spannung unter last

D

dodl

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15. Mai 2010
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Hallo,

Ich hab mir kuerzlich ein Stadtlämpchen fuer mein Rad gebastelt. Eine XPG R5 mit ordentlichem Kühlkörper und dazu ein 4er pack AA Eneloops. Weils schnell gehen musste die Leerlaufspannung hergenommen und einen 2,2 Ohm Vorwiderstand reingehaengt. Lief zufriedenstellend, bis ich letzten freitag ein kabel abgerissen habe. Hab dann im Affekt die LED direkt an die 4 Akkus gehaengt....und mich dann gewundert, warum sie immer noch lief als ich daheim war.

und nun mess ich nach und komm unter Last bei den halbvollen Akkus auf 3,8V, bei frisch geladenen auf 4,66V. Den Widerstand hab ich fuer die gemessene Leerlaufspannung von 5,6V gerechnet, das ist scheinbar etwas zu viel :)

Nun wollt ich mir eine KSQ zulegen, weiss aber nicht, wie ich die kalkulieren soll. nehme ich naemlich nun eine 4x XPG platine und 2x BP945 in Serie bietet sich ein ledslave an (buck). tatsaechlich scheint aber unter last ein Boost regler nötig zu sein? Oder sind meine Eneloops (nagelneu) einfach kaputt? Oder ist es bei Lion nicht so tragisch wie bei den NiMh's?
Kann ja nicht sein, dass ich an eine LED, die laut datenblatt 1,5A bei etwa 3,5V kann, 4 NiMH Akkus mit fast 6V Leerlaufspannung direkt haengen kann und die leuchtet stundenlang bei angenehm warmen Kühlkörper???

danke
martin
 
Schlechte Akkus->hoher Innenwiderstand.
Sei froh, daß Du an den Akkus gespart hast, sonst wäre die LED hin;)
Hinzu kommt wohl noch eine schlechte (d.h. hochohmige) Verkabelung, zu lang oder zu dünne Kabel, das ist nichts anderes, als ein Widerstand.

Der Nikolauzi
 
Morgen,

Die Vekabelung hab ich tatsaechlich so ausgelegt, dass ich 0,4 Ohm Widerstand habe. So kann man, wenn mal die Akkus unterwegs eingehen, zur Not auch 2 normale AA Batterien von der nächsten Tankstelle direkt ranhaengen.

Dass man aber 4 Akkus bei 0,4 Ohm dranhaengen kann, das hat mich halt verwundert. Gerade den Akkus sagt man einen angeblich besonders niedrigen Innenwiderstand nach. Entweder frei erfunden, oder sie sind kaputt. Das betrifft allerdings alle 16 Stueck, also bin ich eher auf die Eneloop Werbung und die Postings in diversen Foren reingefallen. Bei den Entladekurven, die ich hergenommen habe, wurde scheinbar auch immer Leerlaufspannung gemessen.

danke
martin
 
Normalerweise hätten die Akkus dir die arme XP-G zerlegt (bei 4 AAAs wärs vielleicht was anderes)...vielleicht hast du aber auch nur eine mit sehr hoher Vorwärtsspannung? Hast du schonmal Spannung + Strom an der LED gemessen?
 
Morgen,

Spannung an der LED hab ich nicht gemessen. Muss ich heut mal anschauen. Strom messen mit meinem "Messgerät" ist ein bissi heikel. Ich versuchs :)

Formatiert wurden die Akkus. Ob sie gefälscht sind kann ich nicht sagen, aber dass accushop.at Fakes verkauft kann ich mir nicht vorstellen.

Nach etwas suchen fand ich nun doch ein paar Postings von Modellbauern, die auch von so starken Spannungseinbruechen berichten. Drum wollen viele die Eneloops auch nicht als Empfängerakku. Was die Entladekurven angeht, schrieb jemand, dass die verwendeten Messgeräte waehrend des Entladens immer ganz kurz unterbrechen um die Spannung zu messen und damit de facto die Leerlaufspannung gemessen wird. Das wuerde einiges erklären, denn in bezug auf die Leerlaufspannung komm ich auf vergleichbare Werte.

Ich werd das ganze einfach mit einem billigen Buck Regler den Kindern geben und mir 2 BP954 besorgen. Gleich mit der 4fach Rundplatine von led tech...
Bei den Kindern fuer 2x im Jahr bei Dämmerung fahren wirds reichen, ich bin jede Woche im Finstern unterwegs, das muss zuverlässig funktionieren.

danke
martin
 
also ich finde das ganze sehr ungewöhnlich. eneloops sind für ihre hohen ströme bekannt. dann die angeblich für empfängerakkus unnütz sein sollen halte ich als foto-ambitionierten für unnsinnig. seit dem umstieg auf eneloops kann ich stundenlang... (also die blitze halten seitdem verdammt lange und haben von anfang bis ende eine nahezu konstante (subjektive erfahrung) nachladezeit. ob die akkus also voll sind oder schon gut benutzt, die elektronik lädt den blitzkondensator in nahezu gleicher zeit wieder auf. Die Entladekurven die bei Unterbrechung messen, sind mir neu. Letztlich würden diese Entladekurven keinerlei Verbreitung finden und würden von der wachsamen Community 1) schnell als solche entlarvt und dann 2) geächtet werden.

Ich kann dir ja auch mal einen toten akku messen, der hat im leerlauf auch noch locker 1,2Volt hänge ich eine moderate last dran, bricht die spannung auch auf 0,1 volt ein. Dasselbe gilt auch bei Blei-Akkus, die ähnliche Entladekurven zeigen. Also nach deiner Aussage wäre der Akku voll. nein, also den Spannungsschrieben kann man schon vertrauen. Nächste Frage, wie schauts mit den Kontaktwiderständen des Batteriehalters aus? Die sorgen auch für enorme Spannungseinbrüche. Mir hat ein 4er-Satz Eneloops mal so ein billiges Batteriepack gekillt, weil ein Basteldraht blöderweise einen Kurzschluss verursacht hat. der Kurzschlussdraht war kalt, der interne Draht vom einen zum anderen Ende, der war so heiß geworden, dass es geraucht hat und im Tisch nen schönen schwarzen Streifen hinterließ.

Man sollte wohl bei den messungen immer beachten dass diese vergleichbar sind. eine konstantwinderstandslast sieht anders aus als eine konstantstromlast und anders als eine konstantleistungslast. sinnigerweise nimmt man aber die konstantstromlast. würde bei einem ladegerät die akkuspannung nur im leerlauf gemessen werden, dann wären die akkus mit den integrierten entladefunktionen nach kurzer Benutzung alle akkus schrott, da die leerlaufspannung auf 0,9V abgefallen eben einen extrem tiefentladenen akkuzelle entspricht. deswegen macht eben die messung der leerlaufspannung beim entladen auch einfach keinen sinn.

sorry wegen der groß und kleinschreibung.

ansonsten werden akkus nicht FORMATIERT, sondern FORMIERT

Desweiteren sind deine berechnungen doch alle logisch.

"Halb"voller akku unter last 3,8V --> 0,95 naja, ich denke die sind nun ohne widerstand an der LED direkt grade am leeren. an sich okay. bei 3,8V zieht die led sicher richtig strom und dann dürfen die auch schon mal absinken in der spannung.

vollaufgeladene akkus bei 4,66 unter last, da würde ich schätzen, du hast die spannung am akku direkt gemessen. miss mal die spannung direkt an der LED. denn bei der spannung sollte dir die led absterben. misst du direkt an der led hast du alle spannungsabfälle über akku und den kontaktstellen gleich rausgezogen. letztlich interessiert doch, was an der LED anliegt. Den Widerstand nach der leerlaufspannung zu berechnen ist unsinnig, weil die spannung ja direkt einbricht (erst minmal, dann je nach akku zustand immer mehr).

lieben gruß
 
Morgen,

Danke fuers umfangreiche Posting.

Direkt an der LED kann ich nix messen, das hab ich alles mit Epoxy vergossen. Ist eine etwas "improvisierte" Konstruktion.

Ganz witzig - nehme ich einfach 2 volle Akkus in die Hand und halte die nackten Kabel der LED drauf, dann leuchtet die bei 2,8V (an den Akkus gemessen). Nehm ich 3 Akkus fliesst natuerlich extrem viel Strom, Spannung bloss 3,8V. Und mit 4 Akkus im Batteriehalter sinds ebenfalls 3,8V :)

OK, ich schliesse daraus mal, dass mit steigendem Strom die Spannung dann doch recht heftig abfaellt (könnten natuerlich wieder Übergangswiderstaende sein - 3 Akkus in einer Hand zusammenhalten und die Kabel dranhalten ist schon etwas kompliziert :) ). Und offensichtlich ist der Batteriehalter Müll. Ich wuerd sie ja zusammenlöten, fands aber bisher ganz praktisch, dass ich sie einzeln in so ein Ladegerät mit Überwachung fuer jeden Schacht geben konnte...

Kurze Frage zum Schluss - wenn der Halter schukld ist, warum passt dann die Leerlaufspannung? Sollte die dann nicht auch entsprechend niedriger werden, oder faellt das erst auf, wenn auch ein entsprechender Strom fliessen muss?

danke
martin

edit: die letzte Frage beantwortet sich eigentlich hier...
zitat: Als Ohmsches Gesetz (nach Georg Simon Ohm) wird die Tatsache bezeichnet, dass der
Spannungsabfall U über metallische Leiter, sogenannte Ohmsche Widerstände R, direkt
proportional zur hindurchfließenden Stromstärke I ist, also U ∝ I.
 
Zuletzt bearbeitet:
An die Kontakte am Emitter kommst du auch nicht ran?

Zum Batteriehalter: wenn du nur dünne Kontakte hast, die (schätz ich mal) nicht vergoldet und dann auch noch aus "normalem" Metall sind, kanns durchaus sein, dass das Ding nur 1A packt. Wenn du mehr willst, ist die Lösung ja ganz einfach: entweder vergolden oder Kupferdrähte/ -bleche rein. Andererseits ist das ja nicht mal so schlimm...überleg mal, du hättest die 4 Akkus mit so gut wie keinem Widerstand an die LED gehängt - eine Luminus SST-90 hätts überlebt, aber bei der XP-G bin ich mir da wie gesagt nicht so sicher :D
 
Darth Happy dürfte recht haben. Ab 1 Ampere müsste man sich schon bessere Akkuhalter besorgen (Gold-, Silber-, Kupferkontakte). Die günstigen für 50ct haben enorme Kontaktwiderstände.
Zudem hast du am Anfang deine Verkabelung mit 0,4 Ohm beziffert. Das sind auch ca. 0,5 Volt die "verloren" gehen. Somit sind die gemessenen 3,8Volt am Betteriehalter doch im Bereich des Normalen. Die LED allein hat somit ca. 3,3V, was den vermuteten 1 Ampere entspricht. Die Einzelzellen dürften trotz Last um 1,2V liegen (kann man mit dünnen Meßspitzen messen).
Trotzdem: Glück gehabt! Ein anderer Batteriehalter der gleichen Charge könnte auch 2 Ampere möglich machen.

Wenn man bei Akkus rechnen möchte, sollte man sich auf die altbekannten Durchschnittsspannungen der Zellen beziehen. NiCd/NiMH 1,2V, Blei 2V, LiIon 3,7V (immer +-) Eneloops liegen eher bei 1,25V unter mässiger Last.
 
Morgen,

tatsaechlich, direkt an der Zelle lieg ich immer bei 1,23V :)
Na gut, ich hab mir jetzt Clips von Keystone bestellt und mach mir meine Halter damit selbst.
Dazu einen kleinen Buck regler, der mir 1100mA liefert und gut is. Dann muss ich nicht mit Widerstaenden rumschaetzen.

danke
martin
 
Das mit dem Batteriehalter wollte ich auch schreiben. Wenn da an den Minuskontakten die gewendelten Federchen dran sind musst Du froh sein, wenn überhaupt ein A zu Stande kam:lol:

Im Übrigen hast DU genau das Manko der Kombination von LED und LiIon festgestellt. Gleiche Anzahl an Zellen und LED funktioniert nich zufriedenstellend.
Wenns Quick and dirty bleiben soll nimm einfach drei Zellen und schenk Dir den zusätzlichen Vorwiderstand. Dann merkst Du auch an der nachlassenden Helligkeit wenn die Akkus leer werden.

Ansonst eben zwei BPs in Serie und einen Stepdownregler dazu. Beachte aber dabei unbedingt, dass Dir ziemlich Sicher eine Schutzschaltung stirbt wenn einer der Akkus wegen Unterspannung abschaltet.:eek:

bergnafahre
 
Bitte beachte unsere Verhaltensregeln beim Antworten. Danke 🙂
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