1W LEDs kühlen - via pcb + x

[M. V. (-_-)]

Schönen Sonntag zusammen,

wie montiert man 1W LEDs (SMT, 3030) thermisch "korrekt"?

Dass man das ansich mit Alucore-PCBs macht, ist mir bewusst. Doch stehen 
weder Material noch Verarbeitungsmöglichkeiten zur Verfügung. Bei 
wenigen (ich würde sagen 1/20cm^2 - überschätze ich das?) sollte 
hinreichend große Polygone als Freifläche um Kathode/Anode ja 
ausreichen. Allerdings sollen hier 2x 10 Stück auf relativ engem Raum 
verbaut werden.

Bisherige Einfälle:

a) medio-breite Freifläche an Kathode/Anode, auf das Kupfer dann 
Alu-Profil klemmen/schrauben, ggf. mit Wärmeleitpaste.
Nachteil: Alu auf Bestückungsseite, keine Serienschaltung möglich.

b) Platine dünn schleifen, Alu von hinten aufkleben.
Nachteil: Mieser Wärmetransport zum Alu.

Habt ihr bessere Ideen?

-mv

[Joachim B. (jar)]

hmm, ich kaufe gleich passende Sterne mit Alu und schraube die auch noch 
auf einen Alukörper.
1W kann man ja ausmessen, einfach einen TO 220R auf den geschätzten 
Alukühlkörper schrauben und aus dem Labornetzteil mit 1W befeuern und 
deltaT messen.

Für ca. 3-5W habe ich eine Alu-Scheibe 50mm Durchmesser 10mm Dicke 
geplant, wird Montag vermessen.
Soll eine Warnleuchte werden, deswegen rund, Öffnungswinkel der LED mit 
130° sollte passen.

[M. V. (-_-)]

Joachim B. schrieb:
> hmm, ich kaufe gleich passende Sterne mit Alu und schraube die auch noch
> auf einen Alukörper.

Das ist natürlich die schlaueste Lösung. Allerdings bin ich günstig an 
schöne high-CRI LEDs gekommen, die leider ohne dergleichen kamen.

-mv

[Joachim B. (jar)]

Bei einer eigenen Platine könnte man ja doppelseitig große Kupferflächen 
vorsehen und viele VIAs.

Der PI B alt mit seinem Linearregler RG2 hat auch 1W verheizt ohne 
nennenswerte Kühlflächen, hat mich immer gestört und ich habe eine 
Schaltregler eingesetzt.

[U. M. (oeletronika)]

Hallo,
> M. V. schrieb:
> wie montiert man 1W LEDs (SMT, 3030) thermisch "korrekt"?
> sollten hinreichend große Polygone als Freifläche um Kathode/Anode
> ja ausreichen.
so ist es. Für LED im Bereich bis ca. 1W kann man auch Kupferflächen 
nutzen. Ich habe z.B. solche LPl mit ca. 1mm Dicke und 70um Kupfer 
gemacht, die bis ca. 3...4W taugen (ohne sonstige Kühlkörper).
Die effektive Fläche (beide Seiten zusammen) ist dann ca. etwas über 
30cm².
Pro 1W sollte man mind. ca. 10cm² bereitstellen. Für langzeitigen 
Dauerbetrieb wären bis ca. 20cm² pro 1W zu empfehlen.
Um aber die Abwärme auf die gesamte Fläche gut zu verteilen, muß eine 
großflächige Kupferkaschierung genutzt werden (beidseitig, möglichst 
dick).

> Allerdings sollen hier 2x 10 Stück auf relativ engem Raum
> verbaut werden.
Was heißt "rel. enger Raum"? Wie die effektiv wirksame Kühlfläche 
zustande kommt, ist an sich egal, nur sollte sie eben da sein und 
"effektiv wirken".

> Bisherige Einfälle:
> b) Platine dünn schleifen, Alu von hinten aufkleben.
Bei LED mit 1W ist das IMHO nicht so eng zu sehen. Die LED brauchen 
erstmal auf der Bestückungsseite genügend Kupferfläche, damit die Wärme 
per Wärmeleitung erstmal auf eine genügend große Fläche verteilt wird.
Dann kann man auch mit dem eher schlechten Wärmedurchgang durch eine LPL 
leben.

> Nachteil: Mieser Wärmetransport zum Alu.
Nicht immer nur Wasserstandsmeldungen nachplappern, sondern einfach mal 
selber rechnen. Oft kommt man zu Ergebnissen, die dem Gefühl 
widersprechen, das man dabei hat.

LPL-Mat. hat einen Wärmedurchgangskoeef. von ca. 0,2...0,3W/m*K.
Wenn man jetzt eine LPL-Dicke von 1mm annimmt und eine effektive 
Durchgangsfläche von 30mm² (Kupferpolygon auf der Bestückungseite), dann 
bekommt man einen Wärmewiderstand durch die LPL von ca. 10...15K/W.

https://de.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rmeleitf%C3%A4higkeit

Ich meine, das ist akzeptabel, wenn das auf der anderen Seite auf einen 
ausreichend großen Kühlkörper oder kühlblech weiter gereicht wird.

Das entspricht auch meinen Erfahrungen mit einfachen Träger-LPL für LED 
im Bereich von ca. 1W.
http://uwiatwerweisswas.schmusekaters.net/Uwi/ELEKTRONIK/LED_LAMPEN/SCHREIBTISCHLAMPE/LPL_LED-Traeger_25x25mm_einzeln.JPG
Gruß Öletronika

[Minimalist (Gast)]

Der Australier hatte da mal was in der Post, hier das Mailbag-Video. Ist 
bestimmt nicht billig, sieht aber wertig aus.
https://www.youtube.com/watch?v=wq2BGsgaPk0

[Joachim B. (jar)]

ohne Zeitangabe grausam ich kann den nur kurz hören, sonst finde ich den 
ja toll, aber eine ganze Sendung halte ich nicht durch.

[W.A. (Gast)]

M. V. schrieb:
> Das ist natürlich die schlaueste Lösung. Allerdings bin ich günstig an
> schöne high-CRI LEDs gekommen, die leider ohne dergleichen kamen.

Bei Ebay hst du schon geguckt?
k.A. wie dein Footprint aussieht, aber die üblichen 23mm Alu-Sterne 
kostet keine 10ct/Stk.
http://www.ebay.com/itm/291656310066

[M. V. (-_-)]

Joachim B. schrieb:
> Bei einer eigenen Platine könnte man ja doppelseitig große Kupferflächen
> vorsehen und viele VIAs.

Ätzen geht leider nur einseitig, bzw. auf gar keinen Fall Vias.

U. M. schrieb:
> Nicht immer nur Wasserstandsmeldungen nachplappern, sondern einfach mal
> selber rechnen. Oft kommt man zu Ergebnissen, die dem Gefühl
> widersprechen, das man dabei hat.

Naja, 1.5mm PCB + Schicht Epoxidharz bis zum Kühlkörper ist eben doch 
einiges mehr als Kühlkörper auf Wärmeleitpaste auf Kupfer. Aber du hast 
sicher recht, dass bzgl. thermischen Dingen die Tendenz zum Nichtrechnen 
da ist.

U. M. schrieb:
> Ich meine, das ist akzeptabel, wenn das auf der anderen Seite auf einen
> ausreichend großen Kühlkörper oder kühlblech weiter gereicht wird.

Klingt so, ja. Werde ich wohl einfach mal ausprobieren - wennauch dünner 
als 1mm ;)

Dein Server (oder was auch immer das sein mag) ist übrigens hin.

Joachim B. schrieb:
> ohne Zeitangabe grausam

Gegen Ende. 10min vor Schluss oder so. Allerdings etwas Overkill für 
meinen Fall. Und auch hier wieder das Problem mit der Potentialfreiheit.

W.A. schrieb:
> Bei Ebay hst du schon geguckt?

Bei Ali. Aber 3030 scheint nicht so gängig zu sein.

Danke euch allen für die Ratschläge. Werde die Tage mal 'ne Platine 
ätzen, runterschleifen und rückseitig einen Kühlkörper ankleben.

-mv

[U. M. (oeletronika)]

Hallo,
> M. V. schrieb:
> Dein Server (oder was auch immer das sein mag) ist übrigens hin.
ist nicht mein Server, aber es interessiert mich, wenn der nicht 
erreichbar ist. Kannst du da näher beschreiben?

Ich habe nämlich kein Problem damit.
Wenn ich den Link in meinem Artikel anklicke, ist die Seite sofort da?
Gruß Öletronika

[M. V. (-_-)]

U. M. schrieb:
> ist nicht mein Server, aber es interessiert mich, wenn der nicht
> erreichbar ist. Kannst du da näher beschreiben?

  % host uwiatwerweisswas.schmusekaters.net
  uwiatwerweisswas.schmusekaters.net is an alias for 
ns2.schmusekaters.net.
  ns2.schmusekaters.net has address 83.236.200.139

  % nc -w 10 83.236.200.139 80
  (UNKNOWN) [83.236.200.139] 80 (http) : Connection timed out

Ich tippe mal auf misskonfigurierte Firewall (nicht bei mir, von 
$andererstandort aus ist das auch so).

-mv

[Crazy Harry (crazy_h)]

Ich hab mir mal aus 0.75mm Alublech Scheibchen mit 3mm Durchmesser 
stanzen lassen und meine Platinen (0.8mm dick) unter den LEDs mit 3mm 
Löchern versehen. Auf die Scheibchen beidseitig WLK und mit den LEDs und 
einem eloxierten KK verklebt. Das waren 48 0.5W LEDs auf ca. 50x50mm.

[Einhart P. (einhart)]

Das dünnste verfügbare Basismaterial nehmen und auf das Alu laminieren. 
Ich nutze 0,3mm Material. Beim Layout große Kupferfläche am Thermal Pad 
vorsehen.

[Tüddel (Gast)]

Diese App-Notes kennst du schon?

http://www.cree.com/~/media/Files/Cree/LED%20Components%20and%20Modules/XLamp/XLamp%20Application%20Notes/XLamp_PCB_Thermal.pdf

http://www.cree.com/~/media/Files/Cree/LED-Components-and-Modules/XLamp/XLamp-Application-Notes/PCB_Thermal_XQ_XH.pdf

http://www.cree.com/~/media/Files/Cree/LED%20Components%20and%20Modules/XLamp/XLamp%20Application%20Notes/XLampThermalManagement.pdf

Am besten ein sehr dünnes FR4 mit "ganz viel" Kupfer auf einen 
Kühlkörper o.Ä....

[Joachim B. (jar)]

Joachim B. schrieb:
> Für ca. 3-5W habe ich eine Alu-Scheibe 50mm Durchmesser 10mm Dicke
> geplant, wird Montag vermessen.
> Soll eine Warnleuchte werden, deswegen rund, Öffnungswinkel der LED mit
> 130° sollte passen.

mal eine Rückmeldung geben:

Das Ergebnis haut mich um,

Ich betreibe die beiden LED in Reihe nun mit 0,3A (Imax. 0,7A) es fallen 
4,3V ab.

Es ist wirklich hell! auch im hellsten Raum sollte das gut zu sehen 
sein.
Ich kann also den LED Strom prima detektieren, und bei Kurzschluß von 
einer oder Ausfall von beiden LED bekomme ich auch eine schöne 
Schaltschwelle.

Die beiden erreichen auf der AluScheibe im RundumlichtGehäuse 35°C.

Das passt, bei 1,3W habe ich auch nicht viel mehr erwartet.

[Werner H. (pic16)]

Crazy H. schrieb:
> meine Platinen (0.8mm dick)

Wo bekommt man dieses Material, einseitig o, doppelt?

[U. M. (oeletronika)]

Hallo,
ich habe deine Fehlermeldung mal an den Betreiber des Servers weiter 
gegeben und die Antwort unten bekommen:
> M. V. schrieb:
> % host uwiatwerweisswas.schmusekaters.net
>   uwiatwerweisswas.schmusekaters.net is an alias for
> ns2.schmusekaters.net.
>   ns2.schmusekaters.net has address 83.236.200.139
>
>   % nc -w 10 83.236.200.139 80
>   (UNKNOWN) [83.236.200.139] 80 (http) : Connection timed out
> Ich tippe mal auf misskonfigurierte Firewall (nicht bei mir, von
> $andererstandort aus ist das auch so).

.... da hat wohl jemand Probleme mit seiner Namensaufloesung.
Muss er mal seinen Router oder seinen Provider befragen.

Das auf 83.236.200.139 keine Antwort auf Port 80 erfolgt ist Absicht, da
der Webserver auf 81.89.101.161 laeuft.

Richtig muss es so aussehen:
% host uwiatwerweisswas.schmusekaters.net
uwiatwerweisswas.schmusekaters.net is an alias for 
ns2.schmusekaters.net.
ns2.schmusekaters.net has address 81.89.101.161

Nameserverdiagnose sagt, das alles korrekt ist:

% dig uwiatwerweisswas.schmusekaters.net

; <<>> DiG 9.11.0 <<>> uwiatwerweisswas.schmusekaters.net
;; global options: +cmd
;; Got answer:
;; ->>HEADER<<- opcode: QUERY, status: NOERROR, id: 26914
;; flags: qr aa rd ra; QUERY: 1, ANSWER: 2, AUTHORITY: 2, ADDITIONAL: 3

;; OPT PSEUDOSECTION:
; EDNS: version: 0, flags:; udp: 4096
;; QUESTION SECTION:
;uwiatwerweisswas.schmusekaters.net. IN  A

;; ANSWER SECTION:
uwiatwerweisswas.schmusekaters.net. 604800 IN CNAME 
ns2.schmusekaters.net.
ns2.schmusekaters.net.  604800  IN  A  81.89.101.161

;; AUTHORITY SECTION:
schmusekaters.net.  604800  IN  NS  ns2.schmusekaters.net.
schmusekaters.net.  604800  IN  NS  ns.schmusekaters.net.

;; ADDITIONAL SECTION:
ns.schmusekaters.net.  604800  IN  A  83.236.200.139
ns.schmusekaters.net.  604800  IN  AAAA  2001:1a80:300:bb::1

;; Query time: 0 msec
;; SERVER: 192.168.0.1#53(192.168.0.1)
;; WHEN: Tue Nov 01 01:12:13 CET 2016
;; MSG SIZE  rcvd: 172
***********************************************************************

Das die Namensaufloesung 83.236.200.139 ergeben hat ist sein Problem, an
dem kann ich nichts aendern.

Soll mal folgende Befehle ausprobieren:

% host uwiatwerweisswas.schmusekaters.net 8.8.8.8
Using domain server:
Name: 8.8.8.8
Address: 8.8.8.8#53
Aliases:

uwiatwerweisswas.schmusekaters.net is an alias for 
ns2.schmusekaters.net.
ns2.schmusekaters.net has address 81.89.101.161
-----------------
% host uwiatwerweisswas.schmusekaters.net 81.89.101.161
Using domain server:
Name: 81.89.101.161
Address: 81.89.101.161#53
Aliases:

uwiatwerweisswas.schmusekaters.net is an alias for 
ns2.schmusekaters.net.
-----------------
% host uwiatwerweisswas.schmusekaters.net 83.236.200.139
Using domain server:
Name: 83.236.200.139
Address: 83.236.200.139#53
Aliases:

uwiatwerweisswas.schmusekaters.net is an alias for 
ns2.schmusekaters.net.
ns2.schmusekaters.net has address 81.89.101.161

[Crazy Harry (crazy_h)]

Werner H. schrieb:
> Crazy H. schrieb:
> meine Platinen (0.8mm dick)
>
> Wo bekommt man dieses Material, einseitig o, doppelt?

Reichelt BEL 160X100-0.8 ...... oder so ähnlich :oD