Hilfe! Led´s überhitzen...

[thomasg4077]

Hallo,
bin neu hier und auf eure Hilfe angewiesen!
Habe mir ende letztes Jahres eine Fahrrad-Kopflampe gebaut, hat ca. 630 Lumen und hat bisher super funktioniert (bei 2-4 Grad Außentemperatur!!!) Ich habe keine Kühlkörper, dachte das Alugehäuse würde reichen, bin mit den 1Watt Led´s noch nicht so bewandert.... .
Jetzt leuchten nur noch drei Led´s, klar auf der Lampe kann man nach ca. 20 min ein Spiegelei braten
Ich habe jetzt neue Led´s nur will diese nicht wieder vernichten,kann mir jemand nen Tipp geben wie ich die Dinger richtig runter gekühlt bekomme? Dachte schon ein Vollkupferkern Kabel von der LED Lötstelle durch eine Bohrung nach außen zu führen, aber viel arbeit und reicht das?
Bessere Ideen höre ich mir gerne an, bin um jeden Tipp dankbar ist zu viel arbeit und Geld um das Projekt zu verwerfen!!!

P.S.: Werden die Led´s über die Lötstellen oder über das Gehäuse gekühlt?

Danke Tom

Innenleben

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Vorderansicht

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[Sailor]

Welchen LED-Typ hast Du da eingebaut?
Wie ist die Ansteuerung? Schalter kann ich erkennen, Akku kann ich mir denken, aber welcher Typ und welche Spannung?

Herzlich Willkommen im Forum!

[thomasg4077]

Danke,
die Akkus sind von Samsung und haben 3,7 Volt und die Led´s haben 3,2-3,4 Volt 70 Lumen und 300mA.
Mehr weiß ich nicht von den Led´s habe diese neu bei Ebay erworben am Anfang, ist es sehr wichtig dann frage ich den verkäufer mal ob er mir mehr sagen kann, wenn ja welche Daten wären interessant ?

[strenter]

Auch von mir ein Herzliches Willkommen!
Ich habe so den dumpfen Verdacht dass das 0,5W-LEDs (oder etwas weniger Leistung) in 5mm-Gehäusen sind, die alle parallel angeschlossen sind ohne irgendeine Art von Strombegrenzung. Kein Wunder dass die sich verabschieden.
Schau mal hier!

[thomasg4077]

Die LEd´s haben 1Watt und sind 10mm mit nem wiederstand im Batteriegehäuse die Spannung stimmt!

[Sailor]

wenn ja welche Daten wären interessant

Neben der Spannung, die Du ja schon genannt hast, noch der typische Strom (nicht der maximale Strom).

Wie groß ist der Widerstand und hast Du wirklich nur einen?

Die Spannung ist bei LED´s uninteressant, einzig wichtig ist der richtige Strom!

[thomasg4077]

der tyspische strom ist mir nicht bekannt, habe eine Drahtwiederstand da die Leds ja parallel geschaltet sind dieser macht 0,15 Ohm und hält 5 Watt.Die zuferrichtende Spannung war für mich 0,4V bei 2700mAh... Ist doch richtig oder?

[thomasg4077]

ich habe nur neun Leds angeklemmt, die 10. ist nur fürs aussehen habe keine passende Steuerung für die Spannung gefunden und so hat es mit dem Widerstand genau gepasst...

[strenter]

Also hast Du nur EINEN Widerstand genommen für 9 LEDs... Dabei gehört bei dieser Schaltung vor JEDE LED ein eigener Widerstand.
Es geht zwar oft gut dass man LEDs in dieser Art betreiben kann wie Du das machst, jedoch dimensioniert man den Strom dann so dass beim Ausfall von einer oder gar mehrerer LEDs die restlichen LEDs den Strom auch noch abkönnen - selbst wenn sie Toleranzen in den Flussspannungen aufweisen.

[thomasg4077]

vielleicht habe ich jetzt einen Denkfehler aber wenn ich doch die Spannung direkt am Akku runter schraube, kann ich doch auch nur einen Wiederstand benutzen, oder?

[strenter]

LEDs werden nicht mit Spannung sondern mit Strom betrieben. Deshalb kann man LEDs einfach in Reihe schalten. Bei voll dimensioniertem Strom und direkt parallel gehängten LEDs braucht nur eine eine etwas niedrigere Flußspannung zu haben und somit fließt durch diese dann ein höherer Strom. Ergo degradiert diese wesentlich schneller als die anderen LEDs; im schlimmsten Fall fällt diese frühzeitig aus, und von diesem Zeitpunkt an müssen die restlichen LEDs mehr Strom verkraften. Worin das endet siehst Du mit Deiner Lampe.

[thomasg4077]

Danke,
wie bekomme ich das in den Griff, für die Widerstände im Gehäuse habe ich keinen Platz. Gibt es da andere Möglichkeiten? Reicht die Kühlung sonst?

[strenter]

Das generelle Problem das ich hier sehe ist die 1W Leistung in einem gut isoliertem 10mm-LED-Plastikgehäuse und das mit wenig Oberfläche ausgestattete Gehäuse. Schon die 0,5W-LEDs in 5mm sind sehr diffizil einzusetzen. Wußtest Du zum Beispiel dass bei diesen die Beinchen nicht gekürzt und am Besten noch mit Kühlfähnchen ausgestattet werden werden sollen damit diese nicht überhitzen? Bei den 1W-LEDs gilt das sicher noch mehr! Das bißchen Kupfer (Anschlußleitungen), das bei Dir die Wärme einfach nur von einer LED zur anderen leitet und seine Wärme in ein nicht durchlüftetes Gehäuse abgibt welches selbst auch noch wenig Oberfläche hat (keine Kühlrippen irgendwelcher Art).
Das Design der Lampe als solches ist schlecht durchdacht und absolut ungeeignet für solche Hochleistungs-LEDs!

Damit das mit dem Überhitzen aufhört brauchst Du also schwächere LEDs, ein längeres Gehäuse um auch Vorwiderstände unterzubringen, kleinere Bestromung der LEDs (höhere Vorwiderstände) und/oder Grundkenntnisse über die richtige Verschaltung LEDs. Letzteres können wir Dir hier gerne vermitteln. Aber bei diesem Design können wir leider keine Wunder wirken.

[Sailor]

Du betreibst die LED´s, wenn es tatsächlich 1 Watt LED´s sind, schon über der oberen Grenze.

Selbst wenn der Akku sich auf die Nennspannung entladen hat ist der Strom noch über 350 mA. Bei vollem Akku ist der Strom noch höher. Selbst beim Zuschalten der 10. LED ist der Strom pro LED noch zu hoch.

Nach der Bauart sind diese LED´s nicht für Ströme über 100 mA geeignet. Um es besser beurteilen zu können, müssten wir ein Bild der LED außerhalb der Schaltung sehen. Eingebaut ist jedenfalls keine Kühlfläche zu erkennen. Hast Du eine Hersteller und/oder eine Typenbezeichnung der LED?

[CRI 93+ / Ra 93+]

Die LEd´s haben 1Watt und sind 10mm mit nem wiederstand im Batteriegehäuse die Spannung stimmt!

IMHO sind 10mm-LEDs mit 1 Watt schon "sentenced to die by design" ---> 1 Watt bekommt man nicht schnell genug aus so einer Plastikkuppe weg!

[CRI 93+ / Ra 93+]

Tipp 1:
eine einizige Cree XM-L mit passender Linse mit gewünschtem Abstrahlwinkel verwenden. Die LED (am besten auf Platine kaufen, idealerweise wäre es eine Keramikplatine) einfach auf ein Stück Alu kleben (VORHER anlöten) und das Alu mit dem Gehäuse verbinden.
Die LED kann bis 3A betrieben werden, dabei sind >50.000 Stunden L70-Lifetime zu erwarten (>70% Resthelligkeit nach 50.000h), d.h. es spricht nichts dagegen die 3A auch voll auszuschöpfen.

Der Chip dieser LED darf bis 150°C heiß werden, die LED ist - anders als bedrahtete LEDs - darauf ausgelegt, die Wärme gut weitergeben zu können. Und es existiert ein Datenblatt eines renommierten Herstellers, anders als werbewirksame, ebay-Marktschreierei mit teilweise Phantasiedaten kann man die 150°C und 3 Ampere 100%ig glauben!


Tipp 2:
Als Akku solltest Du auf LiFePo4 umsteigen: sicherer, langlebiger, schneller ladbar, kann höhere Ströme abgeben, aber das für Dich wichtigste: nahezu über die gesamte Entladedauer LED-Freundliche 3,2 bis 3,4V --- es reicht also ein simpler Vorwiderstand von 0,1 bis 0,2 Ohm, bzw. der Leitungswiderstand der Zuleitungen schon aus, um ca. 2 bis 4 A fließen zu lassen.
eneloop-Akkus wären allerdings ähnlich gut und für diesen Zweck auch ausreichend, haben aber eine etwas stärker (aber immer noch sehr wenig) variierende Spannung und auch eine etwas höhere (3x1,25V bis 3x1,35V = 3,75V bis 4,05V, bei Belastung etwas drunter, es ist also ein hochohmigerer Vorwiderstand notwendig)


Mit nur wenig mehr Aufwand kannst Du auch noch eine Ultra-Low-Drop-KSQ einbauen, aber IMHO werden die Zuleitungen allein den Strom schon ausreichend begrenzen, zumindest bei 3,2 bis 3,4V Akkuspannung.

[thomasg4077]

ok,
wie teuer wäre denn so eine LED? und die Lifepo4 Akkus bei einer Brenndauer von ca 3bis 4 Stunden?
Wie viel Alu müsste denn als Kühlkörper her? will die Lampe ja als Helmlampe betreiben?!

[Romiman]

Ich habe solche "1W-10mm-LEDs" in der Bucht auch schon erstanden.
Sofern es sich um 1-Chip-LEDs handelt, sind die richtig klasse!

Aaaaaaaaaaaaber "1W", also 300mA sind vollkommener Nonsens! (In diesem Falle produktvernichtendes Marketinggeschrei)
Ohne extra Kühlung maximal 60mA, mit vielleicht 100. Mehr ist bei dieser Bauform nicht drin, weil über die Anschlußbeinchen nicht mehr Hitze abgeführt werden kann.

So wie die Lampe hier aufgebaut ist, würde ich bei 60mA bleiben. (Natürlich mit einem Widerstand pro LED!)