verschiedene XM-L@5A unterschiedliches thermisches Verhalten...

ichoderso

Mitglied
Hallo, vorrangig an alle LED Experten!

Ich hab in den letzten Wochen einige XM-L's von verschiedenen Anbietern geordert und getestet, es waren ungefähr 10 Stück, alle auf 21mm Stars, die meißten (China, USA) waren schwarz mit Aufschrift XM-L-H, 3 Stück eines deutschen Anbieters sind auch schwarz, mit Aufschrift LT und vergoldeten Kontaktflächen, angeblich waren es alle T6 Bins, einen bestellte ich als T5, hatte aber die gleichen Werte wie die anderen.

Testaufbau:
Die LED's wurden mittels einer großen kräftigen Krokodilklemme mit etwas Wärmeleitpaste auf einem ebenfalls großen Kühlkörper angepresst, selbst bei 5A wurde der Star nicht wesentlich wärmer als der Kühlkörper.etwa 1m über der LED befestigte ich den Sensor eines Luxmeters. Ausrichtung und Abstand blieben immer gleich.
Die Werte sind natürlich alle nur relativ, und mit nichts zu vergleichen, außer halt untereinander. Die Energie kam aus einem digitalem Labornetzteil, das recht genau ist.

Hier nun mal die Werte einer durchschnittlichen LED mit schwarzem Star mit Aufschrift XM-L-H, die verhielten sich alle sehr ähnlich. der zweite Wert ist der Zuwachs zum jeweils vorigem Wert. gemessen nach etwa 10 sekunden, hier änderte sich der Wert nicht mehr, bzw. nur geringfügig
1A - 110 - 110
2A - 202 - 98
3A - 280 - 78
4A - 340 - 60
5A - 375 - 35

und jetzt, nochmals für die schwarzen, der Vergleich der "Starthelligkeit, als sofort beim Enschalten der Spannung und der "stabilisierte Wert, ca. 10Sek später:
1A - 110 - 110
2A - 205 - 202
3A - 284 - 280
4A - 350 - 340
5A - 400 - 375

bei 5A gab es die größten Abweichungen, hier ein paar Beispiele
400 - 375
390 - 350
375 - 345
360 - 358
man beachte den letzten Wert, zwar nicht die hellste LED, aber die mit dem offensichtlich besten thermischen Verhalten

und nun die Werte für die schwarzen Stars mit Aufschrift LT
1A - 121 - 118
2A - 220 - 210
3A - 290 - 260
4A - 350 - 280
5A - 400 - 250
Bei 5A sah man mit bloßem Auge, wie die LED dunkler (und auch leicht blau) wurde.
Man sieht auch, dass diese LED's zwar grundsätzlich heller waren, also innerhalb des Binnings an der oberen Grenze, aber diese Werte vor allem halt bei höheren Strömen auf Grund schlechtem thermischen Verhaltens nicht halten konnten.
Wie schon gesagt, der Kühlkörper hatte bei allen Messungen Raumtemperatur, die Stars erwärmten sich nur unwesentlich und vernachlässigbar.

Hier nun meine Frage an die Experten:
was stimmt mit diesen "schlechten" Stars nicht???
gibt es LED's die sich unterschiedlich verhalten (glaube ich eigentlich nicht)
Oder liegt es an der Art der Verlötung der LED auf dem Star???
Das vermute ich eigentlich. Hat jemand ne Idee oder ähnliche Erfahrungen machen können???

schönes WE,
Jens
 
Zuletzt bearbeitet:

Frittenfett

Mitglied
Nun ich denke erst einmal dass die LED sich prinzipiell ahnlich verhalten.

Bei den "Stars" was für ein Material sind die weißen und schwazen Stars, sind die unterschiedlich dick?

Es gibt "Stars" oder auch andere LED Platinen mit anderen Formen, die haben eine dünne Platine (~0.25mm - bitte nicht darauf festnageln nur geschätzt) die auf eine Aluplatte geklebt ist. Solche Platinen haben natürlich ein besseres Temperaturverhalten, wie eine 1mm Platine die ich auf einen Kühlkörper packe.
 

ichoderso

Mitglied
sind alles "normale" Alu Stars mit gleicher Stärke, gerade gemessen, 1,5mm



Jens
PS: diese Art der Stars gibt es bei diesem Anbieter auch einzeln für alle möglichen LED....verlöten die die etwa selbst??
 
Zuletzt bearbeitet:

Palladin

Mitglied
Ich kann nur ein paar Spekulationen beitragen.

Ich kann mir gut vorstellen, daß die Verlötung durchaus eine entscheidende Rolle hat, die sich gerade bei solchen Extrembelastungen natürlich besonders manifestiert.

Vollautomatisch mit Lötpaste bestrichen und reflow verlötet verspricht eigentlich selbstredend weitaus bessere Ergebnisse wir mit der Hand gebrutzelt und das auch noch bleifrei.
Selbst Boards wo der Emitter haarsträubend absteht finden immer mal wieder in den Weg in den Handel.

Ob die mittlere Wärmeleitfläche evtl. sogar vergessen wurde zu verlöten sieht man kaum.


Noch eine weitere These:
Boards unterschiedlicher Hersteller unterscheiden sich schon erheblich voneinander.
Ich habe die Sache nie weiter verfolgt aber sowohl beim zurechtschleifen wie auch beim anlöten der Litzen hatte ich schon immer den Eindruck, daß manche Stars die Wärme weitaus besser leiten würden wie andere.
Da nicht sein kann, was nicht sein darf - bezweifelnd, daß unterschiedliche Alu Legierungen sich eklatant in ihrer Wärmeleitfähigkeit unterscheiden - habe ich bislang nach anderen Erklärungen wie unterschiedlicher Härte oder anderen Leiterbahnen gesucht.
Aber vielleicht kann sich ja ein Metallurge aus dem Messerbereich für einen Moment von seinen Klingen trennen und uns aufklären?
 

Hmblgrmpf

Mitglied
Die Alu Legierung wird keine große Rolle spielen.
Wichtiger wird die elektrisch isolierende Schicht zwischen dem Aluminium und den Kupferflächen sein auf die die LED aufgelötet wird. Je dicker die Isolierschicht und je schlechter die Wärmeleitfähigkeit des Material desto schlechter funktioniert der Wärmetransport ins Aluminium.

In ersten Beitrag dieses Threads im cpf gibts ein paar Fotos teilweise zerlegter Alu Stars auf denen der Aufbau erkennbar ist.

Informationen zu verwendeten Materialien gibt's z.B. hier::
Using Metal Core Printed Circuit Board (MCPCB) as a Solution for Thermal Management

Stefan
 

Sven123

Mitglied
Ich könnte mir (theoretisch) vorstellen, dass die Stars unterschiedlich aufgebaut sind.

Cree LEDs haben ja die schöne eigenschaft, dass das mittlere Pad unter dem Emitter (das zur Wärmeabgabe) elektrisch von den anderen beiden Pads (Kathode und Anode) isoliert ist.
Man könnte also quasi das mittlere Pad irgendwo drauflöten, egal welches Potential die Stelle hat, das das mittlere Pad ja isoliert ist.

Evtl. haben die thermisch guten Stars eine feste Metall-Verbindung (elektrisch und thermsich sehr gut leitend) vom Mittleren Pad der LED zum Alu des Stars.
Evtl. haben die thermisch schlechten Stars das mittlere Pad durch eine dünne Folie (elektrisch) zum Star isoliert.
Durch diese Folie wäre der Wärmetransport erheblich behindert.

Zwischen der Wärmeleifhäigkeit von Metallen (hier wahrscheinlich Alu oder Kupfer) und der Wärmeleitfähigkeit von Kunststoff (Folien) bestehen doch zum Teil Größenordnungen Unterschiede.

Gruß

Sven
 

ichoderso

Mitglied
Ich kann mir gut vorstellen, daß die Verlötung durchaus eine entscheidende Rolle hat, die sich gerade bei solchen Extrembelastungen natürlich besonders manifestiert.

Selbst Boards wo der Emitter haarsträubend absteht finden immer mal wieder in den Weg in den Handel.

Ob die mittlere Wärmeleitfläche evtl. sogar vergessen wurde zu verlöten sieht man kaum.

Hi, das war auch so mein erster Gedanke, Danke, dass du meine Vermutungen bestätigst!
 

ichoderso

Mitglied
Die Alu Legierung wird keine große Rolle spielen.
Wichtiger wird die elektrisch isolierende Schicht zwischen dem Aluminium und den Kupferflächen sein auf die die LED aufgelötet wird. Je dicker die Isolierschicht und je schlechter die Wärmeleitfähigkeit des Material desto schlechter funktioniert der Wärmetransport ins Aluminium.

In ersten Beitrag dieses Threads im cpf gibts ein paar Fotos teilweise zerlegter Alu Stars auf denen der Aufbau erkennbar ist.

Informationen zu verwendeten Materialien gibt's z.B. hier::
Using Metal Core Printed Circuit Board (MCPCB) as a Solution for Thermal Management

Stefan

sehr interessant, kannte beide Beiträge nicht, muss ich mir mal in Ruhe zu Gemüte führen! Danke Stefan,
Jens
 

ichoderso

Mitglied
Ich könnte mir (theoretisch) vorstellen, dass die Stars unterschiedlich aufgebaut sind.

Cree LEDs haben ja die schöne eigenschaft, dass das mittlere Pad unter dem Emitter (das zur Wärmeabgabe) elektrisch von den anderen beiden Pads (Kathode und Anode) isoliert ist.
Man könnte also quasi das mittlere Pad irgendwo drauflöten, egal welches Potential die Stelle hat, das das mittlere Pad ja isoliert ist.

Evtl. haben die thermisch guten Stars eine feste Metall-Verbindung (elektrisch und thermsich sehr gut leitend) vom Mittleren Pad der LED zum Alu des Stars.
Evtl. haben die thermisch schlechten Stars das mittlere Pad durch eine dünne Folie (elektrisch) zum Star isoliert.
Durch diese Folie wäre der Wärmetransport erheblich behindert.

Zwischen der Wärmeleifhäigkeit von Metallen (hier wahrscheinlich Alu oder Kupfer) und der Wärmeleitfähigkeit von Kunststoff (Folien) bestehen doch zum Teil Größenordnungen Unterschiede.

Gruß

Sven

Hi Sven, ja, bestätigt die Vermutung von Stefan.
Ich hab vorige Woche vergebens (ging keiner ran) mehrfach versucht, mit dem deutschen Anbieter in Kontakt zu treten...werde ich diese Woche weiter versuchen, und hoffe immer noch darauf, dass das "Ausreißer" waren, also tatsächlich schlecht verlötet etc....warten wir mal ab, ich melde mich, wenn's neue Infos gibt!
Ansonsten werd ich mal blanke Stars bestellen, und vielleicht mal einen versuchen zu zerlegen, so teuer sind die ja nicht, mal sehen, wie die aufgebaut sind...


Jens
 

ichoderso

Mitglied
und hier die versprochenen Bilder, Sorry, nicht gut geworden, zu dunkel

links die "guten"
rechts die "Schlechten"

P1200004.JPG


P1200006.JPG


P1200005.JPG
 

Hmblgrmpf

Mitglied
Das Layout der Stars mit dem "XM-L-H" Aufdruck scheint mir günstiger zu sein als das der anderen. An jedem Anschluss der LED ist eine große Kupferfläche erkennbar die die Wärme auf der Oberseite verteilt und so die Wärmeableitung durch die isolierende Mittelschicht verbessert. Bei den anderen Stars sind nur schmale Leiterbahnen zu den äußeren Anschlüssen zu sehen.

Stefan
 

-Gast-

Mitglied
Vor allem: Die linken haben am Kühlpad eine sehr große angelötete Fläche, das ist bei den rechten nicht so. Sind wohl die Stars einfach schlecht, oder nicht für diese LED gedacht.
So wie die aussehen, könnten die ursprünglich für xp-g gedacht sein...
 

Stone

Mitglied
So wie die aussehen, könnten die ursprünglich für xp-g gedacht sein...
Ich hab mir mal auf deinen verdacht hin die Seite des "deutschen Anbieter"(Ich denke zu mindestens das wir über den gleichen sprechen) durchstöbert. Beim optischen Vergleich des XP-G und XM-L Stars kann ich deine Vermutung nur bestätigen, es schaut wirklich so aus als wären die XM-Ls nur auf einen XP-G Star gelötet.

Ich hab ein paar 16mm Boards in Übersee bestellt mal schaun wie da die Stars verarbeitet sind.


Gruss Matthias
 

Hiltihome

MF Ehrenmitglied
Hallo,

mit diesem Thread habe ich ein Problem.

Ich blicke nicht durch, was wann gemeint ist.

In Post #1 gibt es Messwerte, die nicht zuordenbar sind und später eine Korrektur vom Author, die ebenfalls Fragen offen lässt.

In Post#10 denn ein Bild mit "Guten und Schlechten", dabei sind ganz unterschiedliche Emitter montiert....:confused:

Cree XR-E auf runden, weißen Boards, XP-G auf runden, schwarzen Boards und rechts XM-L auf schwarzen Boards unterschiedliche Lieferanten.


Ich kann mir zwar in etwa zusammen reimen, was gemeint sein könnte, aber hätte gerne Messwerte und Zuordnung eindeutig.


Das Thema ist eröffnet, was macht es da für einen Sinn nicht Ross und Reiter zu nennen?

Die weißen Boards mit XR-E stammen von kaidomain, oder DX.
Die schwarzen Boards mit XP-G sind mir unbekannt.
Die schwarzen Sterne mit XM-L und Beschriftung XM-L-H stammen von kaidomain.
Die schwarzen Sterne mit Beschriftung LT stammen von led-tech.de.


Wenn der Author jetzt noch die Messwerte zuordnet, dann blicke ich vielleicht durch.

Allerdings sollten nur Trägerplatinen mit identischen Emittern verglichen werden, sonst macht das keinen Sinn.



Heinz
 

Palladin

Mitglied
So wie ich das verstanden habe, wo das Kind schon beim Namen genannte wurde, sind die LED-Tech Boards diejenigen, die eingebrochen sind und anfangs irrtümlich als "weiße" bezeichnet wurden:
und nun die Werte für die weißen LED's
1A - 121 - 118
2A - 220 - 210
3A - 290 - 260
4A - 350 - 280
5A - 400 - 250
Bei 5A sah man mit bloßem Auge, wie die LED dunkler (und auch leicht blau) wurde.

Danke Stefan für die Links, die sind sehr aufschlußreich, das ist das, was ich mir anderen Leiterbahnen meinte.
Wie die meisten wohl, hatte ich mir bislang über die Thematik viel zu wenig Gedanken gemacht.

Ich halte die LED-Tech Boards ebenfalls für, zumindest ursprünglich, für die XP Serie - vermutlich sogar noch die XP-E - designt, die Kupferfläche scheint jedenfalls um keinen Deut gewachsen zu sein.

Es spricht meines Erachtens alles dafür, daß die Boards die Schwachstelle sind.
Alle meine bei dem Anbieter erworbenen Emitter, das sind natürlich nur Stichproben, waren visuell kontrolliert absolut makellos verlötet.
 

ichoderso

Mitglied
Hallo,

mit diesem Thread habe ich ein Problem.

Ich blicke nicht durch, was wann gemeint ist.

In Post #1 gibt es Messwerte, die nicht zuordenbar sind und später eine Korrektur vom Author, die ebenfalls Fragen offen lässt.

In Post#10 denn ein Bild mit "Guten und Schlechten", dabei sind ganz unterschiedliche Emitter montiert....:confused:

Cree XR-E auf runden, weißen Boards, XP-G auf runden, schwarzen Boards und rechts XM-L auf schwarzen Boards unterschiedliche Lieferanten.


Ich kann mir zwar in etwa zusammen reimen, was gemeint sein könnte, aber hätte gerne Messwerte und Zuordnung eindeutig.


Das Thema ist eröffnet, was macht es da für einen Sinn nicht Ross und Reiter zu nennen?

Die weißen Boards mit XR-E stammen von kaidomain, oder DX.
Die schwarzen Boards mit XP-G sind mir unbekannt.
Die schwarzen Sterne mit XM-L und Beschriftung XM-L-H stammen von kaidomain.
Die schwarzen Sterne mit Beschriftung LT stammen von led-tech.de.


Wenn der Author jetzt noch die Messwerte zuordnet, dann blicke ich vielleicht durch.

Allerdings sollten nur Trägerplatinen mit identischen Emittern verglichen werden, sonst macht das keinen Sinn.



Heinz

Hallo Heinz, ok, dann will der Author (er heißt übrigens Jens:), mal versuchen, einiges genauer zu erklären!
Zunächst, wie der Titel dieses Themas schon sagt, es geht hier ausschließlich um XM-L LED's, die anderen sind auf dem Foto eben mit drauf, weil ich sie in der gleichen CD- Hülle aufbewahre, dachte, hier erkennt jeder, welche die XM-L's sind....Sorry
Ebenfalls Sorry, für meinen Irrtum, die LED-Tech als "weiße" zu bezeichnen, hatte ich halt was verwechselt, da mein Test schon ein paar Tage her war..
Anbieternamen hab ich nicht genannt, da ich nicht weiß, ob das hier erwünscht ist, und ich auch keinen Rufmord betreiben wollte, ehe ich nicht mit dem Anbieter gesprochen habe, das ist mir vorige Woche leider noch nicht gelungen (ging keiner ans Telefon...)

also:
die "guten" LED's sind die mit der Aufschrift XM L H, sind von KD, auf dem ersten Fotos die linken von den beiden XML Reihen und auf dem zweiten Foto.
die "schlechten" sind von LED Tech, auf dem ersten Foto rechts, mit der Aufschrift LT und auf dem dritten Foto.


und hier nochmal der Versuch, die Messwerte zuzuordnen:

durchschnittliche KD-LED (schwarz mit Aufdruck XM-L-H):
Vergleich der "Starthelligkeit, als sofort beim Enschalten der Spannung und der "stabilisierte Wert, ca. 10Sek später:
1A - 110 - 110
2A - 205 - 202
3A - 284 - 280
4A - 350 - 340
5A - 400 - 375

die gleichen LED, aber keine Durchschnittswerte, sondern konkret gemessene Werte für vier verschiedenen LED bei 5A

400 - 375
390 - 350
375 - 345
360 - 358
man beachte den letzten Wert, zwar nicht die hellste LED, aber die mit dem offensichtlich besten thermischen Verhalten

und das die Werte (Starthelligkeit und nach etwa 10 sekunden)für die deutschen LED mit Aufschrift LT (also die, die ich im ersten Post irrtümlich als weiß bezeichnet habe, werde es ändern...)
1A - 121 - 118
2A - 220 - 210
3A - 290 - 260
4A - 350 - 280
5A - 400 - 250


hoffe, nun etwas verständlicher für alle....??

viele Grüße,
Jens
 
Zuletzt bearbeitet:

ichoderso

Mitglied
Hallo Mike!



Die Spannung ist nicht relevant, die hängt vom durchfließenden Strom ab. Vf einer XML liegt bei ungefähr 3,2V...
Daher wird ja zur Helligkeitsregelung der Strom geregelt, nicht die Spannung.

Viele Grüße, Torsten

Danke Torsten, warst schneller:)

Falls Mike die Spannungen doch interessieren, findest du im Datenblatt bei CREE in einem Diagramm als Richtwerte, in der Praxis weichen die natürlich immer ein wenig ab, ich such mir die mit den geringsten Vf immer für diverse DD Einsätze mit ein Zellen Lampen aus, bei Mehrzellenlampen mit Buck Treiber ist es egal, wenn die LED ein paar Millivolt mehr braucht:)

Jens
 

ichoderso

Mitglied
ok. ich hab gestern telefonisch jemanden bei LED Tech erreicht und alles geschildert. Dieser Mitarbeitet konnte dann zwar nichts dazu sagen, gab mir aber ne Mailadresse eines anderen Mitarbeiters der Firma. Diesem schrieb ich dann, u.a. auch mit Verweis auf dieses Forum bzw. diesen Thread....also schau'n wir mal....

Jens