Hallo! Habe als Projekt eine vollgelaufene Taucherlampe bekommen, welche ich nun wieder einsatzbereit machen möchte. Verbaut ist ein 4s3p LiPo Akku was bedeuted, dass ich eine maximale Spannung von 4*4.2V = 16.8V bekomme. Als niedrigste Spannung erhalte ich ca. 4*3V = 12.0V. LED sind 4x CREE XP-E in Weiß verbaut. Siehe Datenblatt: https://www.cree.com/led-components/media/documents/XLampXPE-25A.pdf Herausfinden konnte ich schon folgendes: Forward voltage (@ 350 mA) = 3.05V Forward voltage (@ 1000 mA) = 3.5V DC forward current 1000mA Zusätzlich sind noch zwei Reed Kontakte verbaut um die Lampe in 2 Stufen Leuchten zu lassen Jetzt ist meine Aufgabe die "Treiberplatine" nachzubauen. Meiner Meinung nach benötige ich genau 3 Komponenten: - LED Treiber - Unterspannungsbegrenzung - Logik + PWM PCB design sowie Bestückung stellt kein Problem dar. Da ich noch nicht hundertprozentig feststellen konnte, ob die LEDs in Serie oder parallel verschaltet sind, gehe ich jetzt vom sinnvolleren Fall Serie aus. Somit wird ein LED Treiber benötigt der immer den gewissen Konstantstrom liefert. So meine Frage: Welchen maximalen Strom schicke ich nun durch meine Reihenschaltung? Wie lange darf ich die LEDs mit 1A belasten? Bräuchte ja dann einen Step-Down Converter, richtig? Zur Unterspannungsbegrenzung einen einfachen IC? Zur Helligkeitsregelung einfach einen Microcontroller der mir die Reed Signale, welche ich wahrscheinlich mittels Komperatorschaltung einspeiße, in PWM Signale für den Treiber wandelt? Habe ich irgendwas vergessen?
Die LED werden sicherlich in Serie sein. 3.5V - 4 mal in Reihe = 14V. Passt zum Akkupack mit der 4s3p Konfiguration. Wieviel Strom du durch die LEDs permanent schicken kannst, hängt von der Kühlung ab. Laut Datenblatt hat die ja DC Forward Current 1A, also kann sie das bei passender Kühlung auch auf Dauer ab.
Chris K. schrieb: > Die LED werden sicherlich in Serie sein. 3.5V - 4 mal in Reihe = > 14V. > Passt zum Akkupack mit der 4s3p Konfiguration. Nicht ganz oder? Hab ja ausgerechnet dass mein Spannungsfenster sich im Rahmen von 12V und 16.8V bewegen wird. > Wieviel Strom du durch die LEDs permanent schicken kannst, hängt von der > Kühlung ab. Laut Datenblatt hat die ja DC Forward Current 1A, also kann > sie das bei passender Kühlung auch auf Dauer ab. Okay. Prinzipiell habe ich ja 150°C maximale Junction Temperatur sowie Thermal Resistance von 9°C/W. Mit einer maximalen Leistung von 3.5W sowie einer Umgebungstemperatur von 10°C komme ich auf folgende Rechnung:
Brauche ich dann überhaupt noch einen Kühlkörper?
Maximilian K. schrieb: > Wie lange darf ich die LEDs mit 1A belasten Hängt von der Kühlung ab, eigentlich gar nicht, aber unter Wasser hat man ja Wasserkühlung. Ich würde mir Gedanken um die Zuverlässigkeit machen. Taucher lieben es nicht wenn die Lampe aus ist weil der Akku leer wird oder eine LED durchbrennt. Also vor dem Ende des Akkus deutlich anzeigen (blinken zumindest einer der 3 LED). Und jede LED mit ihrem eigenen Treiber, damit zumindest 2 noch leuchten wenn eine kaputt geht. Am besten auch den Akku in 3 Zellen aufteilen, so dass es nicht schlimm ist wenn eine wegkorrodiert. Simoel: je eine LED an 1 Akkuzelle mit üblichem LiIon Schutz und simplem Vorwiderstand, und nur in Serie leden. Dann wird das Licht allmählich dunkler wenn der Akku leerer wird, und man hat 3-fache Redundanz
Ein Gedanke der mir dabei so kommt: Du könntest die LEDs auch in zwei Strängen verschalten. Das macht erst mal etwas mehr aufwand, da Du somit 2x KSQ benötigst und an den LEDs arbeiten musst, es bietet aber auch Vorteile: Du benötigst keinen Step-Up Wandler, da Du max 7V pro Strang benötigst. Noch wichtiger ist jedoch, wenn eine LED den magischen Rauch entlässt leuchtet es mit halber Leistung weiter und geht nicht komplett aus!
Hallo! Die PCB der originalen Lampe war so aufgebaut, dass nur ein Treiber für 4 LEDs verfügbar war. Unabhängig von der Redundanz möchte ich nahezu ja wieder die gleiche Lampe "nachbauen". Zu den Bauteilen auf der Originalplatine kann ich nichts sagen, da alle Beschriftungen ab sind. Gruß Max
Maximilian K. schrieb: > Okay. Prinzipiell habe ich ja 150°C maximale Junction Temperatur sowie > Thermal Resistance von 9°C/W. Mit einer maximalen Leistung von 3.5W > sowie einer Umgebungstemperatur von 10°C komme ich auf folgende > Rechnung: >
>
>> > Brauche ich dann überhaupt noch einen Kühlkörper? Laut deiner Rechnung wären die LEDs schon alleine durch ihren eigenen Wärmeübergangswiderstand überfordert. Was offensichtlich nicht sein kann. Bei 4 LEDs hast du nämlich nur 1/4 des Wärmewiderstandes und damit noch 5,6 K/W Wärmewiderstand nutzbar um die obige Bedingung von max Delta-T noch zu erfüllen. Ein Wort zu den LEDs: Müssen es XP-E sein? Die sind uralt, kamen 2008 raus und sind dementsprechend was Wirkungsgrad, Wärmewiderstand und Flußspannung angeht schon stark veraltet.
Maximilian K. schrieb: > Zu den Bauteilen auf der Originalplatine kann ich > nichts sagen, da alle Beschriftungen ab sind. Kannst ja trotzdem mal ein Foto reinstellen. Vielleicht erkennt man anhand der Schaltung wie die betrieben wurden.
Nachtrag: Die Samsung LH351D kann bis zu 3A ab, wird aber von Taschenlampenfreaks auch mit bis zu 5A betrieben. Ähnlich wie die Cree XM-L. Bei 350mA hat die kaltweiße Version bei 85°C Tj nette 184 lm/W. Beim Tauchen und gute Kühlung bekommst du diese dann auf 200 lm/W.
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Hier im Anhang ist die PCB zu finden. Zu sehen sind zwei größere Spulen, mehrere Widerstände, unter anderem ein etwas größerer (1206) sowie Kondensatoren. Auf dem Bild sind 3 QFN ICs sowie ein größerer (Logikgatter?) verbaut. Ich gehe mal davon aus, dass es im Prinzip nur eine KSQ ist, da ich keine Parallelitäten erkennen kann. Zudem gibt es ja nur einen LED+ LED- Anschluss Wäre cool wenn irgendjemand von euch was erkennt.
Maximilian K. schrieb: > Wäre cool wenn irgendjemand von euch was erkennt Na ja, vefmutlich 1 Spannungsregler (SOT89 neben AKU+), ein OpAmp (FZT6), 2 MOSFETs (bei AKU- und LED-), ein TL494 (SO16), ein Strommessshunt (R050), bleibt noch A00B und ein R50. Also nur 1 Buck-Regler.
Vielen Dank für deine Analyse! Wir müssen bedenken, dass die Lampe in drei Stufen via Reed dimmbar ist: off, 50% und 100% Leistung. Ist dann wohl ohne MC Analog ausgeführt, oder? Als Aufschrift kann ich 1.4A erkennen. Das würde aber eben nicht zu unserer Reihenschaltung der LEDs passen, oder werden die Lampen wohl völlig overcurrent betrieben? Der Shuntwiderstand müsste 50mOhm sein. Folglich bei 350mA dann ein Spannungsabfall von 0.0175V sowie bei 1.4A dann 0.07V. Prinzipiell recht wenig oder?
Was haltet ihr von der Idee die Platine auf dem Bügeleisen abzulöten, alles zu säubern und dann wieder zusammenzubauen?
Maximilian K. schrieb: > Was haltet ihr von der Idee die Platine auf dem Bügeleisen abzulöten, > alles zu säubern und dann wieder zusammenzubauen? Nix. Da sind schon einige Leiterbahnen wegkorrodiert, und ohne Schaltplan findest Du keinen Fehler. Dass die Platine nach zusammenlöten sofort wieder funktioniert ist sehr unwahrscheinlich. Lieber mal die ICs mit Wattestäbchen und Spiritus säubern und schauen, ob noch ein Aufdruck zu sehen ist. Normalerweise gehen die nicht so leicht ab. Es sei denn, der Hersteller hat sie abgeschliffen.
Hallo, habe versucht die ICs sauber zu machen... leider kein Erfolg! Da ich nun so langsam mit dem Platinen Layout starten möchte bräuchte ich nun einen Schaltplan. Gibt es noch weitere Anregungen?
Hallo! Um das Thema nochmal hervorzuholen... hat keiner irgendwelche Tipps für ich wie ich an die Auslegung des Treibers gehen kann? Hier mal zwei KSQ die von der Leistung passen würden: - https://www.led-genial.de/Konstantstromquelle-fuer-LEDs-8-32V-IN-0-30V-OUT-700-1000mA - https://www.ledtreiber.de/shop/Led-Slave-V4-Dimmer-•-200-1000mA-•-6V~30V-p164890385 Leider gibt es keine Konkreten Schaltpläne o.ä. dazu. Muss ja meine Platine selbst aufbauen. Gruß Max
Maximilian K. schrieb: > hat keiner irgendwelche Tipps für > ich wie ich an die Auslegung des Treibers gehen kann? So simpel wie möglich, denn dich überfordert schon das Grundprinzip. Da du 4 LEDs und 4 LiIon Zellen in Reihe hast, reichen die 12V deiner gewünschten Entladeschlusspannung (man könnte auch auf 10V runter gehen) nicht um die 4 LED in Reihe mit Nennstrom zu betreiben. Zudem halte ich 4 LED in Reihe die man zudem am Grenzwert betreibt für ein Ausfallrisiko welches gerade beim Tauchen nicht auftreten sollte. Du brauchst also entweder einen step up oder step down Treiber. Einfacher ist ein step down, noch einfacher ein Linearregler oder Vorwiderstand aber da steigen natürlich die Verluste. Mit step down könnte man je 2 LED in Reihe betreiben und hätte somit 2-fache Redundanz. Bleibt die Frage, wie man zur Neige gehende Akkus anzeigt. Will man keinen Schaltregler, würde ich 1 LED pro Zelle mit je einem Linearregler betreiben. Da ergibt sich das Dunkler-werden bei sinkender Betriebsspannung von selbst und erreicht hohe Redundanz. Bleibt noch die Helligkeitsregelung, mit der man ja Strom sparen kann und die Akkuzeit verlängert. Ein Poti wird es wohl wegen Dichtigkeitsanforderungen nicht sein, ein linearer oder stufiger Hallsensor ginge.
Maximilian K. schrieb: > https://www.ledtreiber.de/shop/Led-Slave-V4-Dimmer-•-200-1000mA-•-6V~30V-p164890385 Boah, was ist das denn für ein Scheissshop, wo man erst zig 3rd-party-pages bei NoScript freigeben soll und dann doch nix angezeigt wird. Maximilian K. schrieb: > https://www.led-genial.de/Konstantstromquelle-fuer-LEDs-8-32V-IN-0-30V-OUT-700-1000mA Davon 2 Stück, an jedem 2 LED in Reihe, über den PWM-Eingang die Helligkeit regeln. Die Graetzbrücke am Eingang (D1-D4) ist allerdings überflüssig.
MaWin schrieb: > Da du 4 LEDs und 4 LiIon Zellen in Reihe hast, reichen die 12V deiner > gewünschten Entladeschlusspannung (man könnte auch auf 10V runter gehen) > nicht um die 4 LED in Reihe mit Nennstrom zu betreiben. Es muss auch nicht zwangsläufig der Nennstrom bis zum Betriebsende sein. Die XP-E ist wie gesagt uralt und hat eine viel zu hohe Flussspannung und einen miesen Wirkungsgrad. Die von mir empfohlene Samsung LH351D hat eine Vorwärtsspannung von ~2,72V bei 350mA. Bei 1000mA sind es 2,90V. Also könnte man sehr wohl 4 in Reihe betreiben. Bei anderen modernen HP LEDs ähnlich moderner Generation sieht es genauso aus, z.B. der Cree XP-G3. Tatsächlich passen diese sogar sehr gut zu der typischen Entladeschlussspannung von Lithium-Akkus mit 2,5V.
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J. S. schrieb: > Die von mir empfohlene Samsung LH351D hat eine Vorwärtsspannung von > ~2,72V bei 350mA. Bei 1000mA sind es 2,90V. Also könnte man sehr wohl 4 > in Reihe betreiben. Was trotzdem eine blöde Idee ist. Entweder man treibt die LED über eine lineare KSQ, dann verheizt man bei vollen Akkus 5W oder 30% an der KSQ. Oder man nimmt eine Switcher-KSQ, da hat man aber wieder 2-3V Dropout, weil die eher selten an die 100% On-Time rankommen.
Karl K. schrieb: > J. S. schrieb: >> Die von mir empfohlene Samsung LH351D hat eine Vorwärtsspannung von >> ~2,72V bei 350mA. Bei 1000mA sind es 2,90V. Also könnte man sehr wohl 4 >> in Reihe betreiben. > > Was trotzdem eine blöde Idee ist. Entweder man treibt die LED über eine > lineare KSQ, dann verheizt man bei vollen Akkus 5W oder 30% an der KSQ. > Oder man nimmt eine Switcher-KSQ, da hat man aber wieder 2-3V Dropout, > weil die eher selten an die 100% On-Time rankommen. Die 2-3V Dropout werden am Ende des Entladens ein Problem, wenn überhaupt. Bis 3,45V pro Zelle könnte man bei 3V Drop runter gehen bei 350mA, drunter würden die LEDs halt weniger Strom bekommen. Bei 2V Drop könnte man die Zellen bis auf 3,2V entladen und hätte noch die die 350mA. Man kann halt nicht immer alles haben und ob man bei mehr als 50% Spannungsdifferenz mit einer Buck-KSQ auf einen besseren Wirkungsgrad kommt, bezweifle ich.
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