Hallo Leute,
hatte mir einen 5m LED-Streifen mit den neuen 2835 SMD-Typen bestellt, 120 LEDs /m.
Der gesamte Streifen zieht bei 12 V= 6 A, ergibt 72 W.
Habe den Streifen in 2 gleichlange Teile geschnitten und zur Kühlung auf Aluprofil 20 x 40 x 20 mm, 1,5mm Wandstärke
geklebt. Die Streifen kleben auf der flachen Schenkelkante, die beiden Seitenteile zeigen dann in der Installation nach oben,
so daß die warme Luft nach oben entweichen kann.
Im Dauerbetrieb wird die Aluschiene gut 50 Grad C warm, kann man gerade noch gut anfassen - mir aber eigentlich schon zu heiß.
Gibt es Vorgabewerte für die max. Kühlkörpertemperatur? Wenn die Aluschiene schon über 50 Grad erreicht, dann wird die Grenzfläche
der Dioden vermutlich weit über 80 Grad liegen. Das wird die Lebensdauer vermutlich schon negativ beeinflussen - oder?
Die Schiene hängt dann an der Decke des Dachstudios - dort werden es im Sommer schon mal über 30 Grad.
Dann wäre die Kühlung noch schlechter und die Aluschiene könnte über 60 Grad kommen...
LED Stripes - max. Arbeitstemperatur/Kühlung
Moderator: T.Hoffmann
Nein. Macht auch keinen Sinn. Wenn es ein lausiger thermischer Kontakt ist, wird der Kühlkörper auch nicht besonders warm, aber die LEDs sind schon am sterben. Vorgabewerte gibt es (von guten Herstellern im Datenblatt) für die maximale Junction-Temperatur. Meist liegt die bei 150°C. Teilweise auch wesentlich weniger (z.B.120°C). Aber Vorsicht: das ist die absolute Maximaltemperatur. Sprich die Temperatur wo die LED nicht sofort kaputt geht. Die Junction Temperatur kann man indirekt messen (siehe: viewtopic.php?f=31&t=12079 ). Bei Kühlkörpern gibt es nur das 'Daumengesetz': So lange man den Kühlkörper noch gut anfassen kann (auch nach langer Laufzeit der LEDs) ist das ok.Gibt es Vorgabewerte für die max. Kühlkörpertemperatur?
Danke Borax!
Das Meßverfahren für die Juction-Temp. ist zwar hochspannend - mir aber doch etwas zu kompliziert - und mir fehlen wohl auch die techn. Mittel.
Tja, dann ist mein Kühlkörper an der Kotzgrenze mit 50 Grad!
Bei 50 Grad kann man gerade noch gut anfassen, darüber kommt aber schon bald die Schmerzgrenze.
Dumm - nun habe ich 2 Streifen parallel auf eine Alu-Schiene geklebt - wollte erst 2 Aluschienen hernehmen.
Könnte man nicht auch über die abzuführende Wärmemenge (ca. 50 W) und über das Aluprofil ((U-Profil 20 x 40 x 20 mm bei 1,5mm Wandstärke und 2400 mm Länge),
die Umgebungswärme (20 - 25 Grad) und die Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität von Aluminium gehen?
Leider fehlt mir die Rechenformel dafür...
Das Meßverfahren für die Juction-Temp. ist zwar hochspannend - mir aber doch etwas zu kompliziert - und mir fehlen wohl auch die techn. Mittel.
Tja, dann ist mein Kühlkörper an der Kotzgrenze mit 50 Grad!
Bei 50 Grad kann man gerade noch gut anfassen, darüber kommt aber schon bald die Schmerzgrenze.
Dumm - nun habe ich 2 Streifen parallel auf eine Alu-Schiene geklebt - wollte erst 2 Aluschienen hernehmen.
Könnte man nicht auch über die abzuführende Wärmemenge (ca. 50 W) und über das Aluprofil ((U-Profil 20 x 40 x 20 mm bei 1,5mm Wandstärke und 2400 mm Länge),
die Umgebungswärme (20 - 25 Grad) und die Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität von Aluminium gehen?
Leider fehlt mir die Rechenformel dafür...
Ja. Könnte man. Tut man bei der Planung auch. Aber was willst Du jetzt noch damit erreichen? Den 'Kühlkörper' hast Du ja schon und Du weißt ja jetzt auch schon aus Erfahrung das es mind. grenzwertig ist.
Außerdem: Die reine Kühlkörper-Berechnung sagt nichts über die LED Junction Temperatur aus, weil Du ja die Wärmewiderstände zwischen LED Junction und Kühlkörper nicht kennst.
So gesehen würde ich eher den Strom etwas reduzieren und hoffen dass es dann passt.
Außerdem: Die reine Kühlkörper-Berechnung sagt nichts über die LED Junction Temperatur aus, weil Du ja die Wärmewiderstände zwischen LED Junction und Kühlkörper nicht kennst.
So gesehen würde ich eher den Strom etwas reduzieren und hoffen dass es dann passt.
Wie kommst Du denn auf diese Idee?Wenn die Aluschiene schon über 50 Grad erreicht, dann wird die Grenzfläche der Dioden vermutlich weit über 80 Grad liegen.
Hier ein Datenblatt einer 2835-LED von Edison:
http://www.edison-opto.com.tw/files/pro ... 381646.pdf
Auf Seite 4 wird der Wärmewiderstand mit 30 K/W angegeben. Ich vermute mal, dass man bei anderen Herstellern bei gleicher Bauform von einem ähnlichen Wert ausgehen kann.
Der Rest ist dann eine ganz simple Rechnung:
Bei 120 LEDs pro Meter ergeben 5 Meter insgesamt 600 LEDs.
Wenn man die Verlustleistung in den Vorwiderständen nicht berücksichtigt, folgt daraus, dass jede LED eine Leistung von maximal
72W/600 LEDS = 0,12 W je LED
aufnimmt. Daher liegt die Chiptemperatur
30K/W x 0,12 W =3,6 K
über der Kühlkörpertemperatur.
Bei einer Kühlkörpertemperatur von 50°C wäre das also eine Chiptemperatur von 53,6°C (in der Praxis sogar noch etwas weniger, eben wegen der Verlustleistung in den Vorwiderständen).
Selbst bei einer Hitzewelle im Hochsommer bleibst Du somit weit unter den 80°C. Es gibt also nichts, worüber Du Dir Sorgen machen müsstest.
Nachtrag:
Nicht berücksichtigt ist hierbei der Wärmewiderstand zwischen LED und Aluprofil (also Flexplatine + Kleber). Macht den Kohl aber auch nicht fett. Selbst wenn dieser bei 12 K/W liegen würde, wäre das nochmal 1°C mehr. Ich gehe aber mal davon aus, dass er eher in der Größenordnung wie bei einer Starplatine liegt, also bei ca. 5 K/W.
Ich danke Euch - das beruhigt mich ja etwas.
Mit den Wärmewiderstandrechnungen kenne ich mich leider noch gar nicht so aus, gehe da eher nach Gefühl und Erfahrung.
Das die Junction-Temperatur nur wenige Grad über der KK-Temp. liegen soll wundert mich ja etwas.
Wenn das so ist, dann wäre diese Faustregel von Borax ja eigentlich hinfällig, denn dann wäre auch eine KK-Temp. von 80 oder 90 Grad noch o.k -
da dann die Junction-Temp. immer noch deutlich unter 100 Grad wäre.
Bei mir ist doppelseitiges Klebeband von 3M drauf (hoffe gut wärmeleitendes) und habe es sehr fest auf die Aluschiene geklebt, die ich vorher mehrfach
gut gesäubert habe (Mit Spülmittel, Nitroverdünnung und Alkohol
- d.h. die Wärmeübertragung sollte nicht so schlecht sein.
Dann mache ich mir bei 50 Grad also keine großen Gedanken.
Ein fertiger 5 W GU5.3 SMD-Strahler wird im Betrieb auch recht heiß, den Keramikkörper kann man nicht mehr gut anfassen (größer 60 Grad).
Dazu ist das Gehäuse unten noch mit einer Scheibe versehen, so daß auch keine gute Luftzirkulation möglich wird.
Mit den Wärmewiderstandrechnungen kenne ich mich leider noch gar nicht so aus, gehe da eher nach Gefühl und Erfahrung.
Das die Junction-Temperatur nur wenige Grad über der KK-Temp. liegen soll wundert mich ja etwas.
Wenn das so ist, dann wäre diese Faustregel von Borax ja eigentlich hinfällig, denn dann wäre auch eine KK-Temp. von 80 oder 90 Grad noch o.k -
da dann die Junction-Temp. immer noch deutlich unter 100 Grad wäre.
Bei mir ist doppelseitiges Klebeband von 3M drauf (hoffe gut wärmeleitendes) und habe es sehr fest auf die Aluschiene geklebt, die ich vorher mehrfach
gut gesäubert habe (Mit Spülmittel, Nitroverdünnung und Alkohol
- d.h. die Wärmeübertragung sollte nicht so schlecht sein.Dann mache ich mir bei 50 Grad also keine großen Gedanken.
Ein fertiger 5 W GU5.3 SMD-Strahler wird im Betrieb auch recht heiß, den Keramikkörper kann man nicht mehr gut anfassen (größer 60 Grad).
Dazu ist das Gehäuse unten noch mit einer Scheibe versehen, so daß auch keine gute Luftzirkulation möglich wird.
Nein, ist sie nicht. Bei Power-LEDs und speziell bei COB-Modulen ist diese Regel goldrichtig. Die Besonderheit bei Deiner Anwendung ist die extrem geringe Leistung (geschätzt: ca. 100 mW) je LED. Die dabei entstehende Wärmeleistung kriegst Du schon ausreichend über das LED-Gehäuse und die Leiterbahnen der Flex-Platine abgeleitet (Dann natürlich bei höherer Chiptemperatur). Das Aluprofil ist natürlich trotzdem hilfreich für die Lebensdauer.Wenn das so ist, dann wäre diese Faustregel von Borax ja eigentlich hinfällig,
Bei meinem LED-Stripe sind je 3 LED in Reihe mit einem Vorwiderstand von 56 Ohm geschaltet.
Jede 3er Gruppe läuft mit 12 V bei 30 mA entsprechend 360 mW, d.h. die einzelne Diode dürfte eine Leistung zw. 100 und 120 mW haben.
Das macht bei 200 3er Gruppen dann 6 A und ergbit bei 12 V dann 72 Watt. Diese müssen dann also max. über die 2,40 m lange Alu-Schiene abgeführt werden.
Da ich davon ausgehe, das ca. 30 % der Leistung tatsächlich in Licht umgewandelt werden, bleiben noch etwa 50 W Wärmeleistung.
Bisher liefert mein selbstgebautes DC-Netzgerät ca. 12,5 V=, werde da noch mit einem kleinen Vorwiderstand auf gut 12 V runterregeln - damit da
auch nichts anbrennt
Jede 3er Gruppe läuft mit 12 V bei 30 mA entsprechend 360 mW, d.h. die einzelne Diode dürfte eine Leistung zw. 100 und 120 mW haben.
Das macht bei 200 3er Gruppen dann 6 A und ergbit bei 12 V dann 72 Watt. Diese müssen dann also max. über die 2,40 m lange Alu-Schiene abgeführt werden.
Da ich davon ausgehe, das ca. 30 % der Leistung tatsächlich in Licht umgewandelt werden, bleiben noch etwa 50 W Wärmeleistung.
Bisher liefert mein selbstgebautes DC-Netzgerät ca. 12,5 V=, werde da noch mit einem kleinen Vorwiderstand auf gut 12 V runterregeln - damit da
auch nichts anbrennt
-
Achim H
- Star-Admin
- Beiträge: 13067
- Registriert: Mi, 14.11.07, 02:14
- Wohnort: Herdecke (NRW)
- Kontaktdaten:
werde da noch mit einem kleinen Vorwiderstand auf gut 12 V runterregeln
Um von 12,5V auf 12V zu gelangen, brauchst Du einen Leistungswiderstand:
12,5V - 12V = 0,5V
0,5V x 6A = 3W
Widerstandswert:
0,5V
------- = 0,0833 Ohm
6A
Den kannst Du mit 3 parallel geschalteten Widerständen nachbilden:
R1, R2 = 0,27R
R3 = 0,22R
1 / ( ( 1 / R1 ) + ( 1 / R2 ) + ( 1 / R3 ) ) = 0,08366R
Links zu Elpro:
0,22R / 5W / 10% (1x)
0,27R / 5W / 10% (2x)
Ich habe bewusst leistungsstarke Widerstände ausgesucht. Widerstände können verdammt heiß werden.
Vielen Dank, Achim.
Mit den Widerständen habe ich kein Problem, die mache ich mir selbst
Habe eine gute Sammlung Edelstahldraht verschiedener Drahtstärken von 0,1 bis 1 mm DM.
Daraus kann man ganz fix niederohmige Leistungswiderstände zwischen 0 und 50 Ohm bei bis zu 100 W und mehr
bauen. Einfach entspr. Draht um einen abgeschnittenen Streifen Bodenfliese wickeln und fertig.
Edelstahldraht (CrNi 18/10 und die meisten anderen VA-Stähle) haben einen spez. Widerstand von 0,75 Ohm mm2/m.
Er ist allerdings nicht Temperaturkonstant sondern steigt mit wachsender Temp. - das ist in den meisten Fällen
aber durchaus eine wünschenswerte Eigenschaft.
Bei sehr niederohmigen Werten (wie hier) und höherer Stromstärke macht es Sinn mehrere kleine Drahtstücke
parallel zu schalten - das fördert auch die Wärmeabfuhr.
Mein kleines DC-Netzgerät ist fast fertig. Zur Glättung kommt noch ein schöner Elko mit 34.000 uF / 30 V hinter
den Gleichrichter. Allerdings wird der Trafo dadurch ziemlich belastet, da in den Spannungsspitzen ein ordentlicher
Ladestrom fließt. Aber der Trafo ist für 105 VA ausgelegt und ich brauche für den Strip eigentlich nur 72 W -
sollte eigentlich gerade so klappen.
Mit den Widerständen habe ich kein Problem, die mache ich mir selbst
Habe eine gute Sammlung Edelstahldraht verschiedener Drahtstärken von 0,1 bis 1 mm DM.
Daraus kann man ganz fix niederohmige Leistungswiderstände zwischen 0 und 50 Ohm bei bis zu 100 W und mehr
bauen. Einfach entspr. Draht um einen abgeschnittenen Streifen Bodenfliese wickeln und fertig.
Edelstahldraht (CrNi 18/10 und die meisten anderen VA-Stähle) haben einen spez. Widerstand von 0,75 Ohm mm2/m.
Er ist allerdings nicht Temperaturkonstant sondern steigt mit wachsender Temp. - das ist in den meisten Fällen
aber durchaus eine wünschenswerte Eigenschaft.
Bei sehr niederohmigen Werten (wie hier) und höherer Stromstärke macht es Sinn mehrere kleine Drahtstücke
parallel zu schalten - das fördert auch die Wärmeabfuhr.
Mein kleines DC-Netzgerät ist fast fertig. Zur Glättung kommt noch ein schöner Elko mit 34.000 uF / 30 V hinter
den Gleichrichter. Allerdings wird der Trafo dadurch ziemlich belastet, da in den Spannungsspitzen ein ordentlicher
Ladestrom fließt. Aber der Trafo ist für 105 VA ausgelegt und ich brauche für den Strip eigentlich nur 72 W -
sollte eigentlich gerade so klappen.