Superflux Cluster werden zu warm

Draco

God

Beiträge: 12 241

Dienstag, 9. Mai 2006, 20:20

1

Hai allerseits, ich hab da nen kleines Problemchen:
Hab seit einigen Wochen in meinem Auto folgendes eingebaut

Alle 48 superflux LEDs sind parallel, jew. mit nem eigenen Vorwiderstand an 12V angeklemmt. Die Cluster habe ich selbst mit Heißkleber zusammengebaut.
Wenn die Lampe nun 5 Minuten brennt, schmilzt der Heißkleber vor Hitze und tropft auf die Verblendung. Um das zu beheben, habe ich den Heißkleber, soweit noch möglich war, gegen Epoxidharz getauscht, der tropft nun nicht mehr runter.
Optimal wäre eine Lochrasterplatine gewesen, hatte aber nichts da und wollte das trotzdem fertig bauen.

Nunja, ich werde mit dem Hitzeproblem einfach nicht fertig. Bereits nach 2 Minuten sind sämtliche Drähte auf der Rückseite nicht mehr zum anfassen geeignet. Dazu kommt, daß bereits 2 LEDs mitten in den Clustern einfach grundlos ausgefallen sind (Widerstände durchgemessen, die funktionieren noch)

Lässt sich im bezug auf die Hitzeentwicklung irgendwas ändern, wenn ich zb die Beschaltung ändere ?
Das erzeugte Licht ist bei Dunkelheit ähnlich Flutlicht im Stadion und es sieht genial aus. Deshalb will ich das auch unbedingt besser hinkriegen, ohne auf die Leuchtdauer achten zu müssen.

TrOuble

God

Beiträge: 9 461

Re: Superflux Cluster werden zu warm

Dienstag, 9. Mai 2006, 20:29

2

Willst du uns mal genauere Daten zu deinen Superflux Leds geben?

karahara

God

Beiträge: 2 117

Re: Superflux Cluster werden zu warm

Dienstag, 9. Mai 2006, 20:43

3

Das Problem ist hier wohl der recht beengte Einbau mit geringem Luftvolumen, so kann die Wärme nicht entweichen. Kühlung wäre in gewissen Maße möglich mit Platine dahinter und dickeren Kupferbahnen, welche die Wärme verteilen.

Bei diesem Einbauort kommt wohl Leistungsreduzierung per Spannungssenkung in Frage.

Spock

Senior Member

Beiträge: 1 221

Re: Superflux Cluster werden zu warm

Dienstag, 9. Mai 2006, 21:43

4

Besser wäre es auch die immer mehrere LEDs in Reihe zu schalten.
Bei den weißen max. 3 Stück an 12V. Dann brauchen die Vorwiderstände nicht mehr soviel Energie in Wärme umwandeln.
Oder wo dachtest du verschwindet die überflüssige Spannung hin.
Schaut übrigens sehr gut aus.

mfg Spock

Zitat von »Grinchy«

voila: Genau die richtige Menge an Grass für genug Drehspaß

karahara

God

Beiträge: 2 117

Re: Superflux Cluster werden zu warm

Dienstag, 9. Mai 2006, 22:06

5

Das Problem geht von den Leds selbst aus, nicht von den Vorwiderständen, denke ich.

sebastian

Administrator

Beiträge: 10 530

Re: Superflux Cluster werden zu warm

Dienstag, 9. Mai 2006, 22:42

6

Hi,
so wie das aussieht sind die LEDs auch relativ eng. normalerweise brauchen die LEDs gerade wenn es welche mit etwas mehr Leistung sind immer Kühlfläche auf der Platine in form von Kupfer,.. und das nicht zu wenig. Dazu sollte aber das Datenblatt Infos hergeben.
Da du aber schon alles fertig hast würde ich vielleicht als quick & dirty lösung folgendes testen:
Die Platinenrückseite mit wäreleitpads ausstatten und dann auf das wärmeleitpad ne 2-3mm starke aluplatte in der größe der platine draufkleben,.. die sollte die meisste Energie aufnehmen. Wenn das nicht viel hilft, dicken Kupferdraht zum kühlen von hinten auflöten.
Sollte das alles nichs bringen und du willst nicht alles neu machen musst du den Strom so lange reduzieren bis das passt.
Ich hoffe du hat deine RV an den leds nicht mit 12V sondern mit 14V berechnet.

Sebastian

EDIT:
Die meisten LEDs leuchten meist auch bei 50% vom Nennstrom(max) hell genug.. also so hell das man 50% Strom und 100% Stom kaum unterscheiden kann. Das reduziert aber 50% Wärme und lässt die LEDs länger leben. Bzw schafft eine gewisse Toleranz für den Sommer wo ja mal durchaus 60°C als basis da sein können.

Spock

Senior Member

Beiträge: 1 221

Re: Superflux Cluster werden zu warm

Dienstag, 9. Mai 2006, 22:46

7

Na dann lass uns mal rechnen.
Eine weiße LED benötigt ca. 3,6V und 20mA.
Wenn jetzt alle LEDs parallel an 12V betrieben werden muss jeder Vorwiderstand 12V-3,6V= 8,4V "vernichten"
8,4Vx0,02A=0,168W
Bei 48 Widerständen macht das dann 48x 0,168W = 8,064W Heizleistung zudem zieht die Schaltung fast 1A

Würde man jetzt immer 3 LEDs in Reihe an einem Vorwiderstand betreiben ergibt sich folgendes.

Jeder Vorwiderstand muss 12V-3,6V-3,6V-3,6V= 1,2V "vernichten"
1,2Vx0,02A=0,024W
bei 16 Widerständen macht das dann 16x 0,024W = 0,348W Heizleistung und die Schaltung benötigt nur noch 0,32A.

mfg Spock

Zitat von »Grinchy«

voila: Genau die richtige Menge an Grass für genug Drehspaß

LotadaC

God

Beiträge: 2 345

Re: Superflux Cluster werden zu warm

Dienstag, 9. Mai 2006, 22:50

8

ja, aber ´ne Autobatterie (bzw die Lichtmaschine) liefern irgendwas zwischen ... 10 und 18V oder so

[glow=red,2,300]Edit:[/glow] so wars

Zitat von »RedHead«

Nur zu den angeblich "stabilen" ~14V der Lichtmaschine:
Häufig werden Fragen gestellt, wie man mit 'den 12 Volt' im Auto umgehen soll. Sei es, weil man ein Handyladegerät bauen oder einen PC im Auto betreiben möchte. Dabei hat ein Autoakku 8 Volt beim Anlassen, 12.6 Volt beim Rumstehen, 14.4 Volt beim Fahren, kurzzeitig -100 Volt wenn ein Relais abfällt oder +100 Volt wenn ein Kabel der Lichtmaschine einen Wackelkontakt hat.

Nur mal zur Verdeutlichung die Testimpulse, die ein KFZ-Bauteil nach ISO7637 und DIN40839 aushalten muss:

Von: Thomas Rehm 26.6.2000

Impuls 1: -100V, Anstiegszeit 1us, Dauer 2ms, Innenwiderstand 10 Ohm,
Wiederholrate 0,5 bis 5s, Prüfdauer 5000 Impulse.
Impuls 2: +100V, ansonsten wie Impuls 1
Impuls 3a und 3b: Impulspakete aus Impulsen mit -150V (3a) bzw. +100V (3b),
mit Anstiegszeit 5ns, Dauer 0,1us, Innenwiderstand 50 Ohm, Wiederholrate
100us, Paketdauer 10ms, Pause zwischen Paketen 90ms, 1 Stunde Prüfdauer.
Impuls 4: -7V über 20 Sekunden
Impuls 5: 40-400ms langer Puls von 40-100V mit 0.1-10ms Anstiegszeit,
Innenwiderstand 0.5-4Ohm

Alle im Auto eingebauten Schaltungen brauchen eine E1 EMV Zulassung nach EU Richtlinie 95/54/EG

Achtung: Kommerzielle Geräte zum Anschluss an den Zigarettenanzünder die mit dem Hinweis 'nur bei ausgeschaltetem Motor betreiben' versehen sind haben KEINE Schutzmassnahmen und halten obige Testimpulse NICHT aus. So etwas ist natürlich in der Praxis unbrauchbar und grob fahrlässig.

Der vollständige Text mit eine Beispielbeschaltung findet sich hier: http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23

Einn Spannungsregler alleine taugt hier nicht viel. Der kann einen kurzen Peak gar nicht so schnell ausregeln und lässt ihn einfach voll durch. Elektronik oder LEDs mögen sowas nun mal gar nicht und quittieren den Dienst.

Übrigens LEDs sind mehrere, also Mehrzahl. Das schreibt man ohne Apostroph

und Du gehst davon aus, daß die LEDs absolut identisch sind (bei dreien in Reihe mags noch gehen, aber wenns mehr werden...)

karahara

God

Beiträge: 2 117

Re: Superflux Cluster werden zu warm

Dienstag, 9. Mai 2006, 22:54

9

Die Tatsache mit der Verlustleistung ist mir schon bewusst, jedoch nicht die Art der Verschaltung deswegen sollte erst Draco dazu etwas sagen, Spekulationen um den Aufbau bringen doch recht wenig.

Spock

Senior Member

Beiträge: 1 221

Re: Superflux Cluster werden zu warm

Dienstag, 9. Mai 2006, 22:59

10

Zitat von »Draco«

Alle 48 superflux LEDs sind parallel, jew. mit nem eigenen Vorwiderstand an 12V angeklemmt.

Edit:

Zitat von »LotadaC«

ja, aber ´ne Autobatterie (bzw die Lichtmaschine) liefern irgendwas zwischen ... 10 und 18V oder so

[glow=red,2,300]Edit:[/glow] so wars

und Du gehst davon aus, daß die LEDs absolut identisch sind (bei dreien in Reihe mags noch gehen, aber wenns mehr werden...)

Lichtmaschine liefert ~ 13,8V da hast du natürlich recht.
Gerade bei einer Reihenschaltung ist der Fließende Strom in allen LEDs gleich. Bei einer Parallelschaltung nicht unbedingt.
Mit 13,8V schauts auch nicht viel anders aus.
Parallel = 9,792 W Gesamtheizleistung
Reihenschaltung = 0,96 W Heizleistung

mfg Spock

Zitat von »Grinchy«

voila: Genau die richtige Menge an Grass für genug Drehspaß

Zettih

God

Beiträge: 4 289

Re: Superflux Cluster werden zu warm

Dienstag, 9. Mai 2006, 23:06

11

Die Superflux nehmen IMHO mehr als 20mA, die Leistungsbilanz wird also eher schlimmer. Exemplare mit 70mA sind keine Seltenheit. Da verbraten allein die LEDs 70mA*3,6V*48Stück=12W. Dann kommt die Heizleistung der Widerstände noch dazu (mindestens 8W, bei 70mA 28W!!). Das sind im ungünstigen Fall zusammen 40W, und das in minimalem Luftraum ohne Luftströmung und ohne Kühlfläche.

Das kann leider nicht gut gehen - die Original-Soffitten-Tranfunzeln haben an der selben Montagestelle 5W.

Mit Reihenschaltung kann man das deutlich verbessern - aber ich fürchte, dass zu heiss bleibt. Es kommt ja auch noch der Sommer, und wenn die Sonne am Tag auf das Dach geschienen hat, hast Du ohne die LED-Heizung schon locker 50-60° da oben.

Pass bloß auf, dass da nix anfängt zu kokeln. Es wär' schade um den Wagen - und die Versicherung mag eigene Basteleien als Brandverursacher sehr gerne. Das erspart ihnen nämlich die Zahlung...

Draco

God

Beiträge: 12 241

Re: Superflux Cluster werden zu warm

Dienstag, 9. Mai 2006, 23:25

12

thx für die vielen Antworten.

Ich hatte die LEDs via Internet kostengünstig aus dem Ausland bestellt. Kann leider keinerlei genaue Daten mehr finden.
Der Betriebsnennstrom lag irgendwo bei 20-30mV, Betriebsspannung über 3V.
Da ich das mittlere (große) Cluster mittlerweile wie beschrieben mit Epoxidharz geklebt habe, kommt sowieso nur ein Neukauf in Frage.
Eure Rechnungen bzgl der Wärmeengergie sind recht beeindruckend, da hatte ich nicht mal ansatzweise dran gedacht.

Okay, also fasse ich mal zusammen, worauf ich achten soll / werde:

- Aufbau auf einer Lochrasterplatine
- jew. 3 LEDs in Reihe mit passendem Vorwiderstand für 14V
- ggf Kühlung der Platinenrückseite mittels WL_Pads + Metallplatte

sebastian

Administrator

Beiträge: 10 530

Re: Superflux Cluster werden zu warm

Dienstag, 9. Mai 2006, 23:54

13

Wenn es nicht zu viel auffwand ist, ist es für eine LED immer noch am besten wenn man die mit einer Stromquelle betreibt.
Sprich du legst da keine konstante Spannung(Volt) mit einem Widerstand an sondern da fließt immer ein konstanter strom(Ampere) durch jeweils 3 LEDs.
Das ganze erfordert aber zusätzlich jeweils immer ein Transitor uns 2-3 Widerstände und ne Z diode pro 3LEDs. Ist aber wie gesagt die Luxus Variante.

Sonst geht das auch mit der einfachen Variante 3LEDs ein RV an 14V berechnen und den Strom nur mit 80% nehmen.

Sebastian

karahara

God

Beiträge: 2 117

Re: Superflux Cluster werden zu warm

Dienstag, 9. Mai 2006, 23:56

14

^Spock: Kruzi >

, einmal überfliegen scheint nicht zu reichn, sry.

Draco

God

Beiträge: 12 241

Re: Superflux Cluster werden zu warm

Mittwoch, 10. Mai 2006, 08:47

15

hmm thx @Sebastian.
Problem ist, ich will keine SMD Bauteile verwenden (Null Erfahrung mitm löten der Dinger), und as Lampengehäuse ist sehr sehr eng, vorallem was die Tiefe betrifft.

Stefan_K.

Moderator

Beiträge: 9 435

Re: Superflux Cluster werden zu warm

Donnerstag, 11. Mai 2006, 13:39

16

Was mich mal interessiert wie hell darf denn das überhaupt sein ? Weil mir sind miene Scheinwerfer ein wenig zu schwach, wobei die Lösung hier nicht meins wäre. Aber wenn ich lese Stadionflutlicht ... gibt es da Normen oder Vorschriften ?

Gruß

Stefan

http://www.youtube.com/modmymachine
http://www.twitch.tv/modmymachine

Draco

God

Beiträge: 12 241

Re: Superflux Cluster werden zu warm

Donnerstag, 11. Mai 2006, 15:20

17

Für die Helligkeit der Innenbeleuchtung sicherlich nicht.
Das würd auch keinen Sinn ergeben, da schon geregelt ist, daß sie nicht nach außen scheinen darf, nicht während der Fahrt eingeschaltet sein soll und und und.

zeppe

God

Beiträge: 3 954

Re: Superflux Cluster werden zu warm

Freitag, 12. Mai 2006, 00:58

18

Wie wärs mit 4 LED´s in Reihe ohne Vorwiederstand?
Wäre zwar minimal dunkler, aber die LED´s würden sicher länger leben und Wärmeentwicklung am Wiederstand gäbs auch nicht. 3,6 x 4 = 14,4Volt und bei 14Volt wie hier zu Grunde gelegt wohl vernachläßigbar.

Athlon

Wenn ich die Folgen geahnt hätte wäre ich Uhrmacher geworden.

sebastian

Administrator

Beiträge: 10 530

Re: Superflux Cluster werden zu warm

Freitag, 12. Mai 2006, 09:22

19

@Athlonheizer
Leds schließt man bei konstanter Spannung NIEMALS! ohne Widerstand an. Es würde eine kurzzeitige Spannung von 0,2V über der Flusspannung reichen um alle LEDs zu zerstören.
Wenn man solche sachen macht nimmt man zumindest immer einen Widerstand im 10R breich der im Notfall den Strom noch begrenzt.

Sebastian

Draco

God

Beiträge: 12 241

Re: Superflux Cluster werden zu warm

Freitag, 12. Mai 2006, 17:23

20

Was für ein Widerstand wäre dann am sinnvollsten bei Reihenschaltungen von 3 LEDs á 30mA ?

Achja, total vergessen:
gibts bei Lochrasterplatinen Unterschiede bzgl der Lochabstände ? (Ich hab noch nie damit gearbeitet) Weil meine LEDs haben ja 4 Füßchen (ok 2 sind unnötig) und die müssen jeweils immer ein Loch treffen