2 Cree MC-E mit Stern Kühlkörper, geschwungen bei 700mA

[Panicer]

Servus liebe Leute,

wollt mir aus 2 Cree MC-E die auf einem Stern Kühlkörper http://www.leds.de/p604/High-Power_LEDs ... ungen.html und mit der Konstantstromquelle 700mA http://www.leds.de/p560/Zubehoer/Strom_ ... _IP20.html eine gleine Wandlampe bauen.
Aber nach 10 - 15 min sind die Kühlkörper schon sehr heiß und hab bedenken das die mir dann kaputt gehen wenn erstmal das Gehäuse der Lampe drum ist.
Sollt ich einen anderen Kühlkörper nehmen oder sind die ausreichend?

cu

[Achim H]

Falls Du ein Messgerät hast, mess doch mal die Spannung, die über alle Leds abfällt. Mulltipliziert mit dem Led-Strom müsstest Du schon bei knapp 10 Watt liegen. Also schon etwas zuviel für den Kühlkörper. Entsprechend wird der Kühlkörper schneller heiß als die Wärme an die Umgebungsluft abgegeben werden kann. Die max. Leistung von 9 Watt ist für den größeren der beiden geschwungenen Kühlkörper angegeben. Der Kleine schafft nicht ganz so viel.

mfg Achim

[P.Sparenborg]

Selbst für eine Cree MCE bei 700mA ist dieser Kühlkörper keinesfalls ausreichend! Empfehlenswert ist der Betrieb nur bei 350mA oder weniger bei einer LED. Grundsätzlich ist bei so hohen leistungen äußerste Vorsicht geboten, die einfachen Lösungen welche man selbst realisieren kann haben in der Regel schlicht einen zu hohen Wärmewiderstand um diese überhaupt bei Zimmertemperatur zu betrieben, vollkommen unabhängig vom Kühlkörper.

[exelero]

Falls Du ein Messgerät hast, mess doch mal die Spannung, die durch alle Leds fließt.

Tut mir leid aber das muss sein: AUA! Das tut mir beim lesen weh! Spannung fällt ab - und strom fließt

*Bitte-nicht-persönlich-nehmen*

Andere Frage:
Welche Kühlkörper reicht denn für eine MCE Cree bei 700mA ? Im Shop steht ja "Empf. Zubehör: Stern-Kühlkörper aus Aluminium" und der ist noch kleiner als der Stern Kühlkörper, geschwungen


gruß

[Larkin]

gar keiner im Shop wenn man das beste für die LED will.

[Beatbuzzer]

Naja, gar keiner würde ich auch nicht sagen :
groß
größer
Nur passen die halt nicht wirklich in jedes Vorhaben.
Der erste jedoch würde hochkant an die Wand gesetzt zwei MC-Es kühlen können. Die Luft kann dann schön an den Rippen hochsteigen.

[exelero]

Und wie schauts mit dem aus? http://www.leds.de/p544/High-Power_LEDs ... _50mm.html
Würde der denn für 700mA oder 500mA reichen?

gruß

[Achim H]

Selbst für eine Cree MCE bei 700mA ist dieser Kühlkörper keinesfalls ausreichend! Empfehlenswert ist der Betrieb nur bei 350mA oder weniger bei einer LED. Grundsätzlich ist bei so hohen leistungen äußerste Vorsicht geboten, die einfachen Lösungen welche man selbst realisieren kann haben in der Regel schlicht einen zu hohen Wärmewiderstand um diese überhaupt bei Zimmertemperatur zu betrieben, vollkommen unabhängig vom Kühlkörper.

Wenn der Kühlkörper selbst bei einem Betriebsstrom von 350mA für die MC-E ungeeignet ist, warum wird dann die maximal zulässige Leistung für den KK durch Darstellung in Fettschrift hervorgehoben? Ist der Kühlkörper nun für Leistungen bis 9 Watt (MC-E bei ca. 0.6A) oder für 5 Watt (MC-E bei 0.35A) oder für noch weniger nutzbar? Die Beschreibung ist etwas irreführend.

mfg Achim

[Beatbuzzer]

Der bringt eher weniger als die Sternkühlkörper.
Hat nur 50mm Durchmesser und die Kühlstifte hinten dran stellen nicht wirklich eine optimale Fläche zur Konvektion dar. In der Mitte wird es immer wärmer bleiben.

Sehen wir uns mal den Wärmewiderstand des 85mm geschwungenen an. 3,5K/W.
Raumtemperatur liegt bei 25°C und der Kühlkörper ist freistehend.
MC-E läuft auf 700mA, was etwa 9W ergibt. 0,7A x 3,2V x 4LEDs.
Es wird also 25°C plus 3,5 x 9W warm. Sprich 56,5°C.
Das ist zugegeben sehr eng. Die Chips werden deutlich wärmer sein. Auf jeden Fall Grenzbetrieb.

350mA hingegen halte ich für vollkommen unproblematisch. 500mA ebenfalls noch.

[Larkin]

Aber ich kauf doch keine 2 MC-Es und betreib sie mit 350mA nur weils hier kein großen Kühlkörper gibt

Die Extreme-Line mögen langen, aber das is für mich keine "kleine Wandlampe"

[Panicer]

Also eine MC-E verbraucht 12,1 V, aus der KSQ gehen 24,2 V und 16 W soll alles verbrauchen. Damit sind doch nur 8 W pro MC-E. Oder?
Fragen wir doch mal so.
Wwas sollte der Kühlkörper pro led mindestens haben?

[Achim H]

Also eine MC-E verbraucht 12,1 V, aus der KSQ gehen 24,2 V und 16 W soll alles verbrauchen. Damit sind doch nur 8 W pro MC-E. Oder?
Fragen wir doch mal so.
Wwas sollte der Kühlkörper pro led mindestens haben?

Ich glaube nicht, dass über 4 Leds einer MC-E nur eine Spannung von 12,1V (würde bedeuten: 3.025V je Led) abfällt. Die Konstantstromquelle liefert doch einen konstanten Strom und nicht eine Leistung.
Egal. Mit den angegebenen Werten würde die KSQ einen Strom von (Leistung : Spannung = Strom) 0,66A liefern.

Bei einem inneren Wärmewiderstand (RthG) von 3K/W, einem Montagewärmewiderstand (RthM) von 0,1K/W, einer maximalen Sperrschichttemperatur = 150 Grad, einer angenommenen Umgebungstemperatur = 40 Grad (im Sommer) müsste der Kühlkörper einen Wärmeableitwert von mindestens 13K/W aufweisen (je kleiner die Zahl, desto besser). Dabei würde der Kühlkörper schätzungsweise 46,2 Grad warm.

panicer.png

[CRI 93+ / Ra 93+]

Die 12,1V fallen ab, werden nicht verbraucht. Einen Kühlkörper kann man nicht in Watt angeben, es kommt immer drauf an, welche Maximaltemperatur man noch erlauben will. Der große Stern-Kühlkörper für bis zu 9 Watt pro eine MC-E @ 700 mA würde gehen, aber dann sollte die Luft gut zirkulieren können.
Anderseits halten die Chips auch durchaus hohe Temperaturen von über 100°C aus, halten dann allerings nicht mehr 50.000, sondern eher nur noch 1000 bis 5000 Stunden. Man muss abwägen, was einem wichtiger ist... evtl. gibt's ja eine MC-E oder was ähnliches in 3 Jahren für 4,95 €... in 5-6 Jahren sicherlich --- Endkundenpreis, versteht sich. (Schon heute bekommt man die ja um 12 € wenn man günstig einkauft) Von daher muss man 50.000 Stunden Lebensdauer nicht wirklich erreichen, wenn man an die Lampe gut rankommt und die LEDs erneuern kann.

@Achim: 3,025V kann durchaus sein, zumal die LEDs ja auch noch warm sind. So 3,1V oder weniger erreichen meine XR-E auch, die MC-E ebenfalls. (@700 mA und mit Kühlkörper)

[Panicer]

Also dann sollte der doch langen http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=2; ... bc0a72b85d.
Oder habt ihr noch ne bessere Seite für Kühler?
Noch eine Frage hab ich und zwar wie bekomme ich die wieder ab, sind mit der dollen paste zusammen geklebt?
Und mir ist auf gefallen das eine LED, von einem Chip, schneller das "klühen" verliert. Ist das jetzt was schlimmes?

cu

[CRI 93+ / Ra 93+]

Der Kühlkörper ist für beide zusammen @700 mA IMHO noch zu klein, außer Du nimmst eben nur 1.000...5.000 statt 50.000 Stunden Lebensdauer in Kauf, für eine MC-E sollte er reichen.
Mit Wärmeleitkleber angeklebte LEDs bekommt man nie wieder ab, jedenfalls nicht ohne die LED zu zerstören.
Was ist "klühen"? meintest Du "glühen" oder "kühlen"? Und wie mann man das eine oder andere verlieren?

[jn1480]

Daß man die LEDs nie wieder abkriegt stimmt so auch nicht !!
Nimm mal 1K-WLK und Du kannst sie jederzeit wieder abkriegen obwohl sie sehr fest sitzt.
Das hab ich oft praktiziert!

[P.Sparenborg]

Wie ich schon weiter oben beschrieben habe ist nicht der Kühlkörper das Problem!
Die LED selbst hat einen Wärmewiderstand von ca. 3K/W, die LED auf Star Platine montiert kommt auf einen zusätzlichen Wärmewiderstand von ca. 6K/W. Die Starplatine widerum auf Kühlkörper montiert bringt nochmal einen Wärmewiderstand der je nach Installation stark schwanken kann und im besten Fall ca. 0,5K/W aber häufig sicher auch mal 10K/W ausmachen kann wenn schlecht installiert wird. So kommen wir selbst bei guter Installation auf einen Wärmewiderstand von 10K/W.

Das bedeutet: Selbst wenn man einen perfekten Kühlkörper hat und eine optimale Umgebungstemperatur von exakt 20°C wird der Chip im inneren der LED bei einem Betriebsstrom von 700mA bereits über 100° warm!

[Panicer]

Ich meinte glühen, sorry war schon spät.
Ne aber jetzt nochmal genauer alle 8 LED's sind in Reihe geschaltet und 7 von glühen noch so 2 min nach aber eine nur ein paar Sekunden.

Also wenn ich das richtig verstanden hab gibt es keine passende passiv Kühlung für eine MC-E auf einer Starplatine, bei 0,7 A pro Chip?
Und das die LED's nur ca 1000-5000 Stunden halten ist eigentlich keine Option für mich da sie ja nicht gerade preiswert waren.

[P.Sparenborg]

Der Betrieb dieser LED bei einem Strom von 700mA(alle Chips in Reihe) ist bei Nutzung der Variante mit Star Platine ausschließlich mit aktiver Kühlung empfehlenswert. Bei passiver Kühlung kann ich diese Anwendung grundsätzlich nicht empfehlen.

[CRI 93+ / Ra 93+]

Heißt dass, dass die isolierschicht zwischen Leiterbahnen und Alu-Kern eine so schlechte Wärmeleitfähigkeit hat, dass man keine MC-E auf Star @- 700 mA betreiben sollte? Oder habe ich das Mißverstanden?

In der Tat ist die Hitze pro Fläche sicherlich höher als bei einer Herdplatte, ganz ähnlich einer CPU und unter der MC-E ist nur ca. die Hälfte der Fläche aus Metall, das konzentriert die bis zu 9 Watt auf eine Wirklich sehr winzige Fläche.

Eine Feder-Anpress-Halterung für nackte Emitter stelle ich mir als eine sinnvolle Entwicklung vor, das wäre dann ganz ähnlich der Feder, die einen CPU-Kühlkörper auf die CPU presst. Allerdings sind die derzeitigen LED-Gehäuse dafür sicher nicht ausgelegt (mechanisch zu instabil).

[P.Sparenborg]

Wir haben es mit einem ganzen Sandwich aus isolierenden Schichten zu tun, das ist das große Problem:
Die LED selbst hat vom Chip zur Unterseite eine isolierende Schicht. Von der LED auf den Star haben wir eine isolierende Schicht. Der Star selbst ist wieder ein ganzes Sandwich aus isolierenden Schichten welche insgesamt einen ganz erheblichen Wärmewiderstand bieten und schließlich kommt noch die isolierende Schicht vom Star zum Kühlkörper dazu(die Einzige auf die man Einfluß nehmen kann wenn der Star verwendet wird). Insgesamt kann ich nur erneut sagen, bei der Verwendung der Star Version kann von höheren Strömen als 350mA je Chip nur abgeraten werden. Wenn höhere Ströme verwendet werden sollen, dann bleibt nur eins: Emitter in individuell optimiertem Verfahren einsetzen.

[Panicer]

Was meinst du mit Emitter in individuell optimiertem Verfahren einsetzen?
Gibt es denn eine möglichkeit die KSQ runter zureglen, sagen wir so max. 500mA bis 550mA dann sollte es doch gehen oder?
Ach dann hat sich mein Projekt damit ja erledigt, sollte dann aber auch in der Beschreibung zur LED dazu stehen.

[CRI 93+ / Ra 93+]

Abraten heißt nicht "geht nicht", IMHO kann man die Temperatur des Chips recht gut ermitteln, wenn man einmal bei kaltem Kühlkörper und dann bei heißem mit jeweils identischem Strom die Spannung (direkt an der LED!!! NICHT am Anfang der Zuleitung!) misst:
Vorwärtsspannung in Abhängigkeit der Temperatur sowie Lebensdauerverringerumg bei verschiedenen (für den Menschen schon äußerst unangenehmen) Temperaturen Das ist zwar alles von Osram, dürfte bei Cree und anderen aber ganz ähnlich gelten.

Wenn man sich von den 50.000 Stunden Lebensdauer löst, sowie einen etwas verringerten Wirkungsgrad in Kauf nimmt (ca. 10% weniger pro 25°C mehr, soweit ich mich ans Cree-Datenblatt auswenig erinnere), dann gehen evtl. auch 700 mA.

Den Strom der KSQ verringern ist kein Problem: viewtopic.php?f=31&t=7370

[Larkin]

Komisch, dann die Ostar auch (jeder Chip 700mA) und sogar 6 auf einen Star.

Wenn das nicht unter anständigen Bedinungen für LED gehn würde, würde Osram sowas fertig als Star gar nicht anbieten.
Die haben auch nen Ruf und Kunden zu verlieren...

100°C hat da kein Chip, hab selber die ohne Linse wo man direkt aufn Chip fassen kann und das sind niemals 100°C.
Da muss man natürlich alles gut montieren und gute Oberflächen haben. Allein da scheidet der Sternkühlkörper schon wieder auf. Die Oberfläche is nicht gut.

[Beatbuzzer]

Allein da scheidet der Sternkühlkörper schon wieder auf. Die Oberfläche is nicht gut.

Dem muss ich zustimmen. Die 8 Sternkühlkörper, die ich bisher hatte, haben sehr starke Riefen. Für die kleine Fläche, die ein Emitter bietet, ist das schon nicht mehr annehmbar.

Anbei werfe ich nochmal ein Bild von einem Kühlkörper in die Runde, der den Namen auch verdient. In der Mitte massives Kupfer eingepresst in Aluminiumrippen. Der stammt aus einem alten Rechner von der CPU.
Die Kupferfläche ist sehr glatt. Falls ich mal eine MC-E brauche, dann als Emitter und auf so einem Kühlkörper.