Schadet es einer LED, wenn man sie für längere Zeit auf Höchstleistung leuchten lässt?

Dieses Thema im Forum "Taschenlampen Diskussion" wurde erstellt von MartinC, 16. Januar 2018.

  1. :thumbsup::thumbup:
     
  2. Folomov
    Ich kann dir nur von meiner Seite sagen dass die Thrunite tn4a bei mir immer auf Vollgas läuft und habe ich noch keine Probleme ( meistens im Winter benutzt )
     
  3. Die kalte Jahreszeit bzw kalte Temperaturen sind im Allgemeinen sowieso besser für Taschenlampen mit hoher Leistung.
     
  4. Acebeam
    Außerdem ist in der Warmen Jahreszeit eh zu hell für Talas...

    :) :)
     
  5. Genau ;)
     
  6. Stimmt:thumbup: und wenn der Schnee unter dem Füßen knistert:)
     
  7. Skilhunt Taschenlampen
    Eine Sache, im Zusammenhang mit dem Thread Titel, die sich mir auch nach mehrjährigem Mitlesen im Forum nicht erschliesst: Wie ist es möglich, dass die Verwendung von
    (Nimh) Akkus in ungeregelten Lampen (meist war hier von der Led
    Lenser p Serie die Rede) den LED' s schadet, obwohl es zu keiner besonders starken Erwärmung der Lampe kam.
    Andererseits gibt es heute offensichtlich ungeregelte Lampen, jedenfalls die Abhängigkeit der Helligkeit von der Akkuspannung legt dies nah, die richtig heiss werden und das soll den Led's nicht schaden?
    Kann das jemand erklären?

    Gruss, Nachtfuchs
     
  8. Es schadet nicht den Leds sondern den Akkus weil sie zu tief entladen werden.

    Wenn eine Lampe nicht heiß wird kann das an niedriger Leistung liegen. Es kann aber auch sein, dass die Lampe eine Thermoskanne ist. Innendrin heiß, außen kalt.

    Regelung kann Output, Temperatur, Abschaltung bei niedriger Spannung, Abregeln nach Zeit... sein. Man kann aus einem Diagramm whrs. rauslesen welche Art von Regelung wo vorhanden ist (oder auch nicht). Bei einigen Regelungen ist das einfach (Abschaltung bei niedriger Spannung zB.), bei anderen eher nicht. Ich kannst nicht. Und du?
     
    #48 matjeshering, 15. Mai 2019
    Zuletzt bearbeitet: 15. Mai 2019
  9. - die Spannungslage unter Last ist bei NiMH nach kurzer Zeit höher als bei
    Alkali-Mangan Batterien.

    - wenn außen kaum eine Erwärmung feststellbar ist, kann dies an einem
    mangelhaften Wärmeübergang von der LED zum Gehäuse liegen.
    Die LED wird dann bereits bei vergleichsweise geringer Leistung heiß.


    Anfang 2011 hatte ich Kontakt zum LL-Service, weil ich nicht verstand, warum
    ich in der P6 keine NiMH verwenden darf.
    Mir wurde glaubhaft versichert, dass die Leistung mit zwei vollen NiMH-Zellen
    höher ist, als mit zwei AA Batterien, obwohl deren Spannung in Ruhe höher ist.

    Man hätte schon einige Defekte durch die Nutzung von Akkus gehabt und es
    sei der LED immer anzusehen.
    Also habe ich mir einen AA-Dummy gebaut und die P6 mit einem NiMH plus
    Dummy betrieben. Sie leuchtet heute imemr noch :).

    Greetings
    Klaus
     
    #49 Onkel Otto, 15. Mai 2019
    Zuletzt bearbeitet: 15. Mai 2019
  10. Da hole ich jetzt ein bisschen aus, ich hoffe du liest es dennoch...

    Es ist nicht generell so, dass NiMH-Akkus in ungeregelten LED-Lampen zu Schäden an der LED führen, aber es kann (!) passieren. Manche berüchtigte Lampen der P-Serie von LL waren bekannt dafür.

    Eine LED ist ein Halbleiterbauteil und Halbleiter weisen einen negativen Temperaturkoeffizienten bzgl. der Leitfähigkeit auf. Das bedeutet, dass ihre elektrische Leitfähigkeit mit steigernder Temperatur zunimmt, im Gegensatz zu "normalen" elektrischen Leitern.
    Erhitzt sich also eine ungeregelte LED im Betrieb, dann nimmt ihre Leitfähigkeit zu, der Stromfluss steigt dadurch an, die Temperatur steigt noch weiter, die Leitfähigkeit ebenso, noch mehr Stromfluss, usw., ein sich selbst verstärkender Effekt.
    Daher benötigen LEDs für einen sicheren Betrieb ein den Strom begrenzendes Bauteil. Das kann im einfachsten Fall ein simpler Widerstand sein oder auch eine komplexere elektronische Schaltung.

    LED Lenser hat bei diversen berüchtigten Lampen der P-Serie komplett auf all das verzichtet (aus meiner Sicht eine extrem dämliche Designentscheidung) und den Vorwiderstand einfach in die Spannungsquelle "verlagert", indem man Alkaline-Batterien vorgeschrieben hat.
    Diese weisen einen hohen Innenwiderstand auf und begrenzen aufgrund ihrer elektrochemischen Charakteristik den Strom (sie können einfach wenig Strom liefern), NiMH-Akku tun das jedoch nicht, weil deren Innenwiderstand sehr gering ist.

    Nun muss man aber auch noch die so genannte Vorwärtsflussspannung Vf der LED betrachten. Erst wenn diese Spannung erreicht oder überschritten wird, kann der maximal zulässige Strom fließen (oder auch mehr).
    Hat man eine LED mit sehr niedriger Vf, dann reichen evtl. schon zwei AA-/AAA-Zellen, um die Vf zu überschreiten.

    So konnte es u.U. passieren, dass zwei frisch randvoll aufgeladene NiMH-Akkus anfangs eine ausreichend hohe Spannung zur Überschreitung der Vf der LED erreichten und aufgrund des fehlenden strombegrenzenden Widerstands zu viel Strom über die LED floss und diese schädigte.

    Nun fragtest du ja auch nach der Temperatur bzw. danach, dass es zu keiner starken Erwärmumg der Lampe kam.
    Dabei muss man berücksichtigen, dass die Temperatur der Lampe keineswegs automatisch belastbare Rückschlüsse auf die Temperatur der LED zulässt!
    Wenn die Wärmeübertragung von der LED auf den Lampenkörper schlecht ist (minderwertige Qualität der Auflagefläche, minderwertige Wärmeleitpaste, geringer Anpressdruck usw.), dann kann die LED selbst schon weit "im roten Bereich" sein, obwohl die Lampe kaum warm wird, die Hitze wird einfach zu schlecht von der LED abgeleitet.

    Wenn der Lampenkörper einer LED-TaLa richtig heiß wird, dann ist das eher ein gutes Zeichen, weil es für eine sehr gute Wärmeableitung von der LED auf den Lampenkörper spricht.
    Hier muss man deutlich unterscheiden zwischen ungerelten Lampen (gibt es kaum) und solchen mit sehr einfacher Konstantstrombegrenzung (z.B. viele Convoy-Modelle).

    Bei einer einfachen Konstantstrombegrenzung z.B. per AMC7135-Chips, wird der Maximalstrom begrenzt, solange die Spannungsquelle eine Spannung höher als die Vf der LED liefert.
    Sinkt nun aber im Laufe des Betriebs die Spannung tiefer als die Vf der LED ab, nimmt automatisch der Strom ab, die LED leuchtet schwächer. Das ist nicht geregelt, das liegt einfach an der elektrischen Charakteristik der LED.

    Das kann den Eindruck hervorrufen, als sei die Lampe ungeregelt. Das ist aber nicht der Fall, es ist einfach nur die Vf der LED hoch und die Spannung der Spannungsquelle sinkt zu schnell unter die Vf ab.

    Würde man eine LED mit sehr geringer Vf und eine Spannungsquelle mit ausreichend hoher Spannung kombinieren, dann würde auch so eine sehr einfach geregelte Lampe über einen Großteil der Laufzeit konstant hell leuchten.
     
    Straight Flash, Wurczack, matjeshering und 6 andere Flashys haben sich hierfür bedankt.
  11. ...ganz so einfach ist es dann leider doch nicht. Es kommt hier auch noch auf den Wärmeübergangskoeffizienten an. Sobald man bei Luftkühlung eine Luftströmung hat, wird die Berechnung ganz schon komplex (siehe Berechnung von Wärmetauschern). Da spielen außerdem maßgeblich auch noch Differenztemperatur sowie Wärmetauscherflächen eine gewichtige Rolle.

    Btw: Solange Taschenlampen nicht schwitzen, gibt es hier auch keinen "chill-Effekt". Aber Talas sind halt auch nur Menschen...
     
    Ostwestfale und Frank1984 haben sich hierfür bedankt.
  12. Vielen Dank für die teils ausführlichen Erläuterungen!
    Mein Denkfehler hinsichtlich der Regelung von Lampen war, dass ich von der Abhängigkeit der Helligkeit von der Akkuspannung auf eine komplett fehlende Regelung geschlossen habe.
    Dank @steidlmicks Ausführungen
    verstehe ich die Zusammenhänge nun besser.

    Was mir noch nicht so richtig in den Kopf will ist die Sache mit der Temperatur der LED und der Wärmeableitung.
    Wir gehen (nachdem was weiter oben geschrieben wurde) davon aus, dass zu hohe Temperaturen die LED schädigen.
    Bei bspw. der ersten Led Lenser p7
    führte tatsächlich Akkubetrieb mitunter zu einem Nachlassen der Leuchtkraft.
    Die Lampe wurde aussen nicht sonderlich warm.
    Bspw eine Emissar d4 wird knalle heiß.
    Wenn dies nur auf die bessere Wärmeableitung zurückzuführen ist und wir davon ausgehen, dass die LED nicht geschädigt wird, hiesse das ja im Umkehrschluss ja, dass die LED der p7 noch heisser wird, durch die schlechte Wärmeableitung von aussen nur nicht spürbar.
    Das kann ich mir eigentlich nicht vorstellen.
    Hoffe, ich konnte einigermaßen rüberbringen was ich meine...
     
  13. Ist aber so :).
    Die Emissar spielt natürlich in einer ganz anderen Leistungsliga und erzeugt daher viel mehr Wärme. Sie ist aber auch bekannt dafür, eine sehr gute thermische Anbindung zur LED zu haben.

    Eine Hochleistungs-LED verbrennt ohne Kühlkörper innerhalb Sekunden. Eine gute thermische Anbindung der LED ist ganz wesentlich für Leistung und Lebensdauer.
     
  14. Ich verstehe zwar, was du meinst, aber du vergleichst hier natürlich schon im übertragenen Sinne Äpfel mit Birnen.
    Die von dir genannten Lampen LL P7 und Emisar D4 spielen in ganz verschiedenen Leistungsklassen, die kann man hinsichtlich des thermischen Verhaltens nicht gut untereinander vergleichen. Auch die grundsätzlichen Konstruktionen unterschieden sich.

    Ganz enorm wichtig für die thermisch gute Anbindung der LED an das Gehäuse ist die Qualität des MCPCB und ob dieses über DTP (direct thermal path) verfügt oder nicht. Ein hochwertiges Kupfer-MCPCB mit DTP kann die Hitze der LED so effektiv abführen, dass man die LED recht problemlos massiv überstromen kann (also mit viel höheren Strömen betreiben, als vom Hersteller vorgesehen), ohne dass die LED Schaden nimmt. Das Gehäuse wird dabei aber schon sehr heiß, die LED bleibt jedoch innerhalb der zulässigen Grenzen.

    Umgekehrt kann eine sehr billig konstruierte Lampe ohne MCPCB (ein mir vertrautes Beispiel ist die LL P6) die Hitze einfach nicht schnell genug von der LED auf das Gehäuse übertragen, selbst wenn die eigentliche Leistung gar nicht mal so groß ist. Es kommt einfach zu einem Hitzestau in der LED.

    Ob jetzt in der Tat das LED-Die (das Halbleiter-Element der LED) bei der LL P7 beim NiMH-Betrieb heißer als das LED-Die der Emisar D4 ist, das kann ich ohne eigene Messungen nicht bestätigen oder verneinen, aber unwahrscheinlich ist das auch nicht gerade.
    Die Qualität der Wärmeleitung, die gesamte thermische Konzeption der Lampe, macht enorm viel aus.
     
    Straight Flash hat sich hierfür bedankt.
  15. Olight Shop
    Auch wenn eine alte LedLenser die Akkus tatsächlich tief entlädt: da war mein Beitrag wohl eindeutig falsch. Entschuldigung und Danke für die fundierten Beiträge.
     
    #55 matjeshering, 16. Mai 2019
    Zuletzt bearbeitet: 16. Mai 2019
  16. Ohne das hätte es nicht die verständlichen Erklärungen (wie die von @steidlmick) gegeben, die Elektro-Dummies wie mir weiterhelfen. Danke dafür!
     
  17. Danke nochmal für die Erklärungen.
    Nun bin ich doch etwas schlauer geworden.

    Gruss Nachtfuchs
     
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