Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LED Treiber für COB LED


von Ronny A. (roninr1)


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Hallo,

Bin das erste Mal hier une komme aus Luxemburg. Auf die Seite bin ich 
gestossen nachdem ich nach SMD löten gesuchte habe.

Ich brauche Hilfe bei folgender Schwierigkeit da ich sehr wenig 
Elektrokenntnisse habe.

Ich bin dabei einen Led Strahler zu reparieren und es hat sich 
herausgestellt dass von 2 identischen Modellen mit 50W COB LED eine 
flackert und die andere gar nicht mehr angeht. Die werkseitig 
eingebauten Netzteile sind 1.5A 32-36VDC für 50W. Anfangs dachte ich nur 
die Led Chips seien kaputt weil ich Spannung an den Chips habe und somit 
die Netzteile ausgeschlossen habe. Wollte mir jetzt was qualitativ 
Hochwertiges besorgen und neue SMD COB Led chips von Cree einbauen, zb 
sowas:
https://www.mouser.lu/ProductDetail/Cree-Inc/CXA2530-0000-000N0HU257F?qs=sGAEpiMZZMu4Prknbu83yx7PpVbn5Yo%2F4Rxq6uJPcVEqpjhtzXS3Sw%3D%3D

Mich macht jedoch stutzig dass ich an beiden LED chips 40-42V gemessen 
habe und denke mir dass dies vielleicht zuviel war für die vorhandenen 
Chips und potentiel auch zuviel für die im Link beschriebene Cree die 
eine Durchlassspannung von 37V hat.

Cree:
If - Durchlassstrom: 800 mA
Vf - Durchlassspannung: 37 V
Nennleistung: 61 W

Ich kann zwar Ersatz Led chips für ein paar Cents bei A... bekommen 
würde aber lieber gleich ein anständiges Netzteil und Chips verbauen.

Bei den 3 Werten der Cree sind das jeweils Maximalwerte die ich 
berücksichtigen muss bei der Wahl des Netzteils ? Bei der Nennleistung 
kann ich ja wohl überdimensionnieren (+-75W Netzteil) aber was ist mit 
den beiden anderen Werten ?

Danke an alle für die Hilfe !

Wenn jemand nen tollen Chip kennt im Format +- 24mmx24mm der die 42V, 
max.50W verträgt mache ich gerne noch einen Versuch mit vorhandenem 
Netzteil. Sollte über 5000K und >3600lumen haben. Ich bin bei all den 
Herstellern verloren und habe  keine Ahnung wer was anständiges bietet.

: Verschoben durch User
von Stefan F. (Gast)


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Wenn alles richtig läuft, dann sorgt das Netzteil für eine bestimmte 
Stromstärke (passend zur LED) und die Spannung ergibt sich dann von 
alleine.

Dein Lösungsansatz, eine LED mit passender Spannung zu suchen, kann 
nicht funktionieren. LEDs betreibt man mit einer festen Stromstärke, 
nicht mit einer festen Spannung. Das darfst du nicht mit Glühlampen 
verwechseln!

Wenn die Werksseitig eingebauten Netzteile wirklich eine konstante 
Spannung abgeben, dann ist das Gerät von Anfang an eine 
Fehlkonstruktion. Da macht eine Reparatur keinen Sinn, denn die neue LED 
wird wieder schnell kaputt gehen.

Am besten besorgst du Dir bei einem LED Fachhändler eine LED und ein 
dazu passendes Netzteil. Falls das teurer ist, als der ganze Strahler, 
dann kaufe einen neuen Strahler.

von Andreas (andreas_b157)


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Hallo,

ich bin ebenfalls auf der Suche nach ~50W COB LEDs mit passendem 
Netzteil.
Ich habe ca 10 defekte Strahler gekauft welche ich nun langlebig 
aufrüsten möchte.

Die Strahler die man fertig kaufen kann haben wohl alle Netzteile mit 
1500mA. Die Chips sind damit im Dauerbetrieb scheinbar immer Überlastet. 
Außederm sind die Chips die man über diverse Versandhäuser kaufen kann 
scheinbar alle mehr oder weniger "Ausschuss".Einzelne LEDs sind bereits 
defekt, oder haben eine große Streuung, was man in zahlreichen Youtube 
Videos sehen kann (Wenn man den Strom langsam hochfährt gut zu sehen).

Wenn man bei Mouser mal sucht bleiben im unteren Preissegment eigentlich 
blos noch die diversen Cree Xlamps Serien übrig. Welche von Seoul sind 
deutlich teurer. Bei mir hat der Ausschnitt im Reflektor 24x24mm was die 
Suche weiter einschränkt.

Du hast einen Chips CXA2530 rausgesucht, welcher laut Datenblatt bei 
800mA um die 37 Volt braucht. Ergibt eine Leistung von 30 Watt und macht 
dann laut Datenblatt 3600 Lumen.

Vielleicht kann man aber in das Gehäuse auch einen Chip eine Nummer 
größer Einbauen, also CXA2540. Der hat bei 1100mA 36V was 40Watt ergibt.

Ich habe mal diesen hier näher ins Auge gefasst, ist wohl einer der 
günstigsten:

https://www.mouser.de/ProductDetail/Cree-Inc/CXA2540-0000-000N00W40E3?qs=sGAEpiMZZMu4Prknbu83y6noNGF7VgVo2kRvablqBIA%3D

Somit fehlt noch der passende Treiber. Hat hier einer einen günstigen 
Tipp?
Gerne auch mit 24V DC Eingang.

Die die ich gefunden habe kosten alle mehr als 20€, das wird dann 
insgesamt schon teuer. Fertige Strahler guter Qualität gibts ja auch ab 
30€...

Viele Grüße,

Andi

P.S. Kennt einer einen Lieferanten aus China  bei dem es Chips guter 
Qualität günstiger gibt ?

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Wenn du in das gleiche Gehäuse eine größere LED einbaust wirst das kaum 
Besserung bringen, denn die Verlustleistung/Wärme bleibt die gleiche.. 
Und die Wärme ist hauptsächlich das, was der LED schadet.

von Ronny (Gast)


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Andreas B. schrieb:
> Die die ich gefunden habe kosten alle mehr als 20€, das wird dann
> insgesamt schon teuer. Fertige Strahler guter Qualität gibts ja auch ab
> 30€...

Also wenn du mir fertige Strahler nennen kannst für 30 euro, dann 
amüsiere ich mich nicht lange mit zusammenwürfeln von Komponenten.
Wenn man die Preise sieht für die COBs die wir besprochen haben kann ich 
mir schwer vorstellen dass ein ganzer Strahler für 30euro gut 
funktionniert über Jahre ?!

Hast du einen Link zu einem Modell ?

Ausserdem muss ich sagen dass ich 2016 schon 78 euro pro Strahler 
ausgegeben hatte die ich baugleich jetzt für 20 euro im Netz finde... 
sonst würde ich nicht versuchen zu reparieren. Der Preis des Strahlers 
scheint wie so oft kein Garant für Qualität zu sein.

von Harald W. (wilhelms)


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Ronny schrieb:

> Also wenn du mir fertige Strahler nennen kannst für 30 euro,

Naja, bei ebay wirst Du auch deutlich billigere Strahler finden.
Wie es allerdings mit der Qualität dieser Strahler aussieht, kann
Dir keiner sagen. Wenn Du solche Strahler z.B. bei Ikea kaufst,
hast Du zumindest Garantie und Du kannst defekte zurückgeben.

von J. S. (pbr85)


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Deine Beschreibung liest sich so, dass dort eine KSQ mit 1,5A und einer 
maximalen Spannung von 36V verbaut ist. Sprich: Bis zu dieser schafft 
das Netzteil die 1,5A konstant zu liefern. Im Leerlauf und bis zu diesen 
1,5A sind aber durchaus einige Volt mehr drin. Wenn die LED also hin 
ist, befindet sich die KSQ im Leerlauf und gibt die Maximalspannung 
raus. 40-42V können da schon anliegen.

Besser wäre es aber, wenn du Fotos des Netzteils machst, damit man nicht 
spekulieren soll. Ferner der COB und ihrer Kantenabmessungen. Als 
Alternative zu Cree kann ich auch ProLight Opto empfehlen. Deutlich 
günstiger und fast genauso gut. Nur große Chips für High-Power-LEDs 
können sie anscheinend nicht bauen, da mir keine Einzelchip-LED aus 
diesem Hause mit >1A bekannt ist. Aber das ist hier egal.

Für besseren Wirkungsgrad und Lebensdauer ist es natürlich besser eine 
stärkere COB einzubauen und diese mit nur der halben oder einem Drittel 
der Maximalleistung zu betreiben. Dafür braucht man halt die exakten 
Abmessungen der vorher verbauten COB, was in den Reflektor so rein 
passt.

Passt diese LED mit 28mm Kantenlänge rein? 
https://www.tme.eu/de/details/pacl-115fwl-bcgn/led-leistungsdioden-weiss-cob/prolight-opto/

: Bearbeitet durch User
von stefanosch (Gast)


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Stefanus F. schrieb:
> Wenn alles richtig läuft, dann sorgt das Netzteil für eine
> bestimmte Stromstärke (passend zur LED) und die Spannung ergibt sich
> dann von alleine.
>
> Dein Lösungsansatz, eine LED mit passender Spannung zu suchen, kann
> nicht funktionieren. LEDs betreibt man mit einer festen Stromstärke,
> nicht mit einer festen Spannung. Das darfst du nicht mit Glühlampen
> verwechseln!

Ganz so schwarz weiß ist die Welt nun auch wieder  nicht.

Richtig ist, dass die angegebene Lichtmenge und Wellenlänge vom Strom 
und der Temperatur abhängen. Bei einem bestimmten Arbeitspunkt stellt 
sich dann die entsprechende Flussspannung der LED ein. Der Hauptgrund 
für einen Strombetrieb liegt entweder in der geforderten 
Wellenlängen-Stabilität bzw. Effizienz, d.h. Vermeidung von Verlusten im 
Vorwiderstand bei Spannungsbetrieb.

Für die hier zu Ersetzen versuchten LED-Arrays wird im Datenblatt die 
Summe der Flussspannungen aller LEDs des sogenannten Strings angegeben.

Nach unten hin kann man diese Spannung beliebig unterschreiten, nach 
oben nur so lange bis die schwächste im String den Geist aufgibt. Dies 
wird vermutlich auch der Grund sein warum der Strahler defekt ist. 
Theoretisch könnte man diese eine LED überbrücken und müsste nur die 
String-Spannung entsprechend reduzieren.

Der Vorteil der Stromregelung ist, ich muss den Strom nur sinnvoll 
begrenzen und brauche mich nicht um die Flussspannungen kümnern.

>
> Wenn die Werksseitig eingebauten Netzteile wirklich eine konstante
> Spannung abgeben, dann ist das Gerät von Anfang an eine
> Fehlkonstruktion. Da macht eine Reparatur keinen Sinn, denn die neue LED
> wird wieder schnell kaputt gehen.
>
> Am besten besorgst du Dir bei einem LED Fachhändler eine LED und ein
> dazu passendes Netzteil. Falls das teurer ist, als der ganze Strahler,
> dann kaufe einen neuen Strahler.

von Stefan F. (Gast)


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Konstante Spannung ist sinnlos, denn die Betriebsspannung der LED sinkt 
mit zunehmender Temperatur. Wenn man dann die Spannung nicht 
entsprechend senkt, steigt der Strom, damit auch die Temperatur. Damit 
schließt sich ein Teufelskreis.

Dem Teufelkreis wirkt nur ein Effekt entgegen: Je größer die 
Temperaturdifferenz zwischen LED und umgebende Luft ist, umso mehr 
Energie kann sie abführen. Leider wird die LED dabei aber schon so heiß, 
dass ihre Lebensdauer drastisch verkürzt wird.

Es gibt batteriebetriebene LED Lichterketten, wo die LEDs einen 
besonders hohen parasitären Innenwiderstand haben, welcher die 
Stromstärke ausreichend begrenzt. Bei Leistungs-LED, die für 
Beleuchtungszwecke gedacht sind, macht man das aber nicht so, weil man 
nicht so viel Energie verheizen will (wegen der Umwelt und der 
schädlichen Wärme).

von Andreas (andreas_b157)


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Harald W. schrieb:
>> Also wenn du mir fertige Strahler nennen kannst für 30 euro,

Ich habe schon einige von Osram, jetzt LEDVANCE verbaut, hier ein Link: 
https://www.ledvance.de/produkte/leuchten/leuchten-fuer-professionelle-anwendung/fluter/ledvance-floodlight-led/index.jsp

50W kosten ca 30€. Bisher habe ich noch keinen Ausfall, ich denke auch 
die sind vernünftig gebaut

J. S. schrieb:
> Für besseren Wirkungsgrad und Lebensdauer ist es natürlich besser eine
> stärkere COB einzubauen und diese mit nur der halben oder einem Drittel
> der Maximalleistung zu betreiben.

Genau das war mein Plan mit dem CXA2540, der hat die gleichen 
Abmessungen, kostet nicht viel mehr und wenn ich ihn mit weniger Strom 
betreibe sollte er länger halten.

J. S. schrieb:
> Dafür braucht man halt die exakten
> Abmessungen der vorher verbauten COB, was in den Reflektor so rein
> passt.
>
> Passt diese LED mit 28mm Kantenlänge rein?
> 
https://www.tme.eu/de/details/pacl-115fwl-bcgn/led-leistungsdioden-weiss-cob/prolight-opto/

Bei meinen Strahlen gehen 24x24 rein. Zur Not aber auch mehr, mit einem 
passenden Stanzer könnte man das Loch in dem windigen Reflektroblech 
locker erweitern. Allerdings hat der Cree Chip von Haus aus passende 
Maße und kostet sogar weniger.

Es fehlen aber immer noch die Treiber...(zumindest für mich ;) )

von Andreas (andreas_b157)


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J. S. schrieb:
> Besser wäre es aber, wenn du Fotos des Netzteils machst, damit man nicht
> spekulieren soll.


Ronny A. schrieb:
> Die werkseitig
> eingebauten Netzteile sind 1.5A 32-36VDC für 50W

In meinen Strahlern steht das gleiche drauf, die machen 1,5A 
Konstantstrom.

Also gehen wir mal davon aus er hat die gleichen (was bei den meisten 
Strahlern der Fall ist die ich bisher in der Hand hatte)


Dann ist das Problem bei den Treibern das die Chips die wir gefunden 
haben viel weniger Strom brauchen, also der Treiber ungeeignet ist.

Ronny A. schrieb:
> Mich macht jedoch stutzig dass ich an beiden LED chips 40-42V gemessen
> habe

War das die Leerlaufspannung, also ohne Chips, oder mit Chip ?

Als Leerlaufspannung kann das passen.

von Harald W. (wilhelms)


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Andreas B. schrieb:

> mit einem
> passenden Stanzer könnte man das Loch in dem windigen Reflektroblech
> locker erweitern.

Also ist garkein richtiger Kühlkörper montiert? Dann ist es
kein Wunder, das die LED schnell stirbt und das wird mit der
neuen LED genauso sein.

von Elliot (Gast)


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Harald W. schrieb:
> Also ist garkein richtiger Kühlkörper montiert? Dann ist es
> kein Wunder, das die LED schnell stirbt und das wird mit der
> neuen LED genauso sein.

Was hat der Reflektor mit der Kühlung zu tun? Die LED ist auf den 
Gehäuseboden (= Kühlung) geschraubt, der Reflektor sitzt davor. Schraub 
einfach mal so einen Strahler auf und sieh dir die Sache an. Bis dahin 
hör bitte mit dem Rauschen (in vielen Threads) auf.

von Andreas (andreas_b157)


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Elliot schrieb:
> Harald W. schrieb:
>> Also ist garkein richtiger Kühlkörper montiert? Dann ist es
>> kein Wunder, das die LED schnell stirbt und das wird mit der
>> neuen LED genauso sein.
>
> Was hat der Reflektor mit der Kühlung zu tun? Die LED ist auf den
> Gehäuseboden (= Kühlung) geschraubt, der Reflektor sitzt davor.

Genau. Hier mal einen Link zu einem Bild:

https://images-na.ssl-images-amazon.com/images/I/515OVsp0QSL._SX342_.jpg

Viele dieser Strahler sind so gebaut. Je nach Leistung und Generation 
unterscheiden sich die Maße, der prinzipielle Aufbau ist aber meist 
gleich.
Bisher ist mir leider noch kein Strahler von guter Qualität 
untergekommen, vermutlich baut die alle der gleiche ;)

Mit der Serienmäßigen bestückung sterben die LEDs den Hitzetod. Die 
Modelle mit Bewegungsmelder die immer nur 5 min laufen halten vermutlich 
etwas länger.

Wie viel Dauerleistung so ein Kühlkörper schafft muss man vermutlich 
testen. Viele der Chips haben einen extra "punkt" auf der Platine auf 
dem man ein Thermoelement montieren könnte. Falls jemand einen passenden 
günstigen Temperaturfühler kennt(am liebsten pt1000), der nicht zu groß 
ist, bitte melden.

: Bearbeitet durch User
von J. S. (pbr85)


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Andreas B. schrieb:


> Wie viel Dauerleistung so ein Kühlkörper schafft muss man vermutlich
> testen. Viele der Chips haben einen extra "punkt" auf der Platine auf
> dem man ein Thermoelement montieren könnte. Falls jemand einen passenden
> günstigen Temperaturfühler kennt(am liebsten pt1000), der nicht zu groß
> ist, bitte melden.

KTY-81 im To-92-Gehäuse bei den großen COBs. Bei den kleineren unter 
20mm Kantenlänge ist dieser aber auch schon deutlich zu fett.

Aber so wirklich brauchen tut man diese Messung der Temperatur 
eigentlich auch nicht. Ich klebe seit Jahren neben der COB einen 
Temperaturschalter, der bei 50°C oder 55°C die Stromversorgung der LED 
trennt und so eine Überhitzung verhindert, wenn mal der Lüfter ausfallen 
sollte oder weil die Kühlrippen durch irgendetwas bedeckt sind.

: Bearbeitet durch User
von Andreas (andreas_b157)


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Habe hier gerade ein Dokument von Cree gefunden in dem auf Seite 11 
beschrieben ist wie am besten ein Thermoelement angebracht werden kann:

https://www.cree.com/led-components/media/documents/CXA_design_guide.pdf

Wenn ich das richtig verstehe kann ich "einfach" einen Kupfer und einen 
Konstantandraht (Thermoelement Typ T) an den Punkt hinlöten ? Wie wird 
bei fertigen Thermoelementen die Kontaktierung am Ende gemacht ? Auch 
einfach zusammengelötet ? Bzw für höhere Temperaturen geschweist? Ist da 
nicht das Problem das an der Kontaktstelle ein anderes Material 
(Lötzinn) "dazwischen" ist ?

von Ronny (Gast)


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Andreas hat den gleichen Strahler gefunden und gepostet.

Die Spannung die ich ich gemessen hatte war mit 'kaputten' Chip.

Kantenlänge der COB stimmt auch, 23,5 bis 24mm.

J.S. dürfte Recht haben hiermit:

J. S. schrieb:
> Deine Beschreibung liest sich so, dass dort eine KSQ mit 1,5A und einer
> maximalen Spannung von 36V verbaut ist. Sprich: Bis zu dieser schafft
> das Netzteil die 1,5A konstant zu liefern. Im Leerlauf und bis zu diesen
> 1,5A sind aber durchaus einige Volt mehr drin. Wenn die LED also hin
> ist, befindet sich die KSQ im Leerlauf und gibt die Maximalspannung
> raus. 40-42V können da schon anliegen.
>
> Besser wäre es aber, wenn du Fotos des Netzteils machst, damit man nicht
> spekulieren soll. Ferner der COB und ihrer Kantenabmessungen. Als
> Alternative zu Cree kann ich auch ProLight Opto empfehlen. Deutlich
> günstiger und fast genauso gut. Nur große Chips für High-Power-LEDs
> können sie anscheinend nicht bauen, da mir keine Einzelchip-LED aus
> diesem Hause mit >1A bekannt ist. Aber das ist hier egal.
>
> Für besseren Wirkungsgrad und Lebensdauer ist es natürlich besser eine
> stärkere COB einzubauen und diese mit nur der halben oder einem Drittel
> der Maximalleistung zu betreiben. Dafür braucht man halt die exakten
> Abmessungen der vorher verbauten COB, was in den Reflektor so rein
> passt.

Ich kann mich leider nicht daran erinnern stärkere COBs mit passender 
Kantenlänge gefunden zu haben, die 28mm sind definitiv zu gross.

von Andreas (andreas_b157)


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Ronny schrieb:
> Ich kann mich leider nicht daran erinnern stärkere COBs mit passender
> Kantenlänge gefunden zu haben, die 28mm sind definitiv zu gross.


Andreas B. schrieb:
> Du hast einen Chips CXA2530 rausgesucht, welcher laut Datenblatt bei
> 800mA um die 37 Volt braucht. Ergibt eine Leistung von 30 Watt und macht
> dann laut Datenblatt 3600 Lumen.
>
> Vielleicht kann man aber in das Gehäuse auch einen Chip eine Nummer
> größer Einbauen, also CXA2540. Der hat bei 1100mA 36V was 40Watt ergibt.
>
> Ich habe mal diesen hier näher ins Auge gefasst, ist wohl einer der
> günstigsten:
>
> 
https://www.mouser.de/ProductDetail/Cree-Inc/CXA2540-0000-000N00W40E3?qs=sGAEpiMZZMu4Prknbu83y6noNGF7VgVo2kRvablqBIA%3D

Bitteschön, mehr Leistung, gleiche Abmessungen.
Dieser hat laut Datenblatt "Power Rating: 86 W", was wohl einen 
Absoluten Maximalwert angibt.Viele Werte wurden aber bei 1100mA 
gemessen, wo der Chip ca 40Watt Leistung hat. So würde ich den 
betreiben.


Wenn noch einer Tipps für günstige Treiber hat bitte melden !

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