Hallo Dieter,

als Ergebnis soll die Formel die "Brenndauer" ausgeben?

Simpelster Fall wäre die Schaltung eines Spannungsreglers, wieder als Konstantstromquelle, in Reihe mit der LED. Der Kondensator kann etwa bis zur zulässigen Eingangsspannung des Spannungsreglers aufgeladen werden (Ustart). Er selbst benötigt etwas Regelspannung, ca. 3V. Dazu kommt die Flußspannung der LED, 3,2V. Die Schaltung läuft also so lange, bis die Kondensatorspannung auf die Summe dieser beiden Spannungen (Umin) gefallen ist.
Die Kapazität des Kondensators ist seine Fähigkeit, eine bestimmte Ladung (As) pro Volt zu speichern. Z. B. 10.000 uF = 10.000 uAs/V = 10 mAs/V.
Die LED mit ideal angenommener Konstantstromquelle entnimmt dieser gespeicherten Ladung pro Zeiteinheit immer dieselbe Menge, z.B. 8 mA pro Sekunde. Das macht hier das Rechnen einfach.

t = (Ustart - Umin)*C/I

Für obige Beispielzahlen:
(42V - 6.2V)*10 mAs/V /8 mA = 44,75 s

Eine 50 Farad Supercap-Batterie, die auf 16 V aufgeladen werden kann, schafft:

(16V-6.2V)* 50 As/V /0.008 A = 61250s = 17h

Die meiste Energie vernichtet in diesen Beispielen der Spannungsregler, besonders bei hohen Startspannungen, da an ihm zu Beginn die Differenzspannung zwischen Flußspannung und Kondensatorspannung abfällt. Sinnvoll wäre deshalb der Einsatz eines kleinen integrierten Schaltreglers. Das würde die Betriebszeit stark verlängern, bzw. die Kondensatorgröße gering halten.


Viele Grüße,
Christian

Passt, gerne.

Hallo Dieter,

es ist anzunehmen, dass die Dinger auch von anderen Herstellern die gleichen Werte haben. Ich verwende die von Reichelt/Frankreich:

7812 Régulateur de tension 1,5 A positif, TO-220
Régulateur de tension 1,5 A positif, TO-220 HOTTECH SEMICONDUCTOR 7812

Allerdings bin ich bisher noch nicht in die Nähe von 1,5 A gekommen, 1 A geht jedenfalls ohne Kühlkörper.

Gruß aus dem versifften Elsass

Hallo Dieter,

Wenn ich Dich richtig verstehe, suchst Du nach der maximal zulässigen Belastung ohne Kühlkörper. Die 1,5 A max. stimmen für die 78xx.

Zu beachten ist aber zusätzlich die Leistung, die der Regler verbraten muss. Ohne Kühlkörper leitet das TO220-Gehäuse max. 1 Watt, in warmer Gehäuseumgebung noch weniger thermische Leistung ab. Die Leistung, die er loswerden muss, bestimmt sich ganz einfach aus der Differenzspannung zwischen Ein- und Ausgang, multipliziert mit dem fließenden Strom. Bei 500 mA und jetzt mal von mir geschätzten 3V Differenz muss er schon 1,5 W verheizen und müsste innerhalb von ein zwei Minuten so heiß werden, dass man sich daran verbrennt.

Auch das kann man berechnen. In Datenblättern findet man meist den Wärmewiderstand Rth junction-ambient, für TO220 etwa 65 K/W. (ohne Kühlkörper) Die sich einstellende Temperatur ergibt sich dann gemäß:

t = t_umgebung + Pel * Rth

t= 25°C + 1,5W * 65 K/W = 155 °C.

Schon eine kleine Kühlfahne, freitragend angeschraubt, verbessert die Geschichte immens.

Viele Grüße,
Christian

Kaputt geht der Regler dabei nicht so schnell. Er regelt sowohl bei thermischer als auch bei Stromüberlast ab.