Temperatur 3W LEDs messen

[Zeta (Gast)]

Ich habe 35 Stück 3W-LEDs aus China, die auf 20mm Star Platinen sitzen, 
auf einen schönen großen Kühlkörper montiert.
LED: 
https://de.aliexpress.com/item/3W-3535-Royal-Blue-450nm-Deep-Red-660nm-Plant-Grow-LED-light-Epileds-Led-Emitter-Light/32701120884.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.vtNr48
Kühlkörper: 
https://www.reichelt.de/Profilkuehlkoerper/V-6506K/3/index.html?ACTION=3&LA=2&ARTICLE=22273&GROUPID=7772&artnr=V+6506K&SEARCH=%252A

Soweit alles gut, der Strom durch die LEDs ist so eingestellt, dass sie 
jeweils ca. 1,7W bekommen. Auf den Kühlkörper kommt ein 92er Lüfter.
Um die thermische Überlastung der LEDs zu verhindern, bzw. die 
Lüfterdrehzahl möglichst gering halten zu können, würde ich gerne die 
Temperatur der LEDs messen. Ein auf den Kühler montierter 
Temperaturfühler würde allerdings nicht die Temperatur des LED-Chips 
messen sondern die des Kühlkörpers. Wäre es stattdessen möglich und 
sinnvoll, die Vorwärtsspannung einer der LEDs zu messen und daraus die 
LED-Temperatur abzuleiten?

Ist diese Methode der Temperaturmessung sinnvoll und aussagekräftig? Hat 
das jemand schonmal so gemacht?

[jz23 (Gast)]

Ich würde einen Temperaturfühler möglichst nah an den LEDs an den 
Kühlkörper anbringen und dann eben deine Regelung so aufbauen, dass die 
gemessene Temperatur ein paar (10-20) Grad unter der angestrebten 
Chip-Temperatur liegt.

[der schreckliche Sven (Gast)]

Wärmebildkamera?

[Falk B. (falk)]

@Zeta (Gast)

>Lüfterdrehzahl möglichst gering halten zu können, würde ich gerne die
>Temperatur der LEDs messen.

Kann man machen, ist aber etwas aufwändig.

>Ein auf den Kühler montierter
>Temperaturfühler würde allerdings nicht die Temperatur des LED-Chips
>messen sondern die des Kühlkörpers.

Beide sind aber bei konstanter Montage zueinander korrelliert.

> Wäre es stattdessen möglich und
>sinnvoll, die Vorwärtsspannung einer der LEDs zu messen und daraus die
>LED-Temperatur abzuleiten?

Möglich ja, sinnvoll eher nicht.

>Ist diese Methode der Temperaturmessung sinnvoll und aussagekräftig? Hat
>das jemand schonmal so gemacht?

Nicht bei LEDs, wohl aber bei MOSFETs.

Beitrag "Re: SiC-MOSFET: Rüchschluss vom Gehäusetemperatur auf Sperrschichttemperatur"

[Patrick J. (ho-bit-hun-ter)]

Hi

der schreckliche Sven schrieb:
> Wärmebildkamera?

Klar, bei den heutigen Arbeitslosenzahlen kann man sich für " 'n Appel 
und 'n Ei" einen Mietsklaven hinstellen, Der auf die Wärmebild-Kamera 
starrt und den Lüfter per Poti hoch dreht ... dabei wäre Das doch die 
ideale Aufgabe für einen kleinen µC denk
(also nicht Wärmebildkamera ... aber Temperatur -> Lüfterdrehzahl)

MfG

[Zeta (Gast)]

Falk B. schrieb:
> Kann man machen, ist aber etwas aufwändig.
Eigentlich wollte ich ja den Aufwand reduzieren.
Ich habe jetzt mal nachgemessen. Am LED-Array fallen nach dem 
Einschalten im kalten Zustand 60,56V ab. Nach einer halben Stunde haben 
die LEDs und der KK geschätzt 60°C (nach 5 Sekunden wird das Anfassen 
unangenehm). Die Spannung ist bis dahin auf 59,81V abgesunken. Das sind 
1,2%. Die Differenz wird wirklich schwer zu messen, wenn ich auf 5°C 
genau sein will.

> Beide sind aber bei konstanter Montage zueinander korrelliert.
Das ist natürlich richtig. Die Temperatur des Kühlörpers müsste ich aber 
mittels Fühler messen. Würde ich die LED-Spannung messen, würde das den 
Fühler einsparen. Dafür wird die Messung zu aufwändig. Also doch ein 
Temperaturfühler.

[J. S. (pbr85)]

Im Prinzip schon, wenn man gute Marken-LEDs hat, wo die Angabe des 
Spannungsabfalls pro Kelvin standardmäßig angegeben wird. Cree gibt für 
seine XP-G3 beispielsweise einen Temperaturkoeffizienten von -1,3mV/K 
an.

Man gibt dann einen sehr kurzen Puls (~20ms) bei vollem Strom und misst 
dann die exakte Spannung. Oder mit einem Oszi die Spannung am Anfang 
festhalten. Danach misst man bei Betriebstemperatur die Spannung und 
errechnet so die Temperatur des Chips.

Ob aber bei billigen China-LEDs, wo in der Regel nicht einmal die 
elementaren Dinge wie Spektrum, Lichtausbeute etc. angegeben sind, so 
eine Angabe vorhanden und zuverlässig ist, dürfte fraglich und auch 
völlig jenseits eines vertretbaren Aufwandes sein.

Schau einfach, dass du sie anständig kühlst und gut ist. Wenn dein 
Kühler so heiß wird, dass du ihn nicht problemlos anfassen kannst, ist 
er zu warm.

Zeta schrieb:
> Falk B. schrieb:
>> Kann man machen, ist aber etwas aufwändig.
> Eigentlich wollte ich ja den Aufwand reduzieren.
> Ich habe jetzt mal nachgemessen. Am LED-Array fallen nach dem
> Einschalten im kalten Zustand 60,56V ab. Nach einer halben Stunde haben

Was heißt "nachgemessen" und "nach dem Einschalten"? So ein Chip hat 
eine extrem kleine Wärmekapazität und ist sehr, sehr schnell warm und 
dann stellt sich erst der normale Wärmestrom zur Starplatine ein. Ohne 
Oszi kann man da nichts Genaues messen. Zweitens: Man misst nicht das 
ganze Array, sondern LED für LED!

[Wolle G. (wolleg)]

E. S. schrieb:
> Im Prinzip schon, wenn man gute Marken-LEDs hat, wo die Angabe des
> Spannungsabfalls pro Kelvin standardmäßig angegeben wird. Cree gibt für
> seine XP-G3 beispielsweise einen Temperaturkoeffizienten von -1,3mV/K
> an.

Den Temperaturkoeffizienten könnte man evtl. auch selbst ermitteln.
Dazu erwärmt man die LED und misst bei 2 definierten Temperaturen bei 
geringem Konstantstrom den Spannungsabfall.