Akkuladegerät als LED-Treiber?

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Akkuladegerät als LED-Treiber?

Neuer Beitragvon Bloedzinn am Dienstag 12. Januar 2021, 16:00

Hallo,

bin neu hier, Anfänger in Elektronik und bitte um etwas Nachsicht. :-)

BOSCH Ladegerät AL 60DV, Teilenummer 2 607 224 226,
1,4 A
7,2 V - 12 V
NiCd und NiMH

LED "3W",
ca. 2 V
700 mA

Ich möchte die momentan gut erhältlichen "3 Watt" LEDs (jeweils auf einer kleinen sternförmigen Platine als Heatsink aufgelötet, tatsächlich wohl eher etwa 1,5 Watt) an diesem Ladegerät betreiben.

Spricht etwas dagegen? Kann ich jeweils fünf der LEDs zu jeweils einem Strang in Serie schalten (5 * 2 V = 10 V, also innerhalb der Grenzen des Ladegeräts), und dann zwei dieser Stränge parallel betreiben (2 * 700 mA = 1,4 A)?

Vielen Dank und schöne Grüße!
Bloedzinn
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Re: Akkuladegerät als LED-Treiber?

Neuer Beitragvon der mit den kurzen Armen am Dienstag 12. Januar 2021, 16:15

Ein Ladegerät ist kein LED -Treiber . auch wenn das Teil bis 12 V liefern kann . Wenn Deine LED für 700mA spezifiziert sind solltest du dann einen Konstantstromtreiber mit 700mA verwenden und alle LED in Reihe Schalten . LED werden über den Strom gesteuert ! Deshalb LED nie Parallel betreiben ! Es sei den du sorgst dafür das der Strom durch die LED nie überschritten werden kann ! (Vorwiderstand )
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der mit den kurzen Armen
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Re: Akkuladegerät als LED-Treiber?

Neuer Beitragvon Bloedzinn am Dienstag 12. Januar 2021, 18:29

der mit den kurzen Armen hat geschrieben:LED werden über den Strom gesteuert ! Deshalb LED nie Parallel betreiben ! Es sei den du sorgst dafür das der Strom durch die LED nie überschritten werden kann !


Ja, das ist mir klar. Die Kennlinien von LEDs verstehe ich, und auch das was passiert, wenn ein Vorwiderstand davor geschaltet wird. Die Kurve wird oberhalb der Vorwärtsspannung flacher und linearer, bei einer gegebenen Spannungsänderung wird dort die Stromänderung also viel geringer. Die LED darf thermisch viel mehr "wandern" ohne dass der Strom auf zu hohe Werte ansteigt.

der mit den kurzen Armen hat geschrieben:Wenn Deine LED für 700mA spezifiziert sind solltest du dann einen Konstantstromtreiber mit 700mA verwenden und alle LED in Reihe Schalten .


Ok. Jetzt ist es aber doch so, dass auch an Konstantstromquellen offenbar viele Hersteller zwei oder mehrere Stränge mit LEDs parallel schalten. Wenn ich richtig verstanden habe, geht das auch ohne Vorwiderstand, weil sich Spannungsdifferenzen zwischen den einzelnen LEDs ausgleichen (wegmitteln). Mein Gesamtstrom würde bei einer 1,4 A Konstantstromquelle auf 1,4 A gehalten werden, und wenn ich ihn in etwa auf zwei Äste aufteile, dann sollten in jedem Ast die geforderten 0,7 A fließen, oder nicht?

der mit den kurzen Armen hat geschrieben:Ein Ladegerät ist kein LED -Treiber . auch wenn das Teil bis 12 V liefern kann .


Das war meine Frage, darum bin ich hier. Was bedeutet denn die Angabe auf dem Ladegerät, "7,2V - 12V, 1,4A"? Das Ladegerät lädt NiCd und NiMH Akkus, die immer mit einer Konstantstromquelle geladen werden sollten. Ich vermute also, dass auch Bosch eine Konstantstromquelle gebaut hat und nicht eine variable Strom/Spannungsquelle mit undefiniertem Ausgang verkauft. Heute 7,2 V, morgen 9 V, und an Sonntagen auch mal 12 V, das würde ja keinen Sinn machen.

Ich vermute also: Man kann den Akku in jedem Ladezustand an das Gerät hängen, es pumpt exakt 1,4 A hinein, egal ob die Spannung 7,2 V, 9 V oder irgendetwas anderes zwischen 7,2 und 12 V ist, und wenn die Akkuspannung auf 12 V gestiegen ist, dann hört es auf zu laden. Während dem Laden hält das Gerät den Strom also konstant, während sich die Spannung des Akkus durchaus ändert (wie es das auch bei LEDs an einer Konstantstromquelle der Fall ist). Oder funktioniert das anders? Wenn ja, wie? Gibt es einen Spannungsbereich, in dem man sich auf konstante 1,4 A verlassen kann?

Wenn das nämlich so ist, dann ist das Ladegerät nichts anderes als die von Dir verlangte Konstantstromquelle, oder nicht?
Zuletzt geändert von Bloedzinn am Dienstag 12. Januar 2021, 18:33, insgesamt 1-mal geändert.
Bloedzinn
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Re: Akkuladegerät als LED-Treiber?

Neuer Beitragvon SAD am Mittwoch 13. Januar 2021, 10:39

Hast das Ladegerät in der Bucht geschossen?
Hier hasst Du n Schaltplan von dem Teil,
Quelle ist auch angegeben.
Mit dem schiesst Du die LEDs ins Nirwana.
Verspätete Sylvesterböller, ob sie knallen weiß ich nicht,
aber kurz aufblitzen werden sie.
Ohne Konstantstromquelle, wirds n teurer, kurzer Spaß.
Sie haben keine ausreichende Berechtigung, um die Dateianhänge dieses Beitrags anzusehen.
Zuletzt geändert von SAD am Mittwoch 13. Januar 2021, 10:40, insgesamt 1-mal geändert.
Gruß SAD
SAD
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Re: Akkuladegerät als LED-Treiber?

Neuer Beitragvon BernhardS am Mittwoch 13. Januar 2021, 11:20

Insgesamt ist das Vorhaben keine gute Idee. Es beginnt damit, daß die Angaben auf einem Netzteil in der Regel Auslegungsdaten sind und keine von der Schaltung selbsttätig eingehaltenen Grenzen.
Bei dem Parallelbetrieb von Strängen und den thermischen Ausnivellieren stellt sich die Frage, wie lange das funktionieren soll. Länger doch wohl nicht?
Nebenbei: In einem anderen Bastlerforum hat neulich jemand berichtet, daß ein LED-Streifen runtergefallen ist, weil die LEDs die Temperatur zwar ausgehalten haben, aber der Kleber weich geworden ist.
$2B OR NOT $2B = $FF
BernhardS
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Re: Akkuladegerät als LED-Treiber?

Neuer Beitragvon der mit den kurzen Armen am Mittwoch 13. Januar 2021, 16:04

Ladegeräte laden zuerst mit konstanten Strom und danach meist mit konstanter Spannung . IU Ladeverfahren
Nur ältere Ladegeräte laden mit konstanter Spannung und noch ältere sogar ohne Ladeverfahren die Akkuspannung bestimmt dann die Spannung und der Ladestrom wird nur durch das Ladegerät auf der Einen Seite und durch den Innenwiderstand des Akkus auf der anderen Seite bestimmt!
So und wenn du 2 Led ohne Vorwiderstand parallelschaltest teilt sich der Strom eben nicht gleichmässig auf (Dioden sind nicht linear ) Selbst 2 Dioden von gleichen Wafer sind nicht identisch . ) Folge davon die LED zieht was sie an Strom bekommt und je Wärmer die wird umso mehr !
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Re: Akkuladegerät als LED-Treiber?

Neuer Beitragvon anders am Mittwoch 13. Januar 2021, 18:01

Hier hasst Du n Schaltplan von dem Teil,
Da fehlt aber noch das abgebildete 16-polige IC, welches durchaus ein Mikrocontroller sein kann.
Man sieht aber leicht, dass der Trafostrom in Halbwellen ohne jegliche Strombegrenzung auf den Akku losgelassen wird.
Ein Akku verträgt das, aber eine LED kann in den 10ms, die eine Halbwelle dauert, schon Asche sein.
Insgesamt also eine Schnapsidee.
anders
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Re: Akkuladegerät als LED-Treiber?

Neuer Beitragvon Bloedzinn am Mittwoch 13. Januar 2021, 20:23

SAD hat geschrieben:Hast das Ladegerät in der Bucht geschossen?
Hier hasst Du n Schaltplan von dem Teil,
Quelle ist auch angegeben.

Vielen Dank, obwohl ich glaube, das ist der Schaltplan für ein anderes Ladegerät von Bosch (AL 1411 DV).

Meines kommt von einem Freund der "die Bohrmaschine verloren hat" (frag mich nicht wie sowas geht) :lol: . Das Gerät ist praktisch neuwertig. Für das AL 60 DV habe ich leider keinen Schaltplan finden können.

BernhardS hat geschrieben:Bei dem Parallelbetrieb von Strängen und den thermischen Ausnivellieren stellt sich die Frage, wie lange das funktionieren soll. Länger doch wohl nicht?


Naja, immerhin haben mittlerweile fast alle Multichip-LEDs höherer Leistung solche Stränge parallel geschaltet, z.B. in LEDs dieser Art:

https://www.aliexpress.com/item/32831596858.html

Was Du da siehst sind lauter einzelne LED-Chips, die teils in Serie, teils parallel betrieben werden. Wieviele parallel und wieviele in Reihe sind, lässt sich meist über Nennspannung und Nennstrom berechnen oder zumindest erahnen. Auf Youtube finden sich viele Videos, in denen durch gezieltes Zerstören gezeigt wird, wie die Dinger aufgebaut sind. Wie lange die LEDs halten kann ich Dir nicht sagen, aber angegeben sind meist Werte wie "10.000 h" oder "60.000 h", die im Link halten angeblich > 50.000 h bei nicht mehr als 60 Grad. Wenn sie also nach drei Stunden den Geist aufgeben, sollte man reklamieren können.

Wie ich jetzt gelesen habe, werden die Einzelchips offenbar vorselektiert, um eine möglichst ähnliche Charakteristik in jedem einzelnen Strang zu haben ("Binning"). Das heißt, es geht im Prinzip, aber meine LEDs sind bestimmt wahllos zusammengewürfelt. Wenn ich aber einen Vorwiderstand vor jeden Einzelstrang mit 5 LEDs setze, dann sollte es doch trotzdem gehen, oder nicht?

BernhardS hat geschrieben:Nebenbei: In einem anderen Bastlerforum hat neulich jemand berichtet, daß ein LED-Streifen runtergefallen ist, weil die LEDs die Temperatur zwar ausgehalten haben, aber der Kleber weich geworden ist.


Die LEDs, die ich betreiben will, sind Einzelchip-LEDs mit jeweils 3 W Nennleistung. Sie sind auf ein sternförmiges PCB als Heatsink aufgelötet, das deutlich größer als die LED ist, etwa 2 cm Durchmesser. Wenn sich die "3 Watt"-LED davon von selbst ablötet, dann ist sie vorher schon mehr, als einfach nur kaputt. :-)

der mit den kurzen Armen hat geschrieben:Ladegeräte laden zuerst mit konstanten Strom und danach meist mit konstanter Spannung . IU Ladeverfahren
Nur ältere Ladegeräte laden mit konstanter Spannung


Mein Ladegerät ist für NiMH-Akkus gedacht, nicht für Lithiumionenakkus oder Ähnliches. Soweit ich weiß, werden NiMH-Akkus üblicherweise im Impulsladeverfahren geladen:

https://www.reichelt.de/reicheltpedia/i ... everfahren

Das Ladegerät würde also feststellen dass die Spannung bei 0 V liegt, einen langen Impuls mit 1,4 A geben, messen, und wieder von vorne anfangen, also gepulste 1,4 A mit langen Impulsen. Das ist natürlich geraten, ich müsste erst mehr in Erfahrung bringen.

Aber angenommen, es kommt das IU-Verfahren zur Anwendung: Mein Ladegerät ist recht modern. Es sollte doch also, wie Du ja sagst, zwei Ladephasen geben:

Phase 1: "zuerst mit konstantem Strom laden"
Phase 2: "danach mit konstanter Spannung laden"

Woran merkt das Ladegerät, welche Phase gerade verwendet werden muss? Das kann natürlich eine komplizierte Elektronik sein, die misst und bewertet wie schnell sich die Spannung mit dem Strom ändert, aber viel wahrscheinlicher ist, dass nur die Spannung des Akkus betrachtet wird:

Akkuspannung gering => Akku ist leer => Phase 1
Akkuspannung erreicht Schwellwert => Akku ist jetzt fast voll => Phase 2

Wenn ich also ein IU-Ladegerät für 12 V Akkus habe, dann würde ich vermuten, dass bei 0 V Akkuspannung (0V, weil die LEDs im Gegensatz zum Akku ja keine Spannungsquelle sind) noch Phase 1 gefahren wird, also: Konstanter Strom mit 1,4 A. Ich hätte also ebenfalls eine Konstantstromquelle, oder nicht?

der mit den kurzen Armen hat geschrieben:So und wenn du 2 Led ohne Vorwiderstand parallelschaltest teilt sich der Strom eben nicht gleichmässig auf (Dioden sind nicht linear ) Selbst 2 Dioden von gleichen Wafer sind nicht identisch . ) Folge davon die LED zieht was sie an Strom bekommt und je Wärmer die wird umso mehr !


Ja, wie ich oben beschrieben habe, sind meine LEDs nicht nach gleicher Charakteristik selektiert. Ich habe also LEDs, die sich unterscheidlich verhalten, und die von Dir beschriebene Problematik. Wenn ich aber jeweils fünf LEDs zu einem Strang zusammenfasse, und dann vor jeden dieser Stränge einen Vorwiderstand setze, dann sollte es gehen, ja? Denn ich denke mir, schlimmer als wenn nur eine einzige LED da ist, kann es doch nicht werden?

anders hat geschrieben:
Man sieht aber leicht, dass der Trafostrom in Halbwellen ohne jegliche Strombegrenzung auf den Akku losgelassen wird.
Ein Akku verträgt das, aber eine LED kann in den 10ms, die eine Halbwelle dauert, schon Asche sein.
Insgesamt also eine Schnapsidee.

Vielen Dank, das ist interessant.

Wie oben schon erwähnt, ist der Schaltplan zwar nicht derjenige von meinem Ladegerät. Vielleicht finde ich noch einen Schaltplan.

Selbe Frage wie oben: Die LEDs sind ja keine Spannungsquelle und haben 0 V Spannung. Angenommen dass sich das Ladegerät daher wie eine Konstantstromquelle mit 1,4 A verhält: Kann ich dann einen Vorwiderstand vor jede Serie von 5 LEDs schalten und solche Serien (-R-LED-LED-LED-LED-LED-) miteinander parallel schalten?
Zuletzt geändert von Bloedzinn am Mittwoch 13. Januar 2021, 20:24, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: Akkuladegerät als LED-Treiber?

Neuer Beitragvon anders am Mittwoch 13. Januar 2021, 21:31

Wie lange die LEDs halten kann ich Dir nicht sagen, aber angegeben sind meist Werte wie "10.000 h" oder "60.000 h",
Für eine einzelne LED mag das zutreffen, aber bei einer direkten Parallelschaltung kann ich nur sagen: Papier ist geduldig.

Wenn sie also nach drei Stunden den Geist aufgeben, sollte man reklamieren können.
Kannst du gerne machen, nur werden sich die Chinesen nicht für deutsche Verbraucherschutzgesetze interessieren, und das Porto für die Rücksendung der defekten Teile wird auch teurer als neue LEDs.


Ob in einer Parallelschaltung thermisches Weglaufen auftritt hängt nicht nur von den Fertigungstoleranzen ab, sondern auch ganz wesentlich von der thermischen Kopplung der Elemente und ihrer Belastung.

Kann ich dann einen Vorwiderstand vor jede Serie von 5 LEDs schalten und solche Serien (-R-LED-LED-LED-LED-LED-) miteinander parallel schalten?
Kann man machen, wobei ein Spannungsabfall von 10% bis 30% der Flusspannung ausreicht, sofern die Ketten sonst gleich sind, und der Gesamtstrom anderweitig eingestellt wird.
Ich prophezeihe dir aber, dass du auch damit nicht glücklich wirst.
Zum Einen wirst du bei obiger Schaltung heftiges 50Hz Flimmern *) erleben, weil jegliche Siebung fehlt, und zum Anderen wird der Mikrocontroller wahrscheinlich merken, dass da kein Akku dranhängt und evtl sogar ganz abschalten.


P.S.: Korektur: ist ja doch 100Hz weil ein kompletter Brückengleichrichter, nur etwas ungünstig gezeichnet, vor dem SCR ist.
Zuletzt geändert von anders am Mittwoch 13. Januar 2021, 21:39, insgesamt 1-mal geändert.
anders
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Re: Akkuladegerät als LED-Treiber?

Neuer Beitragvon SAD am Donnerstag 14. Januar 2021, 06:32

Na wenn Du schon die LED bei Ali kaufen willst,
dann kannst Du auch den passenden Treiber dazu holen,
z.B. diesen 6 - 10 LED
https://www.aliexpress.com/item/3296640 ... 4fecHrGcHt
Zuletzt geändert von SAD am Donnerstag 14. Januar 2021, 06:34, insgesamt 1-mal geändert.
Gruß SAD
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