Kühlkörper für CREE CXB3070 @350mA

    Kühlkörper für CREE CXB3070 @350mA

    Hallo,

    ich habe noch 8 Cree CXB3070 mit 4.000K (BB Bin) rumliegen und würde die gerne mit einem Mean Well HVGC-100-350A betreiben.
    Folgende Werte gibt Cree für den Betrieb dieser LEDs @350mA an:

    Vf = 32.62
    W = 11.418

    LM/W = 195.5
    LM = 2232.5

    Wenn ich das richtig verstehe, erhält die LED gerundet 11,5 Watt für die Erzeugung von Licht und Wärme. Richtig?
    Auch wenn ich keine belastbaren Daten gefunden habe, die mir aufzeigen würden, wieviel von diesen 11,5W in abzuführende Wärme gewandelt werden, kann ich doch davon ausgehen, dass es im schlimmsten Fall nicht mehr als 50% wären, oder? ( Es sind sogar vermutlich nur um die 30 - 35%, aber gehen wir mal von 50% aus...)

    Nun bin ich auf der Suche nach geeigneten Kühlkörpern die im besten Fall für die CXB3070 (z.B. mit Array-Holder IDEAL 50-2234C) vorgebohrt sind.
    Ich weiß, ziemlich unmöglich, wenn man keine vollkommen überdimensionierten Kühlkörper verwenden möchte, aber man weiß ja nie, was die anderen wissen. :)

    Ich hatte auch überlegt, die CXB3070 auf ein System-Profil 20x60 zu montieren. Allerdings würde die mittlere Nut genau unter der Mitte der LED liegen (siehe Foto. Hier weiß ich allerdings nicht, ob das bei 350mA wirklich problematisch wäre. Daher gerne auch hierzu Kommentare, auch wenn ich sie vermutlich nicht auf Profilen installiere ) und ich müsste mir eine andere Montage einfallen lassen als die Array-Holder, da der Lochabstand der Array-Holder 40mm betragen müsste und ich bisher nur Halter mit 35 - 38mm Abstand gefunden habe.

    Da ich die Kühlkörper auf jeden Fall mit einem Profil-Rahmen zu einem Verbund zusammenfügen möchte, ist die Montierbarkeit an Profilen mittels M3 oder M4 Schraube sehr wichtig.

    Kennt jemand einen geeigneten Kühlkörper oder hat jemand eine andere Idee?

    Herzlichen Dank für Eure Hilfe.
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    Also das COB würde ich nicht so auf das Systemprofil montieren, so wie es jetzt draufliegt. In der Mitte, wo die Nut ist, wird es nicht gekühlt und es würde sich mit etlicher Wahrscheinlickeit Hotspots bilden. Aber eine kleine Kupferplatte in LED Größe, oder so groß, das man noch einen Konnektor z.B. von Molex o.ä. darauf montieren kann. Kupfer hat so eine hohe Wärmeleitfähigleit, das sich die Wärme in der Kupferplatte ausbreitet und dann erst ins Alu abgegeben wird. Allerdings kommt damit dann ein weiterer Wärmeübergang dazu.
    Für die Jüngeren: Led Zeppelin ist KEIN beleuchtetes Luftschiff! :D
    So schlecht finde die Idee mit dem Profil als Kühlkörper gar nicht.

    Generell stimme ich Superluminal zu, allerdings würde ich die Zwischenplatte größer wählen, zumindest um das "fehlende" Stück in der Mitte durch die Nut, eher noch 10% draufgeben. So bleibt die Wärmeübertragungsfläche zum Profil zumindest so groß, wie der Chip selbst. Die zusätzlichen 10% wegen des zusätzlichen Übergangs.

    IloveButts schrieb:

    Vielen Dank für Eure Antworten.
    Die Idee mit der Kupferplatte finde ich sehr gut!
    Welche Materialstärke sollte die denn mindestens haben?
    Würde ggf. ein 1mm Kupferblech wie dieses schon ausreichen?
    Was denkt Ihr?


    Weißes LED-Licht mit 80er Farbwiedergabe hat einen LER von ~325lm/W (d.h. ein 1W Strahlungsleistung entspricht 325lm), sprich bei 196lm/W hat man einen Wirkungsgrad von ~60%, womit man etwa 4,6W als PHeiz hat. 1mm Kupferblech würde schon ausreichen, ich würde doch aber eher zu 3mm Alublechzuschnitt tendieren. Der Grund ist, dass so eine 3mm Aluplatte auch wirklich plan sein wird, dass heißt, sie wird sich nicht in der Mitte durchbiegen, womit du dann auf einmal eine deutlich größere Schichtdicke deines Wärmeleitklebers oder -Paste hättest. Ohne Verteilungsplatte kann man es aber vergessen, selbst bei nur 350mA würde ich es nicht wagen. Habe schon CXB-COBs gesehen, die haben schon durch größere Staubkörner in der Mitte einen katastrophalen Hitzeschaden erlitten. Hier würde ja aber geschätzt ~1/4 der Wärmeübertragunsfläche praktisch fehlen, und dann auch noch in der Mitte, wo die meiste Wärme erzeugt wird.

    Meine Lösung wäre: AlMgSi0,5-Flachmaterial zu sagen wir mal 30mm Breite und 3-5mm Stärke kaufen und dann ganz einfach mit der Metallsäge passend zurecht schneiden. Diese Legierung deshalb, weil sie mit ~200W/mK fast so gut Wärme leitet wie reines Al. und Flachmaterial passender Größen wird sehr oft in dieser Legierung hergestellt, ist also sehr leicht und günstig erhältlich. Sogar schon vorgesägt, wenn man sich die Mühe nicht selbst machen will.

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    IloveButts schrieb:


    ich habe noch 8 Cree CXB3070 mit 4.000K (BB Bin) rumliegen und würde die gerne mit einem Mean Well HVGC-100-350A betreiben.

    Wenn ich das richtig verstehe, erhält die LED gerundet 11,5 Watt für die Erzeugung von Licht und Wärme. Richtig?
    Auch wenn ich keine belastbaren Daten gefunden habe, die mir aufzeigen würden, wieviel von diesen 11,5W in abzuführende Wärme gewandelt werden, kann ich doch davon ausgehen, dass es im schlimmsten Fall nicht mehr als 50% wären, oder? ( Es sind sogar vermutlich nur um die 30 - 35%, aber gehen wir mal von 50% aus...)
    Nun bin ich auf der Suche nach geeigneten Kühlkörpern die im besten Fall für die CXB3070 (z.B. mit Array-Holder IDEAL 50-2234C) vorgebohrt sind.
    Ich weiß, ziemlich unmöglich, wenn man keine vollkommen überdimensionierten Kühlkörper verwenden möchte, aber man weiß ja nie, was die anderen wissen. :)

    Kennt jemand einen geeigneten Kühlkörper oder hat jemand eine andere Idee?.


    Hallo,
    die Wirkungsgrade, welche du annimmst, sind noch etwas sehr optimistisch. Die der Wirkungsgrad von normalen weißen LED liegt noch ein gutes Stück unter 50%.
    Der blaue LED-Chip, mit dem das Licht erzeugt wird, hat zwar einen höheren Wirkungsgrad, aber der Farbkonverter für das weiße Licht schluckt davon einiges.
    Für die LED mit 12W empfehle ich eine effektiv wirksame Kühlfläche von mind. 10cm², besser bis ca. 20cm² pro 1W Leistungsaufnahme (je mehr, desto besser). Macht also für 12W mind. ca. 120cm², besser sind 200...250cm² (unter der Bedingung, dass kein Gehäuse drum herum einen relvanten Wärmestau verursacht.

    Man braucht für LED gar nicht immer einen exklusiven Kühlkörper. Ich nutze meist ein ALU-Bleche, mit 2...3mm Dicke. Die kann man auch mit Hausmitteln zurechtschneiden und leicht bohren.
    Für die empfohlene Kühlfläche von ca. 250cm² sollte das Blech dann ca. 10cm x 10cm = 2 x 100 cm² haben.

    Bemerkung: Sofern das Blech von beiden Seiten mit Luft umstömt werden kann, wirkt ja die Vorder und die Rückseite als "Wirksame Kühlfläche". Wenn man das Blech aber mit der Rückseite dicht an eine wärmeisolierende Fläche anbringt, ist die rückseitige Fläche nicht mehr voll wirksam. In dem Fall sollte man nur die Vorderseite als effektiv wirksame Kühlfläche ansehen.

    Falls du ein ordentliches glattes Alu-Blech als Trägerplatte benutzt, kannst du das natürlich auch auf das oben gezeigte Montageprofil schrauben. Zwischen die Kontaktflächen solltest du dann aber etwas Wärmeleitpaste einbringen, damit der Luftspalt nicht so sehr den Wärmeübergang dämmt. Das fette Profil mit seiner größeren Oberfläche nimmt dann natürlich sehr viel Wärme weg.
    Gruß Öletronika
    Und das ist halt schlichtweg falsch, bzw. ist eine CXB keine “normale“ LED, sondern eine die sehr effizient ist und hier noch unterstromt werden soll. Und wie gesagt, man braucht hier auch nicht rumspekulieren, sondern sich das Spektrum anschauen bzw. die Daten die da rauskommen, wie die LER die bei weißen LEDs 80er Farbwiedergabe im Bereich von ~325lm/W liegt.

    Sicher, mit einem untertriebenem Wert wie deinem liegt man auf der sicheren Seite, aber man sollte beide Sachen schon klar trennen.

    John.S schrieb:


    Und das ist halt schlichtweg falsch, bzw. ist eine CXB keine “normale“ LED, sondern eine die sehr effizient ist und hier noch unterstromt werden soll.
    Und wie gesagt, man braucht hier auch nicht rumspekulieren, sondern sich das Spektrum anschauen bzw. die Daten die da rauskommen, wie die LER die bei weißen LEDs 80er Farbwiedergabe im Bereich von ~325lm/W liegt.


    Wie kommt ihr den auf diese merkwürdigen Zahlen? Wer hat sich diese ausgedacht?
    Kann es sein, dass sich das auf ganz andere Randbedingungen bezieht, jedenfalls nicht auf weißes LED-Licht?

    Für weiße LED gibt es eine theoretische Grenze, die liegt um ca. 320lm/W, nur wird das technisch noch nicht erreicht.
    dial.de/de/article/effizienz-v…sbeute-einer-weissen-led/

    Nach Datenblatt für die CXB haben die hellsten Ausmessungen ca. 12000 lm bei 1900mA (@25°C). Macht mit ca. 36V Flusspannung also ca. 68W.
    12000lm / 68W = 177lm/W . Das sind sehr gute Werte für aktuelle LED und realistisch sind die auch. Mag man mit kleinem Strom auch noch über 180lm/W kommen
    cree.com/led-components/media/documents/ds-CXB3070.pdf.

    Erst kürzlich gab es hier im Forum die Meldung, dass die allerneuesten und besten LED-Module jetzt bis über 200lm pro Watt haben sollen.
    Target: 200lm/W LED Modul
    Aber was ist das schon? Ihr habt ja mal eben über Nacht LED mit 325lm/W erfunden.
    Gruß Helles Licht

    HellesLicht schrieb:

    Wie kommt ihr den auf diese merkwürdigen Zahlen? Wer hat sich diese ausgedacht?

    Weder sind die Zahlen merkwürdig, noch hat sich da jemand irgendwas ausgedacht, wertes Helles Licht. Das ist die simple Rückrechnung aus der photometrischen Bewertung.

    Das Bewertungsintegral, das, mathematisch gesehen, eine Faltung der Strahlungsverteilungsfunktion Φe(λ) mit der Bewertungsfunktion V(λ) ist, kann man bei gegebener Strahlungsverteilungsfunktion (das "Spektrum" aus dem Datenblatt) und Lichtstrom (auch aus dem Datenblatt) rückwärts anwenden und erhält die abgegebene elektrische Strahlungsleistung der Lichtquelle. Der Quotient aus abgegebener zu aufgenommener Leistung ist der Wirkungsgrad. Ganz einfach.

    Johns (zulässige!) Vereinfachung macht die Sache noch simpler. So simpel, daß auch du das verstehen solltest. LED-Licht mit CRI 80 kommt bei 100 % Wirkungsgrad auf rund 325 lm/W. Ich hab das für mehrere LEDs rechnerisch verifiziert. Also besitzt eine 4000 K/CRI 80-LED mit 196 lm/W einen elektrischen Wirkungsgrad von 196/325 x 100 % = 60 %. Bei der LM301B hab ich's nicht über Johns Vereinfachung, sondern über die Rückanwendung der Faltung errechnet und komme auf 67 %.

    Isso.

    12000lm / 68W = 177lm/W . Das sind sehr gute Werte für aktuelle LED und realistisch sind die auch. Mag man mit kleinem Strom auch noch über 180lm/W kommen


    Spekulier doch nicht rum, sondern speise einfach mal Cree's Product Characterization Tool mit ILoveButts Angaben: CXB3070, BB-Bin, 350 mA. Was kommt raus? Na? Genau 195,5 lm/W, aufgerundet 196 lm/W. Macht einen elektrischen Wirkungsgrad von 60 %.

    Q.e.d.
    结局很近。

    HellesLicht schrieb:



    Wie kommt ihr den auf diese merkwürdigen Zahlen? Wer hat sich diese ausgedacht?
    Kann es sein, dass sich das auf ganz andere Randbedingungen bezieht, jedenfalls nicht auf weißes LED-Licht?



    Na ja, ich schrieb ja explizit vom weißen Licht und nannte sogar die Farbwiedergabe 80. Die Abkürzung LER steht für "luminous efficacy of radiation", also wie viel Lumen ein Watt Strahlungsleistung eines jeweiligen Spektrum ergibt. Dieser liegt bei modernen 0815-Spektren mit 80er Farbwiedergabe irgendwo um die 325lm/W. Je nach Spektrum etwas weniger oder mehr. Wenn man dann die Lichtausbeute durch diesen Wert teilt, bekommt man auch den Wirkungsgrad, der dann auch richtigerweise einheitenlos ist, da sich (lm/W)/(lm/W) gegenseitig aufhebt. Dann gibt es noch QER als Quanteneffizienz der Strahlung, speziell im Pflanzenbereich interessant.

    Aber wie gesagt: Wenn man auf der sicheren Seite liegt, macht man selten was falsch bei der thermischen Auslegung.

    Dieser Beitrag wurde bereits 2 mal editiert, zuletzt von „John.S“ ()

    Da ist man mal einen Tag weg und schon hauen sich die Kinder die Köpfe ein ;)
    Aus Eurer Diskussion halte ich mich mal mangels Kompetenz gänzlich raus.
    Lieben Dank an alle die mir mit Ihren Infos helfen wollen! :thumbsup:

    Ich hab mich jetzt trotz Eurer tollen Tipps für folgendes entschieden:
    4 x den Strangkühlkörper KAB-150/125/50 von Pollin
    Wenn ich keinen Denkfehler mache kann ich die entweder verschraubt an ein Profil oder "hängend" in zwei Profilen montieren. (siehe Bilder)
    Auf jeden der Kühlkörper würde ich zwei der COBs montieren. Ich denke dass sollte mehr als ausreichend sein, auch ohne guten thermischen Übergang zum Profil, oder?
    Dann könnte ich sie nämlich wie "große System-Slider" einsetzen 8)
    Was sagen die Experten?

    Herzliche Grüße

    ILB
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    John.S schrieb:


    Die Abkürzung LER steht für "luminous efficacy of radiation", also wie viel Lumen ein Watt Strahlungsleistung eines jeweiligen Spektrum ergibt. Dieser liegt bei modernen 0815-Spektren mit 80er Farbwiedergabe irgendwo um die 325lm/W.

    Hallo, ich stelle fest, dass ich oben was mißverstanden habe. Die Abkürzung LER habe ich fälschlicherweise als Schreibfehler interpretiert und als "LED" gelesen und deshalb die genannten 325Lm/W als Angaben für die CXB-LED verstanden. Da dass aber faktisch nicht sein kann, war ich fest der Meinung, das diese Angaben eben falsch sein müssen.

    Zu den Kühlkörpern Thread oben drüber: Die scheinen sehr größzügig dimensioniert. Damit wird es auch bei 2 Modulen mit je ca. 12W Leistungsaufnahme sicher keine Problem geben.
    Gruß Helles Licht