Supernova E3

[cptn_carrot]

Das ist übrigens auch der Grund, wieso eine KSQ es ermöglicht, mehrere LEDs in Reihe (Serie) anzuschließen: Solange die Eingangsspannung minus dem Spannungsabfall (Voltage drop) der KSQ (bauartbedingt) alle LEDs derart versorgen kann, dass alle addierten Flussspannungen erreicht werden, bleibt die eingestellte Stromstärke für alle gleich. Zumindest, solange alle LEDs baugleich sind..

Hallo Wolf,

kein Grund zum Zweifeln.
Wenn KSQ und LED alle in Reihe geschaltet sind, muss der Strom in dem Kreis ueberall gleich sein, egal ob die LEDs mehr oder weniger Flussspannung haben, oder sich sonst unterscheiden.
Wohin sollte der Strom denn abzweigen?
http://de.wikipedia.org/wiki/Kirchhoffsche_Regeln

Martin

 

[cptn_carrot]

Hallo Micha,
beim rumspielen mit meinem Labornetzteil habe ich auch festgestellt das ab 5,6V abwärts, sobald bei meiner Funzel die Unterspannungsanzeige angeht, die Helligkeit der Lampe sprunghaft zurück geht. Ich schätze das sie in eine Art "Stromsparmodus" geht.

Bedeutet das mit der Dropspannung das die KSQ einfach immer den Strom kosntant hält (steht ja im Namen) und die Spannung an der LED gegenüber der Eingangspannung immer nur um den Dropwert abfällt? Im Umkehrschluß ist es den LED's egal bei welcher Spannung sie betrieben werden Hauptsache der Strom bleibt konstant?
Klingt für mich irgendwie nicht logisch weil die Leistung P ja nun mal U x I ist.

Der "Stromsparmodus" ist der Bereich in der Naehe der Flussspannungsgrenze. Weisse LEDs machen durchaus schon ab 2,X Volt etwas Licht aber erst bei 3.0-3.5 kommen sie richtig in Fahrt.

Eine Buck-KSQ stellt den Strom auf dem Ausgangskreis auf den Sollwert ein. Dabei wird eine Ausgangspannung erreicht die (im Rahmen der zulaessigen Werte) unabhaengig von der Eingangsspannung ist.
Mehr noch: Durch Spule und Taktung wird die Spannung quasi "runtertransformiert" sprich U_a*I_a = U_e*I_e*\eta. \eta kann bei guter Auslegung durchaus 0.85-0.95 sein.

Martin

 

[TitanWolf]

Hallo Martin,

Wenn KSQ und LED alle in Reihe geschaltet sind, muss der Strom in dem Kreis ueberall gleich sein, egal ob die LEDs mehr oder weniger Flussspannung haben, oder sich sonst unterscheiden.

sehr schön, dann ist der Aspekt auch zufriedenstellend geklärt, danke. Umso besser, wenn mein Gedanke unbegründet ist.

Viele Grüße
Wolf

 

[MotorMan]

Meine KSQ faengt ab 4,9V an zu liefern und erreicht bei ~6,2V volle Helligkeit (nach Augenmass).
700mA sind nicht die Obergrenze fuer die LED, aber mir reicht der Lichtstrom fuers erste.
Ich denke knapp 1A kann man ihr geben (hab ich mit dem Labornetzteil probiert, 5min Montageblech der LED kam auf 45 Grad),
dann ist aber die Effizienz (lm/W) wahrscheinlich nicht mehr toll.

Martin

Hallo Martin,

dann scheine ich ja mit meinem 900mA KSQ ziemlich richtig zu liegen.
Werde Euch auf alle Fälle berichten wie es ausgegangen ist.

Hallo Wolf & Martin,

vielen Dank für Eure ausführliche Erklärung. Das heißt der KSQ liefert den festen Stromwert und die die Spannung hängt von den angeschlossenen Dioden ab solange der Spannungssumme + Dropspannung kleiner als die Eingangsspannung ist, richtig?

Gruß,
Wolfgang

 

[TitanWolf]

Hallo Wolfgang,

..und die die Spannung hängt von den angeschlossenen Dioden ab..

hauptsächlich erst einmal von der Eingangsspannung und der Art des KSQ-Aufbaus.

.. solange der Spannungssumme + Dropspannung kleiner als die Eingangsspannung ist, richtig?

Die Spannung selber ist recht unabhängig von den angeschlossenen Dioden, denn sie kommt aus der KSQ (diese "funktioniert" auch ohne angeschlossene LEDs, ein Bekannter nutzt z.B. eine KSQ-Platine zum Ansteuern von Griffheizungen..) - nur leuchten die Dioden in Reihe/Serie nicht/kaum mehr, wenn die Spannung die Flussspannungen nicht mehr abdeckt, selbst dann, wenn der eingestellte Strom korrekt ist.

Das kann Dir halt auch bei < 6V und einer LED geschehen, wenn die Dropspannung (sehr unwahrscheinlich) bei > 3V liegen sollte, dann würden die weißen LEDs wie Martin sagte nur noch schwach oder nicht mehr leuchten.

Genauso könnte es, je nach KSQ, dazu führen, dass ein etwaiger Mikrocontroller samt vorgeschaltetem/ integriertem DC-DC-Wandler als Versorgung nicht mehr arbeitet, wenn die Mindestspannung unterschritten wird. Das hängt von dem Aufbau und der Toleranz der Komponenten ab. Dann würden die LEDs ebenfalls (bei sinnvollem Aufbau) dunkel bleiben.

Diese Aspekte sind alle unabhängig von Martins Ergänzung, welche zusätzlich zum tragen kommt:

Eine Buck-KSQ stellt den Strom auf dem Ausgangskreis auf den Sollwert ein. Dabei wird eine Ausgangspannung erreicht die (im Rahmen der zulaessigen Werte) unabhaengig von der Eingangsspannung ist.
Mehr noch: Durch Spule und Taktung wird die Spannung quasi "runtertransformiert" sprich U_a*I_a = U_e*I_e*\eta. \eta kann bei guter Auslegung durchaus 0.85-0.95 sein.

Das funktioniert bei einer Buck-Schaltung nur nach unten - nicht nach oben (spannungsseitig). Kurzgefass brauchst Du Dir bei einer KSQ keine Gedanken über die Abhängigkeit der Eingangsspannung zum eingestellten Strom zu bereiten, da durch den fest eingestellten Ausgangsstrom die LED(s) zulässig versorgt werden.

Viele Grüße
Wolf

 

[sanktnelson]

Das heißt der KSQ liefert den festen Stromwert und die die Spannung hängt von den angeschlossenen Dioden ab solange der Spannungssumme + Dropspannung kleiner als die Eingangsspannung ist, richtig?

100% korrekt, sogar besser als Wolfs viel längere verschlimmbesserung weiter unten

 

[sanktnelson]

Die Spannung selber ist recht unabhängig von den angeschlossenen Dioden, denn sie kommt aus der KSQ (diese "funktioniert" auch ohne angeschlossene LEDs, ein Bekannter nutzt z.B. eine KSQ-Platine zum Ansteuern von Griffheizungen..) - nur leuchten die Dioden in Reihe/Serie nicht/kaum mehr, wenn die Spannung die Flussspannungen nicht mehr abdeckt, selbst dann, wenn der eingestellte Strom korrekt ist.

Einspruch. Die diode hat nur eine Kennlinie. Wenn da der nominelle Strom durchgepumpt wird stellt sich eine bestimmte Spannung ein. Die Hängt etwas von exemplarstreuung und temperatur ab, aber letztlich eben nur von der Diode, sonst von nichts.

 

[TitanWolf]

Hallo Sanktnelson,

das trifft zu, soweit genannte Dioden angeschlossen sind. Wenn ein anderer Verbraucher angeschlossen ist, offenbar nicht (z.B. eine Carbonheizfolie). Dass sich eine bestimmte Spannung an den Leuchtdioden einstellt, habe ich versucht, zu erwähnen, siehe auch:

Kurzgefass brauchst Du Dir bei einer KSQ keine Gedanken über die Abhängigkeit der Eingangsspannung zum eingestellten Strom zu bereiten, da durch den fest eingestellten Ausgangsstrom die LED(s) zulässig versorgt werden.

Bei vielen anderen Verbrauchern nicht, dort wird Strom * Ausgangsspannung = Leistung beispielsweise "verbraten". Und dort besteht demnach (für die Verbraucher) eine Abhängigkeit von Eingangsstrom und Eingangsspannung ohne automatische Einstellung des jeweils anderen.

Wenn Du dergleichen in Serie schaltest, kommt bei ihnen bloss noch Spannung/2 pro Verbraucher an, was in halber Heizleistung pro Folie (als Beispiel) resultiert. Schaltest Du sie parallel, ist pro Heizfolie nur noch der halbe Strom bei voller Spannung gegeben. Dort funktioniert das "einfach in Serie schalten, um mehrere Verbraucher mit ihrer selbsteinstellenden Spannung zu betreiben" eben nicht - demnach gibt die KSQ meines Verständnisses nach durchaus die Eingangsspannung minus Drop Voltage (Spannungsabfall) aus.

Falls ich mich irre, wäre ich um eine Erläuterung sehr verbunden.

Viele Grüße
Wolf

 

[trubby]

Hallo Wolf,

Bei vielen anderen Verbrauchern nicht, dort wird Strom * Ausgangsspannung = Leistung beispielsweise "verbraten". Und dort besteht demnach (für die Verbraucher) eine Abhängigkeit von Eingangsstrom und Eingangsspannung ohne automatische Einstellung des jeweils anderen.

Es lassen sich immer nur entweder der Strom oder die Spannung einprägen. Das jeweils andere stellt sich dann abhängig von der angeschlossenen Schaltung/den angeschlossenen Verbrauchern ein.

Grüße,
André

 

[TitanWolf]

Hallo André,

im von mir erwähntem Falle würden die Verbraucher (Heizfolien) als maximalen Gesamtheizleistung (Eingangsspannung-Drop Voltage)*eingestelltem Strom = Heizleistung abgeben, egal, ob einer oder drei angeschlossen sind (natürlich abhängig von den gewählten Heizfolienkenndaten).

Bei LEDs hingegen würde die Leuchtstärke mit einer angeschlossenen LED grob die Hälfte zweier (seriell) angeschlossener LEDs betragen - und demnach der eingangsseitige Strom ohne Änderung an KSQ grob dem Doppelten entgegen einer angeschlossenen LED.

Was hat dies mit der Einstellung des jeweils Anderen zu tun, wenn die Eingangsspannung der KSQ 15V DC beträgt, der Spannungsabfall 1,2V und der dort eingestellte Strom 1A (als Beispiel)?

Die Verbraucher wandeln maximal (15-1,2)*1 = 13,8 W (Verluste von KSQ und Kabeln einmal aussen vor gelassen) zu Wärme. Sie können keine höhere Spannung anfordern als ausgangsseitig (durch Abhängigkeit von der Eingangsspannung) verfügbar - und der Strom wird konstant limitiert..

Viele Grüße
Wolf

 

[TitanWolf]

Huch, da sind einige Gedankensprünge, was zwei/eine angeschlossene LED anbetrifft.

Dennoch würde ich gerne verstehen, wieso die Spannung rein von der/den LEDs vorgegeben wird und meine Aussage, dass die Spannung (bezogen auf die KSQ-Ausgangsspannung) von Eingangsspannung sowie den Spannungsabfall abhängt, nicht zutreffen soll.

Das bezieht sich (je nach Verbraucher) auf die Maximalausgangsspannung, nicht zwangsläufig die (bei einer LEDD z.B.) anliegende, die Grenzen bleiben meines Verständnisses nach weiterhin bestehen.

Anders bei einer Buck&Boost-KSQ oder Boost-KSQ, dort kann die Ausgangsspannung (durch LED(s) eingestellt) auch oberhalb der Eingangsspannung angesiedelt sein.

Viele Grüße
Wolf

 

[Fanfan]

im von mir erwähntem Falle würden die Verbraucher (Heizfolien) als maximalen Gesamtheizleistung (Eingangsspannung-Drop Voltage)*eingestelltem Strom = Heizleistung abgeben, egal, ob einer oder drei angeschlossen sind (natürlich abhängig von den gewählten Heizfolienkenndaten).

Ich glaube, wir sollten hier die maximalen Werte und die tatsächlichen Werte auseinanderhalten.

Was hat dies mit der Einstellung des jeweils Anderen zu tun, wenn die Eingangsspannung der KSQ 15V DC beträgt, der Spannungsabfall 1,2V und der dort eingestellte Strom 1A (als Beispiel)?

Schreibst Du doch selber:

Die Verbraucher wandeln maximal (15-1,2)*1 = 13,8 W (Verluste von KSQ und Kabeln einmal aussen vor gelassen) zu Wärme. Sie können keine höhere Spannung anfordern als ausgangsseitig (durch Abhängigkeit von der Eingangsspannung) verfügbar - und der Strom wird konstant limitiert..

Die maximale Ausgangsleistung ist limitiert durch die am Wandlereingang begrenzte Spannung und den am Wandlerausgang begrenzten Strom. Das ist so ähnlich wie bei einem Labornetzteil, wo Du auch Spannung und Strom einstellen kannst (dort beides direkt ausgangsseitig), aber damit nur Obergrenzen vorgibst. Das Netzteil zeigt dir dann meist auch noch an, welche Einstellung gerade limitierend wirkt.
Die tatsächliche Ausgangsleistung liegt niedriger und ergibt sich in Verbindung mit der Strom-Spannungs-Kennlinie des Verbrauchers. Da ist dann entweder die Spannung am Anschlag und der Strom stellt sich entsprechend der Kennlinie ein (so wird's bei Spannungsquellen ausgelegt), oder der Strom ist am Anschlag und die Spannung stellt sich entsprechend der Kennlinie ein (das sollte hier bei KSQ und LED passieren). Die meisten realen Quellen sind halt keine Labornetzteile, die können eine Größe über einen relativ weiten Leistungsbereich ganz gut einstellen, und wenn sie mit der anderen Größe auch noch an die Grenze kommen, brechen sie mehr oder weniger undefiniert ein oder schalten im Zweifelsfall ganz ab.


Viele Grüße,
Stefan

 

[TitanWolf]

Hallo Stefan,

Die tatsächliche Ausgangsleistung liegt niedriger und ergibt sich in Verbindung mit der Strom-Spannungs-Kennlinie des Verbrauchers..

okay, nun verstehe ich, woher die Verwirrung stammt. Die von meinem Bekannten verbauten Heizfolien sind weit über das hinaus ausgelegt, was sie dort leisten. Dies bedeutet, bei direktem Anschluss an 12V würden sie gute 6-8A an Strom einfordern.

Im Normalfall wird die Heizleistung wohl über PWM-Ansteuerung geregelt (aus-an-etc. mit längeren An-Pulsen für "wärmer" und kürzeren Pulsen für "kühler").

Er wollte dies günstiger realisieren und nutzt Low-Drop-KSQ mit Stromeinstellmöglichkeit sowie (zusätzlich) PWM als "Dimmfunktion".

Dies funktioniert in seinem Fall gut. Allerdings wäre dort keine Möglichkeit gegeben, mehrere in Serie oder parallel zu schalten, um den Output (an Wärme) zu erhöhen - das (eingestellte) Maximum wird permanent abgerufen (bei guter Kühlung).


So, nun zurück zu den Supernova E3s: Ich habe Ende der Woche/Anfang nächster Woche noch drei E3s übrig.

Und hätte für etwaige Interessierte folgende Möglichkeiten bei diesen drei:

- KSQ verbauen. Entweder günstige (Anschließen = Licht an, Schalter auf Wunsch möglich) oder hocheffiziente (max. 97% Effizienz, siehe hier: https://pcb-components.de/led-abwae...-850-700-550-500-350-200ma-6v-30v-detail.html ).

Diese KSQ ist etwas teuerer (Made in Germany), besitzt jedoch eine vollständige Dimmfunktion. Entweder via einem Taster, zwei Tastern oder PWM-Eingangssignal. Lösungen diesbezüglich, natürlich wasserdicht, mit IP67-Steckverbindung (demontierbar ohne Kabeldemontage), externem Ein- und Umschalter (z.B. am Griff) und weiterem sind kein Problem, müssen lediglich besprochen werden.

Diese KSQ lässt sich sowohl über einen als auch über zwei Taster ein- und ausschalten und steuern. Bei einem Taster sind vier Helligkeitsstufen durchschaltbar, bei zwei Tastern ist stufenloses hoch- und herunterregeln möglich.

Standardmäßig liefere ich alle Umbauten mit 0,75 mm² Silikonkabeln (Made in Germany) aus, diese sind Tief- und Hochtemperaturstabil, extrem flexibel und robust. Gerne auch zusätzlich eingeschrumpft, als zusätzlicher Schutz. Längere Kabel, kürzere Kabel, zusätzliche Steckverbindungen, alles möglich.

Den Ausgangsstrom beträgt 850 oder 1000 mA nach Wahl.

Standardmäßig verlöte ich derartige Modifikationen via RoHS-konformen High Quality Lötzinn, welches NoClean-Flussmittel (keine rückbleibenden, Oxidation verursachenden Überreste) besitzt und mit knapp 4% Silberanteil versehen ist (ermöglicht u.A. bleilotähnliche Löttemperaturen, was Bauteile schont und resultiert in vibrations- sowie alterungsbeständigen, hochglänzenden Lötstellen).

Bei sonstigen Wünschen diesbezüglich, sei es eine 3W dunkelrote Rückleucht-LED in Serie (dann jedoch beide LEDs maximal 700 mA) im Gehäuse oder andere Funktionen, einfach erwähnen..

Ich poste dies hier, weil es kein fertiges Verkaufsangebot ist, sondern lediglich das Angebot, bevor ich meine überzähligen E3s bei mir verbaue, diese für etwaige Interessierte passend zu deren Wünschen und preiswert weiterzugeben. Wer möchte, ansprechen.. Bilder vom Resultat stelle ich hier online, so können auch nicht interessierte Leser sehen, was möglich ist.

Wenn es keine Interessenten für die übrigen Lämpchen gibt, fange ich mit meiner an, auch kein Problem.

Viele Grüße
Wolf

 

[Micha13]

so, meine ksq ist heute angekommen. mal ne ganz blöde Frage, wo nehme ich die 5V für die PWM her? Ich hätte die Möglichkeit über den USB Ausgang der Powerbank, das wäre aber ein extrakabel. Oder die KSQ sitzt im Schaltkästchen und nicht in der lampe???
Danke schon mal für eure Antworten, morgen wird geschraubt und gelötet...

Grüße
Michael

 

[TitanWolf]

Hallo Michael,

nein - aus der Powerbank kommt Gleichspannung! Ein PWM-Signal (Pulsweitenmodulation, grob gesagt ein generiertes Signal) ist für die Dimm-Funktion notwendig, nicht für den Betrieb! Bei 5V Gleichspannung (wenn der Chip das verträgt, im Infoblatt steht: UNTER 5V!) würde die LED entweder auf voller Helligkeit leuchten (was sie auch ohne Anschluss dort tut) oder nicht leuchten (wenn Du GND/Masse dort anschließt).

Wenn Du dort kein Signal anschließt, arbeitet die LED mit dem vorher eingestelltem Strom (700 mA in Deinem Fall lt. Bild), dauerhaft. Wenn dort ein PWM-Signal anliegt, lässt sie sich mittels der Pulsdauer in der Helligkeit regulieren.

Viele KSQ erlauben jedoch auch ein Dimmen am PWM-Eingang mittels Potentiometer.

Viele Grüße
Wolf

 

[Micha13]

Vielen Dank, Wolf, für die Klarstellung.! Mir war nicht klar, dass da schon ein getaktetes Signal rein muss, ist aber eigentlich auch logisch. Dann kann ich ja heute ran und das Teil fertig machen. Bin gespannt wie sie leuchtet und vor allem wie viel Strom sie tatsächlich zieht. Muss die ksq aus kühlgründen ans Gehäuse oder kann die gut isoliert (Kurzschluss) einfach so drin liegen?
Danke und LG
Michael

 

[TitanWolf]

Hallo Michael,

die Kühlung ist u.A. von der Art (und Eingangsspannung) sowie der Effizienz der KSQ abhängig - wenn Du sie mit einer angeschlossenen LED betreibst und sie auf 700 mA eingestellt ist, könnte es noch ohne direkte Wärmeableitung funktionieren.

Ich würde es an Deiner Stelle ausprobieren: Wenn der Schaltregler (ich gehe von einem PT4115 aus, allerdings vom Aussehen her nicht zu bestimmen, dieses Modell wird jedoch sehr häufig bei diesen günstigen KSQ verbaut) nach 10 Minuten Betrieb auf 700 mA heiss wird, so, dass Du ihn nicht mehr anfassen kannst (prüfe es aber nach 2 und 5 Minuten schon einmal! Vorher Heizungsventil anfassen! (Erdung..)), solltest Du eine direkte Wärmeabtransportmöglichkeit nutzen.

Wärmeleitkleber z.B.. Schaue vorher, ob die Unterseite des, wenn mich meine Augen nicht täuschen, SOT89-5-Gehäuses auf der Platine eine verbundene Kupferschicht zur Ableitung besitzt, dann kannst Du ihn eventuell direkt über die Platine kühlen (ansonsten über die Oberseite - funktioniert ebenfalls).

Die restlichen Bauteile sollten bei Deiner Konstellation nicht über "Handwarm" hinausgehen.

Viele Grüße
Wolf

 

[Micha13]

so, ich habe meine jetzt mal umgebaut auf die oben vorgeschlagene 5,95€ KSQ (700mA)aus der Bucht. Entlöten der Platine hat mit einer Entlötsaugpumpe relativ gut geklappt. Habe die Kabelenden erst mal mit bleihaltigem Lot verzinnt, so gings auch mit dem Anlöten an der KSQ ganz gut.
Im ursprünglichen Zustand hat sie an meinem Labornetzgerät bei 6V 0,69A gezogen, das wären 4,1W.
Mit der KSQ zieht sie bei
6V 0,42A, = 2,52W,
9V 0,29A = 2,61W,
12 V 0,22A= 2,64W
Die Wärmeentwicklung bei 12V ist absolut im grünen Bereich, handwarm als qualitative Aussage würde ich sagen. Ich werde also keine zusätzlichen Kühlmaßnahmen vornehmen.
Vielen Dank nochmal insbesondere an @TitanWolf für die vielen hilfreichen Tipps, ich denke das ganze hat sich gelohnt. Heute Abend wird sichs zeigen...

Grüße
Michael

 

[TitanWolf]

Hallo Michael,

Entlöten der Platine hat mit einer Entlötsaugpumpe relativ gut geklappt. Habe die Kabelenden erst mal mit bleihaltigem Lot verzinnt, so gings auch mit dem Anlöten an der KSQ ganz gut.

freut mich, dass es gut geklappt hat! Ja, mit bleihaltigem Lötzinn verzinnen erleichtert das Entlöten deutlich, wenn es nicht auf RoHS-Konformität ankommt (alternativ Flussmittel auftragen).

Die Wärmeentwicklung bei 12V ist absolut im grünen Bereich, handwarm als qualitative Aussage würde ich sagen. Ich werde also keine zusätzlichen Kühlmaßnahmen vornehmen.

Das ist super, diesen Schritt konnte ich noch nicht testen (liegt daran, dass die Post vor Weihnachten den Schneckenmodus aktiviert ).

Vielen Dank nochmal insbesondere an @TitanWolf für die vielen hilfreichen Tipps, ..

Ach iwo, ich lernte auch dazu durch diese Thread, demnach ein Geben und Nehmen aller Beteiligten.

Viele Grüße
Wolf

 

[MotorMan]

Hallo Micha,

herzlichen Glückwunsch zum gelungenen Umbau! Wie ist die Helligkeit der Lampe mit 700mA? Wie vorher oder heller/dunkler?

Mein KSQ (900mA) ist heute gekommen. Ich warte jetzt noch auf meine 2te E3 aus der Bucht zum experimentieren.

Hab mir extra ne 2te bestellt da ich jeden Tag mit dem Rad zur Arbeit fahre und auf die E3 nicht mehr vezichten möchte.

Wenn alles klappt habe ich hinterher vielleicht auch eine E3 abzugeben oder ich baue die dann mit nem Gleichrichter auf Dynamo-Betrieb für meine Frau um.
Die läßt Ihr Rad aber immer am Bahnhof stehen. Ich weiß nicht ob das, daß richtige Umfeld für ne E3 ist.

Gruß,
Wolfgang