Mir ist aufgefallen, dass immer wieder die Frage auftaucht, wie man die Stromversorgung für die LED Beleuchtung eines Scalers auslegt. Allem voran möchte ich bemerken, dass es da leider keine Patentlösung gibt. Es muss von Fall zu Fall entschieden werden, was mehr Sinn macht. Je nach Einsatzzweck kann die Stromversorgung und die Schaltungstopologie nach dem Preis, Effizienz, optische Power, 2S oder 3S etc. ausgelegt werden. Vorab mal eine Übersicht der unterschiedlichen Stromversorgungsvarianten:
- 1. Vorwiderstand: ein Widerstand ist die billigste Variante, hat jedoch die meisten Nachteile wie
- a. Hohe Verluste und schlechte Effizienz => über einem Vorwiderstand werden schnell einmal einige hundert Milliwatt verheizt. Dieser Ansatz macht nur Sinn, wenn wenig Spannung „verheizt“ werden muss. Zum Beispiel 2 weisse LED’s in Serie an 2S. Kleines Rechenbeispiel: 2S=7.2V-(2x3.2V)=0.8V/0.02mA=40Ohm, Verlustleistung=0.8Vx0.02A=16mW
b. Ein weiterer Nachteil des Vorwiderstandes ist die Spannungsabhängigkeit. Bei einer LiPo Zelle kann die Spannung über ein Volt variieren von vollgeladen bis entladen. Angenommen wir hätten aus dem vorhergehenden Rechenbeispiel 40 Ohm und 2 weisse LED’s eingesetzt. Bei unter 6.4V wird gar nichts mehr leuchten und bei 8.4V wird die LED mit 50mA beaufschlagt anstatt mit 20mA. Das bedeutet die LED stirbt den demnächst den Wärmetod….
c. Gerne wird auch die Verlustleistung des Widerstandes selbst vergessen. Wenn dieser nicht das ganze Auto abfackeln soll, muss dies ebenfalls berechnet werden!
- a. Die lineare Variante hat zwar den Nachteil analog des Widerstandes nicht mit der Spannungsabhängigkeit, weil dieser auf eine konstante Ausgangsspannung regelt, aber die Verlustleistung ist dieselbe. Das bedeutet: für eine akkurate Entwärmung muss gesorgt werden!
b. Besser ist die geschaltete Variante. Vernünftige Regler kommen über einen weiten Eingangsspannungsbereich auf eine Effizienz von ca. 80-90%. Leider kann auch die LED bei dieser Lösung Intensitätsschwankungen aufweisen oder Farbveränderungen. Grund dafür ist die Erwärmung der LED im Betrieb. Jede LED hat die Eigenschaft, dass die Diodenspannung (um demzufolge auch der Strom) oder auch die Wellenlänge temperaturabhängig ist…
Das bedeutet ein ansteigen der Temperatur führt zum Anstieg der Diodenspannung und diese zum Anstieg des Stromes welcher wiederum zu einer Überbelastung der LED führt. Sozusagen ein Todeskreislauf….
Durch das, das der Strom und nicht die Spannung geregelt wird kann die LED nie überbelastet werden und die Betriebsparameter bleiben weitgehend konstant. Leider sind jedoch die geschalteten Konstantstromquellen komplexer aufgebaut als eine Konstantspannungsquelle und kosten demnach auch mehr. Dennoch ist diese Lösung das Nonplusultra! - a. Hohe Verluste und schlechte Effizienz => über einem Vorwiderstand werden schnell einmal einige hundert Milliwatt verheizt. Dieser Ansatz macht nur Sinn, wenn wenig Spannung „verheizt“ werden muss. Zum Beispiel 2 weisse LED’s in Serie an 2S. Kleines Rechenbeispiel: 2S=7.2V-(2x3.2V)=0.8V/0.02mA=40Ohm, Verlustleistung=0.8Vx0.02A=16mW
Diese LED’s haben einen grottenschlechten Wärmewiderstand! Da LED‘s grundsätzlich eine sehr gute Effizienz aufweisen, wird dennoch ca. 70% in Wärme umgesetzt! Kann die Wärme, wie bei dieser Bauform gegeben, nicht abgeführt werden, wird die LED schnell mal über 80°C heiss. Die LED funktioniert dann meist immer noch, nur wird die Lebensdauer massiv verkürzt!
Ich weiss zwar nicht ob dies auf Anklang stösst, aber wäre es unter Umständen von Interesse die Auslegung der Beleuchtung inkl. Emitter und der passende Speisung als Dienstleistung anzubieten? Individuelle Komplettlösungen sozusagen?
Gruss
Michi
Kannst Du das BEC noch ein wenig hochdrehen oder sonst direkt ab Akku speisen? 
Ich habe mir mal für ein Projekt die folgenden Dinge herausgesucht: