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Postby jacmic » 03 Jan 2014 10:49
Hi Robert,

Die Starplatine, auf der Deine LED montiert ist, bringt nochmal einige Kelvin pro Watt zusätzlich.

Wo finde ich da Angaben dazu oder gibt es da Erfahrungswerte? Wo muss ich die in meiner Berechnung berücksichtigen? :irre:

Danke Michael
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jacmic
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Postby joerg5324 » 03 Jan 2014 10:51
Hallo Micha,

Die Wärmewiderstände von LED und Kühlkörper kannst Du für so einfache Fälle als "in Reihe geschaltet" betrachten. Die sind also zu addieren und Du hast 2,5 + 4 = 6,5 K/W. Das multiplizierst Du mit der Leistung: 6W * 6,5K/W = 39K. (Für mitlesende Cracks: Jaja, alles etwas populärwisenschaftlich. Korrekterweise muß man die Leistung betrachten, die auch tatsächlich _in Wärme_ umgesetzt wird, nicht die, die zugeführt wird. Und man muß den Luftstrom um den Kühlkörper herum beachten. Und man hat einen Übergangswiderstand zwischen Starplatine und Kühlkörper. Ist nur eine Überschlagsrechnung wo man *in etwa* ankommen wird.)

Aso, es gibt heute im Daytrade ein interessantes Modell, das ich aber überhaupt nicht kenne. Wäre vielleicht eine Alternative für Dich. Mußt Du mal gucken ob sonst die Werte passen.
http://www.led-tech.de/de/High-Power-LEDs-Cree/CREE-MK-R-Serie/CREE-MK-R-J2-auf-Star-Platine--LT-2094_120_212.html

VG Jörg
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Postby Wuestenrose » 03 Jan 2014 11:13
Servus…

@jacmic
jacmic wrote:Wo finde ich da Angaben dazu oder gibt es da Erfahrungswerte?

Hier hat mal jemand ziemlich tricky den gesamten, summierten Wärmewiderstand verschiedener LEDs auf Star-Platine bestimmt. Um die Sperrschichttemperatur zu bestimmen, zählst Du zur Umgebungstemperatur den Wert:

LED-Leistung[Watt] x (Wärmewiderstand(Kühlkörper) + Wärmewiderstand(LED&Starplatine)

dazu. Den Übergang Starplatine -> Kühlkörper kann man meines Erachtens vernachlässigen.

@joerg5324
joerg5324 wrote:Korrekterweise muß man die Leistung betrachten, die auch tatsächlich _in Wärme_ umgesetzt wird, nicht die, die zugeführt wird.

Muß man das wirklich? Ich weiß, das habe ich vor kurzem noch selbst behauptet. Aber stimmt das auch? Ich habe gestern eine diesbezügliche Anfrage an verschiedene LED-Fabrikanten geschrieben.

Grüße
Robert
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Postby joerg5324 » 03 Jan 2014 17:40
Hallo,

Wuestenrose wrote:ziemlich tricky den gesamten, summierten Wärmewiderstand verschiedener LEDs auf Star-Platine bestimmt.


Ähm, der Wert steht einfach mal so im Datenblatt. *g* Für die LED von Micha: 2,5K/W.

Wuestenrose wrote:Muß man das wirklich?


Warum sollte das nicht so sein? Die Herstellerangabe: "Diese LED hat 6W." bedeutet ja, dass die LED 6W Energie _aufnimmt_ und sagt nichts darüber aus wieviel tatsächlich als verwertbares Licht austritt. Wenn die LED ein doofer Widerstand wäre, würde die gesamte zugeführte Leistung in Wärme umgewandelt. Ist sie aber nicht, sie strahlt einen Teil als Licht ab, und nur der Rest erwärmt den Chip. Energieerhaltungssatz und so. Wenn man grade nüscht zu tun hat könnte man jetzt aus der Lumenangabe die abgestrahlte Leistung berechnen und damit den wirklichen Wert der Wärme, die im Chip verbleibt. (Langsam sind wir etwas OffTopic für ein Forum über Aquarienpflanzen. *gg*)

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Postby Wuestenrose » 03 Jan 2014 17:52
Servus...

joerg5324 wrote:Ähm, der Wert steht einfach mal so im Datenblatt. *g* Für die LED von Micha: 2,5K/W.

Das tut er natürlich nicht. Im Datenblatt steht nur der Wärmewiderstand der LED selber von der Sperrschicht (Junction) bis zur Auflage (Thermal Pad), aber nicht der Wärmewiderstand der Star-Platine. Der muß eigens ermittelt werden. Für von Micha angedachte XM-L ergibt sich ein Gesamtwärmewiderstand (LED + Starplatine) von 7 K/W. Siehe den verlinkten Thread aus dem LED-Forum, den du wohl ignoriert hast.

Je nach verwendetem Substrat schwankt der Wärmewiderstand der Unterlage, auf die die LED montiert ist, ganz beträchtlich. Der Hersteller kann natürlich nicht wissen, worauf die LED gelötet ist und gibt daher nur den Wärmewiderstand der LED selber an.

Warum sollte das nicht so sein?

Eine Frage mit einer Gegenfrage zu beantworten ist keine Antwort. Damit machst du es dir etwas zu einfach. Aber von mir aus: Aus welchen Data Sheets, Application Notes oder Application Bulletins folgerst du, man müsste die abgestrahlte Lichtleistung abziehen? Zeig' mir doch bitte einen einzigen Herstellerhinweis, der deine These stützt.

Danke.

Gruß
Robert

PS. Wir werden ja sehen, was die LED-Hersteller antworten.
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Postby Wuestenrose » 03 Jan 2014 19:55
Servus...

Wuestenrose wrote:Aus welchen Data Sheets, Application Notes oder Application Bulletins folgerst du, man müsste die abgestrahlte Lichtleistung abziehen?

Ich geb' mir die Antwort mal selber.

Zumindest Philips rechnet mit der gesamten aufgenommenen elektrischen Leistung (Vf x I): Application Brief AB33.
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Postby joerg5324 » 04 Jan 2014 11:30
Hallo,

Wuestenrose wrote:Im Datenblatt steht nur der Wärmewiderstand der LED selber von der Sperrschicht (Junction) bis zur Auflage (Thermal Pad), aber nicht der Wärmewiderstand der Star-Platine.


Stimmt, mein Fehler. Da hab ich nicht richtig hingesehen.

Wuestenrose wrote:Für von Micha angedachte XM-L ergibt sich ein Gesamtwärmewiderstand (LED + Starplatine) von 7 K/W.


Ich hab dem Wärmewiderstand der Starplatine jetzt ein wenig nachgegoogelt und man findet so ziemlich alle Angaben zwischen 1,6K/W und 8K/W. Könnte also sein dass das so korrekt ist.

Wuestenrose wrote:Eine Frage mit einer Gegenfrage zu beantworten ist keine Antwort.


Bist Du irgendwie mit dem falschen Fuß aufgestanden? Dir ist aufgefallen dass ich danach die Frage ziemlich ausführlich beantwortet habe? Der Energieerhaltungssatz wird in Herstellerdatenblättern nicht näher erläutert, gilt aber trotzdem. Leistung, die abgestrahlt wird, macht den Chip nicht mehr warm.

Wuestenrose wrote:Wir werden ja sehen, was die LED-Hersteller antworten.


Bist Du schon auf den Gedanken gekommen dass die Hersteller sich mit der Nutzung der zugeführten Energie als Berechnungsgrundlage auf der sicheren Seite halten wollen? Wissend, dass der Wirkungsgrad ihrer LEDs mit der Sperrschichttemperatur und steigender Bestromung sinkt und nicht trivial zu berechnen ist?

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Postby Wuestenrose » 04 Jan 2014 11:53
Servus…

joerg5324 wrote:Ich hab dem Wärmewiderstand der Starplatine jetzt ein wenig nachgegoogelt und man findet so ziemlich alle Angaben zwischen 1,6K/W und 8K/W. Könnte also sein dass das so korrekt ist.

Der Wärmewiderstand der Star-Platine ist abhängig von Art und Dicke des Dielektrikums, das die LED vom Metallkern der Starplatine isoliert, und von der Größe des Thermal Pads der LED selbst. So besitzt ein und dieselbe Starplatine mit unterschiedlichen LEDs bestückt unterschiedliche Wärmewiderstände.

Hast du den verlinkten Artikel im LED-Forum eigentlich schon mal gelesen?

... Energieerhaltungssatz...

Es steht doch außer Frage, daß die LED einen Teil der zugeführten elektrischen Leistung wieder als Licht abstrahlt. Im Gegenteil habe ich in meinen früheren Beiträgen selbst darauf hingewiesen. Was ich mich aber inzwischen frage, ob dieser abgestrahlte Anteil bei der Wärmeberechnung berücksichtigt werden muß, oder die LED-Hersteller das bei der Angabe des Wärmewiderstands von sich aus berücksichtigt haben - was ich fast vermute, wenn ich mir den den Datenblättern die unterschiedlichen Wärmewiderstände verschiedenfarbiger LEDs ansehe.

In diesem Sinne,
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Postby joerg5324 » 05 Jan 2014 11:38
Hallo,

Wuestenrose wrote:Der Wärmewiderstand der Star-Platine ist abhängig von Art und Dicke des Dielektrikums, das die LED vom Metallkern der Starplatine isoliert, und von der Größe des Thermal Pads der LED selbst. So besitzt ein und dieselbe Starplatine mit unterschiedlichen LEDs bestückt unterschiedliche Wärmewiderstände.


Ich weiß, und ich habe auch nichts anderes behauptet.

Wuestenrose wrote:Hast du den verlinkten Artikel im LED-Forum eigentlich schon mal gelesen?


Ich bin durchaus in der Lage mich selbständig zu informieren. Danke der Nachfrage. Übrigens ein informativer Artikel. Wenn ich es hätte messen sollen hätte ich mich auf die Angabe des Herstellers zum Verhältnis zwischen Spannung und Temperatur verlassen und den möglicherweise falschen Wert nicht bemerkt.

Wuestenrose wrote:Was ich mich aber inzwischen frage, ob dieser abgestrahlte Anteil bei der Wärmeberechnung berücksichtigt werden muß, oder die LED-Hersteller das bei der Angabe des Wärmewiderstands von sich aus berücksichtigt haben - was ich fast vermute, wenn ich mir den den Datenblättern die unterschiedlichen Wärmewiderstände verschiedenfarbiger LEDs ansehe.


Die unterschiedlichen Werte können auch einfach aus einem unterschiedlichen inneren Aufbau stammen. Natürlich *könnten* die Hersteller vorsätzlich falsche Angaben dazu machen. Sie könnten auch den Wärmewiderstand zu hoch angeben und als Ausgleich einen höhere Chiptemperatur spezifizieren - oder umgekehrt. Ich wüßte nur keinen Grund warum sie das tun sollten, und sie würden das Ergebnis nicht Wärmewiderstand nennen sondern von einem Marketingfuzzi irgend einen blumigen Phanstasiebegriff dafür erfinden lassen. Aka PMPO bei Verstärkern als die einmalige Leistungsabgabe bei spontaner Selbstverbrennung. :-)

(Ich glaube übrigens das Micha von unser beider Diskussion, die sich weit von Aquarien und Planzen weg bewegt hat, nicht mehr viel hat und klinke mich hier mal aus.)

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Postby Wuestenrose » 05 Jan 2014 11:54
Servus…

joerg5324 wrote:Ich weiß...

Ich glaube eher, daß du recht wenig über LEDs und deren Montage weißt. Auf alle relevanten Punkte musstest du erst hingewiesen werden.

Wenn die Hersteller eine Methode ähnlich der im verlinkten LED-Forum zur Bestimmung des Wärmewiderstands ihrer LEDs benutzen, dann bezieht sich der in den Datenblättern angegebene Wert auf die gesamte aufgenommene elektrische Leistung.

Ich bin inzwischen geneigt, das anzunehmen.

Ich glaube übrigens das Micha von unser beider Diskussion, die sich weit von Aquarien und Planzen weg bewegt hat, nicht mehr viel hat und klinke mich hier mal aus.)

Es sieht doch eher so aus: Wenn Micha dir geglaubt hätte, würden seine LEDs zu warm, weil du den Wärmewiderstand der Star-Platine einfach mal kurzerhand unterschlagen hast.

In diesem Sinne,
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Postby Wuestenrose » 05 Jan 2014 14:06
Hallo,


Bist Du schon etwas weitergekommen? Ich kann mir gut vorstellen, alle 4 XM-L bei 700 mA gemeinsam auf diesem Kühlkörper zu montieren. Bei einer angenommenen Umgebungstemperatur von 30 °C und bei einem im LED-Forum bestimmten Wärmewiderstand von 7 K/W erwärmt sich die Sperrschicht der LED auf:

Tj = 3 Volt x 0,7 Ampere x (7 K/W + 4 x 3,3 K/W) + 30 °C = 72,4 °C.

Den Wärmewiderstand des Kühlkörpers habe ich zu 3,3 K/W angenommen, weil er horizontal montiert ist, die Angabe im Katalog sich aber auf vertikale Montage bezieht.

Ich halte Sperrschichttemperaturen bis 85 °C für im gesunden Bereich, was Lebensdauer und Lichtausbeute betrifft.

Grüße
Robert
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Postby joerg5324 » 05 Jan 2014 21:56
Hallo,

Wuestenrose wrote:Es sieht doch eher so aus: Wenn Micha dir geglaubt hätte, würden seine LEDs zu warm, weil du den Wärmewiderstand der Star-Platine einfach mal kurzerhand unterschlagen hast.


Rechnen kannst Du also auch nicht. Selbst mit Deinen höchst hypothetischen, aus einem Forum zusammen gesuchten und vom Hersteller nicht bestätigten 7 K/W (plus 4 K/W für den Kühlkörper) bleibt er bei 6W Leistung_deutlich_ unter der zulässigen Grenze.

Auf das andere Getrolle hatte ich schon eine passende Antwort geschrieben, aber die widerspricht dem Charakter von Flowgrow. (Hast Du eigentlich irgendeine nachweisbare Qualifikation die Dich zu einer derart großen Klappe berechtigt oder ist das nur Arroganz?)

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Postby Wuestenrose » 05 Jan 2014 22:11
Servus...

joerg5324 wrote:... höchst hypothetischen...

Aha. Der Wärmewiderstand der Star-Platine ist also hypothetisch :lol: . Ich frag' mich, wer hier gerade trollt. Es gibt bei Cree, Philips und Bridgelux etliche Papers, die sich mit dem Wärmewiderstand der Montagefläche beschäftigen. Lies sie einfach mal, bevor du hier große Töne spuckst, an denen du dich letztendlich doch verschluckst. Bestätigen kann Cree die 7 K/W eben nicht, weil der Wärmewiderstand der Star-Platine von Art und Dicke des Isoliermaterials abhängen. Cree kann doch nicht wissen, worauf du deine LEDs montierst. Hab ich schon geschrieben. Verstanden hast du es nicht.

Der Charakter von Flowgrow ist, fundiertes Wissen zu liefern. Du dagegen rotzt irgendwas hin, von dem die Hälfte nicht stimmt, und reagierst dann kleinkindmäßig, wenn man auf deine Fehler hinweist.

Ich halte meine Frage, ob man bei der Wärmeberechnung die Strahlungsleistung der LED berücksichtigen muß, durchaus für interessant und legitim. Belege, daß man sie von der aufgenommenen elektrischen Leistung abziehen darf, hast du auch nicht gebracht. Ebenfalls halte ich es für wichtig, auf den Wärmewiderstand hinzuweisen, den das Montagemittel mitbringt, ist er doch nicht selten höher als der Wärmewiderstand der LED selbst.

Warum du dich so aufplusterst, verstehe ich ehrlich gesagt nicht.

In diesem Sinne,
Robert
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Postby jacmic » 05 Jan 2014 22:49
Leute, jetzt lasst mal gut sein! :eek:
Ich hatte doch nur eine Zusammenstellung in den Raum gestellt und um eure Meinung gefragt, ob das so funktionieren würde.
Ich wollte hier doch keine so hitzige Grundsatzdiskussion lostreten. Habe den Eindruck bisher bauten alle wild darauf los. Dafür ist mir das aber zu teuer, daher habe ich mal nachgefragt. Vielleicht verstehe ich es am Ende ja doch noch..... :lol:
Ich wollte diese Woche mal so oder so ähnlich bestellen. Ich habe noch eine Seite entdeckt, wo mir als Leihe passende Komponenten vorgeschlagen werden.
Ich werde dann weiter berichten, wenn ich die Lampe fertig ist.
LED
KSQ
Kühlkörper
Sollten dennoch Einwände gegen diese Kombi bestehen, wäre ich für eine erneute Rückmeldung sehr dankbar.


VG Michael
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Postby Wuestenrose » 05 Jan 2014 23:05
Servus...

jacmic wrote:Sollten dennoch Einwände gegen diese Kombi bestehen, wäre ich für eine erneute Rückmeldung sehr dankbar.

Ich würde nicht die XP-G, sondern die XM-L nehmen. Die XM-L besitzt einen geringeren internen Wärmewiderstand und bei gleicher Bestromung eine höhere Lichtausbeute als die XP-G. Ich habe mich lange Zeit hier im Forum gegen die XM-L ausgesprochen, inzwischen halte ich sie aus den gerade genannten Gründen für die bessere LED.

An der verlinkten Konstantstromquelle kannst Du nur eine einzige LED betreiben, aber nicht die Dreifach-Platine.

Sofern der angegebene Wärmewiderstand des verlinkten Kühlkörper stimmt (was ich bezweifle, ihm fehlt Fläche), wird die Sperrschicht der LED bei 30 °C Umgebungstemperatur 87 °C warm. Das halte ich für noch tolerierbar, allerdings mit der genannten Einschränkung.

Viele Grüße
Robert
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