Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Blaue LED an LiIon 3,7V - KSQ


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von Max (Gast)


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Hallo,

ich will einen blaue LED (ca.3,5V/700mA) an einem LiIon-Akku 3,7V 
betreiben.

Kann man hierfür eine einfache KSQ mit Hausmitteln (MOSFET, LM317 etc.) 
aufbauen, die einen Spannungsdrop von max. 0,15V aufweist?
Wenn ja, wäre ich für Schaltungsvorschläge/Links hierzu dankbar!


(Mir ist klar, dass der 3,7V-Akku wegen der relativ geringen 
Spannungsdifferenz nur suboptimal geeignet ist, darauf muss nicht 
gesondert hingewiesen werden)

von Gerald B. (gerald_b)


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Wnn du so wenig Drop zur Verfügung hast, dann sieh dir mal diese lineare 
KSQ mit Logic Level FET an. Die wurde recht gut optimiert.
http://www.ledstyles.de/index.php/Thread/9147-Instructables-com-KSQ-mit-verbesserter-Temperaturstabilität/?pageNo=2

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Bedenke, dass dein Lithium Akku je nach Ladezustand 3 bis 4,3V abgibt.

Die 3,7V gelten ungefähr genau so, wie die Temperatur in Deutschland 15 
Grad sein soll.

Du brauchst daher einen Spannungswandler, der sowohl hoch als auch 
runter setzen kann (buck/boost).

Aber: Die LED hat auch keine konstante Betriebsspannung. Sie hängt stark 
von Streuungen bei der Herstellung ab und von der Temperatur. Je wärmer 
die LED wird, umso geringer die Spannung. 0,2V zu viel und sie wird 
regelrecht gegrillt.

Also ist die wirkliche Lösung ein Strom-Regler, der die Spannung sowohl 
herauf als auch herunter regeln kann.

Was hast du vor: Die Taschenlampe neu erfinden?

: Bearbeitet durch User
von Timmo H. (masterfx)


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Stefanus F. schrieb:
> Bedenke, dass dein Lithium Akku je nach Ladezustand 3 bis 4,3V abgibt.
Bei < 3,7V hat man aber schon ~80% raus gesaugt (zumindest bei einer 
NCR18650 @ 0.2C ~ 600mA)

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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> Bei < 3,7V hat man aber schon ~80% raus gesaugt
> zumindest bei ... 0.2C

Ja, der Entladestrom wäre nun ein ganz wichtiger Aspekt. Bei höheren 
Strömen ist man schon viel eher unter 3,7V. Der TO schrieb 700mA, 
welchen Akku er wohl nehmen möchte...?

: Bearbeitet durch User
von Max (Gast)


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Der Akku hat 6600mA und die Lampe muss auch nicht dauernd brennen.


Stefanus F. schrieb:
> Du brauchst daher einen Spannungswandler, der sowohl hoch als auch
> runter setzen kann (buck/boost).

Nee, nur runter reicht in dem Fall.

von Falk B. (falk)


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@ Max (Gast)

>ich will einen blaue LED (ca.3,5V/700mA) an einem LiIon-Akku 3,7V
>betreiben.

Wenn DEINE LED wirklich nicht mehr als 3,%V hat und du den Akku WIRKLICH 
nur auf minimal 3,7V entladen willst, reicht eine 
Konstantstromquelle mit OPV + MOSFET.

>Kann man hierfür eine einfache KSQ mit Hausmitteln (MOSFET, LM317 etc.)
>aufbauen, die einen Spannungsdrop von max. 0,15V aufweist?

Wird eng, könnte aber gehen. Ich würde da aber lieber die Spannung über 
dem Shunt auf 50mV reduzieren und den Rest für den Transistor zum regeln 
lassen.

>Wenn ja, wäre ich für Schaltungsvorschläge/Links hierzu dankbar!

https://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Konstantstromquelle_mit_Operationsverst.C3.A4rker_und_Transistor

von Dirk D. (onemintyulep)


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Wie wärs mit einem Boost-Regler auf 5V (Standardmodul, gibts mit 
Tiefentladeschutz und Ladeeingang) mit anschliessender KSQ oder 
Vorwiderstand?
Ich weiss es ist ein Elektronikforum, aber...

von ArnoR (Gast)


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Max schrieb:
> Kann man hierfür eine einfache KSQ mit Hausmitteln (MOSFET, LM317 etc.)
> aufbauen, die einen Spannungsdrop von max. 0,15V aufweist?
> Wenn ja, wäre ich für Schaltungsvorschläge/Links hierzu dankbar!

Beitrag "Re: Konstantstromquelle weniger als 0,5V Spannungsabfall"

von MaWin (Gast)


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Timmo H. schrieb:
> Bei < 3,7V hat man aber schon ~80% raus gesaugt

Natürlich nicht, sondern die Kurve ist entladestronabhängig, 
temperaturabhängig, exemplarabhängig und alterungsabhängig.

Und was dann seine reale LED für einen Spannjngsbedarf hat, ist auch 
temperatur-, exemplar- und stromabhängig.

Viele Variablen, die nicht unbedingt zusammenpassen.

Ein step up Stromschaltregler wie LT1073,LT1110,FAN5333A,IS31LT3350
ist die einzig betriebssichere Lösung, der Rest ist Chinapfusch.

von Toxic (Gast)


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Wie waere es, einfach einen simplen Vorwiderstand zu benutzen (verbraet 
bei der geringen Spannung wahrscheinlich auch nicht mehr als ein 
lausiger KSQ => 0.5V*0.7A = 0.35W - worst case....)?
Eventuell kann man noch ein Li-Ion-Protectionboard einsetzen,welches den 
Akku vor Tiefentladung schuetzt.

Diese Protectionboards kann man oftmals aus "defekten" Li_Ion-Akkus 
entnehmen.Hab hier mittlerweile schon eine schoene Sammlung....

von Jürgen W. (Firma: MED-EL GmbH) (wissenwasserj)


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Eine KSQ wäre bei so einem Strom eine ganz schöne Verschwendung und 
außerdem wäre wohl ein Kühlkörper notwendig: Wenn der Akku voll geladen 
ist, dann hast Du zumindest für die ersten paar Minuten eine Spg. >4.0V, 
d.h. mind. (4,0V-3,5V)*700mA = 350mW - das ist doch schon anständig und 
es wird warm.

Sofern es Dir also nicht zu aufwändig ist:
Es gibt Schaltregler genau für diesen Zweck (also Konstantstromquelle 
für LEDs)
https://www.digikey.at/products/de/integrated-circuits-ics/pmic-led-drivers/745

Beispiel: https://www.diodes.com/assets/Datasheets/PAM2804.pdf

Alternativ findet man noch was bei Farnell, RS-Components usw.

von Timmo H. (masterfx)


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MaWin schrieb:
> Timmo H. schrieb:
>> Bei < 3,7V hat man aber schon ~80% raus gesaugt
>
> Natürlich nicht, sondern die Kurve ist entladestronabhängig,
> temperaturabhängig, exemplarabhängig und alterungsabhängig.
Hättest du mich richtig zitiert hättest du selbst gemerkt dass die 
Antwort nicht notwendig gewesen wäre. Nur weil etwas in Klammern steht, 
bedeutet das noch lange nicht das diese Information irrelevant ist.

: Bearbeitet durch User
von Falk B. (falk)


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@ Toxic (Gast)

>Wie waere es, einfach einen simplen Vorwiderstand zu benutzen

Das wäre Murks^3 und würde zu extremen Stromschwankungen führen!!!

>(verbraet
>bei der geringen Spannung wahrscheinlich auch nicht mehr als ein
>lausiger KSQ => 0.5V*0.7A = 0.35W - worst case....)?

Dumm nur, daß die KSQ nachregelt, was der Widerstand kaum kann.

von Falk B. (falk)


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@ Jürgen W. (Firma: MED-EL GmbH) (wissenwasserj)

>Eine KSQ wäre bei so einem Strom eine ganz schöne Verschwendung und

Unsinn.

>außerdem wäre wohl ein Kühlkörper notwendig: Wenn der Akku voll geladen
>ist, dann hast Du zumindest für die ersten paar Minuten eine Spg. >4.0V,
>d.h. mind. (4,0V-3,5V)*700mA = 350mW - das ist doch schon anständig und
>es wird warm.

Keine Sekunde, das kann selbst ein TO92 Gehäuse abführen! Wenn von 4V 
Akkuspannung 3,5V in der Last/LED hängen bleiben, sind das immerhin 
87,5% Wirkungsgrad. Da muss sich ein Schaltregler schon ARG anstrengen, 
um das besser zu machen. Mit sinkender Akkuspannung STEIGT der 
Wirkungsgrad sogar!!!

von Horst (Gast)


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Interessant, das Forum hier.
Es gibt einen ganzen Industriezweig der LED-Regler für Taschenlampen mit 
genau den gewünschten Eigenschaften entwickeln und von den hochbezahlten 
Fachleuten hier kommt keiner auf die Idee so einen zu Empfehlen?

von Toxic (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Das wäre Murks^3 und würde zu extremen Stromschwankungen führen!!!

Diese Antwort war zu erwarten.
Was die "extremen" Stromschwankungen zwischen 3.7V und 4.2V angeht und 
die damit verbundene Helligkeitsschwankungen sollte man mal mit einem 
praktischen Test auskundschaften.Spaetestens nach diesem Test sagt man 
sich: Ich pfeif auf KSQ und sonstigen speziellen Mist....
Den Widerstand hab ich in der Schublade - fuer das andere muss ich die 
Post bemuehen.

von Falk B. (falk)


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@Toxic (Gast)

>> Das wäre Murks^3 und würde zu extremen Stromschwankungen führen!!!

>Diese Antwort war zu erwarten.

Na immerhin.

>Was die "extremen" Stromschwankungen zwischen 3.7V und 4.2V angeht und
>die damit verbundene Helligkeitsschwankungen sollte man mal mit einem
>praktischen Test auskundschaften.

Schon mal eine Rechnung versucht?

Ideale LED mit 3,5V an 4,2V braucht für 700mA 1Ohm. Bei 3,7V fließen 
dann noch 0,2A. Ja, es wird schon irgendwie leuchten . . .

von Toxic (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Schon mal eine Rechnung versucht?

Ich rechne immer - mit allem ?

von Dirk D. (onemintyulep)


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Falk B. schrieb:
> Ideale LED mit 3,5V an 4,2V braucht für 700mA 1Ohm. Bei 3,7V fließen
> dann noch 0,2A. Ja, es wird schon irgendwie leuchten . . .

Deshalb hab ich ein handelsübliches Boostplatinchen auf konstante 
Spannung empfohlen, wonach auch ein Widerstand reicht. Übrigens ist der 
Helligkeitsunterschied zwischen 700mA und 200mA oft gar nicht so gross, 
aussr bei perfekter Kühlung...

von Michael B. (laberkopp)


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Dirk D. schrieb:
> Übrigens ist der
> Helligkeitsunterschied zwischen 700mA und 200mA oft gar nicht so gross

Ich frage mich auch, warum es überhaupt Leistungs-LEDs gibt, die 20mA 
Dinger tun es doch überall.

Der Unterschied zwischen 700mA und 200mA ist genau so wie zwischen einer 
25 Watt und einer 60 Watt Glühbirne.
Warum gab es überhaupt 60W Glühbirnen, wenn 25W es auch tun ?

Herr wirf Hirn.

von Dirk D. (onemintyulep)


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Michael B. schrieb:
> Der Unterschied zwischen 700mA und 200mA ist genau so wie zwischen einer
> 25 Watt und einer 60 Watt Glühbirne.

Das kommt ungefähr hin. Also 40% Licht bei 25% Leistung...

von Theo (Gast)


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Michael B. schrieb:

> Der Unterschied zwischen 700mA und 200mA ist genau so wie zwischen einer
> 25 Watt und einer 60 Watt Glühbirne.
> Warum gab es überhaupt 60W Glühbirnen, wenn 25W es auch tun ?
>
> Herr wirf Hirn.

Mag ja sein, daß der Fragende wirklich konstante Helligkeit für 
irgendwelche Belichtungszwecke benötigt. Dann braucht er natürlich die 
ksq.
Für normale oder Effektbeleuchtung ist der Unterschied aber wirklich 
albern belanglos!
In vielen Fällen wird sogar der Effekt, daß der Akku am Ende seiner 
Kapazität nicht immer schneller leer gesaugt wird, den Nachteil 
geringfügig geringerer Heiligkeit deutlich überwiegen.

Geschicktes Marketing könnte das sogar als "Akkuadaptive automatische 
Energiesparfunktion" verkaufen. :-)

von Michael B. (laberkopp)


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Theo schrieb:
> Für normale oder Effektbeleuchtung ist der Unterschied aber wirklich
> albern belanglos!

Natürlich. Daher wurden ja auch erst die 100W Glühbirnen abgeschafft, 
dann die 75W, danach die 60W...
Macht ja auch keinen Unterschied, amn kann Energie sparen in dem nur 
noch 25W reingeschraubt werden, ist ja deiner Meinung nach genau so 
hell.

Mann Junge, du merkst echt nix.

von tja (Gast)


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Aus der jew. Perspektive hat jeder recht.

Wo es verschmerzbar oder gar von Vorteil, könnte man auch den Strom 
allmählich reduzieren (eine Abschaltung via Minimalwert Strom und/oder 
Spannung wäre aber trotzdem häufig sinnvoll - da hat dann die 
"Einfachheit" vielleicht ihr Ende).

Wo eher bzw. gar nicht, eben nicht.

von tja (Gast)


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Theo schrieb:
> Geschicktes Marketing könnte das sogar als "Akkuadaptive automatische
> Energiesparfunktion" verkaufen. :-)

Ich glaube, diesen Effekt schon bei einigen TaLa bemerkt zu haben.
Werbewirksam erwähnt wurde das m. W. noch nirgends - gute Idee...

von J. S. (pbr85)


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Statt jetzt extrem viel Aufwand darauf  zu verschwenden mit Elektronik 
die paar Hundert mV nutzen zu können, sollte an der LED langsetzt 
werden. Welche moderne blaue LED braucht für 700mA 3,5V? Habe hier eine 
Cree XP-G3 Royalblu, bei der fallen bei 1A und sehr guter Kühlung nur 
knapp 3V ab.

von batman (Gast)


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Bei vielen scheint aber noch latentes Glühbirnendenken durch. Es hat 
eben manchmal lange eingewirkt. Man hat oft und lange genug die 
Erfahrung gemacht, die Taschenlampe wird schnell dunkel, wenn die 
Batterie nachläßt - weil der Wirkungsgrad der Birne schnell absinkt 
(trotzdem hatte man nie einen Regler drin). Das ist bei der LED nun 
nicht mehr so, der Wirkungsgrad steigt sogar, also keine Panik vor der 
Nacht. ;-)

von Theo (Gast)


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Michael B. schrieb:

> Natürlich. Daher wurden ja auch erst die 100W Glühbirnen abgeschafft,
> dann die 75W, danach die 60W...
> Macht ja auch keinen Unterschied, amn kann Energie sparen in dem nur
> noch 25W reingeschraubt werden, ist ja deiner Meinung nach genau so
> hell.
>
> Mann Junge, du merkst echt nix.

Interessant! Für Psychologen..  :-))
Einzig du hast Glühlampen ins Gespräch gebracht und steigerst dich immer 
mehr in immer absurdere Vergleiche. Meine Meinung ist das sicher nicht.
Wer hier nichts mehr merkt, das hat der geneigte Leser gewiss längst 
selbst feststellen können. ;-)

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