Hallo, folgender Fall: Eine passiv gekühlte, auf einer doppelseitigen Leiterplatte sitzende, LED wird mit 100% Nennstrom betrieben. Es dauert z.B. 10 Minuten, bis sich die Temperatur des LED-Chips praktisch nicht mehr ändert, weil sich zwischen Wärmezu- und abfuhr ein Gleichgewicht eingestellt hat (nennt sich Beharrungstemperatur). Was ist, wenn ich die LED nur mit z.B. 10% des Nennstroms betreibe bei ungeändertem physischen Aufbau und gleichen Umgebungsbedingungen? Die Temperatur, die sich einstellt, ist natürlich eine andere. Aber wie sieht das zeitliche Verhalten aus? Dauert es ungefähr genauso lange, bis sich die Beharrungstemperatur einstellt? Wenn die Wärmeabfuhr ein PT1-Verhalten hätte, würde ich sagen, ja. Analog dazu ist die mit einer Sprungantwort ermittelte Zeitkonstante eines RC-Glieds schließlich auch gleich, egal auf welche Spannung der Sprung stattfand. Allerdings weiß ich nicht, ob die LED auf der Leiterplatte in etwa ein PT1-Verhalten hat. Leider habe ich auf diesem Gebiet nicht viel Erfahrung. Ich könnte natürlich jetzt einfach einen Versuch machen, aber ich würde gerne die Hintergründe wissen. Kann mir jemand von Euch weiterhelfen? Danke. Third-Eye
Nachdem Wärmeübertragungsmodelle analog zu elektrischen Modellen gebaut werden(Kapazität=Spezifische Wärmekapazität, Leitfähigkeit=Wärmeleitfähigkeit) Sollte es sich auch wie ein Kondensator-Ladeorgang verhalten. So weit die Theorie. Problem ist dann die Wärmeabfuhr, die sich je nach Temperatur ändern kann. Wenn größere Konvektionsströmungen einsetzen ist das Temperaturverhalten nicht mehr linear. Mit klassischer Mathematik lassen sich eigentlich nur grobe Näherungen machen. Für reale Projekte nutzt man FE-Simulation und Dummy-aufbauten.
Third Eye schrieb: > Allerdings weiß ich nicht, ob die LED auf der Leiterplatte in etwa ein > PT1-Verhalten hat. In erster Näherung ja. Je größer allerdings die Temperaturdifferenz zur Umgebung ist, desto effizienter ist die Kühlung (u.a. weil der Energieverlust durch Strahlung mit der 4. Potenz der absoluten Temperatur steigt). Der Wärmewiderstand ist also gar nicht wirklich konstant. XL
Gast
#3826487
Noch dazu ändert sich auch die Effizienz mit dem Strom. Bei 10% vom Maximalstrom kann es durchaus sein, dass die LED doppelt so Effizient arbeitet wie bei Maximalstrom.
>Noch dazu ändert sich auch die Effizienz mit dem Strom. Bei 10% vom >Maximalstrom kann es durchaus sein, dass die LED doppelt so Effizient >arbeitet wie bei Maximalstrom. Das sollte bei dieser Frage eher egal sein. Das beeinflußt nur die zu erreichende Maximaltemperatur, nicht aber, wie schnell diese erreicht wird (also die Zeitkonstante).
Gast
#3826523
Axel hat Recht. Die Wärmeabgabe durch Konvektion ist auch nicht linear zur Temperaturdifferenz. Allerdings wüsste ich jetzt auch nicht wo das relevant sein könnte, Hauptsache bei Maximalleistung hält sich die Temperatur in Grenzen.
Gast
#3826760
DNS schrieb: > Die Wärmeabgabe durch Konvektion ist auch nicht linear > zur Temperaturdifferenz. Damit ist ein Teil des Wärmewiderstandes in der Wärmetransportkette nicht konstant und damit die ganze Kette nicht mehr linear, also auch nicht als PT1 beschreibbar.
DNS schrieb: > Allerdings wüsste ich jetzt auch nicht wo das > relevant sein könnte, Hauptsache bei Maximalleistung hält sich die > Temperatur in Grenzen. Es ist deshalb bei mir relevant, weil die Intensität der LED gemessen wird. Wenn die LED auf Beharrungstemperatur ist, ändert sich auch die Lichtintensität nicht mehr.