Hallo liebe Foren-Nutzer, ich bin aufgrund meines neusten Projektes seit einigen Tagen hier im Forum stiller Leser und konnte auch schon diverse offene Fragen selbst beantworten, will nun aber doch mal eine spezifische Meinung zu meinem Vorgehen. Bei meinem Projekt handelt es sich um einen Ringblitz-Selbstbau für meine Kamera. Dafür will ich etwa 20 High Power COB-LEDs auf einem Aluminiumring installieren und diese wegen der Mobilität mit 18650er-Li-Ion 3S Akkus (an der Schnellwechselplatte der DSLR montiert) betreiben. Ich würde hier wegen Gewicht und Handling eine geringere Kapazität eines 1P-Packs gegenüber z.B. 3S2P in Kauf nehmen und stattdessen Ersatzakkus im Rucksack mitführen und bei Bedarf wechseln. Bei den LEDs handelt es sich um übliche 10W-COB-LEDs (9-12V), die ich allerdings wegen Wärme und Stromfluss nur mit maximal etwa 1/4 der Leistung (150-200mA) Betreiben wollte. Das Ganze soll in irgendeiner Art und Weise über einen Potentiometer zusätzlich dimmbar sein. PWM würde ich gerne ausschließen, da es bei Film- und Fotoaufnahmen zu eventuellen Flimmern kommen könnte. Meine Ursprüngliche Idee war mit Akkus im 3S Verbund und einem Boost-Converter die Spannung auf etwa 25V anheben und dann mit einem LM317 eine Konstantstromquelle für die LEDs einzurichten. Die LEDs würden dann zwei in Reihe geschaltet und zehn parallele Reihen an dem LM317 hängen und bei 150mA genau auf den Designwert des LM von 1,5A kommen (Wäre dann selbstverständlich mit Kühlkörper betrieben). Nachdem ich einige Beiträge gelesen habe, bin ich von dieser Idee aber wieder etwas weggekommen, da immer wieder angemerkt wird, dass Parallelschaltung auch bei KSQ nicht unbedingt zu empfehlen ist (Eventuell mit niederohmigen Vorwiderstand in jeder Reihe lösbar???). Außerdem würde der LM wohl auch nicht die energieeffizienteste Lösung sein. Momentan tendiere ich dazu eine Konstantstromquelle mittels Transistor zu bauen. Das würde ich dann mit dem Boost-Konverter und wieder zwei LEDs in Reihe aufbauen, aber natürlich jede Reihe mit eigenem Transistor. Das ist nur leider auch nicht die schlankeste Lösung, da ich dann zehn Transisotren bräuchte inklusive der nötigen Widerstände. Alternativ auch ohne Booster, aber dann sind es eben mehr Bauteile. Das alles würde ich natürlich gerne auf der Rückseite meines Aluminiumrings auf eine kleine Lochrasterplatte installieren und dann wären weniger Komponenten eben vorteilhaft (Es soll zusätzlich auch noch eine sehr einfache Ladestandsanzeige des Akkus mit drauf). Deshalb frage ich mich nun, ob es nicht vielleicht sogar die beste und einfachste Lösung wäre, die LEDs mit einem simplen Vorwiderstand in jeder Reihe zu betreiben und der Parallelschaltung noch einen Poti vorne dranzuhängen, dass es dimmbar wird. Des Weiteren hätte ich bei dieser Variante nicht den Boost-Converter, der ja bekanntlich den Strom antiproportional zur Spannung erhöht und somit die Akkus zusätzlich belastet. Allerdings sinkt dann auch die Spannung bei niedrigem Akkustand und dementsprechend ist die Lichtausbeute nicht konstant. Ich wäre über kurze Statements zu den drei Varianten, sowie zu möglichen Alternativen sehr dankbar. Hoffe es sind alle nötigen Informationen vorhanden. Liebe Grüße Hobi
Hobi schrieb: > Bei meinem Projekt handelt es sich um einen Ringblitz-Selbstbau für > meine Kamera. Dafür will ich etwa 20 High Power COB-LEDs auf einem > Bei den LEDs handelt es sich um übliche 10W-COB-LEDs (9-12V), die ich > allerdings wegen Wärme und Stromfluss nur mit maximal etwa 1/4 der > Leistung (150-200mA) Betreiben wollte. Wieso? Ein LED-Blitz hart so schon nicht so wahnsinnig viel Leistung im Verhältnis zu einem Röhrenblitz. Außerdem ist die mittlere Verlustleistung im Blitzbetrieb gering, da kann man 100% fahren. Rechne doch einfach mal die mittlere Verlustleistung aus. Pmittel = Pnom * Tastverhältnis. Tastverhältnis = Pulsbreite / Periodendauer. Bei 10ms Blitz mit 1s Periodendauer ist das 1% . . . Und 10ms sind eher zu lang für einen Blitz. > Das Ganze soll in irgendeiner Art > und Weise über einen Potentiometer zusätzlich dimmbar sein. PWM würde > ich gerne ausschließen, da es bei Film- und Fotoaufnahmen zu eventuellen > Flimmern kommen könnte. Kein Problem. > Meine Ursprüngliche Idee war mit Akkus im 3S Verbund und einem > Boost-Converter die Spannung auf etwa 25V anheben und dann mit einem > LM317 eine Konstantstromquelle für die LEDs einzurichten. Ohje ;-) Die LEDs > würden dann zwei in Reihe geschaltet und zehn parallele Reihen an dem > LM317 hängen und bei 150mA genau auf den Designwert des LM von 1,5A > kommen (Wäre dann selbstverständlich mit Kühlkörper betrieben). Ohje die 2. > Nachdem ich einige Beiträge gelesen habe, bin ich von dieser Idee aber > wieder etwas weggekommen, da immer wieder angemerkt wird, dass > Parallelschaltung auch bei KSQ nicht unbedingt zu empfehlen ist In der Tat. > (Eventuell mit niederohmigen Vorwiderstand in jeder Reihe lösbar???). Ja, aber dann wird es wieder Murks bzw. die Effizienz sinkt. Und die ist gerade bei Batteriebetrieb wichtig. > Außerdem würde der LM wohl auch nicht die energieeffizienteste Lösung > sein. AHA! > Momentan tendiere ich dazu eine Konstantstromquelle mittels Transistor > zu bauen. Gibt es alles schon fertig integriert. > Das würde ich dann mit dem Boost-Konverter und wieder zwei > LEDs in Reihe aufbauen, aber natürlich jede Reihe mit eigenem > Transistor. Das ist nur leider auch nicht die schlankeste Lösung, da ich > dann zehn Transisotren bräuchte inklusive der nötigen Widerstände. Ach herje. Wie schrecklich! > Deshalb frage ich mich nun, ob es nicht vielleicht sogar die beste und > einfachste Lösung wäre, die LEDs mit einem simplen Vorwiderstand in > jeder Reihe zu betreiben und der Parallelschaltung noch einen Poti vorne > dranzuhängen, dass es dimmbar wird. NEIN! > Des Weiteren hätte ich bei dieser > Variante nicht den Boost-Converter, der ja bekanntlich den Strom > antiproportional zur Spannung erhöht und somit die Akkus zusätzlich > belastet. Unsinn. > Allerdings sinkt dann auch die Spannung bei niedrigem > Akkustand und dementsprechend ist die Lichtausbeute nicht konstant. AHA! > Ich wäre über kurze Statements zu den drei Varianten, sowie zu möglichen > Alternativen sehr dankbar. DONE! > Hoffe es sind alle nötigen Informationen vorhanden. Nimm einen Step Up Schaltregler auf ca. 2x Flußspannung + ca. 3V. Dann je 2 COB in Reihe und das Ganze dann 10x parallel. Jeder Strang bekommt eine Konstantstromquelle in Form eines Bipolartransistors mit Emitterwiderstand. Man kann sicher auch was fertiges mit 10 Kanälen finden, da müßte ich jetzt aber erstmal suchen. TLC5940 & Co sind deine Freunde. Da kann man mit einem Widerstand den Strom aller Kanäle einstellen. Die ON/OFF Steuerung des Blitzes hängt man an das BLANK-Signal. Bei diesem IC braucht es aber einen klitzekleinen Mikrocontroller, welcher beim Einschalten den TLC5940 passend konfiguriert. So wird das was!
Falk B. schrieb: > Wieso? Ein LED-Blitz hart so schon nicht so wahnsinnig viel Leistung im > Verhältnis zu einem Röhrenblitz. Außerdem ist die mittlere > Verlustleistung im Blitzbetrieb gering, da kann man 100% fahren. Das stimmt wenn man von richtigem Blitzbetrieb ausgeht. Ein Ringblitz ist üblicherweise im Dauerbetrieb bei z.B. Videoaufnahmen im Einsatz. Also mehr als Arbeitslicht statt Blitz. >> Das würde ich dann mit dem Boost-Konverter und wieder zwei >> LEDs in Reihe aufbauen, aber natürlich jede Reihe mit eigenem >> Transistor. Das ist nur leider auch nicht die schlankeste Lösung, da ich >> dann zehn Transisotren bräuchte inklusive der nötigen Widerstände. > > Ach herje. Wie schrecklich! > > Nimm einen Step Up Schaltregler auf ca. 2x Flußspannung + ca. 3V. Dann > je 2 COB in Reihe und das Ganze dann 10x parallel. Jeder Strang bekommt > eine Konstantstromquelle in Form eines Bipolartransistors mit > Emitterwiderstand. Hmm, irgendwie wiedersprechen sich deine Aussagen hier oder verstehe ich das falsch? Du sagst meine Idee ist schrecklich und schlägst dann genau das selbe vor? >> Des Weiteren hätte ich bei dieser >> Variante nicht den Boost-Converter, der ja bekanntlich den Strom >> antiproportional zur Spannung erhöht und somit die Akkus zusätzlich >> belastet. > > Unsinn. Kannst du genauer beschreiben wieso das Unsinn ist? Soweit ich weiß habe ich bei zum Beispiel 10V IN und 20V OUT und 1A auf der Verbraucher Seite 2A Strom auf der Quellenseite. Etwaige Verluste ausgeschlossen natürlich. > TLC5940 & Co sind deine Freunde. Danke, werde ich mir mal genauer anschauen.
Hobi schrieb: > Bei meinem Projekt handelt es sich um einen Ringblitz-Selbstbau für > meine Kamera. Dafür will ich etwa 20 High Power COB-LEDs auf einem > Aluminiumring installieren und diese wegen der Mobilität mit > 18650er-Li-Ion 3S Akkus (an der Schnellwechselplatte der DSLR montiert) > betreiben. Ich würde hier wegen Gewicht und Handling eine geringere > Kapazität eines 1P-Packs gegenüber z.B. 3S2P in Kauf nehmen und > stattdessen Ersatzakkus im Rucksack mitführen und bei Bedarf wechseln. > Bei den LEDs handelt es sich um übliche 10W-COB-LEDs (9-12V), die ich > allerdings wegen Wärme und Stromfluss nur mit maximal etwa 1/4 der > Leistung (150-200mA) Betreiben wollte. Das Ganze soll in irgendeiner Art > und Weise über einen Potentiometer zusätzlich dimmbar sein. PWM würde > ich gerne ausschließen, da es bei Film- und Fotoaufnahmen zu eventuellen > Flimmern kommen könnte. Ein sehr unausgereifter Gedanke. Aus zwei Gründen: 1)Du willst viel Licht aber gleichzeitig möglichst wenig Verlustleistung. Die Wahl von "üblichen 10W COBs", also minderwertiger Ausschussware, ist da genau der falsche Ansatz. Dafür brauchst du hochwertige LEDs von Cree, Samsung (LM301B als Bsp), Prolight Opto etc. Diese erreichen Lichtausbeuten im Bereich von 150-220lm/W. Bei einem kaltweißen Spektrum mit 80er Farbwiedergabe kommst du da auf 46-68% Wirkungsgrad, da die LER für so ein Spektrum bei ~325 lm/W liegt. Bei deiner Wahl kannst du froh sein, wenn du überhaupt die 30% erreichst. WENN. 2)Das Spektrum von dem Billigskram wird grausam sein, im Bereich einer Farbwiedergabe von 70 oder sogar drunter. Eine Farbwiedergabe von 80 mag nicht all zu toll sein, aber schon ganz ordentlich. Mit Zugabe von 5-10% der Strahlungsleistung durch 660nm LEDs hebst du es dabei leicht auf >90 an. Genauer berechnen kannst du es hier: https://www.lrc.rpi.edu/cscalculator/ Brauchst dafür aber die Spektren deiner weißen LEDs + 660nm LEDs + ihre Strahlungsleistungen. Findest du alles in den Datenblätter, bzw. kannst zurückrechnen was dir fehlt.
Hobi schrieb: > Das stimmt wenn man von richtigem Blitzbetrieb ausgeht. Ein Ringblitz > ist üblicherweise im Dauerbetrieb bei z.B. Videoaufnahmen im Einsatz. > Also mehr als Arbeitslicht statt Blitz. Dann sollte man das auch so sagen! >>> Das würde ich dann mit dem Boost-Konverter und wieder zwei >>> LEDs in Reihe aufbauen, aber natürlich jede Reihe mit eigenem >>> Transistor. Das ist nur leider auch nicht die schlankeste Lösung, da ich >>> dann zehn Transisotren bräuchte inklusive der nötigen Widerstände. >> >> Ach herje. Wie schrecklich! >> >> Nimm einen Step Up Schaltregler auf ca. 2x Flußspannung + ca. 3V. Dann >> je 2 COB in Reihe und das Ganze dann 10x parallel. Jeder Strang bekommt >> eine Konstantstromquelle in Form eines Bipolartransistors mit >> Emitterwiderstand. > > Hmm, irgendwie wiedersprechen sich deine Aussagen hier oder verstehe ich > das falsch? Du sagst meine Idee ist schrecklich und schlägst dann genau > das selbe vor? Das "Wie schrecklich!" bezog sich auf dein Gejammer über 10 Transistoren und Widerstände. https://de.wikipedia.org/wiki/Ironie > >>> Des Weiteren hätte ich bei dieser >>> Variante nicht den Boost-Converter, der ja bekanntlich den Strom >>> antiproportional zur Spannung erhöht und somit die Akkus zusätzlich >>> belastet. >> >> Unsinn. > > Kannst du genauer beschreiben wieso das Unsinn ist? Deine Beschreibung und unterschwelliges Gejammer über die Belastung der Akkus durch den Boostconverter. > Soweit ich weiß habe > ich bei zum Beispiel 10V IN und 20V OUT und 1A auf der Verbraucher Seite > 2A Strom auf der Quellenseite. Etwaige Verluste ausgeschlossen > natürlich. Ja sicher, aber wo liegt das Problem? Auch ohne Schaltregler braucht man für 20W am Ausgang mindestens 20W von der Batterie, in deinem Beispiel als 10V * 2A. Ein guter Schaltregler hat 80-95% Wirkungsgrad. >> TLC5940 & Co sind deine Freunde. > > Danke, werde ich mir mal genauer anschauen. Es gibt noch viele andere Möglichkeiten, sicher auch welche ohne Mikrocontroller. Trotzdem braucht man für 10 parallele LED-Stränge 10 einzelne Konstantstromquelle.
Hobi schrieb: > Des Weiteren hätte ich bei dieser > Variante nicht den Boost-Converter, der ja bekanntlich den Strom > antiproportional zur Spannung erhöht und somit die Akkus zusätzlich > belastet. Da die Boostconverter einen recht guten Wirkungsgrad haben, spielt es kaum eine Rolle, die benötigte Leistung ist ja dieselbe. Bei Parallellschaltung sind die Verluste durch nötige Widerstände sogar größer. Je mehr LEDs du in Reihe schalten kannst, umso weniger Verluste. Bei einem StepUp-Wandler wie diesem https://www.ebay.de/itm/3V-35V-100W-Adjustable-DC-DC-Step-up-Boost-Power-Voltage-Converter-Module/282623910920 mit max 35V könntest du jeweils 3 LEDs hintereinander schalten, also 3*6 oder 3*7. In jede Reihe einen relativ kleinen Widerstand zur gleichmäßigen Stromverteilung. Mit einem kleinen Widerstand in der gemeinsamen Masseleitung kannst du den Gesamtstrom in die Rückkopplung des StepUps miteinbeziehen. Den Trimmer noch durch einen passenden Widerstand plus richtiges Poti ersetzen und du hast, was du wünschst.
J. S. schrieb: > Ein sehr unausgereifter Gedanke. Vielen Dank für das Feedback! Da ich mich nicht im professionellen Bereich bewege, sondern das mehr oder weniger eine kleine Spielerei von mir auf Amateurniveau ist und ich die LEDs sowieso noch rumliegen habe, wird es wahrscheinlich so klappen müssen und meinen Ansprüchen auch Genüge tun. Werde mir das trotzdem nochmal etwas genauer zu Gemüte führen. Jobst Q. schrieb: > Da die Boostconverter einen recht guten Wirkungsgrad haben, spielt es > kaum eine Rolle, die benötigte Leistung ist ja dieselbe. Mir fällt auch grade auf, dass ich da beim Schreiben einen Denkfehler drin hatte. Sigh! Bei den Akkus kommt so oder so der selbe Strom an. Ob ich jetzt 1S, 2S oder 3S LEDs habe, verändert zwar den Multiplikationsfaktor am Spannungswandler, aber dafür sind es auch wieder ausgleichend eine um den selben Faktor reduzierte Anzahl paralleler Reihen und damit niedrigerer Strom am OUT.
Jobst Q. schrieb: > Da die Boostconverter einen recht guten Wirkungsgrad haben... > Je mehr LEDs du in Reihe schalten kannst, umso weniger Verluste. Nach meinem Kenntnisstand sinkt der Wirkungsgrad der üblichen Boostconverter mit steigender Ausgangsspannung.
da braucht man eigentlich nicht viel basteln, von Meanwell gibt es eine Menge fertiger Module mit verschiedenen Konstantströmen, als StepDown oder StepUp: https://www.reichelt.de/led-trafo-9-56-v-350-ma-mw-ldd-350h-p148006.html https://www.elpro.org/de/mean-well-ldh-45-serie/110533-ldh-45a-350da.html letztere haben recht hohe Ausgangsspannungen, da kann man einige 10 W LED in Reihe schalten. Die max. Eingangsspannung ist 18 V, ich habe die trotzdem testweise mal mit einem Makita Akku betrieben, voll geladen hat der ja kurzzeitig ca. 20 V.
Stefan ⛄ F. schrieb: > Jobst Q. schrieb: >> Da die Boostconverter einen recht guten Wirkungsgrad haben... >> Je mehr LEDs du in Reihe schalten kannst, umso weniger Verluste. > > Nach meinem Kenntnisstand sinkt der Wirkungsgrad der üblichen > Boostconverter mit steigender Ausgangsspannung. Damit hast du recht, aber ich schätze, dass der Unterschied im Wirkungsgrad die Vorteile der Reihenschaltung durch weniger Widerstände bei weitem nicht aufwiegt. Für den StepUp spricht auch die Dimmbarkeit über ein einfaches Poti.
Hobi schrieb: > J. S. schrieb: >> Ein sehr unausgereifter Gedanke. > > Vielen Dank für das Feedback! Da ich mich nicht im professionellen > Bereich bewege, sondern das mehr oder weniger eine kleine Spielerei von > mir auf Amateurniveau ist und ich die LEDs sowieso noch rumliegen habe, > wird es wahrscheinlich so klappen müssen und meinen Ansprüchen auch > Genüge tun. Musst du selber sehen. Aber wie ich deinen Angaben entnehme, soll es ja schon ein etwas aufwändigeres Projekt werden. Nicht nur ein einfaches Licht im Schuppen oder so. Der Aufwand für bessere LEDs sticht da doch gar nicht so heraus. Wirklich viel kosten die von mir erwähnten LEDs auch nicht und haben im Vergleich dazu wie gesagt überragende Werte. Die Sache mit der Lichtmenge kann man ja teilweise durch Tricksen ausgleichen, indem man länger belichtet etc. Wird aber am Ende trotzdem ein zusätzlicher Aufwand und dazu kommt auch wie gesagt die Farbwiedergabe. Und diese ist ja bei Foto- und Videoaufnahmen besonders wichtig. Bei Blau- und Grüntönen kommt man mit kaltweißen LEDs mit <70er Farbwiedergabe noch gut hin, weil dort ja die Emissionsmaxima liegen. Bei allen anderen Farben, speziell >600nm bekommt man aber üble Farbverfälschungen. Kann man natürlich auch mit Photoshop etc. ausgleichen, was aber nur begrenzt funktioniert bzw. wieder einen Aufwand darstellt.
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