LED Stromregelung mit LM371 zu heiß

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LED Stromregelung mit LM371 zu heiß
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BID = 828624

snoozy

Gerade angekommen


Beiträge: 6
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Hey Leute,

Ich habe hier einige blaue high power, sogenannte 10W LEDs aus China.

Sie werden mit 850mA bei ~9,5V-10V mit einer einfachen Stromregelung mit dem LM371 betrieben.

Insgesamt 5 LEDs mit jeweils einem IC und dem passenden Widerstand (1,5 Ohm) für den LM.

Betrieben wird das ganze von einem 15V Notebook billig Netzteil. Funktioniert auch einwandfrei.

Das Problem ist nun die Leistung, die von den LM371 verbraten wird.
Die entspricht ja dem Spannungsdrop, also ~5V x 850mA x 5

Mit einem 12V Netzteil funzt das ganze nicht mehr, weil der drop zu niedrig ist und Netzteile mit genug Dampf, und die dabei noch preiswert sind gibt es nicht. (ausser diesen Universalnetzeilen, aber scheinbar taugen die nix)

Die Frage:
Hat jemand eine Idee die Verlustleistung zu senken??

Danke schonmal

BID = 828625

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12780
Wohnort: Cottbus

 

  


Zitat :
Die entspricht ja dem Spannungsdrop, also ~5V x 850mA x 5
Wieso rechnest du noch mal "mal 5", wenn du einzelne Regler hast?

Der Spannungsabfall (wir wollen doch mal beim deutschen Wort bleiben) berechnet sich doch wie folgt: ΔU=UVersorgung-ULED-1,25V

Somit ergibt sich eine Verlustleistung von etwa: PV=(15-10-1,25)V*850mA≈3,2W

So ein Regler kann ungekühlt etwa mit 1W Verlustleistung beaufschlagt werden.
Daher:

Zitat :
Hat jemand eine Idee die Verlustleistung zu senken??
Brauchst du nicht. Du musst den Reglern nur einen Kühlkörper spendieren.
Alubleche haben sich dafür bewährt



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Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.

BID = 828633

snoozy

Gerade angekommen


Beiträge: 6
Wohnort: NRW

Danke dir für die Antwort!

Mir geht es hauptsächlich darum, den Wirkungsgrad, die Lebensdauer und die Sicherheit zu verbessern.
An einem kühlkörper sind die ICs schon, deswegen mal 5
Der ist wohl etwas unterdimensioniert, deshalb hab ich noch nen Lüfter angebaut.
Den spucketest bestehen die ICs noch

Ach ja, die 1,25V hab ich vergessen, die fällt ja an den widerstænden ab.

Ich dachte eher daran, die eingangsspannung irgendwie zu senken oder eine alternative zu dem Netzteil oder sonst ein schaltungsTrick


BID = 828634

perl

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Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
LED Stromregelung mit LM371 zu heiß
Eine LM371 ist als Stromregler auch völlig ungeeignet. http://www.alldatasheet.net/datashe......html

BID = 828639

Offroad GTI

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Beiträge: 12780
Wohnort: Cottbus


Zitat :
Mir geht es hauptsächlich darum, den Wirkungsgrad, die Lebensdauer und die Sicherheit zu verbessern.
Dies ist mit einem linearen Regler unmöglich. Weil die eben nichts weiter können, als überflüssige Spannung in Wärme umzuwandeln.


Zitat :
Ich dachte eher daran, die eingangsspannung irgendwie zu senken
Wie du ja schon feststellen durftest, funktioniert das bei linearen Reglern nur begrenzt. Der LM317 (und auch die meisten anderen derarteigen Regler) benötigt am Eingang mindestens 3V mehr, als am Ausgang anliegen sollen. Da liegst du mit deinen 15V schon an der Grenze, welche nicht mehr weiter abgesenkt werden kann.


Zitat :
oder eine alternative zu dem Netzteil
Sicherlich gibt es die: Schaltregler.
Mit denen hast du auch die Möglichkeit, die LEDs zu dimmen (mittels PWM)


Zitat :
An einem kühlkörper sind die ICs schon, deswegen mal 5
Hast du sie auch ordentlich gegeneinander isoliert?

Mach doch mal ein Bild von dem Kühlkörper, vielleicht können wir dann mehr sagen.



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BID = 828642

snoozy

Gerade angekommen


Beiträge: 6
Wohnort: NRW

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Mit Bildern machts doch gleich noch mehr Spaß. Nicht wundern, auf der Platine sind noch mehr LM317 (sry wegen dem Zahlendreher) für 5 andere LEDs.

Ja, alle ICs sind voneinander Isoliert. Der Kühlkörper stammt aus einem PC-Netzteil...

Ich hab jetzt überlegt auf 24V umzusteigen und 2 in Reihe zu Schalten, dass müsste ja gerade so hinhauen. Dann verringere ich die Verlust ja fast um die Hälfte my friends

Das hier würde gut klargehen, was meint ihr?
24V 3A Chinanetzteil


Zitat :
Sicherlich gibt es die: Schaltregler.
Mit denen hast du auch die Möglichkeit, die LEDs zu dimmen (mittels PWM)


Dimmen will ich ja nicht, aber gibt es eine einfache preisgünstige Schaltung mit Schaltregler als Konstantstromquelle, der den nötigen Dampf hat? Hab da bisher nichts gefunden.


BID = 828645

Offroad GTI

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Beiträge: 12780
Wohnort: Cottbus


Zitat :
Ja, alle ICs sind voneinander Isoliert.
Hast du das auch mal nachgemessen?


Zitat :
Der Kühlkörper stammt aus einem PC-Netzteil
Der sieht eigentlich groß genug aus, für die geringe Verlustleistung.

Wozu hast du die Dioden da drin? ...Verpolungsschutz antiparallel zur Eingangsspannung?

Noch mal zur Temperatur: Wie warm werden die Regler denn? Kannst du das nachmessen?
Und wird der Kühlkörper auch zu heiß?

Wenn sich das Gehäuse bspw. auf 60°C erwärmt, empfinden wir das natürlich als sehr heiß, aber Regler nimmt davon noch keinen Schaden.





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BID = 828655

snoozy

Gerade angekommen


Beiträge: 6
Wohnort: NRW

jo, habs nachgemessen....


Naja, geringe Verlustleistung würde ich nicht sagen, immerhin >15W

Leider hab ich keine Möglichkeit die Temperatur zu messen. Wie gesagt, der Spucketest ist bestanden, also T<100°C. Man kann den Finger aber nur ca. 2sek dran halten

Die Dioden sollen die Regler schützen, aber so richtig sinnvoll ist das bei LEDs als Last nicht

Im elektronik Kompendium gibts nen schönen Artikel zu dem Regler und da wird auch genau erläutert warum die Dioden. Es geht natürlich auch ohne, aber was soll der Geiz^^

Vielleicht lass ich das ganze auch so und es kommt einfach noch ein fetter Lüfter obendrauf

BID = 828656

ElektroNicki

Inventar



Beiträge: 6429
Wohnort: Ugobangowangohousen

Ich setze bei meinen Schaltungen auch auf möglichst niedrige Erwärmung an Halbleitern und benachbarten Elkos
Du kannst ja einen Teil der Verlustleistung mit Festwiderständen verbraten.

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BID = 828670

snoozy

Gerade angekommen


Beiträge: 6
Wohnort: NRW

Keine schlechte Idee!
Also einfach in Reihe zu den LEDs?!

Hab noch ein paar 1,2 und 1,5 Ohm Widerstände, kann ja mal ausprobieren obs was nützt, sollten ja zumindest noch ~1 Watt verbrutzeln...

BID = 828674

Offroad GTI

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Beiträge: 12780
Wohnort: Cottbus


Zitat :
Keine schlechte Idee!
Naja... da bin ich anderer Meinung. Denn dann besteht ja wieder das Problem mit der Minimalspannung für den Regler.

Hast du mal die Diodenströme nachgemessen, ob wirklich die angepeilten ~850mA fließen?



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BID = 828775

snoozy

Gerade angekommen


Beiträge: 6
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Ja klar, hab ich gemacht. Ich werde wohl erstmal aktiv kühlen und dann evtl einen größeren oder zweiten Kühlkörper organisieren.

BID = 844960

koerd

Neu hier



Beiträge: 32
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Ich bin ein grosser Fan von Effizienz und baue darum grundsätzlich keine Konstantstromquellen mit LM317 mehr. Eine gute und günstige Alternative ist mir unter dem Namen Instructables-KSQ bekannt (weil die ursprüngliche Version von instructables.com stammt). Eine Abwandlung von dieser regelt bereits ab einer Spannungsdifferenz von deutlich weniger als 0.5 V und ist hier zu finden (Thread noch weiter lesen, da sind noch viele Erklärungen und ein paar kleine Änderungen). Damit kannst du dann problemlos mit einem 12V Netzteil arbeiten. Optimal wäre eins, dessen Spannung noch angepasst werden kann um die Verlustleistung weiter zu senken.

BID = 844962

Offroad GTI

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Beiträge: 12780
Wohnort: Cottbus

Davon abgesehen, dass du damit ziemlich spät um die Ecke kommst, ist es ja auch wieder ein linearer Regler.

Wenn schon auf Effizienz geachtet werden soll, sollte ein Schaltregler verbaut werden.



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BID = 844975

koerd

Neu hier



Beiträge: 32
Wohnort: Chur

Oha, aufs Datum hab ich ganz vergessen zu achten. Kann aber trotzdem noch nützlich sein...

Ein Schaltregler ist natürlich in den meisten Fällen besser, aber wenn die Spannungsdifferenz klein ist, ist ein Schaltregler auch nicht effizienter. Zudem ist ein Schaltregler einiges teurer.


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