Verständnisfrage zum notwendigen Entladestrom

Dieses Thema im Forum "Lithium-Technologie" wurde erstellt von Womander, 6. November 2019.

  1. Hallo liebes Forum,

    dank eurer Beiträge habe ich mir schon einige Leuchtmittel gekauft.
    Da mein technisches Grundverständnis aber leider beschränkt ist, beschäftigt mich seit einiger Zeit folgende Frage: Welcher Entladestrom ist für aktuelle Taschenlampen eigentlich notwendig? Bisher achtete ich vor allem auf die Kapazität der Akkus, habe aber nun gelesen, dass das auf Kosten des Entladestroms geht.
    Konkret geht es hier um die Astrolux FT03 mit 26650er und Lumintop B01 mit 21700er.
    Kann ich irgendwo ablesen, wie viel Strom die Lampen auf Turbo ziehen? Im Forum habe ich zu den Lampen folgende Angaben gefunden: Astrolux: Höchstleistung 8 Ampere, Lumintop: Turbo=1,8 Ampere

    Bedeutet das, ich habe mir zu viele Gedanken gemacht und kann bedenkenlos zum Akku mit der höchsten Kapazität greifen, oder habe ich irgendwo einen Denkfehler? Oder sollte man immer Puffer haben, wie zum Beispiel 20A Entladestrom für die Astrolux?

    Vielen Dank für eure Hilfe!
     
  2. Hallo Womander,

    ein gut zur Lampe passender Akku sollte schon deutlich mehr dauerhaften Entladestrom bieten als die Lampe in der höchsten Leuchtstufe abruft um nicht nur mit voll aufgeladenem Akku die höchste Leuchtstufe nutzen zu können...

    Bei der Verwendung von geschützten Akkus merkt man das ganz gut, ist der Akku nicht in der Lage genügend Strom abzugeben, geht die Turbostufe sofort wieder aus...

    Gruß
    Carsten
     
  3. Das ist von der jeweiligen Taschenlampe abhängig und lässt sich nicht pauschal beantworten.
    Das ist prinzipiell soweit richtig, Akkus mit besonders hoher Kapazität für ihre Baugröße können deutlicher weniger hohe Ströme liefern als die so genannten Hochstromakkus, bei denen dann die Kapazität etwas geringer ausfällt.
    Bei der Lumintop kommen die rund 1.8A ungefähr hin und das ist für heutige Verhältnisse ziemlich wenig, erst recht für eine 21700er-Lampe.
    Die Astrolux FT03 kommt auch ungefähr auf den von dir schon recherchierten Maximalwert.
    Bei der Lumintop-Lampe kannst du das schon so machen, denn deren Ansprüche den Akku sind so gering, dass diese Frage dort keine bedeutende Rolle spielt.
    Bei der Astrolux würde ich das schon empfehlen, denn 8 A sind nicht so wenig und man darf nicht vergessen, dass ein Akku, der vom Hersteller mit beispielsweise 10A maximal zulässigem Entladestrom angegeben ist, nicht auch automatisch mit so einem Strom für längere Zeit belastet werden sollte!

    Meine persönliche Faustregel liegt bei ~50 - 60% der Herstellerangabe, also würde ich einen 10A-Akku nicht mit mehr als rund 5 - 6A belasten.

    Nun muss aber auch berücksichtigen, dass gewisse "Hersteller" absolut schwachsinnige Maximalwerte versprechen, die schon rein technisch nur unter sehr speziellen Bedingungen erreicht werden könnten.
    Aber bei den bekannten und etablierten Markenherstellern kann man von vernünftigen Angaben ausgehen.

    Hier kannst du Akkus in der Baugröße 20700 bis zu 32650 selbst untereinander vergleichen, bei unterschiedlichen auswählbaren Entladeströmen.
    Damit kann man sich einen guten Überblick verschaffen.
     
  4. Acebeam
    Bei Lampen mit FET-Treiber kommt meistens hinzu, dass der Akku gleichzeitig als Strombegrenzung missbraucht wird. Durch den Innenwiderstand fällt die Spannung ab und pendelt sich irgendwann (hoffentlich) auf der Vorwärtsspannung der LED ein. Der Akku leidet natürlich darunter. Andererseits wird die LED zerstört, wenn der Akku zu viel Strom abgeben kann.
     
  5. Vielen Dank für die schnellen Antworten.
    Also werde ich bei der Lumintop voll auf Kapazität gehen.
    Bei der Astrolux sollte ich dann mit 20A Entladestrom auf der sicheren Seite sein?
    Ich habe an die Liitokalas gedacht. 26650 mit 5000 mAh und 20A. Sowie 21700 ebenfalls mit 5000 mAh und 20A.
     
  6. Als ganz groben Richtwert um den zu erwartenden Strom zu ermitteln, kannst du von etwa 100lm/W ausgehen.
    Das heißt beispielsweise:
    Die Traumlampe hat eine (versprochenen) Lichtstrom von 3000lm. Daraus folgt, die LED benötigt für diese 3000lm etwa 30W.
    Da Leistung bekanntermaßen das Produkt aus Spannung und Strom ist, ergibt sich
    30W/3,7V (Akkuspannung) = 8,1A
    Wie gesagt, das ist ein grober Daumenwert, der u.a. abhängig ist von Art und Wirkungsgrad des Treibers, der LED und Optik/Reflektor und Scheibe
     
  7. Ja, 20A-Akkus sind für diese Lampe ausreichend.
     
  8. Nur bei Lampen bei denen das FET Design nicht zur LED passt, Stichwort: Vorwärtsspannung.
     
  9. Du kannst bei Talas auch ermitteln, wieviele Ampere sie ziehen. Das nennt man üblicherweise Tailcap-Messung. Geht grob vereinfacht mit einem Multimeter so:
    • Tailcap abschrauben und Lampe auf den Kopf stellen
    • Messspitze 1 an Akku-Minuspol
    • Messsptize 2 daneben an den blanken Akkurohrrand
     
  10. Das ist so eine Sache, die ich - als Laie - nicht verstehe. Wenn der Akku selbst - durch seinen Innenwiderstand - den Strom ausreichend begrenzen kann, müsste man einen solchen Akku nicht gefahrlos kurzschließen können? Er begrenzt ja selbst den Strom.
     
  11. Begrenzt wird der Strom durch den Innenwiderstand schon, aber halt bei viel höheren Werten als der Akku verträgt.
     
  12. Und bei den genannten Lampen mit FET-Treiber?
     
  13. Er begrenzt den Strom abhängig von der Spannung. U=Spannung, I=Strom und R=Wiederstand.... Diese 3 Größen sind voneinander abhängig.... Ri=Innenwiderstand des Akkumulators.... RI sagt erstmal aus wieviel Strom der Akku bei einer bestimmten Spannung liefern kann.... Je niedriger Ri ist desto mehr Strom kann der Akku bei einer Spannung x liefern...

    Wenn ein Akku mit großem Ri benutzt wird bricht die Spannung an der schaltung ein und begrenzt so den Strom, ist jedoch ein hochstromakku mit niedrigem Ri in Verwendung erfolgt die Begrenzung erst sehr viel später.... Die vf der led ist in diesem Fall sehr schnell überschritten
     
    #13 Nicobrosi, 6. November 2019
    Zuletzt von einem Moderator bearbeitet: 6. November 2019
    stefle hat sich hierfür bedankt.
  14. Da hast ja den recht niederohmigen FET, der begrenzt nicht viel, aber halt auch noch die LED mit ihrer Vorwärtsspannung........
    Das ist auch das Problem. Ein Direct Drive Design mit FET funktioniert bei einer LED mit hoher vorwärtsspannung auch mit einem guten Hochstrom Akku. Wenn die LED eine niedrige vorwärtsspannung hat, wird der Strom höher und kann die LED killen. Die Bonding Drähte sind hier das schwächste Glied.
     
    #14 Silberkorn, 6. November 2019
    Zuletzt bearbeitet: 6. November 2019
    stefle hat sich hierfür bedankt.
  15. Olight Shop
    Die Aussage, dass bei einer FET-Treiber-Lampe der Akku den Strom begrenzen würde, ist so auch nicht korrekt.

    Es ist die Summe der einzelnen (kleinen) Widerstände (z.B. FET, LED, Kabel, Akku etc.), welche den Strom begrenzen. Der Akku trägt dazu bei, ist aber nicht alleine beteiligt.
    Daher ist es grundsätzlich immer gefährlich einen Lithium-Akku kurzzuschließen, das ist keine Situation, die mit einer FET-Treiber-Lampe vergleichbar wäre.
     
    stefle hat sich hierfür bedankt.
  16. Als Beispiel nehmen wir jetzt einfach mal zwei Autobatterie zum Vergleich.... Beide beispielsweise mit 60 amperestunden..... Batterie 1 ist eine normale bleisäure Batterie und Batterie 2 ist eine AGM Batterie... Batterie 1 hat bauweisenbedingt einen kaltstartstrom von 400 Ampere, Batterie 2 jedoch 500 Ampere.... Nun haben wir - 20 Grad draußen und beide Batterien haben eine reservekapazität von 30 Prozent.... Die AGM Batterie schafft es durch die besondere Bauweise, die gleichzeitig einen niedrigeren Ri hat das Fahrzeug sehr viel leichter zu starten..... Es kann durch den niedrigen Innenwiderstand einfach mehr Strom fließen
     
  17. Das ist jetzt sogar für mich leicht verständlich. (Hatte es mir so ähnlich schon gedacht.) Der Akku ist nur insofern "Strombegrenzer", als er nur einen gewissen (aber entscheidenden) Teil zum Gesamtwiderstand beiträgt.

    Ist das im Prinzip ähnlich, wie wenn man eine Emisar D4 mit einem NCR18650GA betreibt?
     
  18. Es ist nicht nur ähnlich, es ist das gleiche.....
     
    stefle hat sich hierfür bedankt.
  19. Kommt drauf an welche LED verbaut sind.
     
  20. Der Strom ergibt sich aus der Differenz zwischen Leerlaufspannung des Akkus und Vorwärtsspannung der LED (allgemein: der Last), dividiert durch die Summe der (Innen)widerstände.

    Schließt man den Akku direkt kurz, ist diese Differenzspannung sehr viel höher (weil die "Vorwärtsspannung" da praktisch Null ist) als wenn man den Strom durch eine LED jagt, deren Vorwärtsspannung nur wenig unter der Akuuspannung liegt.
     
    stefle hat sich hierfür bedankt.
  21. Könnte man die Vorwärtsspannung der LED auch als Widerstand der LED ausdrücken?
     
  22. Nein.... Eine led ist ein Halbleiterbauelement, sie nimmt soviel Strom auf wie sie bekommt, irgendwann ist der vf der led überschritten und sie brennt durch.... Darum muss eine LED strom- und nicht spannungsbegrenzt betrieben werden
     
    stefle hat sich hierfür bedankt.
  23. Nein, nicht wirklich.
    Eine LED verhält sich als Halbleiterbauelement anders als gewöhnliche ohmsche Widerstände.

    Die Vf ist die Spannungsschwelle, die man überschreiten muss, damit die LED überhaupt leuchten kann (ganz vereinfacht).
    Liegt die Versorgungsspannung unterhalb der Vf, bleibt die LED dunkel, liegt sie oberhalb der Vf, kann die LED leuchten und mit weiter steigender Versorgungsspannung steigt auch der Strom immer weiter an.
    Dort werden dann Maßnahmen zur Begrenzung des LED-Stroms notwendig.

    Bei einer normalen Glühlampe ist das ja anders, bei geringer Spannung leuchtet die Lampe schwach und mit steigender Spannung wird die Lampe heller und heller (ohmscher Widerstand).
    Bei einer LED ist da eine "Stufe" drin, die erst einmal "übersprungen" werden muss und oberhalb dieser "Stufe" (Vorwärtsspannung) verhält sich die LED dann auch nicht wie ein ohmscher Widerstand, weil sie ein Halbleiter ist.

    Das Thema der elektrischen Eigenschaften von Halbleitern lässt sich nicht in ein paar einfachen Worten zusammenfassen.
    Wenn du dich näher mit der Funktionsweise von LEDs und deren elektrischen Eigenschaften befassen möchtest, dann ist der entsprechende Wikipedia-Artikel für den Anfang schon ganz gut - und selbst dort merkt man schnell, dass das Thema nicht ganz banal ist.
     
    #23 steidlmick, 6. November 2019
    Zuletzt bearbeitet: 6. November 2019
    stefle und Nicobrosi haben sich hierfür bedankt.
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