Sammelbestellung IMS Platinen (240x9mm) für Nichia 757 oder Cree XH-G (bis zu 1900 Lumen bei 4x150mA, 24V, 126lm/W) NEUE DATEN

    Daten aktualisiert! Die Platinen sind jetzt 2xweiß


    Guten Morgen,
    da ich in nächster Zeit auch einige LED-Projekte angehen wollte, habe ich mich mal an KiCAD gesetzt und ein Layout für Nichia 757 und Cree XH-G LEDs entworfen.
    Die Platine hat die Maße 240x9mm um auch gut in Profil-8 (bspw smt-Montagetechnik) Aluprofile zu passen und ist in der Mitte teilbar. Jede halbe Leiterplatte bietet Platz für 2 parallelen Stränge mit 2x7 LEDs (bei 1000 Stück Abnahme <25ct/Stück) und einer BCR um bspw Warmweiß und Kaltweiß parallel zu bestücken. Zusätzlich sind gezielt Löcher in die Lötstoppmaske gesetzt worden um direkt über die Platine VCC und GND zum Ende zu leiten. Dadurch werden bei minimalem Arbeitsaufwand Leitungsverluste minimiert (siehe lilane Felder auf dem Screenshot)


    Ein ähnliches Layout habe ich zum Testen mal in FR4 fertigen lassen, aber da selbst bei einfacher Bestückung (damals noch 8 NS2L757AT@65mA/14cm) das FR4 Material doch sehr warm wird, würde ich gerne das Layout auf Metallsubstrat (IMS) fertigen lassen.


    Ich hätte gerne etwa 50 Platinen, will dafür aber nicht viel mehr als 150€ ausgeben - Dieses Ziel hätte ich bei 100 bestellten Platinen (2,87€/Stück) erreicht, wenn wir auf 150 Platinen kommen wären sogar 2,37€/Stück drin. (weißer Löstopplack, kein Bestückungsdruck)


    Ich habe unten einige Bilder vom Layout angehängt (maximal 12cm Stück wegen Bildschirmauflösung) und stelle auch gerne auf Nachfragen die KiCAD Dateien zur Verfügung - Gerber habe ich angehängt (Layout.zip).



    Ich habe für die XH-G einen Distributor gefunden, der die LEDs für <25ct/Stück anbietet. Dafür sind allerdings Abnahmen im 1000er Pack notwendig. Ich setze dazu einen weiteren Thread in den Marktplatz (Sammelbestellung Cree XH-G 5000K, CRI80 und 2700K CRI90).
    Effizienz bei 65mA 5000K CRI80: 162lm/W
    Effizienz bei 65mA 2700K CRI90: 96lm/W
    (Tj=25°C, aber da die meißten Hersteller das so angeben...)



    Für Anmerkungen, Kommtare und Bestellungen bin ich dankbar,
    Fakrae


    Ich setze den selben Post auch ins blaue Forum wegen der Nichia 757 und versuche dann die Liste zu synchronisieren.




    Hi, gibt es schon andere Interessenten? Ich hätte prinzipiell Interesse an c.a. 20 Stück, aber der Stückpreis wäre mir mit 3,09€ noch zu teuer, die Nichia kosten ja auch noch was. Gibts eigentlich auch eine Sammelbestellung der LEDs bei den blauen? Bei 0.19€ ab 5000 Stück ist das Ganze natürlich wieder attraktiver :D


    Heißt IMS = Aluplatine?

    Zitat von Fakrae

    aber da selbst bei einfacher Bestückung (8 NS2L757AT@65mA/14cm) das FR4 Material doch sehr warm wird

    Hast du die Platine alleine betrieben oder war die Platine auf einem Profil befestigt?


    FR4 mit montiertem Profil sollte von der Kühlleistung eigentlich ausreichend sein. Da könnte man dann bei der Platine sparen. Ohne Profil kann man die Platine dann immer noch mit einem geringerem Strom betreiben. Dafür braucht man dann ja nur die Widerstände anpassen.


    M.M.n. kann man auch die Kupferflächen an den LEDs noch etwas optimieren um die Wärme besser zu verteilen. Als Alternative könnte man auch auf 70µ Kupfer gehen.

    Ja, IMS ist Aluminium ;)


    Bisher gibt es keine anderen Interessenten... Ich designe grade eine alternative Platine die die Möglichkeit bietet, 7 LEDs/Strang/14cm (für höhere Spannungen/Ströme) zu besetzen mit 3 Strängen (2x757/XH-G + 1 PLCC6/RGB) wobei davon nach belieben 2 bestückt werden können (Also entweder 1x757/XH-G + 1xPLCC6 oder 2x757/XH-G) - Vielleicht gibt es dafür ja mehr Interessenten... Das Layout sieht zwar wegen der Notwendigkeit für Single-Layer unglaublich unordentlich aus, müsste aber gut funktionieren... Wenn ich das fertig habe stell ich's mal rein, dann darf jemand drüber schauen *grins*


    iceananas: Wäre die Platine eventuell auch was für dich? Wird zwar etwas weniger Effizient, dafür aber heller und flexibler.


    Sammelbestellung für 757 ist aktuell keine geplant, aber ich warte noch auf ein Angebot was die XH-Gs kosten, wenn man davon 1 oder 2 Tausend nimmt... Hab gehört, dass dort das Warmweiß schöner aussieht.


    Im Versuch wurden sie ohne Profil betrieben, aber nach etwa 1min war die Rückseite schon nicht mehr angenehm zum Anfassen, da hab ich dann doch Angst um meine Chips bekommen. Aber wenn die Kühlleistung mit einem Profil ausreichen würde wäre die Frage noch, wie es aussieht mit 100mA Strom oder einer XH-G mit 200mA Strom. Und wenn ich auf 70um Kupfer gehe lande ich schon fast beim Preis für IMS (das ja von der Kühlleistung in ner ganz anderen Liga spielt, oder?)
    Die Optimierung der Kupferfläche und der Schritt zu 70um bringt hauptsächlich was für die Wärmeableitung nach oben, oder? Würde mir also in einem U-Profil mit Endlighten-Abdeckung und ohne Luftzirkulation kaum einen Vorteil bringen?


    Danke aber für den Hinweis.

    So ein Aluprofil verbessert die Wärmeableitung enorm.


    Der Wärmewiderstand einer Leiterplatte liegt irgendwo bei 3 - 5 K/W.
    Die Optimierung der Kupferflächen bringt erst mal eine generell bessere / schnellere Wärmeableitung / -verteilung auf die gesamte erschlossene Fläche. Dadurch wird auch die Wärmeableitung durch das Platinenmaterial zum Aluprofil verbessert.
    70µ Kupfer wird spätestens auch dann interessant, wenn du mehrere Platinen durchverbinden willst. Rechne dir mal den Spannungsabfall über mehrere Platinen aus. ;)

    Ja... Das ist ein bisschen das Problem bei meinem Layout... Da ich aktuell (neues Layout) mit Leiterbahnbreiten von 0,35mm arbeite (Masse 2x0,35mm) würde ich davon auch nicht mehr als 2-3 Platinen hintereinander setzen bevor ich anfange von der anderen Seite her neu einzuspeisen. Aber wenn ein Projekt mal mehr als 90cm in einer Dimension hat, findet sich in der Regel auch eine Möglichkeit dort erneut einzuspeisen.


    Gegenüberstellung am Beispiel Eurocircuits:


    IMS, 35um Kupfer, weißer Lötstopplack oben, kein Bestückungsdruck:


    50 Leiterplatten
    7 Arbeitstage
    Brutto*
    € 4.46
    € 223.09


    100 Leiterplatten
    7 Arbeitstage
    Brutto*
    € 3.09
    € 308.85


    150 Leiterplatten
    7 Arbeitstage
    Brutto*
    € 2.60
    € 389.93



    FR4, 70um Kupfer oben und unten, weißer Lötstopplack oben, grüner unten (für Isolierung), kein Bestückungsdruck:


    50 Leiterplatten
    7 Arbeitstage
    Brutto*
    € 6.09
    € 304.60


    100 Leiterplatten
    7 Arbeitstage
    Brutto*
    € 3.49
    € 4.15
    € 415.44


    150 Leiterplatten
    7 Arbeitstage
    Brutto*
    € 3.28
    € 491.86



    FR4, 35um Kupfer oben und unten, weißer Lötstopplack oben, kein Lack unten, kein Bestückungsdruck:


    50 Leiterplatten
    7 Arbeitstage
    Brutto*
    € 4.38
    € 218.77


    100 Leiterplatten
    7 Arbeitstage
    Brutto*
    € 3.13
    € 313.02


    150 Leiterplatten
    7 Arbeitstage
    Brutto*
    € 2.65
    € 398.24





    Ich habe Folien gefunden mit einer Gegenüberstellung IMS - FR4 (Duallayer, 70um, thermische Vias) wo die beiden Konstellationen ohne Kühlkörper auf nahezu identische Werte kommen, mit Kühlkörper hat IMS logischerweise FR4 deutlich hinter sich gelassen.
    Und bei der Preisgestaltung von oben und dem einzigen Vorteil von höheren Strömen beim 70um Kupfer... (Natürlich lassen sich die Werte von anderen Platinenherstellern noch etwas anpassen - Leiton bspw will für diese Konstellationen jeweils ~25% mehr)
    Die IMS von Eurocircuits und Leiton werden mit 1,3W/mK angegeben.


    Aktuell liebäugel ich damit, die XH-G mit 200mA zu bestromen, das sind dann etwa 4,5W auf 7 LEDs auf 14cm. Das ist beim neuen Layout definitiv nicht machbar ohne IMS, beim alten eventuell durch Optimierung der Flächen.




    Edith entschuldigt sich für das Layout, das Forum will meine schönen Tabellen nicht akzeptieren...

    Zitat von Fakrae

    Bisher gibt es keine anderen Interessenten... Ich designe grade eine alternative Platine die die Möglichkeit bietet, 7 LEDs/Strang/14cm (für höhere Spannungen/Ströme) zu besetzen mit 3 Strängen (2x757/XH-G + 1 PLCC6/RGB) wobei davon nach belieben 2 bestückt werden können (Also entweder 1x757/XH-G + 1xPLCC6 oder 2x757/XH-G) - Vielleicht gibt es dafür ja mehr Interessenten... Das Layout sieht zwar wegen der Notwendigkeit für Single-Layer unglaublich unordentlich aus, müsste aber gut funktionieren... Wenn ich das fertig habe stell ich's mal rein, dann darf jemand drüber schauen *grins*


    iceananas: Wäre die Platine eventuell auch was für dich? Wird zwar etwas weniger Effizient, dafür aber heller und flexibler.

    Nunja, kommt auf das Endergebnis an :P Ich bin nicht wirklich interessiert an RGB, ich brauche eine Lösung für das Wohnzimmer, da ich ab dem 1. Oktober in eine größere Wohnung (als meine jetzige, was nicht sonderlich schwer ist..) einziehe und was ordentliches haben will. Da kam deine Lösung mit zwei parallel schaltbare Stränge für KW/WW eigentlich gerade recht. RGB mag ich mittlerweile, wenn überhaupt, nur noch mit WS2812 :)


    Auch finde ich 200mA nur mit einem Vorwiderstand etwas bedenklich, da kann man gleich diese kleinen Infineon KSQs (wie heißen die nochmal?) einsetzen.


    Edit: Ich favourisiere bei diesen Preisen auch eindeutig IMS.


    Edit2: Diese KSQs waren gemeint (bisschen runterscrollen für Mid-Power KSQs) http://www.infineon.com/cms/de…112ab681d0112ab6b15d7070e

    Zitat von iceananas

    Auch finde ich 200mA nur mit einem Vorwiderstand etwas bedenklich, da kann man gleich diese kleinen Infineon KSQs (wie heißen die nochmal?) einsetzen.

    Das kam mir auch in den Sinn. Die KSQs sind BCR420 bzw 320.

    Wegen der Optimierung der Kühlfläche:


    Aktuell habe ich es ja eher wie die rechte Seite des Bildes - Wärmeleitung wird bei der linken Seite schon besser sein und mit Lötstopplack sollte es da auch beim Löten kein Problem geben, oder? Obwohl die Kupferfläche jetzt durchgängig ist?


    Die Treiber wären BCR320 und BCR420, oder? muss ich mir mal genauer anschauen ;)


    Edit: Mist, da warst du schneller *gg*
    Edit2: Weiß jemand warum der graue Rand um mein Bild so groß ist?



    Edit3: Prinzipiell wäre das tatsächlich eine Idee... Aber ich kann die BCRs ja nicht über ein PWM auf der Versorgungsspannung dimmen, oder? Das hieße, ich bräuchte einen weiteren Anschluss für Vcc auf meiner Platine... Der Anschluss wäre machbar, aber ich glaube nicht, dass ich noch eine weitere Leitung an den ganzen LEDs vorbei bringe... Leider ist mittlerweile die Anforderung tatsächlich auf meißtens Weiß, häufig RGBW und hin und wieder Weiß-Weiß gestiegen... Meine Schwester (zieht auch am 1. Oktober um und wird einige Lampen bekommen die aus diesen Platinen bestehen) muss unbedingt in der Lage sein, das Wohnzimmer etwas einzufärben -.-" (Das zweite Bild zeigt wie es aktuell um den Platz der Leiterbahnen bestellt ist... Beschriftung von oben nach unten: Versorgung-R,Vg,Vb, 3xVerbindung der PLCC6/sekundären 757/XH-G,GND,Verbindung der primären 757/XH-G, Versorgung primäre 757/XH-G und nochmal GND)

    Hui, ganz schön voll :)


    BCR320/420 sind ja lineare KSQs, ich wüsste eigentlich nichts, was dagegen spricht sie mit pulsmodulierter Versorgungsspannung zu dimmen? Es gibt zwar eine Variante mit extra PWM Eingang (BCR321/421), da bräuchte man wirklich noch eine Leiterbahn, aber wenn ich mir das Datenblatt anschaue, spricht eigentlich nichts gegen die erste Variante.


    Ansonsten finde ich deine jetzige Lösung nicht schlecht. Ich vergas, dass WS2812 auch in PLCC6 Package sind und man könnte sie auf dieser Platine auch einsetzen 8)


    Die freien Flächen um die "primären" 757/XH-G könntest du ja noch mit Leiterbahnen "auffüllen", die die Wärmeverteilung zu verbessern.

    Joah, ist gut bevölkert das Stück Metall ^^ Die freien Flächen werden natürlich noch aufgefüllt, sowohl die großen Flächen an den primären als auch an den sekundären weißen.


    Primär und sekundär, weil bei den sekundären ja die Kupferfläche doch ein Stück kleiner ist, hier würde ich bspw Kaltweiße LEDs bestücken, da die zum einen weniger Leistung brauchen für die gleiche Helligkeit und zum anderen von dieser Leistung ja auch weniger verheizen... XH-G Beispiel bei Tj=60°C
    100mA 2700K CRI 95: 25,1lm, 84lm/W
    100mA 5000K CRI 80: 41,2lm, 138lm/W
    60mA 5000K CRI 80: 25,7lm, 151lm/W


    Zu der linearen KSQ... Ist schon etwas länger her im Studium, aber der einzige Vorteil den die gegenüber Widerständen haben ist doch, dass die Eingangsspannung variabel ist, oder nicht? In beiden Fällen wird die entsprechende überschüssige Leistung/Spannung in Wärme verwandelt, im Widerstand in Abhängigkeit von U und I, in der KSQ nur von U_in mit konstantem I, richtig?
    Da bei 7 LEDs in Reihe schon ein sehr unglücklicher Zufall eintreten muss, damit ein Strang sichtbar heller/dunkler als ein anderer ist, sehe ich keinerlei Vorteil an der KSQ?



    Wegen WS2812... Ich fürchte die sind zwar im PLCC6, aber die Verschaltung ist gänzlich anders... und zwar so anders, dass ich da keine Verdrahtung für hinbekomme.


    Edit: aber wenn ich mir die neuen WS2812B anschaue könnte ich schwach werden und das Layout nochmal umschmeißen... Vorallem, weil ich dann ja nurnoch 4 Pins bräuchte (größere Pins) und 2 Leitungen weniger durch die Gegend schleifen müsste... Aber da die mindestens 3,5V brauchen passen nurnoch 6 davon in Reihe bei 24V

    Ein Vorteil der BCR KSQ ist, dass der IC auch PTC Eigenschaften hat. Mit höherer Temperatur reduziert der IC den LED Strom leicht.


    Bei einer thermisch knappen Auslegung kann dir der AP der LED nicht wegrennen.

    Wenn allerdings die Wärme erst einmal im Aluminiumsubstrat ist (um von dort bei der KSQ an zu kommen, die Wärmeleitung der einzigen leitenden Verbindung (KSQ - erste LED) fällt wohl kaum ins Gewicht, schließlich ist die Kathode der LED als thermisches Pad gedacht), wird sie dank Profil oder KK sowieso abtransportiert - also ist die einzige wirkliche Wärme, die die KSQ erfährt, ihre eigene.
    Oder hab ich da jetzt einen Denkfehler drin?

    Zitat von Fakrae

    Wegen WS2812... Ich fürchte die sind zwar im PLCC6, aber die Verschaltung ist gänzlich anders... und zwar so anders, dass ich da keine Verdrahtung für hinbekomme.

    Stimmt, die Datenleitung müsste durchgehend in Reihe geschaltet werden. Bei deinem jetzigen Design müsste man per Drahtbrücke ö.ä. nachhelfen


    Zitat von Fakrae

    Wenn allerdings die Wärme erst einmal im Aluminiumsubstrat ist (um von dort bei der KSQ an zu kommen, die Wärmeleitung der einzigen leitenden Verbindung (KSQ - erste LED) fällt wohl kaum ins Gewicht, schließlich ist die Kathode der LED als thermisches Pad gedacht), wird sie dank Profil oder KK sowieso abtransportiert - also ist die einzige wirkliche Wärme, die die KSQ erfährt, ihre eigene.
    Oder hab ich da jetzt einen Denkfehler drin?

    Die Wärme bewegt sich dort hin, wo es kühl ist :P Es stellt sich ja irgendwann ein thermisches Gleichgewicht ein, wenn die LEDs Wärme abgeben, kriegt die KSQ auch was davon ab.

    Nichtnur müssten die Datenleitungen in Reihe geschaltet werden, auch die Stromversorgung... Hier kommst du mit einfachen Drahtbrücken nicht weiter, schließlich wird aktuell die Stromversorgung mit den Datenleitungen kurz geschlossen etc...


    Natürlich geht die Wärme dort hin, wo es kühl ist *gg* nur sollte bei einem montierten KK/Profil NIEMALS der Fall eintreten, dass die KSQ (die ja selbst nicht wenig Abwärme produziert) kühler ist als das Aluminiumsubstrat, denn um das auf dieser Fläche zu erwärmen sind schon mehr als die paar LEDs nötig.