Transistor raucht in Scheinwerfer

[Chris2112]

Guten Morgen,
ich habe ein par starville Led Scheinwerfer bei mir rumliegen, bei den einzelne Farben nicht mehr Leuchten.
Habe eben mal einen aufgeschraubt ne Defekte Sicherung zwischen den LED's und dem Controler getauscht.
Jetzt funktioniert er wieder, aber der mittlere Transistor beim Ausgang auf der Platine vom Controller beginnt nach ca. 30 sec an zu rauchen.
Ich habe den Scheinwerfer einmal mit einer LED Platine von einem anderen Scheinwerfer getestet und mit einem LED-Strip getestet er weint fängt er an zu rauchen ich weiß leider nicht was für LEDs original reinkommen da ich die Originale LED-Platine nicht habe.
Ich hoffe hier kann mir jemand helfen.
Freundliche Grüße,
Christian Steuer

 

[SB]

mit einer LED Platine von einem anderen Scheinwerfer getestet und mit einem LED-Strip getestet er weint fängt er an zu rauchen ich weiß leider nicht was für LEDs original reinkommen

Hi Christian,

da hat dir wohl die Autokorrektur einen Streich gespielt, so ganz kann ich dir nicht folgen. Was hast du genau alles repariert und getestet?

Erst wurde nur ne Sicherung getauscht (wo eigentlich - ich seh keine und ich kenne auch keinen LED-PAR, wo die Ausgänge der Treiber einzeln abgesichert sind), dann ist aber auf einmal unklar, welche LEDs original verbaut sind. Also wurde das LED-Board auch ersetzt, und zwar nicht nur testweise? Oder wurde was überbrückt? Oder der Scheinwerfer mit teildefektem Board betrieben (dann ist mir aber nicht klar, was jetzt wieder funktioniert, was vorher nicht ging)? Oder...?

Das ist leider gerade alles ein wenig verworren. Grundsätzlich kann man da natürlich nicht beliebig was hin- und hertauschen. Die Treibersektionen sind entweder auf Konstantspannung oder Konstantstrom ausgelegt. Wenn man da jetzt "irgendwas" hinten dran hängt, läuft garantiert irgendeine Komponente außerhalb der Spezifikationen - entweder das LED-Board oder das Treiberboard. Wenn das Ganze bspw. auf Konstantspannung ausgelegt ist und das neue LED-Board aufgrund anderer Parameter bei der gleichen Spannung erheblich mehr Strom zieht, raucht es eben irgendwann dann auch in der Treibereinheit.
Zumal die entsprechenden Transistoren alles andere als reichlich dimensoniert sind. Heutzutage sieht man da eher TO220-Versionen mit zusätzlichem Kühlkörper oder entsprechende SMD-Pendants auf einer Metallkernplatine.

Mit entsprechender Messtechnik kriegt man das garantiert alles "gematched", ggfs. durch Austausch durch vernünftig dimensionierte Bauteile, aber auch da wäre ein baugleiches Referenzgerät mindestens wünschenswert, um mal zu verstehen, was denn "ab Werk" eigentlich Sache ist. Mit "try & error" machst du da nur noch mehr kaputt...

 

[Chris2112]

Alsoooo,
erstmals ein Dankeschön für die freundlich Antwort.
In dem Scheinwerfer gehen vier Kabel von der Controllerplatine mit einem Vierpoligen Stecker zum LED-Board. An drei der Vier Kabel sind Sicherungshalter mit Sicherungen verbaut.

Ich habe gestern den einen Scheinwerfer ohne LED-Board bekommen (PAR 56 LED Stairville). Ich sollte mal schauen ob ich da ein LED Stipe angeschlossen bekomme, oder ob ich dem wieder einen anderen sinn zuführen kann. Ich hatte zufällig noch einen Scheinwerfer (DL-LED107S) von renkforce rumliegen, bei dem nach dem Betrieb an einem Zweitaktaggregat der Controller nur noch Standby anzeigt und sonst nichts mehr. Ich habe das LED-Board aus dem Renkforce, weil es den gleichen Stecker hatte einfach mal an den Stairville angeschlossen. Bei diesem hat dann halt nur der Rote Kanal funktioniert. Dann habe ich ihn weiter aufgeschraubt, gesehen, dass an den Kabeln zwei der drei Sicherungen durchgebrannt waren, habe diese dann gegen neue ausgetauscht. Dann haben alle Kanäle mit dem LED-Board vom Renkforce Scheinwerfer funktioniert, es hat gequalmt, und ich habe den Strom ausgeschaltet.

Ich habe jetzt heute noch 7 weitere von den Stairville Scheinwerfern (aber noch mit LED-Board) bekommen. Bei allen sind viele einzelne LED´s defekt, bei so ca. der Hälfte der Scheinwerfer sind auch ein oder zwei Kanäle defekt, ich denke da wahrscheinlich auch wieder die Sicherungen, aber das muss ja einen Grund haben?! Die gehen ja nicht ohne Grund kaputt, das verstehe ich noch nicht.

Ich höre jetzt mal mit dem "try & error" auf, möchte ja noch was von den Scheinwerfern haben

 

[SB]

OK, so wird tatsächlich ein Schuh draus. Der Knackpunkt ist wohl, dass das LED-Board von Renkforce wie schon vermutet einfach massiv andere Specs hat, als das von Stairville, und dementsprechend an der Stairville-Treiberschaltung deutlich zu viel Strom zieht.

Wie bist du messgerätetechnisch aufgestellt? Ein Standard-Multimeter ist bestimmt vorhanden? Ich würde mal ein noch funktionsfähiges Fertiggerät (bzw. auch mehrere - damit du idealerweise jeden einzelnen Farbkanal mal messen kannst) hinsichtlich seiner Betriebsparameter checken. Da kommt dann meinetwegen raus, dass bei 100% blau (immer bei 100% messen, da aufgrund der PWM sonst kaum aussagekräftige Werte rauskommen) 12V an diesem Kanal anliegen und das LED-Board 250mA zieht. Dann kann man sich ja mal ein Labornetzgerät nehmen und schauen, was das Renkforce LED-Board bei 12V so treibt. Vielleicht braucht das da ja 500mA, weil die LEDs anders verschaltet sind. Oder ist umgekehrt als Schlussfolgerung daraus gar nicht für 12V vorgesehen, sondern bspw. 9,5V (oder Konstantstrombetrieb). Dann ist auch klar, warum der Transistor das nicht mitmacht (und das LED-Board längerfristig auch nicht). Um welchen Transistor-Typ handelt es sich da überhaupt, ist die Beschriftung noch zu entziffern?

Wie gesagt, man kann sich da recht mühelos rantasten. An den Kisten ist nix spektakuläres. Das ist immer ein Microcontroller, der stumpf eine 8-Bit-PWM mit ein paar hundert Hertz Grundfrequenz raushaut, in 99% der Fälle ohne Interpolation, Lookup-Tabelle oder ähnliches. Das geht dann auf irgendwelche Mosfets (oder eben Standardtransistoren, wenn man sich die 20ct auch noch sparen möchte) and that's it. Bauen kann man da tatsächlich fast alles draus, auch eine Treiberschaltung für LED-Stripes wäre kein Problem. Mit ein bissl Messtechnik und Bauteilen aus der Wühlkiste ist da schnell was gefrickelt. Was genau dafür zu tun ist, kann ich dir aber auch nicht ad hoc sagen, ohne das Ding auf dem Tisch zu haben. Wenn es rein ums Basteln geht, kann man das schon machen, für alles andere würde ich einfach in der e-Bucht "DMX Decoder" eingeben und mir für 15€ so eine Black-Box holen, wo ich mit einer beliebigen Spannung von 12-24V draufgehen kann. Ist genau das selbe Prinzip, nur dass eben von Haus aus entsprechend leistungsfähige Mosfets hinter der MCU hängen.

Warum die Sicherungen durch sind, lässt sich schwer sagen. Welchen Wert haben die denn? Grundsätzlich ist bei einem LED-Defekt wie bei jedem anderen Halbleiter fast jeder Zustand denkbar, also auch ein niederohmiger. Ergo: LED ist hinüber (weil z.B. Kühlung mangelhaft) -> wird niederohmig -> aufgrund der nun geringeren Vorwärtsspannung des gesamten Strangs erhöht sich bei Betrieb im Konstantspannungs-Modus nun der Strom -> Sicherung löst aus. Auch das kann man wieder recht easy mit nem Labornetzgerät und funktionsfähigen baugleichen Boards rausfinden.

 

[Chris2112]

Danke für die Ausführung,
auf den Transistoren steht c2655 y922.

Ich habe bis jetzt leider noch keinen Preislich günstigen DMX decoder gefunden der auch ein Sound-to-Light ohne andere angeschlossene Geräte ermöglicht.

Ich werde mich die nächsten Tage mal ans Messen machen und mich wieder melden.

 

[Chris2112]

OK,

Ich kam jetzt endlich mal zum Messen.
Am Scheinwerfer liegen bei vollem Leuchten ca. 24v an.
Kann ich das irgendwie so hinbiegen, dass ich da einen 12v 17W LED Stripe anschließen kann?

 

[LoboMix]

Um von 24 auf 12 Volt zu kommen, benötigt man einen DC/DC-Wandler.
Als Beispiel habe ich hier mal einen bei Conrad heraus gesucht, der passen könnte:
https://www.conrad.de/de/p/mean-wel...-v-dc-2-5-a-30-w-1761272.html#productTechData
Der schafft max 2,5 A, also 30 W, hat also noch gute Reserven für deine Anwendung. Die 24-V-Quelle sollte aber entsprechende Leistungsreserven haben, also min. 0,7 A Strom liefern können, besser mehr.

 

[Chris2112]

Danke für die schnelle Antwort.
Alle drei Kanäle des Scheinwerfers sind mit 0,25A abgesichert, sollte also denke ich mal von der Leistung her passen.
Jetzt aber noch eine Frage, wie Schließe ich den DC/DC Wandler an?
Ich habe ja einen Plus-Pol, und 3(rgb) Minus-Pole?

 

[LoboMix]

24V und 0,25A ergeben 6 Watt (P=U*I). Bei drei Phasen (so verstehe ich "drei Kanäle") wären das 18 Watt, wenn man die parallel schaltet (und natürlich alle drei parallel auf maximale Spannung/Leistung hoch regelt). Könnte also knapp reichen, aber knapp heißt leider auch, dass Bauteile sehr heiß werden können, was deren Lebensdauer abträglich ist.
Das mit "einen Plus-Pol, und 3(rgb) Minus-Pole" verstehe ich nicht. Es sollte umgekehrt sein, also 3 x positive Spannung und Minus/Masse für alle gleich.
Aber ohne Schaltplan oder wenigstens genaue Einsicht in die Platine(n) wird es jetzt schwer, genauere Hinweise zu geben.

Noch ein Rat: bitte lasse die Finger von Ergänzungen/Modifikationen von Schaltungen, wenn du nicht wirklich einen guten Durchblick und Überblick über diese Schaltungen und dein Tun hast.
24 Volt sind zwar eine ziemlich harmlose Niederspannung wo eher nichts passieren kann. Aber irgendwo liegt/liegen in den Spots usw. ja auch Netzspannung(en) an. Und wenn du dann nicht zu 100% (besser noch mehr) weißt und sicher bist, was du tust und vor allem, was besser nicht und wo penibelst (!!!) aufzupassen ist, vor allem auch bei der Verdrahtung, Isolation usw., dann, bitte, lasse lieber die Finger davon und frage jemanden, der sich mit Elektronik gut auskennt.

 

[SB]

Das hat schon alles seine Richtigkeit wie es @Chris2112 beschreibt. LED-Steuerungen sind mehrheitlich "common anode", so auch im Fall des vorliegenden Scheinwerfers. Das spielt dir hier in die Karten.

Du kannst im Endeffekt eine Standard-Baugruppe mit LM2596S zwischenschalten, die gibt es für den schmalen Taler in der e-Bucht. Meine Aussenweihnachtsbeleuchtung fährt per DMX ein paar Szenen hab, da habe ich exakt diese Konstellation im Einsatz. Es gibt ein zentrales 24V-Netzteil, aber ein Teil der Lichterketten hat z.B. 4,5V, ein Teil 31V (die hängen dann an nem LM2577 StepUp) usw. Die PWM-Dimmung erfolgt über Baugruppen nach dem Design von Hendrik Hoelscher mit MOSFETs, die die Spannung auf Masse ziehen. Dabei sind sämtliche Massen verbunden, auch die Inputs und Outputs der StepUp-/StepDown-Regler sind praktischerweise verbunden, sodass ich hier nur den IN- als Referenz anschließen muss. Der OUT+ wird dann mit der zu steuernden LED-Gruppe verbunden und alle "Minuspole" der LEDs gehen auf die MOSFETs, völlig unabhängig von der benötigten Spannungsebene.

Du könntest es in deinem Fall also genauso realisieren. Die RGB "-" Anschlüsse werden direkt mit den Controller-Outputs verbunden, "+" wird über den StepDown-Regler angeschlossen. Du brauchst dann noch das tatsächliche 0V-Potential der Versorgungsspannung am StepDown-Regler (also ohne PWM), aber das sollte sich ja ohne Probleme abgreifen lassen.

Natürlich sollte man sicher gehen, dass man alles innerhalb der Spezifikationen betreibt, damit nicht wieder was Rauchzeichen von sich gibt oder worst case zu brennen anfängt. Kannst du das wirklich gewährleisten?

Es gibt im Übrigen auch "RGB Amplifier", da kannst du sauber mit RGB+ reingehen und die Versorgungsspannung von einem separaten, korrekt dimensionierten Netzteil neu einspeisen. Das sollte mutmaßlich auch mit unterschiedlichen Spannungsebenen funktionieren, also eben 24V von der Controllerplatine und dann 12V als tatsächliche Versorgung für die LEDs. Ein Labornetzteil leistet hier dank einstellbarer Strombegrenzung wertvolle Dienste im Testbetrieb.