Mobiles LED Flutlicht

Eine günstige Alternative?

Wenn man sich nicht gerade am Polarkreis zum Polarsommer aufhält, dann wird es irgendwann dunkel. Irgendwann ist dann auch das Feuer runter gebrannt und es heißt aufräumen, bevor es zum Schlafen geht. Bisher ging das mit der Stirnlampe auch ganz gut, allerdings ist die schon eher nur sehr punktuell. Daher entstand die Idee einfach ein paar LED-Fluter zu installieren, mit denen man dann das Areal um das Auto ausleuchten kann. Es gibt massenhaft dieser Strahler für KFZ und bereits anschlussfertig für 12 V. Der Preis bewegt sich dort allerdings in der Regel um 30 € und mehr. Bei zwei Lampen wirds also recht schnell teuer. 230 V LED-Fluter gibts super günstig, kürzlich sind ein paar 10 W Strahler (warmweiß, 3000K) für je etwa 4 € in den Einkaufswagen gewandert. Ich hatte gehofft, dass sich die Scheinwerfer 1. leicht öffnen lassen und 2. so etwas wie ein Netzteil verwenden, das ich einfach gegen einen Spannungsregler für 12 V tauschen kann. Natürlich war weder das eine noch das andere der Fall.

Innereien der Lampe

Um in die Innereien der Lampe vorzudringen habe ich schließlich eine der Lampen zerstört. Das Glas vor den LEDs (immerhin echtes Glas) war direkt mit dem Gehäuse verklebt. Nach einigem prokeln kam schließlich eine Platine zum Vorschein. Typisch für LED-Lampen sind die Leiterbahnen auf einem Aluminiumsubstrat (Direct Bonded Copper) welches die entstehende Wärme leicht an das Gehäuse abgeben kann. Außer ein wenig Beiwerk, alla Widerständen, Kondensatoren, Varistoren und natürlich den LEDs, ist auf der Platine lediglich ein Gleichrichter und ein Chip verbaut: ein sog. High Voltage AC LED Driver. Ein Beispiel für einen solchen Chip ist der MAP9000.

LEDs werden direkt and 230 V betrieben,
der Chip realisiert die Strombegrenzung.

Die LEDs werden in 4 Stränge aufgeteilt und der Treiberchip sorgt dafür, dass in jedem Strang nur der maximal zulässige Strom (einstellbar über Widerstände) fließt. Der ganze aufwendige Kram, wie Spulen oder sogar ein kompletter Transformator bleibt erspart und entsprechend gering fällt auch die BOM (Bill of Materials) aus.

Leider benötigt der Chip eine relativ hohe Spannung um überhaupt etwas an die LEDs zu senden, daher tut sich bei 12 V nichts. Nachdem der Chip und letztlich die LEDs mit Gleichstrom arbeiten, ergibt sich hier aber eine einfache Lösung.

Lokale Niederspannung

Warum also nicht einfach die 12 V hochspannen? Vielen kommt jetzt sicher ein Wechselrichter in den Sinn, aber wozu überhaupt eine Wechselspannung erzeugen, wenn der LED-Treiber doch ohnehin mit Gleichspannung läuft. Im Internet findet man sehr günstig sog. DC-DC ZVS Booster. Diese erzeugen aus einer Eingangsspannung von 8 - 30 V eine Ausgangsspannung (einstellbar) von bis zu 390 V bei etwa 40 W Leistung. Im Datenblatt zu meinem Wandler ist von 200 mA max. die Rede (das wären mehr als die 40 W bei höchster Spannung, bei 200 V passt es aber schon wieder). Meine Scheinwerfer verbrauchen aber eh nur je 10 W, von daher ist der Booster mehr als ausreichend. Die LEDs fangen bei etwa 80 V an zu leuchten, ich habe den Booster aber auf 200 V eingestellt, damit sollten sie auf alle Fälle auf voller Helligkeit brennen.

Bitte beachtet: Alles was über Kleinspannung geht (>50 V) ist potentiell tödlich! Dieser ZVS-Booster erzeugt Spannungen die weit über die Kleinspannungsgrenze hinaus gehen. Außerdem handelt es sich um eine Gleichspannung, bei der es, im Gegensatz zu Wechselspannung, kaum möglich ist, ein unter Spannung stehendes Körperteil von der Quelle zu entfernen, da die Muskeln verkrampfen. Daher sorgt bitte für einen sauberen Aufbau und stellt sicher, dass keine Berührungsmöglichkeiten zu spannungsführenden Teilen besteht bevor ihr das Modul in Betrieb nehmt.

Um den Booster berührungssicher und vorallem auch wasserdicht unter zu bringen ist er in ein Elektroverteilergehäuse aus Metall gewandert, das ich dann mit etwas übrigem Kunstharz von meiner Dachzeltbastelei eingegossen habe. Natürlich habe ich den Kühlkörper nicht mit eingegossen, sondern darauf geachtet, dass er Kontakt mit dem Gehäuse hat, um die Wärme besser abzuführen. Das Gehäuse ist zusammen mit den Scheinwerfern auf eine Holzleiste geschraubt und wie immer mit einem Andersonstecker versehen. Über ein paar Winkel an der Leiste kann der Scheinwerfer nun z.B. an der Dachreling eingehängt werden. Auf den Fotos ist das hoffentlich alles gut zu erkennen. Auch gut zu erkennen, wie praktisch das Licht ist, wenn mal wieder der komplette Campingtisch voll mit Glump ist, das Bärensicher verstaut werden sollte.

Der Booster wird mäßig warm, ebenso, wie die Lampen. Ich habe den Stromverbrauch leider noch nicht gemessen, da ich erst eine neue Sicherung für mein Multimeter besorgen muss. Ich werde den Verbrauch hier aber auf alle Fälle noch nachtragen. Solltet ihr euch schließlich noch fragen, wofür denn das ZVS steht, das ist einfach die Bezeichnung für ein Schaltnetzteil, bei dem das Umschalten bei einem Spannungsminimum geschieht - also dann, wenn die geringsten Verluste auftreten: Zero Voltage Switch. In der englischsprachigen Wikipedia gibt es ein paar Erläuterungen dazu: Switched-mode power supply.