Schutzschaltung für/mit Kühllüfter?

Fragen zu Schaltungen, Elektronik, Elektrik usw.

Moderator: T.Hoffmann

blackpitty
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Sa, 07.03.15, 22:38

so speziell sind die Lüfter nicht, da wäre es besser ich nehme andere und hau den passenden Widerstand für 14,5V dran und fertig

Der Lüfter ist so vom Hersteller verbaut worden
blackpitty
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So, 08.03.15, 09:13

muss doch nochmal auf den Lüfter eingehen....

er ist doch nicht einfach austauschbar... größenmäßig ja, aber aus Haltbarkeitsgründen nicht. Hab ihn mir gestern nochmal genauer angeschaut.
Der Lüfter hat eine spezielle Lagerung für die Horizontale Einbauposition.

Normale Lüfterlager(Gleitlager) machen das nicht lang mit. Diese bestehen ja lediglich aus einer Welle die in einem Gleitmessingstück geführt wird und läuft und je Seite einer Teflon Anlaufscheibe und einem Klips, damit sich der Rotor nicht rausziehen lässt.

Mein Lüfter hier ist genau auf den Einsatzzweck ausgelegt, er hat zwar auch ein Gleitlager, doch ist er wie ein Kreisel auf der Wellenspitze gelagert und der Rotor kann einfach so herausgezogen werden(wenn über dem Rotor nicht eine diagonal verlaufende Metallleiste angebracht wäre die ihn bei kurzzeitigem Überkopfbetrieb im Lager hält)

Somit bleibe ich bei meinen vorhandenen Lüftern.

Auf dem Lüfteraufkleber steht 5V und 0,7A, die 0,6 hatte ich bei 5V vom Netzteil abgelesen.

Also muss ich doch auf einen Spannungswandler gehen.
Nur was nehme ich dann um nicht so viel Watt in Wärme zu verbrennen?

:edit:

das hier klingt doch brauchbar oder?

wenig Verlust, min 90% und kleine Bauweise, sollte für meinen Lüfter doch passen, 2 Stück für den Preis ist auch gut

http://www.ebay.de/itm/2-x-Mini-Spannun ... 1269318672
Zuletzt geändert von blackpitty am So, 08.03.15, 09:25, insgesamt 1-mal geändert.
ustoni
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So, 08.03.15, 09:25

blackpitty
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So, 08.03.15, 09:40

ok, dann besorg ich lieber sowas mit 90%.

was ist da der Unterschied beim letzten Link bei den 3 Teilen für 5V? nur die Anschlusspins?
ustoni
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So, 08.03.15, 09:43

was ist da der Unterschied beim letzten Link bei den 3 Teilen für 5V? nur die Anschlusspins?
Ja.
blackpitty
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So, 08.03.15, 10:07

ok, und muss ich beim Einbau von solchen Dingen im Fahrzeug nicht irgendwie den Eingangsstrom Filtern um die Elektrischen Bauteile und die LEDs nicht zu schädigen?
ustoni
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So, 08.03.15, 10:35

Wenn Du auf Nummer Sicher gehen willst, kannst Du zwischen Eingang (Vin+) und GND noch eine Überspannungsschutzdiode schalten, z.B.:
http://www.reichelt.de/Ueberspannungs-s ... r=P6KE+30A
Kathode der Diode geht dabei an Vin+, Anode an GND. Dadurch werden Spannungsspitzen im Bordnetz kurzgeschlossen.
Eine gute Idee ist - wie auch im Datenblatt gezeigt - je ein Kondensator von Vin+ gegen GND und von Vout+ gegen GND zu schalten. Dabei sollte es sich um keramische Kondensatoren handeln, der Wert ist nicht kritisch. Irgendwas zwischen 100 nF und 2,2 µF.
blackpitty
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So, 08.03.15, 10:47

kurzgeschlossen heißt? eleminiert oder mir fliegt die Sicherung raus?

in welchem Datenblatt hast du geschaut?

gibts dazu ein Schaltbild wie das aussehen muss?

habe im Netz diese Info gefunden:
http://www.dse-faq.elektronik-kompendiu ... q.htm#F.23

wo anders habe ich das hier dazu aufgeschnappt:

Klingt schlimm, aber man muss es ja nicht übertreiben. Ich würde eine Diode 1N4007 in Reihe mt den 12V schalten, dann einen Keramik-C von 100nF und einen Elko mit 470 .. 1000µ/63V. Dazu parallel eine Transienten-Diode (http://www.reichelt.de/Ueberspannungs-s ... ,5KE%2018A). Das müsste reichen.

wäre das sowas?
ustoni
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So, 08.03.15, 11:11

Datenblatt:
http://www.elpro.org/shop/_pdf_groups/1947.pdf

Die von mir verlinkte Diode schließt Spannungen oberhalb 33 V gegen GND kurz und schützt so den Step-Down-Konverter vor Überspannungen. Überspannungen im Bordnetz sind von sehr kurzer Dauer (normalerweise < 1msec). Das kriegt die Sicherung gar nicht mit. :D

Die von Dir angesprochene Schaltung geht natürlich auch.
blackpitty
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So, 08.03.15, 14:24

lohnt sich dann überhaupt der Aufwand mit dem anderen Zeug aus meiner Schaltung?

Oder reicht ein genereller Überspannungsschutz aus?

danke für den Link zum PDF, hatte vorhin den Punkt: Standard Application Circuit übersehen


Also die Diode ist als Überspannungsschutz tätig und die Ceramic Kondensatoren? was machen die?

Habe in einem anderen Datenblatt eines Reglers als Überspannungsschutzempfehlung gesehen, dass man dort einen Aluminium Elko einsetzt mit 10uF und >35V

ich hab von solchen Dingen 0 Ahnung und muss mich da blind auf die Quelle verlassen, sei es nun vom Datenblatt oder jemandem der mir das schreibt.

Wenn es dann noch mehrere Lösungen gibt, komme ich komplett raus, vorallem wenn man mir sagt, nimmst halt nen Elko zwischen dem und dem Wert oder kommt nicht so drauf an.

Bin da mit den Bauteilen nicht so dicke, gerade was die ganzen Werte angeht.

Da ich gern alles bei einem Händler bestellen möchte um nicht zig Versandkosten zu zahlen habe ich mich für Conrad entschieden, bei Elpro kosten die Temperaturschalter 5x soviel wie beim Conrad und der Versand ist teuer, da bestelle ich lieber wo anders. LEider gibts bei Conrad den ausgesuchten Recom Regler nicht, aber es wird ein anderes Produkt vorgeschlagen, dieser hier:
http://www.conrad.de/ce/de/product/1678 ... h?ref=list
Laut Daten her wäre dieser auch sehr gut und mit 1A für meine 0,7A ausreichend.

hier wäre der Temperaturschalter, der macht bei 80° auf und schließt erst bei 55° wieder
http://www.conrad.de/ce/de/product/5078 ... archDetail
ustoni
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So, 08.03.15, 15:02

Ob sich der Aufwand lohnt oder nicht, muss jeder für sich selbst entscheiden.

Wenn ich den Step Down Converter in meinem Auto einbauen würde, würde ich ihn so verdrahten:
Step Down.jpg
Step Down.jpg (9.28 KiB) 3221 mal betrachtet
Solange die Lichtmaschine in Ordnung ist, entstehen Spannungsspitzen im Bordnetz in erster Linie durch Ein- und Ausschalten elektrischer Verbraucher. Solche Störimpulse werden durch die Diode auf 30 V begrenzt. Das kann sowohl die Diode als auch die entsprechende Sicherung problemlos verkraften.

Stark vereinfacht ausgedrückt entkoppeln die Kondensatoren den Converter eingangsseitig vom Bordnetz, ausgangsseitig vom Lüfter und den Zuleitungen.

Passende Kondensatoren gibt´s auch bei Reichelt:
http://www.reichelt.de/Vielschicht-bedr ... Z5U-5+100N

Edit:
Was den Converter betrifft: auch das geht bei Reichelt deutlich günstiger:
http://www.reichelt.de/Wandler-Module-D ... OKI515W36C
Datenblatt:
http://datasheet.octopart.com/OKI-78SR- ... 853679.pdf
blackpitty
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So, 08.03.15, 17:30

danke dir!

Warum verbauen die hier noch eine Spule dazu?
http://www.mikrocontroller.net/articles ... ntenschutz

findest du bei reichelt noch einen Temperaturschalter mit um die 80°? ich habe schon gesucht, aber nichts gefunden außer Sensoren, sonst muss ich die halt extra bestellen.
ustoni
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So, 08.03.15, 18:06

Warum verbauen die hier noch eine Spule dazu?
Alle Wege führen nach Rom. :)
Bei Störimpulsen, die eine extrem steil ansteigende Flanke haben, wäre es theoretisch möglich, dass die Diode die Überspannung für einige nsec durchläßt, bevor sie durchschaltet. Extrem steile Flanken bedeuten aber gleichzeitig, dass der Impuls Anteile mit sehr hoher Frequenz enthält. (Jede Signalform lässt sich als eine Summe aus Sinusschwingungen verschiedener Frequenzen darstellen)
Die Spule sperrt hohe Frequenzanteile und sorgt so dafür, dass die ansteigende Flanke nicht mehr so steil ist.
Kann man einbauen, muss man aber nicht. Zwischen der Diode und der Störungsquelle befinden sich ja normalerweise noch mindestens 1 bis 2 m Kabel. Dieses Kabel bildet für sich schon eine (wenn auch kleine) Induktivität. Im Normalfall sollte dies reichen.

Nach Temperaturschaltern hatte ich bei Reichelt schon gesucht, aber auch nichts gefunden. Wenn Reichelt sowas führt, haben sie es jedenfalls gut versteckt.

Ich würde einfach (wie Achim ursprünglich vorgeschlagen hatte) eine Temperatursicherung einbauen, z.B.:
http://www.reichelt.de/Temperatursicher ... tnr=MTS+77
Die Sicherung soll ja nur im Fehlerfall abschalten. Wenn der Lüfter irgendwann mal ausfallen sollte, kann man die Temperatursicherung auch gleich zusammen mit dem Lüfter austauschen.
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Achim H
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So, 08.03.15, 19:18

Nach Temperaturschaltern hatte ich bei Reichelt schon gesucht, aber auch nichts gefunden. Wenn Reichelt sowas führt, haben sie es jedenfalls gut versteckt.
Bei Reichelt hatte ich schon mal nach Thermostaten bzw. Temperaturschaltern gesucht. Abgesehen von irgendwelchen Raumthermostaten, Temperaturfühlern (Sensoren) und Temp.-Sicherungen konnte ich nichts finden.

Bei Pollin gibt es einen Typ, der anwendbar wäre, allerdings ist dessen Schalttemperatur etwas ungünstig (öffnet bei 57°C, schließt bei 41°C). Link zum Produkt.

Ein paar Uchiya Thermoschalter werden auch bei Ebay angeboten. Die günstigsten Anbieter sind aus Griechenland (ob man dort gefahrlos einkaufen kann, weiß ich nicht. Das Land ist pleite.).

Und dann gibt es noch
Darisus (ein deutscher Shop, Link zum Produkt)

und den Akkuladen (ein paar Beiträge höher).


Eine Temperatursicherung ist verhältnismäßig teuer. Fast 40 Cent.

Am günstigsten ist der von blackpitty verlinkte Temperaturwächer von Conrad.
blackpitty
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So, 08.03.15, 21:12

danke euch 2!

auch für die Erklärung ustoni :wink:

dann belasse ich es mal bei der Diode.

sicher wäre eine direkte Thermosicherung ganz gut, dann würde es nicht passieren, dass z.B. bei Tag und kaputtem Lüfter nicht sichtbar die LED abkühlt und wieder angeht, wieder abgeschaltet wird und wieder angeht.

Aber sollte aus irgeneinem anderen Grund durch Sonneneinstrahlung oder was weis ich die Temp auf die Temperatur steigen, dann müsste man deswegen schon alles zerlegen, zumal ich die Sicherung ja nicht in der Nähe der Serviceklappe montieren kann sondern direkt am Kühlkörper.

Darum denke ich ist der Schalter doch angebrachter oder?

Ich soll diesen ja so nah es geht an die LED Platinen heran setzen auf dem Kühlkörper sagtet ihr oder?
ustoni
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So, 08.03.15, 21:37

Aber sollte aus irgeneinem anderen Grund durch Sonneneinstrahlung oder was weis ich die Temp auf die Temperatur steigen, ...
Das ist natürlich ein Argument. Um dazu mehr sagen zu können, müsste man jetzt aber wissen, worum es genau geht. Wo im Auto soll die Leuchte eingebaut werden und was wird damit beleuchtet?
Auch nicht ganz uninteressant: welche LED-Module sind das überhaupt? (Hersteller, Typ)
blackpitty
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So, 08.03.15, 23:04

bitte nicht erschrecken wenn ich diese Antwort jetzt bringe und es soll auch hoffe ich nicht dazu führen dass mir keiner mehr Antworten mag.

Es geht um Hauptscheinwerfer(wenn man meine 2 anderen Themen in dem Forum betrachtet aus der letzten Woche gehört alles zusammen)

Ich muss dazu aber etwas mehr schreiben, damit ihr versteht auf was ich hinaus möchte.

Beruflich bin ich Modellbauer und baue für Porsche, BMW und Mercedes Front und Heckscheinwerfer die erst in ein Paar Jahren rauskommen.

Dazu bekomme ich von den Leuchtenherstellern wie Hella, Valeo, Olsa usw. die Elektrik gestellt und muss diese zum Großteil nurnoch zusammenstecken und ein Paar Kabel oder mal eine einzelne LED verlöten. Den Kunststoffmäßigen Hauptteil der Leuchten ist dann meine Hauptaufgabe.

So, das erklärt auch meine nicht so gute Bauteilkenntnis was die elektrik Sachen angeht, denn ich habe keine Platinen oder sowas zu bestücken bzw. nichts mit Reglern oder Elkos usw. am Hut gehabt bisher. Hab mich aber durch das neue Projekt in Wikipedia und den einzelnen Bauteilen etwas eingelesen, doch von heut auf morgen wird man nicht zum Elektriker :D

Ich baue nun aber für mich und mein Hobby(habe 2 Fahrzeuge, ein Sommer und ein Ganzjahresfahrzeug wobei das auch schon zu schade ist um im Winter zu bewegen) fürs Sommerfahrzeug einen Zweitscheinwerfersatz den ich zum großteil für Treffen und zum Zeigen was ich im Geschäft so mache bauen möchte.(ja, sowas ist illegal wenn ich es im Straßenverkehr betreibe, ich weis...)

Als Basis habe ich da eben 2 aktuelle BMW Mini F56 Voll LED Scheinwerfer abgegriffen von denen ich die LED Elemente nutzen werde. Da beim Fahrzeug aber alles per Canbus gesteuert wird, muss ich das ganze auf manuelle Steuerung umbauen und brauche dafür eben für jede Funktion einen Regler und Sicherung, somit auch für den Lüfter.

Die verwendeten LED Module sind von Valeo und beinhalten 3 spezielle COB LEDs
Hier ein Bild, die dritte ist auf der Rückseite
http://mactpix.de/Blackpitty/sonstiges/COB%20LED.jpg

So, nun wisst ihr etwas mehr bescheid :wink:

Lüftertechnisch ist nun alles erstmal klar, KSQ Technisch für die LEDs habe ich jemanden seit Paar Tagen an der Hand, der mir mal testweise einen Lowdropregler zuschickt(weil die handelsüblichen mit ihren 2-4V Droppspannung nicht tauglich sind), Blinker, Stand und Tagfahrlicht kann ich die Tage erst austesten was ich da an Stromwerten zu Speisung benötige, da ich dazu noch von einer anderen Marke einen Scheinwerfer schlachte(Golf 7 Bixenon)

8)
ustoni
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Mo, 09.03.15, 00:06

Bei der geplanten Einbauposition sehe ich eigentlich keine große Gefahr der Überhitzung durch Sonne oder Motor.
Um da auf Nummer Sicher zu gehen, kannst Du die Umgebungstemperatur im Betrieb an der entsprechenden Position einfach mal messen.
Bei Reichelt gibt es Thermometer für ein paar Euro:
http://www.reichelt.de/Thermometer/WS-2 ... nr=WS+2018
Der Außenfühler hängt an einem 3 m langen Kabel, das sollte fürs Auto reichen. Den Fühler einfach provisorisch (Kabelbinder o.ä.) an der passenden Position fixieren, einfach mal ein Stündchen durch die Gegend heizen (mit ausgeschalteten Scheinwerfern) und die Temperatur beobachten. Der Messbereich bis 70°C sollte hierfür reichen (wenn nicht, hast Du sowieso ein Problem).
Dann hast Du zumindest schon mal eine Hausnummer.
blackpitty
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Mo, 09.03.15, 10:39

Wäre eine Idee, Problem ist nur, das Fahrzeug fährt erst ab 1.4. wieder(sofern ich bis dahin das neue Getriebe eingebaut habe) und dann werden wir sicher keine 30° draußen haben wie im Sommer.

Wobei die Motorraumhitze den geringsten Teil zur Erwärmung beitragen sollte, weil die Scheinwerfer im Luftzug vom Fahrtwind sitzen, da habe ich mehr Bedenken durch die reine Sonneneinstrahlung, wobei 80° auf einer Metalloberfläche die im inneren einen Scheinwerfers die such nicht von der Sonne angestrahlt wird sehr hoch wären.

Auf die 80° kommt man eventuell wenn man ein schwarzes Stück Blech in die Sonne legt in der Mittagszeit.

So müsste die Luft sich vorn im Scheinwerfer ja erhitzen und diese dann das Aluminium über 80° erwärmen, glaube das wird nicht passieren.

Ich glaube ich bleibe bei der Schaltersicherung. Im Schadenfall wird der Zeitraum zwischen zu heiß geworden und Abkühlung dass die LEDs wieder eingeschaltet werden groß genug sein um zu erkennen dass etwas kaputt ist, vorallem Nachts.

Der Lüfter scheint aber echt ein robustes ausfallsicheres Modell zu sein, ich habe ihn nun mehrfach im Betrieb angehalten, im Lüfter scheint eine Sicherungselektrik integriert, die gibt ab 1A Lüfterlast nach und lässt ihn für 5 Sekunden komplett stehen und startet dann wieder und er dreht los. (das machen normale PC Lüfter nicht)

Zudem hat er auch eine sehr geringe Startspannung, was PC Lüfter auch nicht mitmachen. diese muss man beim start zum anlaufen meißt höher bestromen und sie dann herunterregeln um sie langsam drehen lassen zu können.

Der Lüfter läuft bei 2V Sofort und mit einem Zack los

Nochmal zur Position des Fühlers.

einfach an den Kühlkörper dran oder so nah es geht an die LEDs?

Ich muss halt außerhalb des Reflektors bleiben, sonst störe ich das Lichtbild
ustoni
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Mo, 09.03.15, 11:12

Was die zu erwartende Umgebungstemperatur betrifft, stimme ich Dir zu. Ich würde dabei sogar eher zu einem Temperaturschalter tendieren, der bei 90°C abschaltet.
http://akkuplus.de/UCHIYA-TUP62-90-Temp ... er-90C-25A
Damit sollte es dann unter keinen Umständen zu einer ungewollten Abschaltung kommen.

Begründung:
Wichtig ist eigentlich nur, dass die zulässige maximale Chiptemperatur der LEDs nicht überschritten wird. Bei Nichia-LEDs wären das 120°C, bei Cree 150°C. Gehen wir sicherheitshalber von 120°C aus.
Zum korrekten Berechnen der Chiptemperatur bräuchte man den Wärmewiderstand der LEDs, der aber leider unbekannt ist. Vom Foto her würde ich auf etwa 2K/W tippen, nehmen wir aber sicherheitshalber mal 3K/W an. Bei 6,5 W je LED ergibt das eine Temperaturdifferenz zwischen Chip und Kühlkörper von 19,5°C. Um die Chiptemperatur unter 120°C zu halten, darf der Kühlkörper folglich eine Temperatur von 100°C nicht überschreiten.

Wohlgemerkt: das wären dann Worst Case Bedingungen im Fehlerfall. Im normalen Betrieb liegen die Temperaturen durch die Zwangslüftung ja deutlich niedriger.

Zum Temperaturschalter: der sollte natürlich so nah wie möglich an den LEDs montiert werden. Bei ausreichend Materialstärke des Aluträgers machen aber sicherlich auch 2-3 cm Abstand nichts aus.
Den Schalter solltest Du mit Wärmeleitkleber auf den Kühlkörper kleben. Nicht vergessen: die frei liegende Oberseite des Schalters muss thermisch isoliert werden, also z.B. ein Stück Gummi oder ähnliches drüberkleben.
blackpitty
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Mo, 09.03.15, 13:35

ok, leistungstechnisch werde ich die LEDs mit ca. 500-600mA bei 13V betreiben pro Platine, zumindest sind es die Werte, die ich mit dem Labornetzteil eingestellt und nach meinem empfinden als nutzbar halte.

Ist schwer zu sagen, ob ich so im richtigen Bereich bin, doch über diese LEds gibt es nichts herauszufinden und selbst wenn ich mir andere besorge, gibt es keine in genau dieser Form und somit ist das Strahlergebnis nacher auch komplett falsch, denn sitzt eine LED nur ein Paar zehntel mm weiter wo anders, strahlt es den Reflektor falsch an.

Bei ca. 9V fangen die LEDs an zu glimmen(sind 4 einzelne je Cob Element) da zeigt es noch keine mA Werte an. Ab 10V sind sie dann aber schon gut hell bei rund 100-200mA.

und da es sich grob gesagt um 4 weiße LEDs handelt die rund mit je 3-3,2V im Normalfall betrieben werden lande ich bei 4 Stück bei 12-13V.

Werde aber nochmal einen Dauertest mit und ohne laufendem Lüfter machen die Tage(bin grad Krankgeschrieben) und will mal mit meinem IR Thermometer die Kühlertemperatur bei laufendem und nicht laufendem Lüfter auf dem Zimmerboden messen.

Die Kerntemperatur werd ich dadurch zwar nie rausfinden, denn man kann ja eine LED auch an eine Wasserkühlung z.B. koppeln und sie geht bei zu viel strom trotz kältester Temperaturen kaputt.

Ich hab nun eher von den Lichtwerten und dem Anfassgefühl des Kühlers/der Platinen entschieden, dass die 500-600mA gut passen, so ist das Licht was aus der Linse kommt ausreichend(müsste ich aber mal draußen testen, im Zimmer ist das schwer zu beurteilen) und die Temperatur vom Kühler hält sich in Rahmen und ist anfassbar
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John.S
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Mo, 09.03.15, 22:51

Wieso nicht einen simplen Bimetallschalter verwenden, der z.B. bei 55-60°C öffnet? So sichere ich meine Led-Lampen mit hoher Leistung vor Lüfterausfall ab. Bei 55-60°C hat man zusätzlich der Temperaturdifferenz durch den Wärmewiderstand auch ausreichend Luft nach oben, dass keine Schädigung des Led-Chips eintreten kann.

Bei Ebay gibt es auch eine sehr kompakte Bauform, die sich locker direkt auf den Kühlkörper neben den Leds kleben lässt.

http://www.ebay.de/itm/25-bis-130-C-Tem ... 4adfcaaf83
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Di, 10.03.15, 00:34

danke dir für den Erfahrungswert.

Ich habe so einen Schalter ja schon bei conrad rausgesucht gehabt, die kleinere Bauform wäre in der Tat besser um auf der Platine direkt verbaut werden zu können, dann wähle ich doch lieber dieses Teil aus.

Ummantelst du den auch immer noch und klebst ihn mit Wärmeleitkleber fest oder wie montierst du das Ding?

Ich könnte ihn direkt an der Metallspange mit befestigen die die Platine auf den Kühler drückt
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Di, 10.03.15, 14:28

Also ich habe noch die große, zylindrische Bauform verbaut und diese mit Wärmleitkleber auf die dicke Hauptplatine des Kühlkörpers geklebt, die am wärmsten wird während die Lamellen kühler bleiben.

Diese kompakte Bauform habe ich kürzlich erst entdeckt und plane sie für meine nächste Lampe einzusetzen. Kleben werde ich sie auch mit Wärmleitkleber, nah an den Led-Platinen. Umanteln mit Alublech kann man es auch, aber der Nutzen ist wohl verschwindend gering.
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Do, 12.03.15, 15:39

ok, dann nehm ich diese kleinen Dinger!
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