49-fach XM-L Fahrradlampe

Es geht weiter:

Die Grundplatte mit den LEDs und Optiken ist soweit. 112mm Durchmesser aus 4mm Kupferblech beherbergen nun 49 XM-Ls mit polymer-Optik. Leider habe ich dann beim Verkleben die Sache nicht ganz spaltfrei hinbekommen, aber ich bin auch eher ein Knorzer und kein Perfektionist was das Äußere von solchen Selbstbauten angeht. Hauptsache es tut, und das tut es doch sehr gut!

Die 7-fach Platinen mussten teilweise etwas bearbeitet werden um für die Optiken nahe genug ranzurücken. Ging aber ohne Probleme da die Leiterbahnen nicht so weit außen liegen.
Der - Anschluss liegt am Kupfer, so muß nur 1 Kabel nach außen geführt werden.

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Hier bei etwa 10W ohne Optiken:

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Hier bei gleicher Leistung mit den Optiken:

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Und hier der "Spot" an der Decke (ca. 1,50m Abstand) im Vergleich zu den Leuchtstofflampen:

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Schon mal nicht schlecht das Ganze. Und irgendwie doch noch recht kompakt. Hell ist es jedenfalls .

Gruß
Thomas

Ja, das ist die Gesamtleistung (ca. 70 mA). Der Spot ist aber bei rund 40W aufgenommen.
Die Lichtausbeute ist schon enorm, mit 40W ist das Labor so hell wie mit rund 200W Leuchtstofflampen. Immerhin arbeite ich bei der Leistung im Bereich von 130 lm/W schon mit Optik (ohne sind es fast 170 lm/W).

Auch wenn die Polymeroptik natürlich nicht das absolute Nonplusultra ist so lässt sich durch die Form natürlich ein hübsches Array zusammenbasteln. Mit runden Optiken würde die Sache größer und auch nicht so gut aussehen.

Gruß
Thomas

Den Wasserkühler baue ich selbst. Wie der genau aussieht weiß ich noch nicht, ich habe eine kleine Pumpe und Schlauch, auf die Rückseite des Kupferträgers kommt ein Messingdeckel mit 6mm Hohlraum auf 100mm Durchmesser. Dort strömt dann das Wasser durch.
Wie die Wärmesenke aussieht wird sich zeigen, die Pumpe wird aber in jedem Fall bei der Wärmesenke zusammen mit dem Akku liegen.

Gruß
Thomas

Da ich auf dauer nur rund 300W abführen will und das bei max 80°C auf einer Fläche von fast 100cm² bzw. rund 40 ml Wasser ist das derart unkritisch das es keine Berechnungen, Simulationen oder optimierungen bedarf damit das Mopped rennt!
Haltet mal ein Lötkolben ins Wasser und schaut wie heiß der mit 80W noch wird obwohl die Fläche winzig ist .

Aber für die genauen:
Bei einem delta T von nur 40 K habe ich erst einmal eine Wärmekapazität von den 40 ml die 300W über 20 s lang schluckt. Die Pumpe kann das Volumen aber in etwa 1 s erneuern. Und auch die Wärmeabgabe zum Wasser sollte völlig ausreichend sein.
Es ist schon enorm wie lange ich den Kupferblock mit 100W befeuern kann bis das Teil erst unangenehm warm ist...

Gruß
Thomas

Am "anderen Ende" kommt vermutlich nur ein dicker Grafikkartenkühler mit temperaturgesteuertem Lüfter hin. Wobei das meiste die Wärmekapazität und Wärmeabgabe über Lampengehäuse, Schläuche etc. macht da ich in Realität wohl kaum dauerhaft über 100W fahren werde. Mal sehen, aber das ist der letzte Teil des Systems, das dauert noch etwas...

Ich werde erst einmal sehen wieviel Hitze überhaupt weg muss. Da die Anwendung ja eine Fahrradlampe ist die fast nur bei < 10°C und mit massig Fahrtwind betrieben wird relativiert sich der Kühlbedarf sehr. Ich bin oft überrascht wie wenig Kühlfläche bei Fahrradlampen wirklich erforderlich ist. Oft laufen Lampen die auf dem Schreibtisch schon mit 10W nach einigen Minuten den Übertemperaturschutz anregen am Rad mit 30W problemlos.

Die Sache mit der dickeren Pumpe ist auch das ich möglichst wenig Stromverbrauch haben will um die Systemeffizienz hoch zu halten. Das Ziel ist bei 300W noch über 80 lm/W Systemeffizienz zu haben.

Aber schon einmal vielen Dank für die Anregungen und das Angebot!

Gruß
Thomas

So, die Elektronik wurde nun noch einmal optimiert und an dem LED-Array im Wirkungsgrad gemessen. Erstaunlich wie gut so ein simpler step-up läuft.
Die Versorgungsspannung lag bei 29-31 V (Lastabhänig da am Netzteil geregelt und die Zuleitungen/Shunts nicht unerheblich sind), der Wirkungsgrad wurde direkt am Wandler gemessen (mit den beiden Voltech in vierleitersystem).

Bei sollwert=0 liegt die Leistungsaufnahme bei unter 0,2W (rund 5 mA)!!

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Gruß
Thomas

Die Elektronik ist nun nochmals überarbeitet und das board optimiert. Hier Bilder und Messungen:

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Als größtes Problem stellt sich die Induktivität dar. Ich wollte eigentlich diese Induktivität von Farnell verwenden, jedoch zeigte sich das damit kaum 80 % Wirkungsgrad erreichbar sind. Die von mir verwendete Induktivität stammt aus meinen Fundus da ich für ein Car-Audio-Projekt (Entwicklung einer Cladd-D Endstufe) mal aus China jede Menge 100 uH-Induktivitäten bekommen habe, leider ist die einzige Spezifikation ein Zettel mit Induktivität und Maximalstrom. Die Teile erweisen sich immer als extrem gut, leider eben ohne eine Spec des Kernes.
Wer also Quellen für gute Kerne hat (möglichst Ringkerne) nur her damit!

Gruß
Thomas