Kuehlkoerper bei Cree XP-E, rot, fuer Ruecklicht notwendig?

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Moderator: T.Hoffmann

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Rallebiker
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Do, 31.05.12, 11:47

Hallo,

bezugnehmend auf meinen Blinkerumbau 2009
bei welchem ich hier Unterstuetzung fand
"Kuehlkoerper bei LUXEON K2 fuer Blinker notwendig?"
moechte ich gern mein Ruecklicht am Motorrad umruesten.
Derzeit habe ich 42 kleine rote 5 mm LEDs aktiv, die mit
~ halber Leistung bei 'Normal'-Ruecklicht 'gluehen'
und bei Bremslicht dann volle Leistung bringen.
Als Nummernschildbeleuchtung sind 4 weisse 5 mm LEDs daueraktiv.
(Siehe Photo)

Beim TUEV und Kontrollen null Probleme damit.
Nur das hin und wieder es bei den kleinen Dingern mal eine kalte
Loetstelle gibt usw. aegert mich.
Moechte umruesten auf die Cree XP-E.
Schaetze mal, dass ich 6-8 Stueck davon a.d. Platine unterbringen koennte.
Wuerde erneut wieder ohne Kuehlkoerper sein - eventuell andere Empfehlung?
Was fuer eine Schaltung wuerdet ihr vorschlagen?

Gruss
Rallebiker
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t_schulz
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Fr, 08.06.12, 12:07

Hallo,

da die beschriebenen LEDs mit höherem Strom als 5mm LEDs arbeiten, empfehle ich auf die Entwärmung zu achten.
Als Beispiel könnte ein array aus 6-8 der LEDs auf 10mm Platine auf eine Aluminiumplatte montiert werden.
Noch besser wäre natürlich eine IMS-Platine, aber im Einzelstück nicht ganz ohne Kosten. :wink:
Die Aluminiumplatte sollte, da wo keine LEDs sitzen lackiert oder Eloxiert sein, damit die Wärme abgestrahlt werden kann.

Je nach Bestromung müssen 6-13 W an die Umgebung abgegeben werden.

Je 4 LEDs können in Reihe an einer KSQ betrieben werden.

Jetzt gibt es die Möglichkeit alle LEDs auf halber Kraft zu betreiben und beim Bremsen umzuschalten, oder nur die Hälfte der LEDs als "Normal"-Licht zu verwenden und einfach die restlichen beim Bremsen zuzuschalten.

Gruß
Thomas
ustoni
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Fr, 08.06.12, 12:44

Die Aluminiumplatte sollte, da wo keine LEDs sitzen lackiert oder Eloxiert sein, damit die Wärme abgestrahlt werden kann.
Das ist mir völlig neu. Sowohl Eloxalschicht oder auch eine Lackschicht BEHINDERN die Wärmeabgabe. Deine Aussage ist deshalb völlig daneben.
t_schulz
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Fr, 08.06.12, 12:51

Hallo,

Du hast natürlich recht, wenn es um die Wärmeleitung geht. Bei der Leitung der Wärme in die Platte würde solch eine Schicht stören.
Bei der Wärmestrahlung ist eine Lackschicht günstiger als blankes Metall.

Im gegebenen Fall ist natürlich noch zu klären, ob es Möglichkeiten der Konvektion gibt.

Gruß
Thomas
Rallebiker
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Fr, 08.06.12, 13:16

Hallo,

keinerlei Konvektion moeglich,
da der Raum relativ klein ist.
Gemeint ist, dass kein kuehlender Luftstrom dort
erzeugt werden kann.

Die LEDs sollen wie im jetzigen Zustand mit
Halblast betrieben werden und bei Bremslicht
dann mit voller Leistung.

Hab' mir grad zum Testen 10 Nichia Superflux
bestellt, bevor ich auf die teuren Crees umsteigen wuerde.
Die werde ich auf jeden Fall ohne Kuehlung betreiben.

Gruss
Rallebiker
ustoni
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Fr, 08.06.12, 13:24

Bei der Wärmestrahlung ist eine Lackschicht günstiger als blankes Metall.
Ich will nicht ausschließen, dass ich da damals in meinem Physik-Leistungskurs nicht aufgepasst habe.

Aber warum sollte eine wärmeisolierende Schicht (Lack) mehr Leistung abstrahlen, als eine wärmeleitende Schicht (blankes Metall)? Ausschlaggebend ist doch immer die Grenzfläche zweier Medien, oder habe ich da (trotz meiner 1,0) irgendetwas falsch verstanden?

Jedes zusätzliche Medium entspricht einem zusätzlichen Wärmewiderstand.


Aufgrund jahrzehnelanger Erfahrung gebe ich Dir allerdings in Einem Recht:

Es gilt immer:

"Eine feiste Behauptung ist immer besser als ein schlaffer Beweis."
t_schulz
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Fr, 08.06.12, 14:00

Hallo,

die Wärmestrahlung ist abhängig vom Emissionsgrad der Oberfläche. Dieser liegt bei Aluminium bei 0,04. Bei Lacken und Eloxal im Bereich 0,7-0,95.
http://de.wikipedia.org/wiki/Emissionsgrad
Die abgestrahlte Wärme ist dirkt proportional zum Emissionsgrad.
http://de.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rmestrahlung

Veranschaulicht kann man sagen:
Eine blanke fläche wirkt wie ein Spiegel. Dieser Spiegel wirkt in beide Richtungen, die Wärme im Metall kann nicht abgestrahlt werden und Wärme von aussen kann nicht aufgenommen werden.
Wärmestrahlung basiert auf der Abstrahlung von IR-Licht mit sehr hoher Wellenlänge.

Gruß
Thomas
ustoni
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Fr, 08.06.12, 14:20

Und was heißt das dann in diesem Zusammenhang?

Je schlechter die Wärmeleitung, desto besser die Wärmeabstrahlung?

Na ja, desto heisser, desto mehr Wärme wird abgestrahlt. Das ist sicherlich ein Fakt.

Allerdings: desto besser die Wärmeableitung, desto geringer die Wärmestrahlung.
Bei der Wärmestrahlung ist eine Lackschicht günstiger als blankes Metall.
Erklär mir doch einfach mal, woher Du dieses KnowHow hast.
Im gegebenen Fall ist natürlich noch zu klären, ob es Möglichkeiten der Konvektion gibt.
Na, immerhin ....
Loong

Fr, 08.06.12, 14:36

Nur etwa 20 % der Wärme gibt ein Kühlkörper als Wärmestrahlung ab. Einen Kühlkörper zu lackieren, um dieses eine Fünftel zu optimieren, halte ich für kontraproduktiv, weil die Isoliereigenschaft der Lackschicht die viel wichtigere Wärmeabgabe per Konvektion verschlechtert.

Eloxierung lasse ich mir noch eingehen, die Alu-Eloxalschicht leitet Wärme recht gut. Aber Lackierung? Das geht gar nicht.
t_schulz
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Mo, 11.06.12, 07:58

Hallo,

es gibt drei Möglichkeiten, die Wärme aus dem Modul zu bekommen.

1. Wärmeleitung
2. Konvektion
3. Wärmestrahlung

Wenn das Modul an einem Bauteil befestigt werden kann, das die Wärme aus der Leuchte abführt, kommt 1. zum Tragen. Dann ist natürlich eine blanke Oberfläche ideal.

Wenn es die Möglichkeit gibt, frische Luft an das Modul zu befördern und weiter zu leiten, kommt 2. zum Tragen. Hierbei ist die Oberfläche blank, wenn nur der Effekt 2. ausgenutzt werden soll.

Wenn 1. und 2. ausscheiden, kann die Wärme nur durch Wärmestrahlung aus der Leuchte transportiert werden. Hierbei ist eine Oberfläche sinnvoll, die das auch unterstützt. Das heißt, der Emissionsgrad muss erhöht werden.

Am effektivsten sind natürlich 1. und 2. Es ist also ratsam, eine Lösung zu schaffen, die Wärme durch Wärmeleitung oder Konvektion aus dem Modul zu kriegen. Sollte das aus konstruktiven Gründen nicht möglich sein, kommt nur die Wärmestrahlung in Betracht.

Gruß
Thomas
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