2x SmartArray Nichia 10W - welche KSQ

Schaltungen, Widerstände, Spannung, Strom, ...

Moderator: T.Hoffmann

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BEO
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Di, 04.06.13, 20:55

Hallo zusammen,

bin neu hier und möchte als erstes Projekt eine alte Deckenleuchte (rund, ca 20m Durchmesser, Luftspalt zwischen Gehäuse und Schale ca. 10mm rundum) auf LED umrüsten.

Ich dachte an zwei SmartArrays 10W, damit es schön hell wird. Durch den begrenzten Platz kann ich den ExtremeLine KK nicht verwenden, ein Stück müßte abgesägt werden.

Welchen KK müßte ich verwenden, um die beiden Arrays mit 350mA betreiben zu können? Und welche KSQ paßt dazu - ich bin mal von Reihenschaltung ausgegangen.
Oder kann ich die beiden Arrays auch parallel schalten?
Es geht um diese Arrays:
http://www.leds.de/High-Power-LEDs/Chip ... weiss.html

Gruß und danke für Eure Hilfe

BEO
Borax
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Di, 04.06.13, 21:42

Hallo BEO,
welcome on board!

In diesem Fall würde ich eher auf eine bessere Verteilung der LEDs setzen. Wenn Du die 4W Arrays nimmst:
http://www.leds.de/LED-Leisten-Module/H ... weiss.html und mit 175mA betreibst (3 in Serie 2 mal parallel an einer 350mA KSQ z.B. die hier: http://www.leds.de/LED-Zubehoer/Strom-u ... id-17.html - ergibt auch etwa 1500lm), dann reicht ein hinreichend großes 2-3mm Alu-Blech (z.B. 16x16cm - Ecken abgeschnitten, so dass es in die rund 20cm Durchmesser passt) als Kühlung aus.
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Achim H
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Di, 04.06.13, 21:45

Willkommen im Forum.

1 Stück SmartArray 10Watt erzeugt mit 350 mA bestromt eine Leistung von (27,3 V x 0,35 A) = 9,555 W.

Bei einer angenommenen Raumtemperatur von 25 °C (direkt unter der Decke montiert können es 5-10 °C mehr sein) und einer maximalen Kühlkörpertemperatur von 70 °C (heißer sollte ein Kühlkörper nicht werden, ansonsten verbrennt man sich die Finger)) würde eine Temperaturdifferenz von
70 °C - 25 °C = 45 °C --> gleichbedeutend mit 45 K (Kelvin)
entstehen.

Bei einer Leistung von 9,555 W müsste der Kühlkörper (senkrecht stehende Rippen) einen maximalen Wärmewiderstand von
45 K / 9,555 W = 4,7 K/W haben.

Je nach Ausrichtung der Rippen kann ein Mehrbedarf von bis zu 40% erforderlich werden.
4,7 K/W x 0,6 (entspricht einer Kühlleistung von nur noch 60 %) muss der Wämewiderstand des Kühlkörper 2,8 K/W (oder besser) sein.

Der Kühlkörper für die ExtremeLine ist mit 3 K/W (0,2 K/W schlechter als erforderlich) schon nicht mehr geeignet. Würde dieser Kühlkörper auch noch gekürzt werden, würde seine Kühlleistung noch schlechter werden.

Eine geeignete Konstantstromquelle für 2 Stück 10 Watt SmartArrays in Reihe wäre dieses Gerät:
Konstantstromquelle 350mA, IP20 (Ausgangsspannungsbereich: 30 - 72 V)
BEO
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Borax hat geschrieben:Hallo BEO,
welcome on board!

In diesem Fall würde ich eher auf eine bessere Verteilung der LEDs setzen. Wenn Du die 4W Arrays nimmst:
http://www.leds.de/LED-Leisten-Module/H ... weiss.html und mit 175mA betreibst (3 in Serie 2 mal parallel an einer 350mA KSQ z.B. die hier: http://www.leds.de/LED-Zubehoer/Strom-u ... id-17.html - ergibt auch etwa 1500lm), dann reicht ein hinreichend großes 2-3mm Alu-Blech (z.B. 16x16cm - Ecken abgeschnitten, so dass es in die rund 20cm Durchmesser passt) als Kühlung aus.
Ja, das hört sich auch gut an. Muß ich aber erst mal nachmessen, denn die KSQ muß ja auch noch ins Gehäuse passen.

Gruß

BEO
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Achim H hat geschrieben:Willkommen im Forum.

1 Stück SmartArray 10Watt erzeugt mit 350 mA bestromt eine Leistung von (27,3 V x 0,35 A) = 9,555 W.

Bei einer angenommenen Raumtemperatur von 25 °C (direkt unter der Decke montiert können es 5-10 °C mehr sein) und einer maximalen Kühlkörpertemperatur von 70 °C (heißer sollte ein Kühlkörper nicht werden, ansonsten verbrennt man sich die Finger)) würde eine Temperaturdifferenz von
70 °C - 25 °C = 45 °C --> gleichbedeutend mit 45 K (Kelvin)
entstehen.

Bei einer Leistung von 9,555 W müsste der Kühlkörper (senkrecht stehende Rippen) einen maximalen Wärmewiderstand von
45 K / 9,555 W = 4,7 K/W haben.

Je nach Ausrichtung der Rippen kann ein Mehrbedarf von bis zu 40% erforderlich werden.
4,7 K/W x 0,6 (entspricht einer Kühlleistung von nur noch 60 %) muss der Wämewiderstand des Kühlkörper 2,8 K/W (oder besser) sein.

Der Kühlkörper für die ExtremeLine ist mit 3 K/W (0,2 K/W schlechter als erforderlich) schon nicht mehr geeignet. Würde dieser Kühlkörper auch noch gekürzt werden, würde seine Kühlleistung noch schlechter werden.

Eine geeignete Konstantstromquelle für 2 Stück 10 Watt SmartArrays in Reihe wäre dieses Gerät:
Konstantstromquelle 350mA, IP20 (Ausgangsspannungsbereich: 30 - 72 V)

Hallo Achim H,

vielen Dank für die Beispielrechnung. Das heißt, mit einem KK wie http://www.reichelt.de/Profilkuehlkoerp ... nr=V+6506G könnte ich sogar mit einem Array bei 700 mA auskommen:

30V * 0,7A = 21 Watt
Tdiff = 45K

entspricht 2,14 K/W, abz. 40% = 1,29 K/W

Der KK bei reichelt hat 0,9 K/W, damit müßte ich doch auf der sicheren Seite sein, oder? Fragt sich nur, ob er ins Gehäuse passt.

Gruß

BEO
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Achim H
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Fragt sich nur, ob er ins Gehäuse passt.
Was für ein Gehäuse?

Die Umgebungsluft muss zum Kühlen schon an die Rippen des Kühlkörper heran kommen können. Mit einem Gehäuse drumrum klappt das nicht. Die Folge: der Kühlkörper und die Luft im Innern des Gehäuse werden wärmer und immer wärmer, irgendwann heiß und irgendwann sind die Leds kaputt (haben die übermäßige Hitze nicht vertragen).

Das bißchen Blech der Lampe (meist aus Stahlblech = schlechter Wärmeleiter) reicht nicht aus, die Wärme vom Kühlkörper nach Außen zu transportieren.

Und Löcher ins Gehäuse bohren reicht meist nicht mehr aus, wenn reichlich Leistung = reichlich Wärme vorhanden ist.
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