Hallo.
Ich mache mir Gedanken über die Kühlung einer LED Platine mit 48
hi-Power smd LED's. (PLCC6 3-Chip)
Bringt es etwas, wenn ich ein dünnes Basismaterial wäle (0,5 mm), und
dann die gesame Platine auf einen Alu Kühlkörper schraube, und evl noch
Wärmeleitpaste einsetze?
Wird teilweise so gemacht, siehe z.B. auch
http://www.youtube.com/watch?v=PFcC315vuQ8
Das ist ein Beitrag von eevblog.com, der nimmt eine LED-Röhre
auseinander.
Es kommt natürlich sehr auf die Spezifikation der LED an. Als Behelf
kannst Du einen Probeaufbau machen und per einfachen Teperatursensor
messen (siehe auch Video). Bei mehr als 60°C an der LED bei
Raumtemperatur wäre ich dann skeptisch.
Durchkontaktierungen habe ich keine.
Die Platine wird einseitig.
Alukern Platinen gibt es zwar, aber die müsste ich fertigen lassen.
die LEDs haben 3x20 mA.
Die 3 Chips der LEDs sind in Reihe geschaltet, hängen über einen
Vorwiderstand an 12V. Und das dann 48 mal.
Die Massebahn und die 12V Bahn ist etwas breiter gestaltet, auch zwecks
Wärmeabfuhr/Wärmeverteilung.
Sven schrieb:> die LEDs haben 3x20 mA.>> Die 3 Chips der LEDs sind in Reihe geschaltet, hängen über einen> Vorwiderstand an 12V. Und das dann 48 mal.
Was ist daran jetzt so high power? Unter high power verstehe ich eher
sowas wie 1W LEDs. Wie warm wird deine Platine denn?
In meiner Praktikumsfirma hat man die Platinen einfach auf einen
Wärmeleitpad und diesen auf einen Kühlkörper gesetzt. Das hat selbst bei
den Golden Dragon von Osram noch sehr gut funkioniert. Allerdings lag
das Ganze Gebilde auch in einem recht starken Luftstrom. Da lag die
Leistung aber um den Faktor 10 höher.
Martin Schwaikert schrieb:> Timmo H. schrieb:>> Was ist daran jetzt so high power?>> Also 35W sind dann - je nach Fläche - schon einiges.
Also ich komme eher auf 11,5W.sind ja immer 3 in Reihe. Also 48x20mA und
dann eben an 12V
Da kann ich Matthias nur zustimmen. Zur Zeit betreibe ich eine
Deckenlampe im Test.
Die hat ungefähr 35 W und ist mit 0,125mm FR4 geklebt auf Aluminium
realisiert. Der Wärmeübergang ist recht gut.
Gruß
Einhart
Einhart Pape schrieb:> Da kann ich Matthias nur zustimmen. Zur Zeit betreibe ich eine> Deckenlampe im Test.>> Die hat ungefähr 35 W und ist mit 0,125mm FR4 geklebt auf Aluminium> realisiert. Der Wärmeübergang ist recht gut.>> Gruß> Einhart
Genau so habe ich das auch vor. Standard Deckenlampe auf LED umbauen.
Allerings mit einfachem 12V Netzteil.
Bei dir sind die LEDs alle in Reihe und haben noch große Kupferflächen.
Die habe ich nicht vorgesehen.
Welchen LED Driver benutzt di?
Welche LEDs hast du verwendet? Die scheinen noch eine Art Linse zu
haben?
Hast du nen Link dazu?
Wenn ich keine 3 Chip LEDs verwende, sondern einzelne, könnte ich auf
noch Kupferflächen zur Kühlung anbringen.
Wenn ich stärkere LEDs einsetze, statt 3 Chip LEDs, würde das lohne
Leistungsverlust funktionieren.
Meine Platine ist 80x100 groß (Halbe Eurokarte).
Wobei die LEDs in 8 Reihen zu je 6 Stück angeordnet werden.
Im 10 mm Raster.
Wobei die Platine rundum einen Rand von 10 mm ohne Bestückung und ohne
Leiterbahnen besitzt, der nur für mechanische Befestigung vorgesehen
ist.
Bei 3 Chip LEDs muss ich unter den LEDs kleine Brücken zwischen den
Anschlüssen legen.
Kontakt zur etwas breiteren Massebahn gibt es nur über einen Pin.
Zur breiteren + Bahn ist nur über den SMD Widerstand verbindung.
Wenn ich 1 Chip LEDs verwednen würde, bräuchte ich pro 3 LEDs nur einen
Widerstand. Zwischen den LEDs die Verbindungen könnte ich als 9 mm
breite Leiterbahnen ausführen, die auch noch etwas unter das LED Gehäuse
ragen.
Ich hätte dann wesentlich mehr "Geschlossene Kupferfläche" auf der
Platine.
Falls das Kühltechnisch ein Vorteil bringt.
Hallo Sven,
Da hab' ich doch gelogen ;-). Die gezeigte Lampe hat 20W. Die LEDs sind
CREE XH-G aus der Sammelbestellung von Falk:
Beitrag "[Mitbestellung] Cree XH-G (3x3mm, >160lm/W, CRI80+/90+)"
Die haben hervorragende Daten, müssen jedoch mit Reflow gelötet werden.
Eine Linse haben sie nicht - das Runde ist der Verguß. Ein wichtiger
Vorteil ist der Keramikträger. Der macht sie robuster und langlebiger
als Kunststoff LEDs.
Die Lampe hat vier Module mit je 10 dieser LEDs in Reihe und zwei € 2,50
Stromquellen aus China.
Je zwei Module sind parallel geschaltet und werden mit einer Stromquelle
versorgt (25-43V 300 mA)
PS: bevor das jemand bemerkt: das Bild links stammt aus einem andern
Test.
Ich kann weiter als bis 10 zählen ;-)
Einhart Pape schrieb:> Die Lampe hat vier Module mit je 10 dieser LEDs in Reihe und zwei € 2,50> Stromquellen aus China.
Schäm dich. Und sowas hängt an einem Holzbanken. Fünf Euro sollte einem
sein Haus schon wert sein :)
Kann man auch mit normaler Lötpaste und Herdplatte löten, oder wird das
für ne FR4 Platine zu heiß?
Bei mir wird die Platine nicht fest verklebt. Nach Bestückung wird sie
mit Wärmeleitpaste auf nen Kühlkörper "gepappt" und verschraubt.
Die Gewindebolzen, mit denen der Kühlkörper am Lampengehäuse befestigt
wird, dienen dann auch dem Halt der Platine.
Geht auch. Musst halt nur im Auge behalten wenn der Schmelzpunkt vom Lot
erreicht ist. Der Kunststoff der LEDs ist relativ nah am Schmelzpunkt
von Bleifreiem Lot. Bismut geht natürlich auch, kostet ja auch nur ein
Appel und'n Ei
Wenn man mit einem 350 mA LED Driver arbeiten möchte, und mehrere LED
Gruppen damit betreiben wollte, müsste man dann vor den einzelnen
Gruppen auch Vorwiderstände setzen?
Vielleicht gestalte ich die Platine so, dass immer 3er Gruppen vorhanden
sind, die man dann je nach bedarf in Reihe oder parallel schalten kann.
Jenachdem wie die Widerstände dann aufgelötet werden, gehen die dann
richtung Masse oder Plus, oder zur nächsten Gruppe.
Wenn bei Parallelschaltung von LED Gruppen an einem LED Driver nicht
ohnehin ausgleichswiderstände vorgeschrieben sind, müsste man dann
notfalls 0 Ohm Brückenwiderstände einsetzen.
So wie ich das Datenplatt verstehe, ist 350 mA das Maximum Rating von
den LEDs.
Und 65 mA ist der Nennstrom.
Verschalte ich die LEDs zu 4 Stück 6er Gruppen, käme jede Gruppe auf
87,5 mA.
Platine mit Kühlkörper, sollte dann hoffentlich ok sein die LEDs mit
87,5 mA zu betreiben.
Das heißt, ich brauche 2 Stück 350 mA Driver für 24 V.
Müssen oder können die 4 parallel geschalteten Gruppen dann jeweils
einen Ausgleichswiderstand haben?
Oder werden die einfach parallel geschaltet und an den 350 mA Driver
angeschlossen?
Einhart Pape schrieb:> Die hat ungefähr 35 W und ist mit 0,125mm FR4 geklebt auf Aluminium> realisiert. Der Wärmeübergang ist recht gut.
was für einen Klebstoff hast Du verwendet?
Ich denke gerade auch über was in die Richtung nach. Meine bisherige
Überlegung war die Platine mit reiner Wärmeleitpaste zu bekleistern und
die Befestigung über Schrauben zu machen (Gewinde in den Alu-KK
schneiden). Denn wenn ich das richtig verstanden habe, hat Kleber nicht
so einen guten Wärmewiderstand wie Wärmeleitpaste.
Einhart Pape schrieb:> Auf der Ceran Herdplatte. Allerdings mit Wismut (Bismut) Lötpaste> (Schmelzpunkt ~135°). Ich hatte Angst bezüglich der Klebung zwischen FR4> und Alu.
Warum hast Du nicht erst gelötet und dann geklebt?
Nachdem es mit 2K Epoxy Ablösungen gegeben hat (wahrscheinlich hatte ich
das FR4 nicht genug angerauht), habe ich Weicon RK-1500 benutzt. RK-1300
wäre mit einer etwas höheren Temperaturstabilität etwas besser.
Der Klebefilm ist bei guter Pressung extrem dünn. Ich denke aus diese
Grund ist kleben besser als Wärmeleitpaste.
Der nächste Test kommt dann mit JB-Weld Epoxy. Das soll bis 300°C gehen.
Beim Löten auf der 0,1 mm Folie verzieht diese ein wenig. Das könnte
beim Kleben Probleme bzw. eine größere Menge Kleber unter der Folie und
damit mehr Wärmewiderstand geben.
Die dünne Folie (wird mit der Schere geschnitten) sorgt ja gerade für
einen besseren Wärmeübergang. Mit Schrauben geht bei 0,1mm FR4 nichts.
Danke für Deine Erklärungen.
Zum Schrauben: macht bei 0,1mm sicher keinen Sinn. Ich war gedanklich
bei dem was mir bisher vorschwebte: 0,5mm Material, dafür aber mit
massenweise Vias drin. Aber da hab ich das Problem mit der Isolation der
Vias und ich könnte mir gut vorstellen, daß das 0,1mm-Material die Wärme
letztlich besser leitet.
Hallo.
Ja bei 0,1 mm macht schrauben nicht unbedingt Sinn.
Ist ja zu flexibel.
Mit Wärmeleitpaste "angepappt" und mit Unterlegscheiben würde es wohl
dennoch gehen.
Aber vielleicht klebe ich es auch erst mal auf eine Aluplatte, die dann
auf den KK geschraubt wird.
Direkt auf den Kühlkörper kleben (gekaufter Strangkühlkörper) könnte
etwas unpraktisch werden.