Entwurf 3 fach Cree im kompaktem MCR 11 Gehäuse

Wenn ich mir deinen Bericht so durch lese, komme ich zu dem Fazit, daß der Maxflex selbst die Hitze produziert die ihn zum abschalten zwingt und die Hitze der LEDs das ganze nur etwas beschleunigt. Meiner Meinung nach also ein kontruktiver Fehler im neuen Maxflex.
 
jetzt habe ich dem maxflex3 mal auf den Zahn gefühlt:

1. Test: grisu komplett zusammengebaut:
Treiber 700mA, Temp.: 70°C, Dimmung L5 , Laufzeit bis dimmung L3 bei raumtemp. 5min.


2. Test: grisu zerlegt, LED extern gekült, maxflex ungekühlt:
Treiber 700mA, Temp.: 70°C, Dimmung L5, Laufzeit bis Störung(Überhitzung) ca. 4min.
Bild 1: nach ca. 2min hatte der Treiber 45,1°C


bild2 kurz vor der Überhitzung:


bild3 Störung überhitzung bei ca 84,4°C


3. Test: grisu zerlegt, LED extern gekült, maxflex ungekühlt:
Treiber 700mA, Temp.: 60°C, Dimmung L5, Laufzeit bis dimmung L3 bei raumtemp. ca. 3:00min. Treibertemp Kühlfläche beim runteregeln 76°C


4. Test: grisu zerlegt, LED extern gekült, maxflex gekült auf trägerplatte:
Treiber 1000mA, Temp.: 70°C, Dimmung L5
bild 5 nach 3 min sah noch gut aus:


leider habe ich dann nicht genau aufgepasst und dann war der maxflex wieder auf Störung!
ich hatte alles angesteckt die Trägerplatte war lauwarm:confused:
aber der maxflex war total heiß, zum messen bin ich nicht mehr dazugekommen und leider hat der maxflex das nicht schadlos überstanden.


Fazit:
der maxflex erwärmt sich schneller (konnte ich nur bei 700mA testen) als die LED, also ohne Kühlung funktioniert er nicht, einbau ohne Trägerplatte hilft da nicht weiter!

wenn der maxflex auf Stöhrung geht, ziet er auch noch Strom und die leds glimmen etwas: nebeneffekt der Treiber erwärmt sich weiter
das führt bis zum tod. (habe jetzt selber 2 maxflex3 der wissenschaft geopfert).

bei meinem letzten Versuch lag die goldenen Kühlfläche nicht sauber am Träger auf. (die goldene Kühlfläche ist in der platine etwas versenkt, beim nächsten mal werde ich den rand etwas abkrazen)

sehr ärgerlich! Du hast Post und so ein nettes Fluke will ich auch haben :daumen:
 
Hi

ist denn die gesamte goldene Kühlfläche von dem trägermedium abgedeckt?
bzw mit wärmeleitpaste verbunden?
wie siehts in der grisu 3.0 aus? auf eine seite (die goldene) ans trägermedium und auf der anderen ein kühlkörper auf den ic, so dass er von beiden seiten die möglichkeit der wärmeabfuhr hat?
dann sollte die wärme doch abzuführen sein?

ich denke janisj hat da schon den richtigen schritt gemacht.

gruß bikenike
 
Zuletzt bearbeitet:
Mhm jetzt mal ne sehr unwissenschaftliche Frage meinerseits:

Was ist denn wenn man die Temp.abschaltung am Maxflex einfach ausschaltet?

Angenommen die LEDs werden so gut gekühlt dass sie keinen Schaden nehmen, oder würde sich der Maxflex dann selbst zerstören???
 
Hallo zusammen,

Ich hab auch noch ne Frage. Was würde es bringen, die Akkuspannung zu erhöhen. Dadurch sollte, rein theoretisch, der Stromverbrauch sinken und der Wirkungsgrad ansteigen. Das würde ja bedeuten, das die Wärmeverluste zurückgehen.
Ich hab bei meinem Maxflex3 noch das Problem, das er nur bei 60° runterregelt und sich bei 70° komplett ausschaltet, ohne zu regeln. Hat da noch einer ne Idee?

Danke schon mal!
 
Der Maxflex darf nicht ungekühlt betrieben werden. das führt zwangsläufig zum abschalten oder defekt. Natürlich produziert der Maxflex die Wärme selber, dafür ist ja auch die goldene Fläche am MF da um hier einen Kühlkörper zu platzieren oder eine Verbindung zum Gehäuse herzustellen.
Für die Lösung des Problems sind zwei Dinge entscheidend: 1. Eine gewisse Masse die die Wärme der LEDs aufnehmen kann und möglichst optimal nach aussen abgeben kann. D.h. Mehr Masse = langsamere Erwärmung + Mehr Wärmeabgabe. (Genau das gleiche gilt für den MF) 2. Dem Maxflex einen eigenen Kühlkörper verpassen in Form eines Alu oder Kupferklotzes auf die goldene Fläche befestigt am besten mit Wärmeleitkleber. Oder eine Wärmeleitverbindung zum Gehäuse.
@lasvegasbill, versuch doch mal dein Testaufbau mal mit einem eigenen Kühlkörper am Maxflex. Für den Test darauf achten das die LEDs nicht nur von der Trägerplatte gekühlt werden (zu geringe Kühlmasse).

Viel Erfolg!

P.S. Ist trotzdem ne geile Lampe und eine ziemlich gute Arbeit!!!:daumen:
 
Hallo zusammen,

Ich hab auch noch ne Frage. Was würde es bringen, die Akkuspannung zu erhöhen. Dadurch sollte, rein theoretisch, der Stromverbrauch sinken und der Wirkungsgrad ansteigen. Das würde ja bedeuten, das die Wärmeverluste zurückgehen.
Danke schon mal!


Habe ich auch schon mit ca. 9 bis 10V an einem Netzteil probiert, hat aber leider auch nichts gebracht.
 
Das Problem ist die Wärmekapazität des Maxflex, die ist nämlich sehr gering. Also führt auch eine geringe Verlustleistung zu einer sehr schnellen Erwärmung wenn keine Möglichkeit der Entwärmung besteht.

Ihr fahrt in eurer Konfiguration den MaxFlex ja bei einem Wirkungsgrad von <90%, dass heißt wenn ich ca. 15W an den LEDs verbrate habe ich min. 1,5W die vom MaxFlex weggeleitet werden müssen. Das ist nicht wenig wenn man überlegt wie klein und putzig der MaxFlex ist.

Der Treiber ist dabei der Hauptwärmeproduzent, also dieser flache IC, der auf der Rückseite des Boards diese goldene Wärmesenke drauf hat.


Hatte "Mit mir nicht!" ja schon mal gepostet.

Die Steuerung übernimmt aber der Microcontroller auf der anderen Seite des Boards und übernimmt damit auch das runterfahren bei Übertemperatur, dieser ist aber bei weitem nicht so gut thermisch angekoppelt wie der Treiber und bekommt damit die Überhitzung zeitverzögert mit. Diese Zeitverzögerung ist umso dramatischer wenn die Ausgangsleistungen und die Temperaturschwelle hoch eingestellt sind.

Wenn jetzt der Treiber nicht gekühlt wird (siehe Test von LasVegasBill) und die Temperaturregelung im µC zu hoch eingestellt ist springt die interne Schutzschaltung des Treibers an, da der µC noch nichts mitbekommen hat von dem sehr schnellen Tempanstieg. Dieser Temperaturanstieg kann sogar so schnell erfolgen, dass die interne Schutzschaltung des Treibers selbst nichts mitbekommt. Ich erinnere nur mal an CPUs, die zwar auch meist gegen Überhitzung geschützt sind (Absturz des PCs), aber wenn ich sie ohne Kühlkörper laufen lasse schneller tot sind als sie abschalten können.

Da wir ja in der Lampe vor allem eine Regelung der LEDs haben wollen sollte die thermische Ankopplung so gut wie möglich sein. Das bedeutet aber, dass sowohl der Treiber, als auch der µC thermisch angekoppelt werden müssen. Wenn man dann die Tempschwelle auf 70°C setzt sollte eigentlich der µC schneller ansprechen als der Treiber und runterregeln. Mehr als 70°C sind halt nicht möglich, weil dann der Treiber in Störung (85°C laut Datenblatt) geht und der µC nicht mehr regeln kann. Ob die Wärmeabfuhr des Gehäuses reicht um dauerhaft mit 1A LEDstrom fahren zu können muß sich dann halt zeigen.

Evtl. ist der Fehler daraus entstanden, dass der neue Treiber diese Temperaturabschaltung hat und der alte noch nicht?!


Gruß td

P.S.: Ist mehr eine Zusammenfassung als eine neue Erkenntnis.
 
Es ist eigentlich ganz einfach und steht alles bei George auf der Seite.

Der Maxflex braucht ab einer bestimmten Verlustleistung eine Kühlung. Ich glaube bei George stand was von 0,9 Watt. Die Grisu hat was ich gelesen habe 90 Gramm Gewicht das bedeutet das sich die Lampe und die Platine im inneren sehr stark erwärmt da sie deutlich zu "leicht" konstruiert wurde.

Ein paar Messwerte meiner 3fach P4 Lampe Erwärmung der Platine auf der die Leds sind mit Infrarotthermometer gemessen:

3mal 700mAh = 48-50°C
3mal 1000mAh = >65°C habe dann die Lampe ausgeschaltet

Ich habe den Maxflex 2 verbaut, ein Alublock ist als Kühlkörper am Maxflex befestigt, der Alublock war an der Rückseite der Ledplatine anliegend.


Mittlerweile hat sich die die Verklebung vom Maxflex gelöst und der Abstand beträgt 2-3mm zur Led Platine womit sich der Maxflex nicht mehr so stark von der Ledplatine aufgeheizt wird.


Nachdem ich meine Akkus von 4,8V auf 7,4V erneuert hatte (NiMh > LiIon) hat sich damit auch die Verlustleistung verringert. Mit 3 Leds habe ich nach der Tabelle von George über 90% Effizienz bei meiner Akkuspannung d.h. meine Verlustleistung liegt deutlich unter 1Watt, wahrscheinlich um die 0,7Watt. Diese Verlustleistung schafft eine kleiner Alu Kühlkörper den man auf den Maxflex klebt.



Es gibt 2 Lösungsvorschläge:


1. Entkoppelung des Maxflex von der Platine, Ankoppelung an Gehäusekühlung bzw. bis zu einer bestimmten Verlustleistung per kleinem Kühlkörper direkt am Maxflex (bis knapp über 1 Watt würd ich sagen).

Damit wird das Problem bestehen das die Leds in der Grisu im Stand viel zu warm werden da der Maxflex dann nicht mehr runterregeln kann.

2. Maxflex weiterhin an die Ledplatine anbauen für eine direkte Regelung, hierfür muss aber die Led Platine sinnvoller dimensioniert sein. Der Maxflex soll ja die Leds und sich selber vor Überhitzung schützen und dies geht nur mit einer Sinnvollen Dimensionierung der Lampe.


Meine Meinung ist die Grisu ist zu "Leicht" 4fach led mit 1000mAh und 90Gramm geht nicht. Leds geben sehr viel Wärme ab und müssen gekühlt werden. Deshalb lebt man entweder mit den 700mAh oder gestalltet die Kühlplatine so um das sie die Wärme besser abtransportieren kann.

Meine 3fach P4 Lampe hat 135 Gramm und ich habe leider die Platine auch zu klein gemacht (8mm Stärke aber auf 4mm ausgefräßt von hinten) durch die geringe Überlappung zum Gehäuse entsteht ein Wärmestau an der stelle.


Also Grisu bissl länger machen der Led Träger sollte schon 15-18mm haben und muss sehr satt im Gehäuse anliegen (Verschrauben sogar), damit funktioniert die Ableitung von Platine zum Gehäuse besser die Lampe wird vielleicht 20Gramm schwerer und ist Betriebssicher.

Immer dran denken Lupine ist nicht blöde und deren Lampen sind sicher deutlich mehr getestet und Optimiert und die Wilma ist deutlich schwerer als eine Grisu.
 
Zuletzt bearbeitet:
Ich habe td die 2.0 mit maxflex 2 zum testen gesendet,
da habe ich eine einfache wärmeleitpaste verwendet und nicht mal beim zusammenbau genau darauf geachtet überall ausreichend paste zu verteilen. 90°C war nie ein problem und auch bei 1200mA pasierte nichts.

der neue maxflex scheint mir irgenwie nicht so viel temp. zu vertragen.
ich lasse jetzt die Komi maxflex3 und grisu 2.0 nur mehr mit 700mA und 70°C laufen, mit Fartwind läuft sie auf L5 ohne runterzuregeln.(bin auf die messergebnise gespannt wieviel unterschied zwischen 700mA und 1000mA wirklich ist)

bei der neuen grisu ist der maxflex auf einem getrennten Träger, der gleichzeitig als Deckel fungiert. Die LEDs sitzen dann ohne "Zwischenplatte direkt im Gehäuse, somit sollte es um einiges besser funktionieren.


ps. weisst du schon wann ihr zum Messen kommt?
 
@lasvegasbill


Damit werden dann unvorsichtige Leute ihre Leds "Killen".


Die Abschaltung auf der Platine des Maxflex hat 2 Zwecke.

1. Schutz der Leds gegen Überhitzung
2. Schutz des Maxflex gegen Überhitzung

Ein Maxflex über 0.9 Watt Verlustleistung (du wirst in der Grisu ca. 1,5 - 1,8Watt haben bei einem 7,4Volt Akku) braucht Kühlung. Kühlung heisst die Fläche wo der MAxflex befestigt ist muss kälter als die Temperatur des ICs sein.

Miss mal bitte deine Led Platine im inneren des Gehäuse ich würde tippen das nach 4-5 min im Stand dort 75-80°C anliegen.

Selbst wenn du den Maxflex an der Rückseite befestigst wird es gehen er regelt aber nur noch die Gehäusetemperatur die nicht so hoch steigen wird hoffentlich. Bei meiner 6fach P4 Lampe habe ich eine Verlustleistung von etwa 2,5 Watt am Maxflex und habe diesen auch an der Rückseite befestigt (Maxflex 1), allerdings ist das Gehäuse so designt (Gewicht 280Gramm mit Halterung und Kabel) das die Led Platine 50°C nicht überschreitet.

Überdenk nochmal die Dimensionierung der Lampe, es nützt dir nix wenn der Maxflex nun sicher ist aber die Leds mit über 80°C vor sich hinbruzeln. Nach der Kurve von Seoul geht alleine von 60 auf 85°C knapp 10% Lichtleistung verloren.

Maxflex an die Platine, Platine länger designen, damit hast du dann weiterhin eine direkte Regelung und eine sicherheit für die Leds im Standbetrieb und auch im Sommer wenns draussen mal wärmer wird. Durch die kälteren Leds ausserdem mehr Licht.
 
im großen und ganzen bleibt es beim 1. entwurf,
an ein paar kleinigkeiten wurde noch gefeilt.
das gewicht konnte ich auch noch um 5g reduzieren:lol:






In anbetracht der temperaturprobleme, wieviel bringt es das gehäuse in der mitte einfach 5mm dicker zu machen, also zwischen LED Raum und Maxflexraum die Trennwand.
Dann bekommt man doch deutlich mehr wärme nach außen weg.
Und wenn die Gehäuse noch nicht gefräst sind, kannst das bestimmt recht schnell ändern.
Die 20g mehrgewicht stören auch nicht wenn man dafür auch im Sommer mit L5 bei 1000 mA fahren kann.
 
die gehäuse habe ich schon gefräst,

ich finde zur Kühlung trägt mehr die Oberfläche bei, als das Gewicht.
und wenn du die lampe am Helm hast, merkt man jedes Gramm.

die grisu passt schon, bisher hats ja auch funktioniert, und mit dem neuen Design fällt der Wärmeübergang zwischen träger und gehäuse weg.(ich glaube das trägt auch dazu bei das es mit dem maxflex 3 nicht so funktioniert wie bisher.)

(bei geringen geschw. reicht für mich L4, und bei schnellen Abfahrten schalte ich auf L5)
 
Keine Frage, die Baugröße der Grisu is der Hammer und Optik steht eh außer Frage.

Bei geringen Geschwindigkeiten und schweren trails ist L5 manchmal ganz gut denk ich.

Ich warte gespannt auf die Test mit neuem gehäuse und Maxflex drei, wird ja dann nimmer lange dauern wenn die schon gefräst sind. Wirst ja dann auch wieder testen udn zeiten angeben denk ich.
 
@lasvegsbill

Die Oberfläche der Lampe ist super mit den Kühlrippen, du hast aber das Problem das durch die dünne Ledträgerscheibe eine Wärmestau zum Gehäuse produziert wird. Genau das gleiche habe ich bei meiner Lampe auch. Die recht kleine und leichte Trägerplatine heizt sich bei 1000mAh sehr stark auf und kann durch die zu geringe Oberfläche die Wärme nicht schnell genug an das Aussengehäuse abgeben. Dabei bleibt das Aussengehäuse normalerweise recht kalt aber die Platine im inneren ist Schweineheiss.

Gut merken kann man das auch wenn man z.B. die Lampe auf hoher Stufe bis zum Abschalten testet und nun die Aussentemperatur bestimmt. Wenn man danach die Lampe auf z.B. 500mAh laufen läßt und die Lampe länger anhat wird man feststellen das das Aussengehäuse wärmer geworden ist als bei 1000mAh. Vielleicht kann das mal einer probieren bzw. auch mal die Temperaturen messen von Aussengehäuse und Led Platine.

Da man auch die Betty mit 155 Gramm gut auf dem Helm tragen kann wär eine Abänderung des Designs sicher nicht verkehrt.
 
Hier testen zwar einige profesioneller als ich, aber trotzdem schreib ich meine Erkenntnis mal nieder! ;)

Meine Grisu 2 liegt gerade mal wieder auf dem Balkon bei 4° Aussentemperatur und leichtem Wind, so als ob man langsame Trails fährt.
Ich hab sie mit 700mA, 70° auf L5 laufen und sie läuft schon über 20min ohne abzuschalten oder runterzuregeln.

Was bei der Profesionellen Helligkeitsmessung rauskommt würde mich auch interessieren, vorallem der Unterschied zwischen 1000 und 700mA.

Wenn das Wetter morgen passt, werd ich mal ne runde damit drehen.

Viel spaß allen beim Basteln, Test, Messen und Überlegen!
 
Um das ganze zusammenzufassen: 700mA gehen "problemlos" bei Beibehaltung der originalen Montageposition?

Darf nämlich fürn "Privatgebrauch" nichts drehen/fräsen an meiner FH, somit kann ich mir auch keinen alternativen Kühlkörper für den Maxflex fräsen.

Oder gibts ne verbilligte Upgrade-Version der 3.0 für 2.0 Benutzer? ;)
 
Zuletzt bearbeitet:
also jungs jetzt muss ich schon mal sagen:
ursprünglich wurde die 2.0 Version für 3x LED entwickelt, dann gab es bei cutter die 4x Version und jeder wollte die dann natürlich verbauen (ist ja auch verständlich).
Jetzt läuft sie original mit 700 mA ohne probleme entspricht ca. der 3x.

Bei mcwolfi hat die Komi grisu 2.0 und maxflex 3 ohne probleme funktioniert.
http://www.mtb-news.de/forum/showthread.php?p=5311772#post5311772

kein sein dass nur meine Serie der maxflexe betroffen ist, denn freerider 81 und Schreiner haben ihre maxflexe auch von mir bekommen.
 
Ich hab mir auch schon gedacht das es an ner serienstreuung der maxflexe liegt.

Vielleicht warte ich mal ein paar tage und bestelle mir bei taskled ne maxflex und schau mal ob die anders ist.
 
also jungs jetzt muss ich schon mal sagen:
ursprünglich wurde die 2.0 Version für 3x LED entwickelt, dann gab es bei cutter die 4x Version und jeder wollte die dann natürlich verbauen (ist ja auch verständlich).
Jetzt läuft sie original mit 700 mA ohne probleme entspricht ca. der 3x.

Bei mcwolfi hat die Komi grisu 2.0 und maxflex 3 ohne probleme funktioniert.
http://www.mtb-news.de/forum/showthread.php?p=5311772#post5311772

kein sein dass nur meine Serie der maxflexe betroffen ist, denn freerider 81 und Schreiner haben ihre maxflexe auch von mir bekommen.


Hallo Mario,


ich zitere mal Cutter:

"Adequate heatsinking is essential when running at high output power.

To determine the heat being dissipated on the maxFlex3 driver, calculate the output power as in the above equation (Step 1). Use the chart above to approximate the efficiency that the driver will be running at.

Lets assume 4 LEDs running at a nominal 1A from a 9.6V NiMH battery pack. From above we have the following:

Output_power = 14.6V x 1A = 14.5Watts.

Efficiency is 91%, so losses in maxFlex3 are 9%.

Power dissipated as heat in maxFlex3 is 14.5 x 0.09 = 1.3Watts

This will require heatsinking via the thermal interface pad on maxFlex.

As power being dissipated increases beyond 1.5W the thermal path to the heatsink becomes critical to reliable operation. Most of the heat being dissipated in the driver is from the switcher IC, U1. The thermal interface (the gold area) is tied directly to the bottom of U1 using thermal vias. Mounting an adequate heatsink with a non-conductive thermal epoxy is recommended. Use a "thin" smear of non-conductive thermal epoxy (like Arctic Alumina) rather than a thick layer.

Additional heatsinking to the top surface of U1 (the plastic package) can help a little, but not nearly as much as providing a good heatsink to the gold area.

Beyond 2W of dissipation thermal management becomes more challenging and it is highly recommend that the thermal protection be enabled in the menu system. Start with 70°C in the menu and refine as needed."



Das heißt für mich ab einer Verlustleistung von größer 2 Watt muß die "Temperaturüberwachung" eingeschltet sein. Kann es sein das der thermale Übergangswiderstand am Schalt IC zu groß ist und hier Tasked einen kleinen aber entscheidenen Fehler gemacht hat ?
 
Hallo

Ich verfolge den Thread seit einigen Tagen mit Interesse, kann aber leider mangels Maxflex nicht mittesten. Daher ein Vorschlag für einen Versuch von mir:
Den Maxflex korrekt ins Gehäuse einbauen. Anstelle der LED einen Leistungswiderstand mit etwa 10 Ohm und 10 -15W anschliessen und einschalten. Sollten 4 LED vorgesehen gewesen sein einen Widerstand mit 12-15 Ohm nehmen. Den Widerstand aber NICHT ans Gehäuse anbringen damit der Maxflex dieses alleine heitzt. Steigt dieser immer noch aus ist entweder die Wärmeleitung MAX-Gehäuse schlecht oder hat der MAX selber was. Wenn kein 10W Widerstand zur Verfügung steht versuchen die Led irgendwie Extern auf einem Kühlblech zu positionieren.

Gruß bergnafahre
 
[...]
kein sein dass nur meine Serie der maxflexe betroffen ist, denn freerider 81 und Schreiner haben ihre maxflexe auch von mir bekommen.

Wird sich zeigen. Löte meine grade zusammen, beim zweiten GND-Pin hab ichs allerdings vergeigt, Kabel wollte einfach nicht durch, stattdessen das ganze Loch voll mit Lözinn, das nicht mehr rauswollte. Muss ordentlich mitm Lötkolben draufheizen, bis sich mal was getan hat, hoffe der MaxFlex hat das überhaupt überlebt... ;)
 
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