[Mitbestellung] 240x9mm Platinen für 14/28 Cree XH-G (24V, inkl PWM-Dimmbarer-KSQ auf der Platine))

[Falk K. (fakrae)]

Hallo Leute,
da in einem anderen Forum mitlerweile die Sammelbestellung für meine 
Platinen anläuft, wollte ich euch auch die Möglichkeit geben, noch mit 
ein zu steigen.

Maße: 240x9mm, in der Mitte teilbar (2x120x9mm)
Material: IMS (Aluminiumsubstrat für Wärmeableitung)
Weißer Löstopplack
pro 120mm Stück 2 Stränge (interlaced) mit je 7 LEDs + 
BCR320/321/420/421
Preis ~3,50€/Stück

Gesamtkosten wenn ihr bei der 
LED-Sammelbestellung(Beitrag "[Mitbestellung] Cree XH-G (3x3mm, >160lm/W, CRI80+/90+)") 
mitmacht:
~8,50€ für Platine und BCRs und 14 LEDs
~13€ für Platine und BCRs und 28 LEDs

Benötigtes Hühnerfutter:
1.) 2-4 BCR (321 für 5V Dimmung, 40ct/Stück bei Reichelt oder 320 für 
24V Dimmung ODER UNGEDIMMT, 67ct/Stück bei hbe-shop.de(Farnell für 
privat))
2.) 2-4 Widerstände 0805, 5R6-8R2, 8-10ct/Stück

Lichtleistung bei 150mA/LED = 7,2W pro Streifen (einfach bestückt= 14 
LEDs):
5000K, CRI80+: bis zu 860 Lumen
2700K, CRI80+: bis zu 750 Lumen
2700K, CRI90+: bis zu 510 Lumen
-> Eine vollbestückte Platine bringt bei 14W für 13€ etwa die Leistung 
einer 100W-Glühbirne

MfG,
Falk


WICHTIG: Ich bestücke die Platinen nicht!

Bestellt wird vermutlich in 1-2 Wochen.

[Julian W. (julian-w)]

Ich würde 4 Platinen nehmen ;) Hab schon im anderen Thread 2*60 LEDs 
geordert.

Versteh ich den Unterschied richtig? BCR321 und BCR320 sind identisch, 
außer das der BCR321 lediglich einen 5V Pegel auf Enable braucht um zu 
schalten und der BCR320 24V?

Wie lötet man eigentlich die LEDs auf die Platine? mittels Heißluft?

[Falk K. (fakrae)]

Genau, das ist der Unterschied ;-) Wer nicht dimmen will nimmt also den 
320 und schließt enable einfach mit Vcc kurz.

Heißluft, Pizzaofen, Cerankochfeld, Dampfphase (wer hat gg) Wobei ich 
bei Heißluft rein instinktiv versuchen würde die Platine generell noch 
etwas zu heizen über eine Kochplatte oÄ, in dem Aluminiumsubstrat 
verteilt sich die Wärme schließlich sehr gut gg

[Julian W. (julian-w)]

Mhhh doof :( Ich hätte nur Heißluft zur Möglichkeit hab aber keinerlei 
Erfahrung damit...

Wenn mir keiner die LEDs auflöten kann würde ich mir das ganze nochmal 
überlegen, nicht das ich am Ende LEDs und Platinen hab aber beides nicht 
zusammen bekomme

[Falk K. (fakrae)]

Achja, wichtig noch: Die Preise sind cirka-Angaben und als Richtwert zu 
sehen. (LEDs zwischen 23 (2700K,CRI90) und 25ct/Stück (2700K,CRI80 und 
5000K,CRI80), BCRs entweder 40ct (BCR321,5V dimmbar) oder 
67ct(BCR320,24V dimmbar/ungedimmt), etc

[Torsten C. (torsten_c)]

Falk K. schrieb:
> Eine vollbestückte Platine bringt bei 14W …

14 W / 24 V = 0,58 mA

Wenn man jetzt z.B. 20 Platinen hintereinander hängen würde, würden 
11,7A durch die Leiterbahnen der ersten fließen.

Was ich fragen will: Wie sind die Leiterbahnen ausgelegt? Wieviele 
Platinen hintereinander sind maximal möglich?

Könnte man das Aluminium der Platine als Leiter nutzen, oder ist das 
vllt. bereits vorgesehen?

Wenn man die Platinen z.B. auf ein Alu-Profil klebt, könnte das Profil 
ja der zweite Pol sein.

[Falk K. (fakrae)]

Das mit den Einheiten hast du nicht ganz richtig gemacht ;-)
14W/24V = 0,58A! (oder 580mA)

Es sind ja verschiedene Widerstände an den BCR möglich/sinnvoll.
Hier kurz eine Übersicht der Leistungen: (7 LEDs)
5R6 = 140mA LED-Strom -  3,36W
6R8 = 120mA LED-Strom -  2,88W
8R2 ~ 105mA LED-Strom -  2,52W
(4R8, 160mA ginge auch, aber dann müsstest du 25V Versorgungsspannung 
bringen (bei manchen Netzteilen kann man das ja ein wenig 
nachjustieren))

Immer die Leistung pro 7 LEDs, also bei einer vollbestückten Platine * 4 
(28 LEDs:
5R6 = 560mA LED-Strom -  13,44W
6R8 = 480mA LED-Strom -  11,52W
8R2 ~ 420mA LED-Strom -  10,98W

(Der folgende Abschnitt geht von 28 LEDs/Platine unt 5R6 als Widerstand 
aus, weniger LEDs oder ein größerer Widerstand können die Menge an 
Platinen deutlich erhöhen (nur 14 LEDs bspw verdoppeln die Menge an 
Platinen))
Die Leiterbahnen sind 1mm breit, also gibt es bei 5R6 etwa 0,12V 
Spannungsabfall pro Platine. Um dem entgegen zu wirken bieten sich die 
lila Punkte auf dem Screenshot der Platine an. Das sind Löcher in der 
Lötstoppmaske (2x0,9mm) durch die sich auf der Platine ein Draht (0,5mm² 
bspw) auflöten lässt um den Stromfluss zu gewährleisten. Ohne Draht 
würde ich bei voller Bestückung und vollem Strom nicht mehr als 2 
Platinen in Reihe schalten, (4 wenn doppelseitig eingespeist wird) weil 
sonst die BCR nichtmehr genau genug regeln können. Wenn du das 
Alu-Profil als Massefläche benutzt könntest du den Spannungsabfall 
halbieren.
Mit einem 0,5mm² Draht hättest du noch einen Abfall von 0,02V und 
könntest gefahrlos 5 Platinen hintereinander schalten. Mit 0,75mm² wären 
6 möglich.

Potentiell könntest du das Substrat als 24V Versorgung und das Profil 
als GND verwenden, aber ich wüsste nicht wie ich das auf der Platine 
begünstigen/vorsehen könnte. Du müsstest in dem Fall wohl in der Mitte 
der Platine (dort wäre etwas Platz) Lötstopplack,und Isolationsmaterial 
mit einem Messer abkratzen und eine Verbindung vom Substrat zu Vcc 
herstellen.

[Julian W. (julian-w)]

Ich und Falk haben schon eine Diskussion bezüglich der Tauglichkeit des 
BCR32x. Daher wollte ich mal euch Fragen was ihr meint ;)

Datenblätter:

LEDs:
http://www.cree.com/~/media/Files/Cree/LED%20Components%20and%20Modules/XLamp/Data%20and%20Binning/ds%20XHG.pdf

BCR320/321
http://www.infineon.com/dgdl/bcr320u_bcr321u.pdf?folderId=db3a30431f848401011fcbf2ab4c04c4&fileId=db3a304324fc7f9a0125204353c942f9

BCR420/421
http://www.infineon.com/dgdl/Infineon-BCR420U-BCR421U-LED-Driver-Rev2.0.pdf?folderId=db3a30431f848401011fcbf2ab4c04c4&fileId=db3a304324fc7f9a01252046582f4302


An jeder LED Fallen etwa 2,9V bei 65mA ab. Macht bei 7 LEDs etwa 20V.
Bei 150mA sind es ~3,2V also um die 23V.
 => Strom:  65mA -> 20V Vorwärtsspannung -> Betriebsspannung etwa 22V
 => Strom: 150mA -> 23V Vorwärtsspannung -> Betriebsspannung etwa 25V

Das heißt wenn man die LEDs mit 150mA betreiben will muss man schon auf 
25V Betriebsspannung gehen.

Der BCR32x verträgt laut Datenblatt (Seite 7) eine "Supply voltage up to 
25 V". Im eingeschalteten Zustand dürfte das kein Problem sein, wenn der 
BCR jedoch sperrt (Enable-Pin ist auf low, Betriebsspannung liegt an), 
dann müsste doch die 25V direkt am BCR anliegen oder (zwischen GND und 
OUT)? D.h. er würde permanent am Limit gefahren was sich sicherlich 
nicht gut auf die Lebensdauer auswirkt.

Daher würde ich den BCR42x nehmen, dieser verträgt bis zu 40V, kann 
jedoch maximal 150mA Strom leiten. Wenn man die LEDs dann mit 130mA 
bestromt müsste doch genug Spielraum vorhanden sein.

Wie seht ihr das? Mach ich hier einen Denkfehler?

Viele Grüße
Julian

[Torsten C. (torsten_c)]

Julian W. schrieb:
> An jeder LED Fallen etwa 2,9V bei 65mA ab. Macht bei 7 LEDs etwa 20V.

Das heißt bei 12 V z.B. dürfte der Strom im Nano-Amperere-Bereich liegen 
und selbst bei absoluter Dunkelheit dürfte kein Licht mehr erkennbar 
sein.

Vorschlag: Ein hochohmiger Spannungsteiler, der die Leerlaufspannung am 
BCR32x auf 12V hält.

Falk K. schrieb:
> aber ich wüsste nicht wie ich das auf der Platine
> begünstigen/vorsehen könnte. Du müsstest in dem Fall wohl in der Mitte
> der Platine (dort wäre etwas Platz) Lötstopplack,und Isolationsmaterial
> mit einem Messer abkratzen

Ich habe mit Alu-Platinen keine Erfahrung und hoffte, dass Du das 
vielleicht weißt. Gibt's denn für die Isolationsschicht zwischen Platine 
und Aluminium auch einen "Layer" im Gerber-File?

[Falk K. (fakrae)]

Nein, die Isolationsschicht ist Prozessbedingt vorhanden, die lässt sich 
nicht aussparen.

Bei 12V liegt der Strom noch im Nanometerbereich, bei 11,8V fließt gar 
keiner mehr. Unterhalb von 1,7V/LED ist eine weiße/blaue LED im 
Leerlauf, siehe Diodenkennlinie. Es ist also in keinem Anwendungsfall 
(außer durch den Kurzschluss von mindestens 3 LEDs) möglich, dass am BCR 
mehr als 16V anliegen, weshalb er nie außerhalb der Spezifikation 
betrieben wird. Im Ausgeschalteten Zustand liegen am BCR 0V an (da die 
LEDs sperren) und im Eingeschalteten Zustand liegen am BCR 1,4V(min 
Overheadvoltage des BCR) - <10,1V an. (10,1V werden auch nie erreicht, 
da selbst bei einem Leerlauf auf dem externen Widerstand einige mA 
fließen, weshalb die LEDs >1,7V haben müssen). Und wenn ich mir das 
Datenblatt anschaue sieht es stark so aus, als ob schon bei 2,5V/LED 
nahezu garnichts mehr fließt. Leider fehlt hier eine komplette 
Diodenkennlinie

Zudem ist eine absolut vergleichbare Schaltung in den Application Notes 
Seite 12 
(http://www.infineon.com/dgdl/BCR320U+Light+Strip+using+half+watt+LEDs+-+AppNote+AN212.pdf?folderId=db3a304313b8b5a60113d4239297042f&fileId=db3a3043294a355801295eb19e3826af) 
angegeben, hier sogar mit 48V.

[Julian W. (julian-w)]

Okay ich denke mal dann sind meine Zweifel ausgeräumt. Hab so einen IC 
noch nie verwendet, aber lieber etwas mehr nachfragen, bevor du Platinen 
bestellst die nicht funktionieren ;)

Bei 4R8 Ohm wäre es also auch möglich das ganze mit z.B. 30V zu 
Betrieben? Dann dürften am BCR321 in keinem Fall mehr wie ~7V abfallen 
oder?

[Torsten C. (torsten_c)]

Falk K. schrieb:
> Im Ausgeschalteten Zustand liegen am BCR 0V an

Nein, der hochohmige BCR und die hochohmigen LEDs bilden einen 
hochohmigen Spannungsteiler. Aber vielleicht liegt am BCR ganz wenig an.

Falk K. schrieb:
> Zudem ist eine absolut vergleichbare Schaltung in den Application Notes

Weil der Strom durch die "gesperrten" ^^ LEDs so gering ist, dass es den 
BCR nicht stört.

Wobei "gesperrt" nicht ganz passt, sie sind ja nicht in Sperr-Richtung 
sondern unter der Durchbruchspannung.

[Falk K. (fakrae)]

Potentiell könntest du es mit !!28!!V betreiben, dann musst du aber 
durch Widerstände die Spannung auf dem Enable-Eingang wieder auf <25V 
bringen.
Warum keine 30V? Weil der BCR nur 1W Abwärme verträgt und die hast du 
bei 160mA und Spannungen >28V leider überschritten. (Schaltverluste noch 
nicht mit eingerechnet)


Ja gut okay, den hochohmigen Spannungsteiler lasse ich gelten, ideale 
Bauteile sind leider sehr selten geworden heutzutage ;-) Ich wähne mich 
aber wegen der ApplicationNote schon in ziemlicher Sicherheit.








ACHJA WICHTIG!!! Was mir grade noch auffällt... benötigte Widerstände 
sind nicht 0805 sondern 0603!!!!

[Torsten C. (torsten_c)]

Falk K. schrieb:
> Warum keine 30V? Weil der BCR ...

Und weil dann wieder die Energiespar-Apostel mit ihrem "LEDs sollten 
eigentlich Energiesparlampen sein" kommen. x SCNR x ;-)

[Julian W. (julian-w)]

Falk K. schrieb:
> Potentiell könntest du es mit !!28!!V betreiben, dann musst du aber
> durch Widerstände die Spannung auf dem Enable-Eingang wieder auf <25V
> bringen.

Ich würde den Enable Eingang auf einen Mikrocontroller legen, der 
entweder gegen GND oder +5V schaltet. In wie fern muss ich dann dafür 
sorgen das der unter 25V liegt? Ist ein PullDown Widerstand sinnvoll?


Ich denk ich werde dann so 27V Versorgungsspannung anstreben. Mit 
Verluste in Kabel etc. sollte dann alles im grünen Bereich sein ;)

[Falk K. (fakrae)]

BCR321: Spannung <4,5V (Also bei 5V uC noch nen 3,3V Logikwandler davor)
Das mit <25V war für die bestimmt, die mit nem 320 arbeiten.

[Julian W. (julian-w)]

Mindestspannung zum Schalten für den BCR321 sind 3,3V oder? Und 12V für 
den BCR320? Damit die 1,2mA Enable Current erreicht werden.

[Falk K. (fakrae)]

Ich würde es als die typische Spannung aus dem Datenblatt lesen.

[Falk K. (fakrae)]

bump

Noch sind die Platinen nicht bestellt und ihr könnt noch einsteigen!

[Moritz A. (moritz_a)]

Falk K. schrieb:
> BCR321: Spannung <4,5V (Also bei 5V uC noch nen 3,3V Logikwandler davor)

Oder einen passenden Widerstand zwischen µC und BCR, so wird es bei LEDs 
ja auch gemacht ;)

Enable Currenty typ 1.2mA nach Datenblatt bei 3,3V, also R auf 1.7V Drop 
auslegen.

[Moritz A. (moritz_a)]

Julian W. schrieb:
> Mindestspannung zum Schalten für den BCR321 sind 3,3V oder? Und 12V für
> den BCR320? Damit die 1,2mA Enable Current erreicht werden.

Fig 3-19 und 3-23 im Datenblatt für den 321, die für den 320 finden sich 
irgendwo darüber.

[Falk K. (fakrae)]

Es lässt sich natürlich auch über einen Widerstand machen... Nur muss 
dann der Widerstand auf jede Applikation getrennt angepasst werden, da 
er ja von der Anzahl der Platinen und ihrer Bestückung abhängt (sind 
schließlich 1,2mA pro verbautem BCR321, was auf einer Platine schon 2-4 
sind)

[Fabian B. (fabs)]

Im Datenblatt ist das ja nirgends explizit beschrieben, aber warum 
sollte man den 320er nicht mit einer PWM am EN beaufschlagen können?
Laut Datenblatt käme ich beim 320er und Ven=5V ja auch schon auf 100mA 
bei Rext=3R.
D.h. der 320er wäre genauso nutzbar, wenn der Strom nicht so hoch sein 
muss.

Gruß
Fabian

[Falk K. (fakrae)]

Der 320er IST per PWM auf Enable dimmbar, keine Frage - Als typische 
Enable-Spannung wird aber 12V angegeben um die entsprechenden Ströme zu 
bekommen, mit 5V Enable-Spannung ist ja bei den 100mA schon Schluss - 
und die meißten wollen die LEDs mit mehr als 100mA bestromen.

Der 320er lässt sich problemlos per PWM dimmen - Wenn man halt ein 
PWM-Signal mit mehr als 10V bringt.

[Falk K. (fakrae)]

bump
ich werde nächste Woche bestellen, wer noch aufspringen möchte, bitte 
schnell ;-)

[Hermann M. (hoppppla)]

Hallo,

gäbe es noch die Möglichkeit, sich zu beteiligen?

viele Grüße,
Hermann

[Falk K. (fakrae)]

Ja, die gibt es noch ;-)

(Da von der LED-Sammelbestellung die WW80 alle versprochen sind, werfe 
ich mal noch die hier 
(http://www.leds.de/Low-Mid-Power-LEDs/SMD-LEDs/Nichia-NS2L757AT-23lm-warmweiss-ohne-Platine-Emitter.html) 
in den Raum - sind zwar nicht so effizient, aber nicht viel teurer)

[Falk K. (fakrae)]

Hey Leute,
heute kam UPS mit den Platinen, hier gibt es mal ein paar Bilder.

Ich hab ein paar mehr bestellt, wer also noch braucht kann immernoch 
welche bekommen.

[Fabian B. (fabs)]

B-Druck hast du Dir gespart?
Könntest du dann nochmal einen ordentlichen Bestückungsplan posten, 
bitte?

Gruß
Fabian

[Falk K. (fakrae)]

Mist, das mit dem B-Druck hab ich eigentlich schreiben wollen... Sorry 
für's vergessen -.-"

Natürlich, ich lege einen entsprechenden Zettel bei ;-) Und stelle den 
auch online, falls ihn wer verliert.

[Falk K. (fakrae)]

So, ich bin heute dazu gekommen ein paar LEDs (von Led-Tech.de gekauft) 
und BCRs auf eine Platine zu löten (Hab nur jeweils 3 in einen Strang 
gesetzt) - Bilder seht ihr hier ;-)

Das "Draht-U" habe ich angebracht damit ich auch einen Pluspol an die 
LEDs anlegen kann.
Dem Betrachter wird zudem sofort das "Geschmotze", die beiden Lötbrücken 
und der vergilbte Lötstopplack auffallen... Ersteres und Zweiteres kommt 
daher, dass ich meine Lötpaste mit einem Zahnstocher aufgetragen habe 
(gg ist aber nicht schlimm, weil die beiden Pins sowieso auf der 
Platine verbunden sind, sind die beiden Out-Pins der BCR) und letzteres 
ist der Tatsache zu schulden, dass es mein erster Reflow-Versuch war - 
und zwar mit der Aluplatine auf einem Kochfeld - ohne Thermometer um die 
Temperatur zu kontrollieren.

Natürlich habe ich es auch gleich angeschlossen... davon gibt es keine 
Bilder weil meine Kamera es sowieso nicht einfangen könnte, aber es ist 
krank hell... selbst mit den 6 LEDs bei 150mA

[Torsten C. (torsten_c)]

Falk K. schrieb:
> mit der Aluplatine auf einem Kochfeld

Sorry, falls das hier zu off-topic wird. Hast Du Sand o.ä. verwendet, 
oder lag die Platine direkt auf einem Ceran-Kochfeld? Ich will das in 
den nächsten Tagen auch versuchen, aber mit FR4.

[Falk K. (fakrae)]

Ich hab nen altes Kochfeld (also tatsächlich mit Kochplatte, kein Ceran 
^^) verwendet und darauf nen 5mm Alublech gelegt um die Wärme 
gleichmäßiger zu verteilen, dann darauf die IMS-Platine.
Mit FR4 oÄ würde ich das aber nicht machen, da ginge mir die 
Wärmeleitung nach oben hin nicht schnell genug für das heiße 
Aluminiumblech, da würde ich entweder nen Abstandshalter (überflüssige 
1206 Widerstäne oÄ) oder tatsächlich Sand nehmen. (Zwischen das Alublech 
und die Platine)

[Falk K. (fakrae)]

Nächste Nachricht: Ich habe heute alle Pakete raus geschickt, die keine
WW90 enthalten. Wenn also jemand bis Samstag keine Post bekommen hat und
glaubt dass das anders sein sollte -> Melden!
Ich werde hier morgen einen Bestückungsplan online stellen,
für die, denen der Schaltplan nicht ausreicht ;-)

[Falk K. (fakrae)]

So, hier der Bestückungsplan - Ich hoffe der ist so verständlich (hab 
noch nie einen machen müssen)


(Lötbrücken an den BCR sind keine Absicht aber egal, sind auf der 
Platine sowieso verbunden)
Zu Beachten ist noch, dass D7 und D14 die selbe Orientierung haben, aber 
sie anders ist zu allen anderen Dioden (siehe Layout oder auch einfach 
Lötpads^^)
Zusätzlich: In der Mitte der Platine sind die Leiterbahnen nicht 
verbunden, hier ist pro Anschluss eine kleine Drahtbrücke nötig (damit 
es keinen versehentlichen Kurzschluss mit dem Substrat gibt, wenn man 
die Platine trennt) - nachdem ich jetzt 10 Platinen gelötet habe hätte 
ich es anders gemacht, aber es ist auch nicht arg schlimm ^^

Datenblatt zu den BCR: 
http://www.infineon.com/dgdl/bcr320u_bcr321u.pdf?folderId=db3a30431f848401011fcbf2ab4c04c4&fileId=db3a304324fc7f9a0125204353c942f9

[Torsten C. (torsten_c)]

Hallo Falk,

ich brauche "min. CRI 80" kaltweiss auf Star-Platinen.

Hast Du einen Tipp, wo ich Star-Platinen für die bestellten XH-G 
anfertigen lassen kann?

Für die XM z.B. habe ich welche gefunden:

http://www.led-tech.de/de/High-Power-LEDs-Cree/CREE-XM-Serie/CREE-XM-L-T6-auf-Star-LT-1734_120_170.html

... aber nicht für die XH-G. Da bleibt wohl nur: Selbst machen lassen.

Oder hat sonst jemand einen Tipp?

Gern auch als PN, damit's hier nicht OT wird.

Zur Not bestelle ich FR4 bei Jakob, dann betreibe ich die nur mit 60mA.

VG Torsten

[Fabian B. (fabs)]

Hat jemand sonst mit der Zuverlässigkeit der BCR Probleme?

Ich habe jetzt immer wieder den Fall das an einzelnen Streifen eine 
LED-Gruppe einfach nicht angeht oder zeitweise(!) flackert.
Das Problem ist bisher nicht zuverlässig reproduzierbar, aber da die 
LEDs einzeln gemssen, oder auch direkt über eine KSQ versorgt i.O. sind, 
tippe ich auf die BCR...

Stromversorgung war sowohl ein lineares Labornetzgerät als ein Meanwell 
AC/DC Schaltnetzteil, das jetzt meine Deckenlampe versorgt.

Gruß
Fabian

[Fabian B. (fabs)]

Kleine Ergebnispräsentation:
 nachdem ich jetzt auch die richtige Streuscheibe bekommen habe ist 
meine neue Arbeitszimmerlampe nun fertig und installiert.

 4x (1/2)-Streifen auf U-Profil, Gesamtleistung ca. 28W
 Netzteil Meanwell AC/DC 24V / 2,2A (ja, etwas overpowered)
 Enable über LM1086-3.3

Helligkeit: mindestens doppelt so hell wie mein 100W Glühobst vorher und 
sehr viel Tageslichtähnlicher. Ich muss mich aber auch erstmal dran 
gewöhnen.

Gruß
Fabian