Wärme und COB Leds

Hier werden Fragen zu LED-Grundlagen beantwortet...

Moderator: T.Hoffmann

Antworten
Wilhelm
User
User
Beiträge: 43
Registriert: Di, 10.11.15, 12:44

Mo, 13.04.20, 23:06

Hi,

ich würde gerne eine Lampe bauen die eine 16W COB Led enthält. Der Einfachheit halber kann man sich das Gehäuse so vorstellen:
Ein 30cm langes Rohr mit einem Durchmesser von 10cm. Das eine Ende ist verschlossen und auf dem anderen Ende befindet sich eine Linse aus Glas. Das Gehäuse wird ein 3D Druck aus PLA. Im Inneren sollen sich neben dem Treiber: Meanwell APC-35-700 eigentlich nur die Led und ein Kühlkörper befinden. Nun meine Frage: Was für einen Kühlkörper würdet ihr mir empfehlen? Da das Gehäuse geschlossen ist und ich auf Lüftungsschlitze aus gestalterischen Gründen gerne verzichten würde befürchte ich eine relativ hohe Lufttemperatur im Inneren. Wie schätzt ihr das ein? Lässt sich das noch passiv kühlen?

Besten Dank,

Jeff
Buddhamilch
Ultra-User
Ultra-User
Beiträge: 520
Registriert: So, 16.12.18, 15:09

Di, 14.04.20, 06:36

Wenn die Wärme nicht abgeführt wird, heizt sich die Luft im Innern, der Kühlkörper und die darauf montierte COB immer mehr auf.

Ein Rohr mit 10cm Innendurchmesser und einer Länge von 30cm hat ein Volumen von 2,35 Litern Luft.
Wird dort ein Netzgerät (0,141 Liter), eine COB nebst Kühlkörper (unter der Annahme von Ø10cm x 4cm Höhe) eingebaut, verringert sich das Volumen um ungefähr 0,5 Liter. Wenn Du Glück hast, lebt die Led 30 Sekunden.

Beim Überschreiten von 70°C wird die Konstantstromquelle den Löffel abgeben.
Bei ca. 150°C würde die Led sterben. Ab ungefähr 150°C werden auch Polylactide (PLA) verformbar.

Nicht nur die Led produziert Wärme, sondern auch das Netzgerät.
Wilhelm
User
User
Beiträge: 43
Registriert: Di, 10.11.15, 12:44

Di, 14.04.20, 12:04

Danke für deine Antwort. Das hört sich natürlich nicht gut an. Hast du denn einen Vorschlag wie man das Problem lösen könnte?
Was wäre wenn das Gehäuse aus Aluminium oder Messing wäre und man den Kühlkörper auf dem die LED sitzt damit verschraubt?
Also ein Metallrohr als Gehäuse und gleichzeitige Verlängerung des Kühlkörpers?

Wie funktioniert das bei Taschenlampen? Dort gibt es ja welche mit LEDs über 16W und sehr viel kleinerer und engerer Baumform ebenfalls ohne Lüftungsschlitze. Wie schaffen die das?
Buddhamilch
Ultra-User
Ultra-User
Beiträge: 520
Registriert: So, 16.12.18, 15:09

Di, 14.04.20, 18:45

Von den 16 Watt werden ca. 30% in Licht umgewandelt und ca. 70% bzw. ca. 11,2 Watt in Wärme.

Ein Metallrohr (dickwandig, vorzugsweise aus Aluminium) wäre sinnvoll.
Zweckmäßig müsste der Kühlkörper dort eingepresst werden.
Wird er nur reingeschoben und angeschraubt, liegt das Rohr nicht fest genug an und man hätte einen schlechten Wärmeübergang.

Bei Taschenlampen ist das Rohr + Montagefläche für die Led aus einem Stück Aluminium gefertigt.
Die Betriebswärme wird ab der 1 Sekunde an das komplette Gehäuse abgegeben.
Wilhelm
User
User
Beiträge: 43
Registriert: Di, 10.11.15, 12:44

Di, 14.04.20, 20:00

Danke für deine Antwort, das hört sich doch gut an. Ich frage mich allerdings jetzt ob es dann nicht vielleicht am besten wäre eine runde Aluminiumscheibe (10mm) mit Wärmeleitendem Kleber in das Rohr einzukleben. Ein klassischer Kühlkörper würde die Wärme ja vor allem an die Luft im Gehäuse abgeben weshalb mit eine Aluminiumscheibe evtl. sinnvoller erscheint da der Weg zum Rohr also dem Gehäuse kürzer ist.
Wie seht ihr das? Kriege ich so genug Wärme aus dem Inneren des Gehäuses heraus?
Buddhamilch
Ultra-User
Ultra-User
Beiträge: 520
Registriert: So, 16.12.18, 15:09

Di, 14.04.20, 22:15

Die 10mm dicke Platte sollte nicht zu viel Spiel zur Wandung des Rohres haben. Der wärmeleitende Kleber ist eigentlich nur dafür da, die Unebenheiten im Material aufzufüllen. Zum Auffüllen größerer Abstände ist auch er nicht geeignet.

Ich kann Dir aber nicht sagen, ob das zum Ableiten der Betriebswärme von der Led an das Rohr reicht.

Und wie kommst Du an die Led ran?
Wilhelm
User
User
Beiträge: 43
Registriert: Di, 10.11.15, 12:44

Di, 14.04.20, 22:16

Du meinst welche LED ich verwende oder wie ich sie im Gehäuse verkabeln möchte?
Borax
Star-Admin
Star-Admin
Beiträge: 11987
Registriert: Mo, 10.09.07, 16:28

Di, 14.04.20, 22:43

Ein 30cm langes Rohr mit einem Durchmesser von 10cm. Das eine Ende ist verschlossen und auf dem anderen Ende befindet sich eine Linse aus Glas. Das Gehäuse wird ein 3D Druck aus PLA
Wie jetzt? Wenn das Rohr aus Alu besteht, was ist dann das Gehäuse aus PLA? Ein 30cm langes Alu Rohr mit 10cm Durchmesser ist schon ein brauchbarer Kühlkörper.
eine runde Aluminiumscheibe (10mm) mit Wärmeleitendem Kleber in das Rohr einzukleben.
Besser wäre einlöten.
Wilhelm
User
User
Beiträge: 43
Registriert: Di, 10.11.15, 12:44

Di, 14.04.20, 22:47

Ich überlege das Gehäuse aus PLA durch ein Aluminiumrohr zu ersetzten um die LED vernünftig zu kühlen. Das mit dem einlöten ist ein super Tip, wusste gar nicht das man das selbst machen kann...
Borax
Star-Admin
Star-Admin
Beiträge: 11987
Registriert: Mo, 10.09.07, 16:28

Di, 14.04.20, 22:59

Kann man. Ich habe so was auch schon öfter gemacht. Mit sogenanntem 'Reibelot' was oft unter den Bezeichnungen AL75 oder AL85 verkauft wird klappt das auch ohne WIG Schweißgerät recht brauchbar.
Wilhelm
User
User
Beiträge: 43
Registriert: Di, 10.11.15, 12:44

Di, 14.04.20, 23:52

Das werde ich ausprobieren. Würdet ihr denn die Aluminiumscheibe auf der die LED sitzt eher dick oder dünn machen? Also wie wird die Wärme besser abgeleitet? Ich will sie ja so schnell wie möglich ans Rohr ableiten um die Luft im Inneren so wenig wie möglich zu heizen...
Borax
Star-Admin
Star-Admin
Beiträge: 11987
Registriert: Mo, 10.09.07, 16:28

Mi, 15.04.20, 07:40

Dick. Mehr als 1cm ist aber auch nicht nötig.
Wilhelm
User
User
Beiträge: 43
Registriert: Di, 10.11.15, 12:44

Mi, 15.04.20, 12:16

Hört sich machbar an. Danke!
Antworten