Berechnung eines Kühlkörper

Fragen zu Schaltungen, Elektronik, Elektrik usw.

Moderator: T.Hoffmann

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Achim H
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Vorgeschichte
Ich plane eine Raumbeleuchtung mit Highpower-Leds. Hierzu habe ich mir gedacht, dass ein effektives Licht nur dann zustande kommt, wenn es nach allen Seiten und nicht nur nach unten abgestrahlt wird.

Um das zu erreichen, müssten die Leds so angeordnet werden, dass die Wände entsprechend auch angeleuchtet werden. Das beste Resultat würde allerdings nur dann erzeugt werden können, wenn die Lichtkegel etwas überlappen und keine Lücken dazwischen entstehen.

Ergo:
die Leds müssen relativ dicht nebeneinander montiert werden, was leider schlecht möglich ist, wenn jede Led bereits hier mit einem Kühlkörper versehen ist.

Hierzu habe ich mir gedacht, einen 6eckigen Pyramidenstumpf (Alu) mit 45 Grad Schräge zu verwenden, der vor dem eigentlichen Kühlkörper angebracht ist. Auf jeder der 6 seitl. Flächen und oben drauf könnte eine Led montiert werden. Insgesamt: 7 Leds.

Bild

Erklärung zum Bild:
Die Kreise definieren jeweils eine Highpower-Led (Typ: Star). Der Alu-Block hat eine ungefähre Größe von 8cm * 7cm, bei ca. 1.5cm Höhe.

Die Form habe ich absichtlich 6eckig gewählt, da die Leuchtintensität nach außen abnimmt. So können die Lichtkegel etwas überlappen, sodass eine möglichst gleichmäßige Beleuchtung stattfindet.

Die 7.Led befindet sich auf der Abschnittfläche des Pyramidenstumpf, sodass bei einem Abstahlwinkel von 90 Grad je Led ein Licht-Radius von 180 Grad erzeugt werden könnte (von einer Wand nach unten und rüber zur nächsten Wand).

Leider können auf einem Kühlkörper keine Leds so angeordnet werden, dass diese sowohl nach vorne als auch zur Seite gerichtet werden. Daher müsste der beschriebene Pyramidenstumpf dazwischen gebaut werden.

Eingeplant ist ein kleiner superleiser PC-Lüfter (30 Kubikmeter/Stunde, 15dB/A), der den KK von hinten mit Frischluft versorgt.

Und hier fangen meine Probleme an:
Wie berechnet man den Kühlkörper, um allen Leds eine ausreichende Kühlung zukommen zu lassen?

mfg Achim
Ragnar Roeck
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Mi, 14.11.07, 17:09

Das hier sollte Dir weiter helfen.
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Achim H
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Mi, 14.11.07, 17:36

Vielen Dank.

Laut Rechnung (Excel-Datenblatt) müsste der KK mindestens 2,87K/W können
Werde wohl sicherheitshalber eine Stufe besser wählen: 2K/W

mfg Achim :wink:
Ragnar Roeck
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Mi, 14.11.07, 22:03

Wobei der Kühlkörper in der Tabelle natürlich passiv berechnet wird, also ohne Lüfter. Als Anhaltspunkt können CPU-Kühler dienen, gute haben um die 0,5K/W.
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jm2_de
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Do, 15.11.07, 20:40

Wenn Du irgendwo an einen Glaskegel kommst kannst Du die LEDs auch auf einen
flachen Kühlkörper bauen.
Der Kegel kommt vor die LEDs, durch den Winkel des Glases müsste ein Teil der
Lichtstrahlen vom Glas reflektiert werden, der andere Teil geht nach unten durch.

Bzw ein Reflektor in der Form dieses Pyramidenstumfes (ist das nicht eher ein Hexagon ?)
würde auch funktionieren, in der mitte wäre einfach ein Loch für die LED die nach unten strahlt,
die anderen spiegeln das Licht der 6 äusseren LEDs nach aussen.
Aus Edelstahlspiegeln, bzw Messing / Kupfer (einfach zu löten) kann man das einfach bauen,
Messind würde das Licht wäremer machen, für kaltest Licht einfach Edelstahlspiegel aufkleben.

Ist sicher auch eine Frage des Designs, weiss ja nicht was Dir gefällt.
Zumindestens gibts mehrere Möglichkeiten.

mfg, jm

PS:
Benutzt Du einen LED treiber, oder Widerstände, deren Wärem müssten auch noch mit
eingerechnet werden wenn sie im selben Gehäuse sitzen.
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Achim H
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Fr, 16.11.07, 01:27

jm2_de hat geschrieben:Bzw ein Reflektor in der Form dieses Pyramidenstumfes (ist das nicht eher ein Hexagon ?)
würde auch funktionieren, in der mitte wäre einfach ein Loch für die LED die nach unten strahlt,
die anderen spiegeln das Licht der 6 äusseren LEDs nach aussen.
Aus Edelstahlspiegeln, bzw Messing / Kupfer (einfach zu löten) kann man das einfach bauen,
Messind würde das Licht wäremer machen, für kaltest Licht einfach Edelstahlspiegel aufkleben.
Ich hätte da noch ein Din-A4-Blatt großes Stück "Miro" (hochreines Aluminium, 99,99%, mit einem Reflektionsgrad von 95%) rumfliegen.

Weitere Infos zu diesem Material:
http://www.alanod.de/opencms/alanod/Mir ... 69339.html
Benutzt Du einen LED treiber, oder Widerstände, deren Wärem müssten auch noch mit
eingerechnet werden wenn sie im selben Gehäuse sitzen.
Zur Zeit benutze ich noch gar nichts. Ich bin immer noch im Entwurf-Modus. Wenn es soweit ist, werde ich aber eine Konstantstromquelle einbauen. Ein Trafo, Gleichrichter, Kondensatoren , werde ich auch noch benötigen. Ein halboffenes Gehäuse wird es geben. Irgendwie muss Luft rein, durch- und rausgeblasen werden können, um die Abwärme los zu werden.

Auch die 7 Stück Cree Q5 (Typ Star) habe ich noch nicht.
Laut einer Information von Herr Haid (Lumitronix) wird es diese möglicherweise bald hier geben. Ich hatte ihn schon Mitte Oktober auf einen Anbieter in Amerika aufmerksam gemacht, der die Dinger (Typ Star) für 10Dollar (umgerechnet 7 Euro) anbietet.

mfg Achim
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