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Taschenlampe aus defekten LED-Lampen (nach einem Projekt bei "Schüler experimentieren" mit Béla Bischoff)
In den meisten Fällen ist erfahrungsgemäß nicht das LED-Array sondern die Ansteuerung defekt. Während die Ansteuerung fest eingegossen ist
und nicht gerettet werden kann, lässt sich das LED-Array recht gut herauslösen.
Hauptproblem ist das Ermitteln der benötigten Werte für Strom und Spannung (leider bei jedem Hersteller andere).
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Ist eine gleiche funktionierende Lampe vorhanden und kann die Abdeckung zerstörungsfrei entfernt werden, ist die Spannung messbar
(ca. 50V bis 110V). Manchmal findet man auch einen Weg, um den Strom zu messen.
(Die Strom- und Spannungsangaben auf der Lampe sind unbrauchbar, da sie auch Blindleistung enthalten.)
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Ohne Angaben hilft nur der Test mit einem Netzteil, das ca. 40V
bis 120V mit mindestens ca. 0,3A sowie Einstellmöglichkeiten für
Spannung und maximalem Strom hat. Dann wird 120V Gleichspannung
eingestellt und der Strom auf z.B. 0,04A begrenzt (das kann jede
Lampe). Die Spannung fällt sofort so weit ab, dass nur 0,04A fließen
können, sie ist somit ermittelt. Der Strom wird dann langsam erhöht,
bis etwa die normale Helligkeit erreicht ist und die Temperatur nicht
wesentlich über 30°C steigt (Anhaltspunkt auch aus vorigem
Aufzählungspunkt nutzen). Eine höhere Temperatur bringt nicht viel,
da die Lichtausbeute stark mit der Temperatur abnimmt
(Quantenwirkungsgrad ist temperaturabhängig).
(Es wurde ein „DC-DC
BST900 900 W 0-15A 8-60 V zu 10-120 V Boost Converter Power Supply
Modul CC/CV“ genutzt; im WWW zu finden).
Bei den Tests gab es LED-Arrays mit 54V bei 0,1A, 71V bei 0,1A und 110V
bei 0,05A. (GU5.3 Lampen u.ä. haben natürlich unter 12V. Es kann aber
analog verfahren werden.)
Für eine Taschenlampe muss die Batteriespannung auf die notwendige
Spannung hochgesetzt werden. Ab 12V bis 14V Batteriespannung ist ein
brauchbarer Wirkungsgrad ca. 80% erreicht worden. So arbeiten auch
handelsübliche DC-DC-Konverter. Dabei muss unbedingt auf eine
Ansteuerung mit konstantem Strom geachtet werden. Der Strom der LED
steigt nach der Schwellspannung (erst dann leuchtet sie) sehr stark mit
der Spannung an. Der Spannungsanstieg verlagert sich mit steigender
Temperatur so, dass der Strom weiter steigt.
Die eigene Entwicklung eines DC-DC-Konverter mit konstantem
Ausgangsstrom ist möglich aber aufwendig und mit recht hohen Kosten bei
einer Realisierung verbunden.
Handelsübliche DC-DC-Konverter sind teilweise sehr preiswert und haben
gute Wirkungsgrade. Sie haben aber im hier benötigten Spannungsbereich
nur eine konstante Ausgangsspannung (für einen angegebenen Bereich der
Batteriespannung). Deshalb muss eine Strombegrenzung nachgeschaltet
werden. Dazu reicht ein LM317 (3Pins) und ein Widerstand (evtl.
Trimmwiderstand ca. 20 Ω 0,5W).
Untersuchungen dazu finden Sie in Entwicklung LED Treiber mit Hochsetzsteller
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