Konstantstromquelle

[tealyc]

Habe eine Frage zum Betrieb von Konstantstromquellen.

http://www.leds.de/LED-Zubehoer/Strom-u ... uelle.html

Kann maxmial 35 Volt.
Wenn 9 Cree XP-G R5 in Reihe daran hängen, dann sollte das die KSQ aushalten?

Da ich die Geschichte per Akku betreiben möchte habe ich 7,4V oder 11,1 V Schritte.
Wenn ich 3 Lithium Polymerakkus in Reihe schalte, habe ich 33,3 V.


Reicht das aus?
Was passiert wenn ich nur 22.2V Eingangsspannung auf die KSQ gebe?
Kann eine KSQ die Spannung "hochtransformieren"?

Muss ich noch auf etwas spezielles achten?

Schaltet dich die KSQ ab, wenn sie zu heiß wird?

[strenter]

...KSQ... Kann maxmial 35 Volt.
1. Wenn 9 Cree XP-G R5 in Reihe daran hängen, dann sollte das die KSQ aushalten?
2. Wenn ich 3 Lithium Polymerakkus in Reihe schalte, habe ich 33,3 V. Reicht das aus?
3. Was passiert wenn ich nur 22.2V Eingangsspannung auf die KSQ gebe?
4. Kann eine KSQ die Spannung "hochtransformieren"?
5. Muss ich noch auf etwas spezielles achten?
6. Schaltet dich die KSQ ab, wenn sie zu heiß wird?

Dann mal der Reihe nach:

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Kurzdatenblatt Cree XP-G  R5:
Strom        700 mA   1000 mA   1500 mA	
Spannung    3,20 V    3,30 V    3,60 V	
Effizienz    118 lm/W 112 lm/W    91 lm/W	
Lichtstrom   266 lm   370 lm     493 lm

1.+2.+3. Je nachdem mit welchem Strom die LED betrieben wird fällt an einer bei einer Durchschnitts-LED 3,2V...3,6V ab.
UG700 = n * ULED = 9 * 3,2V = 28,8V
UG1000 = n * ULED = 9 * 3,3V = 29,7V
UG1500 = n * ULED = 9 * 3,6V = 32,4V
Die KSQ braucht ca. 3V-4V (Drop) für sich um richtig arbeiten zu können; bei 33,3V Betriebsspannung wäre es durchaus möglich mit 700mA die 9 in Reihe geschalteten LEDs zu bestromen. Mit 1000mA sollte es auch noch gehen, aber 1500mA wird wohl so nicht machbar sein - und das gilt nur für voll geladene Akkus.

4. Nein. Diese transformiert nicht hoch, also...
5. ...nichts. Man kann allerdings die Anzahl der LEDs reduzieren.
Gehen wir von einem Drop von 4V aus...
n = ( UG - UDrop ) / ULED
n700 = 5,635; n1000 = 5,45; n1500 = 5
Mit 4V ist die Dropspannung relativ hoch gegriffen. Bei voll geladenem Akku können also 5 Cree XP-G R5 in Reihe problemlos betrieben werden mit 700mA oder 1000mA, die 1500mA Variante ist auch hier eher grenzwertig. Vor allem wenn die Spannung der Akkus nachläßt.
Was passiert nun wenn die KSQ mit zu wenig Spannung versorgt wird?
Die KSQ wird versuchen trotzdem den Strom zu liefern. Eventuell wird der Regelkreis der KSQ anfangen zu schwingen, was sich durch schnelles Flackern bemerkbar machen könnte; auf jeden Fall aber nimmt der Lichtstrom ab weil der Strom nicht mehr in dem Maße fließen kann.

6. Aus den technischen Daten der KSQ:

Code: Alles auswählen

Thermischer Schutz: Sollte die Konstantstromquelle zu heiß werden regelt diese automatisch den Strom herab.

Sollten noch Fragen offen sein... Nur zu.

[Maxman]

Eine informative Frage zu dieser Schaltung: wie sicherst du ab, dass deine LiPos nicht tiefentladen werden?

[tealyc]

Darüber habe ich mir konkret noch keine Gedanken gemacht weil ich noch keine Akkus gekauft habe.
Ich denke gelesen zu haben, dass dieser Schutz in den Akkus integriert ist.

[tealyc]

Hallo Strenter,
vielen Dank für deine ausführliche Antwort.
An der LED Anzahl würde ich ungerne etwas ändern.
Wenn ich eine 2. KSQ mit 1400mA verwende
5 LED´s an eine
4 LED´s an die andere.

Kann ich dann beide parallel aus den gleichen Akkus versorgen?

Dann müssten es ja 4 Akku´s á 7,4 V tun!?

29,4V wären das.

Bei der einen höher Belasteten KSQ wären es maximal 5* 3,6V+4V=22V

Wird die überschüssige Spannung irgendwo dann "verbraten" und in Form von sinnloser Wärme frei?

Die KSQ´s dürften der Temperatur Standhalten, da sie jeweils einen Kühlkörper bekommen sollen und zusätzlich noch in einem Behälter gefüllt mit Trafoöl liegen der die Wärme an das Umliegende Alugehäuse abgibt.

Die beiden KSQ´s würde ich gerne so takten, dass ich verschiedene Helligkeitsmodis erreichen kann.

Funktioniert das so mit den 2 KSQs, oder habe ich bei dem Gedanken etwas ausgelassen?

[Maxman]

Darüber habe ich mir konkret noch keine Gedanken gemacht weil ich noch keine Akkus gekauft habe.
Ich denke gelesen zu haben, dass dieser Schutz in den Akkus integriert ist.

Kannst du mir mal so einen Akku zeigen (Link) ?

Zumindest mal die, die ich in meinen Modellhelis habe, habe solch einen Schutz nicht.
Die Dinger sind bei falscher Behandlung extrem gefährlich.

Habe einen mal unabsichtlich tiefentladen, der hat direkt dicke Backen gemacht.
Da gibt es vieles zu beachten

Ein spezielles Ladegerät für Lipos mit Balancer benötigst du auch.

[strenter]

Mal schauen...
Es ist schon wie verhext... Der Vorschlag der mir in den Sinn kam 3 KSQ mit je 3 LEDs zu nehmen scheitert auch an den riesigen Schritten der Akkuspannung bzw. ist nicht besser als die 4/5-Lösung.
Umin = Udrop + n * ULED = 4V + 3 * 3,6V = 14,8V

4/5 LED an einer KSQ:
Umin = Udrop + n * ULED = 4V + 5 * 3,6V = 22V (richtig gerechnet!)...
...und die andere Mindestspannung ist 3,6V weniger.
Hier sehe ich - wie von anderen auch schon angesprochen - den Tiefentladeschutz ein vordringliches Thema.

Diese KSQ haben einen Eingang, an den zum Beispiel dieser PWM-Regler angeschlossen werden kann. Oder sind 256 Stufen zu viel?
Der PWM-Regler wird dann wie hier drin beschrieben angeschlossen. Auch zwei... oder noch mehr.

Ich denke diese KSQ sind eher mit einem Schaltregler ausgestattet. Also wird Wärme nicht so das große Problem werden.

[tealyc]

Hi,
danke für die Antworten.

Ich habe mich wohl bei den Akkus verguckt...
Die haben soetwas absolut nicht...
Was gibt es denn da für Möglichkeiten?


Zu der PWM DImmung: Ja 256 Stufen sind mir viel zu viel. Wollte da eigentlich einen µC nehmen den ich dann zu programmieren lernen erhoffe^. Ich muss das aber nicht unbedingt lernen, wenn es auch eine einfachere Möglichekit gibt sodass ich das mit einem Taster bedienen kann und die Intensität auch vorher einstellen kann.


Was passiert denn nun mit der Spannung die von Akkuwegen aus zuviel ist? Verpufft die?

[tealyc]

Das ist so ein Link zu einem Akku. Bei der Spannung müsste ich maximal 2 nehmen und nich 6 Akkus einzeln ans Ladegerät anschließen.
Bischen praktsch soll die ganze Sache ja schon sien...

[Sailor]

Was passiert denn nun mit der Spannung die von Akkuwegen aus zuviel ist? Verpufft die?

Ein kleiner Teil schon. Auch eine getaktete KSQ benötigt Energie, damit sie funktioniert.

Außer diesem Eigenbedarf von KSQ und PWM-Dimmer wird beim Dimmen weniger Energie aus den Akkus entnommen.

Die nicht benötigte Spannung wird also nicht (in Verbindung mit dem Strom) in Wärme umgesetzt, wie das bei einem Widerstand oder einer linearen KSQ der Fall wäre.

[tealyc]

Reden wir aneinander vorbei?
Mal angenommen
Akkuspannung 30 V
KSQ: 4 V
Verbraucher 20 V

Was passiert mit den restlichen 6V wo fallen die ab?

[Sailor]

Was passiert mit den restlichen 6V wo fallen die ab?

An einer getakteten Spannungsquelle fallen die nirgendwo ab. Grob: Die Gleichspannung wird in eine Wechselspannung hoher Frequenz umgewandelt, heruntertransformiert und wieder in eine Gleichspannung der richtigen Größe umgewandelt.

[tealyc]

d.h. es wird nur soviel Spannung weitergegeben wie wierklich benötigt wird um den voreingestellten Strom zu halten?

[Sailor]

Exakt so viel. Wenn die LED bei dem vorgegeben Strom nur 16,2 Volt brauchen, werden auch nur 16,2 Volt von der KSQ ausgegeben.

Der Eingangsstrom (von den Akkus oder dem Netzteil) vemindert sich im gleichen Verhältnis.

[Maxman]

Das ist so ein Link zu einem Akku. Bei der Spannung müsste ich maximal 2 nehmen und nich 6 Akkus einzeln ans Ladegerät anschließen.
Bischen praktsch soll die ganze Sache ja schon sien...

Wo ist der Link?

[tealyc]

http://cgi.ebay.de/22-2v-5000mAh-30C-6S ... 27b33022c6

Hier der Link


Jetzt ist bei mir der Groschen endlich gefallen.

Danke!

[Maxman]

Ja das ist ein Akku für RC-Modelle.
Wie gesagt, bei dem Teil brauchst du einen guten Lader mit Balancer.
Wenn du so einen Akku betreibst, solltest du absichern, dass die einzelnen Zellen nicht unter 3V entladen werden, Gesamt 18V.
Wenn dies doch passiert, kann es sein dass dir das Teil um die Ohren fliegt. Schau mal auf Youtube nach Videos
Auch wenn er nicht um die Ohren fliegen sollte, ist er hin.

[tealyc]

Die kalte dunkle Jahreszeit ist leider wieder da,
meine Lampe ist immernoch nicht fertig. Gehäuse steht wohl, wie unten zu sehen, aber an der Elektrik hapert es.

8 Cree XP-G R5 , weiß sind angeschlossen und mit 1,4A Konstantstromquelle verbunden.
Per Netzgerät leuchtet alles wie es soll.
Lieber wäre mir ein Akkubetrieb.
Habe einen Lipo Akku mit 22,2 V 8 Ah 8 C vorliegen.

Wenn der Akku leer geht wird die Lampe dunkler- > wie kann ich das umgehen?
Der Akku darf auf keinen Fall unter 18V fallen, wie kann man die Schaltung bei 18,1 V abschalten? Muss man dazu das 7 polige Kabel welches ich auch beim Laden anschließen muss benutzen? An welcher Stelle?

Per Tasterdruck hätte ich gerne verschiedene Helligkeitsstufen. Die Konstantstromquelle ist laut Hersteller taktbar per PWM. Bedeutet das, dass ich die Steuerung nur durch die Pulslänge bestimme?
Wie kann ich verschiedene Moden (Pulslängen) speichern und per Tasterdruck anfahren.
z.b. 1. Stufe 20% 2. Stufe 60% 3. Stufe 100% 4. Stufe aus.

Wie kann ich so etwas möglichst klein realisieren? Gibt es Fertigbauteile? Grundkenntnisse in C sind vorhanden.

Wenig Lötfähigkeit.


Anbei ein paar Bilder zur bisherigen Umsetzung.

http://imageshack.us/photo/my-images/194/lampe1s.jpg/
http://imageshack.us/photo/my-images/689/kampe2.jpg/
http://imageshack.us/photo/my-images/812/lampe3o.jpg/


Danke für Tipps und Anregungen.

[ustoni]

Wenn ich das auf dem Foto richtig gesehen habe, betreibst Du 8 LEDs mit je 1400 mA. Eine LED erzeugt damit eine Leistung von 3,5 V x 1,4 A = 4,9 W, zusammen also 39,2 W. Grob überschlagen musst Du also irgendwo zwischen 30 und 35 W an Wärmeleistung abführen.

Hast Du die Lampe schon mal längere Zeit in Betrieb gehabt?

Ich glaube kaum, dass der Kühlkörper diese Leistung ohne Überhitzung der LEDs abführen kann.

[tealyc]

Kühlung ist kein Problem mehr.
Habe es 6 Stunden per Netzteil im stand ohne Fahrtwind in meinem Keller laufen lassen. Maximal 70 Grad wird das Gehäuse heiß. Allerdings zu ungünsigsten Bedingungen.

[ustoni]

Das ist interessant! Kannst Du mal einen Link zu dem Kühlkörper posten?

[tealyc]

Der Lampenkörper ist die Kühlfläche nach außen.



Da gibts kein Datenblatt zu weil selbstgebaut. Habe es aber ausprobiert und soweit bin ich mit der Kühlung zufrieden.

Ich habe halt die oben genannten Probleme der Elektronik auf die ich keine Lösung kenne.

PS: Die Lampe wird seltenst unter vollast benutzt. DIe viele Leistung ist nur um sie zu haben wenn doch mal benötigt

[ustoni]

Wie sind die LEDs verschaltet? Wenn alle 8 in Reihe geschaltet sind, kann die Akkuspannung nicht unter ca. 20 V fallen, da die LEDs dann sperren. Dann ist allerdings die Akkuspannung für den Normalbetrieb zu niedrig.

Das Dimmen ließe sich am einfachsten mit einem NE555 realisieren. Per Tastendruck wirds damit aber schwierig, mit einem Miniaturdrehschalter wärs simpel.

[tealyc]

Hi,
Die LED´s sind alle in Reihe. Kann man die Spannung vom Akku hochtranformieren?
Wie kann man die Spannung messen, sodass bei 18,1V der Ofen aus geht?


Wie stelle ich an einem NE555 die Pulsweiten ein? Kann man die per Tastendruck verschieben?

[ustoni]

Gemäß Datenblatt der LEDs sollte unterhalb von ca. 2,5 V je LED kein Strom mehr fließen. Schließ die Lampe einfach nochmal ans Netzteil und regel die Spannung auf 19 V runter. Wenn dann kein Strom mehr fließt, hat sich das Problem schon mal erledigt.

Mit dem NE555 (bzw.NE556 = 2 NE555 in einem Gehäuse) würde die Pulbreite übers Umschalten von Widerständen erfolgen, also mit Tastern nicht so einfach.

Wie ich gesehen habe, hast Du hier im Forum einen programmierbaren PWM-Dimmer gefunden. Der wäre natürlich die optimale Lösung für Dich, auch wegen der geringen Baugröße.