LED mit 3,7V 4400mAh Li-Ion Akku versorgen

Fragen zu Schaltungen, Elektronik, Elektrik usw.

Moderator: T.Hoffmann

yntt8ccc
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So, 16.12.18, 19:17

Hallo,

ich habe günstig eine Schachtel mit 3,7V 4400mAh Li-Ion Akkus https://www.adafruit.com/product/354 bekommen und möchte einige Modellbauleuchten mit je einer LED damit bauen (kleine Leuchten, die ich beim Arbeiten zur Ausleuchtung in Hohlräume legen kann).

Bei leds.de habe ich Nichia COB LEDs mit Ra 90 ab 600lm aufwärts gefunden, die geeignet wären. Diese benötigen allerdings 24V oder 35V. Zum Beispiel diese hier https://www.leds.de/nichia-ntcws024b-v2-chip-on-board-modul-645lm-3000k-cri-90-30556.html

Um die Leuchten möglichst klein und handlich zu halten - wo bekomme ich eine möglichst kleine boost KSQ, um die 3,7V des Akkus hochzutransformieren? Ist so etwas in dieser Richtung https://www.ebay.com/itm/322371726032 das Richtige (ich brauche ja Konstantstrom)? Oder gibt es im shop etwas, um von 3,7V auf 35V zu kommen?

Vielen Dank für ein paar Hinweise!

ps: BBCode ist ausgeschaltet und alte Beiträge anderer Foristen sind leer? Woran liegt das? Ist im Forum etwas neu?
dieterr
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So, 16.12.18, 21:14

Cool dass die Chinesen mittlerweile auch an uns denken, ich musste vor 2 Jahren noch einen normalen booster auf KSQ umfrickeln. Das sollte passen, der Wirkungsgrad wird nicht optimal sein, aber dennoch sollte es klappen.Du musst halt den Widerstand entsprechend anpassen.

Das Forum ist seit Monaten teildefekt. Das was du jetzt siehst, ist das , dass man immerhin wieder posten kann.
BMK
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Mo, 17.12.18, 01:22

Wie gewünscht, ein paar Hinweise zu dem Thema.

1. Für den genannten Treiber wird eine Mindest-Eingangsspannung von 3.6V vorgegeben.
Der Akku wird diese Spannung nach weniger als der halben Kapazitätsabgabe unterschreiten.
Vermutlich wird der Treiber dann abschalten. Oder überhitzen. Glaskugel Problem.

2. Die genannte LED hat eine Nennleistung von 5W, also bei 35V rd. 143 mA.
Auf der Eingangsseite muss bei einem geschätzten Wirkungsgrad von 80% für diese Konstellation
5W / 0,8 = 6,25W eingebracht werden. Bei 3,6V sind das 1,74A. Max. 1,5A sind angegeben.

Mein Vorschlag: Die beiden parallelen Akkus in Reihe zu betreiben also bei 7,4V.
Dann sind alle Parameter im grünen Bereich und die volle Kapazität ist nutzbar.
oscar
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Mo, 17.12.18, 17:45

Bei der Stepup KSQ steht aber auch: "The maximum voltage output is 42V, i.e. around 12pcs 1W LED connected in series, (of course the input voltage will need to be higher, around 24V will be OK)"

D.h., daß für 35V Output 7,4V Input wohl nicht reichen werden.
dieterr
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Mo, 17.12.18, 19:31

Nun, XLsemi sagt, dass der verbaute XL6003 max 2A schalten kann, bei max 50V Ausgangsspannung.

Ich meine, das reicht, um aus 3,7V/1,7A die geforderten 35V/0,13A zu machen. Ist zwar Spitz auf Knopf kalkuliert, aber für einen ersten Versuch müsste es reichen. Ein 4A Booster wie der XL6005 wäre zweifellos besser, nur kenne ich da kein fertiges Board dafür. Oder den Strom über das COB auf 100mA reduzieren.

Bleibt die Frage was unterhalb 3,6V passiert? Gehen wir mal davon aus, dass der Designer eine kontrollierte Abschaltung mit eingeplant hat :)
Buddhamilch
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Mi, 19.12.18, 14:50

Fraglich ist auch, wie lange Licht benötigt wird.

4400mAh = 4400mA für 1 Stunde (h).
Bei einer Stromentnahme von 1,7A = 1700mA wäre der Akku in 2,58 Stunden = ca. 2 Std. + 34 Min. leer.
Und ob der Akku wirklich 4400mAh hat, möchte ich auch anzweifeln.
walter99
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Do, 20.12.18, 20:22

hallo
wenn du mal auf die seite geschaut hättest, würdest du sehen das es 2 lipoś parallel geschaltet sind und diese angaben stimmen könnten.
mfg
Buddhamilch
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Do, 20.12.18, 22:19

Jau, Tatsache. Irgendwie habe ich den Link übersehen.
yntt8ccc
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Fr, 21.12.18, 20:10

dieterr hat geschrieben:
> Das Forum ist seit Monaten teildefekt. Das was du jetzt siehst, ist das ,
> dass man immerhin wieder posten kann.

Ok, danke, ich wunderte mich warum BBCode und viele gute alte Beiträge weg sind. Sehr schade!
yntt8ccc
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Fr, 21.12.18, 20:16

BMK hat geschrieben:
> Mein Vorschlag: Die beiden parallelen Akkus in Reihe zu betreiben also bei
> 7,4V.
> Dann sind alle Parameter im grünen Bereich und die volle Kapazität ist
> nutzbar.

Danke, also besser einen "2S Akku machen"; oder besser zur Sicherheit nicht machen, sondern kaufen.
yntt8ccc
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Fr, 21.12.18, 20:18

oscar hat geschrieben:
> Bei der Stepup KSQ steht aber auch: "The maximum voltage output is
> 42V, i.e. around 12pcs 1W LED connected in series, (of course the input
> voltage will need to be higher, around 24V will be OK)"

Danke, das habe ich überlesen. Also weiter suchen...
yntt8ccc
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Fr, 21.12.18, 20:59

Wie wäre es denn mit dieser "nicht-eBay/nicht-Alibaba" Lösung:

Nichia NTCWS024B-V2 Chip on Board Modul, 645lm, 3000K, CRI 90, 34.9V, 135mA
RECOM RBD-12 Buck-Boost constant current source , 8-36Vin, 2-40Vout, 0-350mA
3S Lithium-Ionen Akku, 11.1V, 2700mAh

Wenn ich die Nichia mit 200mA bestrome, bis 300mA sind möglich, dann müßte das Ganze doch vielleicht 3-4 Stunden leuchten?

Oder gibt es noch eine andere und bessere Möglichkeit eine kleine Modellbauleuchte mit 400lm oder mehr zu bauen?
Buddhamilch
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Sa, 22.12.18, 20:46

yntt8ccc hat geschrieben:
> Wie wäre es denn mit dieser "nicht-eBay/nicht-Alibaba" Lösung:
> RECOM RBD-12 Buck-Boost constant current source , 8-36Vin, 2-40Vout, 0-350mA
Zu teuer.

Günstiger ist ein LDB-300LW von Meanwell. Kostet ca. 66% weniger.
9-36Vin, 2-40Vout, 0-300mA
Die minimale Eingangsspannung von 9V hätte auch den Vorteil, dass eine Tiefentladung der Akkus nicht möglich ist. Bei Erreichen von 9V (3V je Zelle) schaltet der Wandler ab.
Link zu Reichelt: https://www.reichelt.de/led-trafo-2-40-v-dc-300-ma-pwm-und-spannungs-dimmung-ldb-300lw-p157842.html?
yntt8ccc
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Sa, 22.12.18, 23:52

"Die minimale Eingangsspannung von 9V hätte auch den Vorteil, dass eine Tiefentladung der Akkus nicht möglich ist. Bei Erreichen von 9V (3V je Zelle) schaltet der Wandler ab."

Danke, guter Tip - daran hatte ich nicht gedacht; das ist neben dem Preis noch ein Vorteil.

Vielleicht sollte ich mich vom Li-Ion Akku verabschieden? Die ich im Karton habe selbst zu einem 2S oder 3S Akku zusammenzulöten ist nichts für einen Laien. Es ist gar nicht so einfach, LED, CCS und Akku unter einen Hut zu bringen, um eine kabellose Leuchte mit ca. 400-500lm zu bauen, und dabei die Kosten gering zu halten. Eine der vielen 34-36V Nichia, Lumileds oder Citizen LEDs zu nehmen, und dann einen 11-12V Akku egal welcher Bauart "hochzuboosten" ist wohl doch keine gute Idee (obwohl es bei 34-36V wesentlich mehr LEDs zur Auswahl gibt). Dann blieben nur die wenigen 9V LEDs am Markt übrig:

Cree CXA1304-0000-000C0YA230H, Ra 95, ca. 400lm bei 500mA, 9.0V oder...
Citizen CLU701-0303C4-303H5K2, Ra 90, ca. 500lm bei 500mA, 9.4V

AA Batteriehalter mit 10 Stück Panasonic High Capacity Ni-MH BK-3HGAE, 290g, 2700mAh, ca. 12.0V oder...
Lipolix Turnigy 3S, 220g, 3000mAh, ca. 11.1V

Tenergy Universal Smart Charger 5S-10S NiMH/NiCd Battery Packs 6-12V oder...
SKYRC e3 2S 3S LiPo Balance Charger

MEAN WELL LDB-500LW, DC/DC buck-boost converter, Vin 9-30V, Vout 2-32V

Der Akku dürfte für ca. 4 Stunden https://www.akkuline.de/test/panasonic-2700-aa-nimh-test.aspx?id=20 reichen, bei Dimmung um ein Drittel entsprechend mehr. Das wäre für längeres Arbeiten recht stattlich.
Buddhamilch
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So, 23.12.18, 01:27

> Vielleicht sollte ich mich vom Li-Ion Akku verabschieden? Die ich im Karton habe selbst zu einem
> 2S oder 3S Akku zusammenzulöten ist nichts für einen Laien. Es ist gar nicht so einfach, LED, CCS
> und Akku unter einen Hut zu bringen, um eine kabellose Leuchte mit ca. 400-500lm zu bauen,
> und dabei die Kosten gering zu halten.
Falls das noch immer die Variante laut Eingangspost mit Kabel und Stecker sind, brauchst Du doch nur die Kabel verlöten.

Vielleicht solltest Du aber mal über andere Leds nachdenken.
Für eine Baustellen-Beleuchtung brauchst Du keinen High CRI. Dafür würde auch ein CRI von 80 ausreichen.

Suche Dir eine Led mit niedriger Vorwärtsspannung aus. Im Gegenzug nimmst Du davon ein paar mehr.
Zum Beispiel: 6x Nichia NF2W385AR SMD-LED mit 10x10mm Platine, 164lm, 5000K, CRI 80 --> laut Shopseite: CRI 83.
https://www.leds.de/nichia-nf2w385ar-smd-led-mit-10x10mm-platine-164lm-5000k-cri-80-65992.html

Bei 200mA (max. erlaubt sind 250mA) wurde der Output (laut Datenblatt) bei 178 Lumen liegen.
Bei 100mA kommen je Led ca. 90 Lumen heraus.
Für 6 Leds: 6x ca. 90 Lumen = ca. 540 Lumen.

Für 100mA bekommt jede Led einen 13 Ohm Vorwiderstand vorgeschaltet,
angeschlossen an einen Akkupack 2S (nom. 7,4V).
Bei voll geladenem Akku wird der Strom ca. 130mA betragen.

Bei 6 parallel geschalteten Leds wird die Stromaufnahme bei ungefähr 600 und 800mA liegen (Wert nur ungefähr).
Der Akkupack (2x 3,7V @ 4400mAh in Reihe = 7,4V @ 4400mAh) sollte also 5,5 Stunden oder etwas mehr durchhalten können.

In Summe würde die Leistungsaufnahme (6 Leds + 6 Vorwiderstände) max. 6,7W betragen. Bei nom. Spannung sind es nur ca. 4,5W.
Aufgeteilt auf 6 Leds sind es max. 1,1W, wovon aber nur ca. 70% weggekühlt werden müssen.
Als Kühlkörper reicht ein Alublech.
dieterr
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So, 23.12.18, 13:10

yntt8ccc hat geschrieben:
> Laien. Es ist gar nicht so einfach, LED, CCS und Akku unter einen Hut zu
> bringen, um eine kabellose Leuchte mit ca. 400-500lm zu bauen, und dabei
> die Kosten gering zu halten.

Wenn man sich an das Konzept einer Taschenlampe hält, eigentlich schon: ein Modul mit x LEDs parallel, wie:
- https://www.*********/de/Cobra-25-Kupferplatine-in-4000k
- fertigen 7135x4 driver wie https://de.aliexpress.com/item/7135-8-7135-x-8-x6-x4-x3-chip-17mm-Driver-Board-Circuit-Board-for-CREE/32822351519.html.
- Li-Akku
Ganz nach Gusto mit (fast) beliebig vielen Akkus parallel betreibbar, dimmbar und bei ~700mA oder 1,4A/50% Dimmstufe bräuchte man nicht mal einen KK.

PS: das board musst du halt per g--gle suchen, im Gegensatz zur restlichen Funktionalität des Forums funktioniert die Unterdrückung von anderen Shops noch ganz wunderbar :(
Buddhamilch
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So, 23.12.18, 19:34

dieterr hat geschrieben:
> bei ~700mA oder 1,4A/50% Dimmstufe bräuchte man nicht mal einen KK.
Das könnte möglicherweise gerade so eben noch funktionieren. Immerhin ist die Fläche des Cobra-Modul 7,68cm² groß.
So ganz richtig ist es aber nicht.

Unter Wärmemanagemant steht (Zitat):
"Bitte achten Sie bei allen Anwendungen mit HighPower LEDs auf dauerhafte, ausreichende und flächige Wärmeableitung ab der ersten Betriebssekunde. Es ist ungemein wichtig, entstehende Hitze von den Bauteilen abzuleiten, um ein Maximum an Lichtausbeute, Lebensdauer und Effizienz zu gewährleisten."

Das Cobra-Modul ist 34 x 24mm groß.
Man könnte also auch 6 Sück 10x10mm Platinchen verwenden und diese im Format 3x2 anordnen.
Die günstigsten Leds (5000K) auf einer 10x10mm Platine kosten hier im Shop nur 37 Cent. Leider sind diese aber nicht ganz so effizient.

Der 7135 ist eine Fet-Konstantstromquelle.
Vorteil: bei Spannungen <2,7V wird dieser nicht mehr funktionieren, dadurch hätte man einen wirksamen Schutz gegen Tiefentladung der Akkus.
yntt8ccc
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Mo, 24.12.18, 01:32

Buddhamilch hat geschrieben:
> Falls das noch immer die Variante laut Eingangspost mit Kabel und Stecker sind,
> brauchst Du doch nur die Kabel verlöten.

Ich habe gelesen, daß selbstgebaute Li-Ion battery packs zu gefährlich sein können.

> Für eine Baustellen-Beleuchtung brauchst Du keinen High CRI. Dafür würde auch ein CRI
> von 80 ausreichen.

Wenn ich Ra 80, 90 und 95 vergleiche (konnte ich auf der letzten Light + Building in Hohlräumen ausprobieren), macht das einen enormen Unterschied aus.

> Zum Beispiel: 6x Nichia NF2W385AR SMD-LED mit 10x10mm Platine, 164lm, 5000K, CRI 80
> --> laut Shopseite: CRI 83.

Die low-voltage Nichia hatte ich schon mal, die Farbwiedergabe war schlecht.

Trotzdem Dank für den Vorschlag.
yntt8ccc
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Mo, 24.12.18, 02:02

> Wenn man sich an das Konzept einer Taschenlampe hält, eigentlich schon: ein Modul mit
> x LEDs parallel, wie:
> - https://www.*********/de/Cobra-25-Kupferplatine-in-4000k
> - fertigen 7135x4 driver wie
> https://de.aliexpress.com/item/7135-8-7135-x-8-x6-x4-x3-chip-17mm-Driver-Board-Circuit-Board-for-CREE/32822351519.html.
> - Li-Akku
> Ganz nach Gusto mit (fast) beliebig vielen Akkus parallel betreibbar, dimmbar und bei
> ~700mA oder 1,4A/50% Dimmstufe bräuchte man nicht mal einen KK.

Danke, die Samsung-LEDs haben nur einen CRI von 80 und scheiden somit aus. Aber es gibt von Samsung auch welche gleicher Bauart mit einem CRI von 90. Nur ob ich mit meinen Seniorenfingern eine Matrix so kleiner SMD Bauteile löten kann? Wenn ich damit so eine "Cobra" Platine mit 3000K und Ra von 90 baue, und mit ca. 900mA versorge, müßten so ungefähr 500lm dabei rumkommen. Der 7.35V x 8 = 58.8V China-Treiber braucht 30 Tage, aber interessant, daß der 3.7V bzw. 7.4V oder 11.1V dermaßen "hochboosten" kann.

Ich probiere vielleicht erst mal diese Kombination aus...

€3 Cree CXA1304-0000-000C0YA230H, Ra 95, ca. 400lm bei 500mA, 9.0V
€5 MEAN WELL LDB-500LW, DC/DC buck-boost converter, Vin 9-30V, Vout 2-32V
€35 Lipolix Turnigy 3S, 220g, 3000mAh, ca. 11.1V
€15 SKYRC e3 2S 3S LiPo Balance Charger

...denn Akku und Ladegerät kann man auf dem Flohmarkt oder eBay sicher wieder loswerden, wenn's nicht paßt.

> PS: das board musst du halt per g--gle suchen, im Gegensatz zur restlichen
> Funktionalität des Forums funktioniert die Unterdrückung von anderen Shops noch ganz
> wunderbar : (

Wozu "Shop-Unterdrückung"? Ist die Nennung von Unternehmen in öffentlich zugänglichen Internetforen vom Grundgesetz und seinen Ausführungsbestimmungen nicht gedeckt?
dieterr
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Mo, 24.12.18, 10:09

yntt8ccc hat geschrieben:
> versorge, müßten so ungefähr 500lm dabei rumkommen. Der 7.35V x 8 = 58.8V
> China-Treiber braucht 30 Tage, aber interessant, daß der 3.7V bzw. 7.4V oder 11.1V
> dermaßen "hochboosten" kann.

Missverständnis: nicht 7,35V X 8 sondern 7135 (so heißt der Chip) x 8 parallel. Die Spannung bleibt, nur pro Chip kommen 350mA Strom dazu, also 3x 7135 ergibt 1050mA. Den 8er brauchst du sicherlich nicht.
Und ja, das ist ein low drop linear Regler, der ist aber bei dem Einsatz (~3,7V IN, bis zu 3,6V Out) und einem drop von 0,12V sicher nicht schlechter ist, als ein Schaltregler.
Immer unter der Vorraussetzung, alle LEDs parallel.

Aber wenn es CRI>90 sein muss, scheidet das Fertigmodul aus, richtig. Aber darf man fragen, warum die Farbwiedergabe da so eine Rolle spielt? Klingt mir nach einem sehr speziellem Fall.

Zu deiner Auswahl: einen Kühler für die COBs brauchst du aber in jedem Fall auch noch.
Buddhamilch
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Mo, 24.12.18, 13:09

dieterr hat geschrieben:
> nur pro Chip kommen 350mA Strom dazu

Nicht so ganz.
Die 350mA sind ein fiktiver Wert.
Der AMC7135 liefert min. 340mA, typ. 360mA, max. 380mA,
der AMC7135A liefert min. 300mA, typ. 320mA, max. 340mA.

Und diese Werte sind auch noch temperaturabhängig.
Der max. Ausgangsstrom (Output Sink Current) kann bis zu 400mA betragen.

Den AMC7135 kann man bei Ebay kaufen:
10 Stück kosten 2,07 EUR bei kostenlosem Versand.
https://www.ebay.de/itm/10-Neu-SMD-LED-Treiber-IC-AMC7135-350mA-2-7-6V-Gute-Qualitat-DE-/263879488544


Osram baut lineare Konstantstromquellen sogar in spezielle 230V Leuchtmittel ein.
Manche ICs vertragen Eingangsspannungen bis 500V DC (Netzspannung nur gleichgerichtet und stabilisiert).
15 Leds in Reihe, lineare KSQ (BP5131HC): https://www.leds.de/osram-led-star-gx53-40-6w-827-110-non-dim-31543.html
24 Leds in Reihe, Schaltregler + lineare KSQ (nicht identifizierbar): https://www.leds.de/osram-led-star-line-s19s-60-9w-827-s19-fr-74712.html
yntt8ccc
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Di, 25.12.18, 01:29

> Nicht so ganz.
> Die 350mA sind ein fiktiver Wert.
> Der AMC7135 liefert min. 340mA, typ. 360mA, max. 380mA,
> der AMC7135A liefert min. 300mA, typ. 320mA, max. 340mA.

Danke, ich konnte die Spezifikation des Verkäufers nicht vernünftig interpretieren ; )
yntt8ccc
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Di, 25.12.18, 01:35

> Aber wenn es CRI>90 sein muss, scheidet das Fertigmodul aus, richtig. Aber darf
> man fragen, warum die Farbwiedergabe da so eine Rolle spielt? Klingt mir nach einem
> sehr speziellem Fall.
>
> Zu deiner Auswahl: einen Kühler für die COBs brauchst du aber in jedem Fall auch
> noch.

Danke; es geht darum, in recht großen Porzellangefäßen, die nur innen mit "thermal reactive" bzw. "humidity reactive" Glasur glasiert werden, den Farbänderungseffekt beurteilen zu können (Farbe der Glasur ändert sich z.B. von nicht sichtbar zu Pantone 485). Da kommt kein gutes Tageslicht rein, und mein dicker Kopf auch nicht, und bekäme ich ihn durch die Öffnung, wäre es drinnen zappenduster ; )

Ich habe die Cree CXA1304-0000-000C0YA230H, Ra 95, ca. 400lm bei 500mA, 9.0V mit dem MEAN WELL LDB-500LW, DC/DC buck-boost converter, Vin 9-30V, Vout 2-32V und vorgefertigtem Li-Po Akku bestellt. Mal sehen, wie das geht.
dieterr
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Di, 25.12.18, 19:32

yntt8ccc hat geschrieben:
> Danke; es geht darum, in recht großen Porzellangefäßen, die nur innen mit
> "thermal reactive" bzw. "humidity reactive" Glasur glasiert
> werden, den Farbänderungseffekt beurteilen zu können (Farbe der Glasur ändert sich
> z.B. von nicht sichtbar zu Pantone 485). Da kommt kein gutes Tageslicht rein, und
> mein dicker Kopf auch nicht, und bekäme ich ihn durch die Öffnung, wäre es drinnen
> zappenduster ; )

Interessant, bisher dachte ich eher an den Bereich Modellbau. Bei der Farbe wundert mich die CRI-Vorgabe jetzt allerdings nicht mehr :)

> Ich habe die Cree CXA1304-0000-000C0YA230H, Ra 95, ca. 400lm bei 500mA, 9.0V mit dem
> MEAN WELL LDB-500LW, DC/DC buck-boost converter, Vin 9-30V, Vout 2-32V und
> vorgefertigtem Li-Po Akku bestellt. Mal sehen, wie das geht.

Ich würde noch einen Dimmer vorsehen, ist ja bei dem Meanwell einfach machbar.
Und auch COBs strahlen doch von einem relativ kleinen Punkt aus, eventuell brauchst du noch eine Art Diffusor, aber das wird sich zeigen denke ich.

PS: wenn die CRI95 auch nicht reichen, gibt es noch Seoul Sunlike mit CRI97
yntt8ccc
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Di, 25.12.18, 23:22

> Ich würde noch einen Dimmer vorsehen, ist ja bei dem Meanwell einfach machbar.
> Und auch COBs strahlen doch von einem relativ kleinen Punkt aus, eventuell brauchst
> du noch eine Art Diffusor, aber das wird sich zeigen denke ich.

Da kommt Makrolon® Lumen XT vor die LED. Das hat 89% Transmission und einen guten Halbwertswinkel; das streut auch bei geringem Abstand sehr gut, die hatten auf der Light + Building einen Testapparat, wo man alle möglichen Makrolon/Makrofol Diffusoren ausprobieren konnte. Internetbilder lügen meistens ; )

Zum PWM Dimmen könnte ich einen Adafruit Trinket µC nehmen, davon habe ich noch einige.
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