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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik wärmeleistung


Autor: Regler (Gast)
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Hallo,

ich habe ein Problem, es geht um 3 Power-Leds Typen und dazu erzeugte 
thermische Belastung/Wärme.
1. Cree XLamp MC-E LED haben 4 Dia(Chips) und ein Wert Rth= 3 °C/W
2. Cree® XLamp® XP-E haben Rth= 9 °C/W
3. Luxeon Rebel White haben Rth= 10K/W

Jetzt will ich wissen, welche LED Typen am wenigsten wärme erzeugen.
Belastet wird einmal mit 4Watt / 8Watt /12Watt.

4 Watt brauch ich:
1 x Cree XLamp MC-E      /    3 °C/W x 4Watt = 12° C
4 x Cree® XLamp® XP-E    /    9 °C/W x 4Watt = 36° C
4 x Luxeon Rebel White   /    10 K/W x 4Watt = 40° C

8 Watt brauch ich:
2 x Cree XLamp MC-E
8 x Cree® XLamp® XP-E
8 x Luxeon Rebel White

usw...


Die Cree XLamp MC-E LED sind die besten, was die Erwärmung der 
Kühlfläche angeht.
Die Luxeon Rebel White sind dann die schlechtestens.

Oder sehe ich das falsch???

Gruß

Autor: Dennis (Gast)
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Ja.

Autor: Jens G. (jensig)
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>Jetzt will ich wissen, welche LED Typen am wenigsten wärme erzeugen.
>Belastet wird einmal mit 4Watt / 8Watt /12Watt.

>...

also der Wärmewiderstand sagt nix darüber aus, wieviel Wärme die Dinger 
erzeugen, sondern nur, wie gut die abgeleitet werden kann

>Die Cree XLamp MC-E LED sind die besten, was die Erwärmung der
>Kühlfläche angeht.
>Die Luxeon Rebel White sind dann die schlechtestens.

>Oder sehe ich das falsch???

naja, so ungefär kann man das sagen ...

Autor: Regler (Gast)
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noch kurz eine Frage:

Luxeon Rebel "RED" haben ein Rth = 12K/W
Cree XLamp MC-E haben ein Rth= 3 °C/W

Die Luxeon Rebel "RED" erzueugen bei 1 Watt genau soviel Wärme,
wie Cree XLamp MC-E bei 4Watt???
12K/W * 1W = 3°C/W * 4W

habe ich es richtig verstanden???


>also der Wärmewiderstand sagt nix darüber aus, wieviel Wärme die Dinger
>erzeugen, sondern nur, wie gut die abgeleitet werden kann

Wie kann ich es ausrechnen???

Autor: Regler (Gast)
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Oder ganz anders formuliert:

4 x 1Watt Luxeon rebel erzeugen genau soviel Wärme wie 1 x 4Watt Cree 
XLamp MC-E. Nur die Ableitung der Wärme ist bei Cree MC-E einiges 
besser.

Oder???

Autor: Jens G. (jensig)
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Du schmeisst vermutlich Wärmeleistung und Wärmewiderstand durcheinander.

>Die Luxeon Rebel "RED" erzueugen bei 1 Watt genau soviel Wärme,
>wie Cree XLamp MC-E bei 4Watt???
>...
>Wie kann ich es ausrechnen???

falsch: jede LED erzeugt eine Wärmeleistung, die der aufgenommenen el. 
Leistung abzüglich der Lichtleistung entspricht. Bei denn bisherigen 
Wirkungsgraden von max 10-15% kannste eigentlich auch fast 
Wärmeleistung=el. Leistung nehmen - so genau brauchen wir es ja nicht.

Mit den Wärmewiderständen Rth kannste dann mit der Leistung ausrechnen, 
wie warm die Sperrschicht gegenüber dem Gehäuse/Kühlfläche wird:

dT=P*Rth

Letztendlich ist der Vergleich zw. den LED's schon richtig, so wie du es 
angestellt hast. Aber der Wärmewiderstand hat nichts mit der Frage zu 
tun, wieviel Wärme erzeugt wird, sondern mit der Frage, wieviel Wärme 
(bei wieviel dT und gegebenem Rth) erlaubt sind. Das wollte ich 
eigentlich damit sagen ...

Autor: Solarteur (Gast)
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Die Rechnung stimmt nicht.
Bsp: 4W. Du hast einen Kühlkörper mit 5K/W. Bei 4W wird der 20K wärmer 
als die Umgebung. Wenn Du 4 LEDs mit je 1W hast, werden die Luxeon auf 
dem Die jeweils 1Wx10K/W = 10K wärmer. Also 30K zusammen
Bei der ersten LED ist es für den Kühlkörper wieder das gleiche aber der 
Die wird 4Wx3K/W = 12K wärmer, zusammen 32K.
Die Mittlere ist am besten. Bei 4 LEDs nutzt man den Kühlkörper auch 
etwas besser.

Autor: Regler (Gast)
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>4 LED x 1Watt Luxeon rebel erzeugen genau soviel Wärme wie 1 LED x 4Watt >Cree
>XLamp MC-E. Nur die Ableitung der Wärme ist bei Cree MC-E einiges
>besser.
ist die Aussage von mir richtig???

Mir gehts dadrum, ob ich jetzt 1-2 Cree MC-E nehme oder 4-8 Luxeon 
Rebel.
Was erzeugt weniger Wärme, 4 einzelne Rebel je 1 Watt oder eine MC-E mit 
4 Watt.

Da blick ich noch nicht durch, Leistung ist bei beiden gleich:
4*1W=1*4W / also hier wird gleiche Wärmeleistung abgegeben???

>als die Umgebung. Wenn Du 4 LEDs mit je 1W hast, werden die Luxeon auf
>dem Die jeweils 1Wx10K/W = 10K wärmer. Also 30K zusammen

du meinst 40K zusammen = 4x10K

Autor: Jens G. (jensig)
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hast auch wieder recht - hatte mich mehr mit seinen Begrifflichkeiten 
befaßt als mit seiner Rechnung an sich - die hatte ich gar nicht so 
genau geprüft ;-)

Autor: Regler (Gast)
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Hallo noch mal,

ist das jetzt so richtig, nehmen wir mal Kühlkörper 5K/W und 
Umgebungstemperatur 25°C:

2 Aufbau:
1St. Cree XLamp MC-E, Rth= 3 °C/W + Wärmelast 4Watt
LED:         4W * 3K/W = 12K
Kühlkörper:  4W * 5K/W = 20K
             Ta = 25°C
also Tj= 25K + 12K + 20K
     Tj= 57°C

2 Aufbau:
4St Luxeon Rebel , Rth= 10K/W + Wärmelast je 1Watt:
LED:         1W * 10K/W = 10K
Kühlkörper:  1W * 5K/W = 5K * 4LED = 20K
             Ta = 25°C
also Tj= 25K + 10K + 20K
     Tj je LED = 55°C

und Temperatur am Kühlkörper in beiden Fällen = 45°C = 5K/W *4W + 25K

stimmt das jetzt???

Autor: Regler (Gast)
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hallo,

kann mir mal einer sagen, ob meine letzte Rechnung stimmt?
einmal min 1 x Cree XLamp MC-E
und mit 4 x Luxeon Rebel

Danke im voraus!

Gruß
Regler

Autor: Erik D. (dareal)
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Ob nun 4x 1W oder 1x 4W ... von der Abwärme ist alles gleich!
(wenn die Wirklungsgrade der LEDs annähern gleich sind)
Der Rth hat an sich NICHTS mit der Menge der entstehenden Abwärme zu 
tun.


Der Rth sagt nur aus, wie "effektiv" die Wärme abgeleitet werden kann.
Das ist wichtig, da LEDs nicht zu heiß werden dürfen.
Mit dem Rth berechnet man den nötigen Kühlkörper.

Je geringer der Rth ist desto effektiver gibt die LED die Wärme auf den 
KK ab und je wärmer wird dieser.


Hier mal etwas Lesestoff zum Thema:
http://www.cree.com/Products/pdf/XLampThermalManagement.pdf

Autor: Regler (Gast)
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Danke Erik,

genau das habe ich gesucht (XLampThermalManagement.pdf)..
kannst du mir mal sagen, wie man ein Rth von Kühlkörper berechnet.
Entscheidend ist ja die Fläche und das Material des Kühlkörpers.

Ich will die ganze Wärme nach außen führen, dabei ALU Gehäuse benutzen.

Weiß jemand wie die das machen?
http://www.happy-pool.com/index.php?id=led_outdoor

Die haben da 16 Watt in einem Gehäuse von D=180mm, ja gut die Höhe kenne 
ich nicht. Aber trotzdem 16Watt müssen ja irgendwie raus :-)
Wenn man die Wärme nicht raus führt, dann wird ja alles innen drin 
kochen.
Ich würde sagen, dass sie das Gehäuse als Kühlkörper benutzen,

Oder täusch ich mich?!

Autor: Erik D. (dareal)
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Ja, das wird wohl sicherlich ans Gehäuse abgegeben, zudem wird das wohl 
alles für eine höhere Betriebstemp. ausgelegt sein.


Den Rthsa von Kühlkörpern kann man meist nicht wirklich berechnen, der 
steht oft in Datenblättern.
Entscheident sind viele Faktoren, vor allem die Oberfläche ist wichtig.

Autor: 1234858 (Gast)
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ich hab mal ne Frage
ich mus in der schule so ein dähmliches REferat halten


mein Thema: Ergonomie-Bildschirmarbeitsplatz Klima


ich muss dabei wissen wieveil Grad es hat, wen ein PC im Raum ist

hat jemand eine Antwort darauf wäre schön wen Ihr mir helfen könntet


Dancke

LG

Autor: Edi (Gast)
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Bei mir steht ein PC im Raum, und hier hat es 22 °C.

Kann es nicht sein, dass das etwas zu wenig Angaben für die 
Fragestellung sind? Und solltest Du für eine neue Frage nicht einen 
eigenen Thread starten?

Autor: 1234858 (Gast)
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Nochaml vielleicht kann man jetz etwas damit anfangen

Um wieviel verändert sich die Temperatur wenn ein PC im Raum steht im 
vergeleich dazu wenn 20 PC´s in einem Raum stehen

LG Kiki

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  1234858 (Gast)

>Um wieviel verändert sich die Temperatur wenn ein PC im Raum steht im
>vergeleich dazu wenn 20 PC´s in einem Raum stehen.

Der Raum wird kühler, weil weniger Wärme produziert wird, ist doch klar. 
Um WIEVIEL kann dir keiner wirklich beantworten, denn das ist abhängig 
von

- der Raumgrösse
- der Wärmeisolation
- der Leistung des PCs.

MFG
Falk

Autor: Ich (Gast)
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1 Kubikmeter Luft um 1° zu erhöhen = 0,000367 kwh
  (Keine Ahnung ob die Zahl wirklich stimmt, hatte ich mal im INet 
gefunden,
   Luftfeuchtigkeit spielt auch eine Rolle, Wärmedämmung etc.)

Den Rest kannst Du dann selber berechnen.

Autor: Edi (Gast)
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Vom Physikunterricht blieb mir noch was von 1/273 bei allen gasförmigen 
Stoffen im Gedächtnis hängen.

Trotzdem bin ich der Ansicht: Eine neue Frage gehört in einen neuen 
Thread. Das Erwärmen des Raumes durch PCs hat schließlich nichts mit dem 
Ursprungsthema (Brauchbarkeit verschiedener Power-LEDs aus thermischer 
Sicht) zu tun. Gibt's hier keinen Moderator?

Autor: Michael (Gast)
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>Bei mir steht ein PC im Raum, und hier hat es 22 °C.

Bei mir stehen im Büro 7 PCs im Raum und wir haben hier nur 20 
Grad...also je mehr PCs im Raum stehen desto kühler wird es, ganz klar 
... xD^^

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