Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wieviel Watt halten LEDs aus ohne Kühlung?


von Mario (Gast)


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Ich hab mich dazu hinreißen lassen, einige sogenannte high power LEDs im 
Abverkauf zu kaufen, 1-3 Watt, sehr gute Lichtleistung.
Haben auch so 12V, also relativ einfach mit Spannung zu versorgen.

Sehen ungefähr so aus wie im Anhang.

Nun steht dann meist dabei: Ab einer gewissen Ampere Anzahl, unbedingt 
Kühlkörper bzw. auch Kühlung.

Wer kauft sich nun eine LED damit er dann auch noch nen Kühlkörper 
ranpappen muss, oder sogar einen Lüfter.



Hab ich ja dann überall LEDs montiert mit Kühlkörper bzw. Lüfter.

Nun hab ich durchaus 60 Watt Philips LED 230V Lampen.
Diese haben keinen Kühlkörper und auch keine aktive Lüftung, wäre ja 
Wahnsinn.

Ich verstehe nun den Zusammenhang nicht, warum man einerseits 60W ohne 
Kühlung betreiben kann und warum eine 3W LED einen Kühlkörper braucht?

Wo ist hier der Unterschied?
Kann man sowas bei LEDs erkennen, bevor man sie kauft?
Gibt es schlecht und einfach Qualitätsunterschiede bei LEDs und wieviel 
Grad sie aushalten?
Oder macht die etwas größere Oberfläche einer Philips 230V LED 
tatsächlich soviel Unterschied aus, bei 57 Watt Unterschied?

von Helge (Gast)


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Es gibt Qualitätsunterschiede. Die einzelnen Chips in so einem array 
müssen ohne mechanische Spannung ganzflächig auf dem Träger befestigt 
sein, und dieser träger muß die Wärme ableiten.

Bei ganzen Leuchtmitteln ist das häufig ausreichend gelöst, um die 
Garantiezeit zu überleben. Da aber überall gespart wird, gibts da auch 
Ausreißer. Ich hab hier noch gut 100 Stück LED-Leuchtmittel mit 
durchgebrannten Chips :-)

Generell setzt jede Temperaturerhöhung die Lebensdauer herab. Bessere 
Kühlung bzw. kleinerer Strom sind also sinnvoll. Kleinerer Strom erhöht 
auch die Effizienz. Ein 100W-COB erreicht ca. 90-100lm/W bei 100W, aber 
110-130lm/W bei 50W. Der Grund ist, daß die Widerstandasverluste im COB 
quadratisch in die Verlustrechnung eingehen, aber die Erregung des 
Lichtstroms annähernd linear zum elektrischen Strom ist.

von Mario (Gast)


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Helge schrieb:

So eine tolle Antwort um 5 Uhr morgens, danke :)

von Christian M. (christian_m280)


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Soso, jetzt muss man neben dem fehlenden Vorwiderstand/KSQ an LEDs auch 
keine Kühlung mer an Power-LEDs machen... Wasn Schwachsinn!

Gruss Chregu

von Hp M. (nachtmix)


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Helge schrieb:
> Generell setzt jede Temperaturerhöhung die Lebensdauer herab. Bessere
> Kühlung bzw. kleinerer Strom sind also sinnvoll.

Ein wichtiges Entwicklungsziel in den letzten Jahren war es die 
zulässige Chiptemperatur zu erhöhen, eben um die Kühlung zu 
vereinfachen.
Der zweite Effekt ist die Verbesserung des Wirkungsgrades, denn 
elektrische Leistung, die in Licht verwandelt wird, muss nicht 
weggekühlt werden.
Auch da hat sich in den letzten Jahren einiges getan.
Ich denke, dass eine moderne LED eines Markenherstellers fast die 
doppelte Lichtausbeute einer billigen LED aus Chinesien liefert.



Mario schrieb:
> Nun hab ich durchaus 60 Watt Philips LED 230V Lampen.
> Diese haben keinen Kühlkörper und auch keine aktive Lüftung

Dann schau dir mal genau die Verpackung und die Aufschrift auf der Lampe 
an.
Das sind i.d.R keine 60W Lampen, sondern sie sind nur so hell wie eine 
60W Glühlampe. Und das schafft man mit nur 8W elektrischer Leistung.

von Wolfgang (Gast)


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Mario schrieb:
> Nun hab ich durchaus 60 Watt Philips LED 230V Lampen.

Ohne Typenangabe ist das schwierig zu bewerten. Hast du die Leistung so 
gemessen?
Die erste Vermutung wäre sonst, dass es sich dabei um 
Merketinggeschwurbel handelt, d.h. dass diese LED keine 60W elektrische 
Leistung aufnimmt, sondern nur den gleichen Lichtstrom wie eine 60W 
Glühbirne abgibt.

von Walta S. (walta)


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60W 230V LED Lampen? Bist du sicher? Auf der Verpackung steht immer noch 
die Leistung einer Glühlampe als Vergleich. So eine 60W Glühlampe ist ca 
so hell wie ein xW LED Lampe. Ist zwar Blödsinn wird aber sicher noch 
ewig draufstehen.

60W LED - das sind dann 600W Glühlampenlicht??

walta

von Mario (Gast)


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Walta S. schrieb:
> 60W 230V LED Lampen? Bist du sicher? Auf der Verpackung steht
> immer noch
> die Leistung einer Glühlampe als Vergleich. So eine 60W Glühlampe ist ca
> so hell wie ein xW LED Lampe. Ist zwar Blödsinn wird aber sicher noch
> ewig draufstehen.
>
> 60W LED - das sind dann 600W Glühlampenlicht??
>
> walta

Oh stimmt, danke.
Da hab ich tatsächlich nicht die wirkliche Leistung verglichen.

von Butterbrot (Gast)


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Mario schrieb:
> Helge schrieb:
>
> So eine tolle Antwort um 5 Uhr morgens, danke :)

Aber falsch.
Qualität kann Physik nicht überlisten, und bei LED fällt nun einmal über 
die Hälfte der Leistung als Wärme an.

Immer gilt:
Delta T = P/Rth
P ist fix. Da kann auch Philips nicht drumrum, egal wie gut die Qualität 
ist. Am Rth kann man aber drehen, und das ist einfach ein Maß dafür wie 
gut die Kühlung funktioniert.
Die Philips-Lampen haben als Kühler vermutlich einfach das Gehäuse 
benutzt. Das tun auch andere LED-Lampen, und auch du kannst das tun.

Du willst sicher nicht die nackten Chips betreiben?

Wenn man z.B. eine Taschenlampe baut, kann man das Gehäuse benutzen. Man 
kann es aus Aluminium bauen, und die COB-LED daran anbinden.

von MaWin (Gast)


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Mario schrieb:
> Oh stimmt, danke.
> Da hab ich tatsächlich nicht die wirkliche Leistung verglichen.

Immer wieder erschreckend, wie leicht die Leute auf Werbung reinfallen, 
hier die prägnant aufgedruckte Werbeschwurbelzahl welcher dusteren 
Normglühlampe die LED angeblich entsprechen soll, statt der 
kleingedruckten elektrischen Leistung

Andere Angaben, wie Flimmerfreiheit und Lichtqualität, stehen oft gar 
nicht auf der Packung. Bei rohen LEDs, insbesondere den als besonders 
hell beworbenen, ist die Lichtqualität eigentlich immer unter aller Sau, 
der fahle Schein einer Leuchtstoffröhre.

Mario schrieb:
> einige sogenannte high power LEDs im Abverkauf zu kaufen, 1-3 Watt, sehr
> gute Lichtleistung.
> Haben auch so 12V, also relativ einfach mit Spannung zu versorgen.

Noch schlimmer ist die Ahnungslosigkeit der Leute gegenüber den seit 50 
Jahren existierenden LEDs, es sind KEINE Glühlampen.

Obwohl dein Bild ein mehrfach-Chip-Modul zeigt, mit mehreren Chips unter 
dem gelben Blob, und vielleicht 3 LED a 3.2 bis 3.6V in Reihe geschaltet 
sind, oder gar 3 solcher Reihen aus je 3 Chips direkt parallel, ist das 
KEINE LED für 12V, es fehlt Vorwiderstand oder Stromregler.

Diese LED hat ein Datenblatt, auch wenn der Verkäufer es nicht hat, in 
dem ein NENNstrom und ein SpannungsBEREICH drin steht. Der NENNstrom ist 
für die angegebene Helligkeit notwendig, die Spannung kann dann je nach 
Exemplar, Temperatur und Laune schwanken, und die Stromversorgung muss 
FÜR JEDEN SPANNUNGSBEDARF den gewünschten Strom liefern, nicht einfach 
eine feste Spannung.

Für 3W hätte es nicht mehrerer LED Chips bedurft, das LED-Modul ist also 
der letzte Müll, ein Chip mit 750mA bei 3.2-3.6V wird meist als 3W 
verkauft, manche bieten aber auch 3.0-3.2V bei 1A an. Auf der Aluplatine 
braucht man bei 1W noch keine Kühlung, bei 3W ist es sinnvoll, die Warme 
abzuleiten, z.B. an ein Alugehäuse, oder die LED anzublasen aus einem 
Lüfter.

von Tany (Gast)


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Butterbrot schrieb:
> Mario schrieb:
>> Helge schrieb:
>>
>> So eine tolle Antwort um 5 Uhr morgens, danke :)
>
> Aber falsch.
> Qualität kann Physik nicht überlisten,

Hauptsache: ich weiß was. Typisch Schlaumeier.

von W.S. (Gast)


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Hp M. schrieb:
> Ich denke, dass eine moderne LED eines Markenherstellers fast die
> doppelte Lichtausbeute einer billigen LED aus Chinesien liefert.

Na dann denke du mal weiter so.

Aber die Realität sieht etwas anders aus: Der Wirkungsgrad einer 
LED-Lampe liegt irgendwo um die 30..40% und das bedeutet, daß 60..70% 
der zugeführten elektrischen Leistung als Abwärme anfallen und 
'entsorgt' werden müssen. Kühlung ist also angesagt. Naja, immerhin ist 
das eine Steigerung der Leucht-Effizienz ggü. der Glühbirne von etwa 3% 
auf etwa 30% und damit eine Absenkung der Verlustleistung von 97% auf 
etwa 70%. Ja, ich weiß, ist relativ gerechnet. Ob man nun 60 Watt 
zuführt und davon rund 58 Watt an Abwärme hat oder 12 Watt zuführt und 
davon etwa 8 Watt an Abwärme hat, ist schon ein deutlicher Unterschied.

W.S.

von Arno (Gast)


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W.S. schrieb:
> Ob man nun 60 Watt
> zuführt und davon rund 58 Watt an Abwärme hat oder 12 Watt zuführt und
> davon etwa 8 Watt an Abwärme hat, ist schon ein deutlicher Unterschied.

Sehr richtig.

Und bevor die Frage kommt, warum man eine LED trotzdem "mehr" kühlen 
muss als eine Glühlampe: Weil eine LED nur rund 150 Grad aushält, eine 
Glühlampe 2000-3000 Grad (je nach Gasfüllung). Da die abgestrahlte 
Leistung näherungsweise mit der vierten Potenz der (absoluten) 
Temperatur steigt, wird die Glühlampe ihre Verlustleistung deutlich 
besser über Strahlung los als die LED.

MfG, Arno

von Hans K. (Firma: privat) (sepp222) Flattr this


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Meine LEDs betreibe ich mit KSQ.
                       Hans

von Manfred (Gast)


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W.S. schrieb:
> oder 12 Watt zuführt und davon etwa 8 Watt an Abwärme hat

Von etwa diesem Daumenfaktor gehe auch ich aus, etwa 70% als Abwärme.

Mario schrieb:
> Wer kauft sich nun eine LED damit er dann auch noch nen Kühlkörper
> ranpappen muss

Jeder, der Halbleiter halbwegs verstanden hat.
Bei mir sitzen LEDs mit nur 3 Watt auf Kühlkörpern, wobei die allesamt 
etwas kleiner ausfallen könnten.

Ohne Kühlkörper würde ich den Alu-Sternchen 0,5 Watt zutrauen, wenn die 
Lebensdauer egal ist, das Doppelte.

von Helge (Gast)


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Der letzte große Entwicklungssprung war von 70-90lm/W auf etwa 120lm/W 
bei Nennleistung. Es sind aber LED-Leuchten erhältlich mit 160lm/W. Das 
wird erreicht durch sehr viel mehr Chipfläche pro Watt, also z.B. nur 
1/4W auf eine 1W-LED. Ich hab das aus Spaß mal auf die Spitze getrieben 
mit einem Nachtlicht, das 60 LED enthält und nur ca. 15mW (0,1mA, 2,3V 
Spannung pro LED) hat :-)

von Thomas R. (thomasr)


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Arno schrieb:

> Und bevor die Frage kommt, warum man eine LED trotzdem "mehr" kühlen
> muss als eine Glühlampe: Weil eine LED nur rund 150 Grad aushält, eine
> Glühlampe 2000-3000 Grad (je nach Gasfüllung). Da die abgestrahlte
> Leistung näherungsweise mit der vierten Potenz der (absoluten)
> Temperatur steigt, wird die Glühlampe ihre Verlustleistung deutlich
> besser über Strahlung los als die LED.
>
Absolut richtig! Aber die 150 Grad sind „Die-temp“, also IN der LED. Um 
das sicher zu unterschreiten muß da ein recht großer Kühlkörper dran und 
jedes Grad kühlere LED verlängert die Lebensdauer!

Faustregel: Wenn das Gehäuse/Kühlkörper einer LED Leuchte zu heiß zum 
Anfassen ist, wird die nicht lange leben.

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