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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).

• 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.

• Hat man die Spannung U_LED und eine Angabe der Wirkleistung P_W der Lampe, ist der Strom I_LED ungefähr mit dem etwa üblichen Wirkungsgrad von 0,8:

I_LED = P_W  0,8 / U_LED

(Die Strom- und Spannungsangaben auf der Lampe sind unbrauchbar, da sie auch Blindleistung enthalten.)

• 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