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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LEDs defekt mit unerklärlichem Verhalten


Autor: Dominic W. (domwe)
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Hallo zusammen,

ich habe folgendes Problem:

Ich betreibe mithilfe eines Aufwärtswandlers 8 in Reihe geschaltete 
LEDs.

Treiber: 
http://de.farnell.com/linear-technology/lt3465es6-...

LEDs: 
http://de.farnell.com/osram/lrg6sp-cadb-1-1/led-sm...

Den Treiber hatte ich zunächst falsch verstanden. Da im Datenblatt die 
Rede von einem Shutdown-Mode ist, dachte ich die Ausgangsspannung wäre 
im ausgeschalteten Zustand 0V. Aber aufgrund der Schaltregler-Topologie 
ist im ausgeschalteten Zustand die Ausgangsspannung gleich der 
Eingangsspannung (12V). Eigentlich kein Problem, die Durchlassspannung 
der Reihenschaltung ist groß genug, dass die LEDs nicht leuchten. Aber 
warum auch immer verabschieden sich manche LEDs mit der Zeit und weisen 
ein seltsames Verhalten auf:
Betreibe ich den Aufwärtswandler aktiv, leuchten alle LEDs normal, wie 
ich es möchte. Nur schalte ich den Aufwärtswandler ab, wodurch über den 
8 LEDs knapp 12V anliegen, leuchten die meisten ganz leicht und 2 LEDs 
(die defekten) leuchten nicht. Hierbei liegt über den 6 LEDs jeweils 
1,7V an und über den 2 defekten nur 0,9V. Der Strom ist aber überall 
gleich, aufgrund der Reihenschaltung.

Wodurch kommt das?
Und wie kann ich das verhindern?

Vielen Dank!
Gruß Dominic

: Verschoben durch Moderator
Autor: Georg G. (df2au)
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Die defekten LEDs sind teilweise durchlegiert. Bei höherem Strom fällt 
dann genug Spannung ab, damit der noch lebende Rest leuchtet.
Kann es sein, dass du die LEDs überlastest? Probier mal mit halbem 
Strom, dann leben sie länger. Oder du musst sehr gut kühlen.

Autor: Dominic W. (domwe)
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Alles klar, danke!
Es kann sein, dass sie im Einschaltmoment der Spannung Schaden nehmen,da 
sie dann manchmal aufleuchten. Ich bin momentan dabei, das Problem zu 
fixen.
Seltsamerweise haben sich das letzte mal 2 LEDs verabschiedet, als für 2 
Stunden die Spannungsversorgung anlag, die LEDs aber ausgeschaltet 
waren.

Gruß Dominic

Autor: Andreas M. (elektronenbremser)
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Vorwiderstand?

Autor: Peter II (Gast)
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Andreas M. schrieb:
> Vorwiderstand?

bei einer Stromquelle ziemlich sinnlos.

Autor: soul eye (souleye)
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Peter II schrieb:
> Andreas M. schrieb:
>> Vorwiderstand?
>
> bei einer Stromquelle ziemlich sinnlos.

Da lieber Vorinduktivität.

Oder halt das Einschwingverhalten der Stromquelle in den Griff kriegen. 
Die meisten Schaltregler haben eine Softstart-Option.

Autor: Zonk (Gast)
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Dominic W. schrieb:
> Alles klar, danke!
> Es kann sein, dass sie im Einschaltmoment der Spannung Schaden nehmen,da
> sie dann manchmal aufleuchten. Ich bin momentan dabei, das Problem zu
> fixen.
> Seltsamerweise haben sich das letzte mal 2 LEDs verabschiedet, als für 2
> Stunden die Spannungsversorgung anlag, die LEDs aber ausgeschaltet
> waren.
>
> Gruß Dominic

Wie jetzt? Du schaltest die LEDs ab, während der Wandler läuft? Ganz 
schlechte Idee! Die Ausgangsspannung läuft unkontrolliert hoch, 
vermutlich ist am Ausgang noch ein Kondensator, der sich aufläd. Wenn du 
nun die LEDs zuschaltbar, entlädt sich der Kondensator schlagartig über 
die LEDs und Du hast putte LEDs.

Autor: Josef T. (t_joe)
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Mal eine grundsätzliche Frage, weil ich das jetzt aus deiner 
Beschreibung nicht 100% rauslesen kann!
Du schreibst, dass bei aktivem Regler alle acht LEDs normal leuchten und 
bei aktiver Spannungsquelle, aber inaktivem Regler Regler leuchten sechs 
leicht und zwei gar nicht! Jetzt meine Frage, wenn du den Regler wieder 
aktivierst, leuchten dann wieder alle acht?!
Falls das so ist, dann sind LEDs nicht defekt!

Hast schon mal den Strom an den LEDs gemessen, ob du den Regler schon 
richtig eingestellt hast?! Der Regler schafft ja bis zu 340mA und die 
LEDs können nur 200mA ab?!

Ansonsten tippe ich auch auf die Spannungsquelle, obwohl die LEDs auch 
Spitzen von 1000mA wegstecken könnten!

Autor: TK (Gast)
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Wie wärs denn mal mit Deinem Schaltplan?
Evtl. könnte man daraus, ob das Problem nicht doch woanders liegt!
So könnte man dann auch sehen, wie der Regler von Dir beschaltet wurde.

Gruß
TK

Autor: Dominic W. (domwe)
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@ soul eye: Das Bauteil hat einen automatischen Softstart, allerdings 
nur 600 us. Das reicht wohl nicht ganz.

@ Zonk: Warum sollte die Spannung hochlaufen? Beim Aufwärtswandler ist 
die Ausgangsspannung dann nur gleich der Eingangsspannung.

@ Josef: In der Regel gehen dann alle wieder. Manchmal blinken/flackern 
die defekten LEDs dann aber auch. Aber auch wenn sie noch leuchten 
weisen sie im ausgeschalteten Zustand dieses seltsame Verhalten auf.
Den Ausgangsstrom habe ich richtig eingestellt und betreibe die LEDs nur 
mit ca 100 mA.

@ TK: Ich habe den Schaltplan eingefügt. Der Treiber wird von einem 
Steuergerät mittels PWM über einen Tiefpassfilter an CTRL gesteuert. Die 
8 LEDs werden zwischen VOUT und FB in Reihe angeschlossen.

Das Problem ist vermutlich, dass durch Kondensatoren das Steuergerät 
länger buffert als die Leistungselektronik samt Treiberbausteine, 
wodurch die LEDs am Anfang aufleuchten.

Autor: Josef T. (t_joe)
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Wenn alle LEDs bei eingeschaltetem Regler wieder ganz normal leuchten, 
glaub ich nicht, dass die LEDs defekt sind. Ich Vermute, dass bei den 
LEDs die leuchten die abfallende Spannung gerade so reicht um 
durchzuschalten und es für die restlichen eben nicht mehr reicht! Das 
liegt wahrscheinlich an kleinen unterschieden in den LEDs durch die 
Produktion!

Könntest mal testen in dem du die vermeintlich defekten LEDs durch 
andere ersetzt, dann sollten andere LEDs dunkel bleiben! Und zur 
gegenprobe könnte man diese auch wieder zurück tauschen!

Wie gesagt, is nur eine Vermutung, das würde das ganze aber erklären! 
Mit einer kleineren Spannungsquelle sollte das Phänomen weg sein!

Autor: TK (Gast)
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Hallo Dominic,

wenn ich das richtige Datenblatt vorliegen habe, dann sehe ich im 
Schaltplan auf Anhieb einen Fehler:
>Den Ausgangsstrom habe ich richtig eingestellt und betreibe die LEDs nur
>mit ca 100 mA.
Das bezweifel ich dann doch, da R_FB = 200mV/I_LED gilt. Wie hoch ist 
der Strom bei R1=1 Ohm? Richtig - nicht 100mA. (DB S.9 Formel (1))

Könnte schon mal eine Fehlerquelle sein!


Gruß
TK

Autor: Peter M. (r2d3)
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Wie funktioniert denn der Aufwärtswandler ohne Spule?

Autor: TK (Gast)
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>Wie funktioniert denn der Aufwärtswandler ohne Spule?
z.B. gibts da switched capacitor - Schaltungen
Oder bezieht sich die Frage jetzt auf diesen Thread? Dann ist die 
Antwort:
Augen oder Brille auf.

TK

Autor: Richard B. (r71)
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Hast du für die teile über 3 EUR bezahlt?

Peter M. schrieb:
> Wie funktioniert denn der Aufwärtswandler ohne Spule?

Zwischen Pin 5 und 6 sitzt ein Bauteil.
Das ist seine Spule.

: Bearbeitet durch User
Autor: Peter M. (r2d3)
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Danke für Eure Hinweise!

Autor: Dominic W. (domwe)
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TK schrieb:
> Hallo Dominic,
>
> wenn ich das richtige Datenblatt vorliegen habe, dann sehe ich im
> Schaltplan auf Anhieb einen Fehler:
>>Den Ausgangsstrom habe ich richtig eingestellt und betreibe die LEDs nur
>>mit ca 100 mA.
> Das bezweifel ich dann doch, da R_FB = 200mV/I_LED gilt. Wie hoch ist
> der Strom bei R1=1 Ohm? Richtig - nicht 100mA. (DB S.9 Formel (1))
>
> Könnte schon mal eine Fehlerquelle sein!
>
>
> Gruß
> TK

Hi TK,

Die roten LEDs vertragen 200 mA, deswegen hab ich einen 1 Ohm Widerstand 
verwendet: 200mV/1R=200mA
Mit dem Controll-Pin Sorge ich aber dafür, dass sie normalerweise nur 
mit 100mA betrieben werden. Habe dennoch sicherheitshalber gerade die 
Widerstände gegen 2 Ohm getauscht. Was mir jedoch aufgefallen ist:
Im Datenblatt steht, dass die roten LEDs einen Durchlassstrom von 30-200 
mA besitzen.
Kann eine LED aufgrund von zu geringem Strom kaputt gehen?

Gruß Dominic

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Dominic W. schrieb:
> Die roten LEDs vertragen 200 mA
Schon wieder ein Wert aus "Absolute Maximum Ratings". Mit diesen Werten 
rechnet man nicht und man legt schon gar nicht den Arbeitspunkt dort 
hin, sondern man bleibt so weit wie möglich davon weg.

Das ist wie wenn du einen Motor andauernd knapp vor dem roten 
Drehzahlbereich betreibst. Natürlich muss und wird er das aushalten. 
Aber es tut ihm auf Dauer nicht gut (irgendwie logisch...).

Auf jeden Fall musst du dir ganz klar Gedanken zur Kühlung dieser Teile 
machen. Denn wenn du schon mit einem Parameter an der Grenze hängst 
(Strom), dann solltest du mit dem anderen (Temperatur) weit im grünen 
Bereich bleiben...

: Bearbeitet durch Moderator
Autor: Georg G. (df2au)
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Dominic W. schrieb:
> Die roten LEDs vertragen 200 mA, deswegen hab ich einen 1 Ohm Widerstand
> verwendet: 200mV/1R=200mA

Dann rechne doch noch den Fall durch, dass deine LED 200mV weniger 
Durchlassspanung hat (Exemplarstreuung, Temperatur) oder, dass deine 
Spannungquelle um 200mV vom gewünschten Wert abweicht.
1Ohm Vorwiderstand ist sinnlos. Den kannst du auch weglassen und beten.

Autor: Wolfgang (Gast)
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Georg G. schrieb:
> 1Ohm Vorwiderstand ist sinnlos. Den kannst du auch weglassen und beten.

Du hast die Funktion des Widerstand R1 nicht verstanden. Das ist kein 
Vorwiderstand. Wirf mal einen Blick ins Datenblatt vom LT3465.

Autor: batman (Gast)
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Dominic W. schrieb:
> Kann eine LED aufgrund von zu geringem Strom kaputt gehen?

Dann wäre die Lagerung schwierig. :)
Du betreibst die LED bei 200mA an der Grenze und möglicherweise 
kurzzeitig darüber und vielleicht sind die Osram da schnell beleidigt. 
Mit 2 Ohm biste diesbzgl. erstmal auf der sicheren Seite.

Autor: Wolfgang (Gast)
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batman schrieb:
> Du betreibst die LED bei 200mA an der Grenze und möglicherweise
> kurzzeitig darüber und vielleicht sind die Osram da schnell beleidigt.

Guckst du Datenblatt. Da findest du auf S.10 in der Abb. Zulässige 
Impulsbelastbarkeit was genau "schnell beleidigt" für "die Osram" 
bedeutet.

Wenn da z.B. mal über 1ms ein Strom von 500mA fließt, soll sie das lt. 
Datenblatt locker vertragen. Dieser Strom wäre bei TS=25°C sogar mit 
einem Tastverhältnis von 20 Prozent zulässig.

Autor: batman (Gast)
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Und woher weißt du, daß die beim Einschalten nicht länger als 1ms 
brennen?

Autor: Manfred (Gast)
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Wolfgang schrieb:
> Guckst du Datenblatt. Da findest du auf S.10 in der Abb. Zulässige
> Impulsbelastbarkeit was genau "schnell beleidigt" für "die Osram"
> bedeutet.

Da findet sich aber auch eine Definition der Lichtausbeute bei 140mA. 
Die 200mA stehen unter "Maximum Ratings", die hat der Hersteller wohl 
kaum für den Dauerbetrieb vorgesehen.

Bei 140mA überschlage ich um 300mW, das in einem 3x3mm Gehäuse, da muß 
die Leiterplatte die Wärme abführen.

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