Panel mit 40 x 2W verschiedenen Cree LEDs

  • Hallo Forum,


    nachdem ich hier schon etwas gestöbert habe, wollte ich mal mein Wissen checken und noch ein paar Fragen stellen bevor ich mein Projekt starte. Ich möchte eine Lampe mit 40 LEDs bauen, mit verschiedenen Cree XP und vielleicht ein paar Osram deep-red auf Aluprofilen.


    Passive KSQs an einem Netzteil zu betreiben scheint mit diesen Meanwell KSQs nicht mehr nötig zu sein ( so habe ich vor ein paar Jahren mal eine kleinere Lampe gebaut), aber es ist mir nicht ganz klar, ob verschiedene LEDs gemischt werden können.
    Ist es richtig, dass LEDs mit verschiedenen Spannungsangaben an einer KSQ betrieben werden können, solange die Summe der LEDs nicht die Ausgangsspannung der KSQ überschreitet?


    Bei den angebotenen KSQs auf der LEDtech website finde ich keines, das 40 LEDs betreiben könnte. Ich gehe mal davon aus, dass die Spannung zu hoch sein müsste. Die LEDs, die ich betreiben möchte, haben eine maximale Spannung von ca 3V, die meisten eher weniger. Wäre es besser zB 3 x 13 oder 3 x 14 LEDs mit je einem dieser KSQs zu betreiben? Oder gibt es KSQs, die 40 LEDs gleichzeitig versorgen kann? Es wäre schon schön, nur eine KSQ verwenden zu müssen.


    Achso, die LEDs sollen alle mit 700mA laufen. Ist das sinnvoll bei den Cree XP, oder wären 350mA/1000mA die bessere Wahl (effizienz, Lebensdauer etc).


    Ausserdem ist es mir noch wichtig, keine Feuerzeitbombe zu bauen. Was muss ich zu diesem Thema noch beachten zB bezüglich Spannungen, Verkabelung, Lötstellen und sowas? Ich möchte LEDs auf Sternplatinen benutzen, die scheinen mir am einfachsten zu löten zu sein. Ich bin relativ fit mit dem löten von Kleinteilen aber ohne vorgefertige Sternplatinen möchte ich nicht anfangen.


    Vielen Dank für eure Zeit,


    Der Nachbar.

  • Hallo Herr Nachbar


    Wies aussieht, hast du die Grundlagen der Elektrotechnik so weit verinnerlicht - zB. daß in einer Reihenschaltung durch jede LED dieselbe Stromstärke fliesst, und sich die Flussspannungen addieren.
    Auch die Sache mit der Schutzkleinspannung ist dir wohl nicht fremd, das schliesse ich aus deiner Idee mit den 3x13/14 LEDs was mit etwa 42 Volt noch im "grünen Bereich" liegt hinsichtlich der Berührungsspannung.
    Es gibt wohl KSQs mit 100+ V um 40 LEDs in Reihe zu treiben, aber der zusätzliche Aufwand (Berührungsschutz) bei der Konstruktion, würde mich sehr abschrecken.


    Ich erinner mich an eine Leuchtenvorstellung hier ausm Forum, der betrieb COB-Module an 230V, und die Frage nach Sicherheitsregeln wischte er weg mit dem Argument, daß die Leuchte in unerreichbaren 3 Metern unter der Decke hängt. Nun ja, das mag gutgehen, ich würd trotzdem nicht über 42V gehen.
    Was die Feuerbomben angeht - es gibt gute und bezahlbare KSQ-Netzteile zB. aus dem Meanwell-Sortiment. Hier also nicht unbedingt noch ein paar wenige Euros sparen und NoNames aus der Internet-Grabbelkiste nehmen.


    Ansonsten kann nicht mehr viel schief gehen - das Wort "Kühlkörper" habe ich entweder nicht gesehen, oder überlesen ;) , und auch Wärmeleitpaste werf ich noch in die Diskussion. Die Cree XPs auf 700mA werden dirs danken, das passt vom Strom her.

  • Servus…


    Ich erinner mich an eine Leuchtenvorstellung hier ausm Forum, der betrieb COB-Module an 230V, und die Frage nach Sicherheitsregeln wischte er weg mit dem Argument, daß die Leuchte in unerreichbaren 3 Metern unter der Decke hängt.


    Auch bei Hochspannungsleitungen ist der Berührungsschutz so realisiert, daß die Leitungen für Otto Normalverbraucher unerreichbar sind. Das ist also durchaus ein Argument.


    Zitat

    Nun ja, das mag gutgehen, ich würd trotzdem nicht über 42V gehen.


    Und warum nur 42 Volt? Schutzkleinspannung reicht doch bis 60 Volt Gleichspannung, die man ohne Berührungsschutz installieren darf. Abgesehen davon: Der Ausgang solcher KSQen ist netzgetrennt. Berührt man den LED-Strang irgendwo, passiert gar nix. Um in den Genuß der vollen Spannung zu kommen, muß man schon beide Ausgangspole der KSQ berühren.

  • Du darfst LEDs mit verschiedener Spannung in Reihe schalten, solange der Strom der gleiche ist.
    Wenn du beides von einer KSQ (einer 1400mA bspw) parallel treiben möchtest, müssen deine Stränge hingegen dann schon gleich aufgebaut sein - sprich wenn du in einem Strang 10 weiße LEDs und 3 rote hast, solltest du nicht im anderen Strang 10 rote und 3 weiße haben. Wenn du jeden Strang an eine eigene KSQ hängst ist das natürlich wieder egal.

  • Wäre es besser zB 3 x 13 oder 3 x 14 LEDs mit je einem dieser KSQs zu betreiben? Oder gibt es KSQs, die 40 LEDs gleichzeitig versorgen kann? Es wäre schon schön, nur eine KSQ verwenden zu müssen.


    Hallo,
    die Variante 3x13 bzw. 3x14 LED in Reihe ist sehr vernünftig.
    Diese 3 Reihenschaltungen kannst du auch mit einer KSQ bestreiben, wenn diese eben den Summenstrom schafft.
    Voraussetzung ist natürlich etwa gleiche Flussspannung der 3 Reihenschaltungen.
    Zusäzlich würde ich in jede Reihe noch einen kleinen Entkopplungswiderstand rein machen, über den ca. 200...400mV Spannung abfallen.
    Das führt zu einer gleichmäßigeren Stromverteilung auch bei kleinen Toleranzen der Flussspannungen und unterschiedlicher Erwärmung.


    Ein etwas niedrigerer Strom ist auch vorteilhaft (z.B. 300...500mA), weil die LED-Chips weniger heiß werden und damit eine höhere Effizienz und Lebensdauer bekommen.
    Gruß Helles Licht

  • Hallo!


    Mann, das tut richtig gut, wenn man in einem Forum einmal eine Frage stellt und nicht von den Geeks und Freaks gesagt bekommt, man solle doch bitte erstmal laufen lernen, bevor mal rennen will. Bei manchen Themen kann man vorher lesen und lernen was man will, man bekommt trotzdem ein freundliches RTFM .


    Also, da ich immer lieber auf der sicheren Seite bleibe und die KSQ mit 48V recht weit verbreitet sind, werde ich wohl entweder 3 einzelne kaufen oder - was ich eben ergoogelt habe - eines dieser Mehrkanalgeräte. Allerdings konnte ich da bisher nicht soviele finden und interessant ist sowas auch nur, wenn ich alle Kanäle mit unterschiedlichen Spannungen bzw verschiedenen LEDs betreiben kann. Hauptsache ich kann unterschiedliche Kombinationen von LEDs betreiben weil ich nochnicht weiß, wie die Lampe letztendlich aussehen wird. Und das mit dem Berührungsschutz... bei einer Hochspannungsleitung weiß man im allgemeinen, dass man da besser Abstand hält. Bei einer Lampe in einem Gebäude denkt da sicher nicht jeder Hausmeister, oder wer auch immer die Lampe in ein paar Jahren mal reparieren will, dran. Also lieber 48V :thumbup:


    Als Kühlkörper habe ich an Aluprofil oder einfach 5mm Alu mit zB 30x50cm gedacht. Ich habe irgendwo etwas darüber gelesen, wieviele cm² Kühlfläche eine LED im 2W-betrieb benötigt bzw wie groß der Abstand zwischen den LEDs auf der Kühlfläche sein muss. Bei Farnell gibt es einige schöne Heatsinks, die ich gleich als Basis für die ganze Lampe benutzen könnte. Aber die sind nicht billig und wahrscheinlich auch ein wenig over-the-top. Ich suche noch nach einer Art Klemm- oder Schraubmechanik um die einzelnen LEDs zu befestigen solange ich noch experimentiere. In diesem Fall werde ich wohl die Wärmeleitpaste verwenden, die hier noch in der Computerkiste rumliegt. Wenn die endgültige Zusammenstellung dann klar ist und die LEDs fest verklebt werden können, bleibt wohl nur dieser 2K-Wärmeleitkleber? Die Klebefolie scheint mir bei 40 LEDs nicht mehr so vorteilhaft.


    Mit diesen Gedanken habe ich mir dann hier im Shop mal eine Einkaufsliste mit 40 Cree und Osram LEDs und 3 dieser 9-48V 700mA KSQs zusammengestellt. Das sind dann so um die 270€... ;( Angesichts dieser Zahlen habe ich mal einen Blick af Youtube gewagt, ob es denn nicht doch möglich wäre, die LEDs selber auf Sternplatinen zu löten. Bevor ich das jetzt hier vertiefe: Ist das möglich für einen mehr oder weniger geübten Bastler, der bisher einige Atmels, kleine Mosfets, 0805-Packages etc erfolgreich mit dem Lötkolben und Heißluft auf Platinen gelötet hat? Das würde mir zwar einige Abende in der Werkstatt einbringen, aber grob überschlagen nur die Hälfte kosten, ein paar verbratene Versuchobjekte eingeschlossen.


    Noch eine Frage zu der Verkabelung und den Widerständen: Ich gehe bei einem konstanten Strom von 700mA davon aus, dass ich mit einem 1mm²-Kabel keine Probleme bekommen sollte, oder übersehe ich da etwas? Wie lange dürfen die Kabel zwischen den LEDs und der KSQ sein? Sollten die KSQs besser nahe an den Verbrauchern sein oder kann ich die Kabel länger machen, um die KSQs etwas abseits zu befestigen?
    Wie groß müssten denn die angesprochenen Widerstände sein? Kann man da einfach einen niedrigen/mittleren/hohen Widerstand nehmen oder muss das individuell aus der Summe der Spannungen und dem Strom berechnet werden?


    Fragen über Fragen :D


    Vom Nachbarn

  • Wenn du mit Heißluft löten kannst, dann ist es nicht wirklich schwierig, die LEDs auf Sternplatinen zu bekommen. Dazu kannst du entweder Sternplatinen (gibts direkt in China) verwenden oder du könntest auch selbst welche ätzen (mit "Bungard Cotherm"-Platinen). Danach dann etwas Lötpaste auf die Pads und von UNTEN mit Heißluft erwärmen - die IMS-Platine verteilt die Wärme gleichmäßig und lötet die LED fest.


    Wir verwenden im Forum als Faustformel häufig 20cm²/W. Beachte dabei, dass je nach Montage deiner Lampe, die Kühlfläche unten, wo die LEDs drauf sind, nicht dazu gerechnet werden kann - und die Lampe mit den Werten schon gut warm wird. Zur Verbesserung der Kühlung kannst du auch kleine Kühlkörper an verschiedenen Stellen auf deine Alu-Platte schrauben/kleben - da gibt es dann für relativ wenig Geld einiges an Fläche dazu.


    Generell würde ich auch schrauben statt kleben empfehlen - ich habe sowohl von Projekten gehört, wo der Klebstoff noch nach Jahren hält als auch von welchen, wo er binnen weniger Monate nicht mehr gehalten hat.
    Folie würde ich generell nicht empfehlen - die ist zwar leicht zu verarbeiten, aber der Wärmeübergang ist doch bedeutend schlechter.


    Da die KSQ analog arbeiten kannst du sie "beliebig" weit weg haben von deiner Lampe - wenn du jetzt natürlich 20m Kabel dazwischen hängst wäre ein größerer Durchschnitt zu empfehlen aber du bekommst keine Probleme durch EMV oder sonst etwas.

  • Zitat

    Folie würde ich generell nicht empfehlen - die ist zwar leicht zu verarbeiten, aber der Wärmeübergang ist doch bedeutend schlechter.


    Das Argument würde ich bei LEDs jetzt auch nicht sooo arg bewerten. Die Wärmestromdichte Star zu Kühlkörper ist ja nicht so groß, wenn man das mal mit Leistungstransistoren oder Prozessoren vergleicht wo auf der gleichen Oberfläche die 10 oder 20 Fache Leistung abtransportiert werden muss da macht dann hochwertige Leitpaste auch Sinn. (M. M. n.) Aber klar schaden tuts nicht.


    Es ist wichtiger die Wärme schnell vom LED Die wegzubekommen was dann aber auf das Material des Star raus läuft (KUpfer). Eine XM-L auf 4A mit Alustar hatte bei mir das Problem das die Wärme einfach nicht schnell genug von der LED wegkam. Wenn man die LED mit Wasser bespritzt hat hatts ganz schon gezischt während der Star an sich und der Kühlkörper noch ohne Probleme mit der Hand anfassbar waren.