LED 3W zum leuchten bringen

Hallo,

ich würde gerne eine 3 Watt LED (Luxeon) einigermaßen verlustarm in Betrieb nehmen, um ein bisschen damit zu experimentieren.

Folgende Schaltung habe ich übernommen aus: aber wegen der Übersichtlichkeit etwas "gestreckt".

+--------+--Schalter-- Batterie LM10 | |A +-----+ Luxeon Star 3W +-|1 7 | | +-|8 6|-+--|I LogicLevel NMOSFET wie der billige IRLZ34 | | | | | +-|3 | C | C = 100nF | | | | | 2|-+-R-+ R = 10k | 4 | | +-----+ 0.27Ohm 1/4Watt | | +--------+-- Masse

Den Widerstand (0,27 Ohm) werde ich für's erste auf ca. 0,4 Ohm festlegen, um die LED mit ca. 2 Watt zu betreiben.

Wird das Ding so laufen? Eingangsspannung beträgt im idealfall 4,8 Volt, fällt aber mit der Zeit ab (Akkus).

Wie wird der Transistor richtig angeschlossen? Datenblatt findet sich hier:

formatting link

Wenn ich die Zeichnung am Ende richtig deute, dann ist, wenn ich den Transistor mit der Fläche, die zum Kühlkörper geht, nach unten und den Beinchen zu mir hinlege, die Belegung von links nach Rechts folgendermaßen:

Gate Drain Source

Wie werden diese im obigen Schaltplan zugeordnet?

Für Aufhängung der LED und gleichzeitig deren Kühlung wird später wohl eine Konstruktion aus Kupfer herhalten müssen. Leitet Lötzinn die Wärme besser zwischen Einzelteilen oder ist hier Wärmeleitkleber besser?

Mit was baut man die LED am besten auf das Kupfer? Muss es Wärmekleitkleber sein, oder kann man auch einfach Sekundenkleber verwenden?

Vielen Dank schonmal im Voraus

CU

Manuel

P.S. Ja, das Thema hatten wir schonmal, hatte aber bisher keine Zeit um mich intensiver damit zu befassen und das ganze umzusetzen.

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Manuel Reimer
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"Manuel Reimer" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@user.newsoffice.de...

Etwas mehr zu der Schaltung findest du in der de.sci.electronics FAQ:

formatting link
(suche LM10C) z.B. dass die Versorgungsspannung mindestens 4.5V betragen muss, damit auch LEDs die 4V benoetigen (maximale eventuell benoetigte Flussspannung zur Aufrechterhaltung des maximalen Stroms ueber den ganzen Streuuungsbereich, siehe Datenblatt, und damit die AUsgngsspannung des LM10 immer zum Durchsteuern des MOSFETs reicht) betrieben werden koennen, dass man die Werte fuer R und C anpassen sollte, sagt auch wo der Source-Anschluss des MOSFETs ist, Gate ist natuerlich der mittlere und Drain geht an die LED,

Fuer ein Akkupack 4 * 1.2V, das bei 3.6V am Ende ist, taugt die Schaltung so nicht, es sei denn es ist gewuenscht, dass die LED zum Akkuende hin dunkler wird, dann taete es aber auch ein Vorwiderstand.

Die LED wird gar nicht geloetet oder sekundengeklebt, sondern auf einen Kuehlkoerper/Blech draufgedrueckt mit ganz ganz wenig Waermeleitpaste dazwischen. Wahlweise echten Waermeleitkleber (wirst du nicht haben und nicht wegen einer LED kaufen wollen) oder den Pads wie sie zur Montage von CPUs verwendet werden.

Sekundenkleber oder Epoxykleber faellt wieder ab, wenn die LED heiss wird, und wenn sie abgefallen ist, geht sie wegen mangelnder Kuehlung kaputt, also muesste man auch bei Kleber die LED noch draufdruecken - dann kann man den waermebehindernden Kleber gleich weglassen.

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MaWin

Danke für die Infos. Interessant ist vor allem das Poti in der Schaltung aus der FAQ. So könnte ich den Widerstand bei 0,27 Ohm lassen und via Poti die gewünschte Helligkeit festlegen.

Die Werte für R und C würde ich wie in meinem ersten Posting verwenden. "Anpassen" kann ich die kaum, da ich nicht weiß auf was es ankommt.

"Kaputtentladen" wollte ich die Akkus nicht, aber möglichst vollständig nutzen schon. Wenn die genannten Schaltung einem Vorwiderstand gegenüber aber keinen wesentlichen Vorteil hat, dann stimme ich dir zu. In diesem Fall könnte ich genau so gut einen Vorwiderstand einsetzen.

.. und fliegt dann bei einem stärkeren Stoß wieder weg.

Löten will ich nicht die LED sondern die Konstruktion, auf die die LED drauf soll. Diese soll T-förmig aufgebaut sein. Die zwei seitlich weggehenden Kupferstücke gehen aus dem Gehäuse und sind dann mit außenliegenden Kühlkörpern verschraubt (mit WLP). Der mittlere Teil des "T" wird mit der LED verbunden.

Habe ich. Irgendso ein 2K-Zeugs aus dem PC-Bereich. Sogar von einem recht bekannten Hersteller. Klebt aber nicht wirklich gut. Der letzte Kühler, den ich damit aufgeklebt habe, ist nach einiger Zeit wieder abgefallen.

Wenn nur Wärmeleitkleber geht, dann müsste ich den halt wohl oder übel anschaffen. Irgendwie muss die Wärme ja abgeleitet werden.

Eventuell könnte ich auch einfach eine Luxeon mit Kühlblech anschaffen. Dann wäre halt etwas mehr aus dem Reflektor auszufräsen, dass das Teil an die richtige Position kommt. So könnte ich aber einfach mit WLP und Schrauben die Befestigung lösen. Zudem kann man das vormontierte Kühlblech ja auch noch etwas "passend machen" ;-)

CU

Manuel

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Manuel Reimer

Löten geht durchaus, solange es nicht um Serienproduktion geht. Hab ich bei Osram Dragons schon mehrfach gemacht. Auf LED und Kühlkörper jeweils einen Batzen drauf, bis sich das Lot verbunden hat, dann noch einmal erhitzen und zusammenfügen.

Viele Grüße Steffen

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Steffen Buehler

"Manuel Reimer" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@user.newsoffice.de...

Keine Ueberschwinger beim Regelvorgang, vor allem wenn man die Batterie einschaltet. Oszilloskop an LED-Dummy, Regelung stoeren, und betrachte, wie sie wieder einschwingt, Werte dann so anpassen, dass die Regelung schnell nachregelt ohne ueberzuschwingen, also ohne mal zu viel Strom durch die LED zu jagen.

Also bis auf 3.6V (=0.9V/Zelle) runter. Eigentlich 0V, aber da muesste man jede Zelle einzeln kontrollieren, und zwischen 1V und 0V ist nicht mehr so viel drin, das meiste davno holt man schon bei Entladung auf

0.9V raus.

Bei NiMH-Akkus mit ihrer recht flachen Entladekennlinie ist die Konstanthaltung des Stroms (bis kurz vor Entladeende) nicht das Problem, das tut auch ein Widerstand ausreichend gut.

Nur welcher Widerstand ? Der Wert muss so ausgelegt werden, dass er auch bei 'unguenstigen' Bedingungen (Temperatur und Akkuspannung und LED-Spannungsbedarf) maximal den Maximalstrom zulaesst (also: 4*1.25V=5V Akku (falls er in der Schaltung sogar geladen wird sogar 4*1.5V=6V), 3.03V Luxeon 3 Star minimum, 1A maximum, = 2 Ohm.

Aber der 2 Ohm Widerstand laesst aber haeufig nur (1.2V*4=4.8V-3.9V LED typ / 2 Ohm = 0.45A, weniger als die 0.7A die man haben will.

Die LM10-Schaltung kann man auf 0.7A auslegen und man muss dann nichts einstellen,

den 2 Ohm Vorwiderstand sollte man aber verringern bis die LED im Normalfall ihre 0.7A bekommt (maximal verraegt sie ja 1A, etwas Luft fuer unguenstige Betreibsbedingung wie Temperatur und volle Akkus hat sie ja) nur kann man vorher nicht sagen, welcher Widerstandswert dazu passend waere, nur irgendwas unter 2 Ohm wissen wir.

Nur wenn du mechnischen Pfusch baust. Versuchs mal mit Schrauben.

Klingt wie falsch verarbeitet, nicht sauberm, kein Primer, oder du hast absichtlich einen Kleber genommen den man wieder abbekommt.

Nun, von einer Luxeon III Star ging ich schon aus, du sagtest Alu-Unterteil, die Luxeon III Emitter wuerde man sowieso loeten.

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MaWin

Für einen Profi ist das sicher kein Problem.

Ich habe aber nichtmal ein Oszilloskop und wenn ich eines hätte, wüsste ich nicht damit umzugehen.

Aus diesem Grund wäre es eigentlich schon besser, wenn es hier erprobte Werte geben würde...

Laden in der Schaltung ist nicht geplant. Ich hänge die Akkus lieber einzeln an ein Ladegerät mit Einzelschachtüberwachung und unterwegs ist ein zweiter Akkusatz ohnehin sinnvoller.

In diesem Fall könnte man ja einfach ein Poti als Vorwiderstand nutzen. Vor das Poti ggf. noch einen Vorwiderstand, dass auch bei kleinster Einstellung nichts kaputtgeht.

Löten wäre natürlich fast noch besser wie der Aufwand mit dem Schrauben. Da ohnehin Kupfer vorgesehen ist, sollte das ja problemlos gehen. Etwas schwierig könnte es werden, hier eine ordentliche (also nicht kalte) Lötstelle hinzukriegen, da der Kühlkörper ja dafür gebaut ist, die Wärme schnell abzuführen...

CU

Manuel

Reply to
Manuel Reimer

Statt mit LM10 könntest Du auch mit einfachem Transistor (Germanium oder normalem Si) den Strom low-drop-konstanten. Siehe auch LED Konstantstrom Thread vor kurzem.

-------+--------------+ | | | | | V ->

.-. - R1 2k | | | | | | | '-' ||-+ |/ | || | | | \| | Ge/Si NPN |------------+ 0.3 / 0.6V 90% der Kapazität auf schonende Weise. Ansonsten leiden v.a. die NiMH Akkus in der Serienschaltung sehr unter Tiefentladung/Umpolung. Der schwächste der 4 geht dann in einem Teufelkreis immer schneller kapput. ((Teure) GP NiMH Akkus mit guter Schutz-Chemie und NiCd sind diesbezüglich etwas robuster.)

Also passt vermutlich oben schon ein normaler Si-NPN aus der Bastelkiste (0.6V+0.1V+LED... = 4 x AkkuMin) je nachdem welche Spannungen sich konkret einstellen.

RM = 0.3V bzw. 0.6V / I ; z.B. 0.3 Ohm bzw 0.6Ohm für 1A

Bei billigem Power-NPN (>>"2A") statt FET den R1 etwas kleiner. z.B. 270 Ohm

Umschaltbar/Regelbar/Spannungsgrenze-noch-höher könnte man es machen mit 2-tem schaltbarem RM2; oder per Abgriff-Poti (plus Mindest-Widerstand) über den RM drüber bevor es an die Basis des NPN geht.

Grüsse Robert

Reply to
robert

Manuel Reimer schrieb:

Im Backofen vorheizen.

Mit freundlichem Gruß

Jan

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Jan Kandziora

e (also nicht kalte)

ie W=E4rme

=2E..oder auf einer Herdplatte. Diode vorher verzinnen und dann auf die vorgeheizte Kupferplatte legen. (Vorher auch diese Verzinnen.)Dann Kupferblech zum Abk=FChlen auf eine kalte Herdplatte legen. Gruss Harald

Reply to
Harald Wilhelms

Hört sich gut an! Thread konnte ich aber nicht finden. Auch "google groups" findet nichts brauchbares.

Die Schaltung scheint mir noch einfacher zu sein, wie die mit dem LM10. Gerade wegen der beengten Platzverhältnisse wäre das gut.

Was den N-MOSFET angeht, würde ich beim IRLZ34 bleiben.

Also zusammengefasst:

Als Transistor (NPN als Ersatz für LM10) würde ich mal diesen zur Diskussion stellen:

2N 3904:
formatting link

Wenn Transistor passt: Wie wird er in der Schaltung angeschlossen? Wohin gehen B, C und E?

Der MOSFET wird wohl wieder wie in der LM10-Schaltung angeschlossen. Also "Drain" zur LED und "Gate" wieder in die Mitte.

1A ist zu viel. Als RM werde ich mal 0,6 und 0,8 anschaffen um zwischen 2 und 3 Watt umschalten zu können.

Warum oben die Unterscheidung 0,3V und 0,6V? Welche Spannung ist denn die richtige zum Errechnen des Widerstands, bzw. bei welchen Bauteilen kann ich hier auf 0,3V Drop-Spannung runter?

CU

Manuel

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Manuel Reimer

Habs vor kurzem selbst verwendet - in invertierter PNP Logik mit kleinen BC807 / BC858 SMD Transistoren auf minimalem Raum - und geht gut und sehr konstantig. Strom geht gutartig sogar leicht zurück wenns sehr heiss wird. Nur RM muss man in Abhängigkeit vom Transistortyp geeignet anpassen können (ggf. mit parallelen/seriellen trimmen). Glaub es waren hier nur 0.5V beim Si-BC858. 0.1V höher mit einem anderen Typ...

Als ich damals einfach mal nach Konstantstromzeugs googelte und die ersten Links durchschaute, war auch nirgendwo genau diese Schaltung. Überall minimum 1.5V oder mehr drop komisches oder kompliziertes Zeug.

Wahrlich ein Preis-Leistungs-Wunder - wenn auch für Deine Anwendung satt überdimensioniert. Mit einem einzelnen solchen kann man z.B. auch Motoren bis 250Watt PWM-switchen.

Die verbleibenden >>3V Gate-Spannung in der o.g. Schaltung sollten locker reichen.

Geht. Es reicht aber auch fast jeder beliebig kleine SMD bei "beengten Platzverhältnissen". Bei R1 auch ein 10kOhm

Obige Schaltung: Wo "0.6V" steht ist B(asis), oben C, unten E.

Also angesichts dieser Frage :-) : Häng nicht gleich die teure Luxeon rein sondern erstmal ein Stück Kurzschlussdraht (kurzzeitig), oder am besten kleinen Widerstand, z.B. 1 oder 2 Ohm, stattdessen und dreh die Spannung langsam hoch und miss ob der Stom auch schön so begrenzt wird (z.B. Spannung über dem 1 Ohm = Strom), wie er soll. Wenn der Gegensteuer-Transistor sein Werk nicht tut, falsch/nicht richtig angelötet o.ä. ists sonsts vorbei mit der LED.

Ja

Könnte so um den Dreh gehen. Fein-Trimmen lässt es sich - nebst oben schon gesagten - auch etwas durch Variation von R1 (1k bis 1M).

Für die nur 0.3V Minimum-Drop ein Germanium NPN-Transistor. Möglichst klein.

formatting link
etc.

Brauchts aber hier vermutlich nicht je nachdem was an der LED bei

700mA abfällt. Und angesichts des niederohmigen FET und wenn R1 gross. Vermutlich ist eher das Gegenteil besser für die Akkus, wenn also spätestens bei 4.4V .. 4.0V es auffallend dunkler wird. Vgl. 4 x
formatting link

Grüsse Robert

Reply to
robert

F=FCr einen Profi ist das sicher kein Problem.

Mawin vergisst manchmal, das es auch Menschen gibt, die sich nicht ganz so gut wie er selbst auskennen.

Aus diesem Grund w=E4re es eigentlich schon besser, wenn es hier erprobte Werte geben w=FCrde...

Das ist ja gerade das Problem. Diese Werte sind u.a. vom Aufbau abh=E4ngig und deshalb gibts da keine echten Standardwerte.

In diesem Fall k=F6nnte man ja einfach ein Poti als Vorwiderstand nutzen. Vor das Poti ggf. noch einen Vorwiderstand, dass auch bei kleinster Einstellung nichts kaputtgeht.

Leider sind Potis mit solch niedrigen Werten kaum erh=E4ltlich und sehr teuer.

Das ist ein typischer Allerweltstransistor. Fr=FCher nannte man das "TUN".

Steht im Datenblatt

Das ist die Basis-Schwellspannung. Die ist bei Si ca. 0,7V, bei GE ca. 0,3V und beim LM10 0,2V.

Du brauchst bei dieser Schaltung also eine h=F6here Eingangsspannung und die Regelung arbeitet auch noch ungenauer. Gruss Harald

Reply to
Harald Wilhelms

Hilft aber ja alles nicht, wenn ich die Schaltung mit dem LM10 nicht aufbauen kann, weil ich nicht sicherstellen kann, dass nichts überschwingt.

Guter Kompromiss wäre also ein GE-Transistor. Reichelt hat die aber nur in PNP-Bauweise.

CU

Manuel

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Manuel Reimer

Den Kühlkörper am IRLZ34 könnte ich mir also wohl schenken ;-)

So viel Platz ist da, dass ich mir das SMD-Gefummel sparen kann.

Was, wenn der Transistor im Laufe der Zeit den Geist aufgibt...

Schade, dass Reichelt Germanium-Transistoren nur in PNP hat...

CU

Manuel

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Manuel Reimer

Manuel Reimer schrieb:

AC187K ist NPN, und Reichelt hat davon noch welche.

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

Das kann Dir vielleicht mit einem Si-Transistor auch passieren. Mit einem Ge-Transistor wohl eher nicht, da der einfach zu langsam ist. Gruss Harald

Reply to
Harald Wilhelms

Hallo Manuel,

einmal ganz davon abgesehen, dass das den Kohl nicht mehr Fett machen wird... Was würde Dich davon abhalten können, die ganze Schaltung nach PNP zu transferieren?

Marte

Reply to
Marte Schwarz

Das hat damit nichts zu tun. Der IRLZ34 muss die Differenzspannung so aufbauen und diese Leistung P = U_drain_source * I in Wärme umwandeln. Von 4x Akku 1.42V bis 1.0V etwa bis 1.7V * 0.7A = 1.2 Watt (kurzzeitig). Das ging auch grad so noch wenn die Abwärme gut über die Leiterbahnen abfliest und etwas mehr auf den RM verteilt wird bei Si.

(Im AkkuHalter ggf. sollte nicht zuviel Spannung an den Federn abfallen - ggf. dünne Kuperlitze in die Federn parallel reinlöten. Die Halter haben oft pro Zelle >0.1Ohm, weil die Federn nicht so gut leiten. Teilweise schon schlechte bis 0.5Ohm schon gesehen.)

Bei 0.5V am RM (mit Si-NPN) würden auch etwa 0.5V*0.7A = 0.35 Watt am RM abfallen. Der oder 2 parallele zusammen bei Umschaltmöglichkeit

| +--+ | | R R | | | \ | \ | | +--+ |

sollten zusammen das aushalten. Also nicht die allerkleinsten, aber die nächstbesten. z.B. 0.5W Widerstände.

Der Gegensteuertransistor muss fast keinen Strom leiten. z.B. bei R1=10k nur 5V/10k = 0.5mA. Wenn die Schaltung überhaupt ok gelötet ist, geht der nie kaput und ist das am wenigsten gefährdete Bauteil hier überhaupt. Am schlimmsten die LED selbst, dann der der FET, dann die RMs. Hauptsächlich beim Zusammenbauen langsam hochfahren und die Temperaturen prüfen bei max. Spannung 1.4*4V. Solange > Für die nur 0.3V Minimum-Drop ein Germanium NPN-Transistor. Möglichst

siehe nebenan. Ich seh aber keinen Grund gegen Si, eher 2 Vorteile plus leicht verfügbar. Wie gesagt, solange im Akkupack nicht zuviel abfällt, ist selbst

0.6V bei Si noch fast zu wenig. Vielleicht wirds nichtmal 0.5V am RM (wie hier jüngst) - und umso weniget je höher R1 ist. Bis R1=1M ist ok bei FET.

Zur Erklärung: Man sagt zwar, dass die Basis-Emitter-P-N-Strecke des NPN eine "Schwellspannung" z.B. 0.6V hat, aber das ist eher eine Exp-Funktion wie hier:

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Schon bei einem sehr geringen Strom und damit vgl. tiefer Ube Spannung, reicht aber der Basis-Strom Ib dann schon um den NPN soweit durchzuschalten, dass er dem hochohmigen R1 den Strom "klaut" und dem FET die Gate-Spannung entzogen wird. z.B. bei R1=1 MegaOhm muss der NPN nur

Reply to
robert

Mache ich immer mit einem kleinen Gasbrenner (Zeuerzeug-Format). Mit einer möglichst feinen spitzen Zange halten (Ableitung). Damit lassen sich auch SMD-Teile recht schön auslöten. Hab ich aber immer Zum Tausch, nicht zum Recycling so gemacht (egal, ob der ausgelötete Teil dabei den Hitzetod stirbt)

Heinz

Reply to
Heinz Liebhart

Ich hoffe das sieht dann nicht so aus :-)

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Frank Buss, fb@frank-buss.de
http://www.frank-buss.de, http://www.it4-systems.de
Reply to
Frank Buss

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