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Timo

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Samstag, 13. Dezember 2014, 19:59

DIY LED fackelt ab (PowerTwiled Controller)

Da ja immer mehr ihre LED-Lampen selber bauen und dazu auf Bausätze für Controller o.ä. zurückgreifen, möchte ich auch einmal davor warnen:

Seit ca. 1,5 Jahren habe ich eine DYI - LED Lampe im Einsatz gehabt (siehe dazu meinen Bericht) und hier u.a. den CoolTwiled (jetzt BlueTwiled) Controller mit einer Erweiterungsplatine "PowerTwiled" im Einsatz.

Gleiches gilt für meinen Nachbarn.

Ich bin Dipl. Ing. Elektrotechnik, mein Nachbar Elektriker mit fundiertem Wissen in der Elektronik. Wir kennen uns also ein wenig in der Materie aus, so dass nachfolgende Bilder mit Sicherheit nicht auf Unkenntnis zurückzuführen sind-

Das System lief bei mir sehr stabil, während bei meinem Nachbarn es immer mal wieder zu "Hängern" im Dimmprogramm kam, auch Kanäle vielen ihm durch defekte KSQs bereits aus.

Nachdem ich jedoch auf eine ATI Hybrid Lampe gewechselt bin, habe ich meine LED Lampe an einen guten Freund vermacht. Dieser kam vor zwei Tagen nach Hause und roch einen sehr brennenden Geruch aus dem Keller. Das übel war schnell gefunden:




Beide Controller waren in einem sehr großzügigen Plastikgehäuse verbaut und wurden mit einem 120er Lüfter aktiv gekühlt. Die Lampe wurde nicht bewegt oder sonst eine Veränderung vorgenommen. Was schlussendlich zu dem Brand auf der Platine geführt hat, ist unklar. Aus unserer Sicht müssten aber einige Leiterbahnen so dimensioniert sein, dass diese zuerst durchbrennen, bevor es zu dem auf den Bildern dargestellten Vollschaden kommt, der mitunter auch zu einem Wohnungsbrand hätte führen können.

Ich möchte hier ganz klar sagen, dass wir nicht den Hersteller des PowerTwiled Moduls verantwortlich machen. Er weist ganz klar darauf hin, dass es sich um einen Bausatz handelt, dessen Verwendung der eigenen Verantwortung unterliegt. Dennoch sollte man ggf. weitere Schutzsysteme einbauen, die eine derartige Eskalation verhindern.

Es soll nur demonstrieren, dass Selbstbau-LEDs eben nicht CE und TÜV-zertifiziert sind und man sich daher zweimal überlegen sollte, ob man das Risiko eingeht. Schließlich werden einige Lampen mit einer nicht unerheblichen Leistung betrieben.

Dieser Beitrag wurde bereits 2 mal editiert, zuletzt von »Timo« (13. Dezember 2014, 20:04)


couki

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Samstag, 13. Dezember 2014, 20:21

Und ich dachte schon ich wäre der einzige dem so etwas passiert. bei mir sind auch 3 Kanäle abgebrannt trotz 120er Lüfter direkt über der Platine.!!!!!!!!!!!!!!!!
»couki« hat folgendes Bild angehängt:
  • 20140926_083513_resized (1).jpg

Wassermaus

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Samstag, 13. Dezember 2014, 20:49

Hmmm.. auf der linken der beiden Platinen ist der linke Kondensator kaputt, kann man in etwa Abschätzen, ob dies die Folge oder Ursache für den Beinahebrand war? Kenne leider weder die Platinen noch die Schaltpläne näher :EV48CE~136:. Wer hat denn die Schrauben so misshandelt. Nagelfeilen und Messer sind doch Frauenwerkzeug? :10_small20:
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Viele Grüße

Carmen
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Timo

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Samstag, 13. Dezember 2014, 20:57

Nein das St nicht nachvollziehbar ob der Kondensator zuerst geplatzt ist oder durch die Hitze.

Die Schrauben: das waren irgendwelche alten, die ich noch rumfliegen hatte. Solltest zur Spurensicherung gehen :-)

Hopperer

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5

Donnerstag, 14. September 2017, 13:55

Gab es eigentlich nochmal bei jemanden irgendwelche solche Vorfälle beim Bluetwiled?

Mach mir grad so meine Gedanken da ich auch 3 x 1200mA Kanäle hab und diese eigentlich mit 100% fahren wollte.

Bei einen Bekannten sind diese Kanäle auch abgeraucht nach ein paar Wochen
MfG
Christian

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banira

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Donnerstag, 14. September 2017, 14:59

HI,

ich denke es liegt an der Anzahl der LEDs die man nutzt, wenn du die KSQ Spannungstechnich ausreizt d.h. du koppelst mehr Leds und die ziehen eine höhere Spannung als die KSQ liefern kann, dann wird diese heiß und kann brennen.

Müsste man den Verkäufer mal fragen ob es an sowas liegen kann...

Grüße
Christian

Hopperer

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7

Donnerstag, 14. September 2017, 15:30

Ich habe an den besagten Kanälen 7 Cree XML2 U2 geplant.
Versorgt wird mit einem 24V Netzteil (möglich wären bis 30V)
Die Cree braucht etwa 2.95V das wären dann 20.65V
Die Kanäle laufen auf 1200mA was das Maximum des Bluetwiled Controllers ist
MfG
Christian

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Heman

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Donnerstag, 14. September 2017, 18:06

Also wenn ich mich da auch einmal einschalten darf, da mir der Bluetwiled bereits 2 mal abgeraucht ist.
Ich denke da auch hier in den Bilder immer der Step-Down Driver die Probleme gemacht hat! Auch beim externen Fet, wohl über die Gate Ansteuerung.

Wie funktioniert der Step-Down Driver:
Der Driver bekommt eine Art Referenzspannung anhand von den Widerstand welchen ihr bei der Bestellung angibt und damit resultiert über eine interne Logik einen Strom auf welchen der Driver einregelt. Was passiert also bei z.B. 50% Ansteuerung, der PT4115 bekommt vom Controller ein PWM was 50% an und 50% der Zeit aus ist, je nachdem wieviel Hz. ihr im Expertenmenü angegeben habt also z.B. 100ms AN 100ms AUS.
Der PT4115 mach also 100ms an, überwacht dabei den Strom und sollte der Strom über die oben angegebene Ref.Spannung kommen schaltet der driver kurz ab und sofort wenn der Strom fällt wieder ein und das mit, ich glaube es waren 20kHz. Sprich euer Strom sieht aus wie ein Sägezahn (was nicht schlimm ist) von z.B. 1,1A bis 1,2A, dann Freilauf über die Diode und wieder an.

Aber nun mal zum eigentlichen Problem.
Eingangspannung 24V +-0,5V
max. Ausgangsstrom konfiguriert über die Widerstände für den PT4115 (LED Driver) mR620 || mR100 = 86,1mR
Lt. Datenblatt vom PT4115 kommen wir hier auf einen Ausgangsstrom von 1,16A
Spannungsabfall am Widerstand somit I²*R=0,116V (vernachlässigbar)
Der thermische Widerstand vom SOT89-5 Gehäuse also vom PT4115 bei einer Vin Spannung von 24V hat der Baustein selber 0,4R
also:
Spannungsabfall am PT4115 (FET): 1,16A²*0,4R=0,53824W
0,54W, klingt für erstmal nach nicht viel oder?! Wenn man aber bedenkt der der Baustein dafür eine gerade mal 1,4mm breite und 4,4mm lange Kühlanbidung auf der PCB hat ist das doch eine gewisse Menge.
Die Cree XM-L2 werden hier bei ca. 2,4W betrieben und haben eine deutlich größere Wärmeanbindung + Ableitung da ich hier ein im Verhältnis rießiges Alumiumteil habe!

Bleiben wir aber erstmal bei Spannungsabfall am PT4115 (FET): 1,16A²*0,4R=0,53824W
Lt. angaben vom Hersteller wird bei einer Kühlung rein über die PCB 100°C erzeugen. Was erstmal auch noch relativ aktzeptabel ist, aber dies auch nur wenn der PT4115 auch genügend Wärme an die PCB abgeben kann (angegeben hier ist eine PCB Kühlfläche von min. 25mm²).
Sprich ein Problem ruht auch daher das die meisten z.B. die Konfig so wählen das nacheinander erst einmal die Weißen LEDs kommen, sprich
Kanal A = 1,2A
Kanal B = 1,2A
Kanal C = 1,2A etc.

Also ich hatte (DUMM... hätte es ja wissen müssen) es so gewählt und welcher Kanal fliegt mir ständig um die Ohren?!?! Kanal B

Soviel dazu ;)

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philhellene (15.09.2017)

koralle68

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Donnerstag, 14. September 2017, 21:24

Hallo !

Ich hab zwar keine Blue twiled.
Das Problem mit geplatzeten Elkolytkondensatoren kommt mir aber bekannt vor.
Geplatzte elkos wo die Flüßigkeit ausläuft die sich dann auf die Leitungen und andere Bauteile legt und dann kurzschlüße und brände auslösen kann.
Ursache war zuviel hitze, die Art der elkos die hier bei der Blue twiled verbaut sind, ist halt auch sehr hitzeempfindlich.
Reicht das aus eine kühlung mit Lüfter ?
Normalerweise sollte da noch zusätzlich passiv gekühlt werden .
Ist jedenfalls bei meinen Netzteilen so.
Folienkondensatoren sind auch besser als die elektrolytkondensatoren, die ham das Hitzeproblem nicht.

L.g. Detlev

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banira

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Freitag, 15. September 2017, 09:46

...


Danke für die Ausführungen, der PT4115 hat aber soweit ich informiert bin einen Überhitzungsschutz damit er sich nicht überhitzt schaltet er irgendwann aus (glaube bei ca. 160°C), dürfte also garnicht zu "Feuer" etc. kommen.

Weißt du da etwas drüber?

Grüße
Christian

Heman

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11

Freitag, 15. September 2017, 11:02

Hallo !
Ich hab zwar keine Blue twiled.
Das Problem mit geplatzeten Elkolytkondensatoren kommt mir aber bekannt vor.
Geplatzte elkos wo die Flüßigkeit ausläuft die sich dann auf die Leitungen und andere Bauteile legt und dann kurzschlüße und brände auslösen kann.
Ursache war zuviel hitze, die Art der elkos die hier bei der Blue twiled verbaut sind, ist halt auch sehr hitzeempfindlich.
Reicht das aus eine kühlung mit Lüfter ?
Normalerweise sollte da noch zusätzlich passiv gekühlt werden .
Ist jedenfalls bei meinen Netzteilen so.
Folienkondensatoren sind auch besser als die elektrolytkondensatoren, die ham das Hitzeproblem nicht.
L.g. Detlev
Der Kondensator ist meiner Meinung nach als folge der Überhitzung vom Microchip mic3203ym Gate gekommen, da der Elko zwar geplatz ist aber der Driver abgeraucht.


Zitat von »Heman«



...
Danke für die Ausführungen, der PT4115 hat aber soweit ich informiert bin einen Überhitzungsschutz damit er sich nicht überhitzt schaltet er irgendwann aus (glaube bei ca. 160°C), dürfte also garnicht zu "Feuer" etc. kommen.
Weißt du da etwas drüber?
Grüße
Christian
Das ist richtig, der PT4115 schaltet bei 160°C ab und ignoriert für diese Zeit das PWM Signal! Was aber wenn der Baustein über längere Zeit knapp unterhalb dieser Schwelle läuft?
Es gibt verschiedene Szenarien, bei mir hat sich folgendes herausgestellt:
Baustein lief wohl längere Zeit über 100°C, dadurch wurde auch über längere Zeit (lief die ersten 6 Wochen ohne Probleme) Drain Source im Fet beschädigt. Somit konnte ich Abends festellen, dass ich zwar 0% angesteuert habe, die LED aber trotzdem leicht leuchteten. Da ich den Bluetwiled so konfiguriert habe das bei 0% Ansteuerung die Lüfter aus sind, hat sich der Baustein auch Nachts weiter erhitzt, sodass am nächsten Tag bei 100% Ansteuerung und der Vorschädigung der PT4115 abgeraucht ist.

Im Uhrzustand mit Kühlung hat der Baustein ca. 75°C. Bei der Temp. Messung hat sich herausgestellt das auch die Ausgänge am Rand kritisch sind, da diese (Grün umrandet) weniger Kühlfläche haben.
Mein Tipp also, Ausgänge >1A nicht am Rand legen und die Ausgänge da neben mit weniger Leistung bestückten:
A:0,5A
B:1,2A
C:1A
D:1A
E:1,2A
F:0,5A
Danach GF1500 über die komplette Reihe voll füllen oder was auch sehr gut Gap Pad Gap Pad bergquist 4,2mm und die Platine (beide Materialien sind Isolationsstoffe, Aufpassen mit z.B. ATIC Wärmeleitpaste da diese leicht leitend ist) dirket auf die Aluplatte schrauben. Damit habt ihr def. eure Ruhe!
Zum Anhang: Betrieb war bei RMS 1,1A/23V bei 25W (jedoch mit idealem Widerstand) Was in Realität kritischer ist da durch die Impedanz der Regler den Strom mehr Richtung 1,2A treibt. Es wurden hier auch nur zwei Ausgänge betrieben. Aktuell laufen weitere Messungen mit 1,2A auf allen Kanälen, jedoch steigen aktuell die Bausteine immer wieder aus. Problem konnte noch nicht festgestellt werden
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