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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Lebensdauer-Problem mit LEDs im PKW


Autor: bidi (Gast)
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Hallo Leute!

Ein Freund von mir hat die Glühlampen der Nummernschildbeleuchtung durch 
LED-Sofitten ersetzt.
Nachdem nun schon der 2. Satz kaputt gegangen ist hat er mich um Rat 
gefragt.

Woran könnte das Liegen? Die LEDs sind ja für PKW-Anwendung gedacht, 
also wird der Vorwiderstand schon stimmen und nicht etwa für 12.0V 
ausgelegt sein.

Wie ist das im PKW mit Induktiven verbrauchern? evtl. eine 
Spannungsspitze die beim ausschalten in Sperrichtung auf die LEDs 
schlägt? LEDs vertragen ja keine großen Sperrspannungen.

Wie könnte ich also das Problem lösen? Noch eine 1N4148 in Reihe zu den 
LEDs welche dann eine Induktive Spannung aufnimmt?
Oder eine Z-Diode Antiparallel zu allen LEDs?
Irgend ne RC-Geschichte?

Oder ist die Ursache für das LED-Sterben wo anders zu suchen?

Danke,
bidi

Autor: gast (Gast)
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Warscheinlich werden die zu heiss.

Autor: Roland (Gast)
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LEDs mit Konstantstromquelle betreiben

Autor: Gast (Gast)
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Vielleicht liegt auch ein Konstruktionsfehler vor, wäre nicht das erste 
Mal. Um das zu prüfen könnte man eine Einheit außerhalb des FKZ testen 
oder aber einen anderen Leuchtenhersteller probieren.

Autor: Stefan May (smay4finger)
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LEDs müssen in KFZ immer mit Konstantstromquellen versorgt werden. Die 
12V im KFZ sind alles andere als konstant und können von 10 bis über 14 
Volt alles haben. Außerdem ist die Durchflußspannung auch stark von der 
Temperatur abhängig.

Leider ist der Markt mit Billigprodukten überschwemmt, welche nur einen 
Vorwiderstand, manchmal auch gar nix verwenden. Dort werden dann einfach 
4 weiße LEDs in Reihe geschaltet.

Alternativ kann ein höherer Vorwiderstand verwendet werden, der dann 
aber auch die Helligkeit der LED verringert.

mfg, Stefan.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Ein Freund von mir hat die Glühlampen der Nummernschildbeleuchtung
> durch LED-Sofitten ersetzt.
Darf er das überhaupt?
Oder fährt er nur auf dem Hof spazieren, wg. STVO-Zulassung und so?

Autor: Stefan (Gast)
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Das KFZ-Bordnetz ist so ziemlich das Schlimmste, was man Elektronik 
antun kann. Ohne vernünftige Filterung (LC) und ordentlichen 
Transientenschutz (Suppressordiode, Varistor) würde ich da nix 
dranhängen wollen!

Autor: Stefan May (smay4finger)
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Leider haben diese Lampen oft eine Prüfnummer und sind damit Europaweit 
zugelassen. Geprüft wird z.B. EMV-Verhalten, aber nicht, wie lange die 
Dinger leben.

Ich habe schon einige Rücklichter in Motorrädern auf LED umgerüstet. 
Viele davon sind billiger Chinascheiß, die alle eine Prüfnummer hatten. 
Extremfall war ein Rücklicht, bei dem nichteinmal Vorwiderstände verbaut 
waren. Das Bremslicht erhöhte den Strom durch die LEDs so stark, daß die 
Dinger keinen Monat durchhielten. Ich habe dann meine eigene Schaltung 
in das Rücklicht gebaut, mit Konstantstromquelle. Da außen die 
Prüfnummer aufgedruckt ist, juckt das die Rennleitung wenig.

mfg, Stefan May.

Autor: oszi40 (Gast)
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Quizfrage:
Wieviele Induktivitäten erzeugen eine Abschaltspannung im Bordnetz?

Die Lenzsche Regel (auch Regel von Lenz) ist eine Aussage über die 
Richtung des elektrischen Stromes bei elektromagnetischer Induktion. Sie 
ist nach Heinrich Lenz benannt, der sie 1834 erstmals so formulierte.

@bidi: Obige LED-Beleuchtung befindet sich wohl noch in einer "sehr 
frühen Entwicklungsphase" ? :-)

Erleuchtend oder ergänzend: F.23. Das KFZ-Bordnetz
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23

Autor: tex (Gast)
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Da ich den Link nicht gelesen habe, weis ich nicht ob es schon drinnen 
steht, aber Spannungsspitzen von 600V sind keine Seltenheit im 
KFZ-Bordnetz.

Autor: Peter (Gast)
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also mit dem umrüsten währe ich vorsichtig.

http://www.heise.de/autos/Gebremstes-Zwielicht-Kfz...

Autor: bidi (Gast)
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@oszi40
Gut, wenn du gern den Oberlehrer gibst, dann auch richtig.
Quizfrage: Was ist ein Zitat ohne Quellenangabe?
Eine Verletzung der Rechte des ursprünglichen Autors.

Ich bezog mich übrigens auf die sog. Selbst- oder Eigeninduktion. Diese 
ergibt sich aus dem Induktionsgesetzt welches wiederum aus den 
Maxwellschen Gleichungen resultiert.Der Sachverhalt lässt sich natürlich 
auch mit der Lenzschen Regel erklären.

>Wieviele Induktivitäten erzeugen eine Abschaltspannung im Bordnetz?
Das wollte ich ja von euch wissen. (??)
Über die "Richtung" der Spannung habe ich mich oben geirrt. Das ist aber 
der Fall beim Einschalten der Induktivität. Wobei dies aber durch den 
Innenwiderstand der Quelle keine große Wirkung haben sollte. (?) Beim 
ausschalten Ergibt das dennoch eine Spannungsspitze in Flussrichting der 
LEDs.

@all

Gut, also werde ich mit einer einfachen FET-Konstantstromquelle zum Ziel 
kommen? Oder gibt es da auch Probleme bzgl. der Spannungsspitzen? (bis 
600V wurden genannt)
Ansonsten Varistor? Typ?


Danke,
bidi

Autor: Gast Posti (Gast)
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Hi

@Stefan May
Hast Du einen Schaltplan für Deine Eigenkonstruktion - oder besser, 
würdest Du Diesen veröffentlichen?
Gab es auch Ausfälle, z.B. bei den ersten Selbstbauten, woran hat es 
gelegen?
Reicht eine 0-8-15 KSQ, oder sollte die Schutzbeschaltung auf dem 
dse.faq-Link ebenfalls integriert werden?

Besten Dank

Autor: Stefan (Gast)
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>Ansonsten Varistor? Typ?
Ich würde da lieber 'ne unidirektionale Suppressordiode nehmen.
Gibt's wie Sand am Meer, 600W Standardtype sollte reichen.

Autor: oszi40 (Gast)
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Hallo Bidi,

weil Du es so genau wissen wolltest:
Dann schreibe uns erst mal ALLE Spulen auf, die Du in dem uns NICHT 
genannten Auto findest. Fang bei der/den Zündspulen an und höre bei den 
Festerhebern auf.  Wenn ich dann noch Lust habe, könnte ich Dir evtl. 
einen Tip geben, was jetzt noch falsch ist.  :-)

Bitteschön

Autor: bidi (Gast)
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>Gibt's wie Sand am Meer, 600W Standardtype sollte reichen.

Da ich bisher noch keine Erfahrung mit Suppressordioden haben und nix 
passendes bei Google finden konnte bitte ich dich mir mal einen 
entsprechenden Typ zu nennen.

Danke!
bidi

Autor: ... (Gast)
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LED sind nicht gleich LED.

ich habe in letzter zeit immer öfter und früher led-ausfälle gesehen.
sei es von anzeigen am PC.

oder diese neumodische led-beleuchtung,
die teilweise nicht mal 5 stunden durchgehalten haben.

Autor: Ich (Gast)
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Er meint sicher sowas wie die 1,5KE18CA.

Autor: Gast2 (Gast)
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>Woran könnte das Liegen? Die LEDs sind ja für PKW-Anwendung gedacht,
>also wird der Vorwiderstand schon stimmen und nicht etwa für 12.0V
>ausgelegt sein.

Wenn die Dinger keine E-Nummer haben, dann kann man davon ausgehen, dass 
da gar nichts stimmt - ausser dem Gewinn fuer den Verkaeufer.

Gast2

Autor: Rechner (Gast)
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LEDs sollten bei richtiger Dimensionierung ca. 100kh halten: Bei 50km/h 
Dauerfahrt ergäbe das: 5Gm!
Dein Motor hält so zischen 200..500km.

Liegt wohl an deiner Dimensionierung!

Autor: Stefan May (smay4finger)
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@ Gast Posti

Ich habe bei meinem Motorrad zunächst einen LED-Treiber von Infineon, 
den TLE4242, verwendet. PWM wird durch einen 555 erzeugt (zwei 
verschiedene PWM-Verhältnisse für Bremsen und normales Licht). Diese 
PWM-Schaltung habe ich später durch einen Tiny15 ersetzt, weil das 
weniger Bauteile benötigte. Die Tastverhältnisse sind im EEPROM 
programmiert. Leider brauchte ich ziemlich viele LED-Treiber, so daß ich 
später einen Boost-Schaltregler mit dem Tiny15 aufgebaut habe. Die 
Schaltung habe ich nach der Application-Note von Atmel aufgebaut. Davon 
brauchte ich dann nur noch drei Stück. In meiner neuen Ansteuerung will 
ich dafür einen Mega88 verwenden. Außenbeschaltung belasse ich dabei wie 
beim Tiny15.

Wichtiger als die Schaltung zur Ansteuerung ist die Auswahl der LEDs. 
Ich habe in meinen Rücklichtern SuperFlux von Philips verwendet (HPWT 
MD00). Diese haben einen Abstrahlwinkel von 70°. In meinem Rücklicht 
sind davon 42 Stück verbaut.

Zur Schutzschaltung: Für den Mikrocontroller nach der DSE-FAQ mit einem 
Linearregler (78L05) dahinter, der LED-Zweig wird nur durch eine 
Suppressor-Diode (22V) geschützt.

Haltbarkeit: Ich fahre damit seit Mitte 2007 rum und habe bisher noch 
keinen Ausfall zu beklagen.

mfg, Stefan.

Autor: bidi (Gast)
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>LEDs sollten bei richtiger Dimensionierung ca. 100kh halten: Bei 50km/h
>Dauerfahrt ergäbe das: 5Gm!
jo, sehe ich auch so!

>Dein Motor hält so zischen 200..500km.
Naja... bis jetzt hat der Motor meines KFZ schon 52Gm geschafft. Wäre 
auch schlimm, wenn er nur eine Tankfüllung halten würde. ;-)


>Liegt wohl an deiner Dimensionierung!
Ich habe ja noch gar nix Dimensioniert. Wie gesagt, die fertig gekauften 
LED-Sofitten sind ständig kaputt gegangen.

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Mit richtig dimensionieren Vorwiderständen und einer schnellen 
Seriendiode in Flußrichtung oder einem Brückengleichrichter vor den LEDs 
kann im Kraftfahrzeug überhaupt nichts passieren. Nehmen wir an, der 
Vorwiderstand wird für 20mA LED-Strom bei 12V bemessen, dann sind das 
bei 60V maximaler Spitzenspannung des Bordnetzes gerade mal 100mA, was 
eine LED für einige µs ohne Probleme aushält. Aufgrund der Seriendiode / 
des Brückengleichrichters können keine negativen Pulse zur LED 
durchdringen und alles ist gut. Ein drittes LED-Bremslicht lief an 
meiner vorhergehenden Kutsche 8 Jahre ohne irgendwelche Probleme.

Autor: Jens G. (jensig)
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>>Dein Motor hält so zischen 200..500km.
>Naja... bis jetzt hat der Motor meines KFZ schon 52Gm geschafft. Wäre
>auch schlimm, wenn er nur eine Tankfüllung halten würde. ;-)

Also wenn ich noch des Kopfrechnens mächtig bin, dann brauchste für die 
52Gm bei 100km/h fast ein normales Menschenleben ununterbrochenen 
Fahrens. Ich glaube also nicht, daß dein Motor dies schon gefahren ist 
....

Autor: Stefan (Gast)
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>>Gibt's wie Sand am Meer, 600W Standardtype sollte reichen.

>Da ich bisher noch keine Erfahrung mit Suppressordioden haben und nix
>passendes bei Google finden konnte bitte ich dich mir mal einen
>entsprechenden Typ zu nennen.

Z.B. P6KExA (x steht für die Durchbruchspannung, A uni-direktional)

Autor: bidi (Gast)
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@Stefan
Danke! Damit kann ich arbeiten! :-)

@Jens G.
Ja, :-P Ich denke ich meinte Mega nicht Giga.

Autor: bidi (Gast)
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Sooo.... nochwas.

Jetzt würde ich noch ne Diode in Reihe einbauen, sonst würde die 
Supressordiode ja kurzschließen, falls man die Soffitte falschrum 
einsetzt.
Welche hälte denn jetzt die 600V peak in Sperrrichtung aus?

Autor: Rechner (Gast) (Gast)
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>>Dein Motor hält so zischen 200..500km.
>Naja... bis jetzt hat der Motor meines KFZ schon 52Gm geschafft. Wäre
>auch schlimm, wenn er nur eine Tankfüllung halten würde. ;-)

Hatte wohl auch mühe beim Kopfrechnen.. Sollte wohl 200..500Mm sein.

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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>Welche hälte denn jetzt die 600V peak in Sperrrichtung aus?

600V peak? Ja wohl höchstens an der Zündkerze. Im Bordnetz nie und 
nimmer. Da setzen dann schon ganz andere Spannungsbegrenzer 
(Steuergerät, Schaltelektronik etc.) ein.

Autor: Stefan (Gast)
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>600V peak? Ja wohl höchstens an der Zündkerze.
Die Zündkerze möchte ich mal sehen, die "nur" mit 600V befeuert wird.

>Im Bordnetz nie und nimmer.
Oh doch! Schau Dir mal die Testpulse gemäß ISO7637-2 an!

>Da setzen dann schon ganz andere Spannungsbegrenzer
>(Steuergerät, Schaltelektronik etc.) ein.
Das sind keine Spannungsbegrenzer! Diese Elektroniken müssen selbst vor 
solchen Transienten geschützt werden!

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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>Die Zündkerze möchte ich mal sehen, die "nur" mit 600V befeuert wird.

War auch nur ein Beispiel.

>Oh doch! Schau Dir mal die Testpulse gemäß ISO7637-2 an!

Test ist nicht unbedingt Realität. Du hast im Auto etliche Kabel 
verlegt, die auch in den Trägern verlaufen, die ihrerseits Masse sind. 
Alleine die Kabelkapazitäten verhindern so hohe Spannungsspitzen.

>Das sind keine Spannungsbegrenzer! Diese Elektroniken müssen selbst vor
>solchen Transienten geschützt werden!

Genau, und das tun sie durch Suppressordioden und/oder Varistoren. Sie 
vernichten also Überspannungsspitzen durch "Kurzschluß" ab einer 
gewissen Spannung. Dies wiederum verhindert allzu hohe Spannungsspitzen 
im gesamten Bordnetz. Nicht zu vergessen die Starterbatterie als 
Pufferelement.

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Übrigens hat die Spannung der Zündkerze nichts im Bordnetz zu suchen. 
Höchstens die Störungen, die von dieser Spannung (bzw. der Spule) 
erzeugt werden.

Und deswegen wird man auch keine 600V im Bordnetz finden, wie TravelRec 
schon angedeutet hat.

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Das ist richtig.

Autor: Stefan (Gast)
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>Test ist nicht unbedingt Realität.
Dass bei Vorschriften und Normen gewisse Sicherheitsreserven eingebaut 
sind, versteht sich hoffentlich von selbst. Aber realitätsfremd werden 
diese sicher nicht erarbeitet!

>Genau, und das tun sie durch Suppressordioden und/oder Varistoren. Sie
>vernichten also Überspannungsspitzen durch "Kurzschluß" ab einer
>gewissen Spannung. Dies wiederum verhindert allzu hohe Spannungsspitzen
>im gesamten Bordnetz.
Darauf würde ich mich nicht verlassen... und alle namhaften 
Automobilzulieferer offensichtlich auch nicht!
Aber Du kannst das gerne tun ;-)

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Ich wollte damit nur zum Ausdruck bringen, daß wenn eine einfache 
Schaltung mit Seriendiode und Vorwiderstand mit LEDs im Auto 
funktioniert und das über viele Jahre hinweg, dann kann das Bordnetz 
sooo verseucht und destruktiv nicht sein. Man kann natürlich auch einen 
Würfel voller Filter und Stabilisierungschaltungen vor die LED hängen 
aber wofür? Daß Billigsofitten die Hufe reißen, mag dann sicher nur an 
den Sofitten liegen, nicht an der Einbauumgebung.

Autor: Stefan (Gast)
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>...funktioniert und das über viele Jahre hinweg, dann kann das Bordnetz
>sooo verseucht und destruktiv nicht sein.
Das mag für Dein Auto gelten aber noch lange nicht für die 
Allgemeinheit!

>Man kann natürlich auch einen Würfel voller Filter und
>Stabilisierungschaltungen vor die LED hängen aber wofür?
Nö, 'ne TVS und 'ne Diode reichen dafür... kostet ein paar Cent.

>Daß Billigsofitten die Hufe reißen, mag dann sicher nur an
>den Sofitten liegen, nicht an der Einbauumgebung.
Das würde ich so uneingeschränkt nicht unterschreiben!

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Na jippie.

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