Bridgelux 1320 Lumen mit Wasserkühlung?

[Roman]

Hallo an alle,

Bin neu hier, habe bisher viel mit HID Lampen gebastellt.

Da ich mich mit LED noch nicht so gut auskenne Poste ich mal meine Frage hier.

Ich habe vor mir eine Taucherlampe zu Basteln. (HID Lampen habe ich schon einige gemacht)

Grundkörper soll eine 10mm Dicke und 80mm Durchmesser Alu-scheibe sein worauf

7 !!! x Bridgelux LED Array BXRA-C1202, weiß, 1320 Lumen drauf kommen.

Das ganze wird dan in einem 80er Alu-Rohr mit 5mm Wandstärke und 5-10cm Höhe (brauch ich eigentlich

noch ein Reflektor) per gewinde eingeschraubt. Obendrauf kommt eine Hitzbeständige scheibe ca 10mm

hält loker 250W Glühbirnen abwärme aus.

Soweit meine Idee.

Frage:

Reicht die Kühlleistung für die Oberfläche aus oder sollte es nur unterwasser eingeschaltet werden?

Als Watt steht da 27,8 na sagen wir 30W x 7 = 210W leistung... ist das richtig so?

Als Spannungsversorgung Habe Ich einen 12V/15A Akku-Tank.

Kann mann diese LEDS einfach an 12V anschliesen oder Braucht es noch zusätsliche Bauteile?

So das wärs erstwal ...ich warte auf eure antworten.

mfg.

Roman

Wer nun fragt wieso soviel licht ....versucht mal ein objekt ..wie ein Frack aus 50m komplet auszuleuchten

das ist selbst mit 4 x 35W HID lampen nicht einfach.

[Volker K.]

Hi,


mit Kühlleistungen kenne ich mich nicht so aus, aber dein Akku (12V/15A) scheint doch etwas schwach. Er liefert 180W, deine Lampen brauchen aber ca. 190-200W. Auch sollte man noch irgendwo einen Schutzwiderstand einbauen.

Außer natürlich, du möchtest sie nicht ständig auf maximaler Leistung fahren.


Gruß Volker

[jkunz]

brauch ich eigentlich noch ein Reflektor

Kommt drauf an welchen Abstrahlwinkel du brachst. Ohne Reflektor "streut" das Licht sehr weit. Im Datenblatt sind 120 Grad angegeben.

hält loker 250W Glühbirnen abwärme aus.

Das ist das Problem. Glühbirnen dürfen heiß werden. Ja, sie müssen es sogar. Sagt ja schon der Name. Wärmestau schadet einer Glühbirne nicht oder kaum. Eine LED überlebt das nicht. Die Sperrschicht der LED darf 150 Grad nicht überschreiten. Bei der von dir geplanten Konstruktion hast du eine schlechte Wärmeleitung von der Platte über das Gewinde in das Rohr. Das hat eine recht kleine Fläche und wird die Abwärme nicht gut genug an das Wasser abgeben können. Am besten wäre es als Platte einen konventionellen Kühlkörper zu verwenden. Der hat eine große Obefläche. Die Rückseite des Kühlkörpers mit den Kühlrippen müsste dann ständig von Wasser umspült werden. (Pumpe analog zum Lüfter.)

Reicht die Kühlleistung für die Oberfläche aus oder sollte es nur unterwasser eingeschaltet werden?

Bei der angepeilten Leistung könnte das Ding schon im Wasser überhitzen. Ohne Wasserkühlung zerkokelt sich das Ding innerhab von einigen Sekunden.

Als Watt steht da 27,8 na sagen wir 30W x 7 = 210W leistung... ist das richtig so?

Ja. Aber ehrlich: Ber der Leistungskategorie würd ich doch eher bei 250 W oder 500 W HID bleiben.

Als Spannungsversorgung Habe Ich einen 12V/15A Akku-Tank.

Das macht 180 Wh. Damit kannst du das Monster vielleicht 45 Minuten am leben halten. Könnte für einen Tauchgang reichen.

Kann mann diese LEDS einfach an 12V anschliesen oder Braucht es noch zusätsliche Bauteile?

Nein. Ja. Du brauchst unbedingt einen Stromregler / Konstantstromquelle (KSQ). In der Leistungklasse wird das schon ein ernstes Problem. Man könnte pro Modul eine KSQ nehmen. Mit dem 12 V Akku hast du dann das Problem, dass du einen Aufwärtsschaltregler brauchst weil diese LEDs ca. 15 V Flussspannung haben. Wenn du einen solchen Aufwärtsschaltregler zu einem vernünftigen Preis findest sag mir bescheid. Ich such sowas schon lange und bin kurz davor mir sowas selbst zu bauen. (LM3421...)

Wer nun fragt wieso soviel licht ....versucht mal ein objekt ..wie ein Frack aus 50m komplet auszuleuchten das ist selbst mit 4 x 35W HID lampen nicht einfach.

Dann schwimm doch einfach näher rann. Ein Frack ist aus 50 m Entfernung so und so kaum zu erkennen. Wie lang wird ein typischer Frack sein? Max. 1,2m? Warum schwimmt der Frack eigentlich im Wasser anstatt im Kleiderschrank zu hängen?

[Achim H]

Grundkörper soll eine 10mm Dicke und 80mm Durchmesser Alu-scheibe sein worauf
7 !!! x Bridgelux LED Array BXRA-C1202, weiß, 1320 Lumen drauf kommen.

Die BXRA-C1202 ist 25,8 x 22,8mm lang und breit. In Fläche würden zwar 7 Leds auf Deine Scheibe mit nur 80mm Durchmesser draufpassen, aber die Leds lassen sich unheimlich schwer in ein anderes Format zurecht drücken. Mehr wie 2 Leds wirst Du nicht auf 1 Seite montieren können. Allerdings reichen 80mm Durchmesser bei 10mm Dicke bei weitem nicht aus, auch nur 1 Led zu kühlen. Grund: die Montagefläche der Led kann die Abwärme nur über die 10mm dicke Kante der Aluscheibe an das Rohr abgeben. Alu ist als Wärmetransporteur viel zu langsam, da solltest Du schon auf Kupfer wechseln. Für insgesamt 7 Leds ist allerdings auch Kupfer nicht schnell genug.

Die 12V Spannungsquelle reicht auch nicht aus. Damit die Led ihre maximale Helligkeit erreichen kann, muss diese mit 13,9V @ 2000mA gefüttert werden. Ein Akku mit typ. 12V erreicht selbst im voll geladenen Zustand nur um 13,8V. Allerdings fällt diese Spannung innerhalb der ersten Betriebsminuten. Folglich braucht man einen Aufwärtsregler, der aus 12V mal eben um 14V produziert. Fertige Produkte wirst Du kaum finden, weil diese minimale Spannungserhebung zu unbedeutend ist. Folglich darfst Du dir selber was zurecht basteln. Allerdings wird die Leistung solcher Wandler auch nicht übermäßig hoch sein, sodass Du für jede der montierten Leds so einen Treiben bauen darfst. Und das muss auch noch alles ins Gehäuse. Die Stromanpassung (es müssten nur noch 0,1V vernichtet werden), kann dann über simple Vorwiderstände mit 0,05 Ohm bei 0,2 Watt Leistung erfolgen.

Zum Kühlen an Raumluft wäre ein Kühkörper mit einem Wärmewiderstand von 0,4k/W erforderlich (es müssen immerhin 194,6 Watt abgeführt werden). Ein einseitig berippter Kühlkörper mit einer entsprechenden Kühlleistung hätte die Ausmaße: 300mm lang, 150mm breit und 80mm hoch. Bei einem Betrieb in/unter Wasser dürfte die Kühlleistung etwas besser sein, allerdings ist auch Wasser kein Allheilmittel.

mfg Achim

[DJOma]

Roman hat geschrieben:
Wer nun fragt wieso soviel licht ....versucht mal ein objekt ..wie ein Frack aus 50m komplet auszuleuchten das ist selbst mit 4 x 35W HID lampen nicht einfach.

Dann schwimm doch einfach näher rann. Ein Frack ist aus 50 m Entfernung so und so kaum zu erkennen. Wie lang wird ein typischer Frack sein? Max. 1,2m? Warum schwimmt der Frack eigentlich im Wasser anstatt im Kleiderschrank zu hängen?

Goldig!

BtT:
Was du da Planst ist ein Monster. Sowohl von Helligkeit, Abmessungen, Wärmeentwicklung und Stromverbrauch.
Selbst wenn dein Alurohr noch so gut mit Wasser umspült ist, ist die Fläche viel zu klein. Mit einer 1cm dicken Scheibe und auch noch über ein Gewinde hinweg bekommst du die Wärme niemals schnell genug von der LED weg.

Du benötigst wesentlich mehr Kühlfläche! Um die Wärme schnell genug von den LEDs zum Kühlkörper zu bekommen könnte man über Heatpipes nachdenken.
Wenn dann der Widerstand für den Wärmeübergang LED->Heatpipe und Heatpipe-> Kühler klein genug ist, dürfte den LEDs nichts passieren, da sie die so maximal möglichen ca. 110°C noch überleben sollten.

Bleibt noch das Problem des Platzes und der Stromversorgung: Du wirst wohl unmöglich eine Flutlichtanlage im Taschenlampenformat bauen können, selbst wenn dir die Umgebung (Wasser) mildernde Umstände verschafft.

[Achim H]

Wenn dann der Widerstand für den Wärmeübergang LED->Heatpipe und Heatpipe-> Kühler klein genug ist, dürfte den LEDs nichts passieren, da sie die so maximal möglichen ca. 110°C noch überleben sollten.

Max. zulässige Case-Temperatur laut Datenblatt ist aber nur 105°C.
Heatpipes leiten die Wärme aber nur weg. Die Enden der Heatpipes müssten dafür direkt mit Wasser umspült werden. Aber gut 195 Watt an Wärme abzuleiten, ist auch nicht gerade wenig. Mit 2 oder 3 Heatpipes wirst Du die Wärme aber niemals weg bekommen, dafür müssten schon ein paar mehr rein. Die Taschenlampe sieht anschließlich aus wie ein Seeigel.

[Neo]

ach das sollte reichen
Der Engpass ist die "nur" 1cm dicke alu platte vllt solltest du die dicker mach oder besser Kupfer nehmen

Ohne Wasserkühlung zerkokelt sich das Ding innerhab von einigen Sekunden.

ja natürlich ... NICHT

Leg doch ma so ein massiven alu Brocken auf die Herdplatte das dauert bis der heiß wird ... und die hat ein parr W mehr
(ihr solltet nicht vergessen das leds auch ein Wirkungsgrad haben ... die machen nicht nur warm )


aber ich würde für so etwas Cree leds vorziehen für die gibt es wenigstens Reflektoren und ksq

[Achim H]

Eine KSQ für die Bridgelux gibt es auch. Ich habe vorhin mal in einem anderen Shop gewühlt und dort KSQs mit 1500mA, 2000mA, 2500mA und 2800mA entdeckt und diese Teile sehen auch nicht viel anders als die Platinen-KSQ hier aus dem Shop aus.

Ok, zugegeben, mit Reflektoren für die Bridgelux sieht es noch ein wenig mau aus. Geben tut es diese aber.
Guggst Du hier

Leg doch ma so ein massiven alu Brocken auf die Herdplatte das dauert bis der heiß wird ... und die hat ein parr W mehr

Es geht doch nicht darum, den Aluklotz heiß werden zu lassen, sondern die aufgenommene Wärme über die 1cm breite Kante wieder abzugeben.

[Neo]

KSQ für die Bridgelux gibt es auch

auch in step up (boost) ?

und Reflektoren mag es vllt geben aber eine reflecktor für einen ein par cm große leuchtende fläche wie bei der Bridgelux kann nicht so gut sein wie einer für eine licht quelle die nur etwa 1,5mm² ist wie bei einer cree

und mit gut meine ich die bündelung und den fokus

[Achim H]

Leider alles nur Abwärtsschaltregler (Buck). Boost dürfte aufgrund des zum Teil sehr hohen Impuls-Spitzen-Strom (je nach Eingangsspannung) etwas schwerer umzusetzen sein. ICs dafür gibt es nicht all zu viele. Hochstrominduktivitäten ist das kleinere Problem. Würth hat da einige interessante Typen, die mit Sättigungsströmen bis 60 Ampere arbeiten können.

[jkunz]

Boost dürfte aufgrund des zum Teil sehr hohen Impuls-Spitzen-Strom (je nach Eingangsspannung) etwas schwerer umzusetzen sein.

Wie du schon schreibst: Das hat man nur wenn die Eingangsspanung um ein vielfaches kleiner als die Ausgangsspannung ist. In dem Fall nimt man besser z.B. einen Sperrwandler mit Übertrager. Dann macht der Übertrager den Spannungshub und man kann die Schaltung auf z.B. 50 % Tastverhältnis auslegen. Für das Bridgelux Modul mit 15 V ist es überhaupt kein Problem die mit einem klassischen, simplen Aufwärtsschaltregler aus 12 V zu fabrizieren.

ICs dafür gibt es nicht all zu viele.

Jup. Aber es gibt sie. Sie sind nur nicht so einfach zu bekommen und recht teuer. LM3421 / LM3423 z.B. Die Dinger sind nur fummelig zu löten, wegen Exposed Pad...

Hochstrominduktivitäten ist das kleinere Problem.

Da tut es je nach Schaltfrequenz auch schon eine L-PISR 22µ von Reichelt für 0,96 €.