Step Up für eine 70W LED

Schaltungen, Widerstände, Spannung, Strom, ...

Moderator: T.Hoffmann

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Fibricus
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Di, 22.06.10, 16:09

Hallo zusammen!

Ich bin neu hier und habe, um es vorne weg zu sagen, nicht wirklich Ahnung in Sachen Elektronik.
Ich habe ein spezielles Beleuchtungsprojekt: Unterwasserbeleuchtung mit "richtig Dampf" für meine HD-Kamera.

Nun bekomme ich in den nächsten Tagen 2 Muster einer 70/75W LED.
Leider gibt es nur eine Konstantstromquelle für 90 - 240 VAC.
Ich würde die Lampen dann gerne aus 3-6S Lipo versorgen, sodass ich eine Versorgungsspannung zwischen 10V und knapp 30V hätte.

Das AC-Vorschaltgerät lieferte recht genau 36V. Ich habe natürlich auch ein Datenblatt (der LED), aber das sind für mich Böhmische Dorfer... ;)

Hat jemand eine Idee, wo ich solche Schaltungen herbekommen kann?

Bin für jeden Tipp dankbar!

Gruß

Tobias Schmidt
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Di, 22.06.10, 16:57

Willkommen!
Also auch wenn das Datenblatt für dich nur aus böhmischen Dörfern besteht, würden wir trotzdem ganz gerne mal reingucken :wink: .
Ohne kann man schlecht eine passende Stromquelle raussuchen.

PS: 6S LiPo haben aber nur 22,2V Nennspannung und nicht knapp 30V.
Fibricus
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Mi, 23.06.10, 06:06

Hallo!

Mit der Spec hast Du natürlich recht!
Ist angehängt.

...und mit der Nennspannung von 22,2V ist schon richtig, aber frisch geladen...
Außerdem habe ich noch einen "Akkutank" mit 2x12V Bleigel. Die liegen frisch geladen bei über 28V...
Deshalb knapp 30V...

Gruß

Tobias
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Mi, 23.06.10, 08:08

Also 70W-Step-Up geht zwar sicherlich, in diesem Leistungsbereich ist Step-Down aber sehr viel üblicher und eher und günstiger zu bekommen.
Fibricus
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Mi, 23.06.10, 10:11

Sicher, aber üblicher Weise sind es 12-14 oder eben 24V Versorgungsspannung im Unterwasserbereich...
Ich will auch unbedingt kompatibel zu den Tauchpartnern bleiben!

Gruß

Tobias
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Mi, 23.06.10, 14:19

So gesehen ist es definitv die falsche LED und der Step-Up-Wandler kann unzulässig hohe, lebensgefährliche Spannungen erzeugen, insbesondere bei Defekt.
Fibricus
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Mi, 23.06.10, 15:27

Verstehe ich nicht? Auch ein Step Up kann doch ausreichend sicher geregelt werden - oder nicht???
Solche Schaltungen sind doch schon einige viele im Umlauf, halt nicht für 70w...

Gruß

Tobias
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Mi, 23.06.10, 15:35

StepUp Wandler sind auch für mehr als 70W im Umlauf. Allein einige der Notebook Wandler fürs KFZ übersteigen ja die 70W schon, mal abgesehen davon, dass die konstante Spannung geben und nicht konstanten Strom. Aber das ist ja schaltungstechnisch nur ein kleiner Unterschied.
Im Falle eines Defekts ist immer Mist. Wenn ein Step-Down Wandler so defekt geht, dass er immer durchschaltet, dann liegt die volle Akkuspannung an der LED an. Dazu muss "nur" der schaltende FET durchschlagen und schon haben wir den Fall.

Nebenbei kann man ja noch eine Spannungsbegrenzung einbauen, sodass der Wandler nicht mehr als meinetwegen 40V bringt, wenn der Ausgang offen ist. Das reicht für die LED ja in jedem Fall aus. Kommt halt drauf an, wieviel du basteln willst.

Gibts eigentlich noch Vorgaben bezüglich Größe und Gewicht?
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Mi, 23.06.10, 18:57

Fibricus hat geschrieben:Mit der Spec hast Du natürlich recht!
Ist angehängt.
Was für ein Mega-Schrott!
Ich bezweifle, dass die Firma, die dieses "Datenblatt" verzapft hat, in der Lage ist eine LED, noch dazu eine 70W-LED herzustellen!

Neben teilweise Zeichensalat, führe man sich mal das hier zu Gemüte:
  • DC Forward Current IF 2.45 A
    Peak Pulse Forward Current* IFP 700 mA
    Average Forward Current Iavg 400 mA
    Reverse Voltage VR 7 V
2,45 A Dauerstrom, aber nur 0,7A Pulsstrom? *LOL*

Vielleicht gelten die 700 mA ja "per String", davon steht da aber nichts, auch nicht, ob die LED überhaupt aus mehreren Reihenschaltungen besteht.

Weiterhin gehe ich davon aus, dass diese LED die rechnereischen 85 lm/W nicht erreichen wird (dies mache ich an der Qualität des Datenblattes fest).

Die Lebensdauerkurve geht übrigens nur bis 5000 Stunden.

----------

Zum Step-Up-Wandler: ich hatte angenommen, dass mehr als 24V unter Wasser aus Sicherheitsgründen beim normalen Tauchen nicht erlaubt sind. Und natürlich gibt es welche mit dieser Leistung, reichelt hat gar einen KFZ-Wechselrichter mit 2 kW für 169,- € --- nur Kosten die eben relativ viel (auch schon bei 70W), wenn es sich nicht gerade um Massenware handelt, wie die erwähnten Notebook-Konverter.

Vielleicht doch besser diese LED:
Bridgelux LED Array BXRA-C4500, weiß, 5000 Lumen --- obwohl es da mit 24V sehr knapp wird.... mit NiNh-eneloop-Akkus kein Problem, aber bei Li-Ion mit ihrer relativ steilen Spannungskurve evtl. ungeeignet.
Hier könnte man sogar mit einer linearen KSQ oder gar einem einfachen Vorwiderstand arbeiten.

Die LEDs selbst bilden dann sogar automatisch einen Teifentladeschutz, da der Strom mit zurückgehender Spannung sehr steil abfällt. Außerdem wird es die niemals unerwartet dunkel, denn wenn die Akkus leer werden, sinkt ja deren Spannung und dadurch der LED-Strom, so dass nicht wie bei einer Glühlampe nach wenigen Minuten der Ofen ganz aus ist, sondern man u.U. noch Tagelang (wenn auch deutlich weniger als das maximal mögliche) Licht hat.

Bei Verwendung eines Step-Up-Wandlers müsste noch ein Tiefentladeschutz dazu und es wäre irgendwann urplötzlich Zappenduster!

Es gibt die Bridgelux ja auch noch mit anderen Spannungen (wird dann allerdings überproportional teurer).
(die Vorwärtsspannung der LED sollte aber beim geringsten im Shop angegebenem Strom, diese noch ca. 2-4 Volt über der tiefentlade-Spannung des Akkupaks liegt! Wobei man auf diese Spannung ja in der Pracis nur runter kommt, wenn man die LED wirklich sehr lange weiterleuchten lässt, nachdem man einen massiven Helligkeitsrückgang bereits beobachtet hat.)
Fibricus
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Do, 24.06.10, 07:20

Diese LED sieht wirklich spannend aus!
Aber auch hier habe ich das Problem der "Gruppenkomatibilität" mit den restlichen Tauchern aus unserer Gruppe.
Wie gesagt: Die Akkutanks haben zwischen 10 und 14 Zellen NiMh oder 3 -4S Lixx oder eben 2x Bleigel.
Also benötige ich auch für diese LED eine Elektronik...

Alle Lampen die wir bisher im Einsatz haben können auch an diesen Tanks (Ausnahme der Bleigel) betrieben werden und auch UW getauscht werden. Dazu haben wir ein unterwasser steckbares Steckersystem.

Jetzt kommen dann gleich noch die Sonderwünsche des Filmers: Dimmbar wäre toll! ...und wenn sich dabei die Farbtemperatur nicht ändern würde wäre das der Hammer!!! ;)

Gruß

Tobias
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Do, 24.06.10, 07:42

Habt Ihr mal dran gedacht, Euch einfach nur eine andere Spannungsquelle zu besorgen?
Modellbauakkus (Lipo) mit 8 Zellen (ca. 1,2kg schwer, nominal 29,6V) und 5000mAh kosten keine 100 Dollar. Da geht euch eher die Luft aus, bevor der Akku leer ist. Und damit entfällt auch der Wechsel.
Fibricus
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Do, 24.06.10, 09:39

Achim H hat geschrieben:Habt Ihr mal dran gedacht, Euch einfach nur eine andere Spannungsquelle zu besorgen?
Modellbauakkus (Lipo) mit 8 Zellen (ca. 1,2kg schwer, nominal 29,6V) und 5000mAh kosten keine 100 Dollar. Da geht euch eher die Luft aus, bevor der Akku leer ist. Und damit entfällt auch der Wechsel.
Solche Akkus (LiPos, LiMn...) sind bei uns durchaus im Einsatz (3S mit 15-50Ah). Leider sind die LED nicht fürs Tauchen an sich geeignet, sondern nur für die Videobeleuchtung (Fokussierung...). Sonst benutzen wir HID-Brenner, auch wegen des Wirkungsgrades. Leider sind die zum Filmen suboptimal, da sich diese Brenner nicht einfach ein und ausschalten lassen, was beim Videodreh durchaus üblich ist und die sind einfach mir entsprechend Leistung zu groß (Bauform)...

Außerden sind 5Ah gerade mal 2Stunden Licht mit einer 70W-LED... Unsere Tauchgänge sind da schon "etwas" länger - so 5-8Stunden sind da durchaus üblich. Sicher benötige ich nicht die ganze Zeit die "Flutlichtanlage" aber ich kann auf meine 2x16GB SxS-Karten immerhin 4Stunden aufzeichen und manchmal lasse ich die Kamera einfach durchlaufen und vergesse sie vorne auf dem Scooter...

Du siehst, die Beleuchtungssysteme innerhalb unserer Gruppe umzustellen geht einfach nicht - daher MUSS ich mich mit der Videobeleuchtung anpassen.

Gruß

Tobias
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Do, 24.06.10, 10:09

Bis 50 Watt kannst Du den DC-DC-Wandler SD-50A-24 von Meanwell verwenden. Der arbeitet mit Gleichspannungen von 9,2V bis 18V und liefert 24V @ 2,1A (einstellbar von 23 bis 30V bei max. 50,4 Watt).

Eure Led hat aber 70 Watt und dafür kenne ich keinen DC-DC-Wandler mehr.
Geben tut es die schon, aber welche, die mit Eingangsspannungen um 16V funktionieren, sind etwas dünn besiedelt.
jkunz
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Fr, 25.06.10, 21:23

Fibricus hat geschrieben:Hat jemand eine Idee, wo ich solche Schaltungen herbekommen kann?
Was fertiges in der Leistungsklasse kenne ich auch nicht. Da ist selbst entwickeln angesagt. Der dickste mir bekannte Aufwärtsregler ist der "Hyperboost" von TASKLED. Macht aber auch nur 1,4 A.
daltonthomas
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So, 03.10.10, 20:41

Hallo zusammen,

ich hatte das gleiche Problem, erst diese besagte BXRA-C4500 LED gekauft und dann festgestellt dass es keinen vernünftigen Boost Regler dafür gibt.

Nun nach einigen langen Nächten habe ich einen eigenen Boost Converter, Dimmbar mit PWM entworfen.
Alles auf einer 42mm kreisrunden Platine.

Evtl. könnte ich mich zu einer Kleinserie hinreißen lassen, allerdings beginnen die Bestückungskosten erst ab ca. 50 Stück langsam in einen überschaubaren Bereich zu sinken.

Sollte Bedarf bestehen dann gibt bitte Bescheid.

Kurze Eckdaten:
Eingangsspannung: 12-20V
Ausgangsspannung: 28V (für Bridgelux optimiert)
Ausgangsstrom: hardwaremäßig eingestellt (über shunt), max. 3A (meiner Erfahrung nach fährt man mit guten 2A in einem ganz guten Bereich)
Tiefentladeschutz greift bei Unterschreitung von 12V ein.
LED Dimmbar in 5 Stufen.
Temperaturregler, d.h . Lampe dimmt runter, wenn Temperatur x (noch nicht definiert) überschritten.
Kosten pro Leiterplatte: ca. 40 Euro

Die LED ist der Wahnsinn, da wird die Nacht zum Tag!


Grüße

dalton
johnson
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Mo, 04.10.10, 06:48

Fibricus hat geschrieben:Unsere Tauchgänge sind da schon "etwas" länger - so 5-8Stunden sind da durchaus üblich.
Auf wie viel Meter :?: Möchte ich mal anzweifeln, das jemand 5-8 Std. im Wasser bleibt. :wink: Durchschnitt sind 60-90 min.
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