Kühlung für LED Ring

[kriegerGT]

Hi,

ich habe einen LED Ring mit 6x CREE MC-E 752lm LEDs konstruiert. Wegen der kompakten Bauweise habe ich jedoch nicht die Möglichkeit große Kühlkörper zu verwenden.
Momentan sind die Kühlkörper aus Kupfer und haben einen Durchmesser von 16mm und einer länge von 20mm.
Ich weiß selber das diese Kühlkörper nicht ausreichend groß sind, deswegen habe ich wegen der besseren Leitfähigkeit schon Kupfer verwendet. Zudem befinden sich die Kühlkörper auch in einem Aluminiumring. Die Kühlkörper werden mit Wärmeleitpaste in das Aluminiumgehäuse gepresst, so sollte das Gehäuse auch einen Teil der wärme aufnehmen.
Zudem habe ich eine externe Kühlung mit einem Lüfter vorgesehen, der für eine Luftzirkulation bei den Kühlkörpern sorgen wird.

Bei der Montage des Ringes wird also der Raum in dem sich die Kühlkörper befinden geschlossen sein.

Ich wollte dazu einfach einmal Eure Meinung hören... ob Ihr glaub das die Kühlung ausreichen könnte oder ob ihr Verbesserungsvorschläge habt.

Um sich das ganze besser Vorstellen zu können habe ich mal 2 Bilder mit angehangen.

danke für eure Meinung

[Fightclub]

Das kommt auf LEDs, Bestromung und Kühlleistung des Kühlers an. So kann mann man da schlecht was drüber sagen

[kriegerGT]

Wie schon geschrieben handelt es sich um die CREE MC-E mit 752lm.
Diese wird mit 700mA betrieben.
Über den Kühlkörper kann ich nicht allzuviel sagen, da er eine Eigenkonstruktion ist. Ich habe als Angaben nur die Größe von 16x20mm und die Wärmeleitfähigkeit von Kupfer ( ca. 350-370 W / (m · K) )

[Sailor]

Geschlossen bedeutet, dass auch die Bohrungen an der Seite geschlossen sind und auch von unten keine Luft in den Bereich der Kühlkörper kommt? Wie soll die aktive Kühlung wirken?

Die Kupferkühlkörper sind eine gute Idee, die Wärme möglichst schnell vom Entstehungsort wegzubringen. Wenn diese mittels Schrumpftechnik in das Alu-Gehäuse gepresst werden, ist die Ableitung auch über das Gehäuse gewährleistet. Allerdings muss sie dort auch weg ...

[gil]

Na die Löcher werden wohl frei bleiben, aber wenn man mich fragt, sollten die Chips mit 700mA bestromt werden,
wird das Ding glühend heiß und die Lebensdauer der LEDs sinkt enorm, wieviel? das weiß wohl niemand.
Ich würde max. 320mA durchschicken, und das ist wirklich hell. Der Helligkeitssprung zu 700mA ist nicht so groß, die wärmeentwicklung macht allerdings nengroßen hops

[Synthy82]

Für was ist die Konstruktion denn vorgesehen? Als Ringleuchte für Makrofotos?

[espri128]

@kriegerGT: find ich nen guten Entwurf. Wegen der Kühlung kann ich nur sagen: bleibe möglichst bei 350 mA/LED und die Wärmeentwicklung wird sich in Grenzen halten. Um Die Lichtausbeute zu erhöhen, kannst Du ja noch auf 500 mA gehen. Merkst Du in einem Testlauf, dass es zu warm wird, könnten Kleinlüfter helfen (aber ob es die evtl. in 20x20mm gibt, hab ich keine Ahnung => vlt. im Modellbau-Bedarf).

grüße
espri128

P.S. habe ich gerade bei Pollin gefunden: Notebook-Lüfter SEI A2415H05LD, Best.Nr. 320 289 mit folgenden Daten: Betriebsspannung 5 V-. Stromaufnahme 60 mA. Maße: 24x24x15 mm

[A.E.]

Also ich würde einen Lüftungskanal um die Kühlkörper bauen und mit einem Lüfter Luft durch diesen schieben. Diesen würde ich in das Loch einbauen.

Gruß A.E.

[rbt]

wenns so kompakt bleiben soll, wirds ohne aktive kühlung wirklich nich gehen. in nem geschlossenen case kannste dir die finnen auf den kks auch gleich sparen. die müssen irgendwie auf die außenseite.

[Sailor]

Dass aktiv gekühlt werden soll, hat kriegerGT im Eingangspost ja geschrieben. Mir ist nur nicht klar, wie er es machen will/kann. Irgendwie ist mir ein Okkular im Weg.

Da sind etwas mehr Infos erforderlich, sonst wird´s doch ein Rätselraten ...

[Achim H]

Merkst Du in einem Testlauf, dass es zu warm wird, könnten Kleinlüfter helfen (aber ob es die evtl. in 20x20mm gibt, hab ich keine Ahnung => vlt. im Modellbau-Bedarf).

Lüfter mit 25mm*25mm*10mm (L*B*H) bekommt man z.B. bei Reichelt.

Aber deren Luftstrom (auch nicht 6 Stück) reicht nie und nimmer aus, um damit eine aktive Kühlung zu erstellen. Immerhin sind es ca. 30 Watt (350mA) bzw. fast 60 Watt (700mA), die gekühlt werden müssen.

mfg Achim

[kriegerGT]

Hi,

vielen Dank ersteinmal für Eure Meinungen zu diesem Vorhaben.

@Sailor: Ja die Kühlkörper werden in das Gehäuse gepresst und zudem wollte ich noch Wärmeleitpaste verwenden, um wärme auch über das Gehäuse abtragen zu können.

@Synthy82: Es ist als Ringleuchte für ein Stereodynascop gedacht. Also um sich Platinen und so etwas anzuschauen.

Den Vorschlag die LEDs mit 350mA zu betreiben werde ich einmal umsetzen um mir anzuschauen wie groß die Wärmeentwicklung sein wird, ggf. kann ich dann ja immernoch höher gehen...

Mit der Aktiven Kühlung bin ich momentan selber noch ein wenig am Überlegen.
Ich habe Euch einmal 2 Bilder mit eingefügt, in denen man den Ring befestigt sieht.

Wäre es bei der Kühlung per Lüfter eigentlich besser die Luft "reinzupusten" oder sie "rauszusaugen" ? Macht das einen unterschied ? Habe mich mit dem Thema noch nicht so beschäftigt...

[Sailor]

Mein Favorit bei der Lenkung des Luftstromes wäre eine Querbelüftung. Beim Reinpusten geht der Luftstrom zumindest teilweise in Richtung Werkstück und beim Ansaugen in Richtung beobachtende Person.

Bei Querbelüftung müssten die Bohrungen senkrecht zum Luftstrom (und nicht senkrecht zur Oberfläche angebracht sein. Zudem wären Langlöcher mit relativ schmalen, aerodynamisch abgerundeten Stegen vorteilhaft, um das Luftgeräusch möglichst gering zu halten.

[Neo]

ist das für Bilder oder Videos ?

in beiden fälle ist ein Lüfter keine gute Idee weil er vibriert

[Sailor]

ist ein Lüfter keine gute Idee weil er vibriert

Das kommt auf die Qualität des Lüfters, die Art der Aufhängung und den Ort an, an dem er seinen Dienst versieht.

[A.E.]

Also ich denke mal das "Ding" soll möglichst kompakt sein. Ich weis zwar nicht wie die technischen Möglichkeiten sind ob ob das überhaupt funktioniert bzw. wie Heatpipes funktionieren, doch die sollen ja die Wärmpe sehr gut wegleiten können. Ich würde dir Heatpipes vorschlagen die aus dem Gehäuse heraus kommen und um dieses herum gebogen werden. Auf diese würde ich dann "Lamellen" pressen.
Hier mal ein Bild von meinem Vorschlag. Sorry für meine miserablen Zeichenkünste

Gruß A.E.

[unoptanium]

Hi.



Schöne Zeichnung
Ich weiß, über Geschmack lässt sich streiten, aber meiner Meinung nach würden Haifischflossen-
förmige Kühlrippen, die vom Aluring bis fast zur Decke gehen, die Lampe nicht
verunstalten. ich würde jeweils zwischen zwei Bohrungen eine Lamelle aus mind. 3mm
starkem eloxiertem Alublech befestigen.

Wenn die 5mm stark wären, könnte man die sogar von innen anschrauben.
Wärmeleitpaste nicht vergessen.
Mach mal bitte ein Foto, wenns fertig ist, würde mich mal interessieren, wie gut
das mit der Umsetzung funktioniert...



Gruß, unoptanium

[supermattze]

Also ich würde kein Kupfer verwenden.
Die Wärmeabgabe an die Luft wird hier der Flaschenhals sein, und die ist nicht abhängig vom Werktstoff.
Das Kupfer holt sicher keine 10% raus.
Zudem ist immer vorsicht zu wahrem beim Einsatz von verschiedenen Metallen an einem Bauteil.

[Achim H]

Heatpipes

Ich habe mit Heatpipes noch nicht gearbeitet, aber was ich gelesen habe ist, dass diese mit einer Flüssigkeit (Wasser und noch irgendetwas) betrieben werden. Wie soll das Wasser zurück laufen, wenn die Pfeife nach unten gerichtet ist?

Wäre es nicht einfacher, die Wärme über Kleinstlüfter heraus zu transportieren?
Wenn man statt Löcher im Gehäuse ein paar Röhrchen einfügt, könnte man diese so biegen, dass die austretende Luft gleichzeitig noch die Linse von Schmutzpartikeln (Staub, Fussel) reinigt. Umgedreht (Linse und Licht) nach oben gerichtet, sieht es aus wie ein Camping-Gaskocher. Möglicherweise kann man es auch dazu zweckentfremden und sich eine Suppe kochen.

mfg Achim

[rbt]

die rückführung läuft via kappilareffekt an der seitenwadn mit sinter oder netzstruktur. die teile transportieren aber nur wärme, am ende muss auf jeden fall noch ein kk sein.

besteht auch die möglichkeit einen flachen schlauch anzubringen ? dann könntest du auch mit normalen lüftern arbeiten, die 25mm teile fallen va durch krach aber nicht durch leistung auf.

luft über die linse zu pusten halte ich nicht für eine gute idee, die adhesionskräfte werden immer stärker als der luftstrahl sein.

[Achim H]

die 25mm teile fallen va durch krach aber nicht durch leistung auf.

Das kann ich absolut nicht bestätigen.
Ich hatte mir vor ein paar Wochen ein paar Minilüfter (25mm*25mm*10mm) bei Reichelt geholt, und obwohl diese bei 12V und ca. 9000 UPM laufen, hört man diese überhaupt nicht. Laut Artikelbeschreibung sollte man sie eigentlich hören, ist mit 30dB/A angegeben. Ein 80mm Lüfter (angeblich supersilent durch Flüssigkeitslager) bei 15dB/A bei 1500 UPM höre ich. Die Leistung dieser Minilüfter ist aber tatsächlich unterste Schublade. Bereits aus 10cm Entfernung vors Gesicht gehalten, bekommt man schon nichts mehr ab. In einem Kanal mit 25mm*25mm beträgt die Windgeschwindigkeit ca. 3m/sec. Aber eine Luftmenge von 3,4m³/h ist nun wirklich nicht viel.

luft über die linse zu pusten halte ich nicht für eine gute idee, die adhesionskräfte werden immer stärker als der luftstrahl sein.

Ich habe diesbezüglich nicht wirklich Ahnung davon, war nur eine (dumme) Idee von mir.

mfg Achim

[espri128]

Hallo kriegerGT,

wenn Du diese Mörderbeleuchtung für Dein Dynaskop brauchst, dann gehe ich davon aus, dass Du dieses nicht oft durch die Gegend tragen willst.
Wäre es demzufolge nicht eine Überlegung wert, ein 'externes Gebläse' aufzubauen (evtl. unterm Arbeitsplatz, damit das Lüftergeräusch nicht so stört) und mit einem Schlauch die Luft bis in das Gehäuse zu führen ? evtl kannst Du ja den Aluminiumkörper so fräsen/drehen, dass im Innern eine Luftverteilung stattfindet und dann über jeder LED ein Luftaustritt nach innen vorhanden ist.

Viele Grüße
espri128

[ferryman]

Ich will sehen, wie man 30 oder 60W bei den Platzverhältnissen auf humanen Temperaturen hält

Stichwort Wasserkühlung. Das Ganze wasserdicht auszuführen und dann Wasser durchzupumpen müsste eigentlich reichen. Ein Wochenendprojekt ist das Genze sowieso nicht.

[kriegerGT]

Hi,
mal was neues von der Beleuchtungsfront
Also momentan arbeite ich an einer Beflüftung mit einem Kühler der sich in einem externen Gehäuse befindet.
In dem Gehäuse, auf das der LED Ring aufgesetzt ist, befinden sich 6 Bohrungen, durch die momentan noch ein Lichleiter führt. Diese wollte ich wohl zu meiner Kühlung benutzen.
In einem externen Gehäuse befindet sich dann der Kühler und über eine Schlacuhleitung wird die Luft dann durch die 6 Bohrungen des Gehäuses auf die Kühlkörper geführt.

(Dazu auch mal wieder ein Bildchen um sich das besser vorstellen zu können. Das ganze natürlich nur Skizzenhaft um zu sehen wo sich die Bohrungen befinden.)

Des weiteren ist die Frage ob es sinnvoller ist, die Lüft auf die Kühlkörper zu Pusten oder sie aus dem Gehäuse "rauszuaugen".

Als alternative zu dieser Belüftung hätte ich noch die Idee mit Mini Kühlern die Kühlkörper direkt zu Kühlen. Also wie bei einer CPU. Das sich die Kühler direkt auf den Kühlkörpern befinden.

[Sailor]

Die Druckseite ist besser beherschbar, weil aerodynamisch nicht so anspruchsvoll. Allerdings sehe ich 3 Nachteile:

1. wird das Luftgeräusch am Arbeitsplatz höher sein
2. am Arbeitsplatz wird es "windig" durch die austretenden Luftstrahlen
3. der Luftstrom arbeitet gegen die Konvektion

Die Nachteile 1. und 2. lassen mich eher zur Soglösung tendieren.