Platinenentwurf für Duris (Osram)

    Ich wusste nicht wo hin damit, deshalb TTT.


    Ich verfolge schon länger die Beiträge bei dem es um die 5630 geht.
    Ich selbst habe noch keine zu Hause, da muss ich mir erst mal Gedanken über das Verlöten
    und Kühlen machen.

    Ich habe von „Power-Leds“ keine Ahnung.
    Deshalb stelle hier mal 2 Varianten zur Diskussion.

    Wie meistens sehen meine Platinen irgendwie anders aus.(Querdenker :rolleyes: )

    Im Moment arbeite ich mit den PLCC6.
    Die laufen bei mir mit 3x 15mA = 45 mA, mehr ist nicht drin.

    Wenn ich jetzt die Duris nehme und nicht voll mit 180mA bestrome,
    sagen wir 100-120mA, würde die Platine bzw. die LED das aushalten?
    Sprich, würde die Kühlung ausreichen?(Mal da von abgesehen daß das Gehäuse offen oder geschlossen ist. Es geht erst mal nur um die Platine)

    Überlegung bei Platine 1 ist, so viel wie möglich die Wärme auf der Platine zu verteilen.
    Deshalb ist die Automasse keine Automasse mehr, sondern zur Kühlung vorgesehen.

    Platine 2 hat noch mehr Wärmeabfuhr in dem die Leiterbahnen größtmöglich
    verbreitert wurden. (Hat irgendwie das Aussehen einer Bratwurst :P )

    Die Platine ist 57mm./24V

    Aufgefallen ist, das bei andere Anbieter das untere Pad nicht immer in der Mitte der LED ist.
    Müsste man dann Herstellerabhängig anpassen.

    Jetzt darf fleißig Diskutiert werden


    mfg


    Edit: Layout entfernt da falsch

    Generell solltest du davon ausgehen, dass bei den 5630 LEDs der Slug nicht Potentialfrei ist! Das macht dein Layout also schon mal hinfällig.
    Nach meinen Erfahrungen erhöhen mehr als 100mA nur noch den Kühlaufwand.
    Bei ca. 90mA sollte eine LED etwa 25lm abgeben (Abhängig von Lichtfarbe und CRI). Das wären bei deinem Layout schon mal >300lm.
    Die Platine braucht meiner Meinung nach eine zusätzliche Kühlung (Anbindung an ein Gehäuse; Blech; o. ä.)
    Ich würde bei den LEDs generell eine bessere Stromregelung als einen Widerstand einsetzen. Z.B. Infineon BCR oder der onsemi NSI45060 .

    Hey,


    kannst dir ja meine Platine mal anschauen:
    http://www.ledstyles.de/index.…%2Bduris%2Be5&#post326734
    Die Leds sind mit ca. 80mA bestromt. Bei deinen gezeigten Platinen sind die Leds noch enger gepackt und höher bestromt. Daher wirst du bei diesem Layout nicht um einen Kühlung herrum kommen. Bei der Packungsdichte und dem genannten Strom würde ich fast schon Alu-Platinen verwenden (dann könnte man den Strom z.B. auf 120-130mA erhöhren). Wenn das Layout größer werden kann sollte es auch zweiseitig händelbar sein.


    Wie kanwas schon gesagt hat das Thermal-Pad besitzt ein Potenzial, welches von Hersteller zu Hersteller unterscheidlich sein kann.


    Gruß Freaky

    Hallo,


    ich habe für die Duris auch schon ein paar Platinen designt.
    Wenn du den thermal pad mit Polygonanbindung realisieren willst (egal ob potentialgebunden oder nicht), dann ist es nicht sinnig den Wärmespreizter mit Stegen anzubringen.
    Ebenso sind die "Wurst" Leiterbahnen auch nicht sinnvoll, wenn diese sowieso über einen relativ dünnen Steg angebunden sind. Der Effekt den du vielleicht erreichen willst, wird so stark eingeschränkt.
    Man kann durchaus auch auf standart FR4 (1,55mm) ohne Probleme 3W HP LEDs mit kleinem thermal pad betreiben. Dabei sollte man allerdings thermal VIAs einsetzen. Diese sollten aber für einen zuverlässig reproduzierbaren Lötprozess gepluggt werden, wenn diese direkt unter dem thermal pad sitzen.
    Das Löten auf großen Wärmesenken ist kein Problem, wenn man sowieso Reflow lötet. Eventuell muss man den Preheat etwas in die Länge ziehen, und die Flakensteilheit am ramp up etwas vermindern, damit die Bereiche der größten Wärmekapazität (thermal VIAs am thermal pad) auch auf die gewünschte Temperatur kommen, in der Kurzen ramp up Zeit.
    Sonst kann es dir wie mir gehen, dass das thermal pad nicht richtig angelötet wird, aber alle anderen Lötstellen super aussehen. (im meinem Falle war die ramp up Zeit, und die Haltezeit zu gering)


    Man kann auch komplett auf thermal VIAs verzichten, wenn man z.B. 70µ Kupferauflage verwendet. Dort muss dann allerdings die Fläche der Wärmeabführung auf der Platine für eine reine konvektive Kühlung ausgelegt werden. (dementsprechend groß wird die Platine)
    Auch wenn der Übergangswiderstand des FR4 sehr groß ist, sollte man dennoch die rückseitige Fläche kühlen.


    Eine Letze Alternative vor dem Metallkern-Substrat sind dünne Platinen. (kleiner 0,5mm funktioniert)
    Dabei muss man auf eine gute Anbindung des Basismaterials an das Kühlobjekt achten. Ebenso spielt hier wie bei allen anderen Designs auf FR4 ohne thermal VIAs die Packungsdichte eine größere Rolle.


    Grüße
    Superfluid

    Hallo,
    auch ich habe diverse eigene Leiterplatten für HP-LED benutzt.
    Für Leistungen bis ca. 1W ist da gar kein Problem, auch bis 2W geht das noch ganz gut
    Allerdings mit beidseitig 70um Cu und rel dünnem Mat. ( FR4, ca. 1mm).
    http://uwiatwerweisswas.schmus…aeger_25x25mm_einzeln.JPG
    http://uwiatwerweisswas.schmus…PE/11_Verdr_LED-Seite.JPG
    Das Teil hier nutze ich bis ca. 2..3 W ohne zusätzlichen Kühlkörper:
    http://uwiatwerweisswas.schmus…9_LPL_LED-LAMP_3xXR-E.JPG
    http://uwiatwerweisswas.schmus…E/31_SL_Mini_V2A-Fuss.jpg
    Dass in deinem Layout einige Details sind, die wärmetechnisch eher wenig optimal sind, Superfluid schon dargestellt.
    Gruß Helles Licht

    Hallo,


    ich habe gerade beim PC ausmisten etwas gefunden.
    Die Bilder zeigen drei mögliche Layoutvarianten für gute Wärmeverteilung der Duris LEDs.
    Bei Beispiel 1 und 2 ist die Lötfläche SMD und bei Beispiel 3 NSMD. Da muss man dann in den Rules ggf. die Mask expansion anpassen.


    Alle Vias sollten auf mindestens einer Lage (auf jeden Fall Botton) angebunden sein. Bei Mulilayer Layouts verbessert sich das thermische Verhalten wenn auch die Innenlagen angebunden sind. Diese sollten mindestens in der Größe des Top-Polygon ausfallen.
    Laut Thermosimulation funktioniert Beispiel 1 am besten. Bei Beispiel 2 wird der Gesamte Wärmestrom in zwei Richtungen gedrängt. Bei Beispiel 3 sind wohl zu wenig VIAs für volle Bestromung vorgesehen.
    Der Temperaturunterschied zwischen den drei Beispielen beträgt max. 6,3K. Ich würde also sagen alle drei Layouts würden gehen. Wobei Beispiel 2 natürlich auch platztechnisch nicht optimal ist.





    Grüße
    Superfluid

    Guten Morgen Ledsfetz,


    vielleicht hilft dir ja dieser Anbieter weiter:http://imall.iteadstudio.com/o…totyping/im120418003.html


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    Habe selber nie direkt dort bestellt aber über deutsche Zwischenhändler. Macht aus meiner Sicht gerade bei kleinen Platinenmengen Sinn.
    Mit der Größe die ich verlinkt habe müsstest du hinkommen.


    Gruß Flo

    So, bin mal etwas weiter gekommen und einfach mal etwas experimentiert.
    Stromflo hatte mir ein paar zugesendet, Danke dafür.


    Es sollten 2 x 3 Duris in Reihe bei ca. 80-90mA betrieben werden.
    Der LM317 kann das nicht.
    Hier sind 3 Duris zu viel. Es bleibt zu wenig Spannung übrig.
    Erst bei 12,7V kamen 74 mA auf die 3er-Kette.
    Was immer noch zu wenig war, da ich ca 93 mA errechnet hatte.


    Der NUD4001 zeigt sich da besser.
    Errechnet hatte ich hier 87mA.
    84 mA wurden schon bei 11,5V erreicht.
    Der Wert hatt sich auch nicht mehr verändert.
    Hier würden die 3 Duris in Reihe passen.


    Schade das es den NUD nicht bei Reichelt und Co gibt.
    Dadurch ist er nicht so einfach zu bekommen.


    Eine gute Seite habe ich hier gefunden:
    http://www.hanser-automotive.d…heftarchiv/2004/10156.pdf


    Bei 84 mA ist die Wärmeentwicklung noch OK.
    Bei dem Bild hier hatte ich über mehrere Stunden ca 120mA gegeben.
    Die ersten 3 Windungen waren gerade noch so zum Anfassen.
    Der Rest war dann nur noch etwas warm.
    Ist nat. schwer die "Feder" da reinzufummeln, geht aber wenn man genau bohrt.
    In Serie geht das nicht :)
    mfg

    Bei dem Platz der da noch auf der Platine übrig ist, kannst du die Kupferflächen für den Slug noch um einiges vergrößern. Dann sollte das mit der Kühlung auch so klappen.
    Den IC würde ich entsprechend mit allen Out-Anschlüssen belegen. Das verteilt den Strom und sorgt auch hier für eine bessere Entwärmung des Linearreglers. Dabei helfen dann auch größere Kupferflächen.

    Zitat von Kanwas

    Bei dem Platz der da noch auf der Platine übrig ist, kannst du die Kupferflächen für den Slug noch um einiges vergrößern. Dann sollte das mit der Kühlung auch so klappen.


    Da sind sich nicht alle einer Meinung.
    Die einen sagen das bringt nichts, die anderen sagen das hilft schon was......?
    Ich kann die ja mal vergrößern, schadet ja nichts


    Zitat von Kanwas

    Den IC würde ich entsprechend mit allen Out-Anschlüssen belegen. Das verteilt den Strom und sorgt auch hier für eine bessere Entwärmung des Linearreglers. Dabei helfen dann auch größere Kupferflächen.


    Pin 5,6,7,8 sind zusammen herausgeführt. Sieht man nur nicht.



    mfg

    Ich würde unter dem IC eine Kupferfläche für I_out machen, statt für GND. Dann hast du dort direkt an der Wärmequelle (=IC-Beine) eine größere Kupferfläche um die Wärme weg zu bringen und der linke I_out ist nicht viel wärmer als bspw der rechte I_out.


    Zur Kupferfläche für den Slug: Sagen wir es so: Schaden tut es niemals und helfen tut es garantiert - ob die Verbesserung jetzt messbar ist, ist mal ein anderes Thema ^^