Vorwiderstand ultra heiß

Schaltungen, Widerstände, Spannung, Strom, ...

Moderator: T.Hoffmann

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Discus2ct
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Di, 22.08.17, 14:56

Hi!

Ich möchte mir eine Beleuchtung für einen Kite-Lenkdrachen bauen. Dafür sollen SMD LEDs 5630 auf eine Wäscheklammer geklebt werden und an einen Batteriehalter mit drei NiMH Akkus, also 3,6 V angeschlossen werden.
Die 5630er SMD LEDs sollen ja mit maximal 3,5 V bei 150 mAh betrieben werden. Ich habe also einen Widerstand von 1,8 Ohm genommen.
Als ich alles mühsam verlötet hatte und den Strom einschaltete wurde der Widerstand innerhalb von einer Sekunde so heiß dass ich mich verbrannt habe und die Lötstelle zwischen Widerstand und Litze aufging. Die LED hat gar nicht geleuchtet, nicht einmal kurz. Ich kann es mir nicht erklären was ich falsch gemacht habe. Bei der Wahl des Widerstandes habe ich einen Elektriker gefragt und auch er konnte sich bei kurzer Erläuterung das Problem nicht erklären. Was habe ich also falsch gemacht?
Und was habt ihr sonst noch für Tipps? So kann ich das ganze ja sicher nicht betreiben. So ein Kitedrachen ist teuer und höhere Temperaturen als 50 Grad Celsius sollte ich nicht erreichen, da mir sonst die Kunstfaser des Drachens schmilzt.

Beste Grüße
Julian
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t_schulz
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Di, 22.08.17, 15:21

Hallo,

es gibt viele Möglichkeiten:
1. LED ist falsch rum
- die eingebaute ESD- Schutzdiode leitet, hat aber deutlich weniger Vf als die LED --> hoher Strom durch den Vorwiderstand
2. Die Akkuspannung ist bei Vollladung deutlich höher als 3,6V und die Vf der LED ist - insbesondere bei Erwärmung - deutlich geringer
- hoher Strom, wegen zu kleinem Widerstand
3. Die LED ist nicht gekühlt
- wenn die erwarteten Werte eintreffen kommt 1/2 W Verlustleistung zusammen da kommt die Erwärmung und Vf- Verringerung her.
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Di, 22.08.17, 15:52

Zu 1.: Ich bin mir sehr sicher, dass die LED richtig herum angeschlossen ist. Die weiße Litze ist für den Minuspol und ist an der Seite mit dem Kathodenmarker auf der SMD angelötet.
Zu 2.: Das kann ich mir schon gut vorstellen, dass die Spannung höher ist. Ich kann es allerdings nicht messen. Das werde ich heute mal bei einem Freund machen. Ich vermute aber es wird nicht höher als 3,8 V sein. Erklärt es dennoch die enorme Hitzeentwicklung? Und warum hat dann die LED nicht zumindest kurz aufgeblitzt?
Zu 3.: Das halbe Watt sollte an der LED verbraucht werden. Laut Widerstandsrechner dürfte eigentlich am Widerstand kaum Verlust entstehen.

Habe gerade mal die LED anders herum betrieben. Das Ergebnis war das gleiche. In einer Sekunde hab ich mir den Finger am Widerstand verbrannt. Dann hab ich einfach mal den Widerstand direkt mit dem anderen Pol kurzgeschlossen mit exakt dem gleichen Ergebnis. Das bedeutet also, dass die LED den Strom einfach weiter gibt als würde man zwei Pole kurzschließen. Könnte das vielleicht auch an der Löttemperatur liegen, also dass ich die LED so zerstört habe, dass sie sich so verhält?

Danke für die Antwort schonmal!
dieterr
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Di, 22.08.17, 16:46

Das erste Missverständnis: die LED sollte bei max. 150mA betrieben werden, die Spannung stellt sich dabei allein ein. Ob aber 3.5 oder etwas mehr oder weniger, hast du nicht in der Hand. Ich spreche von plus/ minus 0.1 bis 0.2 V. Was das für deine Widerstandsberechnung bedeutet kannst du ausrechnen.

Die zweite: maximal bedeutet maximal. Generell ist weniger besser. Und von Kühlung kann bei Aufkleben auf Holz ja nicht die Rede sein, aber dazu ist der Pad in der Mitte da.

Aber die LED sollte tatsächlich aufgeblitzt haben. Thermischem Tod durch das Löten geht bei deiner Methode aber auch schnell, 30s wären zB definitiv zu viel gewesen. Aber dann sollte imho gar kein Strom mehr fließen; ob LEDs durchlegieren können wie Transistoren weiß ich aber nicht, es scheint wohl so.

Also vermutlich ist der Patient tot, beim nächsten Versuch unbedingt die paar Dinge beachten. Falls du Zugriff auf ein Widerstandssortiment hast, fang mal mit rund 20 Ohm an. Da sollte es zumindest leuchten, und für die Tests lieber ein Käbelchen an die LED als Widerstände an und anlöten. Es schadet da nicht, sich per Versuch ranzutasten.
Borax
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Di, 22.08.17, 16:56

Die 5630er SMD LEDs sollen ja mit maximal 3,5 V bei 150 mAh betrieben werden.
Woher stammt diese Info? (mal abgesehen dass die Einheit falsch ist mAh ist eine Akku-Kapazität - wahrscheinlich sind es mA)
Ich vermute aber es wird nicht höher als 3,8 V sein.
Randvoll geladen haben gute NiMh Zellen (eneloop) durchaus 1,4V pro Zelle. Macht bei 3 Stück immerhin 4.2V.
Das bedeutet also, dass die LED den Strom einfach weiter gibt als würde man zwei Pole kurzschließen.
So klingt das auch für mich: Kurzschluss. Kann beim Löten passieren, ist zwar nicht sehr wahrscheinlich, aber durchaus möglich. Ich glaube eher, dass die LED an Überstrom gestorben ist. Ein LED die bei 3.5V mit 150mA betrieben werden soll, kann bei 4.2V locker 1A ziehen. Das hält sie aber keine Millisekunde lang aus. Und auch bei 3.5V und 150mA ist eine Betrieb ohne Kühlung nicht machbar. Dafür dürfen es höchstens 50mA sein.
Ich kann es allerdings nicht messen.
Ein Digitalmultimeter kostet nicht mal 10€.

[Edit] dieter war schneller ;)
ob LEDs durchlegieren können wie Transistoren weiß ich aber nicht, es scheint wohl so.
Ja. Können sie. Ist zwar der seltenere Fall (meist erwischt es die Bond-Drähte und die LED wird hochohmig) aber es kommt durchaus vor.
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Di, 22.08.17, 23:32

Habe jetzt mal vier meiner 1,8 Ohm Widerstände in Reihe gelötet und es mit einer neuen LED versucht. Es war ziemlich genau das gleiche Ergebnis. Die Widerstände wurden bloß nicht ganz so schnell warm aber die LED hat weder aufgeblitzt noch schwach geleuchtet. Die LED selbst wird auch nicht warm, nur die Widerstände. An der LED war ich höchst vorsichtig. Sie dürfte so wenig Temperatur abbekommen haben wie es möglich ist.
Ich stehe vor einem Rätsel.
dieterr
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Mi, 23.08.17, 07:32

Ich fürchte, ohne Messungen mit Multimeter kommen wir per reiner Ferndiagnose nicht weiter. Hast du einen link zu den verwendeten LEDs?
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Elektronikmann
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Mi, 23.08.17, 10:49

Da kann ich Borax nur zustimmen.
Von den 5630/5730 LEDs habe ich schon ein paar Hundert verlötet.
150mA ist überhaupt nicht machbar.
Ich betreibe die bei 100mA mit Kühlfläche

Wenn du nur bis auf 50 Grad Ledtemp gehen kannst,
macht das durchaus Sinn, die LED nur mit 50mA zu betreiben.
uno
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Do, 24.08.17, 23:12

also ich weiss nicht, wie Du auf die 3,5V kommst...
bei den 5630er von Luxeon ist z.B. bei 3,4V absolout Ende Fahnenstange und bei ~2,8-2,9V sind die 50mA...
Bei deinen 150mA wären etwa 3,1V dran...
Kurz, mit einem so geringen Vorwiderstand kann es durchaus sein, dass Du Deine LED einfach grillst...

Nimm doch mal einen deutlich(!) größeren Vorwiderstand, und schau was da passiert...
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