Kühlkörper für Cree XM-L T6

Schaltungen, Widerstände, Spannung, Strom, ...

Moderator: T.Hoffmann

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Scorpion
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Fr, 08.04.11, 10:16

Hallo,

Ich habe vor eine Zimmerdeckenleuchte zu bauen, und will dafür etwa 6 Cree XM-l T6 verwenden.

Welche spezifikationen sollte ein passender Kühlkörper für die Cree-LEDs besitzen?

Abstand zwischen Kühlkörper und Decke beträgt lediglich wenige Zentimenter (3-5cm). Die Umgebungstemperatur sollte im normalen Zimmertemperaturbereich liegen, also zwischen 20 und 25 °C. Leider ist auf Grund der Lampenkonstrukion nur eine bedingte Luftzirkulation gegeben (die LEDs werden hinter horizontalen Plexiplatten liegen, welche aber mit abstand, also luftschlitzen montiert sind). Die LEDs sollen entweder auf einem Großen Kühlkörper (BxL ca. 20x30cm), oder auf 6 kleinen sitzen, die dann verbunden werden, um ein Grundgerüst für die Lampe zu bilden. Lüfter sollten keine zum Einsatz kommen wegen des "Lärms".
Ich habe vor die LEDs mit 1400mA zu betreiben. Die KSQ wir vermutlich dann auf der Rückseite des Kühlkörpers oder zwischen den einzelnen montiert, also sollte diese/r eher überdimensioniert sein, um nicht zu warm zu werden, wobei die KSQ ja bei zuviel Hitze den Strom runterregelt.


Vielen dank für eure Hilfe!
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Fr, 08.04.11, 12:04

Bist Du sicher, dass Du Dir eine kaltweiße parkplatzbeleuchtung im Zimmer antun möchtest?
Warte lieber, bis es die XM-L auch win warmweiß gibt, bzw. da Du ohnehin nur 1400 mA draufgeben willst, nimm doch die XP-G, die ist ab Lager in warmweiß zu haben.

Außerdem regeln KSQ nicht bei Überhitzung runter, sondern das IC schützt nur sich selbst vor dem Totalschaden. Das ist nichts, was man als normale Schutzfunktion geplanter Weise mitnutzen sollte. Meist ist das im Bereich 140 bis 180°C im IC der Fall. Sehr exakt ist diese Schutzfunktion auch nicht.

Bei 1400 mA fallen ca. 5 Watt pro LED ab * 6 sind 30 Watt, 20x30 cm ist ein DIN A4-Blatt, das reicht IMHO gerade so dafür aus, dürfte ca. 70-90°C erreichen bei Dauerbetrieb, wenn die Luft frei drumrum strömen kann.
Daher also direkt unter der Decke eher zu klein, andererseits wirkt die Decke ja auch als Kühlkörper mit aber sehr hoher Wärmekapazität, da muss man IMHO testen und einfach mal 2 bis 5 Stunden laufen lassen.

Man kann eigentlich an der Matrix-Platine ganz gut ablesen, wo die Grenze ist: da sind es 2,4 Watt auf 45x45 mm.
4x6 wären noch kleiner als Deine Kühlfläche, sind aber 12 Stück und damit schon 28,8 Watt.

Tendenziell würde ich zwar zu doppelt soviel Kühlfläche raten, da es auf die Matrix aber 5 Jahre Garantie gibt und die thermische Anbindung an die FR4-(KEIN Alu)-Platine auch nicht ideal ist, sollten XP-G oder XM-L direkt auf Alu eigentlich noch viel Läger leben.

Anfassen kann man das Alu aber ziemlich sicher nicht mehr Schmerzfrei, evtl. bei längerer Einwirkdauer sogar nur mit leichter Verbrennung.
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Scorpion
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Fr, 08.04.11, 12:54

mh okay, Ich hätte die XM-L genommen weil sie einfach unschlagbar im Lumen/Euro verhältnis ist. die 1400 mA habe ich gewählt um zuviel hitze zu vermeiden und eine höhere Lebenszeit der LEDs zu ermöglichen. aber wenn bald eine Warmweiße rauskommt oder zumindest neutralweiße dann wart ich eben noch, eilt zur Zeit nicht.

Wie groß müsste denn der KK sein bzw was für einen K/W -Wert braucht er um die LEDs ordentlich zu kühlen? Die decke wirkt übrigens nicht sonderlich als KK, da es eine holzverkleidete Decke ist.

Und kennt jemand einen Shop in dem man als privatkunde und in kleinen stückzahlen (1 *gg*) Kühlkörper kaufen kann?
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Fr, 08.04.11, 15:24

Die XR-E ist von Cree mit 70% Resthelligkeit nach 50.000 Stunden bei 700 mA und 130°C spezifiziert... für die XP-G dürfte das ähnlich gelten, nur eben mit ihrem maximalen Strom von 1500 mA. Bis Deine Lampe defekt ist wenn gut gebaut (also so in 10 bis 60 Jahren :mrgreen: ), gibt es bessere und billigere LEDs als die XM-L. Bis dahin spricht IMHO nichts dagegen, die XP-G zu verwenden.

ANDERERSEITS: ich glaube Cree liefert die XM-L in wamrweiß bereits aus, AFAIR.

Neutralweiß ist IMHO auch nicht wohnlich genug, das was bei LEDs als wamrweiß bezeichnet wird ist i.d.R. in der "echten Welt" eher schon ein Neutralweiß (3000-3500K).

Warmweiß ist 2500 bis 2700K.

Leider kann man hier im Shop nicht genau vorhersagen, welche Farbtemperatur man bekommt, es ist bei den Cree-LEDs meist nur eine Spanne von 2900 bis 3500K angegeben, u.U. sogar nur die Mitte dieser Spanne, obwohl es zu beiden Enden hin abweichen kann. (oder irre ich mich da?)
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Scorpion
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Sa, 16.04.11, 16:50

also vorab, was heißt denn AFAIR ?

habe bei rumstöbern die XM-L in den Weiten des WEB auch in Warmweiß gefunden, 780lum werden da immernoch provezeit. Ich glaube der Shop in dem ich das gefunden habe, wird hier als "rotes Forum" bzw der dazugehörige shop bezeichnet, wenn ich das mal recht rausgelesen hab.

Einmal angenommen ich hänge die lampe etwas ab und sorge dafür, dass wenigstens etwas Luft zirkulieren kann, - was fü einen Wärmewiderstand sollte der KK dann haben? habe beim suchen KK mit werden so um die 1,4 - 1,7 gefunden würden die ausreichen für 1 LED? dann würd ich eben mehrere dieser Kühlkörper verwenden. Strom der LEDs soll weiterhin 1400 mA betragen ( KSQ aus dem Shop hier für Direktanschluss an 230 V )

Gruß Scorpion
jkunz
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Sa, 16.04.11, 22:41

Ist doch einfach zu berechnen: Die XM-L verheizt bei Maximalbestrohmung ca. 10 W. Bei 1,7 k/W macht das 17 Grad Erwärmung gegenüber der Umgebungstemperatur. Das ist absolut OK. Wenn du die XM-L mit nur 1,4 A beaufschlagst ist das knapp die halbe Leistung. Da wäre der Kühlkörper schon geradezu überdiminsioniert.

Immer optimale Luftzirkulation vorausgesetzt. Je nach Einbausituation kann die Luftzirkulation behindert sein und dann braucht man Reserve beim Kühlkörper. Halt ausprobieren. Fausregel: Verbrennt man sich am Kühlkörper nicht die Finger, ist es der LED auch nicht zu warm.
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ryestone
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Mo, 18.04.11, 10:02

Fausregel: Verbrennt man sich am Kühlkörper nicht die Finger, ist es der LED auch nicht zu warm.
Doch, wenn der Wärmeübergang zwischen LED und Kühlkörper nicht gut ist!
jolep
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Fr, 03.06.11, 14:53

jkunz hat geschrieben:Ist doch einfach zu berechnen: Die XM-L verheizt bei Maximalbestrohmung ca. 10 W. Bei 1,7 k/W macht das 17 Grad Erwärmung gegenüber der Umgebungstemperatur. Das ist absolut OK. Wenn du die XM-L mit nur 1,4 A beaufschlagst ist das knapp die halbe Leistung. Da wäre der Kühlkörper schon geradezu überdiminsioniert.
Falsch. Du musst den Wärmeübergangswiderstand der LED alleine schon dazuzählen. Bei denr weißen XM-L sind das 2.5K/W zwischen Sperrschicht und Lötanschlüssen. Also bist du schon bei mindestens 4.2 K/W, wobei 1.7K/W bei wenig Luftströmung (reine Konvektion) schon ganz schön groß ist. Schaut mal bei Fischer elektronik nach, da gibt es Kühlprofile und Diagramme zuhauf.
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Fr, 03.06.11, 23:11

Außerdem ist der Wärmewiderstand bei Star-Platinen insgesamt noch größer...
Bei mir waren es etwa 7°C/W von LED-Junction bis Kühlkörper. Siehe hier:
viewtopic.php?f=31&t=12079

Aber bei hinreichend großem Kühlkörper und 1.4A könnte es gehen.
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