700 mA-Step-Up-Wandler für 2,4 Volt

Fragen zu Schaltungen, Elektronik, Elektrik usw.

Moderator: T.Hoffmann

Stollnfex
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Mo, 26.01.09, 20:14

Hallo liebe Freunde,

ich suche schon seit sehr langer Zeit einen (wirklich brauchbaren!!!!) Step-Up-Wandler, der es ermöglicht 700 mA aus einer Zweizellen-NiCd-Batterie von 2,4 V Nennspannung zu gewinnen, um eine P4 damit zu betreiben (das gilt auch gleichermaßen für 2 x NiMH- oder 2 x NiFe-Zellen). Problem ist, das die Batterie in vollgeladenem Zustand 3,1 V und im entladenen Zustand nur noch 1,8 V Klemmenspannung hat, also ein sehr großer zu überstreichender Spannungsbereich, innnerhalb dessen der Wandler möglichst konstant und nicht wenig darunter 700 mA liefern soll. Ggf. ginge auch noch 500 mA als unterst Grenze, käme auf einen praktischen Versuch mit der Leuchtdichte an. Habe einen Anbieter dazu auch gefunden - in USA: Ein geeigneter und noch dazu Miniatur-Wandler zum Preis von ca. 18$, was nicht zu hoch ist. Hürden für einen Kauf sind mir aber die exorbitant hohen Versandkosten nach Deutschland von ebenfalls etwa 18$. Zudem nimmt die Lieferfirma nur Zahlungen per Kreditkarte entgegen, was ich nicht will.
Wo gibt es in Deutschland Firmen die so etwas zu vertretbaren Preisen liefern? Wer hat wirklich brauchbare Schaltungen dafür? Es gibt auch empfohlene Schaltungen mit Schaltkreis L 6920 oder LTC 3401 für 500 mA, kann diese aber nicht verarbeiten, weil die Schaltkreise zu kleine Bauform haben, die mit Amateurmitteln nicht mehr zu händeln sind. Die ZXSC400 ist nicht geeignet, viel zu geringer Strom. Kann man den LED-Treiber-PR4404 eventuell parallel schalten, um den Strom zu erhöhen, oder geht das nicht? FP 4711 von fitipower intecrated technology Inc. wäre das richteige wenn, tja wenn der für höhere Ströme wäre. Wer kann mir helfen??? Würde mich sehr über konstruktive Vorschläge , Hinweis Bezugsquellen freuen! Und letzte Frage: Warum hat Lumitronix keine Step-Up-Wandler in seinem Sortiment?
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Muenchner1968
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Mo, 26.01.09, 21:24

Hallo Stollnfex

Du kannst dir ja mal von Linear Technology den LTC3490 ansehen.
Vorteile: geringe Aussenbeschaltung, sehr guter Wirkungsgrad bei 2 Akkus (2,4V)
Nachteil: nur 350mA (1W-LED), SMD-Baugrösse nicht unbedingt für jeden zu löten

Gruß
Muenchner1968

Stollnfex hat geschrieben:Hallo liebe Freunde,

ich suche schon seit sehr langer Zeit einen (wirklich brauchbaren!!!!) Step-Up-Wandler, der es ermöglicht 700 mA aus einer Zweizellen-NiCd-Batterie von 2,4 V Nennspannung zu gewinnen, um eine P4 damit zu betreiben (das gilt auch gleichermaßen für 2 x NiMH- oder 2 x NiFe-Zellen). Problem ist, das die Batterie in vollgeladenem Zustand 3,1 V und im entladenen Zustand nur noch 1,8 V Klemmenspannung hat, also ein sehr großer zu überstreichender Spannungsbereich, innnerhalb dessen der Wandler möglichst konstant und nicht wenig darunter 700 mA liefern soll. Ggf. ginge auch noch 500 mA als unterst Grenze, käme auf einen praktischen Versuch mit der Leuchtdichte an. Habe einen Anbieter dazu auch gefunden - in USA: Ein geeigneter und noch dazu Miniatur-Wandler zum Preis von ca. 18$, was nicht zu hoch ist. Hürden für einen Kauf sind mir aber die exorbitant hohen Versandkosten nach Deutschland von ebenfalls etwa 18$. Zudem nimmt die Lieferfirma nur Zahlungen per Kreditkarte entgegen, was ich nicht will.
Wo gibt es in Deutschland Firmen die so etwas zu vertretbaren Preisen liefern? Wer hat wirklich brauchbare Schaltungen dafür? Es gibt auch empfohlene Schaltungen mit Schaltkreis L 6920 oder LTC 3401 für 500 mA, kann diese aber nicht verarbeiten, weil die Schaltkreise zu kleine Bauform haben, die mit Amateurmitteln nicht mehr zu händeln sind. Die ZXSC400 ist nicht geeignet, viel zu geringer Strom. Kann man den LED-Treiber-PR4404 eventuell parallel schalten, um den Strom zu erhöhen, oder geht das nicht? FP 4711 von fitipower intecrated technology Inc. wäre das richteige wenn, tja wenn der für höhere Ströme wäre. Wer kann mir helfen??? Würde mich sehr über konstruktive Vorschläge , Hinweis Bezugsquellen freuen! Und letzte Frage: Warum hat Lumitronix keine Step-Up-Wandler in seinem Sortiment?
Murksl
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Mo, 26.01.09, 22:33

Is echt komisch, dass man keinen LED Shop in Deutschland findet, der solche Treiber anbietet. Wenn du was bezahlbares suchst kommst du um Eigenbau oder Hongkong wohl nicht herum. DX hat da nu vieles im Angebot, die Woche müsste mein nächter Testkandidat kommen, läuft zwischen 0,9 und 4,5V (hat 3Modi 50mA, 350mA und 1A und halt noch Strobischnickschnack). Wenn Interesse besteht gebe ich dann mal nen Testbericht. Da kann ich gleich mal die 2° Linse mit vorstellen.
Stollnfex
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Do, 29.01.09, 07:24

Hallo Murksl, danke für den Tip. Habe sehr großes Interesse an Deiner Vorstellung des Teiles. Bis 1 A und das ab 0,9 V ist schon sehr interessant und eröffnet viele Möglichkeiten. Die größte Möglichkeit ist meiner Meinung nach u.A. auch sogenannter Einzellenbetrieb von Leistungs-LEDs, d.h. mit nur einer Primär- oder Sekundärzelle. Bei Akkus könnte man die Zellen bei Einzelentladung viel besser ausnutzen als in Akkupacks, in denen irgend eine Zelle immer zuerst den Geist aufgibt und dadurch der Akkupack geschädigt oder gar zerstört wird.
Andi
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Do, 29.01.09, 09:09

Daran bin ich auch interessiert!
Stollnfex
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So, 01.02.09, 13:31

Leider bis jetzt noch nichts praktisch Brauchbares oder Konkretes hier dabeigewesen. Wann gibts einen entscheidndn Tipp?
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dieter_w
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So, 01.02.09, 15:14

Stollnfex hat geschrieben:Wann gibts einen entscheidndn Tipp?
Du hast doch bereits die Empfehlung bekommen, dich mal bei DealExtreme umzusehen.
Was anderes würden wir auch nicht tun.
Schau dir mal den an: http://www.dealextreme.com/details.dx/sku.4382
Stollnfex
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So, 01.02.09, 20:38

Hallo,
besten Dank für den Link, hab gleich nachgeschaut - aaaaaaaber: Dort steht was von 3 V input für das Teil, und kein Datenblatt abrufbar. Der Wandler, den ich brauch, muß nur kurzeitig 3 V vertragen, und zwar dann, wenn die Batterie gerade vom Ladegerät abgeklemmt worden ist, Nominalspannung der Batterie ist 2,4 V, Minimalspannung kurz vor Tietentladung, bei der der Regler aber noch funktionieren muß ist mindestens 2 V, besser 1,8 V. Vielleicht andere Vorschläge?
Fasti
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So, 01.02.09, 20:46

Hallo,

im Prinzip ist der LTC3490 ja schon der richtige Tip, vor allem auch deshalb weil er im noch leicht lötbaren SO8 Gehäuse erhältlich ist, mit ein oder 2 Zellen funktioniert und mit einem einfachen Trick auch für 700mA Ledstrom umzubauen ist, im Prinzip braucht man nur zwischen 2 Pins einen Widerstand einlöten und schon hat man doppelt soviel Strom. Einzig die Kühlung sollte dann nicht übersehen werden und, dass man die 700mA nur mit 2 Zellen erreicht, da eine Zelle den notwendigen Strom nicht unbedingt liefern kann und der interne FET mit dem dann sehr hohen Strom nicht zurechtkommt.

Grüße

Fasti
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dieter_w
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So, 01.02.09, 22:38

Stollnfex hat geschrieben:Dort steht was von 3 V input für das Teil, und kein Datenblatt abrufbar.
Iss klar, aber bei DX wirst du eher selten technische Details erfahren.
Der kauft die Waren nur auf und verkauft dann weltweit weiter. Wie das Zeug funktioniert ist ihm weitgehend egal.
Den gesamten Betriebsspannungsbereich kann man also nur ausprobieren bzw. in diversen Taschenlampen-Foren erfragen.
Der Treiber funktioniert sicherlich nicht nur bei exakt 3 Volt ...

Und, was macht man verkehrt, wenn man für 10,99 Dollar *FÜNF* derartige Treiber versandkostenfrei bekommt?
Stollnfex
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Mo, 02.02.09, 20:13

vielen, vielen Dank erst mal für die Tipps und die Hinweise.

Der LTC3490 ist schon sehr interessant. ELV bietet ja auch eine Fertiglösung mit Bausatz an für 300 mA aus 2 Zellen. Fasti, Du hast erwähnt, daß man den Strom durch einen einfachen Trick (einlöten von einem Widerstand zwischen zwei Pins) auf 700 mA bringen kann. Was dem einen einfach, bleibt dem anderen ein Rätsel. An welchen Pins müßte der Widerstand denn ran? ELV hat auch eine Schaltung für Ihren 300 mA-Aufwärtsreegler beigefügt, die ich versuche, mal hier mit einzustellen. Was müßte ich an dieser Schaltung verändern um auf rund 700mA zu kommen? Ich wäre auch vielleicht auch mit 500 mA zufrieden. Würde mich über eine Antwort sehr freuen!
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ELV-Schaltung für 300 mA mit LTC3490
ELV-Schaltung für 300 mA mit LTC3490
Fasti
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Di, 03.02.09, 09:17

Hallo,

also wenn man sich das Datenblatt des LTC anschaut, sieht man, dass wie bei (fast) jedem anderen LED-IC auch über einen internen Widerstand (hier 0,1Ohm) der Strom durch die LED gemessen wird. Dieser Widerstand liegt genau zwischen den Pins Cap (6) und LED (5). Wenn man hier also zwischen den Pins 5 & 6 einen 0,1 Ohm Widerstand lötet, dann wird aus dem Messwiderstand ein 0,05 Ohm und damit gibts dann doppelt soviel Strom durch die LED. Einschränkung hierbei ist allerdings der maximale Strom durch die internen Transistoren im besonderen durch den PFet wegen dem höheren RDson. Da durch die höheren Ströme die Effizienz etwas sinkt, muss man hier darauf aufpassen, dass der Chip nicht zu heiß wird also schön großzügige Kühlfläche auf dem Print vorsehen oder vielleicht sogar so einen kleinen Chipkühler drauf kleben. Man könnte die Effizienz über eine externe Shottkydiode zwischen Pin 3 & 6 noch erhöhen da diese etwas schneller umschaltet, allerdings hat das im 2 Zellenbetrieb den Nachteil, dass über die Shottkydiode eine permanente Verbindung zur Batterie besteht und viele weiße LEDs schon bei weniger als 2,3V zu leuchten beginnen. Dies könnte man nur durch einen Schalter unterbinden, wobei dieser dann den Laststrom der Akkus abkönnen muss, also bis über 1,5A je nach Zellspannung. In der vorgschlagenen Schaltung im Datenblatt braucht man nur einen Kleinsignalschalter, welcher den Chip in den Standby schaltet, weil der Chip im Standby fast keinen Strom braucht, typischerweise weniger als die Selbstentladung der Akkus, was gerade für Taschenlampen sehr von Vorteil ist, da der Schalter dann sehr klein sein kann und trotzdem sehr lange hält.

Grüße

Christian
Fasti
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Di, 03.02.09, 09:24

Noch was, 3,3 uH für die Drossel sind zwar schön klein aber wenn man eine Drossel nimmt, welche etwas größer ist, sinkt der Rippelstrom, damit auch die Belastung in den FETs und somit steigt auch die Effizienz wieder. 22uH hab ich bisher mit gutem Erfolg getestet, zu groß darf die Drossel aber auch nicht sein. Wichtig ist hier der Sättigungsstrom, mindestens 2A sollte die Drossel hier haben, besser etwas mehr, damit die Drossel nicht in Sättigung gerät, wenn die Akkus leer werden. Ich habe meine Schaltungen mit der Coilcraft MSS1260 Drossel gebaut, ist zwar nicht mehr ganz so klein aber immer noch klein genug für meine Fahrradlampe.
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dieter_w
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Di, 03.02.09, 11:28

Fasti hat geschrieben:... wenn man eine Drossel nimmt, welche etwas größer ist, ...
Die Dimensionierung der Induktivitäten ist in der Regel im Datenblatt haarklein erläutert.
Da braucht man eigentlich nicht mehr mit Pi mal Daumen herumdoktern.
Stollnfex
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Di, 03.02.09, 13:16

Hallo allerseits,
hab heute Eure Tipps gelesen und muß sagen, das ist konstruktiv! Werde den Tipp mit dem Widerstand und der Induktivität mal ausprobieren und testen, wie die Wärmeentwicklung sich im Schaltkreis stellt.
Hab noch eine Frage an Euch:
Wo kann ich diesen Regler in Deutschland bekommen :http://theledguy.chainreactionweb.com/p ... ts_id=1107
Könnte mir vorstellen, daß dieses Teil meinen Vorstellungen ggf. entspricht.
Ein weiterer Lewistung- StepUp-Regler nennt sich: Badboy 750mA Step Up Converter Board Rev 4. Wer vertreibt so was in Deutschland. Vielleicht hat jemand einen Tipp?
Fasti
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Di, 03.02.09, 20:11

Hallo,

@dieter_w: Dann solltest du auch wissen, dass man die Drossel abhängig vom gewünschten Rippelstrom, der Größe und des Preises ausrechnet. Da der Preis und die Größe oft die wichtigsten Kriterien sind, wird in den Datenblättern meist das Minimum was notwendig ist angegeben, zumindest in den Diagrammen und Schaltkreisen. Ich brauche sicher nicht Daumen mal Pi rechnen, weil ich hab die ganze Rechnerei für den Chip schon durch und da kommt man dann halt auch auf 22uH, wenn man einen kleineren Rippelstrom will, allerdings gibts hier wie gesagt auch noch andere Parameter, welche das ganze beeinflussen, weshalb nicht alle Drossel-Größen funktionieren. Diese Parameter sind aber auch nicht im Datenblatt. Es gibt also immer Spielraum für Optimierungen.

@stollnflex: Ich glaube nicht, dass du einen Shark, Badboy oder ähnliches irgendwo hier in der Nähe zu einem günstigen Preis bekommst, ausser es verkauft dir vielleicht privat jemand. Mir ist bis jetzt (leider) kein Shop in D oder Ö bekannt, der diese Treiber vertreibt, wahrscheinlich auch wegen der gesetzlichen Auflagen.

Grüße

Christian
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dieter_w
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Mi, 04.02.09, 00:04

Fasti hat geschrieben:Dann solltest du auch wissen, dass man die Drossel abhängig vom gewünschten Rippelstrom, der Größe und des Preises ausrechnet.
Danke für die Aufklärung.

Der Preis wird bei einer 3,3µH und einer 22µH Drossel nicht so weit auseinender sein, so dass ich den technischen Eigenschaften stets Priorität einräumen würde.
Die Größe ist wohl auch eher durch die Eigenschaften des Kernmaterials fest gelegt.
Der LED ist der Ripplestrom auch weitgehend egal, wenn ich einen bestimmten Grenzwert nicht überschreite.
Es gibt also immer Spielraum für Optimierungen.
Klar doch. Aber eben nicht im Amateurbereich um jeden Cent feilschen.
Fasti
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Mi, 04.02.09, 17:30

Servus,

da gehts eher weniger um den Rippel für die LED sondern um den Rippel für den FET und je höher der ist, umso mehr Verluste gibts in selbigen also nimmt man größere Drosseln auch zur Effizienzsteigerung, damit werden gerade wenn man den LTC mit 700mA betreiben will auch die internen Verluste geringer, weshalb das Temperaturproblem hier etwas entschärft werden kann. Um cent gehts hier sicherlich nicht aber um Effizienz und die ist mir zumindest wichtiger als bei meiner Lampe 0,5€ einzusparen.
Ber
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Mi, 04.02.09, 22:06

Guckst Du hier: http://www.dealextreme.com/details.dx/sku.7880

Der genannte Baustein ist aber ursprünglich für den Betrieb an einer Zelle (1,2V) vorgesehen und wird bei Betrieb mit 2 Zellen schon so viel Leistung liefern, dass Du locker mehr als eine 5W-LEd versorgen kannst.

D.h. dat Dingen macht richtig Strom! (Vorsicht beim Testen, nicht mit offenem Ausgang betreiben, kann dabei kaputt gehen!)
Stollnfex
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Do, 05.02.09, 13:33

Hallo Ber,
Danke für den Tipp! Hatte gestern abend schon alles auf der betreffenden Seite durchgesehen, ich glaube dort bin ich fündig geworden! Warum lumitronix so was nicht anbietet? :roll:
Stollnfex
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Mo, 16.02.09, 20:48

Hallo Murksl,
Kannst Du schon einen Erfahrungsbericht geben (zu Deiner Ankündigung weiter vorn)? Würde mich auch für die realen Versandkosten interessieren, weil ich so ein Teil haben will. Vielen Dank bereits im voraus!
Murksl
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Mo, 16.02.09, 21:03

Leider nein, dx is grade damit beschäftigt sich immer wieder für das Verzögern der Lieferung zu entschuldigen. Von Hongkong hierher is kostenlos und in D kann man die als Warensendung für 45ct rumschicken.
Mirkole
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Mi, 25.02.09, 02:03

Hallo,
bin neu hier und auch gerade am Basteln bzw. am Infos sammeln über Step-Up Wandler.
Deshalb hab ich das alles hier mit großem Interesse gelesen.

Egal welche Lösung jetzt als die Beste rauskommt, wenn man eine 700mA-LED (von mir aus die erwähnte P4)
mit 2 Akkus (z.B. 2700mAH) betreibt, wie lange brennt die LED dann am Stück, bis merklich die Helligkeit nachlässt.

Brauche keine genaue Antwort, nur so über den Daumen, halbe Stunde, eine oder vielleicht sogar zwei Stunden?

Gruß Mirko
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Sailor
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Wohnort: Saarland, Deutschland und die Welt

Mi, 25.02.09, 10:02

Da die Spannung erhöht wird:

2.700 mAh * 2,4 V / 3,6 V = 1.800 mAh

davon 80 % wg. Verlusten = 1.440 mAh

Bei 700 mA Betrieb: 1.440 mAh / 700 mA ~ 2 Stunden

Damit herzlich Willkommen im Forum!
Stollnfex
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Sa, 20.06.09, 21:44

Schönen Abend!

Das Thema ist noch nicht gegessen. Außerordentlich anspruchsvolle Geschichte!

Nochmals besten Dank für den Tip mit DX. Habe geeigneten Treiber geordert, 1,5 Monate Lieferzeit effektiv, - und sehr schön: 800 mA effektiv an 2,4 V-Batterie, der Treiber funktioniert noch bis 0,65 V, bringt dann immer noch 300 mA effektiv . AAABER!!! Der ersten Treiber ist nach 9 Tagen Betrieb bereits ins Nirwana gegangen - wahrscheinlich ungeeignete Einbauweise meinerseits, die die Kühlung des doch ziemlich warm werden IC 2106F behindert hat. Also: Nochmals neuen Treiber rein. So eingebaut, daß freie Luftkonvektion möglich war. Ergebnis: Der IC 2106F schmierte nach etwas über einem Monat Betrieb (täglich ca. 6,5 - 8 h) wieder ab - Gehäuse durch Hitze ganz leicht verfärbt. Will den Treiber-IC 2106F nunmehr effizient kühlen, da die freie Kühlung ohne Kühlkörper offensichtlich nicht für Dauerbetrieb genügt hat. Da ich die Werte des IC nicht kenne ist dies schwierig. Meine G R O S S E F R A G E lautet dehalb: Wer kann mir ein Datenblatt oder einen Hinweis auf das Datenblatt des IC 2106F geben, bzw. wo ich es finden kann. Alle diesbezüglichen Versuche waren bisher nicht von Erfolg gekrönt. Würde mich sehr darüber freuen.
Übrigens: Die von Lumitronix gelieferten P4 sind außerordentlich robust - gute Auswahl bezüglich niedriger Flußspannung, völlig neutraler Lichtfarbe, hohem Lichtstrom und hoher Stromverträglichkeit.
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