Kühlung Nichia SmartArray 6x 4W

Häufig gestellte Fragen und Antworten

Moderator: T.Hoffmann

Antworten
Sebastian_S
Mini-User
Beiträge: 4
Registriert: Do, 28.11.13, 19:13

Do, 28.11.13, 19:32

Hallo,
ich bin neu hier und habe eine Frage zur Dimensionierung eine Kühlung.
Das Projekt ist noch in Planung. Dabei möchte ich 2 dieser SmartArrays an eine ca. 500x 50x10mm massive Aluleiste schrauben. Und zwar längs auf die breite Seite mit ca. 100 mm Abstand zum Rand.
Ich habe vor die Arrays mit ca. 450mA zu Bestromen. Dürften ca. 600lm bei knapp 6 Watt sein.
Das ganze wird frei hängend über ein Aquarium gehängt und soll 12 Std. am Tag brennen.
Reicht das massive Aluminium über die länge als Kühlung?
Hab da keine so rechte Vorstellung wie viel das ausmacht das keine Lamellen dran sind.
Sorry für die Anfängerfrage ;-)

Gruß Sebastian
Gerd12
Mega-User
Mega-User
Beiträge: 239
Registriert: Di, 13.08.13, 17:32

Do, 28.11.13, 20:32

Mit der Kühlung stand ich ja am Anfang auch auf Kriegsfuss. Aber hier gibt es nette Leute, die sich auskennen und es auch sehr anschaulich erklären. Ich lehne mich nun mal nicht aus dem Fenster und überlasse es den Experten. Mir haben sie weitergeholfen. Da kommt sicher noch etwas Hilfreiches.
Benutzeravatar
Achim H
Star-Admin
Star-Admin
Beiträge: 13067
Registriert: Mi, 14.11.07, 02:14
Wohnort: Herdecke (NRW)
Kontaktdaten:

Do, 28.11.13, 23:56

Das reicht.

Nur mal zum Vergleich:
Bild
Der PR101 von Alutronic ist ein Alblech mit 6mm Dicke, 50mm Breite und 94mm Länge. Dieses Blech ist geeignet, um 8 Watt zu kühlen (Delta T: ca. 50°C).

Deine Stange ist 1cm dick und 5mal so lang. 3-4 Arrays können problemlos montiert werden. Werden weniger Arrays montiert, bleibt das Blech entsprechend kühler.
Sebastian_S
Mini-User
Beiträge: 4
Registriert: Do, 28.11.13, 19:13

Sa, 30.11.13, 18:30

Hallo und danke erstmal für die Antwort.
Nur um das noch richtig zu verstehen mit der Dimensionierung.
Hab mal die Werte so wie ich mir das gedacht habe bei dem RthK-Rechner auf alutronic eingegeben.
Also Sperreschichttemp 90°C,
Wärmewiderstand vom Chip von dem 6W Chip mit 2,4 K/W übernommen,
Sicherheitshalber mal die vollen 7 Watt als abzuführende Leistung,
30°C Umgebungstemperatur und
Wärmewiderstand Wärmeleitpaste mit 0,5 K/W.
Ergibt einen Wärmewiderstand für den Kühlkörper von 5,67 K/W.
Aus der Tabell des von dir erwähnten Kühlkörpers entnehme ich einen Wärmewiderstand von ca. 7K/W bei 7 Watt was zu wenig wäre.
Die andere Tabelle des Kühlkörpers besagt aber eine DeltaT von 50° bei 8 Watt. Was reichen würden (30 + 50 = 80°C)
Wo liegt mein Fehler?
Danke schonmal!
Benutzeravatar
Achim H
Star-Admin
Star-Admin
Beiträge: 13067
Registriert: Mi, 14.11.07, 02:14
Wohnort: Herdecke (NRW)
Kontaktdaten:

Sa, 30.11.13, 22:46

Wo liegt mein Fehler?
Du hast die Länge vergessen.

Du planst ein Blech mit 500mm Länge zu nehmen, der PR101 ist aber nur 94mm lang (laut Tabelle: 100mm).
500mm / 100mm = 5
Somit könnten 5x 8 Watt = 40 Watt montiert werden.

Allerdings liegt (hängt) dieses flach und steht nicht hochkant. Dafür habe ich einen Wirkungsgrad von nur 60% kalkuliert.
max. 40 Watt x 60% = max. 24 Watt*. Und das reicht entsprechend für 4 Arrays a 6 Watt.

Montieren möchtest Du aber nur 2 Arrays a 6 Watt = 12 Watt.
Werden weniger als 4 Arrays montiert, bleibt das Blech entsprechend kühler.

* Die Dicke Deines Bleches ist mit 10mm etwas massiver. Das würde auch für etwas mehr als 24 Watt reichen.
Sebastian_S
Mini-User
Beiträge: 4
Registriert: Do, 28.11.13, 19:13

Sa, 30.11.13, 23:36

Das ich an mein Bleich grob das 5fache hängen kann war mir klar.
Mir ging es in meiner Frage darum, dass der PR101 gemäß den von mir eingegeben Daten in den Wärmewiderstandsrechner nicht ausreicht.
Welche Werte müsste ich dort eingeben?
Ich möchte die Sache gerne verstehen.
Benutzeravatar
Achim H
Star-Admin
Star-Admin
Beiträge: 13067
Registriert: Mi, 14.11.07, 02:14
Wohnort: Herdecke (NRW)
Kontaktdaten:

So, 01.12.13, 00:28

Du hast mit 90°C gerechnet. Die Sperrschichttemperatur der Leds dürfen max. 120°C betragen.


Zum Berechnen eines geeigneten Kühlkörper brauchst Du aber keinen Wärmewiderstandsrechner. Auch nicht den von Alutronic.
Solche Rechner verkomplizieren die Sache nur.

Relevant sind nur:
1. Umgebungstemperatur in °C
2. max. Kühlkörpertemperatur in °C
3. max. Leistung in Watt
4. Lage (Ausrichtung) des Kühlkörper (damit verbunden: Wirkungsgrad des Kühlkörper).

Die Temperatur-Differenz gibt an, um wieviel sich der Kühlkörper erwärmen darf (Delta T).
Diese Temperatur braucht man nur noch durch die Leistung teilen.


Beispiel:
Umgebungstemperatur: 25°C
max. Kühlkörpertemperatur: 70°C
Max. Leistung: 12W

Rechnung:
70°C - 25°C = 45°C --> gleichbedeutend mit 45K
45K / 12W = 3,75K/W

Der PR101 hat einen Wärmewiderstand von 6,3K/W (bezogen auf 12 Watt Leistung, 100mm Länge und senkrechter Montage. Rthk als Bild).
6,3K/W ist größer als 3,75K/W. Der Kühlkörper wäre also nicht geeignet.

Die Entscheidung des Wärmewiderstandsrechner ist folglich korrekt.

Das Blech liegt flach, damit wird die Kühlleistung etwas schlechter (um wieviel schlechter weiß ich nicht. Ich habe 60% Wirkungsgrad angesetzt.). Die Länge soll aber 500mm sein. Bei 5-facher Länge ist die Kühlleistung auch 5mal besser.
6,3K/W / 60% = 10,5K/W
10,5K/W / 5 = 2,1K/W

2,1K/W ist besser als 3,75K/W.
Ein PR101 mit 500mm Länge und waagerechter Montage wäre jetzt geeignet.

Dein Blech ist aber 10mm dick, die Wärme wird dadurch schneller transportiert. Die Kühlleistung ist somit etwas besser als 2,1K/W.
Sebastian_S
Mini-User
Beiträge: 4
Registriert: Do, 28.11.13, 19:13

So, 01.12.13, 13:38

Wenn ich da 120° Junctiontemperatur eingebe haut es auch mit der Rechnung hin.
Habs jetzt glaub verstanden ;-)
Danke!!!
Antworten