Hallo zusammen,
ich würde gerne eine 3W LED mit diesem Kühlkörper betreiben.
Meine Fragen lauten:
Ist dieser Kühlkörper überdimensioniert ?
Welche maximale Temperatur wird am Kühlkörper herrschen, der mit
Wärmeleitpaste an den/das Lambertian angebunden ist, und von maximal 30
Grad Umgebungtemperatur ausgegangen werden kann ?
Daten:
High Power 3W LED-Modul 180 lm pur-weiß Hexagonal, mit
Kühlkörperplatine (Lambertian)
V PR138/94-M3 :: Spezialkühlkörper, 94x46x33mm, 3,2K/W, M3
mfg
Dex
Bei Idealer thermischer Kopplung würde sich die LED um etwa 10°C
gegenüber Raumtemperatur erwärmen. Ist schon ein wenig übertrieben würde
ich behaupten.
(Um genau zu sein 3.2K/W * 3W = 9,6K, die Temperaturdifferenz an der
Wärmeleitpaste vernachlässigen wir einfach mal da dieser bei einen so
kleinen Leistung nicht die Rede wert ist)
Im Datenblatt ist steht wie groß der Wärmewiderstand des entsprechendes
Produktes ist (meistens in mk/mm angegeben) - Du könntest ja nun
ausrechnen wie groß der Wärmewiderstand bei einer .25mm dicken Schicht
ist und hoch der Betrag der korrespondierenden Temperaturdifferenz
ist... ;)
>Welche maximale Temperatur wird am Kühlkörper herrschen, der mit>Wärmeleitpaste an den/das Lambertian angebunden ist, und von maximal 30>Grad Umgebungtemperatur ausgegangen werden kann ?
Falls das die richtige LED ist:
http://files.hueyjann.tw/1W%20High%20Power%20LED/HPF8b-49K3xWHBx.pdfLED Thermal Resistance Junction To Case With Star Type Heat Sink = 17
K/W
Wärmeleitpaste ca. 1 K/W
Kühlkörper 3,2 K/W
__________________
Summe 21,2 K/W
Die LED hat eine Verlustleistung von ca. 2,5 Watt.
2,5 Watt x 21,2 K = 53 K
Zu den 53 K kommen noch die 30 Grad Umgebungstemperatur womit wir bei 83
Grad LED Temperatur sind.
Das sind dann ungefähr 16000 Stunden bis nur noch ca. 70% Helligkeit
vorhanden sind.
error schrieb:> LED Thermal Resistance Junction To Case With Star Type Heat Sink = 17> K/W
Die 17K/W gelten für die kleine Alu-Platine + alle Wärmeleit-Widerstände
bis zum Chip, dazu gehört auch der "Heat conduction rubber" (Seite 22 im
Datenblatt).
Mir ist irgendwie nicht ersichtlich weshalb die Kühlfläche dort nicht
direkt aufgelötet wird.
Wenn du die kleine Alu-Platine an der Luft bei 30°C liegen lässt und an
kein Gehäuse mountest welches die Wärme abnehmen/verteilen kann ist es
nur möglich die LED mit maximal 1.17 Watt zu belasten.
maximale LED-Chip-Temperatur: 50°C
Umgebungstemperatur: 30°C
Wärmeleitwiderstand: 17K/W
(50-30)/17 = 1.17W
Hier ist die maximale Leistung die in die LED fließen darf also
1.17Watt, das sind ca. 390mA bei angenommenen 3V Spannungsabfall an der
LED, aber beim Betrieb mit der maximal erlaubten Temperatur hält die LED
natürlich nicht lange.
Diese 17K/W gelten auch nur wenn der klein Kühlkörper im Raum schwebt
und von einer leichten laminaren Strömung erfasst wird.
Wenn man jetzt einen Kühlkörper verwendet der einen geringeren
thermischen Widerstand hat sieht die Rechnung nicht so sehr viel besser
aus. (dieser "Heat conduction rubber" blockt den Wärmeübergang recht
stark)
Zwei bessere Beispiele:
Seite 8: http://www.leds-and-more.de/PDF/50WEdiStar__Eng_v1.2.pdf
oder
http://www.better-led.com/en/products/leds/LQ-LED-50W-02.html
0.5 bis 1 Kelvin / Watt
B.A. schrieb:> Mir ist irgendwie nicht ersichtlich weshalb die Kühlfläche dort nicht> direkt aufgelötet wird.
Weil diese Centerpads nicht auf GND verbunden werden dürfen.
das ist wohl irgendwie das Substrat welches potenzialfrei bleiben muss.
Wenn man jedoch den Kühlkörper pontenzialfrei hält kann man das
Centerpad
direkt anlöten (bei Handarbeit und wohl nicht im Prozess).
ich habe da gerne kleine Kupferbleche direkt draufgelötet um diese dann
an einen potenzialfreien Kühlkörper zu schrauben.
Gruss Klaus de Lisson
Klaus De lisson schrieb:> Weil diese Centerpads nicht auf GND verbunden werden dürfen.
Ich dachte da ist so eine keramische Isolationsschicht zwischen dem Alu
und den darüber gelegenen Leiterbahnen drauf, der Hersteller müsste doch
nur das Centerpad nicht mit der Masse-Leiterbahn verbinden.
Da kauft man sich wohl besser eine andere LED.
B.A. schrieb:> Da kauft man sich wohl besser eine andere LED.
Das weiss ich nicht. Aber als ich den Artikel las und dann kurz das
Datenblatt überflogen habe, hat mich sehr stark an meine Lumiled
zu 1W und zu 3W erinnert. da war es halt auch so.
Es liegt vielleicht am Fertigungsprozess, wie z.B. die Bodydiode bei
Mosfet.
Die hat ja auch niemand gewünscht und sie ist da.
Meine 3W Lumileds waren auch wirklich superhell. Leider aber trotz
grossem Kühlkörper nie sehr lange. (dann hat es geknallt und gekostet).
Seither verwende ich die Restbestände an 3W Lumiled nur noch mit 1W
und sie scheinen ewig zu halten.
Vor allem bekommt man die 1 watt mit einem kleinen Kühler gut weg.
Ist die Frage, was man will und ob man statt 1 mal 3W auch 3mal 1 W
aufstellen kann.
gruss k.
> Bekommt man mit einer Zwangsbelüftung in Form eines kleinen Ventilators> die Temperatur noch weiter runter, so das es sich das dann lohnt ?
Natürlich bekommt man die Temperatur mit einem Lüfter deutlich runter,
aber ob sich der Aufwand lohnt? Eher nicht. Besser wäre es den Strom
etwas zu reduzieren, dabei steigt auch die Effizienz der LED an, so dass
man nur unterproportional an Licht verliert.
Außerdem ist es gar nicht so schlimm wie oben vorgerechnet. Die LED
strahlt nämlich auch nennenswert Leistung ab, die dann natürlich nicht
weggekühlt werden muss. Wenn du die genannte LED mit 700mA betreibst,
hat die bei 25°C typ. 3,5V und damit gehen 2,45W in die LED. Davon
müssen nur 2W weggekühlt werden. Mit 21,2K/W ergibt das nur eine
Temperaturerhöhung von 42K.
Wenn sich die LED nun im Betrieb erwärmt, sinkt die Flussspannung mit
2mV/K ab. Das ergibt eine weitere Reduktion der Leistung...
Dex schrieb:> findet man die Angabe zur Effizienz in dem oben verlinkten Datenblatt ?
Da wirds sicher eine Angabe zur Forward Voltage geben sowie Werte für
Lumen bei einem bestimten Strom, draus läßt sich dann das übliche Lumen
pro Watt errechnen.
MfG Klaus
Eine eigene Frage?
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