Wurkkos Taschenlampen

Skilhunt Taschenlampen

Akku Spannungslage und ihre Auswirkung?

4 Februar 2018
17
0
1
MV
Hi, welche Auswirkungen hat die Spannungslage des Akkus auf die Lichtausbeute?

Welchen Unterschied macht es ob ich eine 18650 Panasonic B 3400 oder den Sony VTC6 betreibe?

Gruss Bibo
 

danny18650

Flashaholic**
4 August 2016
1.085
395
83
Das kommt auf die Lampe an......
(genauer auf den Treiber der Lampe und die LED)
Der Treiber regelt den Strom an der LED und solange für den benötigten Strom die Spannung hoch genug ist, ist die Helligkeit gleich.
Es gibt aber auch Lampen mit einem Treiber der auf höchster Stufe keine Strombegrenzung macht sondern die LED dann direkt soviel Strom bekommt wie der Akku liefert, dann fließt bei einer höheren Spannung auch mehr Strom.
Der Panasonic NCR18650B reicht für alle Lampen die mit einem Akku maximal so ca. 3A brauchen, das reicht dann für etwa 1000 Lumen.
(Convoy S2+ etc). Der genannte VTC6 kann deutlich mehr Strom liefern.
https://www.banggood.com/Astrolux-S...Flashlight-INR18650-30Q-Battey-p-1219369.html
Dafür sollte man z.B. keinen NCR18650B verwenden.....
 

Flummi

Moderator
Teammitglied
26 Oktober 2015
6.151
7.315
113
Nähe Hannover
@danny18650 hat es ja schon korrekt beschrieben. Kleine Ergänzung: Manche Taschenlampen lassen sich nur bis zu einer bestimmten Spannung des Akkus in die höchste Leuchtstufe schalten. Das bedeutet dann in der Praxis, dass Du bei dem Akku mit der besseren Spannungslage länger die höchste Leuchstufe nutzen kannst.

Der Panasonic ist schon recht alt und, wie ich finde, für seine Leistungsdaten überteuert. Ich würde als "Standard" zum Sanyo GA greifen. Für hohe Anforderungen zum Samsung 30Q oder LG HG2. Der Sony VTC6 ist mit dem 30Q fast identisch und damit im Vergleich zu teuer.
 

danny18650

Flashaholic**
4 August 2016
1.085
395
83
@danny18650
Der Panasonic ist schon recht alt und, wie ich finde, für seine Leistungsdaten überteuert. Ich würde als "Standard" zum Sanyo GA greifen.

Als überteuert würde ich den NCR18650B nun wirklich nicht bezeichnen, den bekommt man für ca. 2,50 Euro pro Stück.
Den GA selten deutlich unter 5 Euro.
https://de.aliexpress.com/item/4PCS...ia-3-7-V-Rechargebale-Li-ion/32819895203.html
https://de.aliexpress.com/item/8PCS...ery-NCR18650GA-10A-Discharge/32693975513.html
Wenn man die Preise in D (Akkuteile) nimmt reden wir von 5 zu 7 Euro, prozentual liegen sie in D deutlich dichter zusammen, trotzdem ist der Aufpreis zum GA noch recht hoch. Lohnt sich eigentlich nicht, es sei denn es kommt auf das letzte bisschen Kapazität an.
Ich nutze den B noch sehr viel (als Standard....), mehr Wattstunden pro Euro gibt es kaum und für die Convoy S2 Klasse und DIY Powerbanks völlig ausreichend.
Wenn mehr Strom gebraucht wird den Samsung 30Q oder LG HG2 und für maximale Laufzeiten ein paar GA.
 
4 Februar 2018
17
0
1
MV
Ah ha, der Treiber regelt den Strom (A) über die Spannung runter bis die gleiche Spannungslage erreicht ist. Dann wird die Lampe erst dunkler ( Temperatur außer Acht gelassen).

Mit den 1030 Treibern kenne ich mich noch nicht aus. Doch die benannten Akkus sagen mir was. Ich habe mit den Ersten beiden USB Noname Lampen 4 der Panasonics geschützt bestellt. Für geschützte sind sie recht preiswert. Diese sind noch nicht da.

Mein Kumpel hatte Kapazitätsprobleme mit seiner max. 50Watt Pfeife (2P 25R 18650). Da habe ich ihm vorgeschlagen mit mir zusammen zu kaufen. Uff, meine Lampen brauchen aber nur 1,9A max. 5 A. Seine Last ist jedoch eher 14A. Für ihn war mir der VCT6 zu gefährlich. Der GA hätte es grade geschafft. Wir haben uns auf zwei der guten alten 30Q geeinigt. Bei der Bestellung bei NKON habe ich mir 1 x Keeppower 18350, 3 x GA, 1 x VCT6 und 3 x Sanjo 2600 NSV bestellt. Alle unter 5€. Die NSV sind der hoffentlich bessere 25R Ersatz. Diese sollen/sind in meine mini Schrauber gewandert.

Leider waren die 35E für 3,95€ grade nicht lieferfähig. Die 35E erscheinen mir für den normalen Lampeneinsatz eigentlich ideal. Gute Spannungslage, hohe Kapazität und bringt die benötigten 5 Amper. Vorausgesetzt die Lampe hat einen Schutz.

Wie schlägt sich die 35E in der Praxis?
 
Zuletzt bearbeitet:
4 Februar 2018
17
0
1
MV
Hallo noch mal, und Danke für die ganzen Informativen Beiträge.

Habe eine gute Würth Arbeitslampe ohne Ladeschale geerbt. Neue Ladeschale habe ich gebaut :thumbsup: Nun möchte ich dort einen besseren neuen Akku einbauen.
Wüth mit ICR18650 2200 , 67,x mm : geschützt!?!
upload_2018-2-24_10-56-34.png
Kann ich ungestraft an einen Panasonic B 3400 geschützt Kabel mit meinem 200W Kolben anlöten? Oder doch besser den 50Watt Kolben nehmen!?!
 
Zuletzt bearbeitet:

LED

Flashaholic**
19 März 2011
3.352
1.822
113
Kann ich ungestraft an einen Panasonic B 3400 geschützt Kabel mit meinem 200W Kolben anlöten? Oder doch besser den 50Watt Kolben nehmen!?!
Also ich würde lieber den 200W Kolben nehmen. Lieber heiß, dafür schnell löten als "kalt" und ewig drauf rum braten.

Zu den Treibern noch mal, viele hier im Forum denken leider immer nur an Lineartreiber.
Hier mal die Funktionsweise der verschiedenen Treiberarten (in idealisierter Form, es gibt natürlich immer Umwandlungsverluste)

Bei den Linear Treibern ist es so, dass sie im Prinzip wie ein geregelter Widerstand arbeiten. Solange die Spannung des Akkus oberhalb der Vf (für den entsprechenden Strom) der LED liegt, fließt der vorgesehene Strom durch die LED. Die überschüssuge Spannung wird in Wärme umgewandelt. Sobald die Spannung des Akkus die Vf der LED unterschreitet, beginnt der Strom zu sinken.

Nun gibt es aber auch noch Schaltregeler (Buck, Boost oder eine Kombination aus beidem), die eher wie eine Art Trafo arbeiten.

Der Buck Treiber benötigt eine Akkuspannung oberhalb der Vf der LED. Dieser wandelt dann die Spannung in die Vf der LED für den vorgesehenen Strom um. Hier ist es dann so, dass der Strom aus dem Akku bei sinkender Akkuspannung ansteigt und ab erreichen der Vf wieder sinkt (ab hier sink dann auch die Helligkeit). Der Strom aus dem Akku ist hier kleiner, als der Strom, der durch die LED fließt (bis zum erreichen der Vf)

Der Boost Treiber benötigt eine Akkuspannung unterhalb der Vf der LED. Dieser wandelt dann auch die Spannung in die Vf der LED für den vorgesehenen Strom um. Hier ist es wieder so, dass der Strom aus dem Akku bei sinkender Akkuspannung ansteigt . Der Strom aus dem Akku ist hier größer, als der Strom, der durch die LED fließt.

Nun gibt es ja noch die Buck-Boost Treiber. Bei denen kann es also sein, dass die Lampe nicht sichbar dunkler wird, obwohl der Akku schon bis in den ungesunden Bereich entladen ist. Ich habe ein paar Lampen, die bis zum einschreiten der Schutzschaltung des Akkus nicht sichtbar dunkler werden. Diese sind natürlich nicht in der 1000lm Liga, da der Akku am Ende einfach nicht mehr den dafür notwendigen Strom liefern kann. Aber 2-300lm gehen schon, um den Akku unbemerkt in die Schutzschaltung zu treiben.
 
  • Danke
Reaktionen: Bilo
4 Februar 2018
17
0
1
MV
Oh, lecker Fachwissen!

Ich habe kein Problem damit eine Zeile drei Mal zu lesen. Ich vermute der Buck arbeitet nicht wie ein Schandregler und der BOOST ist in seiner Leistung eingeschränkt.
 

light-wolff

Flashaholic***²
14 September 2011
16.351
12.425
113
im Süden
Den GA selten deutlich unter 5 Euro.
https://de.aliexpress.com/item/4PCS...ia-3-7-V-Rechargebale-Li-ion/32819895203.html
https://de.aliexpress.com/item/8PCS...ery-NCR18650GA-10A-Discharge/32693975513.html
Wenn man die Preise in D (Akkuteile) nimmt reden wir von 5 zu 7 Euro, prozentual liegen sie in D deutlich dichter zusammen, trotzdem ist der Aufpreis zum GA noch recht hoch. Lohnt sich eigentlich nicht, es sei denn es kommt auf das letzte bisschen Kapazität an.
nkon.nl verkauft den GA für 4,75€. Da braucht man nicht mit Asien rumhühnern.

eher 14A. Für ihn war mir der VCT6 zu gefährlich. Der GA hätte es grade geschafft. Wir haben uns auf zwei der guten alten 30Q geeinigt.
Wenn es für VTC6 zu gefährlich ist, kommt erst recht kein GA in Betracht.
30Q und VTC6 liegen dicht beisammen.

ch vermute der Buck arbeitet nicht wie ein Schandregler und der BOOST ist in seiner Leistung eingeschränkt.
Der Buck ist ein Schaltregler, sonst ist es kein Buck.
Und jeder Regler ist in seiner Leistung eingeschränkt.
 
4 Februar 2018
17
0
1
MV
Das Problem der VTC6 ist, das sie die 30A und mehr bringt und nicht einknickt. Sie wird dann sehr warm (>125C°).
Die 13,8A sollte die GA für 10 sec. bringen. Dann hätte sie wieder eine Pause. Ich habe im rauchen von Akkus auch keine Erfahrungen und bewege mich hier auf sehr dünnem Eis.
Ich fühle mich wohler da der Kunde die 30Q gewählt hat und er ist zur Zeit mit ihr sehr zufrieden.
 

Flummi

Moderator
Teammitglied
26 Oktober 2015
6.151
7.315
113
Nähe Hannover
Ich habe im rauchen von Akkus auch keine Erfahrungen

Ich auch nicht. Ich wusste ja, dass von manchen Individuen alle möglichen Substanzen verkonsumiert werden. Aber Akkus - das ist mir neu :pinch:.

:rofl:

Die Vorwärtsspannung ist die Spannung, die man an der LED anlegen muss, damit sie leuchtet. Abhängig von der LED zum Beispiel 3,3V. Liegt die Akkuspannung darunter und du hast keinen Boosttreiber, wird es dunkel.
 
  • Danke
Reaktionen: Bilo
4 Februar 2018
17
0
1
MV
Jetzt fällt es mir wie Schuppen aus den Haaren. Habe da so kleine Platienen die den Strom auf 150mA regeln. Ja ja.

Also bei mehr Strom geht die LED kaputt!
 
4 Februar 2018
17
0
1
MV
Verläuft der Gewinn an Licht zur Erhöhung des Stromes (über die Spannung) linear?

Also verbrennt eine LED quasi?
 
Zuletzt bearbeitet von einem Moderator:

LED

Flashaholic**
19 März 2011
3.352
1.822
113
Verläuft der Gewinn an Licht zur Erhöhung des Stromes (über die Spannung) linear?
Die LED ist immer noch eine Diode, und weißt damit (mindestens) zwei Besonderheiten auf. Erstens hat sie nur eine Durchlassrichtung, d.h. sie sperrt, wenn du "+" und "-" falsch herum anschließt. Die zweite Besonderheit ist, dass sie kein ohmscher Verbraucher ist. D.h. der Strom steigt nicht Linear mit der Spannung (wie z.B. bei einem normalen Widerstand) sondern eher exponentiell, wie z.B in dem ersten Diagramm auf Seite 6 zu sehen.
Die Helligkeit steigt dagegen annähernd linear mit dem Strom (wenn man innerhalb der Spezifikationen der LED bleibt), wie das zweite Diagramm auf der gleichen Seite zeigt.

Also verbrennt eine LED quasi?
Eine ungekühlte LED wird thermisch zerstört, ja. Die max. Temperatur des Die liegt irgendwo im Bereich von 125-150°C. Je weiter man darunter bleibt, desto höher ist die Effiziens und die Lebensdauer der LED
 

steidlmick

Flashaholic***
15 August 2012
6.331
5.404
113
Bielefeld, NRW
Verläuft der Gewinn an Licht zur Erhöhung des Stromes (über die Spannung) linear?
Du versuchst da jetzt Strom, Spannung und Licht in einem Satz zu verarbeiten, das wird etwas zu unübersichtlich.
Und als zusätzliches Element muss man auch noch die Temperatur betrachten!

Eine LED als Halbleiterbauelement verhält sich anders als klassische elektrische Leiter. Bei einem klassischen Leiter, z.B. einer Glühlampe, ist es so, dass der elektrische Widerstand steigt, wenn der Leiter erwärmt wird (Kaltleiter mit positivem Temperaturkoeffizienten).
Halbleiter verhalten sich genau anders herum, mit steigender Temperatur sinkt ihr elektrischer Widerstand (Heißleiter mit negativem Temperaturkoeffizienten).
Dies wird gleich noch wichtig!

Die LED ist ein Halbleiterbauelement und ihre Strom-Spannungs-Kennlinie ist exponentiell ansteigend, d.h. nach dem Überschreiten der Vorwärtsflussspannung Vf steigt der Strom exponentiell zur Spannung an.
Das ist in diesem Bild an dritter Position vereinfacht dargestellt.
Betreibt man eine LED ohne eine vernünftige Stromregelung an einer Spannung über Vf, dann steigt zunächst mit dem Strom auch ihre Temperatur. Dadurch sinkt ihr elektrischer Widerstand (wie zuvor erläutert), wodurch noch mehr Strom fließt. Dadurch wird die LED noch heißer, der Widerstand sinkt noch mehr und es fließt noch mehr Strom usw., usw., bis schließlich die LED durchbrennt.
Man braucht also eine gute Strombegrenzung, weil die LED sonst schnell überlastet wird.
Die eigentlich Betriebsspannung ist dabei nur von untergeordneter Bedeutung.

Der Gewinn an Lichtstrom (Lumen) wiederum verläuft im niedrigen Leistungsbereich einigermaßen linear zum Anstieg des Stroms, flacht aber im weiteren Verlauf immer mehr ab und fällt schließlich kurz vor der Zerstörung der LED sogar wieder etwas.
Weit verbreitete, leistungsstarke LEDs, wie man sie heute in Taschenlampen findet, die bei 1.0 A noch 500 Lumen liefern, kommen bei 5.0 A nicht auf den fünffachen Wert von 2500 Lumen, sondern erreichen eher so was um die 1700 - 1800 Lumen, wenn sie dabei gut gekühlt werden!
Das ist in diesem Artikel ganz nett beispielhaft dargestellt.
Also verbrennt eine LED quasi?
Jein.
Es kommt dabei auch auf die Kühlung an!

Moderne, leistungsstarke LEDs, wie man sie heute in Taschenlampen findet, werden auf eine spezielle Trägerplatine, das MCPCB (metal core printed circuit board)) aufgelötet und haben eine Wärmeableitfläche direkt unter der LED.
Wenn diese Wärmeableitfläche der LED direkt auf das MCPCB gelötet ist und dieses noch über DTP (direct thermal path, eine unmittelbare thermische Verbindung auf den Metallkern des MCPCB) verfügt, dann wird so eine LED schon ziemlich effektiv gekühlt.

In so einem Fall guter Kühlung kann man die LED auch mit vergleichsweise hohen Strömen belasten, ohne dass sie gleich verbrennt/verkohlt.
Allerdings ist auch dann irgendwann ein Punkt erreicht, an dem die LED kaputt geht. Allerdings brennen dann meistens die so genannten Bonding-Drähtchen durch. Das sind die winzig kleinen Drähtchen, die die LED-Leuchtfläche mit den elektrischen Anschlussflächen an der Unterseite verbinden (siehe dieses Bild).

Wenn die LED allerdings nicht so effektiv gekühlt wird und mit hohen Strömen belastet wird, dann erhitzt sie sich u.U. so sehr, dass die Leuchtfläche anbrennt (siehe hier).
Aber schon weit vorher kann eine ständig hohe Betriebstemperatur die Lebensdauer erheblich reduzieren. Durch ständig hohe Betriebstemperaturen werden Alterungsprozesse in der Leuchtstoffschicht und im Halbleiterkristall beschleunigt und die Lichtausbeute sinkt mit der Zeit immer mehr.

Bei guter Kühlung und einer guten Stromregelung hält eine LED aber sehr lange.
 
Zuletzt bearbeitet:
  • Danke
Reaktionen: Donnerkind und Bilo

light-wolff

Flashaholic***²
14 September 2011
16.351
12.425
113
im Süden
Und die NCR18650B für 3,95, dann würde ich auch die GA nehmen (oder Samsung INR18650-35E für 3,95)
Sowieso die NCR GA (oder LJ MJ1 oder SDI 35E).
Die B ist inzwischen total überholt, außer vielleicht man will maximal 1A Strom, dann mag sich der gesparte € rentieren.
Allerdings hat die B noch einen PTC, die GA (und MJ1 und 35E) nicht. Für Sicherheitsbewusste evtl. auch ein Argument, wenn ungeschützt verwendet.
 
4 Februar 2018
17
0
1
MV
Die LED ist immer noch eine Diode, und weißt damit (mindestens) zwei Besonderheiten auf. Erstens hat sie nur eine Durchlassrichtung, d.h. sie sperrt, wenn du "+" und "-" falsch herum anschließt. Die zweite Besonderheit ist, dass sie kein ohmscher Verbraucher ist. D.h. der Strom steigt nicht Linear mit der Spannung (wie z.B. bei einem normalen Widerstand) sondern eher exponentiell, wie z.B in dem ersten Diagramm auf Seite 6 zu sehen.
Die Helligkeit steigt dagegen annähernd linear mit dem Strom (wenn man innerhalb der Spezifikationen der LED bleibt), wie das zweite Diagramm auf der gleichen Seite zeigt.


Eine ungekühlte LED wird thermisch zerstört, ja. Die max. Temperatur des Die liegt irgendwo im Bereich von 125-150°C. Je weiter man darunter bleibt, desto höher ist die Effiziens und die Lebensdauer der LED


Hallo, Seite 6/14 beantwortet meine Fragen, genau sowas habe ich gesucht. Mühsam ernährt sich das Eichhörnchen! hihi
 

danny18650

Flashaholic**
4 August 2016
1.085
395
83
Sowieso die NCR GA (oder LJ MJ1 oder SDI 35E).
Die B ist inzwischen total überholt, außer vielleicht man will maximal 1A Strom, dann mag sich der gesparte € rentieren.
Allerdings hat die B noch einen PTC, die GA (und MJ1 und 35E) nicht. Für Sicherheitsbewusste evtl. auch ein Argument, wenn ungeschützt verwendet.
Ich habe gerade wieder 10 NCR18650B bestellt......
Wenn man nur einen Euro pro Zelle sparen würde lohnen sie sich wirklich nicht mehr,
für die 10 Stück habe ich aber nur 23,44 Euro bezahlt, also etwa die hälfte einer GA.
10 geschützte B kosten etwa 25 Euro, da wird der Preisunterschied noch größer.
(ja, unbekannte Schutzschaltung, meine über 50 Stück funktionieren alle einwandfrei...)
 
4 Februar 2018
17
0
1
MV
.... und die Lichtausbeute sinkt mit der Zeit immer mehr.

Bei guter Kühlung und einer guten Stromregelung hält eine LED aber sehr lange.

Das ist sehr gut. DANKE!
Jetzt habe ich schon mal ein gefährliches Halbwissen!
Also ist die Spannungslage nicht direkt für die Helligkeit verantwortlich da der Strom für die LED (runter) geregelt ist. Nach Erreichen der Vf Spannung wird idealer Weise der Boost aktiv.
Bei einer besseren Spannungslage wird der Boost später aktive.
Gibt es nennenswerte Verlustunterschiede zwischen Buck und Boost Elektronik?
 

light-wolff

Flashaholic***²
14 September 2011
16.351
12.425
113
im Süden
Gibt es nennenswerte Verlustunterschiede zwischen Buck und Boost Elektronik?
Ein vergleichbarer Buck ist etwas effizienter.
Grund: beim Boost sind die Spulenströme höher (irgendwo muss die Energie für die Spannungserhöhung ja herkommen), und ohmsche Verluste steigen mit den Stromquadrat, außerdem die Spannungshübe beim Schalten.
Beide Topologien profitieren, wenn die Freilaufdiode durch einen Transistor eliminiert wird (synchroner Schaltwandler) - je niedriger die Betriebsspannung, desto mehr.
 
Zuletzt bearbeitet:
  • Danke
Reaktionen: seifenchef
4 Februar 2018
17
0
1
MV
.... ohmsche Verluste steigen mit den Stromquadrat, außerdem die Spannungshübe beim Schalten.
Beide Topolgien profitieren, wenn die Freilaufdiode durch einen Transistor eliminert wird (synchroner Schaltwandler) - je niedriger die Betriebsspsnnung, desto mehr.
Das geht jetzt aber stark in die E-Technik! Also lieber Transistor statt Feilaufdiode und niedriege Betriebsspannung.