High Power LED Anfängerfragen

[MountainFled]

Hallo,

seit ca. 2 Jahren bin ich mit der 20W IRC - Bleiakkulösung unterwegs und bis dato auch sehr zufieden , jetzt habe ich mich aber mit eurem LED-Virus infiziert und bin schon einige Tage wild am Mitlesen und SuFu-quälen

Abschließend sind aber noch einige Fragen offen geblieben, die ihr mir hoffentlich beantworten könnt:

Geplant ist ein Aufbau mit drei LEDs, die Entscheidung zwischen Seoul P4 und Creed steht aber noch aus. Wie ich gelesen habe ist die Creed aber anscheinend robuster und leichter zu handhaben!? Betreiben möchte ich das ganze zunächst mit meinem Bleigelakku 12V - 3,6 Ah.

1. Ich möchte zwecks Konstanstromwahl per Schalter gerne die KSQ von IT-Ludwig verwenden. Die hat einen VDrop von 2,5V laut Herstellerngabe, d.h. mit 3 x 3,8V (bei 1000mA) + VDrop liege ich bei 13,9V. mein Akku hat aber nur eine Leerlaufspannung von 12,6V. Gibt es einen bezahlbaren (und kompakten) DC/DC-Wandler, der möglichst verlustarm meine Spannung erhöhen kann?
2. Oder ist das bessere Ergebnis mit nur 2 LEDs zu erreichen, wobei ich dann keine symmetrische Anordnung mit Triple-Optik wählen kann?
3. Gibt es für die Creed LEDs überhaupt Triple-Optiken? - habe nur welche für die P4 gefunden (Carlo bzw. leds.de)... Wie werden diese an den LEDs befestigt?
4. Ist eine symmetrsiche, um 120° versetzte Anordnung auf einer Aluplatte (ca. 3mm) zur Kühlung bei 1000mA ausreichend? - Es sollen Star-Platinen mit Wärmeleitkleber verbaut werden

Als Alternative wäre ja noch die 4-Fach Lösung mit 2 KSQ`s zu nennen, dann hätte ich keine Spannungsprobleme mehr. Allerdings weiß ich dann überhaupt nicht welche Optiken ich brauche und außerdem würde das ganze dann auch recht teuer...

Ich hoffe ihr könnt mich ein wenig Aufklären,

happy (night) trails

Johannes

 

[tfbf]

Du hast noch einen gravierenden Punkt vergessen.

Die 12,6V sind Leerlaufspannung bei Ladeendstand dies bedeutet aber zwangsläufig, dass du mit dem unteren Ladezustand rechnen musst ca 11,3V oder dass was der Hersteller angibt (um die 30% der Gesamtkapazität sollte die Restladung betragen wie gesagt Datenblatt gibt aufschluss)

dem entsprechend brauchst du etwa 13,9V und hast im schlimmsten Falle 11,3V

gibt nun ein paar Möglichkeiten

4er Led Cluster bauen diesmal aber mit Step Up Wandler

3er Cluster beibehalten aber Akku gegen einen 6V Typ austauschen wieder einmal mit Step-Up Schaltung

auf neue Akku Genration setzen und gegen Li-Ion/Lipo bzw NiMh Zellen ersetzen

2 12V Akkus in Reihe also 24V System (alles andere lässt sich nicht mit einem normalen günstigen Ladegerät als Reihenpack Laden)

 

[JBX]

wiso nimmst nicht einfach eine dieser Lösungen als Basis? Ich würde mich auch nicht zu sehr auf den alten Bleiakku versteifen. Mittlerweile gibts Liio Akkus für alle Anwendungen für nen Appel und Ei...

 

[MountainFled]

Hey, danke für eure schnellen Antworten.

Bin nebenbei auch noch kräftig am Surfen und habe den "Shark" Step-up-converter mit integrierter KSQ entdeckt. Der scheint doch für meine Anwendung ganz ok zu sein. Hat den schon einer von euch verbaut?

Würdet ihr mir zu den Creeds oder der P4 raten? Habe mittlerweile für beide passende Optiken gefunden, kann mir auch eine 4-Fach Lösung vorstellen. Wie sieht das mit der Befestigung und Kühlung aus?

Grüße

 

[Bazzmonsta]

...und bin schon einige Tage wild am Mitlesen und SuFu-quälen ...

soso ... dann würde ich weiterlesen empfehlen. Vielleicht verrät dir ja die Suche nach "Creed" wieso mir dein Mitlesen irgendwie wie überflogen vorkommt ...

Ein paar kleine Tipps:

• Eng bündelnde Einzeloptiken oder Reflektoren aufgefächert anordnen.
• Cree Q5 kommen schon bei 3.55V auf 1A.
• StepUp ist nicht die effizienteste Lösung (manchmal aber die einzigste Lösung).
• 3mm Alu können mit ordentlichem Kühlkörper dahinter ausreichen.

 

[muenchner1968]

Hallo,

seit ca. 2 Jahren bin ich mit der 20W IRC - Bleiakkulösung unterwegs und bis dato auch sehr zufieden , jetzt habe ich mich aber mit eurem LED-Virus infiziert und bin schon einige Tage wild am Mitlesen und SuFu-quälen

Abschließend sind aber noch einige Fragen offen geblieben, die ihr mir hoffentlich beantworten könnt:

Geplant ist ein Aufbau mit drei LEDs, die Entscheidung zwischen Seoul P4 und Creed steht aber noch aus. Wie ich gelesen habe ist die Creed aber anscheinend robuster und leichter zu handhaben!? Betreiben möchte ich das ganze zunächst mit meinem Bleigelakku 12V - 3,6 Ah.

1. Ich möchte zwecks Konstanstromwahl per Schalter gerne die KSQ von IT-Ludwig verwenden. Die hat einen VDrop von 2,5V laut Herstellerngabe, d.h. mit 3 x 3,8V (bei 1000mA) + VDrop liege ich bei 13,9V. mein Akku hat aber nur eine Leerlaufspannung von 12,6V. Gibt es einen bezahlbaren (und kompakten) DC/DC-Wandler, der möglichst verlustarm meine Spannung erhöhen kann?
2. Oder ist das bessere Ergebnis mit nur 2 LEDs zu erreichen, wobei ich dann keine symmetrische Anordnung mit Triple-Optik wählen kann?
3. Gibt es für die Creed LEDs überhaupt Triple-Optiken? - habe nur welche für die P4 gefunden (Carlo bzw. leds.de)... Wie werden diese an den LEDs befestigt?
4. Ist eine symmetrsiche, um 120° versetzte Anordnung auf einer Aluplatte (ca. 3mm) zur Kühlung bei 1000mA ausreichend? - Es sollen Star-Platinen mit Wärmeleitkleber verbaut werden

Als Alternative wäre ja noch die 4-Fach Lösung mit 2 KSQ`s zu nennen, dann hätte ich keine Spannungsprobleme mehr. Allerdings weiß ich dann überhaupt nicht welche Optiken ich brauche und außerdem würde das ganze dann auch recht teuer...

Ich hoffe ihr könnt mich ein wenig Aufklären,

happy (night) trails

Johannes

Hallo Johannes

Zum Betrieb von 3 Powerled´s an einem 12V Akku reicht eine lineare Konstantstromquelle mit OP völlig aus.(Drop ab ca. 0,2V)
Das hätte den Vorteil das man die gängigen Triple Linsen verwenden kann.
Zu den Led´s:
Die Durchlassspannung von 3,9V ist ein Maximalwert, typisch liegt er je nach Typ von Led ca. 0,2-0,3V niedriger.
Zusätzlich verringert er sich deutlich aufgrund der Eigenerwärmung des Chip´s.(je nach Typ ca. 3-6mV pro Grad Celsius)
Bei einer Erwärmung um 50°C macht das dann 0,15-0,3V aus.
Betreibt man die Led an der Leistungsgrenze beträgt die Temperaturerhöhung teilweise über 100°C. (100°C über der Umgebungstemperatur versteht sich)
Kurz gesagt die 3,9V werden im praktischen Betrieb nie erreicht.
Realistisch sind Spannungen von 3,2-3,5V im Maximalbetrieb.(je nach Typ und Kühlung)
Zu beachten ist ebenfalls der lineare Abfall der Lichtleistung mit steigender Temperatur.(nur noch ca 60-70% Lichtleistung bei Maximaltemperatur gegenüber der nominell angegebenen Leistung)

Zur Kühlung:
Je grösser und effektiver die Kühlung, desto besser die Performance.
Ein 3mm Blech ist definitiv zu wenig, egal welche Form es hat.
Optimal wäre eine Kühlung durch Fahrtwind. (hierzu gibt es einige Threads im Forum)

Ich hoffe das beantwortet erstmal deine Fragen

 

[tfbf]

@muenchner1968

Wenn wir nun aber von realistisch gesehenen Ca.3,4V pro LED ausgehen dann haben wir aber immer noch 12,2V mit 2v Drop der KSQ. ab etwa 11,5V etwa sollte es aber denke ich funktionieren.

@MountainFled

Wie von muenchner1968 schon geschrieben ist die Kühlung das A und O.

Ein Teamkamerad hat einen 46mm 3x Spot mit Optik und 46mm Kühlkörper gebaut indem er über den vorderen Teil welcher Optik und LED´s beinhaltet einen Plexiglas Zylinder geschoben hat.

der hintere Teil des Kühlkörpers mit den Kühlrippen wurde frei glassen und kühlt sich durch den Fahrtwind.

Ist sehr leich zu realisieren und die Kühlung ist gut.

 

[muenchner1968]

@muenchner1968

Wenn wir nun aber von realistisch gesehenen Ca.3,4V pro LED ausgehen dann haben wir aber immer noch 12,2V mit 2v Drop der KSQ. ab etwa 11,5V etwa sollte es aber denke ich funktionieren.

@MountainFled

Wie von muenchner1968 schon geschrieben ist die Kühlung das A und O.

Ein Teamkamerad hat einen 46mm 3x Spot mit Optik und 46mm Kühlkörper gebaut indem er über den vorderen Teil welcher Optik und LED´s beinhaltet einen Plexiglas Zylinder geschoben hat.

der hintere Teil des Kühlkörpers mit den Kühlrippen wurde frei glassen und kühlt sich durch den Fahrtwind.

Ist sehr leich zu realisieren und die Kühlung ist gut.

Wie ich bereits geschrieben hatte beziehe ich mich dabei auf ein lineare Konstantstromquelle mit Operationsverstärker und Transistor/Mosfet.
(Stichwort Spannungsgesteuerte Konstantstromquelle)
Bei guter Dimensionierung muss die Eingangsspannung nur ca. 0,2V grösser sein als die Summe der Led-Spannungen.
Konkret würde das bei drei Led´s mit 3,4V bedeuten:
Minimale Eingangsspannung = 3 x 3,4V + 0,2V = 10,4V
Dies wäre die niedrigste Spannung bei der die Schaltung noch zuverlässig arbeitet.
Ist die Eingangsspannung höher (z.b. 12,0V) wird die Spannungsdifferenz (12V - 3x3,4V =1,8V) in Wärme umgesetzt.(1,8Vx Led-Strom)
Unter dem Strich kann man unter Berücksichtigung des Wirkungsgrades durchaus mit dieser Art von KSQ gut leben.

 

[tfbf]

Ok an eine Lineare Konstatstromquelle habe ich jetzt nicht gedacht

bei der Spannungsdifferenz die ein Blei Akku leistet mag es noch einigermaßen vertretbar sein aber eigentlich ist man ja bei Batterie betriebenen sachen von diesen Leistungsverheizern weg und baut doch lieber mit getakteten KSQ´s auf.

Sind aber trotzdem im vollen Ladezustand ca 3W Verlustleistung dementsprechend müsste die KSQ auch gekült werden (was auch nicht so ganz das Ware ist )

Grundsätzlich hast du aber recht mit einem linearen Treiber ist es möglich

 

[yellow_ö]

die billigere Lösung: Seoul mit IMS reflektoren
(aber auch die mit Abstand schlechtere Lösung)
teurere Variante: Cree XR-e mit Sandwich Shoppe Alureflektoren.
Crees mit der Fraen 8 Grad Optik sind ne mittlere Lösung
der sehr billige Fraen Kunststoffrefli für XR-e wird hoffentlich in Kürze von mehreren Leuten hier getestet werden.

3 mm starke Montageplatte für Triple-Variante ist lächerlich. Minimum doppelt + bündig in ein Alugehäuse eingebaut (eingepresst), dieses dient dann als Kühlkörper

Triple-Optik NUR, wenn Du die Led entsprechend genau montieren kannst (ich könnte es nicht )
dafür verzichtest Du auf die Möglichkeit jeden einzelnen Strahl individuell ausrichten zu können.

Den Akku würde ich gegen nen Li-Ion wechseln, macht einfach keinen Sinn.
Wenn schon, dann richtig.
Damit geht dann wieder die geplante KSK mit ner Triple-Version
(oder aber Shark (oder eine von taskled) und vier Led)

... den Tread mit dem Triple-Gehäuse hast Du schon gesehen?
Einfacher gehts imho nicht, an alle entsprechenden mechanischen Teile zu kommen

 

[schmadde]

Ich werfe nochmal eine ketzerische These in den Raum: LEDs sind zwar am effizientesten, also wenig Akku für lange Laufzeit, aber vor allem mechanisch recht aufwendig zu verarbeiten. Die einzige günstige, taugliche fast-fertig-Lösung sind die fertigen Triple-Lampen (MX-power o.ä.). Je nach Lieferzeit (auf meine letzte DX-Bestellung warte ich schon einen Monat) und Bastelzeit wirds dann nix mehr mit fahren in dieser Saison. Ausserdem wäre mir die Ausleuchtung zu spottig und wenn die Messungen stimmen die Lampe insgesamt zu dunkel.

Warum nicht einfach nen LiIo/LiPo-Akku an die IRC hängen? Die Ausleuchtung ist nicht ganz so toll wie bei der Wilma, die Helligkeit aber praktisch gleich. Dürfte die billigste und schnellste Lösung sein, Du hast doppelt soviel Licht wie vorher und den Akku bräuchtest Du zum LED Basteln ja sowieso.