Cree XP-G R5 - Temperatur

[little_ear]

Hallo liebes Forum!

Ich habe heute die Temperatur meiner Cree XP-G R5 mit dem Fluke 87 V ausgemessen.
(Sie laufen über mein PC Netzteil über die 12 Volt Leitung ohne Vorwiderstand; also 4 Stück in Serie. Pro LED 3V Spannung; wahrscheinlich rund 350mA pro LED)

Mich hat besonders die Temperatur genau über dem Emitter - also über der "Plastik-Halbkugel" - interessiert, da es dort besonders heiss wird. Der Kühlkörper (ein größerer (alter) Pentium-III-Kühlkörper "mit einer Erweiterung") selbst wird mit rund 40°C nur leicht warm.

also ... meine Frage:
Ist es normal das die Temperatur genau über dem Emitter zwischen 90-110°C liegt?

Danke

p.s. wie gesagt, diese Temperatur messe ich nur ganz genau über dem Emitter! Schon ein Millimeter entfernt werden es "nur" 80°C und die Platine hat rund 60-70°C.

[Larkin]

Sie laufen über mein PC Netzteil über die 12 Volt Leitung ohne Vorwiderstand;

ganz schlecht

Pro LED 3V Spannung

das glaubst wohl auch bloß du...

wahrscheinlich rund 350mA pro LED

wie wärs mal mit messen wenn du schon ein Fluke hast ?

Ist es normal das die Temperatur genau über dem Emitter zwischen 90-110°C liegt?

Das kann man erst sagen wenn man den Betriebsstrom weiß.

[little_ear]

bei 3 volt (ausgemessen [3,005V]) werden wohl a bissl mehr als 350mA durchlaufen - aber sicher nicht 1A. zumindest sagt mir das mein physikalisches wissen; lasse mich aber gerne aufklären

ich wollte damit nur hinweisen, dass meine leds mit der vorgeschriebenen herstellerspezifikation betrieben werden.

meine frage bzgl. der temperatur sollte auch nicht all zu theoretisch beantwortet werden, sondern ich würde mich freuen, wenn jemand es praktisch umsetzen könnte (soweit die leds mit >3V und damit >350mA betrieben werden). auch eine punktgenaue messung wäre erwünschenswert; schliesslich gibt es auf kleinem raum große temperatur-unterschiede.
ich will damit rausfinden, ob dies "normal" ist.

p.s bis 2,7 volt bleiben die leds "kalt".

[Sailor]

Nein, das ist nicht normal. Bei 350 mA kann ich LED, Star-Platine und Kühlkörper auf Dauer anfassen (auch mit Druck), ohne dass es Schmerzen bereitet oder unangenehm wird. Die Temperaturen sind also unter 50°. Klar, damit kann ich nicht die Chip-Temperatur feststellen, wenn aber die Star-Platine schon zu heiß ist ...

Dass die Star-Platine so heiß wird, deutet auf einen mangelhaften Wärmeübergang zwischen Platine und Kühlkörper hin.

Wärmeleitmittel vergessen oder zu dick?

[little_ear]

Ich kann schon seit der "386er-Zeit" mit Wärmeleistpaste umgehen; und basteln konnte ich schon immer

Hier eine genaue Zusammenfassung meiner Mess-Ergebnisse:
Kühlkörper-Rippen: 33,4°C
Kühlkörper-Basis: 34,2°C
Übergang Kühlkörper-Basis zu "LED-Platine": 35,1°C
Übergang "LED-Platine" zu "Emitter-Platine": 47,0°C
Übergang "Emitter-Platine" zu "Plastik-Halkugel des Emitters": 54,0°C
Direkt über Plastik-Halbkugel (also 90° über Emitter auf dem Plastik): 90-110°C (hier sehr große Temperaturunterschiede auf sehr geringen Raum)

Ich interpretiere dies so:
die Temperatur vom Kühlkörper bis zur Emitter-Platine verläuft realtiv erwartungsgemäß.
erst ab der Emitter-Platine bzw. über dem Emitter wirds (zumindest für mein Verständnis) sehr schnell sehr heiss (auf einem kleinen "Spot").

Hoffentlich kann wer mit vergleichbaren Messungen klarstellen ob dies "normal" ist.

[TomTTiger]

Hallo

Kannst du mir mal bitte erklären, wie genau du misst?
IR- Thermometer ist zu ungenau für so kleine Stellen, die Serienmäßigen Fluke K-Type Thermoelemente sind dafür m.E. zu groß.
Der Schweißpunkt am Ende des Thermoelements ist bei mir am 179er Fluke fast 2mm im Durchmesser und bei der XP nicht wirklich zu gebrauchen.

Zur Zeit vermesse ich LEd's mit einem J-Type Thermoelementmessgerät mit 0,5mm Spitze und Class 1 Genauigkeit.

Nachvollziehbar ist die Temperatur die du misst, für mich im Augenblick nicht....

Es könnte eventuell sein, wenn die LED nicht sauber auf der Platine verlötet ist, daß sich dann innerhalb der LED die Verlustwärme verteilt,
aber das sind nur Spekulationen....

Grüße
Tom

[little_ear]

Ich benütz den Type-K Fühler (80BK-A). Der eigentliche Sensor hat bei mir einen Durchmesser von 1mm. Die Messgenauigkeit genau auf der Spitze habe ich mit 2 Geräten überprüft - ist stabil und genau. Ich habe auch die Temperaturmessungen stets mit dem selben "Anschlagwinkel" gemessen, um jede Fehlerquelle zu vermeiden.

Mir scheint es auch so, als wenn die Emitter-Platine nicht gut mit der LED-Platine von Lumitronix "verschmolzen" ist.

[CRI 93+ / Ra 93+]

Ohne Strombegrenzung kommt es zu einem "thermal runaway" ganz ähnlich wie 1986 in Tschernobyl. Wenn die LEDs wärmer werden, sinkt ihre Vorwätsspannung ab, was den Strom durch sie erhöht, wodurch sie noch schneller noch wärmer werden. Immerhin kompensiert das den Helligkeitsverlust bei höherer Temperatur. Bei einem guten Binning können auch bei 3,00V und 25°C bereits 700 mA fließen.

[Beatbuzzer]

erst ab der Emitter-Platine bzw. über dem Emitter wirds (zumindest für mein Verständnis) sehr schnell sehr heiss (auf einem kleinen "Spot").

Kann auch sein, dass das Licht der LED deinen Fühler aufheizt, wenn du den genau da drüber hältst.

Und Strom messen wird in der Schaltung nicht möglich sein, außer vll. ungefähr mit DC Stromzange.
Wenn du da in eine Leitung ein Messgerät ein schleifst, erhältst du zwar einen Wert, aber einen durch den Mess-Shunt des Messgerätes völlig verfälschten...
Und einen Widerstand, den man als Stromspion nehmen könnte, hast du ja nicht drin.

[jkunz]

Kann auch sein, dass das Licht der LED deinen Fühler aufheizt, wenn du den genau da drüber hältst.

Genau das ist der Fall. Die XP-G wirft extrem viel Licht auf extrem kleiner Fläche aus. Ich hab mir schon eine XP-G ruiniert, weil ich einen schwarzen Linsenhalter nicht genau aufgesetzt hatte. Der schware Kunststoff schmolz in Sekunden. Aufgeheizt nur durch das von der LED ausgesendete Licht.

Und einen Widerstand, den man als Stromspion nehmen könnte, hast du ja nicht drin.

Eben. Ohne Strommessung ist das ganze nur wertlose Spekulation. Ich kann das nicht verstehen. Da misst der Typ mit allem nur erdenklichem Aufwand und teurem Gerät Tempearaturen. Aber dann bringt er es noch nicht mal fertig ein simples Strommessgerät in den Stromkreis mit einzuschleifen.

[little_ear]

Eben. Ohne Strommessung ist das ganze nur wertlose Spekulation. Ich kann das nicht verstehen. Da misst der Typ mit allem nur erdenklichem Aufwand und teurem Gerät Tempearaturen. Aber dann bringt er es noch nicht mal fertig ein simples Strommessgerät in den Stromkreis mit einzuschleifen.

jetzt wirds mir aber langsam zu bunt. ich will nur wissen welche temperaturen ihr bei euren crees habts. und das bei 3 bis 3,3 volt und 0,35 bis 1 Ampere.
unpackbar was hier herumphilosophiert wird - das tut nichts zur sache. da wird ständig nur über die stromstärke gequatscht, dabei will ich nur die temperatur von euren crees wissen (sowie eure(!) Stromstärke + Spannung)

nocheinmal ... es tut nix zur sache welche stromspannung bzw. -stärke bei mir durchläuft! es ist ziemlich sicher davon auszugehen das es unter 3,3 volt und 1 ampere liegt. (und damit betreibe ich meine LEDs unter(!) den herstellerspezifikationen! siehe: http://www.leds.de/High-Power-LEDs/Cree ... atine.html)

und für die die nicht wissen warum: (und der grund warum ich nicht "mit meinem teuren gerät" die stromstärke ausmesse)
nachrechnen hilft :p

mein netzteil liefert 12 volt
4 leds in serie fressen dann 12 volt; daraus folgt pro led 3v. dies ist auch durch messungen belegt (eben von "meinem teuren gerät") :p
da U ~ I (sprich Stromspannung proportional zur Stromstärke) kann man davon ausgehen, dass sich die LEDs wie vom hersteller beschrieben verhalten werden (+/- "geringere" abweichungen).
also: bei 3 volt können rund 0,35A durchfliessen.
und selbst wenn 3 Volt und 0,5A durchfliessen wärs wurscht! weil mich eben nur eure temperaturen interessieren! (und meine leds eben noch immer unterhalb der herstellerspezifikation laufen)

hier eine andere ableitung: (zum ausrechnen des "benötigten" vorwiderstands)
gesuchte Vorwiderstand = (Gesamtspannung - LED-Spannung)/LED-Stromstärke

setzen wird ein bzw. vervollständigen wir:
0 Ohm = (12 Volt - 12 Volt)/0,35A

zur errinnerung: 4 LEDs in Serie "teilen" sich die Gesammtspannung (12 Volt) = 3 Volt pro LED

so ... hoffentlich ist jetzt schluss und es folgen antworten mit "°C" :p


p.s. nebenbemerkung (falls man noch immer zweifel hat):
nachdem ich meine leuchte aufgebaut habe, wollte ich natürlich auch wissen wollen, wieviel strom jetzt mein netzteil effektiv (zusätzlich) frisst. hier war sogar der wattverbraucht unterhalb den mathematisch (physikalisch) ausgerechneten wattverbraucht der leuchte (was auch logisch ist; aber das werde ich hier und jetzt nicht ausführen => weil mich eben nur eure (cree) led temperaturen interessieren!)

[CRI 93+ / Ra 93+]

Du machst den Fehler, zu glauben, dass der Spannungsabfall an einer LED konstant wäre. Lies Dir mein erstes Posting nochmal durch.

Wenn Dir jemand seine LED-Temperatur nennen soll, dann ist dazu notwendig, zu wissen bei welchem Strom (das ist in Deiner Schaltung völlig unbekannt und der dürfte eine extrem steile Kurve in einem Strom-Zeit-Diagramm haben) und außerdem ist wichtig, was für ein Kühlkörper verwendet wird und auch ob LED auf Platine oder direkt auf KK.

Dass Deine LEDs nicht sofort kaputtgehen, liegt daran, dass sich bei sinkender Vorwärtsspannung und damit steigendem Strom der Effekt ergibt, dass der höhere Strom wieder zu einer höheren Vorwärtsspanung führt, bzw. besser gesagt diese erzwingt. Das wiederum führt zu noch mehr Hitze und damit wieder sinkender Vorwärtsspannung und NOCH weiter steigendem Strom, NOCH mehr Hitze.... usw.

[little_ear]

ach .... vma werde ich meine schaltung auflöten und die stromstärke messen (wenn ich zeit finde) - auch wenn das nichts zur sache tut. dieses geheimnis meiner schaltung scheint wohl die neugier der menschen magisch anzuziehen

mir bleibt es ein mysterium, warum mir andere menschen ihre temperaturen nicht posten können, wenn sie nicht meine stromstärke wissen. lol

also bitte:
postet "eure" cree temperatur
- Kühlkörper rippen
- Kühlkörper basis
- Kühlkörper basis übergang zu led platine (lumitronix)
- lumitronix übergang led-emitterplattine
- "plastikhalbkugel" über emitter

zusätzlich wäre es interessant
- welchen kühlkörper ihr benützt (danke für den hinweis an CRI 93+ / Ra 93+)
- mit welchen "strom" -(volt & ampere) ihr(!) eure led betreibts

diese angaben sind ggf. sinngemäß zu ändern


danke

[Sailor]

Nö, Dir kann man keine Vergleichsdaten liefern.

Es sind einfach zu viele Unbekannte da. So ist keine venünftige Aussage möglich.

Entweder Du schaffst einige Unbekannte weg, wie nun doch von einigen gefordert, oder Dir ist nicht zu helfen.

Und nein, die Spannung lässt keinen Rückschluss auf den Strom zu, noch nicht einmal drauf, ob die LED im Rahmen ihrer Spezifikationen betrieben wird.

[CRI 93+ / Ra 93+]

Es nützt Dir zum Vergleich ja rein gar nichts, wenn Du den Strom durch Deine LEDs nicht kennst. Und wenn Du den Stromkreis auftrennst, dann solltest Du statt eines Amperemeters einen 0,01-Ohm (10 mOhm)-Widerstand einlöten, sonst misst Du wesentlich weniger Strom als tatscählich fließt. (Bereits 0,1 Ohm würden die Messung massiv verfälschen, aber 0,1 Ohm aufwärts hat sicher jedes Amperemeter + Leitungen, deshalb kann man für eine genaue Messung kein Amperemeter in Reihe schalten.

Ich betreibe 4 XR-E @ ca. 450 mA mA (bei meinen LEDs stellen sich dabei ca. 3,1V ein, wenn sie kalt sind und 3,0x wenn sie warm geworden sind) auf eine Alu-Leiste aus dem Baumarkt --- die Leiste erreicht nur minimal (wenn überhaupt) über Körpertemperatur und wenn man den Finger über die LED hält, merkt man auch nichts. ca. 6 Watt gehen insgesamt rein, ab Steckdose, ist etwas heller als eine 25W-Glühlampe.
Gemessen habe ich mangels geeignetem Thermometer allerdings noch nicht, Schokolade auf der Alu-Leiste schmilzt nicht --- in der Hand schon.

Bei einer Triple XP-G-Platine und 1000 bis 1500 mA reicht allerdings bereits das Licht aus, um einen sehr nah vor die LED gehaltenen Finger heiß werden zu lassen!

Immerhin wandelt die LED ja irgendwas bei 30 bis 50% der reingesteckten Energie in auf eine sehr kleine Fläche konzentriertes Licht um! (Da fällt mir wieder ein, dass hier im Shop Warnhinweise auf die Gefährlichkeit derart hoher Lichtkonzentrationen für das Auge fehlen)

[CRI 93+ / Ra 93+]

- mit welchen "strom" -(volt & ampere) ihr(!) eure led betreibts

Volt * Ampere = Leistung (in Watt) oder eben U * I = P

Die Spannung einer LED ist allerdings immer vom Strom abhängig, man MUSS immer die LEDs dafür sorgen lassen, dass sich "ihre" ganz bestimmte, Exemplar-spezifische Spannung an ihr einstellt. Vorgeben darf man nur den Strom und dieser MUSS BEGRENZT sein.

Das ist bei Deiner Verschaltung aber nicht gegeben, daher ist höchswahrscheinlich auch die LED-Lebensdauer sehr sehr weit under der, die sie erreichen könnten, wenn sie innerhalb ihrer Spezifikationen betrieben würden.

Mit etwas Glück und guter Kühlung geht es evtl. gerade so eben gut, nur verlassen kann man sich darauf nicht.

[Sailor]

Um von der Strombegrenzung wegzukommen, deren Bedeutung offensichtlich nicht verstanden wird, hier eine Gegenfrage:

Ich habe hier einen Eimer mit einer Füssigkeit. Der ist halb voll, wird also sicher im Bereich seines Tragevermögens an einer Federwaage gehalten. Ist Eurer genau so schwer?

Etwa gleich viele unbekannte wie in der Ausgangsfrage.

[little_ear]

Ich habe hier einen Eimer mit einer Füssigkeit. Der ist halb voll, wird also sicher im Bereich seines Tragevermögens an einer Federwaage gehalten. Ist Eurer genau so schwer?

Etwa gleich viele unbekannte wie in der Ausgangsfrage.

fast richtiger vergleich ... hier die korrektur:

ich habe einen Eimer und ich wiege 50kg.
wieviel wiegt euer eimer? was habts ihr drinnen? wie groß euer eimer ist?

und jetzt fangen alle an zu fragen:
wie groß ist "mein" eimer?
was ist drinnen?
uswusf.

dabei will ich nur wissen wie viel euer(!) Eimer wiegt und was drinnen ist
die interpretation eurer ergebnisse könnts ihr mir überlassen

aber keine angst, ich werde euch eine komplette ausführung meiner schaltung geben, damit ihr mir eure temperaturen nennen könnts; sonst gehts ja nicht - das habe ich schon verstanden

----- edit:
soooo ... damit sich die gemüter beruhigen und endlich die leute ihre temperaturen posten können:

hier zusätzlich die "Ausmessungsergebnisse" meiner leds
es fließen 3 volt durch meine 4 leds und es gibt nur einen (anfänglichen, kurzzeitigen) peak von 0,47A. danach nähert sich die stromstärke an die 0,38A an.
so wie ausgerechnet so auch empirisch bewiesen; so viel wind für nix;
übrigens: indirekt und direkt gemessen mit 2 multimetern, damit auch wirklich schluss ist :p

... hoffentlich folgen jetzt eure temperaturen ...