(upravil job 28. 3. 2012 9:53)

Téma: Chladič na LEDky

Vyrábím světlo z ledek, potřebuji je umístit na chladič. V této problematice se moc nevyznám a nevím jak vypočítat, kolik ztrátového tepla vznikne, jak velký chladič bych měl shánět. Chtěl jsem Vás tedy poprosit, jestli byste mi mohli poradit, jaký by byl pro mě ideální? Stačí odhad, chci ho předimenzovat, aby byla teplota co nejnižší. Světlo bude z 3W ledek - označení výrobce, U × I = 1,5 - 2,5W. Ledek bude 37. Děkuji za odpověď.

Re: Chladič na LEDky

Ideální zdroj světla, který by veškerou dodanou energii proměnil ve světlo by na 1W dodaného výkonu vyzářil více než 600lm. Takové ale LED nejsou a jejich světelný výkon se pohybuje od 30 - 120lm/W.( Někteří výrobci jsou ale kanci a tento parametr uvádějí při příkonu jen desetina Wattu). Nám ale z toho vychází, že se většina dodané energie přemění v teplo a to je třeba z čipu odvést.
Na začátku je třeba se rozhodnout, při jaké teplotě čipu budeš LED provozovat. Limitní hodnoty se pohybují kolem 150°C. To ale LEDka dlouho nevydrží. Určitě to chce pod 100°C i tak životnost dost klesne. Dalším důležitým parametrem je okolní teplota, většinou výrobci chladičů uvádějí 20-22°C ve vzdálenosti 50mm od chladiče. Tepelný odpor chladiče ti řiká o kolik °C bude chladič teplejší než tato okolní teplota při dodaném výkonu 1W. K tomuto tepelnému odporu musíš ještě přičíst tepelný odpor samotné LED - uvádí výrobce a tepelný odpor od pouzdra LED k chladiči - zase mohl by uvádět výrobce v nějaké aplikační brožuře. Dostaneš pak celkový tepelný odpor. Těch 20 °C je asi nedosažitelnejch, záleží kam chladič umístníš a bude-li také zajištěno dostatečné proudění vzduchu. Dám-li např. 40°C okolní vzduch, teplota přechodu 80°C pak na 3W potřebuješ dosáhnout celkový tepelný odpor 13,3 °C/W.

Já mám světla z 3W LED konkrétně Luxeon Rebel a používám je při 350 a 700mA. Při úbytku napětí na diodě kolem 3,2 - 3,4V vzniká ztrátový výkon cca 1,2 - 2,4W něco se taky vyzáří ve formě světla (to jsem zanedbal 1/6W přepočteno z Lumenů). Jsou to SMD čipy 3x5mm na hustě prokovené FR4 0.8mm a to dle výrobce zajišťuje tepelný odpor od čipu k druhé straně plošňáku 7°C/W.
Musím tedy zajistit chladič s tepelným odporem cca 9,5°C/W ((40/2,4)-7).

Literatura (Datasheet Luxeon Rebel, Katalog chladičů GAMMA Aluminium)

(upravil Hajtek 4. 4. 2012 22:31)

Re: Chladič na LEDky

Nějaký výpočty jsem naházel do Excelu
Ale podle toho co píšeš, se asi nejedná o výkonové LED, které se připevňují na chladič a tudíž bych chlazení moc neřešil.
Při 3W to vychází na 140cm2 hliníku o teplotě 40st. Pokud stačí teplota 60st, tak postačí i necelá polovina plochy. Tohle jsou hodnoty pro JEDNU LED! Teoreticky můžeš pro vynásobit plochu počtem LEDek, ale tam už ti nemůžu na 100% potvrdit správnost výsledku. U jedné LED ty hodnoty sedí v rozmezí 1-2st, což je způsobeno většinou nedokonalou montáží k chladiči.
Účinnost LED je dnes okolo 60%.

Re: Chladič na LEDky

Velmi Vám děkuji za cenné rady!

Re: Chladič na LEDky

Má také problém s chlazením. Mé led-ky mají svítivost 120lm ale nevim jak to vypočítat dále.

Re: Chladič na LEDky

Počítej prostě s tím, že se třeba 80% přivedené energie mění v teplo.

Web

Re: Chladič na LEDky

Maximální teoretická účinnost je  nějakých snad 680lm/W (kdo chce, najde si to přesně).  680lm/W se tedy rovná 100% účinnosti.  Tvých 120lm je tedy nějakých 18% (trojčlenka), a jak správně Sendy poznamenal, 80% ti půjde do tepla.

Re: Chladič na LEDky

Co by mne osobně velmi zajímalo, tak nějaké hodnověrné informace o různých čipech - jejich dovolené pracovní teploty a životnosti, teplotní závislosti atd. Někteří asijští výrobci jsou schopni dodat extra výkonné bloky se směsí různých čipů, ale na informace jsou pořádně skoupí.

Web

Re: Chladič na LEDky

cree má výborné tieto info

Web

(upravil Power of Bass 5. 1. 2014 21:49)

Re: Chladič na LEDky

pakliže je učinost takové LED 20%, jaký to má význam když stejnou učinost má žárovka (tedy Bruselem zakázaný neekologický zdroj tepla jehož vedlejším produktem je světlo big_smile ) ? ...
si nemůžu pomoct,ale poměr výkon/spotřeba mi u techhle vykonových čipů vychází dost na dvě věci,pokud má být primarnim učelem uspora energie, ne tak s prihlednutím k porizovacim nakladum (a u techhle i nutnost ten nemaly ztratovy vykon chladit)...

e: asi se mi ty učinosti trošku zamotaly, prostě vycházím z toho,že 60W žárovka má 700lm - tedy vlastně 12lm/W .. tu jsem se sekl...
zmátlo mě tvrzení,že LEDka má učinost 20%... přičemž mám vžité,že práve žárovka promění 80% energie na teplo.. pak ta tepelná ztrata na LED musí být ale taky uměrně nižší snad..

Re: Chladič na LEDky

Na Wikipedii i jinde (Cree) udávají teoretickou max. účinnost (100%) bílého světelného zdroje asi 250-280 lm/W - podle barevné teploty.
683 lm/W je pro monochromatické zelené světlo.

Re: Chladič na LEDky

tady: http://physics.ucsd.edu/~tmurphy/papers … r-watt.pdf
velmi pěkný článek o účinnosti bílého světla.

Re: Chladič na LEDky

Ať nezakládám nový téma, zeptám se tady, jestli by někdo nebyl tý dobroty a neporadil mi. Nevím jaké parametry zdroje pro led světlo budu potřebovat. Hlavně pokud jde o parametr input/output current. Když má 10W ledka udávaný parametry 7,5-8V a input current 1.3A, tak když budu chtít zapojit 2 do série, bude zdroj o parametrech 30W, 18V a output current 2A v pohodě a nebo potřebuju zdroj s output current přesně 1.3A? Pokud silnější zdroj nevadí, mohl bych (jen teoreticky, vychází 8W odpor a to asi není ideální) k těmhle dvěma 10W ledkám připojit paralelně jednu další ale jinou 10W 9-11V/1.0A a PC větrák? Pokud jde o chladič, pochopil sem správně, že bych na pasivní chlazení 3x10W led potřeboval 1400cm3 kus hliníku? To by mělo přece skoro 4kg. Není to nějak moc? Moc díky za vysvětlení.

Web

Re: Chladič na LEDky

ak to dáš do série, tak urobíš prúdový zdroj 1.3A pri 14-18V, podstatný je prúd.

Web

Re: Chladič na LEDky

Ať počítám jak počítám, 8W odpor mi nikde nevychází. Součet napětí obou ledek v sérii je řekněme 16V, zdroj má 18V, ztráta na předřadném odporu bude tedy 2.1,3A, tj. 2,6W. Třetí ledka tam nepůjde, to by už byl celkový proud 2,3A. Chlazení bylo probíráno už výš, záleží jednak na tom, jakou mají ledky účinnost a kolik z jejich příkonu bude ztrátové teplo a jednak na tom, jakou chcete životnost do poklesu světelného toku o 20% - to souvisí s jejich provozní teplotou. Každopádně 1400 cm3 je nesmysl. Osobně si myslím, že ledky budou mít cca 35% účinnost, tzn. že je potřeba z jedné odvést 6,5W tepla, což není tak moc. Chladič se počítá stejně, jak na tranzistory, provozní teplotu si zvolte mezi třeba 50 až 100°C.

Re: Chladič na LEDky

Redyuri díky za info. To už se mi podařilo zjistit, ale to, jestli proud musí být stejnej a nebo zdroj může být silnější, to už ne. Normálně bych si řekl, že to ničemu nevadí, ale někde sem viděl nějakou modifikaci toho zdroje, kde pak jde proud přesně nastavit. To mě trošku mate.
Zdenek: 8W odpor mi vyšel pro tu jednu ledku 9-11V na tom 18V zdroji. JE to ale výsledek, kterej vypadnul z nějaký kalkulačky, nevím, jestli to je dobře. Jestli sem to teda správně pochopil, v seriovym zapojení se mi voltáž ledek sčítá a current zůstane stejnej, ale pokud budu připojovat další série ledek  paralelně k jednomu zdroji, tak zdroj musí dát tolik proudu, kolik je součet těch jednotlivejch seriovejch větví? V případě, kterej sem teda výše uvedl bych potřeboval zdroj 2,3A nebo vyšší. Vím, že chlazení se řešilo výše, ale mám tu nějaký nějaký chladiče, u kterejch neznám tepelnej odpor a když sem koukal, že Hajtek uvedl pro 3W led chladič 140cm2 (bral sem to jako překlep a počítal se 140cm3). Ale vyšel mi pak ten skoro 4kg nesmysl. Díky za odpověď.

Web

Re: Chladič na LEDky

Na napájení led je určitě lepší proudový zdroj, než předřadný odpor. Zdroj by se musel nastavit na požadovaný proud, což problém není, ale nejde už z něho napojovat různé kombinace různých diod, jen třeba ty dvě stejné 8V/1,3A v sérii. Ta další 1A by snad šla jedině přes nějaké divoké odporové bočníky, ale takhle se to normálně nedělá. Pro výpočet chladiče je potřeba znát světelný tok ledky.

Re: Chladič na LEDky

TO sem se dočetl, ale musím vycházet z toho co je reálný. Já si žádnej zdroj nenavrhnu a tak musim vycházet z toho co je dostupný.  Takže ten 18V zdroj, kterej sem puvodně plánoval na napájení těch dvou 8V/1.3A čipů, se bude muset upravit na 1.3A, je to tak? Ostatní mě spíš zajímalo z důvodu, abych se v tom trošku zorientoval a nemusel se ptát příště. Ta jedna ledka m asi 900lm, pokud nelžou. Ale nedávno sem kupoval 10W halogeny s podobným čipem a to má chladič velmi malej.

Web

Re: Chladič na LEDky

Je to tak, musel by se nastavit na 1,3A. Ta účinnost diody vychází asi 36%, což je dost dobrý. A ty chladiče bývají fakt malý, 3W ledka v baterce se chladí taky jen hodně malou plochou. Nejlepší bude asi opajcovat ten rozměr chladiče z halogenu, když je to už vyzkoušený.

Re: Chladič na LEDky

zdenek00 - funguje,ale oni to taky myslim nehrajou zrovna nejak na zivotnost(nizkou teplotu čipu) si myslim..
Milan - je to jendoduche ta ledka potřebuje nejake napeti -vetsi nez uvedeny ubytek aby svitila,pri tom napetí jí teče nejaky proud, kdyz das vetsi napeti ledkou bez odporu (nebo nastaveneho proudoveho zdroje) potece vetsi proud kery ji lehce muze spalit. tedy v serii stejne ledky musi mit napeti zdroje vetsi nez je soucet jejich ubytku napeti (o beznych cipu je to 3,3v cca, u tehchle vysokowatovych nevim,ale tu hodnotu tu pises a byva uvedena) a proud je vsema "jeden" stejny ,jednou nebo trema.. porad 1,3A.
snad jsem ti ty počty  trosku "osvětlil" smile