Hallo zusammen, da ich zu einem bestehendem Projekt die Option hinzufügen möchte, mit (zunächst) einer 50W oder 100W COB LED zu pulsen, frage ich besonders die Experten, ob ich folgende Schaltung verwenden kann. (siehe angehängte GIF-Datei). Da ich mit 17 mA und mit 0-200Hz gepulster PWM-Frequenz von 1,8 KHz von einer vorhandenen Konstantstromquelle komme, muss ich diese erst mittels eines Optokopplers in den anderen, galvanisch getrennten Kreis einspeisen. Da die 100W COB-LED 30-35V und 3A benötigt, möchte ich ein Schaltnetzteil mit 36V / 10A benutzen. Vor der LED möchte ich den Strom (mittels LM338 und 0,22 Ohm 7W Widerstand) auf 3A begrenzen. Hinter der LED möchte ich mit dem Darlington Transistor TIP 142 die gepulste PWM schalten. Ich weiss, daß getaktete KSQs von der Sicht des Energieverbrauchs besser wären, doch ich habe schon einige Fehlversuche mit z.B. Meanwell PWM steuerbaren Netzteilen hinter mir. Kann ich die Art der Schaltung und die Dimensionierung so nehmen? Wenn das Netzteil mit der Ausgangsspannung zu stark wegen der Pulslast schwanken würde, könnte ich es mit nur einer 50W COB LED (30-38V, 1,5 A) versuchen. Wie würde dann die Dimensionierung für den LM338 Widerstand für 1,5 A (30-35 V)aussehen? Für eine ausreichende Kühlung der LED wäre gesorgt. m.f.G. Erik
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100W_LED-Strahler.gif
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Erik M. schrieb: > Vor der LED möchte ich den Strom > (mittels LM338 und 0,22 Ohm 7W Widerstand) auf 3A begrenzen. 1,24 / 0,22 = 5,6
Erik M. schrieb: > Da die 100W COB-LED 30-35V und 3A benötigt, möchte ich ein > Schaltnetzteil mit 36V / 10A benutzen. 36 - 35 = 1, und da ist noch der Transistor. Mindestens 2,5V solltest du dem LM338 schon gönnen.
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Erik M. schrieb: > doch ich habe schon einige Fehlversuche mit z.B. Meanwell PWM > steuerbaren Netzteilen hinter mir. Fehler welcher Art? Hab ein paar Panels an Meanwells im Einsatz.
Erik M. schrieb: > 0-200Hz gepulster PWM-Frequenz Ist das bloss ein weisser Schimmel, oder was Besonderes?
Prüf mal, ob du den LM338 nicht ganz weglassen kannst, stattdessen einen Emitter-Widerstand unter den TIP, und dem eine konstante Spannung an der Basis anbieten (entweder ohne Optokoppler direkt von der Quelle oder mit Zener/TL431 an der Basis limitieren) Ist dann nicht so ganz konstant über den Temperaturbereich, aber du sparst dir die 2,5V über der KSQ.
Sparfuchs schrieb: > aber du sparst dir die 2,5V über der KSQ. Die gehen dann am Emitterwiderstand flöten, das ändert nichts, die 36V vom Netzteil reichen vorne und hinten nicht.
Danke für die schnellen Antworten. @ A.K. 1,24 / x ist mir entfallen. Danke. Ich habe mit dem Meanwell NPF-90D-24 (24 V - 90 W) und einem Led-Fluter 24V leider nur eine 3-4 stufige Dimmung hinbekommen. Allerdings hat der LED-Fluter auch eine eingebaute (wahrscheinlich) KSQ. Mit 0-200Hz Puls wollte ich betonen, daß das Licht auch mit Squarewave pulsen kann (mit 5% Dutytime). D.H. daß die Belastung auch mal kurz und pulsartig sein kann. @ Horst und A.K. Sparfuchs ist gut :) Würde die 100W LED mit 36-2,5-0,7V = 32,5V nicht auch noch leuchten? Dann wäre sie nicht mehr so hell, aber dafür nicht so belastet und nicht heiss.
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Erik M. schrieb: > Würde die 100W LED mit 36-2,5-0,7V = 32,5V nicht auch noch leuchten? > Dann wäre sie nicht mehr so hell, aber dafür nicht so belastet und nicht > heiss. Also entweder du brauchst die 100W, dann musst du auch die entsprechende Spannung und Kühlung bereitstellen. Oder du brauchst sie nicht, dann kannst du aber auch eine andere LED benutzen, die geringere Betriebsspannungen erfordert.
Erik M. schrieb: > könnte ich es mit nur einer 50W COB LED (30-38V, 1,5 A) > versuchen. Du kannst ruhig das 100W Modul nehmen, es ist ja nicht so dass du 3 Ampere über die LED schicken musst ... es kann auch nur 1,5A sein oder auch nur 0,001A. Wenn du so eine 100W LED mit 1A betreibst und die Helligkeit verdoppeln möchtest, dann musst du 3A durch sie durch fließen lassen. Der Wirkungsgrad sinkt einfach mit steigendem Strom, das hat etwas mit der Größe der LED-Chips zu tun. Hast du eine 100W LED von eBay gekauft? Du solltest sie mit einem ganz geringen Strom betreiben, so dass die Chips gerade so ganz schwach leuchten und dann misst du einfach mal die Fläche der Chips. Als aktuelle Faustformel kann man sagen dass man über 1mm² Chipfläche maximal 1 Watt an Leistung abfallen lassen kann. Für 100W brauchst du also 100mm², oder 100 Chips mit einer Fläche von jeweils 1mm². Es gibt meist 35mil und 45mil Chips, aber es gibt auch 100W LEDs auf denen winzige Chips verbaut worden sind, so dass man darüber nur maximal 20W schicken sollte. Mache einfach mal ein Bild des Moduls damit wir mal einen Eindruck davon bekommen. Es ist besser auf Fehler hingewiesen zu werden als sie zu machen. ;-)
@ Mike.J. Vielen Dank für die ausführliche Information. Ich beabsichtige diese LED zu kaufen: https://www.amazon.de/gp/product/B01DFDKH2E?pf_rd_p=8997cce2-05c4-4359-bdb7-10e52332d836&pf_rd_r=WAN6S69J83EKDNQQ4T9D (Tesfish 100W 30-34V (sorry, statt 30-35V), 3A) mit folgender Kühlung und Optik: https://www.amazon.de/Tesfish-Aluminium-K%C3%BChlk%C3%B6rper-K%C3%BChlventilator-Objektiv/dp/B01CW881TO/ref=pd_bxgy_201_img_3/260-5537405-7354758?_encoding=UTF8&pd_rd_i=B01CW881TO&pd_rd_r=f12bd92e-f8e8-4c44-9a2f-cf1c2b869811&pd_rd_w=BZoXc&pd_rd_wg=3u64U&pf_rd_p=145f2b0a-fbe5-41b1-a2b2-845c622cfaf5&pf_rd_r=6MQHDR3R3D3VDEMFRBYB&psc=1&refRID=6MQHDR3R3D3VDEMFRBYB Dann sollte es doch kein Problem sein, wenn ich für den LM338 Widerstand einen 0,47 Ohm 7W nehme. Dann wäre der Strom auf 1,24 / 0,47 = 2,64 A begrenzt. Ich schätze, daß dann nur ca. 1,5 A durch die LED fliessen, wenn ca. 32,5 V dort anliegen. Vielleicht braucht man gar nicht den Lüfter laufen lassen.
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Erik M. schrieb: > Ich schätze Warum probierst du das nicht einfach mal mit einem Labornetzteil aus? Du wirst dann auch sehen, dass einzelne "Pixel" auf der LED schon wesentlich vor den berechneten 32,5V zu leuchten beginnen. Und du kannst mit dem Labornetzteil ausprobieren, wie warm die LED bei bestimmten Leistungen wird. Und noch einiges mehr. > daß dann nur ca. 1,5 A durch die LED fliessen, wenn ca. 32,5 V dort > anliegen. Vielleicht braucht man gar nicht den Lüfter laufen lassen. Mit 32V und anderthalb A hast du Verlustleistung im Bereich um 50W. Andere löten mit dieser Leistung Bauteile auf Platinen. Ob du da also einen Lüfter laufen lassen musst, hängt davon ab, wie hoch die Umgebungstemperatur und wie niedrig der Rthja der Kühlkette ist. Denn die LEDs sollten nicht allzu warm werden, weil mit steigender Chiptemperatur ihre Helligkeit abnimmt. https://www.all-electronics.de/wp-content/uploads/migrated/document/79263/312-fischer-langversion.pdf > mit folgender Kühlung Der Kühlkörper ist für die passive Kühlung von 50W vermutlich zu klein. Leider steht da kein thermischer Widerstand Rth, aber ich schätze den bei passiver Kühlung auf 1,5K/W. Damit ist die Montagefläche gut etwa 75K wärmer als die Umgebungsluft. Bei einer Umgebungstemperatur von 20°C hat die Montagefläche also etwa 95°C. Schon das ist zu heiß für die LEDs. Dazu kommt noch ein thermischer Übergangswiderstand vom Kühlpad zum eigentlichen Chip, der dazu führt, dass die LED-Chips nochmal um 10K wärmer sind. Das macht die Sache in Summe nicht besser...
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Erik M. schrieb: > Ich beabsichtige diese LED zu kaufen: Solche 100W LEDs bekommt man auch bei eBay, die kosten da aber nur 2€ bis 4€. ######### LED-Module mit ausselektierten Chips Diese LED-Module die man bei eBay oder auch anderswo bekommt, sind zu einem Großteil aus "Müll-Chips" gefertigt worden. Chips mit einem Defekt im Material, die aber trotzdem noch leuchten. Schau dir mal die Bewertungen zu dem LED-Modul des Verkäufers an, diese LEDs die dort verbaut worden sind die haben zu der eigentlichen LED jeweils einen Parallelwiderstand mit einem zufälligen Wert. Der Widerstand zur LED ist eigentlich nur etwas Verdreckung im Material des Schichtenaufbaus der LED, die LED ist quasi beschädigt. Du siehst beim anlegen eines geringen Stroms dann wie die LEDs alle ungleichmäßig leuchten. Bei einer LED mit nicht defekten Chips leuchtet jede LED gleichmäßig hell. Du kannst dann auch einen Strom im µA Bereich über die LED schicken damit sie anfängt zu leuchten. Bei den "defekten" LED-Chips musst du erst einen genügend hohen Strom über die LED schicken damit an den Widerstand eine Spannung abfällt die groß genug ist (>2,4V) damit auch über die LED ein Strom fließt. Teilweise liegen diese Widerstände bei 600 Ohm ... wobei er eigentlich bei unendlich liegen sollte. Suche bei eBay Gib dort mal "LED Chip 100W" ein und informiere dich was es dort so gibt. Wärmeabgabe Wenn du wirklich 1A => 33W über die LED schicken würdest, dann müsstest du damit rechnen 2/3 der Energie als Wärme abführen zu müssen, also etwa 22W. 11W werden in Form von Licht abgestrahlt Wenn du die Lichtleistung verdoppeln möchtest, dann musst du 100W (3A) über die LED fließen lassen, 22W werden dann in Form von Licht abgestrahlt und der Rest (100W-22W=78W) muss dann als Wärme abgeführt werden. Wichtig ist daher ein Lüfter um die Wärme aktiv weg zu transportieren. Wenn man diese Lampen dann zur Wohnraumbeleuchtung nutzt, dann will man einen möglichst leisen Lüfter nutzen. Die von "Arctic Cooling" sind sehr gut und auch günstig. Spannung Ich habe ein 50W LED-Modul gekauft welches für 12V spezifiziert ist. Da liegen aber eigentlich nur drei Chips in Reihe. => etwa 9V Betriebsspannung Die LEDs dieses Moduls sind aber gleichmäßig hell wenn ich einen geringen Strom durch das Modul fließen lasse. LED-Chips ohne Bond-Drähte https://www.ebay.de/itm/362666495028 Dieses LED-Modul hat Chips die umgedreht aufgebracht worden sind, die Kontakte sind dort auf der Unterseite und damit spart man sich die Bond-Drähte, die eben auch fehleranfällig sind. Es kommt irgend wann zum flackern der LED. Die Chips an sich sind nicht so groß, daher sollte man so eine "100W LED" auch nur maximal mit 20W betreiben. Wenn man da mehr als 20W rüber schickt, dann altern die LED-Chips sehr schnell. (das mit den 100W ist einfach nur gelogen, sorgt dafür dass die LED ganz schnell kaputt geht und innerhalb kürzester Zeit ein Großteil ihre Helligkeit einbüßt) Leistungsberechnung Zu dem Bild im Anhang: Ich habe das LED-Modul mit einem geringen Strom laufen lassen, einfach damit ich die Umrisse der Chips deutlich sehen konnte. In Gimp habe ich sie dann ausgeschnitten und mit dem darüber gelegten Lineal (als Referenzwert) verglichen. So konnte ich die Chip-Abmessungen recht gut bestimmen. In dem Fall waren auf dem Modul 14x10 Chips , jeweils mit den Abmessungen der Leuchtenden Flächen von etwa 0,6x0,3mm. Die Chips sind größer, aber die oberen und unteren Bereiche werden nur als Kontaktflächen verwendet und leuchten ja auch nicht. Maximal darf da also ein Strom von 26W über das LED-Modul fließen. Wenn man den Faktor von 73% der Maximalleistung nimmt (um die LEDs nicht am Rande ihrer Leistungsfähigkeit zu betreiben und die Haltbarkeit zu erhöhen) dann darf man sie also nur mit 20W betreiben. Wenn du also so eine China-LED bekommst, dann schau auf die Chipfläche.
@ Lothar M. @ Mike J. Vielen Dank für die Antworten. @ Lothar M. Da wirst Du recht haben. Ich muss es halt ausprobieren. In meinem Fall jedoch wird die LED (mit PWM bei einer bestimmten Helligkeit) nicht dauernd leuchten. Wie gesagt wird die LED gepulst. D.h. die meiste Zeit pulst das Licht mit 50% Duty und 50% Pause. Dadurch reduziert sich auch die Erwärmung im Vergleich zum Dauerleuchten (für z.B. herkömmliche Beleuchtungszwecke). @ Mike J. Ich dachte anfangs, daß durch den höheren Preis, und der "guten Qualität"-Angabe und "Golddraht Verbindung" diese LED sich qualitativ von den billigeren auf ebay unterscheidet. Jedoch sehe ich in den Kommentaren auf den Bildern auch eine ungleichmässige Beleuchtung im unteren StromSpannungsbereich. Doch wo bekommt man mit Sicherheit qualitativ gute 100W LEDs? Die Spannungsangaben für ähnliche 100W LEDs unterscheiden sich auch von Anbieter zu Anbieter: Bei der Tesfish sind es 30-34V, bei den meisten auf ebay sind es 32-36V. Was für mich auch wichtig ist, ist daß man die LED auch mit Optik betreiben kann. Da bietet sich der angegebene Tesfish Kühlkörper mit Optik gut an, ohne viel zusätzliche Bastelei zu investieren. Allerdings muss ich hierbei auf den Lochabstand von 34mm für LEDs achten. Gibt es für Deine verwendeten LED-Chips ohne Bond-Drähte auch geeignete Kühlkörper mit optionaler Optik? Bisher habe ich nur einige Erfahrung mit den 2-3W Power-LEDs. Und da kann ich sagen, daß so eine Optik mit 60 Grad oder auch schon 90 Grad sehr viel mehr an Intensität bringt.
Also dies Flip-Chip-LEDs sind bei mir alle schön gleichmäßig hell. Das ist aber natürlich keine Garantie dafür dass es bei allen so ist. Meine haben einen Lochabstand von 34mm (gerade nachgemessen) und das wird wohl auch ein Standard-Abstand sein. Erik M. schrieb: > Gibt es für Deine verwendeten LED-Chips ohne Bond-Drähte auch geeignete > Kühlkörper mit optionaler Optik? Solche Linsen bekommst du für 1,64€ ...ist schon eine Frechheit dass die den selben Plunder bei Amazon für 12€ verkaufen wollen. "44mm-Lens-Reflector-Collimator-Fixed-bracket-For-20W-30W-50W-70W-100W-L ED" https://www.ebay.de/itm/251462643127 Preis: 1,64€ (kostenloser Versand) Die Löcher kann ich mit einer Ständerbohrmaschine selber rein bohren und Gewindebohrer habe ich auch ... kann da also jeden beliebigen Kühlkörper nutzen den ich finde. Wenn du schnell etwas bauen möchtest, dann hole dir einfach dieses Set von Amazon. Meiner Ansicht nach wirst du dann aber wegen des lauten Lüfters und nach einer Weile wegen der Probleme mit dem LED-Chip etwas anderes bauen wollen. Schau mal hier: https://de.aliexpress.com/item/32859199567.html und hier: https://de.aliexpress.com/item/32958316934.html Die nutzen Flip-Chips und verkaufen die 50W Version mit 10x10 Chips für 90 Cent. Die 70W Version mit 14x10 Chips kostet aber schon 2,27€. Die 100W-Version hat 25x10 Chips und eine deutlich größere Grundplatte. Wenn du die Löcher selbst (oder vom Opa machen lassen) bohren kannst, dann würdest du für 1,64€ (Linse) + 2,27€ (70W-Modul) + 3€ (für einen leisen ArcticCooling Lüfter) + einen alten CPU-Kühlkörper etwas besseres und billigeres bauen können. (Das LED-Modul klebe ich oft einfach mit Silikon auf die gut gereinigte Oberfläche des Kühlkörpers, die Rückseite des LED-Moduls muss natürlich auch gereinigt werden damit alles ordentlich hält.)
Erik M. schrieb: > Doch wo bekommt man mit Sicherheit > qualitativ gute 100W LEDs? PACL-115FWL-BCGN zum Bleistift. Habe ich selber im Einsatz.
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