Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Reperatur Schreibtischlampe - XL4001


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von Alexander H. (alexander_h732)


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Hallo Leute,

beim Versuch eine LED Schreibtischlampe zu reparieren, verzweifle ich 
gerade.
Beim ersten Versuch (LEDs nach Jahren ausgefallen) hab ich passende 
Ersatz LEDs bei Ali besorgen können. Original waren wohl 3x2W Typen in 
Reihenschaltung verbaut, bei Ali gab es nur 3W Typen, also nahm ich die 
und verbaute sie mit Wärmeleitpaste.
Die Reparatur lief für ca. 6 Monate problemlos, dann flackerten alle 
LEDs plötzlich.
Das Ganze wird mit dem Originalnetzteil (18V/500mA) versorgt. Das 
Netzteil wurde bereits mit dem einer zweiten, noch funktionierenden 
Schreibtischlampe getauscht um auszuschließen, dass es daran liegt. 
Gleicher Fehler.
Meine Vermutung war, dass der Treiber IC (Original LM3404) in die 
Strombegrenzung geht bzw. durch den Dauerbetrieb schon Schaden genommen 
hat.
Ich trennte die Alu-Platine mit den LEDs ab und verbaute ein XL4001 EBay 
Modul.
https://www.ebay.de/itm/272508266602

Im Netz findet man unterschiedliche Angaben, was den Ausgangsstrom des 
XL4001 Moduls betrifft(ich gehe von ca. 700mA aus).
Die LEDs flackern am XL4001 wieder rhythmisch auf, so als ob eine 
Strombegrenzung anschlägt.
Sollte das XL4001 Konstantstrom-LED-Treibermodul die drei in Reihe 
geschalteten LEDs nicht einfach zum Leuchten bringen, evtl. ein bisschen 
dunkler (falls der Strom geringer ausfällt)?

Vielleicht kennt sich hier jemand mit dem Thema aus oder hat eine Idee, 
wie ich das Ganze zum Laufen bringen kann.

Viele Grüße und danke schonmal.
Alexander

: Verschoben durch Moderator
von H. H. (hhinz)


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Der LM3404 hat den Strom geregelt, der XL4001 regelt aber die Spannung. 
Für die LEDs ist letzterer weniger geeignet.

Wie groß ist denn der Shunt auf dem Modul? (die drei parallel 
geschalteten Widerstände)

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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H. H. schrieb:

> Der LM3404 hat den Strom geregelt, der XL4001 regelt aber die Spannung.
> Für die LEDs ist letzterer weniger geeignet.

Wenn ich den ebay-Link des TEs anklicke, sehe ich einen Stromtreiber
für 700mA. Dieser kann aber nicht mit Netzspannung betrieben werden,
sondern er benötigt eine DC-Spannung bis 24V am Eingang. Die Bezeich-
nung XL4001 finde ich allerdings im Link nicht.

von H. H. (hhinz)


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Harald W. schrieb:
> Wenn ich den ebay-Link des TEs anklicke, sehe ich einen Stromtreiber
> für 700mA.

Ja, der XL4001 wird dazu missbraucht. Das hat dann 1,2V am Shunt zur 
Folge, mit entsprechenden Verlusten. Der LM3404 braucht da nur 200mV.


> Dieser kann aber nicht mit Netzspannung betrieben werden,
> sondern er benötigt eine DC-Spannung bis 24V am Eingang.

Der TE hat dafür ein 18V/500mA Netzteil.


> Die Bezeich-
> nung XL4001 finde ich allerdings im Link nicht.

Aber auf dem Chip.

von Michael B. (laberkopp)


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Alexander H. schrieb:
> Meine Vermutung

Vergiss Vermutungen, miss nach.

Eigentlich haben die LED hinten eine Metallfläche die verlötet wird. 
Deine Wärmeleitpaste ist natürlich viel schlechter. Wahlweise gammelt 
auch das bleifreie Lot an den Anschlüssen. Nachlöten

von H. H. (hhinz)


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Michael B. schrieb:
> Eigentlich haben die LED hinten eine Metallfläche die verlötet wird.
> Deine Wärmeleitpaste ist natürlich viel schlechter.

Nach Alukernplatine sieht das nicht aus. Wohl thermisch eh völlig 
ungesund.

von Alexander H. (alexander_h732)


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Die Platine ist definitiv eine Alukernplatine (Sägespäne+Gewicht sind 
eindeutig).
Die LEDs hatten kein thermisches Problem. Hab jetzt nochmals drei neue 
LEDs verbaut, das Problem mit dem Aufblitzen besteht weiterhin.
Hab mal ein Bild mit dem Chinascope am Ausgang des XL4001 Moduls 
angehängt.
Der Shuntwiderstand sollte 0,044Ohm betragen (0,1/0,1/0,39 Ohm in 
Parallelschaltung). Ich messe mit dem Uni-T 61E Multimeter 0,4Ohm (wird 
am Multimeter liegen).

Kann ich den Shuntwiderstand ändern, sodass das Ganze dann vielleicht 
läuft?

von H. H. (hhinz)


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Alexander H. schrieb:
> Der Shuntwiderstand sollte 0,044Ohm betragen (0,1/0,1/0,39 Ohm in
> Parallelschaltung).

Ah, der 4001 hat ja soger Spannungs- und Strom-Feedback.

Aber plausibel ist das dennoch nicht, das gäbe 3,5A Ausgangsstrom.

: Bearbeitet durch User
von Alexander H. (alexander_h732)


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Ich muss mich korrigieren, ich messe 0,31 Ohm direkt an den Pins des 
ICs.
Der XL4001 kann 2A, aber das ist wohl auch noch abhängig von der 
verbauten Gleichrichterdiode (hier SS14), oder?

Wie berechnet sich der Shuntwiderstand?

von Rainer D. (rainer4x4)


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Alexander H. schrieb:
> Die LEDs hatten kein thermisches Problem. Hab jetzt nochmals drei neue
> LEDs verbaut, das Problem mit dem Aufblitzen besteht weiterhin.
> Hab mal ein Bild mit dem Chinascope am Ausgang des XL4001 Moduls
> angehängt.

Ich würde die Schaltung erstmal mit ner regelbaren Widerstandslast 
betreiben um zu sehen wie die Schaltung überhaupt arbeitet.

von H. H. (hhinz)


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Alexander H. schrieb:
> Wie berechnet sich der Shuntwiderstand?

Datenblatt, Seite 5: Constant current sense voltage: typ 0,155V.

von Alexander H. (alexander_h732)


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Rainer D. schrieb:
> Alexander H. schrieb:
>> Die LEDs hatten kein thermisches Problem. Hab jetzt nochmals drei neue
>> LEDs verbaut, das Problem mit dem Aufblitzen besteht weiterhin.
>> Hab mal ein Bild mit dem Chinascope am Ausgang des XL4001 Moduls
>> angehängt.
>
> Ich würde die Schaltung erstmal mit ner regelbaren Widerstandslast
> betreiben um zu sehen wie die Schaltung überhaupt arbeitet.

Mit einem 18 Ohm Vorwiderstand (2x38 Ohm ca. 5W) läuft es. Die Schaltung 
zieht dann 0,45A an 18V(Netzteil 18V/0,5A).
Die Widerstände werden aber leider 100 Grad warm nach zwei Minuten.
Das wäre also keine gute Lösung, aber die Schaltung läuft schonmal 
prinzipiell.🙂

von H. H. (hhinz)


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Alexander H. schrieb:
> Mit einem 18 Ohm Vorwiderstand (2x38 Ohm ca. 5W) läuft es.

Vor oder nach dem Regler?

von H. H. (hhinz)


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Alexander H. schrieb:
> (0,1/0,1/0,39 Ohm in
> Parallelschaltung)

Auf deinem Foto sind es aber keine 0,1 Ohm Widerstände, sondern 1 Ohm 
Widerstände!

Und dann ist das schon ein 0,7A Regler.

von Rainer D. (rainer4x4)


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Alexander H. schrieb:
> Mit einem 18 Ohm Vorwiderstand (2x38 Ohm ca. 5W) läuft es. Die Schaltung
> zieht dann 0,45A an 18V(Netzteil 18V/0,5A).
> Die Widerstände werden aber leider 100 Grad warm nach zwei Minuten.
> Das wäre also keine gute Lösung,
Jo, das ist klar.

> aber die Schaltung läuft schonmal prinzipiell.🙂
Nur das festzustellen war die Intension!

Evtl kannst Du den Laststrom skopieren.

Ich erinnere mich, ich hatte an einem älteren Fahrzeug LED 
Tagfahrleuchten installiert. Die fingen nach einiger Zeit auch an lustig 
zu blinken.

von Alexander H. (alexander_h732)


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Der Laststrom mit 18 Ohm Vorwiderstand beträgt 390mA. Am Netzteil 
fließen dann 450mA. Wenn ich den Vorwiderstand kleiner wähle, 
überschreite ich auch die 500mA des Netzteils.
Der Shuntwiderstand beträgt laut DER- DE-5000 (Esr/Lcr Meter) 0,22 Ohm. 
Passt das besser?
Könnte ich nicht den Shuntwiderstand so abändern, dass ich bei kleinstem 
nötigen Vorwiderstand(falls für den Anlauf nötig) der Strom nicht über 
500mA am Netzteil steigt?

von Alexander H. (alexander_h732)


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Es ist wirklich zum Verzweifeln.
Die „beste Lösung“ ist nun eine 5W Rücklichtbirne als Shuntwiderstand. 
Die wird „nur“ 70 Grad warm, leuchtet nur sehr schwach auf und am 
Eingang zieht das Modul damit 300mA.
Alle anderen Versuche endeten entweder mit >100 Grad heißen 
Vorwiderständen oder mit rauchenden Shunts.😌😆
Einzig ein NTC als Vorwiderstand wäre noch eine Überlegung, hab ich aber 
nicht da. Außerdem wäre da dann der Gesamtstrom wahrscheinlich wieder zu 
hoch.

: Bearbeitet durch User
von Mobile (mobileteser)


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Und ein für LED spezialisiertes Netzteil zu nehmen ist keine 
Alternative? Immer das rumfrickeln mit irgendwelchen Ali Halblösungen. 
Was das an Zeit und Geld kostet, anstelle was ordentliches zu nehmen.
Nur ein Beispiel: Das Teil kannst Du auch dimmen: 
https://www.conrad.at/de/p/brumberg-17683000-led-konverter-17-w-350-ma-49-v-dimmbar-2295386.html

von Alexander H. (alexander_h732)


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Leider sind die Platzverhältnisse extrem begrenzt, den XL4001 LED 
Treiber würde ich gerade so noch in die Lampe einbauen können.

Hier gabs ein ähnliches Problem:
Beitrag "LED Softstart mit NTC"
Die Lösung war ein Kondensator an den Feedbackpin. Damit wurde ein 
Softstart realisiert. Könnte das bei mir auch klappen?
…Die Rücklichtbirne ist genauso Murks, denn sie wird auch über 90 Grad 
heiß.😏

von H. H. (hhinz)


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Was für ein Elko ist denn C1 auf der XL4001 Platine?

von Alexander H. (alexander_h732)


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C1= 220uF/35V, C2= 330uF/25V

So wie ich das verstanden habe, fliesst beim Einschalten ein zu hoher 
Strom. Ein Softstart+ Strombegrenzung (Einstellung per Shunt?) wäre doch 
der  korrekte Ansatz?
Ich hab leider bisher keinen Schaltplan zum Modul finden können.

: Bearbeitet durch User
von Michi S. (mista_s)


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Alexander H. schrieb:
> Leider sind die Platzverhältnisse extrem begrenzt,
> den XL4001 LED Treiber würde ich gerade so noch
> in die Lampe einbauen können.

Mit oder ohne Rücklichtbirnen-Vorwiderstand?


Alexander H. schrieb:
> Die Rücklichtbirne ist genauso Murks,
> denn sie wird auch über 90 Grad heiß.😏

Das ist für Glüh birnen durchaus nichts ungewöhnliches.

von Rainer W. (rawi)


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Alexander H. schrieb:
> IMG_4389.png
> 2,4 MB
>
> IMG_4386.png
> 3,8 MB

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.

Und nein, aus Sicht der Bildstruktur wird aus einem Photo kein 
Screenshot, nur weil es per Screenshot vom Bildschirm abgegriffen wird.

: Bearbeitet durch User
von H. H. (hhinz)


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Alexander H. schrieb:
> C1= 220uF/35V

Das wird deinem Steckernetzteil zu viel sein.

von Alexander H. (alexander_h732)


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Danke für den Tipp! Die Lampe läuft endlich wieder!
Es lag wahrscheinlich wirklich am
330uF Elko.
Ein Modul der drei bestellten Module hatte am Ausgang einen 330uF Elko, 
statt wie wohl vorgesehen 220uF.
Beim Versuch die Schaltung mit dem Datenblatt abzugleichen, fiel mir das 
dann auf.
Mit korrektem 220uF Elko läuft das Modul aber auch nicht - also ist es 
defekt.
Ich könnte mir vorstellen, dass der XL4001 durch den zu großen Elko 
beschädigt worden ist, was dann zum Aufblitzen führte. Oder es liegt an
Bauteiltoleranzen?
Das zweite Modul funktioniert auf Anhieb - sogar testweise ganz ohne
Elko am Ausgang.

von Alexander H. (alexander_h732)


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Die Ebay-Schaltung scheint auf das Feedback zu verzichten und gleicht 
überhaupt nicht der Variante im Datenblatt des XL4001.
Hier ist das auch schon jemandem aufgefallen:
https://forum.arduino.cc/t/to-many-pull-up-resistors/585353/15
Und PWM (nicht im Datenblatt dokumentiert) wird über den Enablepin 
realisiert, was aber funktioniert.

Ist das Pfusch, oder passt die Schaltung trotzdem?

Am 18V/500mA  Netzteil zieht das Modul konstant 450mA und läuft jetzt 
seit Stunden ohne Probleme.

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