Hallole,
ich muß eine LED, so in der Art um 3-10W auf 20mm-Star, unter sehr engen
Platzbedingungen verbauen und suche einen einfachen Weg, die Temperatur
zu messen und die LED auch automatisch abzuschalten, wenn die Kühlung
nicht reichen sollte.
1. Idee war mit Sensor wie LM35, Komparator, TL431, Mosfet zum Trennen.
Werden schon ein paar Teile
2. Ansatz einfach gleich die LED-Spannung am Komparator auswerten. Ist
ja bekanntlich auch schon "etwas" temperaturabhängig.
3. ???
Wie macht ihr das?
batman schrieb:> Wie macht ihr das?
Gar nicht. Oder eher: gleich von vorn herein ausreichend kühlen...
BTW: wenn man die LED bei Übertemperatur einfach abschalten kann, wofür
könnte die dann gut sein?
> Wie macht ihr das?
Es kommt darauf an, wie die restliche Schaltung aussieht, und wo man
angreifen kann und darf...
Da übertemperaturgeschützte MOSFETs erst bei 200 GradC abschalten,
braucht man wohl mindestens 2 Bauteile, eher 4.
Ein TMP709 lässt sich per externem Widerstand einstellen und schaltet
direkt den MOSFET der die LED abklemmt.
Ein MAX6514 wird im EEPROM programmiert, braucht einen Widerstand als
pull up für den MOSFET.
Ein TL431 kann einen NTC als Spannungsteiler an Ref bekommen, um einen
MOSFET einzuschalten, wenn die Temperatur zu hoch wird, aber benötigt
dazu eine stabile Versorgungsspannung.
batman schrieb:> ... die Temperatur zu messen und die LED auch automatisch abzuschalten,> wenn die Kühlung nicht reichen sollte.
Wenn Licht nicht so wichtig ist: Gleich ausgeschaltet lassen ;-)
Praktischer wäre es wohl, die Leuchte etwas zu dimmen, wenn es mit der
Temperatur eng wird.
Nach Möglichkeit kaltes Licht einschalten!
Wer von vorne herein weiss, dass er Murx baut,dem ist nicht zu helfen.
Kannst ja ein Blinklicht aus der Sache machen .. manche finden das gut
und die Überhitzung bleibt vielleicht sogar aus.
Ueberdenke die Sache und sei kreativ!
Geld für gewollte Überhitzung ausgeben
das hört sich nicht sehr Teutonisch an!
Es gibt immer Alternativen!
Lothar Miller schrieb:>> Wie macht ihr das?> Gar nicht. Oder eher: gleich von vorn herein ausreichend kühlen...> BTW: wenn man die LED bei Übertemperatur einfach abschalten kann, wofür> könnte die dann gut sein?>>> Wie macht ihr das?
Ich bin am überlegen, die unterm Küchenoberschrank angeschraubten
Halogenlampen auf LED umzurüsten. Eine vernünftige Kühlung ist bei
diesen Leuchten nicht möglich. Die werden normalerweise nur kurz
eingeschaltet, wenn man irgendwas aus der Küche holen will. Wenn
man das ausschalten vergisst, würden sie vermutlich zu heiss. Dort
habe ich auch schon überlegt, ob man da eine wärmegesteuerte Rege-
lung einbaut.
Danke für die zahlreichen Teile-Tipps, Leute, die habe ich gesucht. Die
meisten Einfachlösungen werden dann also mehr oder weniger die Funktion
eines Thermostats realisieren, was für die Absicherung in der
Bastelphase auch völlig ok ist. Die Temperatur werde ich ja auch messen
und am Ende alles auf stabile Leistung dimensionieren - so daß die
Schutzschaltung im Normalbetrieb inaktiv bleibt.
Aber mal rein hypothetisch, man hätte dann einen AVR zur Steuerung
dahinter, und der hätte idealerweise auch einen ADC mit differentiellen
Eingängen, könnte man dann meinem 2. Ansatz folgend hier das Verhältnis
von Strom und Spannung der LED auswerten und auf einen
Temperaturschwellenwert prüfen, um bei Überhitzung die LED zu trennen?
batman schrieb:> könnte man dann meinem 2. Ansatz folgend hier das Verhältnis> von Strom und Spannung der LED auswerten und auf einen> Temperaturschwellenwert prüfen, um bei Überhitzung die LED zu trennen?
Theoretisch.
Du müsstest erst mal ermitteln, welche Spannung DEINE LED bei der
Temperatur nahe der Überhitzung und dem gegebenen Strom hat.
Diese eine Exemplar der LED bleibt dann schon reproduzierbar bei dieser
Spannung wenn es so heiss ist.
statementer schrieb:> Die Wärme wird ja nach wie vor im Gehäuse verbraten, nur halt nicht mehr> in der LED, sondern im PTC.
Rate mal, warum der PTC "PTC" heißt. Und dann rechne dir aus, was mit
der Gesamtleistung passiert, wenn bei konstanter Spannung der
Gesamtwiderstand einer Serieschaltung steigt?
n.b. schrieb:> Rate mal, warum der PTC "PTC" heißt. Und dann rechne dir aus, was mit> der Gesamtleistung passiert, wenn bei konstanter Spannung der> Gesamtwiderstand einer Serieschaltung steigt?
Ganz dumm gelaufen wäre es, wenn eine Konstantstromquelle (aka.
LED-Netzteil) dann noch versucht den Strom konstant zu halten... :-o
> Und dann rechne dir aus, was mit> der Gesamtleistung passiert, wenn bei konstanter Spannung der> Gesamtwiderstand einer Serieschaltung steigt?
Ganz so einfach ist es nicht, denn wegen des steigenden Widerstands wird
die Gesamtleistung auch wieder fallen. Und weil PTCs eine recht scharfe
Kennlinie haben, wird dann die LED nicht abgeschaltet, sondern
konstant auf Temperatur gehalten...
Siehe auch diesen fast 10 Jahre alten Artikel:
http://de.tdk.eu/tdk-de/190976/tech-library/artikel/applications---cases/applications---cases/hitzetod-ausgeschlossen/190076
die Idee mit der Spannungsmessung an den LED ist interessant!
Die LED haben einen bekannten, im Datenblatt angegebenen
Temperaturkoeffizienten. Schön ist hier, dass der LED-Strom tatsächlich
konstant und unabhängig von der Temperatur sein wird - bei einem
LED-Treiber wie dem LM3402 wäre das z.B. so. Die übliche Serienschaltung
der LED hilft auch noch mit, weil sich die Spannungen addieren.
Bei einer typischen roten LED ist der Temperaturkoeffiient
beispielsweise -2,2mV/K:
http://www.osram-os.com/Graphics/XPic1/00146398_0.pdf/LS%20M67K%20-%20Mini%20TOPLED.pdf
Jedenfalls bekannt ist er.
Praktisch wird es relativ kompliziert und ungenau werden. Man wird
zuverlässig nur Temperatudifferenzen messen können. Die Schaltung muss
man daher kalibrieren.
Eine relative ungenaue Abschaltung bei z.B. 125°C +-30°C oder so sollte
aber zu schaffen sein.
Ich würde das wie folgt probieren:
- Vorwärtsspannung bei bekannter Temperatur messen
- Auf den Wert die Temperaturdifferenz aufschlagen, das wären bei 100°
und der roten LED z.B. -220mV/LED
Dazu kann man die Spannung am ganzen LED-Strang messen. ein Tiefpass mit
einer Grenzfrequenz von z.B. 10Hz oder darunter ist hilfreich gegen
Störungen durchdie PWM, die Temperatur ändert sich eh nie so schnell.
Abschalten kann man mittels µController oder Komparator.
Ich habe den TK schon zum Abschätzen der Sperrschichttemperaturen von
Transistoren verwendet - UBE bei konstantem Ib. Generell gehts.
MaWin schrieb:> Theoretisch.> Du müsstest erst mal ermitteln, welche Spannung DEINE LED bei der> Temperatur nahe der Überhitzung und dem gegebenen Strom hat.
Die -1,7mV/K gelten m.W. für alle Dioden, sodas man den kritischen
Wert auch errechnen kann. Allerdings stört der zusätzliche Bahn-
widerstand, sodas man die Durchlassspannung wohl eher in den
Pausen einer PWM mit kleinem Strom misst.
WehOhWeh schrieb:> Praktisch wird es relativ kompliziert und ungenau werden. Man wird> zuverlässig nur Temperatudifferenzen messen können. Die Schaltung muss> man daher kalibrieren.>> Eine relative ungenaue Abschaltung bei z.B. 125°C +-30°C oder so sollte> aber zu schaffen sein.
Ja, auf der anderen Seite hat man die absolut direkte Kopplung des
Meßwertes zum Parameter, wogegen ein noch so genauer externer
Thermofühler hier Abweichungen und Verzögerungen prodzuieren muß.
MaWin schrieb:> Theoretisch.> Du müsstest erst mal ermitteln, welche Spannung DEINE LED bei der> Temperatur nahe der Überhitzung und dem gegebenen Strom hat.>> Diese eine Exemplar der LED bleibt dann schon reproduzierbar bei dieser> Spannung wenn es so heiss ist.
Das würde ich auch so machen. Je nachdem wie wichtig die Temperatur ist
kann man das auch für eine ganze Serie machen. Diode sind generell
relativ gute Temperatursensoren.
Konstanten Strom einprägen in die LED und den Spannungsfall über ihr
messen. Die Diodenkurve einer Si-Diode wandert mit rund 2 mV/K.
WehOhWeh schrieb:> Man wird zuverlässig nur Temperatudifferenzen messen können. Die> Schaltung muss man daher kalibrieren.
Und vor Allem: die Vorwärtsspannung ist wesentlich mehr stromabhängig
als temperaturabhängig. Man müsste also zum Messen immer einen
definierten und stabilen Konstantstrom auf die LED schalten. Denn
sonst kann es durchaus sien, dass durch die Erwärmung die Uf sinken
würde, deshalb der (nur durch einen Vorwiderstand erzeugte) Strom steigt
und die Uf wieder anhebt...
Lothar Miller schrieb:> Und vor Allem: die Vorwärtsspannung ist wesentlich mehr stromabhängig> als temperaturabhängig. Man müsste also zum Messen immer einen> definierten und stabilen Konstantstrom auf die LED schalten. Denn> sonst kann es durchaus sien, dass durch die Erwärmung die Uf sinken> würde, deshalb der (nur durch einen Vorwiderstand erzeugte) Strom steigt> und die Uf wieder anhebt...
Ja, allerdings ist diese Voraussetzung ja oft gegeben, weil man ja gerne
Stromquellen nimmt für LEDs. Zumindest dann, wenn man z.b. einen
LED-Treiber wie den LM3402 verwendet.
Dessen Strom hängt nur gering von der Temperatur ab, weil er über den
Feedbackwiderstand festgelegt ist. Ob der Strom ausreichend glatt ist,
müsste man testen.
Da man wegen der hohen thermischen Zeitkonstante gut filtern kann,
könnte das schon funktionieren.
Harald Wilhelms schrieb:> Ich bin am überlegen, die unterm Küchenoberschrank angeschraubten> Halogenlampen auf LED umzurüsten. Eine vernünftige Kühlung ist bei> diesen Leuchten nicht möglich.
Dann ersetz die Leuchten durch was sinnvolles. Die ca. 5 Watt Abwärme,
die bei einer für diese Anwendung ausreichend hellen LED entstehen,
lassen sich problemlos mit einem gar nicht mal so riesigen Kühlkörper
entsorgen.
Die vorhandenen Leuchten enthalten vermutlich einen Reflektor, der kann
entfernt werden, da LEDs eh gerichtetes Licht abgeben. Und dann sollte
auch im Gehäuse einer Leuchte, in der vorher eine 20W-Halogenlampe
werkelte, ausreichend Platz für o.g. Kühlkörper sein.
