Fehlersuche bei
einem 6W-LED-Strahler
von Jürgen Heidbreder
Ein netter
Arbeitskollege klagte, dass bei ihm gleich sieben baugleiche
LED-Strahler nach kurzer Zeit ihre Funktion eingestellt hätten. Sie
begannen heftig zu flackern. Das konnte ich einfach nicht glauben,
und bat den Kollegen, mir diese Strahler mitzubringen.
Alle hatten etwa 2
Jahre Lebenszeit bis zu ihrem Ende, also für LEDs eigentlich fast
nichts.
Äußerlich nett
verpackt in einem massiv und schwer erscheinenden Keramik-Gehäuse.
Geöffnet ist es schnell: drei Clips aushaken, und schon kann man die
hintere Kappe abziehen. Die Elektronik ist in einer silikonartigen
Masse vergossen, möglicherweise auch wegen der Wärmeabfuhr. Es
bedarf einiger Schneid- und Pularbeiten, bis die Elektronik
freigelegt ist. Zum Vorschein kommt eine Schaltung mit
Brückengleichrichter und einem step-up-Wandler BP1601 (Datenblatt
hier: https://datasheetspdf.com/pdf-file/791060/BPS/BP1601/1).
Vorne sieht man,
warum ein Step-up-Wandler zum Einsatz kommt: es wird eine COB-LED
verwendet, die Spannungen ab 12V bis 40V benötigen.
Hebelt man das
Frontglas auf und entfernt den weißen Haltering, kommt man an die
LED heran. Es ist eine rechteckige Alu-Platine, auf der der Chip
aufgebracht ist. Vorsichtig heraus gehebelt, und die LED ist auch
entfernt.
Nun kommt der
spannende Teil: was ist defekt?
An die
Elektronik-Platine mit dem BP1601 wird statt der LED ein passender
Leistungswiderstand angeschlossen, 12V an den Eingang angelegt: es
werden 20 V erzeugt mit einer zu den 6 W Leistung passenden
Stromaufnahme. Also ist die Elektronik in Ordnung.
Nun kommt die LED
dran: langsam wird die Spannung mit dem Labornetzteil erhöht. Zuerst
leuchten einige der vielen kleinen Chip-LEDs, dann immer mehr. Bei
höherer Spannung wird sie wieder dunkel. Irgendwie wurde die LED
wohl geschädigt, möglicherweise wurde sie zu heiß. Bei dem
sparsamen Kühlkörper und einer Leistung von 6W nicht verwunderlich.
Schade eigentlich. Die Bilder unten wurden übrigens bei Strömen von
weniger als 1mA aufgenommen.
Ein Blick in das
Datenblatt des verwendeten Schaltreglers liefert die Erklärung für
das Flackern. Es besitzt einen Überwachungs-Schaltkreis, der das IC
bei zu hoher Ausgangsspannung abschaltet („output overvoltage
protection“). Das ist ein vernünftiger Selbstschutz. Dieses
Abschalten wird durch die COB-LED verursacht: Ist ein Teil der vielen
in Reihe geschalteten LEDs überhitzt, steigt deren
Durchfluss-Spannung oder sie fallen einfach ganz aus. Dadurch
verteilt sich der Strom auf die anderen LED-Reihen. Die werden dann
dadurch mit erhöhtem Strom gestresst. Das alles hat zur Folge, dass
insgesamt mit der Zeit die Durchfluss-Spannung steigt, bis die
Abschalt-Schwelle erreicht wird.
Da ich beim
Elektronik-Händler meines Vertrauens solche COB-LEDs einzeln
bekomme, werde ich bei zwei Lampen eine Reparatur versuchen. Das ist
zwar ökonomisch nicht sehr sinnvoll, aber es reizt einen doch
irgendwie. Dabei werde ich den Strom etwas reduzieren, um nicht den
nächsten thermal bedingten Ausfall zu riskieren.
