Koelen van een constant current led driver (step-up)

Beste mensen,

Ik heb onlangs een hele compacte driver gevonden voor mijn 50W onderwater lamp. Zie de bijgevoegde foto's.

Volgens de specificatie van dit drivertje (XL6009) zou die 4A moeten kunnen leveren.
Ik gebruik in mijn testopstelling een 12V loodaccu als input en stuur een COB led aan die ongeveer 30,5V nodig heeft.

Zonder belasting kan ik via het trimmertje de uitgangsspanning eenvoudig naar ongeveer 34 Volt brengen.
Echter met led aangesloten zakt de spanning behoorlijk in elkaar en haalt amper 29 Volt. De led heeft 1500mA nodig.

Boven de 1000mA begint de driver voelbaar heet te worden. Bij 1500mA kun je de xl6009 en de onderkant van de print niet meer vastpakken.

Nu weet ik dat je dit soort drivertjes altijd goed moet koelen.
Op foto's die ik via internet heb, zie je een heel klein koelribje op de xl6009 zelf geplakt. dus op de bovenkant van de chip. De onderzijde wordt niet gekoeld.
Hoe kan ik nu het geheel goed koelen?
De chip zelf + de onderkant? Moet ik het deel dat heet wordt voorzien van bijvoorbeeld een aluminium koelplaatje?
Naast warmtegeleidende pasta moet het ook goed vastzitten en niet door warmte loslaten.

Heeft iemand goede tips?

John

Arco

Special Member

Ja,

Als het een onderwaterlamp is, dan de (ik neem aan) metalen behuizing gebruiken. Dat, i.c.m. het water, is een ideale koeling... ;)

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com
Tidak Ada

Golden Member

Je moet ook niet de spanning regelen, maar de stroom.
Heb je die regelaar al geprobeerd als je de stroom door de LED's meet?

Koeling, zie Arco. Mijn lamp (50W Halogeen) heb ik daarom ooit uit een massief stuk aluminium staf gedraaid en daarin koelriben uitgestoken. Ik heb een foto in je vorige topic gepost.

http://www.circuitsonline.net/forum/file/8461/forum-post

Maar ik zie dat je de lamp al hebt gedraaid. Inderdaad mooi draaiwerk!

Rommelige werkplek? In de natuur is wanorde de meest stabiele toestand; de entropie is dan maximaal. Het handhaven van "orde" kost daarom altijd energie. ----> TUBE COLLECTORS ASSOCIATION - †

Ik begrijp dat de stroom geregeld moet worden. Daarom heb ik de stroom op 1500mA gezet. Echter dit kan ik alleen doen door de spanning m.b.v. de potmeter te regelen net zolang totdat de gewenste stroom bereikt is.

Ik wil voor nu even BOVEN water wat testen uitvoeren en zie graag een betere koeling.

Ik ben anders bang dat ik met die testen op "het droge" de driver beschadig.

John

Zoals TA schrijft, je sluit de boel kort als de spanning boven de VFled gaat.
Dat is geen led current driver maar een boost spanningsregelaar.

edit: ondertussen heb je zelf geantwoord maar dan nog zal het niet werken.
Je kunt de stroom aan de ingang niet beperken omdat je veel meer stroom aan de ingang zult hebben dan aan de uitgang.
Je moet de uitgang met een weerstand in serie met de led begrenzen.

LDmicro user.
Tidak Ada

Golden Member

Testen in een emmer water?

[Bericht gewijzigd door Tidak Ada op zondag 7 februari 2016 10:13:10 (42%)

Rommelige werkplek? In de natuur is wanorde de meest stabiele toestand; de entropie is dan maximaal. Het handhaven van "orde" kost daarom altijd energie. ----> TUBE COLLECTORS ASSOCIATION - †
Arco

Special Member

Ik neem aan dat alleen de behuizing (zonder water) ook wel voldoende koeling geeft...

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com

50W (31V/1.5A) uit een 12V batterij.

Heb nog eens wat opgezocht en dat ga je nooit voor elkaar krijgen met dat printje.
Gezien ze ook nog een SS14 (1A) diode gebruiken zegt veel.

LDmicro user.

Beste MGP,

Uitgaande van 50 Watt en een stroom van 1500mA, dan zou de spanning over de led ruim 30 Volt moeten zijn.

In principe heb ik een 14,4 Volt Li-Ion accupack in de lamp.
Om die 50 Watt te krijgen is 50 / 14,4 = 3,5 A nodig.
In de praktijk is de spanning van een vol accupack ongeveer 16 Volt en zal de ingangsstroom iets minder zijn.

Ik begreep dat dit een step-up schakeling was waarbij de stroom constant is.
Afhankelijk van de vraag zou de spanning kunnen variëren.

Wat bedoel je met extra weerstand? Kun jij mij hiermee op weg helpen?

John

Beste MGP,

Even reageren op jouw opmerking over de diode....
Ik heb op YouTube een link gevonden waarbij ogenschijnlijk dezelfde print gebruikt wordt maar volgens mij worden bij een aantal componenten andere waarden gehanteerd:
https://www.youtube.com/watch?v=jYMGCLsytT4

Ik zie SS34 staan en een andere spoel van 470.
Op de xl6009 zie ik ook een ander type staan: 4507OP of zegt dit iets over de behuizing?

Zou deze print wel kunnen voldoen?

Alvast dank dat je even mee wilt kijken!

John

Arco

Special Member

Beide printjes zijn niet erg geschikt. Een 50W led is meer als de chip aan kan (max 4A). Ook kun je de chip niet goed meer koelen, omdat 'ie vastgesoldeerd zit op het pcb.
(en da's niet echt een goede warmtegeleider)

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Leds zijn stroomgestuurd en moeten dus met stroom geregeld worden.
Ofwel door een echte stroomsturing ofwel door een spanning met een weerstand in serie met de led.

Zoals je dat printje nu gebruikt maak je gedurig kortsluiting aangezien er geen stroombeperking is ingebouwd.

Bij veel ingangsstroom verslechtert het rendement zienderogen tot <75% waardoor de warmte het hoogte inschiet.

Vb. rendement 50W = 75%, Vin = 15V, Iout = 1.5A

Formule= Vin * Iin * rend. = Vout * Iout

Iin = (31 * 1.5)/ (15 * 0.75) = >4A

LDmicro user.

Als ik de specificaties van deze converter bekijk dan ga je dat dus niet halen.

Test sample reference

Input 3V Output 12V 0.4A 4.8W
Input 5V Output 12V 0.8A 9.6W
Input 7.4V Output 12V 1.5A 18W
Input 12V Output 15V 2A 30W
Input 12V Output 16V 2A 32W
Input 12V Output 18V 1.6A 28.8W
Input 12V Output 19V 1.5A 28.5W
Input 12V Output 24V 1 A 24W

Wanneer ik de lijn voor een input van 12V doortrek dan kom ik bij een uitgangsspanning van 30,5 Volt uit op een stroom van ca. 0,5 Ampere.

Ik ben zelf geen onderwater mens, maar als ik zou gaan duiken dan zou ik in elk geval wel zeker willen zijn van de kwaliteit van mijn materiaal.
Zelf denk ik dat je deze driver beter kunt vergeten en naar een solide oplossing kunt gaan zoeken.

Ok....

Wat jammer!
Ik dacht dat ik een mooi compact drivertje gevonden had voor weinig geld!

Ik heb van de driver die op YouTube (zie mijn laatste link) besproken wordt er een aantal van besteld om te testen.
Zelf moet ik even uitzoeken wat de specificatie is van deze versie van de driver. Zou MET een weerstand in serie iets mogelijk zijn?

Misschien moet ik dan toch maar overstappen op bijvoorbeeld deze driver:
http://taskled.com/hbflex.shtml

Deze kost wel behoorlijk wat meer.

John

[Bericht gewijzigd door John_Wijers op zondag 7 februari 2016 11:59:24 (15%)

allereerst moet je goed gaan nadenken waar die 4A kan lopen.

als je 50W wil halen aan de uitgang, en je geeft die een voedingsspanning van 12V, dan moet er al 4,16A ingaan. het chipje kan maximum 4A schakelen, dus die is al te zwak. (zal zichzelf waarschijnlijk intern limiteren).

bijkomend werkt dat spul ook niet gratis, er gaan een bepaalde energie verloren gaan. die regelaars geven best een hoog rendement, maar doen dat specifiek op 1 bepaald punt.

zo een XL6009 kan een efficiency halen van 94%, beweren ze. volgens de datasheet zou die een rendement halen van 92% als je van 12 naar 18V gaat en een stroom van 2A levert.
andere websites spreken over highest efficiency van 92%, typical 85%.
dan zou de voeding op 12V al dik 5,1A moeten gaan leveren om aan de output nog 50W aan te kunnen houden. en dat lukt niet.
op 12V zou je met 4A maximale ingangsstroom en een efficiency van 85% nog slechts op 40,8watt uitkomen.

jouw led vraagt 1500mA op een 34V, jouw regelaar kan dat niet leveren en zal in elkaar duiken tot hij toch de gewenste stroom en spanning kan leveren.
dat zal dan een 29V zijn met 1400mA stroom

als je nu eens een stel li-ions aan elkaar knoopt zodat je op een 18V geraakt (18V is toevallig een veel gebruikte soort bij accuwerkgereedschap ;-) ).
dan zou die op de ingang een 3,3A trekken (3,3A x 18V = 59,4watt.
58watt x 0,85 (efficiency) = 50,5watt
34V x 1,5A = 51W
zal bij benadering dus wel lukken. en je blijft zowel bij de ingang als de uitgang onder de 4A.
ik weet natuurlijk niet wat jouw regelaar maximum aan vermogen kan afgeven

bv max 50W
35V x 1,4A
25V x 2A
15V x 3,33A
12,5V x 4A
en dan zal het met die led dus nooit lukken

[Bericht gewijzigd door fcapri op zondag 7 februari 2016 13:10:12 (20%)

ik hou van werken ..., ik kan er uren naar kijken

Beste mensen,

Ik heb nu drivertjes gezien tussen de $1,5 en $40,-

De belangrijkste specificatie is de led stroom van 1500mA en de spanning van ongeveer 30 Volt. Het accupack is een 14,4 V Li-Ion.

Is het mogelijk zelf een stroomschakeling hiervoor te maken?
In elk geval moet de spanning meer dan verdubbeld worden.

Of kom je altijd uit bij die zogenaamde step-up convertors (zoals de xl6009).

Wat ik me nu afvraag is of een dergelijke print wel aan te passen is zodat die wel voldoet. Zou ik door een zwaardere diode en step-up convertor het wel kunnen laten werken?
Wat is de beperking op dit moment?

John

Beste fcapri,

Lees net jouw reactie.
Helder!

Kun jij iets met mijn laatste reactie hieromtrent?

John

Arco

Special Member

Een step-up of boost converter heb je natuurlijk altijd nodig. (spanning wordt niet spontaan hoger...:) )
En daarachter komt dan een step-down/constant current driver.

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com

had ondertussen nog wat info toegevoegd.

als ik van u was, ik zou eens specifiek gaan zoeken op led drivers in china

bv 50W, 1500mA, 30-34V:
http://www.aliexpress.com/item/High-Power-Factor-Constant-current-Wate…


of 6,34euro, 1500mA, 50W, 18-45V
http://www.aliexpress.com/item/50W-High-Quality-LED-Driver-Light-Lamp-…

...

en verder zou ik bij chinezen een veiligheidsmarge voorzien. die eerste zal al iets te nipt worden met die 34V.
EDIT: net gezien dat die dingen op 230V werken, ff DC-DC versies gaan zoeken

bv:6euro, 12V naar 30-38V 1500mA
http://www.aliexpress.com/item/Free-shipping-50W-Constant-Current-LED-…

of deze van 4euro, 1500mA, IN12-24V, OUT 20-36V, 50W
http://www.aliexpress.com/item/Hot-Selling-1500mA-50w-Constant-Current…

ik hou van werken ..., ik kan er uren naar kijken

Beste fcapri,

Deze drivers ken ik!
Ik heb er al diverse besteld en ook getest.

Alleen die zijn te groot!
Ik ben op zoek naar een veel compactere driver.

Degene die ik nu als laatste besteld heb is echt super compact :)
Alleen lukt het hiermee niet echt....

Ik weet dat het wel kan, kijk maar eens naar de TaskLed driver!
Die is 35 mm in doorsnede. Volgens de maker kan het hiermee.
Alleen $40,- vind ik momenteel iets te duur....

John

die van 6euro van hierboven kopen en opnieuw maken op een compactere print? alle componenten zijn aanwezig en het ding moet toch echt wel kleiner kunnen

ding is trouwens maar 7,7cm lang, 3,7cm breed en 1,9cm hoog

ik hou van werken ..., ik kan er uren naar kijken
Tidak Ada

Golden Member

LT levert speciale spanning naar stroom converter chips voor dit doel. Als je nu toch moet gaan knutselen, zou dat misschien een betere oplossing zijn.

Rommelige werkplek? In de natuur is wanorde de meest stabiele toestand; de entropie is dan maximaal. Het handhaven van "orde" kost daarom altijd energie. ----> TUBE COLLECTORS ASSOCIATION - &#8224;

Tidak, we hebben hier blijkbaar weer eens te maken met een TS van het type: "Ik wil iets moois (=kleins) maar 't mag niks kosten".
Niks voor niks dat dat printje 40 dollar kost.
Zo'n IC van LT kost los al gauw 5 eurie. Dan de rest van de componenten nog die van hoge kwaliteit moeten zijn. Dan heb je nog te maken met pcb design voor 'hoge' frequenties en met smd soldeerwerk..

Tidak Ada

Golden Member

Klopt, klein is ook hier fijn, maar je moet er wat voor over hebben. Ik ben ook bang dat TS goedkoper uit zal zijn met een kant-en-klare oplossing.
Ik heb hem al een bouwlamp mèt accu's aanbevolen, die hij voor de onderdelen zou kunnen gebruiken. Kost ergens tussen de € 40 en € 50. En dat is nog een goedkope!

Rommelige werkplek? In de natuur is wanorde de meest stabiele toestand; de entropie is dan maximaal. Het handhaven van "orde" kost daarom altijd energie. ----> TUBE COLLECTORS ASSOCIATION - &#8224;

Het zijn voornamelijk de spoel en heatsink die de afmetingen bepalen.
Wil je een kleinere maat spoel dan zul je de werkfrequentie moeten verhogen.
Dat is echter niet zo simple als het lijkt, er gaan allerlei parasitaire effecten en koppelingen meespelen die er al snel voor kunnen zorgen dat het ontwerp helemaal niet doet wat je er van verwacht.
Vandaar dat de prijs ook navenant hoger is dan bijvoorbeeld bij een simpele, maar grotere 50 KHz switcher.
De heatsink kun je onderdeel maken van de behuizing waardoor die factor weg kan vallen.