Hallo, mein Vorhaben: 3 Luxeon K2 an 4 Akkus! Also: ich habs mir wie folgt gedacht: ich regle die Spannung Konstant auf 5 V mit nem Spannungsregler und dann noch mit Vorwiderständen runter auf ca 4,5V. Die sollte die Lux ja überleben. Und desweiteren an jeder Akkuzelle ne diode, dass sie sich net gegenseitig laden und noch ne z diode dass sie nicht tief entladen werde (hochohmig unter ner gewissen spannung). Würde das so funktionieren ? Und noch ne Frage: warum regelt man für gewöhnlich den Strom ? stellt sich dieser nicht auch automatisch dabei ein wenn ich die korrekte Spannung anlege ? Schon mal herzlichen Dank für die Antworten! mfG Johannes
Da habe ich doch etwas Bauchschmerzen. Nein ich gehe sogar davon aus, dass dir die LEDs thermisch streben werden. Wie du richtige bemerkt hast, wird bei LEDs (Hochstrom LEDs) der Strom geregelt. Die Spannung stellt sich dann entsprechend ein. Bei dir soll sich der Strom einstellen. Das funktioniert prinzipiell. Leider ist in den Datenblättern aber nen riesiger Spannungsbereich für Vf von 3V-4,9V da einen geeigneten Vorwiderstand zu berechnen ist schon hart. Außerdem ändert sich die ganze Geschichte, wenn die LED wärmer wird. P.S: Auf die Wärme musst du ohnehin besonders achten. mfg DEtlef
Hallo, LED speist man mit möglichst konstantem Strom, weil die Vorwärtsspannung starken Exemplarstreuungen unterliegt und eine starke Temperaturabhängigkeit aufweist. Durch die Diodenkennlinie ergibt sich ein sehr kleiner differentieller Widerstand (bei Leistungs-LED <<2 Ohm), der bei kleinen Spannungsänderungen eine große Variation des Stromes verursacht. Es gibt ICs, die aus deiner Akkuspannung betrieben werden und die 3LED in Reihenschaltung versorgen können. Das ist die effektivste Methode. National Semiconductor, TI, Linear und ST haben davon etliche im Programm. Welche Dioden hast du (Nennstrom)? Welche Akkus benutzt du? Arno
Vergiß die Spannungregelung ( der R in Serie, um nur 0,5V zu verbraten, entschärft die Sache zwar ein wenig, aber nicht zuverläßig). Erstens haste dann nach dem R bzw. an der LED wieder eine unstabile Spannung, und zweitens wird ja ohnehin die überschüssige Energie in Wärme umgewandelt, was man auch gleich komplett ohne Spannungsregler und nur mit einem Serien-R hinbekommt. Spannungregelung ist deswegen ungeeignet, weil eine glitzekleine Änderung in der Flußspannung der LED oder der Spannungreglerspannung (z.B. wegen Temperaturänderung) auf grund der LED-Kennlinie eine extrem große Änderung des Stroms bewirkt, was sich praktisch nicht beherrschen läßt. Deswegen Stromregelung, weil sich die Verhältnisse dabei umkehren. Übrigens verhindern Dioden an den Einzelzellen des Akkus sicherlich nicht die Tiefentladung, sondern nur eine stärkere Umpolung der schwächsten Zelle, wenn diese zuerst entladen ist, und ihre Spannung nicht mehr halten kann.
hmmm danke für die rasche antwort! aber gibts denn nen stromregler der auch mit nem akku, sprich niedriger spannungsdifferenz funktioniert ?
LED's sind stromgesteuerte Bauteile die Kennlinie läuft nicht linear wie beim Ohmschen Widerstand, also betreibt man die am besten mit Konstantstrom besonders bei Leistungs-LED. Bei geringen Spannungsuntewrschieden wie bei Dir kommst Du mit einem LM317 als Konstantsromquelle recht gut hin. Die Schaltung dazu steht im Datenblatt des LM317. LED kann man nicht einfach parallel (in Reihe schon) schalten, die Stromregelung braucht man für jede LED. Die LM's kosten ja kaum was im verhältnis zu den Luxeon-LED Preisen, man kann aber auch für jeden LED-Zweig eine Widerstand vorsehen und mit einem Regler regeln.
Vorschlag: Artikel zu Konstantstromquellen durchlesen, vor allem den Teil über "Konstantstromquelle mit Schaltregler" dann kannst du die LEDs in Reihe schalten, und der Schaltregler erzeugt dir die nötigen ~15Volt, notfalls auch aus weniger Akkus. Und nen besseren Wirkungsgrad (Batterielaufzeit!) als mit dem Heizwiderstand gibts auch.
ich bin vom Forum begeistert! So viele schnelle und gute Beiträge! Herzlichen Dank! Ich werde mich für den Step up wandler entscheiden
Gute Entscheidung. Lies dir aber unbedingt das Datenblatt deines Step-Up Wandlers durch. Die Auswahl der Bauelemente (Spule und Elkos) ist entscheidend. Außerdem funktioniert die Sache mit einem freidraht-Versuchsaufbau nicht. Es muss schon ein ordentlich geroutetet PCB sein. Auch wenn es in der Theorie einfach erscheinen mag, diese Dinger schalten mit einigen hundert khz (bis MHz) und ein bissel Strom fließt auch. Gruß DEtlef und frohes Schaffen!
So mal das Datenblatt hergenommen! Scheint doch net ganz so einfach zu dimensionieren sein! Kleine Schützenhilfe? A) weiß ich net wieviel ein ripple so ein Luxeon verträgt! B) wie hoch die schaltfreq. min sein muss etc. pp. is sicherlich ein bischen mit kanonen auf spatzen geschossen, da ich davon ausgehe das so ein luxeon chip recht genügsam ist was die qualität der stromquelle betrifft. Und desweiteren: hält das gute Stück denn überhaupt die 1000mA aus oder sollte ich damit nen Transistor regeln?
Habe leider nicht die Zeit, mich mit dem Datenblatt zu beschäftigen. Nur ein paar Tipps als Denkanstoß: -Spannungsripple bedeutet erhöhten Stromfluss, dies bedeutet mehr Wärme, (wenn eine LED kaputt geht sind sie zu 100% thermisch gestorben, du kannst über LED strom jagen wie du willst, musst aber immer dafür sorgen das die Wärme abgeleitet wird) -Spannungsripple zu verkleiner bedeutet teuere Bauelemente und mehr LP Platz hier liegt der Kompromiss -zur Schaltfrequenz möchte ich ohne genauers Studium des Datenblattes keine genaue Aussage zum besten geben, nur soviel hohe Schaltfrequenzen stören andere Schaltungen, zu niedrige Schaltfrequenz bricht die Spannung/Strom evt. zusammen (nur so ein Gedankengang von mir) P.S möchtest du die LED wirklich mit 1A betreiben? Dann musst du aber unbedingt für geeignete Wärmeabfuhr sorgen. 1A*4,9V sind fast 5W an einer LED! Also hier unbedingt thermische Berechnungen anstellen, um die Größe des benötigten Kühlkörpers zu ermitteln. Schönen Tag noch DEtlef
Hallo nochmals! Hmmm ... also ripple möglichst klein halten, und schaltfrequenz net grad in nem bereich wo andere geräte gestört werden könnten! vllt. 300khz ? noch die frage welche noch so im raum steht: hält der kleine kerl (step up wandler) überhaupt 1A aus? das gehäuse scheint ja auch nicht dafür konzipiert zu sein um nen kühlkörper dran zu befestigen! Und jetzt noch zur wärme an der LED: bei 80% wirkungsgrad (sollte ja eigenltich mehr haben) solltens ja dann auch "nur" 1 Watt sein welches in Wärme verbraten wird. Kühlkörper kann ich ja dementsprechend dimensionieren. (mal 3 net vergessen werden ja 3 LEDS) Danke für die Hilfe! mfG Johannes
Du willst den MC34065 nehmen? Der darin verbaute Transistor geht bis 1.5Ampere, IIRC. (Wieviel Strom daraus dann sekundär wird musst du ausrechnen) => http://cctools.hs-control.de/download/mc/mc34063.html Kann schonmal ungefähre Anhaltspunkte ausspucken. Schaltfrequenz würd ich so 75kHz nehmen, viel mehr kann der eh nicht. Ausserdem tuns dann auch billige Drosseln, und die Schaltung funktioniert auch auf dem Steckbrett noch. Ripple von einigen 10mA ist egal, die LEDs sind wahrscheinlich sogar für einen um Faktor 10 höheren Impulsstrom spezifiziert.
Ohne dir jetzt den Spass an der Sache zu nehmen, dass mit den 80% Wirkungsgrad kannst du so nicht machen. Ich glaube es entstehen in deinem Fall so um die 15W Wärmeleistung. Ich habe folgendes Dokument zur Berechnung des Kühlkörpers gefunden: http://www.led-tech.de/produkt-pdf/luxeon/luxeon_thermal_design_guide.pdf Gruß Detlef
Hallo also bisher habt ihr mich ja nur darauf aufmerksam gemacht was ich nohc beachten sollte, und sooooo uferlos ist das projekt ja auch nicht! Hmmm das mit der Abwärme muss ich nochmal näher durchdenken / rechnen. Hmmmm ... und nochmal zwecks Strom: der wird 7,2 A peak switch current! und übersteigt die 1,5 die "erlaubt" sind! Wie muss ich das nun werten ? Wie lange is das peak? überlebt er es dennoch? mfG Johannes
Was solls eigentlich werden? Sollen die LEDs immer gleichzeitig an sein? oder einzeln? Ich würd statt dem MC34063 nen kleinen AVR nehmen (Tiny25 in der Richtung) und den über ADC die Strommessung machen lassen, über PWM die Ansteuerung für den Step-Up. Schönen Logic-Level FET dahinter, der auch bei 7Amp Peak-Strom nicht ins schwitzen kommt. Ist vom Wirkungsgrad vermutlich besser als die Lösung mit dem MC34063, da ich nen viel kleineren Shunt nehmen kann. Regelgeschwindigkeit spielt keine Rolle, so schnell ändert sich die Akkuspannung nicht. Und als Bonus kann man noch Zusatzspielereien einbauen, wie Dimmer, Blinker, Soft-Start/Stop, Tiefentladeschutz etc...
Hallo Ernst, das mitm AVR is zwar ne idee, find ich aber mit kanonen auf spatzen geschossen. Die 3 LEDs sollen als Front licht fürs Fahrrad dienen. Von daher bräuchte ich diese weiteren Gimmicks net. Und dazu extra noch nen µC programmieren wenns schon für die Anwendung ic's gibt.... is mir eigentlich zu viel. Aber dennoch danke für die Anregung! mfG Johannes
Jaja, so ist das nun mal mit der Technik! Ganz so trivial wie gedacht ist es nur selten. Entweder ist es sehr viel schwerer oder total einfach. Kommt immer darauf an wer sich die Gedanken macht. Aber die Messlatte hast du selbst gelegt. Drei POWER-LEDs mit jeweils 1A zu betreiben ist halt kein Pappenstiel! Aber zurück zum Thema, falls es deine Akkus hergeben könntest du den LM317 als Konstantstromquelle hernehmen. Beachte den Spannungsabfall über den Regler und den Widerstand. Ich schätze du bräuchtest etwa 9V am Eingang. Das ganze jeweils drei mal, für jede LED einen eigene Versorgung. In dem Artikel zu Konstantstromquellen steht, dass die Sache beim Einschalten zum Überschwingen neigt. Dies müsste noch näher untersucht werden. Da fehlt mir aber die Erfahrung, so dass ich nichts zu sagen kann. Leider ist damit das Problem der Wärme aber nicht vom Tisch. Es hat sich noch verschlimmert, da jetzt auch die Spannungsverluste über Widerstand und Regler dazukommen. Um das ganze etwas erträglicher zu gestalten, würde ich vorschlagen den Strom pro LED auf 350mA zu reduzieren. In dem Bereich sind die LEDs eh am effektivsten. Gruß DEtlef
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