Deshalb habe ich bei Fischer mal nachgefragt. Hier die Anfrage:
Meine Anfrage wurde auch sehr schnell beantwortet:Zu den von Ihrer Firma vertriebenen Kühlkörpern habe ich 2 Fragen:
Bei verschiedenen Selbstbauprojekten ist mir aufgefallen, dass der angegebene Wärmewiderstand ihrer Kühlkörper deutlich zu niedrig angesetzt ist. Konkretes Beispiel:
Über einen Kühlkörper SK 584 25 SA sollte eine Wärmeleistung von 12 W abgeführt werden. Der Wärmewiderstand des Kühlkörpers wird von Ihnen mit 1,4 K/W angegeben. Daraus sollte sich eine Temperaturdifferenz zwischen Kühlkörper und Umgebung von 16,8°C ergeben. Tatsächlich habe ich aber eine Temperaturdifferenz von 24°C gemessen. Dies entspricht einem Wärmewiderstand von 2 K/W. Die Einbausituation des Kühlkörpers war dabei optimal (horizontal, frei von Luft umflossen).
Bekanntlich ist der Wärmewiderstand eines Kühlkörpers unter anderem von der Temperaturdifferenz abhängig.
Daraus ergeben sich für mich 2 Fragen:
1. Auf welche Temperaturdifferenz bezieht sich der bei Ihren Produkten angegebene Wärmewiderstand?
2. Können Sie eine Grafik, Tabelle oder Gleichung zur Verfügung stellen, aus der der Wärmewiderstand abhängig von der Temperaturdifferenz abgelesen werden kann?
Die 85°C sind für Power-LEDs mit maximal 3 W Leistung sicherlich noch ok. Bei COB-Modulen sieht das schon anders aus.Guten Morgen Herr (ausgeblendet),
die Werte haben wir bei einer Temperaturdifferenz von 60°C (Maximaltemperatur = 85°C und Umgebungstemperatur = 25°C) simuliert.
Diese Werte sind für den LED Bereich üblich.
Zu Ihrer zweiten Frage können wir die benötigten Daten leider nicht zur Verfügung stellen da wir diese nicht gemessen haben.
Diese Werte zu ermitteln stellt einen nicht unerheblichen Aufwand dar und daher können wir diese leider auch nicht kurzfristig zur
Verfügung stellen.
Sollten Sie weitere technische Fragen haben, können Sie sich auch gerne direkt an unsere Technik wenden.
Bitte kontaktieren Sie hierfür Frau Jeannine Schmidt unter der Adresse j.schmidt@fischerelektronik.de.
Beispiel:
Betreibe ich ein Nichia COB-Modul Typ NFCWJ108B mit einem Strom von 1050 mA, ergibt dies eine LED-Leistung von ca. 40 W. Der Wärmewiderstand des Moduls beträgt laut Datenblatt maximal 1,1 K/W. Das ergibt bereits eine Temperaturdifferenz von 44°C zwischen Chiptemperatur und Montagefläche des Moduls. Kalkuliert man jetzt den elektrischen Wirkungsgrad des Moduls mit 40% und den Übergang von Montagefläche zu Kühlkörper (Wärmeleitkleber oder -paste) mit 0,3 K/W, ergeben sich zusätzliche
0,3 K/W x 24 W = 7,2°C
also zusammen rund 51°C. Bei einer Kühlkörpertemperatur von 85°C würde die Chiptemperatur also bereits bei 136°C und damit knapp an der Grenze der erlaubten Maximaltemperatur liegen. Steigt die Umgebungstemperatur im Sommer auf z.B. 35°C, bedeutet das bereits den sicheren Wärmetod des Moduls.
Folglich muss die Temperaturdifferenz des Kühlkörpers zur Umgebung deutlich unter den von Fischer angenommenen 60°C liegen.
Den "nicht unerheblichen Aufwand" einer entsprechenden Messreihe des Herstellers sehe ich nicht. Zumindest MechaTronix hat damit kein Problem. Beispiel:
1,65 K/W / 1,2 K/W = 1,375
Beim Fischer-Kühlkörper K 584 25 SA wird der Wärmewiderstand mit 1,4 K/W angegeben. Tatsächlich liegt er aber bei einer realen Anwendung eher bei
1,4 K/W x 1,375 = 1,925 K/W,
also ca. 2 K/W. Das entspricht auch sehr genau meinen Erfahrungen.
Fazit:
Bei Verwendung von Fischer-Kühlkörpern sollte man den Wärmewiderstand mit dem Faktor 1,4 multiplizieren, um bei vertretbaren Kühlkörpertemperaturen auf einen in der Praxis realen Wert zu kommen.
Oder man macht es so wie ich und verwendet grundsätzlich keine Kühlkörper von Fischer mehr.
Bei den Kühlkörpern von MechaTronix kann ich die Betriebstemperatur anhand der Tabelle beim Entwurf einer Leuchte recht genau abschätzen. Bei den bisherigen Projekten mit diesen Kühlkörpern haben Theorie und Praxis immer sehr genau gepasst.
