Welch Temperatur erreicht eine LED

Peter II schrieb:

> 240 x 0,3W sind 72W, wenn man will,
> das die LEDs nur 20Grad wärmer werden

Bei einer derart hohen Leistung sollte man schon mit 50° rechnen.
Sonst wird der Kühlkörper unhandlich gross.
Gruss
Harald

Andre schrieb:

> Wie wäre es bei normaler Luft ohne Kühlkörper? Wie groß ist die
> Temperaturerhöhung?

Ich denke, da wirst Dulocker die Schmelztemperatur der Kunstofflinsen
der LEDs erreichen.
Gruss
Harald

Peter II schrieb:
> man kann sie bei 250Grad löten, ich glaube kaum das sei sie selber
> soweit erwärmen kann.

Lass die Dinger mal paar Stunden bei 250 Grad in einem ofen und freu 
dich über das Ergebnis. :)

Peter II schrieb:

>> Ich denke, da wirst Dulocker die Schmelztemperatur der Kunstofflinsen
>> der LEDs erreichen.
>
> man kann sie bei 250Grad löten, ich glaube kaum das sei sie selber
> soweit erwärmen kann.

Ja, vermutlich brennen sie vorher durch. Andererseits kann kein
Bauelement die Löttemperatur dauerhaft ab. Der zulässige Grenzwert
in Sekunden steht meist direkt neben der Löttemperatur...

Andre schrieb:
> Wie wäre es bei normaler Luft ohne Kühlkörper? Wie groß ist die
> Temperaturerhöhung?

Schwer zu sagen, da das Datenblatt keine Angaben zum thermischen 
Widerstand Rth_JA enthält. Wäre somit ein Fall für die Thermodynamik und 
ein wenig wilde Rechnerei.

Wenn sie jetzt auf Platine aber schon 90°C warm werden, dann würde ich 
vermuten, dass sie an der freien Luft (nur über dünne Drähte 
angeschlossen) die 125°C erreichen oder überschreiten und den Löffel 
abgeben.

Peter II schrieb:
> man kann sie bei 250Grad löten, ich glaube kaum das sei sie selber
> soweit erwärmen kann.

Der Lötvorgang ist zeitlich begrenzt (hier max. 8 Minuten, davon nur 
maximal 3 Minuten > 200°C) und die LEDs sind dabei auch nicht in 
Betrieb. Nach der Logik dürfte sich ja kein Bauteil stärker erwärmen als 
seine Löttemperatur war.

Peter II schrieb:
> die LED nimmt 0,5W Energie auf, davon wird Licht und Wärme erzeugt. Wenn
> man von einen Wirkungsgrad von 40% ausgeht, dann werden "nur" 0,3W in
> Wärme umgewandelt.

Ja, aber die müssen über eine Fläche von nur knapp 3,4mm² abgegeben 
werden.

Im Artikel Kühlkörper wird z.B. darauf verwiesen, dass man TO-220 ab 
etwa 1 Watt mit einem Kühlkörper versehen sollte. TO-220 hat aber eine 
Kühlfläche von etwa 10mm², also knapp dem achtfachen der LED. Rein 
rechnerisch sollte die LED somit schon ab 125mW Verlustleistung 
zusätzlich gekühlt werden.

Daniel H. schrieb:

> Im Artikel Kühlkörper wird z.B. darauf verwiesen, dass man TO-220 ab
> etwa 1 Watt mit einem Kühlkörper versehen sollte.

Wobei Silizium typisch 200° abkann, LEDs m.W. aber nur ca. 125°!

Einflußfaktoren wie Packungsdichte, zur Kühlung verwendete 
Platinenfläche, einseitig oder beidseitig, Anzahl und Größe der 
Durchkontaktierungen spielen eine Rolle. Ein Luftstrom hinter der 
LED-Platine kann bei ausreichend großen, thermisch ordentlich 
angebundenen Kühlpads auf der Rückseite schon viel verbessern. Schöner 
weil lautlos und betriebssicherer ist ein passender Kühlkörper, der muß 
aber ordentlich angebracht werden.

Peter II schrieb:
> und warum kühlt man dann keine SMD 0805 Widerstände, die auch 1/4W
> haben?

Weil das keine Halbleiter sind?

Peter II schrieb:

> und warum kühlt man dann keine SMD 0805 Widerstände, die auch 1/4W
> haben?

>> Weil das keine Halbleiter sind?

> was spielt denn das für eine Rolle, wenn sie zu heiß werden würde sie
> sich auslöten.

Nun, zumindest Leistungswiderstände vertragen durchaus 350°.
Und da kann es durchaus passieren, das sie sich auslöten,
ohne das das ihre Funktion als Widerstand irgendwie beeinträchtigt.
Gruss
Harald

Und wenn du die alle auf einen Kühler montierst, paß auf daß die keine 
leitende Verbindung untereinander haben. Außer du hast die alle parallel 
geschaltet :oD

Peter II schrieb:
> was spielt denn das für eine Rolle, wenn sie zu heiß werden würde sie
> sich auslöten.

Widerstände sind billig, Halbleiter sind teuer. Widerstände leiden (im 
Allgemeinen) nicht so stark unter erhöhten Temperaturen wie Halbleiter 
(-50% Lebensdauer pro 10°C Temperaturerhöhung). Und schließlich wird 
sich sicherlich niemand die Mühe machen solche Widerstände mit 
Kühlkörpern o.ä. zu versehen, da deren Preis den Preis der Widerstände 
um ein Vielfaches übersteigt.

Will ich die Verlustleistung eines Widerstandes minimieren teile ich die 
Last einfach auf zwei Widerstände auf und gut ist. Die Zusatzkosten (im 
Hobbybereich) sind wenige Cent. Nehme ich statt einer Power-LED zwei bin 
ich direkt (je nach Typ) mit einigen Euro dabei. Da die so teuer sind 
ist es außerdem in meinem Interesse ihre Haltbarkeit so weit es geht zu 
maximieren.

Also schaue ich mir an wie teuer es ist meine Power-LED so zu kühlen, 
dass ihre Lebensdauer (für meine Begriffe) ausreicht. Wenn ich dann 
merke, dass die Kühlung teurer ist (was in der Regel nicht der Fall ist) 
dann kann ich mir Gedanken darüber machen eine zweite Power-LED 
einzusetzen usw..

Das gilt übrigens nicht nur für Power-LEDs sondern so gut wie für alle 
Halbleiter.

Und schließlich: warum sollten sich Halbleiter nicht auf 250°C oder mehr 
erhitzen und sich dabei auslöten? Nur weil der Hersteller als "Maximum 
Operating Temperature" 125°C angibt heißt das nicht, dass der Halbleiter 
nicht kurzzeitig deutlich heißer werden kann, bevor er 
durchbrennt/schmilzt.

Edit: Nicht zu vergessen, Halbleiter (ich gehe einfach mal nur von 
Silizium aus) haben einen negativen Temperaturkoeffizienten, d.h. mehr 
Strom -> mehr Wärme -> noch mehr Strom -> noch mehr Wärme -> noch mehr 
Strom -> ... -> kaputt.

Bei uns in der Fab erreichen LEDs über 1000 °C beim Annealing…:D

Andre schrieb:
> bei einer
> Stromaufnahme von 150mA und einer Forward Voltage von 3,4V erreicht?

Es gibt doch fertige LED-Module mit einer Aluminiumplatte und 100 LEDs 
die auf einer dünnen Keramikschicht geklebt worden sind.
Der Aufwand die Wärme von einer FR4 Platine weg zu bekommen ist schon 
enorm, sehr teuer und nicht gerade Erfolgersprechend.

10 Stück in Reihe und 10 Reihen parallel = 100 LEDs
=> 100 Watt Kosten ca. 5 Euro

http://www.ebay.de/itm/1W-10W-20W-30W-50W-100W-Pure-Warm-White-LED-Light-Beads-Lamp-Energy-Saving-Chip-/390677182682


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