Fragen zu Kombination SmartArray & KSQ

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Moderator: T.Hoffmann

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tysker
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Mo, 13.07.15, 17:42

Hallo,

ich bin gerade dabei mir eine indirekte Beleuchtung fürs Wohnzimmer zusammenzustellen (in zwei Zimmerecken sollen ca. 20cm unter der Decke auf einem Holzbrett die LED montiert werden).

3 Kombinationen stehen momentan zur Auswahl:

(1)
Meanwell PCD-25 Konstantstromquelle, dimmbar PCD-25-350B (350mA) 40-58V
2x SmartArray L6 LED-Modul, 10W warmweiß bei 350mA, 2x27,3V=54,6V, 2x870lm=1740lm

(2)
Meanwell PCD-40 Konstantstromquelle, dimmbar PCD-40-700B (700mA) 34-57V
2x SmartArray L6 LED-Modul, 10W warmweiß bei 700mA, 2x30V=60V, 2x1740lm=3480lm

(3)
Meanwell PCD-40 Konstantstromquelle, dimmbar PCD-40-700B (700mA) 34-57V
4x SmartArray L12 LED-Modul, 6W warmweiß bei 700mA, 4x9,6V=38,4V, 4x528lm=2112lm

Am liebsten wäre mir die Option (2), da das Preis/Lumen-Verhältnis am besten wäre. Ist es ein Problem wenn die KSQ max. 57V liefert, die Arrays aber 60V benötigen, bzw. wieviel Lumen gehen "verloren"?

Hätte Option (3) nicht den Vorteil gegenüber (2), dass die Arrays nicht "am Limit" der Stromstärke betrieben werden und so Hitze weniger ein Problem werden kann, folglich die Lebensdauer höher ist?

Gedimmt werden soll mit einem (laut Meanwell-Datenblatt kompatiblen)
Ehmann LUMEO DOMUS Phasenanschnittdimmer R,L 20-500W T39.01

Kühlung ist mit Kühlkörper für Extreme-Lines und Wärmeleitkleber geplant.

Wie bewertet ihr die drei Optionen? Habe ich noch einen großen Denkfehler drin?

Viele Grüße,
Max
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Achim H
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Mo, 13.07.15, 21:17

Willkommen im Forum.
in zwei Zimmerecken sollen ca. 20cm unter der Decke auf einem Holzbrett die LED montiert werden

Wohin leuchten die Leds? Nach oben oder nach unten?


Option 1:
2 Arrays haben eine Leistungsaufnahme von 2 x 27,3V x 0,35A = 19,11W.
Davon werden ca. 30% in Licht und ca. 70% in Wärme umgewandelt.
Weggekühlt werden müssen 19,11W x 0,7 [70%] = 13,377W.

Unter der Annahme (Ausrichtung der Kühlrippen nach unten) verschlechtert sich der Wärmewiderstand des Kühlkörper für ExtremeLines auf 5,833K/W.
Der Kühlkörper würde sich um 13,377W x 5,833K/W = 78,02K --> gleichbedeutend 78,02°C erwärmen (78,02°C über Raumtemperatur). Das ist zuviel.
Montiert werden darf nur 1 Array auf 1 Kühlkörper. Für 2 Arrays werden 2 Kühlkörper benötigt.
Erwärmung jedes Kühlkörper: 13,377W / 2 x 5,833K/W = 39,01K --> gleichbedeutend 39,01°C (39,01°C über Raumtemperatur).


Option 2:
2 Arrays haben eine Leistungsaufnahme von 2 x 30V x 0,7A = 42W.
Davon werden ca. 30% in Licht und ca. 70% in Wärme umgewandelt.
Weggekühlt werden müssen 42W x 0,7 [70%] = 29,4W
Der Kühlkörper für ExtremeLines ist für so hohe Leistungen nicht ausgelegt. Selbst 1 Array wäre schon zuviel.

Zur Frage, ob 2 Arrays dieses Typ an ein PCD-40-700B angeschlossen werden dürfen.
Nein.
Geeignet wäre ein PCD-60-700B (50-86V @ 0,7A). Diese Konstantstromquelle wird hier im Shop nicht angeboten.
Dieses bekommt man aber bei Elpro: Direktlink zum PCD-60-700B
Alle Preise bei Elpro sind Netto. Zuzüglich 19% MwSt. + Versandkosten.

Geeigneter Kühlkörper:
Link zu Reichelt: V6506K
Ausrichtung der Kühlrippen nach oben (70% Wirkungsgrad).
2 Array dürfen auf diesen Kühlkörper montiert werden.
Erwärmung des Kühlkörper: 0,7K/W / 0,7 [70%] = 1K/W
1K/W x 42W = 42K --> gleichbedeutend 42°C (42°C über Raumtemperatur).


Option 3:
4 Arrays haben eine Leistungsaufnahme von 4 x 9,6V x 0,7A = 26,88W.
Davon werden ca. 30% in Licht und ca. 70% in Wärme umgewandelt.
Weggekühlt werden müssen 26,88W x 0,7 [70%] = 18,816W

Unter der Annahme (Ausrichtung der Kühlrippen nach unten) verschlechtert sich der Wärmewiderstand des Kühlkörper für ExtremeLines auf 5,833K/W.
Der Kühlkörper würde sich um 18,816W x 5,833K/W = 109,75K --> gleichbedeutend 109,75°C erwärmen (109,75°C über Raumtemperatur). Das ist viel zu viel.
Montiert werden dürfen nur max. 2 Arrays auf 1 Kühlkörper. Für 4 Arrays werden 2 Kühlkörper benötigt.
Erwärmung jedes Kühlkörper: 18,816W / 2 x 5,833K/W = 54,87K --> gleichbedeutend 54,87°C (54,87°C über Raumtemperatur).
Wenn der Raum nicht wärmer als 20°C ist das gerade noch vertretbar. 20°C + 54,87°C = 74,87°C.

Besser wäre jeweils 1 Array auf 1 Kühlkörper.
Erwärmung des Kühlkörper: 18,816W / 4 x 5,833K/W = 27,43K --> gleichbedeutend 27,43°C (27,43°C über Raumtemperatur).
tysker
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Di, 14.07.15, 17:26

Vielen Dank schonmal für die ausführliche Antwort und die Kühlungsberechnungen.
Wohin leuchten die Leds? Nach oben oder nach unten?
Die LED leuchten nach oben an die Decke/Wandecke.
Unter der Annahme (Ausrichtung der Kühlrippen nach unten) verschlechtert sich der Wärmewiderstand des Kühlkörper für ExtremeLines auf 5,833K/W.
Warum 5,833 K/W? Das sind ja nur rund 51% der 3 K/W, ich dachte wenn die Kühlrippen nach unten zeigen wären es 60% und nach oben zeigend 70% (wie auch hier beschrieben)?

Option 3 (2x2 SmartArray 6W bei 700mA, je zwei Arrays auf einem Kühlkörper für Exteme Lines) müsste bei "aufrechter" Montage (Kühlrippen nach oben) ja dann bedeuten:
Kühlleistung der Kühlkörper: 3K/W / 0,7 (Wirkungsgrad 70%) = 4,286 K/W
2 x 9,6V x 0,7mA = 13,44W x 70% = 9,408W
9,408W x 4,286 K/W = 40K
40 °C über Raumtemperatur müsste ja unkritisch sein.

Somit wäre Option 3 mein Favorit, da es etwas günstiger kommt im Vergleich zu den 2x10W-Arrays und ich mit den niedrigeren Kühlkörper flexibler bin bei der Gestaltung.

Ist es ein Problem am gleichen Dimmer parallel noch ein Einbau-Netzgerät 500mA 12V= IP20 zu betreiben (für einen LED-Strip-Rest den ich verbauen möchte)?
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Achim H
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Di, 14.07.15, 17:45

Warum 5,833 K/W?

Weil ich mir nicht die Mühe gemacht habe, nachzuschauen, wie hoch der Wärmewiderstand des Kühlkörper für ExtremeLines ist. Ich bin davon ausgegangen (zumindest hatte ich es so in Erinnerung), dass dieser Wert bei 3,5K/W liegt.
3,5K/W / 0,6 [60%] = 5,883K/W

Tatsächlich hat der Kühlkörper aber 3K/W.
3K/W / 0,6 [60%] = 5K/W.

In Deinem Fall leuchten die Leds aber zur Decke, somit zeigen auch die Rippen des KK nach oben. Der Wirkungsgrad wäre entsprechend 70%.
3K/W / 0,7 [70%] = 4,286K/W

Sorry, ich bin auch nur ein Mensch, der hin und wieder Fehler produziert. Oder einfach nur zu faul ist, nachzuschauen. :roll:

Ist es ein Problem am gleichen Dimmer parallel noch ein Einbau-Netzgerät 500mA 12V= IP20 zu betreiben (für einen LED-Strip-Rest den ich verbauen möchte)?

Das Netzgerät ist nicht dimmbar. Wie es reagieren wird, wenn es gedimmt wird, ist nicht vorhersehbar.
tysker
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Di, 14.07.15, 20:47

Sorry, ich bin auch nur ein Mensch, der hin und wieder Fehler produziert. Oder einfach nur zu faul ist, nachzuschauen. :roll:
Ist doch pädagogisch wertvoll, so wird man zum selber denken angeregt.
Das Netzgerät ist nicht dimmbar. Wie es reagieren wird, wenn es gedimmt wird, ist nicht vorhersehbar.
Es gibt aber auch keine Alternative die AC-seitig dimmbar wäre und 12V/500mA liefert, oder?
Was ich noch gefunden habe, ist z.B. ein "Rutec LED Konverter 600mA 6W-10,8W 230V AC dimmbar Phasenabschnitt", allerdings will ich ja einen Phasenanschnittdimmer verbauen.
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