CREE XHP35 an 46V DC. Welche Dauerstrom-Einstellung und wie regelt man die KSQ?

    CREE XHP35 an 46V DC. Welche Dauerstrom-Einstellung und wie regelt man die KSQ?

    Hallo Leute,

    ich bin High Power LED Komplett-Newbie und habe ein paar Fragen für mein erstes Projekt:

    Ich möchte an 46V Gleichstrom eine CREE XHP35 betreiben (Link hier). Diese möchte ich in eine Lampe einbauen, die ein ca. 6x8cm großes Aluminium Kühlblech hat und vorzugsweise draußen bewegt wird. Als passende KSQ (bis 56V) habe ich die LDD-1000HW von Meanwell gefunden (Link hier). Die gibt es in Varianten von 350mA bis 1000mA. Ich habe keine Ahnung wie viel Strom praxistauglich ist, damit alles im grünen Bereich bleibt und die LED nicht zu heiß wird? Die XHP35 ist mit I-min=350mA und I-max=1050mA angegeben. Wären 1000mA für Dauerbetrieb zu viel? Da ich ungern zum Austesten des richtigen Stroms mehrere der verschiedenen KSQs kaufen möchte, wäre es doch am einfachsten ich nehme die KSQ mit 1000mA und regele die einfach runter, falls es zu heiß wird?

    Nur wie regele ich das? Wenn ich richtig verstanden habe, kann man an der LDD-1000HW ein PWM Dimmer anschließen, genau heißt es: "Integrierte PWM und EIN/AUS Steuerung". Ich möchte jedoch keinen Dimmer, sondern nur einen Schalter/Taster mit ungefähr 3 Stufen anschließen (sagen wir mal 20%, 50%, 100% [oder eben nur 80% auf höchster Stufe, falls 1000mA zu viel sind]). Solche Taster/Schaltungen sind doch eigentlich in jeder Taschenlampe verbaut. Wie kriege ich so was in die Meanwell KSQ integriert? Gibt es da fertige Schaltungen oder Controller für so was? Oder kann man diese PWM Dimmer so programmieren, daß sie mit einem Taster statt Poti funktionieren?

    Meine zweite Frage: (Ausbau-Variante der Lampe)
    Für die oben beschriebene erste einfache Variante der Lampe, gibt es ja schon fertige Kupfersternplatine mit XHP35. Nun möchte ich aber im zweiten Schritt gerne mit dem Leuchtbild der Lampe (über Reflektor) experimentieren. Und 2 oder 3 XHP35 Emitter nebeneinander platzieren (mit kleinerem angepassten Strom in Serie schalten). Vom Abstand her kann ich das noch nicht einschätzen wie dicht, aber 2 Sternplatinen nebeneinander sind auf jeden Fall zu weit auseinander. Gibt es irgendwo Platinen auf denen man die Emitter in variablen Abständen platzieren kann? Wenn nicht, wie kann man so was selbst machen? (Sorry, das sind jetzt reine "für Dummies" Fragen, weil ich noch keine CREE in den Händen hatte und nicht weiß, wie man die Dinger auf eine Platine lötet). Ein einfaches Kupferblech zur optimalen Wärmeableitung geht anscheinend nicht(?!), die Platine muß doch elektrisch getrennte Bereiche für Anode Kathode etc. aufweisen. Eine übliche Kupferplatine zum Ätzen reicht nicht zur Kühlung. Wie macht man so was? Kann man die CREEs überhaupt selbst mit einem Lötkolben löten? (sind ja wahrscheinlich ganz feine Drähtchen usw.)

    Vielen Dank schon mal im Voraus!
    :)

    Dieser Beitrag wurde bereits 2 mal editiert, zuletzt von „Mernus“ ()

    Hallo,

    und willkommen im Forum :)
    Die Cree XHP35 ist quasi eine punktförmige Lichtquelle. Deine Lampe kennen wir nicht. Wenn punktförmiges Licht für einen Scheinwerfer, vorzugsweise mit einer Optik zur Bündelung gewünscht wird, passt das. Willst du hingegen blendfreies, eher flächiges Licht, ist eher eine COB-LED (Chip on Board) zu empfehlen. Da sind auf einem gemeinsamen, meist Keramiksubstrat viele LED Chips montiert und miteinander verschaltet. Z.B. sowas in der Art hier:
    led-tech.de/de/Chip-On-Board-T…15W--LT-2059_134_210.html
    Gibt's auch von Cree, nur leider nicht hier im Shop. Die heißen dann CXAxxxx oder die moderneren Varianten heißen dann CXBxxxx (xxxx 4-stellige Nummer), je nach Typ.
    Wenn's noch flächiger werden soll, dann sind eher Module mit vielen Midpower LEDs empfehlenswert. Sowas hier dann:
    led-tech.de/de/High-Power-LEDs…000K-LT-2113_206_209.html
    Gibt's auch auch flächig:
    led-tech.de/de/DekoLight-Syste…32_17_174.html?cross=2132
    Von vielen kleinen LEDs bekommt man meist die Wärme einfacher weg, als von einer einzigen Großen ;)
    Alukernplatinen bestehen, wie der Name schon sagt, aus einem Aluminiumkern, einem je nach Material meist 1 oder 1,5 mm starkem Blech. Darauf ist eine lötbeständige Isolationsfolie, meist Polyimid. Darauf ist dann wie bei einer Leiterplatte die Kupferfolie. Prinzipiell kann man auch Alukernplatinen als Hobbybastler selber machen. Rohmaterial gibt es z.B. bei TME. Allerdings nicht mit Fotolack. Man ist also gezwungen, z.B. mittels Tonertransfer zu arbeiten. Fast alle modernen LEDs werden ausschließlich in SMD Gehäusen produziert. Das Gemeine ist aber, das sie, im Gegensatz zu Widerständen und Kondensatoren keine metallisierten Seitenflächen haben, die sich relativ gut löten lassen. Die von dir ausgewählte LED z.B. hat ihre Anschlüsse ausschließlich an der Unterseite. Mit einem Lötkolben kommt man da also garnicht ran. Entweder greift man zu bereits vormontierten LEDs auf Starplatinen, wie von dir verlinkt, oder man kann diese Bauformen auch mit Hilfe von Lotpaste auf dem Cerranfeld mit viel Fingerspitzengefühl bestücken. Wenn man vor hat, sowas öfter zu machen, empfiehlt sich eine Heißluftlötstation. Sowas gibt es schon recht preiswert für knapp unter 40€ zu kaufen. Ich habe mir letztes Jahr eine geholt und bin sehr zufrieden damit. Ich habe meine Erfahrungen sowohl mit dem Ceranfeld, als auch mit der Heißluftstation hier im Forum geschildert.
    Auch Zwerge haben mal ganz klein angefangen :D

    Mernus schrieb:


    Ich möchte an 46V Gleichstrom eine CREE XHP35 betreiben (Link hier). Diese möchte ich in eine Lampe einbauen, die ein ca. 6x8cm großes Aluminium Kühlblech hat und vorzugsweise draußen bewegt wird.
    Als passende KSQ (bis 56V) habe ich die LDD-1000HW von Meanwell gefunden.
    Die gibt es in Varianten von 350mA bis 1000mA. Ich habe keine Ahnung wie viel Strom praxistauglich ist ....
    Die XHP35 ist mit I-min=350mA und I-max=1050mA angegeben. Wären 1000mA für Dauerbetrieb zu viel?
    Da ich ungern zum Austesten des richtigen Stroms mehrere der verschiedenen KSQs kaufen möchte, wäre es doch am einfachsten ich nehme die KSQ mit 1000mA und regele die einfach runter, falls es zu heiß wird?

    Nur wie regele ich das? Wenn ich richtig verstanden habe, kann man an der LDD-1000HW ein PWM Dimmer anschließen, genau heißt es: "Integrierte PWM
    und EIN/AUS Steuerung". Ich möchte jedoch keinen Dimmer, sondern nur einen Schalter/Taster mit ungefähr 3 Stufen anschließen
    (sagen wir mal 20%, 50%, 100% [oder eben nur 80% auf höchster Stufe, falls 1000mA zu viel sind]).
    Solche Taster/Schaltungen sind doch eigentlich in jeder Taschenlampe verbaut. Wie kriege ich so was in die Meanwell KSQ integriert?

    Meine zweite Frage: (Ausbau-Variante der Lampe)
    Für die oben beschriebene erste einfache Variante der Lampe, gibt es ja schon fertige Kupfersternplatine mit XHP35.
    Nun möchte ich aber im zweiten Schritt gerne mit dem Leuchtbild der Lampe (über Reflektor) experimentieren. Und 2 oder 3 XHP35 Emitter nebeneinander platzieren (mit kleinerem angepassten Strom in Serie schalten).
    Vom Abstand her kann ich das noch nicht einschätzen wie dicht, aber 2 Sternplatinen nebeneinander sind auf jeden Fall zu weit auseinander.
    Gibt es irgendwo Platinen auf denen man die Emitter in variablen Abständen platzieren kann? Wenn nicht, wie kann man so was selbst machen?

    Hallo,
    1. Frage zu der KSQ.
    Die ausgesuchte KSQ funktioniert offenbar nur mit PWM. Einfacher wäre es, wenn die KSQ mit einer Spannung zu steuern wäre.
    Dann könnte man die Helligkeit auch einfach in Stufen steuern, indem man einen passend abgestuften Spannungteiler macht und diese mit einem Schalter zuschaltet.
    Die Frage ist, ob du selber was basteln willst oder ob es was fertiges sein soll. Man kann auch einen Step-Downregler als KSQ beschalten.
    Was in solchen Taschenlampen drin ist, nutzt dir wenig. Erstens sind das meist spezielle chips mit den Steuerfunktionen, außerdem gehen die sichernicht an fast 50V.

    2. Die "maximum ratings" sollte man grundsätzlich nicht überschreiten.
    Für eine lange Lebensdauer ohne Derating bei der Helligkeit (Effizienz) ist ein moderater LED-Strom immer empfehlenswert.
    Gute Kühlung ist natürlich selbstredend eine Vorraussetzung für langes LED-Leben.
    Ob du nun doch eher an die obere Grenze gehst, oder eben nicht, hängt auch von den Randbedingungen ab.
    Bei Dauerbetrieb über lange Zeit (mehrere h pro Tag über Monate/Jahre) würde ich eher bei 500...700mA bleiben und dazu eben großzügige Kühlfläche anbieten.

    3. Zu Applikationfragen
    Als Laie sind die fertigen LED-Strahler auf Stern-LPL allemal am einfachsten zu montieren.

    4. Kühlung
    Das 6x8cm Kühlblech hat also insgesamt 6 x 8 x 2 cm² = 96cm² Oberfläche.
    Pro 1 W LED-Leistung sollte man mind. ca. 10cm² Kühlfläche anbieten. Besser sind 15...20 cm² pro 1W.
    Bei ca. 12 V x 0,6 A = 7,2W würden also pro 1W ca. 13cm² als gesamte Kühlfläche breit stehen. Die Frage steht aber, ob diese Fläche tatsächlich als effektiv wirksame Oberfläche in Frage kommt.
    Dazu müßte der Wärmeaustausch mit der Umgebung beidseitig gut möglich sein. Bei höherer Bestromung bis 1A würde die Kühlung also auch knapp werden.

    5. Was da mit den Lichtbildexperimenten bezwecken willst, ist nicht klar.
    Falls du einen engen Lichtstahl mit einer Optik haben willst, ist es eh ziemlich ungünstig, Punktlichtquellen flächig verteilt anzuordnen.
    Wenn man trotzdem einer eng fokussierten Strahl haben will, dann muß man jeder Lichtquelle eine eigene Optik geben und diese gegeneinander justieren.
    Hier kannst du sehen, wie so was aussehen kann:
    uwiatwerweisswas.schmusekaters…W-LAMPE/89_Lampe_vorn.JPG
    uwiatwerweisswas.schmusekaters…-LAMPE/Lichtfleck_15m.JPG
    uwiatwerweisswas.schmusekaters…NIK/LED_LAMPEN/60W-LAMPE/

    Wenn du die LED sehr eng plazierst, wird das trotzdem eine verteilte Abbildung, aber die thermischen Probleme durch die enge Anordnung sind sicher auch nicht ganz einfach zu bewältigen.
    Gruß Helles Licht
    @Superluminal & @HellesLicht

    Vielen Dank für Eure ausführlichen Antworten!! Und sorry, daß ich meine Lampe nicht genauer beschrieben habe, ich sehe jetzt, das wäre hilfreich zum Verständnis gewesen. Es ist eine Fahrradlampe, die einen Reflektor mit scharfer Abblendlichtkante hat. Der Emitter darf in der Höhe nicht zu groß sein, sonst verschwimmt diese Kante. Allerdings möchte ich gerne in der Breite experimentieren (2 oder 3 Emitter dicht nebeneinander) um den Lichtteppich homogener zu machen, der hier und da ein paar Streifen und dunklere Bereiche hat...

    Statt zwei XHP35 nebeneinader --> eine XHP70 nehmen?:
    Weiss jemand von Euch ob man die Emitter einer XHP70 einzeln ansteuern kann? Die XHP70 hat doch 4 Emitter, wenn ich also nur die oberen beiden zusammen ansteuern könnte (ohne die unteren beiden) dann hätte ich ja schon den gewünschten Effekt. Aus dem Datenblatt der XHP70 lese ich, daß man die entweder in Reihe für 12V oder parallel für 6V anschließen kann. Könnte man irgendwie diese Parallelschaltung auftrennen? Weiss das jemand von Euch?

    @Superluminal
    Danke für deine Beschreibung wie die Platinen aufgebaut sind und verlötet werden. Ich habe mir das mit den Platinen nun nochmal angeschaut. Dabei kam mir die Idee (falls das oben beschriebene mit der XHP70 nicht gehen sollte), zwei XHP35 Sternplatinen zu nehmen, eine Platine direkt rechts und die andere direkt links neben der LED abzusägen. Wenn ich die beiden Platinen dann direkt nebeneinander lege sind die Emitter dicht zusammen. Wäre zumindest einfacher als komplett selbst herstellen...

    HellesLicht schrieb:

    Die ausgesuchte KSQ funktioniert offenbar nur mit PWM.

    Auf der led-tech webseite steht "integrierte PWM" --> heißt das denn nicht, in der Meanwell KSQ ist eigentlich schon ein Dimmer drin?

    HellesLicht schrieb:

    Einfacher wäre es, wenn die KSQ mit einer Spannung zu steuern wäre.
    Dann könnte man die Helligkeit auch einfach in Stufen steuern, indem man einen passend abgestuften Spannungteiler macht und diese mit einem Schalter zuschaltet.

    Du Meinst diese einfache Schaltung mit 2 Widerständen.
    Selbst herstellen ginge, löten kann ich. Nach einer vorgegebenen Schaltung.. selbst entwickeln eher nicht.

    HellesLicht schrieb:

    Man kann auch einen Step-Downregler als KSQ beschalten.

    Das ist interessant, also einen DC-DC Wandler (wie z.B. den LM2596HV) so modifizieren, daß er Konstanten Strom bringt? Kannst Du das näher erklären oder hast Du dazu einen Link? Und diesen Wandler könnte man dann mit dem von Dir oben beschriebenen Spannungsteiler regeln (Stufen schalten)?

    Ich habe jetzt doch noch einen Dimmer gefunden, der eigentlich genau das macht was ich brauche (ist allerdings nicht von LED-Tech): Link. An diesen Dimmer kann man einen Taster anschließen und 3 Leuchtstufen durchschalten.

    HellesLicht schrieb:

    Bei Dauerbetrieb über lange Zeit (mehrere h pro Tag über Monate/Jahre)
    würde ich eher bei 500...700mA bleiben und dazu eben großzügige
    Kühlfläche anbieten. [...] 4. Kühlung [...]

    Die Kühlung ist ja mit Fahrtwind, meinst Du dann hält die Lampe doch 1A aus? Ist ja nachts auch meistens nicht so übermäßig lange in Betrieb die Lampe. Ich müsste nur im Stand dann runterregeln. Also ich denke, wenn ich das mit den Schaltstufen hinbekomme, werde ich es wohl so machen, daß ich die 1000er KSQ nehme und die eben auf kleinerer Stufe fahre, wenn sie zu heiss wird. (für die Variante mit einer XHP35.. falls zwei XHP35, dann nehme ich natürlich weniger Strom)

    Mernus schrieb:

    HellesLicht schrieb:
    Man kann auch einen Step-Downregler als KSQ beschalten.


    Das ist interessant, also einen DC-DC Wandler (wie z.B. den LM2596HV) so modifizieren, daß er Konstanten Strom bringt? Kannst Du das näher erklären oder hast Du dazu einen Link? Und diesen Wandler könnte man dann mit dem von Dir oben beschriebenen Spannungsteiler regeln (Stufen schalten)?


    Guck mal, hier hatte ich das mit dem LM2576adj beschrieben. Der LM2596adj taktet mit höherer Frequenz, da kann die Induktivität kleiner ausfallen, ansonsten sind die beiden quasi identisch.
    simple getaktete KSQ mit LM2576adj für Power LEDs
    suche dir einfach für den LM2596adj das Datenblatt, dann kannst du meine Schatung leicht anpassen.
    Auch Zwerge haben mal ganz klein angefangen :D
    Hallo,

    Mernus schrieb:


    Auf der led-tech webseite steht "integrierte PWM" --> heißt das denn nicht, in der Meanwell KSQ ist eigentlich schon ein Dimmer drin?

    Schau dir immer das Datenblatt genau an. Solchen Angaben beim Distributor darf man nicht trauen. da kann immer mal was fehlerhaftes stehen.
    led-tech.de/produkt-pdf/meanwell/LDD.pdf
    Da steht PWM-Frequenz 100Hz ...1kHz . Das läßt darauf schließen, dass die Dimmung tatsächlich nur mit PWm geht und nicht mit einer statischen Steuerspannung, wie das bei vielfach der Fall ist.

    Mernus schrieb:


    Das ist interessant, also einen DC-DC Wandler (wie z.B. den LM2596HV) so modifizieren, daß er Konstanten Strom bringt?
    Kannst Du das näher erklären oder hast Du dazu einen Link? Und diesen Wandler könnte man dann mit dem von Dir oben beschriebenen Spannungsteiler regeln (Stufen schalten)?

    Superluminal hat das Konzept schon beschrieben.
    Man muß dir Sense-Leitung (Feedback) des Reglers auf einen Stromshunt führen, anstatt auf auf die Ausgangspannung.
    Hier ist das Prinzip auch in Verbindung mit einem alten Step-Down-Regler benutzt:
    uwiatwerweisswas.schmusekaters…rgung/24V_Stromquelle.PDF

    Ein anderes, noch einfacheres Konzept, dass ich dir anbieten kann, geht so.
    Du regelst zuerst die Spannung mit einem normalen Step-Down-Regler auf ca. 13V (ca. 10...15% über der max. Flußspannung der LED
    und nutzt zum Dimmen dann einen sehr einfachen Linearregler.
    uwiatwerweisswas.schmusekaters…AMPEN/12-KSQ_3_HP-LED.pdf
    In solcher LPL habe ich das Prinzip auch schon vereint (oberer Teil der Schaltung):
    uwiatwerweisswas.schmusekaters…LAMPE/LED-Stromquelle.pdf
    uwiatwerweisswas.schmusekaters…ED-Stromquelle_Bottom.JPG
    Da kannst du auch mit einem Poti die Helligkeit zwischen 0%...100% einstellen oder eben mit Spannungteiler und einem Stufenschalter.

    Mernus schrieb:


    Du Meinst diese einfache Schaltung mit 2 Widerständen.
    Selbst herstellen ginge, löten kann ich. Nach einer vorgegebenen Schaltung.. selbst entwickeln eher nicht.

    Im einfachsten Fall kann ein Spannunsteiler 2 Widerstände haben.
    Geht aber auch mehrstufig, wie hier zu sehen ist:
    de.wikipedia.org/wiki/Datei:Oh…nungsteiler-Allgemein.svg

    Mernus schrieb:


    Die Kühlung ist ja mit Fahrtwind, meinst Du dann hält die Lampe doch 1A aus? Ist ja nachts auch meistens nicht so übermäßig lange in Betrieb die Lampe.
    Ich müsste nur im Stand dann runterregeln. Also ich denke, wenn ich das mit den Schaltstufen hinbekomme, werde ich es wohl so machen, daß ich die 1000er KSQ nehme und die eben auf kleinerer Stufe fahre,
    wenn sie zu heiss wird. (für die Variante mit einer XHP35.. falls zwei XHP35, dann nehme ich natürlich weniger Strom)

    Ehrlich gesagt finde ich das ganze als Fahrradbeleuchtung extrem übertrieben. Das kann eigentlich nur dazu dienen, andere Verkehrsteilnehmer zu blenden.
    Ich habe mir auch mal eine kleine Fahradlampe gemacht.
    uwiatwerweisswas.schmusekaters…K/LED_LAMPEN/FAHRRAD-LED/
    Die ist mit einer XML-Cree-LED bei ca. 300mA (also ca. 1W) schon viel heller als es die Varianter mit Glühlampe je sein konnte.
    Deshalb meine ich, dass 2...3W schon großzügig und völlig ausreichend sind.
    Was anders ist es, wenn man damit angeben will, aber da stehtst du auf verlorenen Posten. Ich habe schon DIY-Projekte mit über 500W-LED-Leistung im Forum gesehen.

    Ob der Fahrtwind die Kühlung unterstützt, hängt vor allen davon ab, ob die Kühlfläche von der Luft umströmt wird.
    Für eine Fahrradlampe muß man sicher auch nicht auf sehr lange Betriebszeiten orientieren, wie dass z.B. bei einer Flurbeleuchtung wäre, die 24h am Tag arbeiten soll.
    Gruß Öletronika

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