deinen Akku mit 3,6V/3,7V und verbinde den über einen Poti mit ca. 
200-300Ohm mit deiner LED-Lampe. Jetzt drehst du das Poti langsam runter 
bis die LED mit der gewünschten Helligkeit leuchtet. Jetzt misst du das 
Poti mit einem Ohm-Meter aus. Jetzt noch das Poti durch einen 
Festwiderstand ersetzen und fertig ist die Laube.

von Atomix (Gast)


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hui,

lass das Poti drin und packe einen Chinesen dazu, welcher nachregelt, 
wenn die Akkuspannung sinkt.


Oh, mann,... Gute Nacht.


"suche nach LED Treiber (Maxim, TI)".

von Toxic (Gast)


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Toxic schrieb:
> Ebay-Artikel Nr. 171365951743

Nur nochmal so nebenbei:
Was spricht eigentlich gegen meinen Vorschlag?
Wir haben es hier nicht mit Cree-PowerLeds zu tun,welche irgendwelche 
Spezial-ICs erfordern mit denen der User dann auch noch seine eigene 
Schaltung und Platine entwerfen soll.
Soweit ich den Threadstarter verstanden habe,geht es hier um mehr oder 
weniger simple Leds die bisher mit Knopfzellen CR2032 betrieben worden 
sind.
Der User moechte eine gleichbleibende Helligkeit der Leds bei 
unterschiedliche Betriebspannungen die zwischen 2V-5Vmax liegen koennen.
Man kann dies mit meinem Vorschlag erreichen oder aber wie schon 
vorgeschlagen mit einer Konstantstromquelle.Das von mir erwaehnte Modul 
gibt es fast umsonst,funktioniert auch noch bei sehr niedrigen(!) 
Spannungen(0.9V).

von Falk B. (falk)


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@Toxic (Gast)

>Was spricht eigentlich gegen meinen Vorschlag?

>vorgeschlagen mit einer Konstantstromquelle.Das von mir erwaehnte Modul
>gibt es fast umsonst,funktioniert auch noch bei sehr niedrigen(!)
<Spannungen(0.9V).

Kann man machen, verbraucht aber mehr Energie als eine echte 
Konstantstromquelle mit Schaltregler.

von Harald W. (wilhelms)


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Max M. schrieb:

> Die LEDs werden sicher nicht direkt mit 3,0V betrieben!
> D.h. da ist schon irgend eine Elektronik drin.

Ja, der Innenwiderstand der Lithium-Zellen.

von Falk B. (falk)


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Ach ja, der gute, alte Joule Thief ist auch eine Möglichkeit und kommt 
ohne Spezialteile aus.

https://de.wikipedia.org/wiki/Joule_thief

von Toxic (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Kann man machen, verbraucht aber mehr Energie als eine echte
> Konstantstromquelle mit Schaltregler.

Mir ist bewusst,das eine getaktete Konstantstromquelle vom Prinzip her 
die bessere Loesung waere.Das "Problem" dass wir hier haben ist, dass 
die Eingangsspannung so niedrig ist: < 5V.Bei so einer geringen 
Eingangsspannung,verringert sich auch der Wirkungsgrad einer solchen 
Schaltung so sehr,das "meine" Loesung wahrscheinlich problemlos 
mithalten kann.
Ein weiteres Problem mit der Konstantstromquelle waere ist,dass man z.B. 
mit 2 fast leeren 1.5V-Zellen - also 2V Eingangsspannung maximal eine 
rote Led betreiben koennte.Blaue,weisse etc Leds koennten dann nicht 
verwendet werden,da die ja bekanntermassen bis zu 3.5V benoetigen....

Ab 5V und Stroeme ueber 100mA wuerde ich aufjedenfall auf so ein 
Ledtreibermodul zugreifen -  z.B. sowas:
http://www.ebay.de/itm/DC-DC-1W-LED-Driver-350mA-PWM-Dimming-Step-down-Voltage-Constant-Current-Module-/181531952565?hash=item2a4425c5b5

von Max M. (jens2001)


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Toxic schrieb:
> Stroeme ueber 100mA

Da war eine CR2032 drin!

von Toxic (Gast)


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Max M. schrieb:
> Toxic schrieb:
>> Stroeme ueber 100mA
>
> Da war eine CR2032 drin!

Ich weiss - siehe meine vorherige Posts ;-)

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