Hitzetod trotz Wasserkühlung an Cree MK-R

[MightyBo]

Ich bin enttäuscht, ich habe mir eine Unterwasserlampe für meinen Teich gebaut. Dabei habe ich ein Aludrehteil mit 70mm Durchmesser und 40 mm Höhe gedreht (drehen lassen). Ich habe eine Cree MK-R, weiß, 1665 Lumen mit Platine (12x12mm) direkt mit Wärmeleitkleber (Arctic silver) auf das Aludrehteil aufgeklebt. Zwei Kabel angeschlossen. und das Ganze mit einer 10mm Glasplatte verklebt. Die Rückseite mit Kabelaustritt habe ich vergossen und somit eine komplett wasserdichte Lampe gebaut. Dies (5 Stück) habe ich im Teich eingebaut. Die Wassertemperatur liegt zwischen 10-27°C.

Zur Stromversorgung hat jede Leuchte ein eigenes "Meanwell LPF Serie 12V Einbau-Netzgeräte LPF-60D-12 (12V)" Netzteil bekommen. Das liefert konstant 12V und damit etwas weniger als die maximal zulässige LED Spannung von 12,2 V. Die Kabellänge zwischen Netzteil und Lampe sind ca.10m und 1,5mm2 Querschnitt. Das Netzteil hat alle nötigen Zulassungen für den Betrieb im Schwimmteich (Deshalb die Wahl).

Nach ca 1 Jahr und gefühlten 50 Stunden Brenndauer sind vier Stück kaputt. Die LED ist unter der Linse braun. Also ist die LED zu heiß geworden. Wie kann das sein? Im Wasser spürt man keinerlei Erwärmung des Alugehäuses. Hat jemand eine Idee? Ich will die gerne reparieren, aber nun sollen die aber auf Dauer halten.

Anbei ein Bild der Lampe:

Gruß
Peter

[Borax]

Zwei Fehler:

Das liefert konstant 12V und damit etwas weniger als die maximal zulässige LED Spannung von 12,2 V.

Das ist ein Trugschluss. Die 12.2V sind nur ein typischer Wert. Es kann sein, dass die Dir gelieferte MK-R ihren maximalen Strom schon bei 12V 'zieht' und dann bei mehr als 12V schon massiv zu viel Strom bekommt. Auch beim Netzteil gibt es eine Toleranz (beim LPF-60D-12 sind es laut Datenblatt 4% also können es statt 12V auch fast 12.5V sein). Worst case hast Du dann eine LED erwischt die ihnen maximal erlaubten Strom von 1,2A schon bei 12V zieht und ein Netzteil was aber 12.4V liefert.
=> Man darf High-Power LEDs nicht mit konstanter Spannung betreiben, außer man hat den Strom der bei dieser Spannung fließt selbst nachgemessen und zwar wenn die LED warm ist (weil dann braucht sie weniger Spannung bei gegebenen Strom).
=> Besser High-Power LEDs immer mit konstantem Strom betreiben.
=> Im Sinne einer langen Lebensdauer LEDs nie mit dem maximal erlaubten Strom betreiben. Die sogenannten 'Absolut Maximum' Werte sind eher so zu verstehen, dass es die Werte sind, bei der die LED nicht sofort kaputt geht (sondern erst nach einiger Zeit).
Außerdem ist es möglicherweise im (sehr kleinen ) Luftraum über der LED zu heiß. Dann geht die Silikonlinse kaputt. Siehe auch: download/file.php?id=22884

[R.Kränzler]

Wenn der Kühlkörper nicht heiß wird aber die LED den Hitzetod stirbt, bedeutet das, dass die Wärmeableitung nicht genügend ist. Es kann sein, dass eben viel zu viel Hitze entsteht (wie von Borax beschrieben durch zu hohen Strom) die schon vom LED Package nicht ausreichend abgeführt werden kann oder dass der Wärmeleitkleber zu üppig aufgetragen wurde (je dünner die Klebeschicht, desto besser die Wärmeableitung).

Aber grundsätzlich, wie Borax schon bemerkte:

Immer Konstantstrom (Strombegrenzung) und nie den absolut maximal möglichen Strom!

[MightyBo]

Vielen Dank für die Info! Das hört sich sehr plausibel an. Ich hatte sogar zuerst ein Konstantstromteil (700mA) hatte das aber auf Konstantspannung geändert, weil nur diese die erforderlichen Normen erfüllten (z.B. SELV). Jetzt werde ich noch mal nachsehen ob es geeignete Konstantstromquellen gibt.
Eine Lampe funktioniert ja noch. Da werde ich mal den Strom und Spannung nachmessen.

Danke
Peter