Hallo. Ich mache mir Gedanken über die Kühlung einer LED Platine mit 48 hi-Power smd LED's. (PLCC6 3-Chip) Bringt es etwas, wenn ich ein dünnes Basismaterial wäle (0,5 mm), und dann die gesame Platine auf einen Alu Kühlkörper schraube, und evl noch Wärmeleitpaste einsetze?
Mit viel durchkontaktierungen und großer Kupferfläche auf der Unterseite sicherlich. Am besten aber gleich alukern Platine
Wird teilweise so gemacht, siehe z.B. auch http://www.youtube.com/watch?v=PFcC315vuQ8 Das ist ein Beitrag von eevblog.com, der nimmt eine LED-Röhre auseinander. Es kommt natürlich sehr auf die Spezifikation der LED an. Als Behelf kannst Du einen Probeaufbau machen und per einfachen Teperatursensor messen (siehe auch Video). Bei mehr als 60°C an der LED bei Raumtemperatur wäre ich dann skeptisch.
Durchkontaktierungen habe ich keine. Die Platine wird einseitig. Alukern Platinen gibt es zwar, aber die müsste ich fertigen lassen. die LEDs haben 3x20 mA. Die 3 Chips der LEDs sind in Reihe geschaltet, hängen über einen Vorwiderstand an 12V. Und das dann 48 mal. Die Massebahn und die 12V Bahn ist etwas breiter gestaltet, auch zwecks Wärmeabfuhr/Wärmeverteilung.
Sven schrieb: > die LEDs haben 3x20 mA. > > Die 3 Chips der LEDs sind in Reihe geschaltet, hängen über einen > Vorwiderstand an 12V. Und das dann 48 mal. Was ist daran jetzt so high power? Unter high power verstehe ich eher sowas wie 1W LEDs. Wie warm wird deine Platine denn?
In meiner Praktikumsfirma hat man die Platinen einfach auf einen Wärmeleitpad und diesen auf einen Kühlkörper gesetzt. Das hat selbst bei den Golden Dragon von Osram noch sehr gut funkioniert. Allerdings lag das Ganze Gebilde auch in einem recht starken Luftstrom. Da lag die Leistung aber um den Faktor 10 höher.
Timmo H. schrieb: > Was ist daran jetzt so high power? Also 35W sind dann - je nach Fläche - schon einiges.
Martin Schwaikert schrieb: > Timmo H. schrieb: >> Was ist daran jetzt so high power? > > Also 35W sind dann - je nach Fläche - schon einiges. Also ich komme eher auf 11,5W.sind ja immer 3 in Reihe. Also 48x20mA und dann eben an 12V
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>Durchkontaktierungen habe ich keine. >Die Platine wird einseitig. >Alukern Platinen gibt es zwar, aber die müsste ich fertigen lassen. Wenn du die Platinen selbst ätzt kannst du auch 0,1mm Basismaterial nehmen. http://www.octamex.de/shop/?page=shop/flypage&product_id=2817&category_id=bb6943bbc30dd517efa78ef63446e813&/100_x_80_mm_35%B5m_Cu_FR4_Platine_kaufen.html damit kann man faktische sein eigenen Alukern Platinen herstellen. Gruß Matthias
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Da kann ich Matthias nur zustimmen. Zur Zeit betreibe ich eine Deckenlampe im Test. Die hat ungefähr 35 W und ist mit 0,125mm FR4 geklebt auf Aluminium realisiert. Der Wärmeübergang ist recht gut. Gruß Einhart
Einhart Pape schrieb: > Da kann ich Matthias nur zustimmen. Zur Zeit betreibe ich eine > Deckenlampe im Test. > > Die hat ungefähr 35 W und ist mit 0,125mm FR4 geklebt auf Aluminium > realisiert. Der Wärmeübergang ist recht gut. > > Gruß > Einhart Genau so habe ich das auch vor. Standard Deckenlampe auf LED umbauen. Allerings mit einfachem 12V Netzteil. Bei dir sind die LEDs alle in Reihe und haben noch große Kupferflächen. Die habe ich nicht vorgesehen. Welchen LED Driver benutzt di? Welche LEDs hast du verwendet? Die scheinen noch eine Art Linse zu haben? Hast du nen Link dazu? Wenn ich keine 3 Chip LEDs verwende, sondern einzelne, könnte ich auf noch Kupferflächen zur Kühlung anbringen. Wenn ich stärkere LEDs einsetze, statt 3 Chip LEDs, würde das lohne Leistungsverlust funktionieren. Meine Platine ist 80x100 groß (Halbe Eurokarte). Wobei die LEDs in 8 Reihen zu je 6 Stück angeordnet werden. Im 10 mm Raster. Wobei die Platine rundum einen Rand von 10 mm ohne Bestückung und ohne Leiterbahnen besitzt, der nur für mechanische Befestigung vorgesehen ist.
Bei 3 Chip LEDs muss ich unter den LEDs kleine Brücken zwischen den Anschlüssen legen. Kontakt zur etwas breiteren Massebahn gibt es nur über einen Pin. Zur breiteren + Bahn ist nur über den SMD Widerstand verbindung. Wenn ich 1 Chip LEDs verwednen würde, bräuchte ich pro 3 LEDs nur einen Widerstand. Zwischen den LEDs die Verbindungen könnte ich als 9 mm breite Leiterbahnen ausführen, die auch noch etwas unter das LED Gehäuse ragen. Ich hätte dann wesentlich mehr "Geschlossene Kupferfläche" auf der Platine. Falls das Kühltechnisch ein Vorteil bringt.
Hallo Sven, Da hab' ich doch gelogen ;-). Die gezeigte Lampe hat 20W. Die LEDs sind CREE XH-G aus der Sammelbestellung von Falk: Beitrag "[Mitbestellung] Cree XH-G (3x3mm, >160lm/W, CRI80+/90+)" Die haben hervorragende Daten, müssen jedoch mit Reflow gelötet werden. Eine Linse haben sie nicht - das Runde ist der Verguß. Ein wichtiger Vorteil ist der Keramikträger. Der macht sie robuster und langlebiger als Kunststoff LEDs. Die Lampe hat vier Module mit je 10 dieser LEDs in Reihe und zwei € 2,50 Stromquellen aus China. Je zwei Module sind parallel geschaltet und werden mit einer Stromquelle versorgt (25-43V 300 mA) PS: bevor das jemand bemerkt: das Bild links stammt aus einem andern Test. Ich kann weiter als bis 10 zählen ;-)
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Einhart Pape schrieb: > Die Lampe hat vier Module mit je 10 dieser LEDs in Reihe und zwei € 2,50 > Stromquellen aus China. Schäm dich. Und sowas hängt an einem Holzbanken. Fünf Euro sollte einem sein Haus schon wert sein :)
Diese Cree Leds sind schon interessant. Wie hast du die Reflow Lötung gemacht? Mit Lötpaste und umbegautem "Pizzaofen"? Oder mit Halogen Baustrahler ?
Auf der Ceran Herdplatte. Allerdings mit Wismut (Bismut) Lötpaste (Schmelzpunkt ~135°). Ich hatte Angst bezüglich der Klebung zwischen FR4 und Alu.
Kann man auch mit normaler Lötpaste und Herdplatte löten, oder wird das für ne FR4 Platine zu heiß? Bei mir wird die Platine nicht fest verklebt. Nach Bestückung wird sie mit Wärmeleitpaste auf nen Kühlkörper "gepappt" und verschraubt. Die Gewindebolzen, mit denen der Kühlkörper am Lampengehäuse befestigt wird, dienen dann auch dem Halt der Platine.
Geht auch. Musst halt nur im Auge behalten wenn der Schmelzpunkt vom Lot erreicht ist. Der Kunststoff der LEDs ist relativ nah am Schmelzpunkt von Bleifreiem Lot. Bismut geht natürlich auch, kostet ja auch nur ein Appel und'n Ei
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Ich glaub, ich muss mir mal etwas bismut lot besorgen und mal Reflow Löten testen. Vielleicht nehme ich dann auch die Cree LEDs.
Wenn man mit einem 350 mA LED Driver arbeiten möchte, und mehrere LED Gruppen damit betreiben wollte, müsste man dann vor den einzelnen Gruppen auch Vorwiderstände setzen? Vielleicht gestalte ich die Platine so, dass immer 3er Gruppen vorhanden sind, die man dann je nach bedarf in Reihe oder parallel schalten kann. Jenachdem wie die Widerstände dann aufgelötet werden, gehen die dann richtung Masse oder Plus, oder zur nächsten Gruppe. Wenn bei Parallelschaltung von LED Gruppen an einem LED Driver nicht ohnehin ausgleichswiderstände vorgeschrieben sind, müsste man dann notfalls 0 Ohm Brückenwiderstände einsetzen.
So wie ich das Datenplatt verstehe, ist 350 mA das Maximum Rating von den LEDs. Und 65 mA ist der Nennstrom. Verschalte ich die LEDs zu 4 Stück 6er Gruppen, käme jede Gruppe auf 87,5 mA. Platine mit Kühlkörper, sollte dann hoffentlich ok sein die LEDs mit 87,5 mA zu betreiben. Das heißt, ich brauche 2 Stück 350 mA Driver für 24 V. Müssen oder können die 4 parallel geschalteten Gruppen dann jeweils einen Ausgleichswiderstand haben? Oder werden die einfach parallel geschaltet und an den 350 mA Driver angeschlossen?
Einhart Pape schrieb: > Die hat ungefähr 35 W und ist mit 0,125mm FR4 geklebt auf Aluminium > realisiert. Der Wärmeübergang ist recht gut. was für einen Klebstoff hast Du verwendet? Ich denke gerade auch über was in die Richtung nach. Meine bisherige Überlegung war die Platine mit reiner Wärmeleitpaste zu bekleistern und die Befestigung über Schrauben zu machen (Gewinde in den Alu-KK schneiden). Denn wenn ich das richtig verstanden habe, hat Kleber nicht so einen guten Wärmewiderstand wie Wärmeleitpaste. Einhart Pape schrieb: > Auf der Ceran Herdplatte. Allerdings mit Wismut (Bismut) Lötpaste > (Schmelzpunkt ~135°). Ich hatte Angst bezüglich der Klebung zwischen FR4 > und Alu. Warum hast Du nicht erst gelötet und dann geklebt?
Nachdem es mit 2K Epoxy Ablösungen gegeben hat (wahrscheinlich hatte ich das FR4 nicht genug angerauht), habe ich Weicon RK-1500 benutzt. RK-1300 wäre mit einer etwas höheren Temperaturstabilität etwas besser. Der Klebefilm ist bei guter Pressung extrem dünn. Ich denke aus diese Grund ist kleben besser als Wärmeleitpaste. Der nächste Test kommt dann mit JB-Weld Epoxy. Das soll bis 300°C gehen. Beim Löten auf der 0,1 mm Folie verzieht diese ein wenig. Das könnte beim Kleben Probleme bzw. eine größere Menge Kleber unter der Folie und damit mehr Wärmewiderstand geben. Die dünne Folie (wird mit der Schere geschnitten) sorgt ja gerade für einen besseren Wärmeübergang. Mit Schrauben geht bei 0,1mm FR4 nichts.
Danke für Deine Erklärungen. Zum Schrauben: macht bei 0,1mm sicher keinen Sinn. Ich war gedanklich bei dem was mir bisher vorschwebte: 0,5mm Material, dafür aber mit massenweise Vias drin. Aber da hab ich das Problem mit der Isolation der Vias und ich könnte mir gut vorstellen, daß das 0,1mm-Material die Wärme letztlich besser leitet.
Hallo. Ja bei 0,1 mm macht schrauben nicht unbedingt Sinn. Ist ja zu flexibel. Mit Wärmeleitpaste "angepappt" und mit Unterlegscheiben würde es wohl dennoch gehen. Aber vielleicht klebe ich es auch erst mal auf eine Aluplatte, die dann auf den KK geschraubt wird. Direkt auf den Kühlkörper kleben (gekaufter Strangkühlkörper) könnte etwas unpraktisch werden.
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