Hallo Leute, ich bin dabei mir eine UV-Leuchte aufzubauen, hierfür benutze ich die SMD UV-LEDs von Seoul Viosys. Das Ansteuern der LED funktioniert bereits, ich habe eine Leiterkarte entwickelt mit leider nur mit einer Kupferlage, sprich nur Top-Layer. Nun stehe ich aber vor dem Problem, dass die LED zu warm wird bei voller Ansteuerung. Zwar habe ich vorsichthalber schon Kupferflächen auf der Platine verlegt, also rundum das Footprint der LED, aber leider reichen die Flächen nicht aus. Jetzt möchte ich gerne auf die Unterseite einen Kühlkörper anbringen. Hierbei hätte ich eine Verständnisfrage: Reicht es aus, wenn ich einen Kühlkörper direkt unter der Leiterkarte mit Wärmeleitpaste oder Pad anbringe, damit die Wärme von der LED durch die Leiterkarte bis in den Kühlkörper abweichen kann? Oder ist es zwingend notwendig, dass der Kühlkörper eine Verbindung zur LED haben muss (zum Beispiel, mit einer Schraube durch die Kupferflächen oder am Gehäuse der LED). Vielen Dank im Voraus Oli
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Es gibt sehr billige fertige LED PCBs mit Alukern. Was besseres wirst du vermutlich nicht selbst hinbekommen.
Oliver F. schrieb: > Reicht es aus, wenn ich einen Kühlkörper direkt unter der Leiterkarte > mit Wärmeleitpaste oder Pad anbringe, damit die Wärme von der LED durch > die Leiterkarte bis in den Kühlkörper abweichen kann? Wenn man das nicht ausrechnen kann (der thermische Widerstand von FR4 ist bekannt und viele Durchkontaktierungen reduzieren ihn zudem) dann kann man es ausprobieren. > Oder ist es zwingend notwendig, dass der Kühlkörper eine Verbindung zur > LED haben muss Kommt drauf an, wieviel Leistung du den LED zumuten willst. Und auf die Umgebungstemperatur. Und ob da ein Lüfter bläst oder nur passive Konvention möglich ist. BTW: das Problem ist übrigens keines, das mit Digitaltechnik zu tun hat.
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Oliver F. schrieb: > Vielen Dank im Voraus Geile Idee wenn man gleichzeitig zu faul ist, den Typ der LED zu nennen oder ihr Datenblatt zu verlinken. Oliver F. schrieb: > Oder ist es zwingend notwendig Kann sein, kann nicht sein, kommt auf die LED an (ach, welche Überraschung). Bei 'high power' eher zwingend notwendig.
reicht es wenn du die Platine mal mit so nem 08/15 80mm PC Lüfter von hinten anbläst? Kannst ja den Strom langsam erhöhen.
Danke für die Antworten. Lothar M. schrieb: > Kommt drauf an, wieviel Leistung du den LED zumuten willst. Und auf die > Umgebungstemperatur. Und ob da ein Lüfter bläst oder nur passive > Konvention möglich ist. > > BTW: das Problem ist übrigens keines, das mit Digitaltechnik zu tun hat. Ungefähr 2W leistet die LED. Bisher ist kein Lüfter vorgesehen. Bei der Messung der Temperatur, kam ich auf einen Wert von 92°C bei 100% Auslastung, die Operating-Temperatur laust Datenblatt liegt bei 85°C. Sprich viel müsste ich eig. nicht mehr kühlen. MaWin schrieb: >> Oder ist es zwingend notwendig > > Kann sein, kann nicht sein, kommt auf die LED an (ach, welche > Überraschung). Mir ging es im Vorfeld, erst um das Verständis, ob eine Anbindung des Kühlkörpers, unterhalb einer Platine, ohne direkt Verbindung zur Oberseite mit den Bauteilen, einen Kühleffekt liefert. Aber bei der LED handelt es sich um eine cud4af1b.
Wo genau hast du die 92°C denn gemessen? Laut DaBla hat die LED 5,8K/W Rth und der Wirkungsgrad ist so schlecht...da kann man gleich mit der ganzen Leistung als Heizleistung rechnen. Macht bei 500mA Nennstrom also 2,2W und bei 700mA sind es ~3,2W. Ausgehend von der Erwärmung und der Abnahme der Flußspannung kann man auch mit 2W-3W und damit einem Delta-T von +12 bis +18°C rechnen. Und zwar zum Kühlpin, wo du gemessen hast war die Temperatur sicher um einiges niedriger. Wenn du 700mA als Maximalstrom meinst, dann würdest du da an der maximalen Chiptemperatur kratzen und ein Versagen wäre vorprogrammiert. Nicht umsonst kommen High Power LEDs auf Aluplatinen, wie es die Vorredner schon gesagt haben. Man muss sich hier entscheiden, was man haben will: Schlechte Kühlung oder Maximalleistung bzw. nahe dran. Beides zusammen ist ein gewolltes Versagen.
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Oliver F. schrieb: > Aber bei der LED handelt es sich um eine cud4af1b. 3W. Da reicht die einseitige Hartpapierplatine nicht wenn man nur von unten kühlt. Ich würde auf die Lötpads der Platine zunächst dünne Kupferbleche löten, dann die LED auf die Kupferbleche. So gross müssen die nicht sein, insgesamt 3cm2 reicht locker, 0.25mm Dicke reicht locker. Man kann auch Platinen mit extra dicker Kupferschicht kaufen, aber 70u sind zu wenig, 130 wäre besser.
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Ich hab mir mal diese Platine hergestellt und jede LED muß bei 150mA gekühlt werden. Hinter jeder LED befindet sich ein 3mm Loch und darin ein ausgestanztes Aluplättchen (beidseitig, also mit LED und Kühlkörper mit WLK verklebt). Funktioniert problemlos. Achja das sind 4 Stränge mit je 12 LEDs in Reihe. Laut Hersteller 80lm bei 150mA pro LED.
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Crazy H. schrieb: > Hinter jeder LED befindet sich ein 3mm Loch und darin > ein ausgestanztes Aluplättchen Da hast Du bestimmt lange gegrübelt, wie man die Stanzabfälle aus der Firma sinnvoll verwerten könnte.
Der schreckliche Sven schrieb: > Crazy H. schrieb: >> Hinter jeder LED befindet sich ein 3mm Loch und darin >> ein ausgestanztes Aluplättchen > > Da hast Du bestimmt lange gegrübelt, wie man die Stanzabfälle aus der > Firma sinnvoll verwerten könnte. Falsch ich hab die extra stanzen lassen. 3, 3.5 und 4mm Durchmesser aus 0.8 und 1.5mm Alublech. Später noch 5er aus Kupfer aber für was anderes. Ich brauchte 18650er LiIon-Akkus bei denen der Pluspol raus steht ;-)
Oliver F. schrieb: > Ungefähr 2W leistet die LED. Das ist ein recht komischer Ausdruck, der die Verhältnisse nicht beschreibt. Richtig ist: bei dem vom Hersteller als normal angenommenen Strom von 500 mA ist die anliegende Spannung etwa 4.3 Volt. Nimm also mal an, daß von den rechnerischen 2.15 Watt so etwa 30% als UV rausgehen und der Rest als Verlustwärme abgeführt werden müssen. Also über'n Daumen 1.4 Watt an Wärme weg müssen. Zu allem Unglück ist das Gehäuse SMD und 6.35 x 6.35 mm klein. Ich würde da einen Kühlkörper vorsehen und die Diode eben NICHT auf eine LP setzen, sondern eher mit der Anode auf ein Stück dünnes Kupferblech löte, eine kleine Freifräsung in den Kühlkörper für den Kathodenanschluß und dann die Diode mit ihrer Anode (via Blech zum Kontaktieren) und Wärmeleit-Epoxidkleber (Fischer o.ä.) auf den Kühlkörper aufkleben. Die Alternative wäre tatsächlich eine passende Alukern-Leiterplatte, die ihrerseits vollflächig auf einen Kühlkörper geklebt wird. Denk auch mal dran, daß LED schnell degradieren, wenn sie zu heiß werden. Sieh also zu, daß die Temperatur des Gehäuses außen nicht über die 50°C kommt. Sonst hast du nicht lange deine Freude an dem Teil. W.S.
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J. S. schrieb: > Und zwar zum Kühlpin, wo du gemessen hast war die Temperatur sicher um > einiges niedriger. Wenn du 700mA als Maximalstrom meinst, dann würdest > du da an der maximalen Chiptemperatur kratzen und ein Versagen wäre > vorprogrammiert. 500mA reichen mir schon aus, ich Steuer die LED mit einer PWM an. Bei einem 75% Duty-Cycle, komme ich so langsam in mein Temperaturbereich der kritisch ist. J. S. schrieb: > Nicht umsonst kommen High Power LEDs auf Aluplatinen, wie es die > Vorredner schon gesagt haben. Man muss sich hier entscheiden, was man > haben will: Schlechte Kühlung oder Maximalleistung bzw. nahe dran. > Beides zusammen ist ein gewolltes Versagen. auf einen Alukern will ich gerne verzichten, zudem ich für meine LED kein „PCB-Star“ gefunden habe, mit dem zugehörigen Footprint der LED. Ich möchte für meinen Zweck die Maximalleistung kaum ausreizen oder selten betreiben. 75% Duty-Cycle reicht mir aus, dafür sollte der Dauerbetrieb von 75% sicher sein, bezogen auf die Temperaturgeschichte. J. S. schrieb: > Wo genau hast du die 92°C denn gemessen? Um und innerhalb der LED. Ich habe eine Wärmebildkamera genutzt. Ich habe eine Datei angehangen, wo ungefähr die Temperatur auftritt. MaWin schrieb: > Da reicht die einseitige Hartpapierplatine nicht wenn man nur von unten > kühlt. > Ich würde auf die Lötpads der Platine zunächst dünne Kupferbleche löten, > dann die LED auf die Kupferbleche. So gross müssen die nicht sein, > insgesamt 3cm2 reicht locker, 0.25mm Dicke reicht locker. Meine Idee sieht wie folgt aus (siehe Bild) neben der LED würde ich eine Schraube platzieren, die unterhalb der Leiterkarte mit einem Alukörper verbunden ist. Die Schraube so nah wie möglich am Gehäuse der LED. In der Hoffung, dass die Wärme über die Schraube auf den Kühlkörper gelangt.
Crazy H. schrieb: > Ich hab mir mal diese Platine hergestellt und jede LED muß bei 150mA > gekühlt werden. Hinter jeder LED befindet sich ein 3mm Loch und darin > ein ausgestanztes Aluplättchen (beidseitig, also mit LED und Kühlkörper > mit WLK verklebt). Funktioniert problemlos. > Achja das sind 4 Stränge mit je 12 LEDs in Reihe. Laut Hersteller 80lm > bei 150mA pro LED. Hallo, ist das Kühlpad nicht mit der Anode oder Kathode verbunden? Sind alle LEDs parallel betrieben? In Serie hätten die Kühlpads dann ja unterschiedliche Potentiale oder reicht der WLK zur Isolation aus? Grüße Sascha
W.S. schrieb: > Nimm also mal an, daß von den rechnerischen 2.15 Watt so etwa 30% als UV > rausgehen und der Rest als Verlustwärme abgeführt werden müssen. Also > über'n Daumen 1.4 Watt an Wärme weg müssen. Laut Datenblatt hat die LED bei 500 mA eine Strahlungsleistung von 55 mW. J. S. schrieb: > der Wirkungsgrad ist so schlecht...da kann man gleich mit der ganzen > Leistung als Heizleistung rechnen.
Sascha S. schrieb: > Hallo, > ist das Kühlpad nicht mit der Anode oder Kathode verbunden? Sind alle > LEDs parallel betrieben? In Serie hätten die Kühlpads dann ja > unterschiedliche Potentiale oder reicht der WLK zur Isolation aus? > > Grüße > Sascha Das Kühlpad ist verbunden, spielt aber durch die beiden Verklebungen und den eloxierten Kühlkörper keine Rolle. Aluminiumoxyd leitet keinen Strom. Es sind 12 LEDs in Reihe und 4 Stränge parallel. Bei dieser LED ist die Kathode mit dem Kühlpad verbunden.
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Crazy H. schrieb: > Sascha S. schrieb: >> Hallo, >> ist das Kühlpad nicht mit der Anode oder Kathode verbunden? Sind alle >> LEDs parallel betrieben? In Serie hätten die Kühlpads dann ja >> unterschiedliche Potentiale oder reicht der WLK zur Isolation aus? >> >> Grüße >> Sascha > > Das Kühlpad ist verbunden, spielt aber durch die beiden Verklebungen und > den eloxierten Kühlkörper keine Rolle. Aluminiumoxyd leitet keinen > Strom. > Es sind 12 LEDs in Reihe und 4 Stränge parallel. > Bei dieser LED ist die Kathode mit dem Kühlpad verbunden. Danke für die Info! Hatte mir etwas ähnliches überlegt und wollte die „Pins“ direkt an den Kühlkörper fräsen. Daher Habe ich dann eine direkte Verbindung und einen nicht eloxierten Kühlkörper. Man müsste die Pins mit einer Kaptonfolie o.ä. Maskieren. Im Endeffekt lande ich immer wieder bei einer Alu-Platine als einfachstes und bestes Mittel. Grüße Sascha
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Ich hab auch schon LEDs auf Hexagon-Platinen verbaut und diese auf einen gemeinsamen Kühler geschraubt, da zumindest meine Platinen potentialfrei waren.
Oliver F. (Gast) >J. S. schrieb: >> Wo genau hast du die 92°C denn gemessen? >Um und innerhalb der LED. Ich habe eine Wärmebildkamera genutzt. Ich >habe eine Datei angehangen, wo ungefähr die Temperatur auftritt. Innerhalb der LED hast Du mit Sicherheit nix gemessen. Alles, was eine Wärmebildkamera oder IR-Thermometer sieht, ist die Oberflächentemperatur. Wir können also davon ausgehen, daß der Chip im Inneren bei über 100°C dahin brät. W.S. schrieb: > Nimm also mal an, daß von den rechnerischen 2.15 Watt so etwa 30% als UV > rausgehen und der Rest als Verlustwärme abgeführt werden müssen. Also > über'n Daumen 1.4 Watt an Wärme weg müssen. Da das eine UV-LED ist, hat die auch einen grottenschlechten Wirkungsgrad. Da kann man grob Pwärme=Pel ansetzen.
Für alle die das Datenblatt nicht gelesen haben: es sind 345 nm daher auch der "schlechte" Wirkungsgrad. Das mit den Schrauben im Kühlkörper würd ich vorher ausprobieren, ... nicht das das dann doch leitet. Da reicht dann ein kleiner kratzer und die isolation ist hin. was ggf auch beim Montieren / Anzhiehen der Schrauben passieren kann. Auserdem willst du ja eine Termisch gute verbindung. Wobei da kommt mir grad ne saublöde Idea, ... Statt dem Kühlkörper eine Plastik Platte. und dafür sher sehr lange Kupferschrauben. die stehen dann als Kühltürme hinten aus der Plastik platte raus. Vorausgesetzt das bischen Kupfer 35µm x x kann da genug Wärme transportieren.
Mein name ist Hase schrieb: > Für alle die das Datenblatt nicht gelesen haben: es sind 345 nm daher > auch der "schlechte" Wirkungsgrad. Nun ja, es gibt mittlerweile LED mit 360nm die Wirkungsgrade teilweise bis 50% und mehr haben. Natürlich nicht beim Maximalstrom, aber trotzdem ist der Unterschied gigantisch. Statt 55mW hast du da dann deine 400mW oder gar >900mW. Wenn du also auch mit ~360nm klar kommst, wäre das doch viel sinnvoller. https://www.tme.eu/de/details/hl-c3535-f7-365/led-dioden-uv/honglitronic/hl-c3535f7v365-d1-lvr9/ https://www.tme.eu/de/details/pb2d-3jla-gs/led-dioden-uv/prolight-opto/ https://www.tme.eu/de/details/osv1xme3e1e/led-dioden-uv/optosupply/
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