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Forum: Platinen Platine als LED-Kühlfläche


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Autor: Sebi (Gast)
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Ich bitte euch um eine Abschätzung wieviel Wärme eine normale 
FR4-Platine mit ca. 10cm² abführen.

Was ich bauen will ist eine Lampe für Farbmisch- und 
Fluoreszenzexperimente bei der ich möglichst viele Wellenlängen von 
tiefrot bis UV umschalten kann. Je Platine möchte ich 10 bis 15 LEDs 
dicht gedrängt montieren die in der Summe mit 1 bis 2W gespeist werden, 
je LED einzeln weniger als 0,5W.
z.B:
https://www.led1.de/shop/smd-leds/smd-led-bauform-plcc6/
https://de.rs-online.com/web/p/led/7166564/

Die Rückseite kann eine volle Kupferfläche behalten und zur besseren 
Wärmeabstrahlung geschwärzt werden.

Autor: Anton (Gast)
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Du musst dir zwingend Metallkernleiterplatten nehmen. Sonst brennen dir 
in nullkommanichtsch die LEDs durch. Zudem benötigst du noch einen 
passenden kühler

Autor: Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Anton schrieb:
> Du musst dir zwingend Metallkernleiterplatten nehmen. Sonst brennen dir
> in nullkommanichtsch die LEDs durch.

Das stimmt mit dieser Absolutät behauptet nicht.

Ich habe vor Jahren mal 10 weiße Power-LEDs auf eine 08/15-Platine 
gebaut, mit vielen Durchkontaktierungen und einem Kühlkörper auf der 
Rückseite. Der Lichtstrom dürfte so um die 600 lm gewesen sein, Leistung 
wohl ca. 5 W. Das hat nicht auf Dauer gehalten, aber deshalb, weil die 
Temperatur des (zu kleinen) Kühlkörpers im Betrieb dann um die 100 °C 
lag, die der LEDs entsprechend höher.

Aber von „nullkommanichts“ kann keine Rede sein, und der TE will eher 1 
… 2 W verheizen.

Autor: Stromberg B. (Gast)
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Wenn die LED's dicht gedrängt montiert werden, bleibt nicht viel 
Kühlfläche übrig und die Platine fängt an verbrannt zu riechen.

Autor: Stromberg B. (Gast)
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Jörg W. schrieb:
> und der TE will eher 1
> … 2 W verheizen.

...pro RGB-LED! Er hat ja fast 15 Stück davon, also max. 30 Watt. So 
verstehe ich das.

Autor: Harald W. (wilhelms)
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Stromberg B. schrieb:

>> und der TE will eher 1
>> … 2 W verheizen.
>
> ...pro RGB-LED! Er hat ja fast 15 Stück davon, also max. 30 Watt. So
> verstehe ich das.

...und wie verstehst Du: "die in der Summe mit 1 bis 2W gespeist
werden"? Ich würde trotzdem unterhalb der Platine einen Kühlkörper
montieren.

: Bearbeitet durch User
Autor: Stromberg B. (Gast)
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Eine einzelne LED mit etwa 0,5 Watt. Alle 3 LED's innerhalb eines RGB 
Körpers 1 bis 2 Watt, sind nach Adam und Eva bei 15 RGB-LED's etwa 30 
Watt!

Autor: Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Stromberg B. schrieb:
> Alle 3 LED's innerhalb eines RGB Körpers 1 bis 2 Watt

Das muss er nun klären, wie seine Aussage gemeint war.

Ich geb' dir völlig recht, 30 W zu verheizen ist eine größere 
Forschungsaufgabe, 1 oder 2 W insgesamt dagegen durchaus machbar.

Autor: Knölke (Gast)
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Möglichst dünne PCB, so viele Vias wie möglich zur thermischen 
Ableitung.
Kleine Vias, hohe Anzahl = viel Kupfer

Auf der Rückseite einfach Messen, wenns zuviel wird, dann mit Gappad 
einen KK drankleben.

Schau Dir die LED an.
Eine Seite vom Chip-Die ist nur mit Bonddraht angeschlossen.
Den Pin zu Kühlen macht keinen Sinn.
Spendiere dem anderen mehr Fläche, auf dem der Chip geklebt ist.
Am besten steuerst Du die so an, das alle 'Kühlpins' auf dem gleichen 
Potential liegen und sich eine Kühlfläche teilen können.

Thermal derating der LEDs beachten!

Stromberg B. schrieb:
> die Platine fängt an verbrannt zu riechen
....
Wenn das FR4 schon stinkt, hat die LED nur noch eine Lebensdauer von 
Minuten.

Autor: Toby P. (Gast)
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Sebi schrieb:
> Ich bitte euch um eine Abschätzung wieviel Wärme eine normale
> FR4-Platine mit ca. 10cm² abführen.

...

> die in der Summe mit 1 bis 2W gespeist werden,
> je LED einzeln weniger als 0,5W.


1-2 W kannst du mit Thermovias theoretische noch auf die Rückseite 
bringen.
Musst aber für gute Wärmeleitung sorgen. Ob ein Kühlkörper nötig ist 
kann man ja leicht durch "handauflegen" testen. Wenn Brandblase dann 
etwas größer. Platz für Montagebohrungen würde ich aber vorsehen.

Falls FR4 nicht zwingend nötig ist kannst du beim Chinamann auch Alukern 
für wenig Geld machen lassen. Hab ich selber mal bei AllPCB bestellt.

Autor: Wolfgang (Gast)
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Stromberg B. schrieb:
> Eine einzelne LED mit etwa 0,5 Watt. Alle 3 LED's innerhalb eines RGB
> Körpers 1 bis 2 Watt, sind nach Adam und Eva bei 15 RGB-LED's etwa 30
> Watt!

Wie kommst du von den Anforderungen des TO auf RGB. Mit RGB bekommst du 
genau drei Wellenlängen hin. Von "möglichst viele" ist das Meilenweit 
entfernt.

Sebi schrieb:
> Was ich bauen will ist eine Lampe für Farbmisch- und
> Fluoreszenzexperimente bei der ich möglichst viele Wellenlängen von
> tiefrot bis UV umschalten kann.

Autor: Newbie (Gast)
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Ich fasse vielleicht aus eigener Erfahrung mal zusammen

1:

Alukern -> luxuslösung, wenn mehr als eine Lage sehr teuer -> für 
aufwendigere Schaltungen eher nicht geeignet sondern wirklich nur fürs 
Leuchtmittel / Leistungshaleiter und eine Hand voll Hühnerfutter

2:

Fr4 -> miese Wärmeleitfähigkeit, geht eig nur durch den Kupferanteil. 
Laterale Wärmeleitung wenn nicht gerade 70 Micron Kupfer -> recht 
gering. Wie ein Vorredner schon sagte, dünne pcb, via in pad sind sehr 
effizient. Ich habe auch
Schon mehrlagige boards machen lassen wo die led quasi im
Pcb auf der letzen innenlage in einer Aussparung der vorderen lagen 
sitzt und nach
Bottom entwärmt wird.

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