Max. Strom über Temperatur

Hier werden Fragen zu LED-Grundlagen beantwortet...

Moderator: T.Hoffmann

Antworten
dertester
User
User
Beiträge: 30
Registriert: Fr, 05.09.14, 15:03

Di, 12.01.16, 17:42

Hallo,

ich habe eine UV-LED gefunden, die mit 700mA-1A angegeben ist.
Für meine Anwendung würde ich sie gerne noch etwas höher betreiben.
Ist der thermische Aspekt das Hauptproblem?

Folgende Werte sind im Datenblatt für meine Version gegeben:
Emitter + MCPCB Thermal Resistance: 4.2 + 1.5 = 5.7 C/W
3,8V @700mA
und folgender Plot:
Bild

Welchen Wert für den Wärmewiderstand muss ich für einen großen Alu/Kupfer Kühler erwarten?
Als Kleber käme noch Arctic Alumina hinzu.
Ist mit Ta (Ambient) die Temperatur des Kühlkörpers gemeint?
Benutzeravatar
Achim H
Star-Admin
Star-Admin
Beiträge: 13067
Registriert: Mi, 14.11.07, 02:14
Wohnort: Herdecke (NRW)
Kontaktdaten:

Di, 12.01.16, 20:38

Ist mit Ta (Ambient) die Temperatur des Kühlkörpers gemeint?

Nein.
Ambient = Umgebung.
Gemeint ist nicht die Raumtemperatur, sondern die Temperatur direkt am Einbauort.

Link zu dict.cc
Übersetzung englisch-deutsch: ambient temperature

Für meine Anwendung würde ich sie gerne noch etwas höher betreiben.
Angegeben ist ein max. Strom von 1000mA. Höher als 1000mA = 1A darf die Led nicht betrieben werden.

Ausgehend von
einer Umgebungstemperatur von max. 35°C (im Hochsommer durchaus erreichbar, direkt unter der Decke sind auch höhere Temperaturen möglich),
einer maximalen Kühlkörpertemperatur von 70°C (bei höheren Temperaturen verbrennt man sich die Finger = Faustformel),
beträgt die Temperaturdifferenz
70°C - 35°C = 35°C --> gleichbedeutend mit 35K.

Falls die Led nicht vermessen wurde ist die Leistung der Led Engin LZ1-00UV00
die maximal mögliche Vorwärtsspannung (angegeben mit 4,5V) x maximal zulässiger Strom (angegeben mit 1000mA = 1A) = 4,5W.

Die Ausrichtung der Kühlrippen ist für einen Kühlkörper ausschlaggebend.
Nur wenn die Rippen senkrecht stehen, hat der Kühlkörper einen Wirkungsgrad von 100%.
In allen anderen Ausrichtungen ist der Wirkungsgrad kleiner als 100%. --> siehe auch dieses Bild.

Unter der Annahme eines 70% Wirkungsgrades (siehe Bild):
35K / 4,5W = 7,777K/W.
7,777K/W x 0,7 [entspricht 70% Wirkungsgrad] = 5,44K/W.

Geeignet sind alle Kühlkörper, deren Wärmewiderstand max. 5,44K/W beträgt. --> je kleiner der Wert, desto besser.

Der innere Wärmewiderstand der LZ1 ist angegeben mit 4,2K/W.

Bei 4,5W würde der Led-Chip
4,2K/W x 4,5W = 18,9K --> gleichbedeutend 18,9°C
heißer als sein Gehäuse (dort wo die Led verlötet wurde) sein.

Rechnet man hier noch die Temperatur des Kühlkörper (max. 70°C) drauf, wird der Led-Chip ca. 88,9°C heiß.
Diese Temperatur liegt unter der maximal zulässigen Chiptemperatur von 115°C.


Nachtrag.
noch eine Anmerkung:
Bei nach oben ausgerichteten Kühlrippen muss noch etwas Abstand zur Decke bleiben, damit die Warmluft aufsteigen kann.
dertester
User
User
Beiträge: 30
Registriert: Fr, 05.09.14, 15:03

Mi, 13.01.16, 16:59

Es ist keine Deckenmontage oder ähnliches.
Habe sie jetzt mit dem Star auf einen CPU-Kühler incl. Lüfter geklebt. Die LED soll einen Katalysator anregen.

Meine Frage geht eher in die Richtung:

Sind auch mehr als die max. 1A aus dem Datenblatt möglich, wenn man ausreichend kühlt.


Vll so 1,2 - 1,4A bei aktivem CPU Kühler für eine LED
=>Zum einen wäre eine etwas höhere Intensität super.
Zum anderen wird ja das Spektrum etwas breiter und ein klein wenig mehr im Bereich um 340nm wären für meine Anwendung auch super.

Die LED wird nicht dauerhaft betrieben sondern eher paar Minuten.
Benutzeravatar
R.Kränzler
Moderator
Beiträge: 1699
Registriert: Mo, 26.11.07, 08:49
Wohnort: Haigerloch

Mi, 13.01.16, 17:22

Zunächst mal: Du kannst Bilder direkt hier im Forum hochladen, dann kommt auch keine Werbung, die einen ärgert.

Der Betrieb einer LED über mehrere Minuten ist Dauerbetrieb, auch schon über mehrere Sekunden.

Wenn als maximaler oder sogar absolut maximaler Strom 1000 mA angegeben ist, dann darf man das schon glauben. Bei einem höheren Strom könnte es sein, dass der Chip im Innern der LED so heiß wird, dass er geschädigt wird, weil die entstehende Hitze gar nich ausreichend nach außen ans Gehäuse der LED abgeleitet werden kann. Dann nützt auch eine gute äußere Kühlung nur bedingt etwas.
dertester
User
User
Beiträge: 30
Registriert: Fr, 05.09.14, 15:03

Mi, 13.01.16, 17:44

Okay danke :)

Ich wusste nicht wie strikt man die 1A max. Rating auslegen sollte.
Manchmal sind ja durchaus Toleranzen vorhanden, die man "bewusst" ausreizen kann.
Wollte nur wissen ob man das durch starke Kühlung etwas kompensieren kann :) Geht ja nicht um LANGlebigkeit oder Effizienz.

Bei dem Preis der LED möchte ich auch keine großen Experimente wagen.

Danke nochmal :mrgreen:
Antworten