Problem mit selbst gebauter Lampe

hi dunkel heisst leuchtet schwächer ?

LEDs können hoch- oder niederohmig ausfallen.
Nach meiner Erfahrung fallen sie aber eher niederohmig aus. D.h. die restliche Reihenschaltung funktioniert noch, so wie es bei dir der Fall ist.

Fehleranalyse so mit Glaskugel ist immer ein wenig schwierig.
Ich habe mir mal deinen Baubericht überflogen. Das sieht so weit alles stimmig aus.
Was oft eine Fehlerquelle ist, ist fehlerhaftes Wärmemanagement. Wie warm wird denn der KK und wie warm wird die Platine? Wie ist denn die Platine am KK fest und was ist zwischen Platine und KK?
Kannst du mal den Strom in der Reihenschaltung messen?

Hallo,

ca. 14V bei 750mA, das ergibt mehr als 10W.
Kann es sein, dass das alles schlichtweg zu heiß wird?
Kannst Du den Kühlkörper noch anfassen, wenn die LEDs eine Zeit lang in Betrieb sind?

Es wäre auch möglich, dass einzelne LEDs kurzgeschlossen sind. Warum auch immer.
Kannst Du mal messen, ob über den dunklen LEDs noch Spannung abfällt?
Das sollte bei dieser Platine ja recht einfach möglich sein.

Gruß

Tja,

anhand der gemessenen Spannung musst Du wohl wirklich davon ausgehen, dass die LEDs defekt sind.
Wenn die Platine tatsächlich nicht zu heiß wird, ist es schwierig zu sagen, was da jetzt die Ursache ist.
Als nächstes würde ich mir jetzt den Spannungsverlauf an einer LED mit einem Oszilloskop ansehen.
Nicht dass da aufgrund der Dimmung irgendwelche wilden Impulse unterwegs sind. Auch wenn das bei einem Meanwell Netzteil nicht sein sollte.
Aber dazu muss man natürich auch ein Oszilloskop haben. Man könnte auch noch messen, welcher Strom jetzt tatsächlich durch die LEDs fließt.

Ansonsten würde ich jetzt nochmal kontrollieren ob die LEDs mechanischen Belastungen ausgesetzt sind (z. Bsp. wegen der Optiken) und ich würd auch auf Verdacht mal die beiden Kondensatoren am Ausgang des Netzteiles einbauen, die im Datenblatt vorgeschlagen sind. Die sind zwar hauptsächlich wegen der Entstörung da, aber schaden tun sie keinesfalls.

Gruß

“Using a 12" twisted pair-wire terminated with a 0.1uf & 47uf parallel capacitor”

Also am Besten einen 100nF Keramik (oder Folie) und einen schaltfesten 47uF Elko.
Ob das in Deinem konkreten Fall was bringt ist schwer zu sagen.
Aber auf jeden Fall reduzierst Du damit Deine Abstrahlungen und den "Schmutz" auf den Leitungen.

Salu

Könnte ein ESD Problem sein. Gewisse HP-LED reagieren da sehr heikel... Bei der Montage immer schön ein ESD Band angehabt?

Beide Kondensatoren parallel an den Ausgang. Beim Elko die Polarität beachten.

Mal so eine Frage zwischendurch:
Wie genau sind die LEDs auf dem Kühlkörper montiert?
Eine Schraube im Zentrum ist schon klar. Wie sieht es mit Wärmeleitpaste aus?
Korrekt montierte LEDs gehen nach einem Jahr nicht kaputt.
Die Sache mit den Kondensatoren halte ich für Blödsinn.
Wie wäre es mal mit einem Foto der defekten LEDs?

Zitat von Tex

Die Sache mit den Kondensatoren halte ich für Blödsinn.

Kannst Du das auch begründen, oder ist das nur ne Scheißhausparole?

Der Satz im Datenblatt
“Using a 12" twisted pair-wire terminated with a 0.1uf & 47uf parallel capacitor”
bezieht sich ausschließlich auf den Ripple- & Noise-Test, nicht aber auf den normalen Betrieb.
Ich benutze selbst diverse Meanwellnetzteile seit mehreren Jahren ohne Probleme und ohne dass irgendwelche LEDs Schaden nehmen, unter anderem auch das LPF-40D. Deshalb schließe ich das Netzteil als Ursache aus.

Daher auch meine Frage nach einem Foto der defekten Platinen. Sollten sich die defekten LEDs zumindest teilweise dunkel verfärbt haben (im Vergleich zu neuen LEDs), wäre dies ein deutlicher Hinweis auf Überhitzung.

Es ist mir schon klar, dass sich die Verwendung der Kondensatoren auf diesen Test bezieht.
Deswegen hab ich ja auch geschrieben, dass die in erster Linie der Entstörung dienen.
Dennoch ist es so, dass viele LEDs recht empfindlich auf Strom-/Spannungsspitzen reagieren.
Diese entstehen insbesondere auch beim Ein-/Ausschalten. Und diese werden durch die Kondensatoren zweifelsohne gedämpft.
Dass dies bei einem Meanwell Netzteil eigentlich nicht auftreten sollte habe ich ebenfalls geschrieben.
Aber auch ein Markennetzteil kann mal etwas schlechter funktionieren. Und die LEDs gehen nunmal kaputt.
Der finanzielle Aufwand für diese Maßnahme ist vernachlässigbar.

Wenn man die Platine nach längerem Betrieb noch bequem anfassen kann, wie Quovadis oben geschrieben hat, ist ein Hitzetod jedenfalls nicht sehr wahrscheinlich. Dass sich die LEDs nicht zu sehr erwärmen klingt bei einem KK mit 1,4 K/W und 10W Verlustleistung plausibel, da die Luft am KK ja anscheinend frei zirkulieren kann. Vernünftige Montage der Platine natürlich vorausgesetzt. Da sich der KK ja anscheinend auch schön erwärmt und die Platine nur wenig wärmer als der KK wird, ist der Wärmeübergang von der Platine aber wohl ganz gut gewährleistet.
Könnte natürlich noch sein, dass er Platinen erwischt hat, bei denen die LEDs selbst nicht so ganz optimal montiert sind. Dann würden nur die LEDs selbst zu heiß werden. Wäre dann ein Mangel an den Platinen. Das festzustellen wird aber schon etwas schwieriger. Ein Indiz für Überhitzung wäre auch, dass einzelne LEDs schon mal anfangen dunkler zu werden. Bevor sie ganz ausfallen.

Dann ist da noch die mechanische Belastung. Wenn z. Bsp. die montierte Optik ständigen Druck auf die LED ausübt. Gepaart mit Wärmeausdehnung. Kann ich aber nicht beurteilen, da ich die verwendeten Optiken nicht kenne.

Zum Netzteil:
Die im Datenblatt angegebenen Kondensatoren dienen keinesfalls der Entstörung. Der Regelkreis eines Schaltnetzteils arbeitet am saubersten an einer ohmschen Last. Durch das Hinzuschalten der beiden Kondensatoren über eine 30,5 cm lange verdrillte Leitung wird beim Ripple & Noise-Test eine kapazitive Last simuliert. Bei diesem Test wird das Netzteil dadurch im "Worst-Case"-Betrieb getestet. Gemessen werden die "Störspannungen" dabei direkt am Ausgang des Netzteils.
Von einem Hinzuschalten dieser Kondensatoren im normalen Betrieb würde ich deshalb dringend abraten.
Die Meanwell-Netzteile erzeugen weder beim primärseitigen Einschalten noch beim Ausschalten Spannungsspitzen. Diese würden nur beim sekundärseitigen Schalten entstehen, den Fehler macht man aber garantiert nur einmal.

Zur Kühlung:
Beim Kühlkörper handelt es sich um einen SK 578 von Fischer Elektronik. Herstellerinfo:
http://www.fischerelektronik.de/web_fischer/de_DE/K%C3%BChlk%C3%B6rper/B03.1/K%C3%BChlk%C3%B6rper</a> f%C3%BCr LED/PR/SK578_/index.xhtml<br>Der Link verweist allerdings auf die Version SA, also schwarz eloxierte Oberfläche. Hierfür gibt Fischer Elektronik einen Wärmewiderstand von 1,4 K/W an. LEDTech verkauft aber die Version in "Alu blank". Der dort angegebene Wärmewiderstand kann also schon mal nicht stimmen und wird eher bei 1,6 bis 1,8 K/W liegen.
Leider gibt Fischer Elektronik nicht an, bei welcher Temperaturdifferenz der Wärmewiderstand gilt. Meines Wissens testet Fischer Elektronik bei einer Temperaturdifferenz, die für Silizium-Leistungshalbleiter verwendet wird. Hier wäre aber eine Kühlkörpertemperatur von 120°C noch akzeptabel. Bei LEDs strebt man aber eine Kühlkörpertemperatur von allerhöchstens 80°C, besser aber 60°C an. Das entspricht nur noch einer Temperaturdifferenz von 40 bis 60°C. Der Wärmewiderstand des Kühlkörpers ist dann aber schon deutlich größer.
Die Firma MechaTronix gibt bei ihren Kühlkörpern den Wärmewiderstand bei unterschiedlichen Temperaturdifferenzen an. Beispiel:
http://www.elpro.org/shop/_pdf_products_new/9005.pdf
Auf der letzten Seite dieses Datenblatts findet man eine Tabelle, der man den Zusammenhang zwischen Wärmewiderstand und Temperaturdifferenz sehr anschaulich entnehmen kann.

Der TS schreibt, dass man den Kühlkörper "noch gut anfassen" kann und geht damit von 40°C aus. Eine Oberflächentemperatur von 40°C (also 3°C über Körpertemperatur) empfindet man aber bestenfalls als lauwarm. Kann man den Kühlkörper "noch gut anfassen", liegt die Temperatur eher bei 55°C. Dummerweise kann man mit einem Infrarotthermometer an blanken metallischen Flächen keine zuverlässigen Messungen durchführen (das Thermometer zeigt zu wenig an).

Die LEDs haben laut Datenblatt einen Wärmewiderstand von 6 K/W. Das Netzteil liefert 760 mA, jede LED nimmt also eine Leistung von 2,4 W auf. Das entspricht damit einer Temperaturdifferenz zwischen Chip und Lötstelle von 14,4°C.
Die 4 LEDs sind auf einer Aluplatine mit 34 mm Durchmesser aufgelötet. Zwischen den Lötstellen und dem eigentlichen Alukern befindet sich eine Isolierschicht aus Epoxydharz mit einer typischen Stärke von 0,1 mm. Diese bewirkt einen weiteren Wärmewiderstand von ca. 4 bis 5 K/W, also eine weitere Temperaturdifferenz von ca. 9,6 bis 12°C. Die Chiptemperatur liegt also etwa 26°C über der Temperatur des Alukerns.

Bei optimaler Montage der Platine auf dem Kühlkörper und ausgehend von 55°C Kühlkörpertemperatur würde die Chiptemperatur also bei ca. 81°C liegen. Bei dieser Temperatur sollten die LEDs locker 15 Jahre und länger "leben".
Von der Dimensionierung her hat der TS also alles richtig gemacht.

Laut ursprünglicher Fehlerbeschreibung sind die ersten LEDs aber bereits nach einem Jahr ausgefallen. Andererseits haben die Lampen ja ein gutes Jahr funktioniert. Das deutet für mich darauf hin, dass zumindest die ausgefallenen LEDs eine deutlich höhere Chiptemperatur hatten, möglicherweise nahe der maximal erlaubten 150°C. Das würde die Lebensdauer drastisch reduzieren.

Deshalb meine Vermutung: mit der Montage der Platinen auf dem Kühlkörper stimmt etwas nicht.
Der TS hat geschrieben, dass er die Platine nur mit einer Schraube in der Mitte der Platine auf dem Kühlkörper befestigt hat. Das könnte z.B. bewirken, dass sich die Platine beim Festschrauben verformt hat und sich die Aussenränder der Platine leicht abgehoben haben. Das dürfte mit blossem Auge kaum sichtbar sein, könnte aber durchaus bewirken, dass sich der Wärmeübergang zumindest lokal drastisch verschlechtert. Ich denke mal, dass sich der Hersteller der Platinen durchaus etwas dabei gedacht hat, dass er 5 Montagebohrungen vorgesehen hat.

Das Problem ließe sich wahrscheinlich schon dadurch beheben, dass man die Platine (nachdem sie dünn und gleichmäßig mit Wärmeleitpaste bestrichen wurde) mit 5 Schrauben befestigt oder einfach mit Artic Silver aufklebt.

Quovadis schreibt aber auch, dass die Platine kaum wärmer wird.
Wenn man die Platine noch gut anfassen kann, ist ein Wärmeproblem wohl auszuschließen.
Aber vielleicht kann Quovadis nochmal kontrollieren, ob die Platine selbst tatsächlich nicht viel heißer als der KK wird.

Zu den gefühlten Temperaturen.
Wenn ich die Rohre meiner Solaranlage anfasse:
Über 50° sind da schon richtig unangenehm. Da möchte man die Hand nicht mehr längere Zeit dranlassen.
Bei 60° ist es dann schon schmerzhaft. Da will die Hand schnell wieder weg.

Die äußeren 4 Löcher sind zur Befestigung/Justage der Optik gedacht bzw. werden hier so verwendet.

Zitat

Über 50° sind da schon richtig unangenehm. Da möchte man die Hand nicht mehr längere Zeit dranlassen.Bei 60° ist es dann schon schmerzhaft. Da will die Hand schnell wieder weg.

Da stimme ich Dir voll und ganz zu. Zudem ist das Wärmeempfinden von Mensch zu Mensch unterschiedlich. Bei 50° ziehe ich die Hand nach etwa 10 Sekunden weg, bei 55° nach spätestens 5 Sekunden und 60° kann man nur ganz kurz anfassen. 40° nimmt aber praktisch jeder als gerade mal lauwarm war.

Zitat

Quovadis schreibt aber auch, dass die Platine kaum wärmer wird.

Deshalb habe ich ja auch von lokaler Verschlechterung des Wärmeübergangs geredet. Und wie gesagt, das ist ja auch nur eine Vermutung von mir.

Solange Quovadis keine näheren Informationen liefert, ist alles Weitere ohnehin nur Spekulation. Es sollte ja eigentlich kein Problem sein, mal ein Foto mit vernünftiger Auflösung einzustellen und mal genau zu beschreiben, wie er die Platinen montiert hat. Bisher ist ja noch nicht einmal klar, ob Wärmeleitpaste verwendet wurde. Aus dem von ihm verlinkten Thread mit der Beschreibung der Lampe geht das auch nicht hervor.

Gruß
Tex