Erfahrung mit H7 Lampen von Philips Xtreme Power
Hallo,
ich wollt meine eigene Erfahrung hier reintippen zu den H7 Glühbirnen von Philips. Vielleicht hilft das ja zukünftigen Käufern 😉
Es ist folgendes rausgekommen:
Gekauft ende Januar bei Tacho stand, ca. 210 tsd Km.
Gefahren bis Heute, etwa 246 tsd Km.
Rechte Birne ist durchgebrannt.
Helligkeit war total super, leider sind meine Scheinwerfer auch von Innen her verdreckt etwas, das heißt, es würde mehr Licht rauskommen wenn die Scheinis Sauber wären.
aber im Vergleich zu normalen Klarglas Scheinwerfern (als Vergleich nehm ich den Golf 4 vom Freund mit H7 klarglas, Serien scheinwerfer) waren meine deutlich heller auf der Straße und etwas weißer...
Ich hatte sogar die Scheinwerfer durchgehend an als Tagfahrlicht genutzt, selbst im Sommer.
summa summarum 😁 :
Für Power Lampen ist das eine beachtlche leistung, vor allem dort, wo ich sie als tagfahrlicht hatte und kilometer fresser bin 🙂 😁
heute bestell ich mir die Nightbreaker von Osram, mal schauen was die so hergeben 🙂
Zum abschluss noch ein Bild, man sieht deutlich, dass der Kolben schon am Kokeln war langsam genau an der Wendel und der untere teil sich schon Gelb verfärbt hat.
Mfg
83 Antworten
Zitat:
Original geschrieben von Johnes
Ladezeit ~ 5*tau
Wie kommst Du auf
5?
Der Mosfet ist ab uGS=-2...-4V durchgesteuert (uDS<0.3V). Typisch habe ich mit uGS~-3.5V gerechnet, was dann ~25% der uB sind.
25% der uB sind nach ~1/3Tau erreicht, 1/3Tau~1.5s, auf uGS=-2V kommt man schon nach ~1s.
Daher meine Abschätzung: 1...1.5s(Ab uGS<-4V wird nur uDS noch geringer (bis <0.1V), der Mosfet ist aber schon durchgesteuert.)
Ich befürchte, wir langweilen die Anderen... ;-)
Aber eines stimmt natürlich: um die Leuchtmittel zu schonen, muß man nicht unbedingt den Softstart auf gut sichtbare1...1.5s ausdehnen. 1/10 dessen reicht auch, der Einschaltstrom wird trotzdem genauso wirksam begrenzt. Und der Vorteil ist eine deutlich geringere notwendige Kühlung, da die Schaltphase dann nur noch ~0.15s dauert.
Hast du ein anders DB als ich? Meines gibt min. -4.5V als UGS an, um ca. 10-15A zu treiben! Zudem, musst du min. -5V laden, bevor der FET ausreichend geöffnet hat, um den nötigen Lampenstrom ohne großen Leistungsabfall zu leiten. Bei 1-1.5 Sek., bist du noch voll im Regelbereich. Du benötigst wenigstens -5 bis -6V als UGS, um den FET nicht zu stark zu kochen.
Daher, mein Einwand, dass es länger als 1-1.5s benötigt, um aus der Gefahrenzone zu kommen. Es sollten min. -6V UGS innerhalb von unter einer Sekunde erreicht werden. (Nach eben durchgeführtem Fingertest, wird dabei der FET ca. 50°C warm! Kühlt aber innerhalb einiger Sekunden wieder ab, da der FET immer weiter geöffnet wird und keine weitere Leistung verheizt wird.)
Die Response Zeit, liegt bei 10W bei unter 0.01s! (10ms), bis der Kern um 1°C erwärmt wurde. Nach 1-2s, ist der Kern so stark erwärmt, dass dieser zerstört werden kann.
Zitat:
Ich befürchte, wir langweilen die Anderen... ;-)
Oben rechts, ist das Kreuz!
(Noch sind wird im Thema, da der TE, auch an einem langen Lampenleben interessiert ist...)
MfG
Zitat:
Original geschrieben von Johnes
Hast du ein anders DB als ich?
Ich habe das DataSheet im Anhang genommen, zu den uGS-/uDS-Angaben speziell Fig. 1 und 2.
Zitat:
Original geschrieben von gobang
Ich habe das DataSheet im Anhang genommen, zu den uGS-/uDS-Angaben speziell Fig. 1 und 2.Zitat:
Original geschrieben von Johnes
Hast du ein anders DB als ich?
Ach, jetzt erkenne ich, was du als Annahme nimmst! Du hast die sozusagen die Kollektor-Emitter Strecke des FETs genommen! (Drain-Source) Müsstest aber, die Basis-Emitter-Strecke (Gate-Source) als Grundlage für die Übertragungskennlinie nehmen! (Fig.
3)
MfG
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Zitat:
(Noch sind wird im Thema, da der TE, auch an einem langen Lampenleben interessiert ist...)
oh ja, aber wie... vor allem als TFL... keine lust immer den Lichtschalter zu quälen jeden tag 🙂
Zitat:
Original geschrieben von Johnes
Ach, jetzt erkenne ich, was du als Annahme nimmst! Du hast die sozusagen die Kollektor-Emitter Strecke des FETs genommen! (Drain-Source) Müsstest aber, die Basis-Emitter-Strecke (Gate-Source) als Grundlage für die Übertragungskennlinie nehmen! (Fig.3)
MfG
Aus Fig. 3 lese ich nur ab, daß bei Zimmertemperatur die ~5A ab uGS=-4.2V fließen,
bei höherer Junction Temperatur sind die ~5A aber auch schon ab -4V da.
Die einzelnen Kennlinien der versch. Abbildungen haben alle ihre Gültigkeit (auch in unserer Beispielschaltung).
Nein! Fig.3, gibt wieder, welche Gatespannung anliegen muss, damit überhaupt Strom über DS fließen kann. Das Gate entspricht der Basis. Nur, die Basis ist über Storm gesteuert, das Gate wird über die Spannung gesteuert. Das Gate, ist wie die Basis eines Transistors, temperaturabhängig.
Fig.1 gibt wieder, welche DS-Spannung anliegen muss, um den benötigten Drain-Strom überhaupt zu ermöglichen!
Beispiel: Wir haben +12V UBatt. (13.4-14.4Volt von der LiMa!)
Wenn wir an das Gate -4.5V anlegen, kann lt. Diagramm, maximal 10A fließen.
Wenn wir jetzt an das Gate -5.0V anlegen, können lt. Diagramm, schon 20A fließen.
Fig.1, gibt also nicht wieder, was an das Gate angelegt werden muss, um einen Stromfluß zu ermöglichen. Es gibt die Mindestspannung wieder, die zwischen DS liegen muss, damit der Strom bei der angelegten Gatespannung überhaupt möglich ist! Da aber UDS, konstant bei UBatt. ist, wird der Strom über die Gatespannung gesteuert.
@bstid20: Das kriegen wir hin!
MfG
Zitat:
Original geschrieben von gobang
Wie kommst Du auf 5?Zitat:
Original geschrieben von Johnes
Ladezeit ~ 5*tau
Der Mosfet ist ab uGS=-2...-4V durchgesteuert (uDS<0.3V). Typisch habe ich mit uGS~-3.5V gerechnet, was dann ~25% der uB sind.
25% der uB sind nach ~1/3Tau erreicht, 1/3Tau~1.5s, auf uGS=-2V kommt man schon nach ~1s.
Daher meine Abschätzung: 1...1.5s(Ab uGS<-4V wird nur uDS noch geringer (bis <0.1V), der Mosfet ist aber schon durchgesteuert.)
Ich befürchte, wir langweilen die Anderen... ;-)
Aber eines stimmt natürlich: um die Leuchtmittel zu schonen, muß man nicht unbedingt den Softstart auf gut sichtbare1...1.5s ausdehnen. 1/10 dessen reicht auch, der Einschaltstrom wird trotzdem genauso wirksam begrenzt. Und der Vorteil ist eine deutlich geringere notwendige Kühlung, da die Schaltphase dann nur noch ~0.15s dauert.
So, jetzt habe ich mir mal die Zeit genommen, um dieser Sache auf den Grund zu gehen.
Dazu habe ich mein gutes altes Schaltungs-Simulations-Programm SPICE3f4 ausgegraben und da mal unsere Schaltung eingegeben.
Das tolle an SPICE ist, dass die verschiedenen Bauelemente-Hersteller zu ihren Bauelementen die SPICE-Modelle frei zur Verfügung stellen - so auch IRF für den HEXFET IRF4905.
Habe also die einzelnen Knoten mal durch nummeriert (0...6):
Code:
1 +-----o----------o-o +Ub
| | |
| _+_ .-.
| ___ 4,7u ||| 15A
.-. | ||| Sicherung
| | 5 o----+ '-'
100k| | | | |
'-' .-. | |
| | | +--||-+ (S)
| 1M| | (G) ||-> HEXFET, z.B.
| '-' ||-+ (D) IRF4905
| | |
2 o-----+ # 6
| |
| |
in ___ |/ .-.
#--|___|---| NPN, z.B. ( X ) Scheinwerfer-
100k |\, BC546/BC547 '-' Leuchtmittel
3 4 | |
| |
=== 0 === GND
und die entspr. Schaltung für SPICE beschrieben:
r1 1 2 100k
r2 3 4 100k
R 2 5 1MEG
C 1 5 4.7u
rL 6 0 2.62 [Glühlampe, 12V, 55W]
q1 2 4 0 TNPN
x2 6 5 1 irf4905
vB 1 0 14.3V
vin 3 0 DC 0 PWL(0 0 0.01 14.3) [Licht an nach 0.01s]
siehe: Test1_MOSFET_IRF4905.CIR
Das Ergebnis der Simulation kann man im Screenshot sehen: Test_IRF4905.jpg
wobei
pink: v(6)/2.62 = -iDS = i_Glühlampe [A]
blau: v(6) = u_Glühlampe [V]
grün: v(3) = u_Eingang [V]
hellblau: (v(1)-v(6))*v(6)/2.62 = uDS * iDS = Verlust_Leistung des MOSFETs [W]
gelb: v(1)-v(6) = -uDS [V]
rot: v(1)-v(5) = -uGS [V]
Demnach findet die Umschaltung zwischen t=1.35...1.65s statt, also war meine Schätzung 1...1.5s nicht wirklich schlecht.
Auch die anderen oben beschriebenen Randbedingungen finden sich bestätigt.
Tja, wäre nicht schlecht, wenn es da nicht das Problem gäbe, das Spice, keine Glühlampen richtig simulieren kann. Sie werden als konstanter ohmscher Widerstand angenommen. Dies ist aber falsch! Daher, ist die Umschaltzeit falsch wiedergegeben.
Eine Hochleistungslampe, hat im Einschaltmoment, fast keinen Widerstand! Dieser, steigt erst mit steigender Erwärmung. Der Strom ist damit, in der Umschaltzeit fast konstant, bei dem Begrenzungsstrom des FETs! Die Annahme, des ohmschen Widerstandes, erkennt man daran, das der Strom mit der Spannung steigt! In Wirklichkeit, wäre der Strom schon ziemlich schnell auf maximalem Strom, den der FET zu lässt, und würde von dort runter laufen!
Im Einschaltmoment, würde der Strom ca. 40-60A betragen. Durch den FET, wird dieser in der Umschaltphase begrenzt und regelt dann mit Erwärmung ein. Im Diagramm, steigt der Strom aber konstant bis zum erreichen der Betriebsspannung (UBatt.) an. Der Strom, würde aber schon früher sein Maximum erreichen bzw. übersteigen und dann wieder absinken.
In der Theorie, sind Theorie und Praxis identisch! In der Praxis nicht! 😉
Mein Scope, will leider gerade nicht mit meinem Laptop kommunizieren! Sonst würde ich dir eine reale Kurve einlesen.
MfG
Zitat:
Original geschrieben von Johnes
Tja, wäre nicht schlecht, wenn es da nicht das Problem gäbe, das Spice, keine Glühlampen richtig simulieren kann. Sie werden als konstanter ohmscher Widerstand angenommen.
Das ist mir bewußt.
Ich hatte gestern auch schon ein sehr brauchbares SPICE-Modell einer Glühlampe im Netz gefunden, leider unterstützt meine SPICE-Version die Polynom-Funktion nicht, die darin verwendet wird.
Ich habe mich dann deshalb dafür entschieden, die Glühlampe durch einen linearen Widerstand zu ersetzen, da die Aussage
Zitat:
Dies ist aber falsch! Daher, ist die Umschaltzeit falsch wiedergegeben.
so nicht richtig ist.
Für die Abschätzung/Berechnung der Schaltzeiten
(und darum ging es, wo wir verschiedener Meinung waren) spielt der Last-Strom (in den Bereichen, wo sich die Glühlampe vom linearen Widerstand unterscheidet) keine Rolle.
Das ist ja das Schöne an den Power-Mosfets.
Du hast damit Recht, das der Laststrom in der Simulation während der Schaltphase so nicht korrekt ist.
Dieser spielt aber nur für die Berechnung der notwendigen Kühlfläche eine Rolle.
Die Verlust-Energie (hellblaue Kurve) ist in Wirklichkeit während der Schaltphase höher.
Für die Punkte, an denen wir aber verschiedener Meinung waren (und nun hoffentlich nicht mehr sind), ist dies überhaupt nicht relevant.
Die Schaltzeiten bleiben so wie sie mit linearem Lastwiderstand hier schon zu sehen sind, liegen also für das RC-Glied mit
R = 1 MOhm
C = 4.7 uF
bei 1.35...1.65s
Das ein kleineres RC-Glied den abzuführenden Wärmepuls verringert waren wir uns ja von Anfang an einig.
Beträgt z.B. R*C nur noch 1/10, braucht man nur die Zeitangaben der x-Achse in der SPICE-Grafik durch 10 teilen. Die Kurven und damit auch die Schaltphase werden 10 x schneller durchlaufen, sonst ändert sich aber nichts an den Kurven.
D.h. mit
R = 470 kOhm
C = 1 uF
wie Du vorgeschlagen hattest, kommen wir auf 0.135...0.165s
für die Schaltphase (also den Wärmeimpuls).
Die Schaltphase zu verkürzen, ist wegen der abzuführenden Wärmemenge auch vernünftig.
Deshalb hatte ich ja oben geschrieben:
Zitat:
Original geschrieben von gobang
Aber eines stimmt natürlich: um die Leuchtmittel zu schonen, muß man nicht unbedingt den Softstart auf gut sichtbare1...1.5s ausdehnen. 1/10 dessen reicht auch, der Einschaltstrom wird trotzdem genauso wirksam begrenzt. Und der Vorteil ist eine deutlich geringere notwendige Kühlung, da die Schaltphase dann nur noch ~0.15s dauert.
Zitat:
Original geschrieben von gobang
Für die Abschätzung/Berechnung der Schaltzeiten
(und darum ging es, wo wir verschiedener Meinung waren) spielt der Last-Strom (in den Bereichen, wo sich die Glühlampe vom linearen Widerstand unterscheidet) keine Rolle.
Jetzt habe ich mal die neueste SPICE-Version
LTspiceIVrausgesucht
http://ltspice.linear.com/software/LTspiceIV.exeDie ist echt zu empfehlen und kommt auch mit dem Modell einer Glühlampe klar.
Hier mal das Ergebnis der Simulation einer 12V, 55W Glühlampe in den ersten 100ms nach Spannungsanlegen im Bild1: Test_Lamp.jpg
rot: u * i = Leistung [W]
hellblau: u_Glühlampe = Spannung [V]
grün: i_Glühlampe = Strom [A]
blau: r_Glühlampe = Widerstand [Ohm]
Im Netz habe ich eine Messung eines Users gefunden, in der der Einschaltstrom einer realen H1 Halogenlampe mit einem Oszi gemessen wurde.
Der Einschaltstrom betrug reichlich das 10-fache des statischen Stromes und hatte nach ca. 30ms den statischen Wert angenommen.
-> Die simulierte Modell der Glühlampe entspricht diesem also sehr gut.
Und hier das Ergebnis der Simulation der Schaltung wie oben, einzigster Unterschied nun das Lamp-Modell anstatt des linearen Last-Widerstands im
Bild2: Test_IRF4905-with-Lamp.jpg
Wenn man dieses mit dem Ergebnis von oben vergleicht
Bild3: Test_IRF4905-with-R.jpg, sieht man daß der Kurven-Verlauf und die Schaltzeiten so gut wie identisch sind.
Lediglich der Last-Strom und die Verlust-Leistung des MOSFETs sind während der Schaltphase mit der Gühlampe größer.
pink: -iDS = i_Glühlampe [A]
blau: v(6) = u_Glühlampe [V]
grün: v(3) = u_Eingang [V]
hellblau: uDS * iDS = Verlust_Leistung des MOSFETs [W]
gelb: v(1)-v(6) = -uDS [V]
rot: v(1)-v(5) = -uGS [V]
Und hier noch zu guter Letzt die Ergebnisse mit R*C zehn mal kleiner
Bild4: Test_IRF4905-with-Lamp_R-100k_C-4.7uF.jpg
Da liegt die Umschaltphase bei 0.140...0.200s (ist also 60ms lang)
Diese Lösung würde ich favorisieren.
Im Anhang die beiden SPICE-Modelle.
Warum hängst du immer nur die Bauteil-DEF an?
Häng mal das ganze Projekt (mehrere Dateien!) an, sonst kann man nichts damit anfangen. Ich würde es mir gerne mal ansehen! Nur mit der DEF kann man aber nichts anfangen!!! Ich möchte mir den Umschaltbereich vergrößern, da auf den Bildern nichts zu sehen ist.
MfG
....Mein Popcorn und die Cola ist übrigens alle.... nette show, ich guck weiter zu 😁😁😁😁 jetzt aber erstmal nachschub holen 😛
Zitat:
Warum hängst du immer nur die Bauteil-DEF an?
Häng mal das ganze Projekt (mehrere Dateien!) an
Sorry, war ich von SPICE3f4 so gewohnt, dass das eine File ausreicht.
Einfach mit open file *.CIR öffnen und auf RUN (icon "laufendes Männlein"😉.
In dem schwarzen Fenster kann man nun mit rechter Maus-Taste "add Trace" hinzufügen, was man sehen möchte.
Aber, jetzt wo Du es sagst: es gibt auch "Plot settings/save",
im Anhang meine PLOT settings (kann man bei "Plot settings/open" einlesen).
(Glaube aber, die braucht man nicht unbedingt, da man die Trace-Ansicht sowieso ständig ändert.)
Das neue LTspiceIV kann die Schaltung auch grapfisch darstellen, das habe ich mir aber nicht angetan.
Die Schaltungsbeschreibung in der Form des *.CIR ist 1000 mal schneller.
und damit geht der softstart auch bei xenon? Nur mal so interessenhalber😕: Oder hat xenon schon softstart dabei?