Koelprofiel berekenen

Heb je nu kale leds die je in serie en parallel aan het zetten bent? En dat komt toevallig op 3V/led uit, dus dan kan je het zomaar op 12V aansluiten? Dat is vragen om problemen: Als de boel warm wordt, zakt de "gewenste spanning" van de leds, en neemt de stroom (fors!) toe.

Zoals ik al schreef, ga bij 120W aan elektrisch vermogen uit van 120W aan te koelen warmte. Je gaat wel IETS aan vermogen omzetten in licht, maar dat is al snel verwaarloosbaar t.o.v. die 120W aan elektrisch vermogen.

Als je de specs gelooft, 3000 lumen bij 10W, dan is je omzettings efficientie 100% en dan hoef je niet te koelen. Ze worden niet warm. D'r zijn hints dat er hier iets niet klopt....

Dus waar we op natuurkundige gronden zeker kunnen weten dat er niet meer dan 3000 lumen uit een 10W led kan komen, is het ook zo dat er niet meer dan 120W aan warmte uit 12 10W leds kan komen. Dat de leds in de praktijk 10, 30 50 of 70% van hun elektrische energie in licht omzetten: dat hoef je niet te weten om de warmte berekening te kunnen maken.

Ik begin te denken dat je kale leds op een bepaalde spanning aan het zetten bent ipv een led driver te gebruiken. Dat is niet handig, zo krijg je de boel relatief snel kapot.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

er word door elkaar gehaald die 3v led was een vraag tussen door omdat ik het onnodig vond voor 1 vraag en 1 antwoord een nieuwe TP te maken

nog maal het gaat op 12x 12v leds 10w per stuk 2 stuks in serie dit 6x en de 6 parallel op een booster van 150w met uitgaan de spanning 23v
en de booster word gevoed met een 18v 5a accu

de koelplaat word hierbij 90 graden hoe krijg ik dit oplaag ?

werk temperatuur led is op een koelplaat 45 graden en 60 zonder
nu zou mijn koelplaat te klein wezen maar hoe weet ik welke wel goed is heb er nog wel wat liggen dus wil het liefst geen nieuwe kopen

Hensz

Golden Member

Op 21 augustus 2020 22:52:13 schreef modeltreiner:
Hensz als je goed leest zijn de 3v led een vraag tussen door gevoed door 3v gezien eerder werd gemeld er altijd een weerstand voor te doen maar ja 3v led 3v voeding lijkt mij een 0 ohm weerstand maar kan het fout hebben

Ik kan niet zo goed lezen inderdaad, niet goed genoeg in ieder geval om deze woordenbrij te ontcijferen.
Ik vraag het nog maar eens netjes: Zou je ajb leesbaar willen schrijven, dat is met hoofd- en kleine letters, komma's, spaties en punten én en samenhangend logisch verhaal waarvan niet de helft van de woorden is weggelaten.

Don't Panic!

nu zou mijn koelplaat te klein wezen maar hoe weet ik welke wel goed is.
dat een koelprofiel van 160x100x30mm een vermogen kan koelen van ongeveer 30-40Watt.

Dat is je al uitgelegd hoe je dat enigszins kan inschatten. Bij een koelpaat gaat het eigenlijk om het totale oppervlak waar de lucht kan langsstromen. De koelplaat op de foto heeft wel hele grote ribben maar dat zijn er maar weinig omdat ze ver uit elkaar staan, een koelplaat met veel ribben is dus meer oppervlak.
Bij jouw koelprofiel lijkt de basis , het gedeelte waar de leds opzitten vrij dun te zijn dikker is beter omdat dan de warmte beter naar de ribben overgebracht word. Verder zie ik ook geen koelpasta onder de leds en dat betekend dat de leds een stuk warmer nog worden dan de koelplaat zelf.

de koelplaat word hierbij 90 graden hoe krijg ik dit oplaag ?

Ik zie 3 manieren

  1. Minder spanning op de leds zetten.
  2. Minder leds gebruiken waarom perse 12? als je daar niet de ervaring en de middelen voor hebt? 120W aan leds is gewoon belachelijk veel.
  3. Grotere koelplaat. Zoek met de gegevens die ik hierboven post een grotere koelplaat met meer ribben en het liefst met een dikkere basis.

nog maal het gaat op 12x 12v leds 10w per stuk

Nu we eindelijk de leds zelf te krijgen waar je steeds weigert de gegevens met ons te delen kan ik je wel vertellen dat dit geen 12V leds zijn maar gewoon kale leds die een driver nodig hebben die per led 0,83A geeft daarbij zin 2 drivers van ca 60- 80V @ 0,83A het beste zodat je 6 leds in serie kan zetten en dat 2x. Dan zal je zien dat je ook meteen een kleinere koelplaat nodig hebt omdat de leds dan een stuk minder warm worden.

Een led is een component dat stroombegrensend aangestuurd moet worden! Waarom? Omdat de spanning-stroom verhouding niet lineare is. Sterker nog, die curve is expencioneel.

(Dwz: zolang de spanning onder de doorslagspanning van de led zit, is de stroom klein en brand de led niet of nauwelijks. Wanneer de spanning evengroot wordt dan de doorslagspanning van de led, geeft deze licht en stijgt de stroom snel. Als de spanning dan nog een klein beetje hoger wordt, gaat de stroom door de led fors omhoog!
Hoe warmer een led wordt, hoe lager de doorslagspanning van de led is, dus bij eenzelfde spanning zou de stroom door de led nog hoger zijn en sterk blijven toenemen bij stijgende temperatuur) eigenlijk heb je zo een lawine-effect...

De stroom door een led kan je begrenzen door bv. Een weerstand
(U bron - u led / I)
Maar aangezien je hoogvermogen led's gebruikt is stroom begrenzen met een weerstand niet ideaal. Hier creëer je weel warmte in je weerstanden die je dan ook gekoeld moet krijgen..

Jou 10watt led's worden normaal aangestuurd met een constante stroombron, waarvan de max uitgangsspanning hetzelfde of net iets hoger moet zijn dan de doorslagspanning van de led. (1 enkele witte led is dat doorgaands 3,4V

Jou 10 watt led heeft een configuratie van 3 led's in serie en dat 3x parallel, en samengesteld met 1watt chip's. Dus eigenlijk mag jou led max. 9watt verbruiken.
Een typische strooom voor deze chip is 300mA.. (0,3Ax3,4V=1,02W)
Je hebt per chip 3 rijen parallel, dus is je regelstroom per led: 3x300mA =900mA.
3 led's in serie: 3x3,4V=10,2V, om wat regelmarge te hebben moet de stroombron een max spanning van 12V kunnen geven..

Sluit je deze led op een 12V voeding of batterij aan, (of jou dc/dc booster) dan is de stroom door je led afhankelijk van 1) de dooslagspanning min de weerstand van je bedrading en het eventuele max wat je voeding kan geven. 2) als de stroom niet begrensd wordt, zal deze steeds toenemen naar mate de led warmer wordt.

Jou opstelling zijn 2 leds in serie en zo 6 parallel. Dus moet je een stroombron hebben van 6x900mA=5400mA die een max spanning van (2x10,2+ enkele volt marge) ca.22V.
Hopelijk is jou dc/dc converter daarop voorzien, anders hebben jou led's al fel afgezien toen deze 90° zijn geworden.

Ook heb je je leds allemaal tegen elkaar geplaatst, zo creëer je een hot-spot. Heb je werkelijk 120Watt licht nodig op die (kleine) oppervlakte? Ik zou de led's verdelen met onderling minstens 5cm spatie.
Uiteraard word je koelblok dan een stuk groter, maar dat heb je zeker ook nodig aangezien je de temperatuur van je led best niet boven 60° laat worden.
Daarbij heb je ook nog een warmte overdracht tussen je led en de koeling. Als je koeling als 60° is, gaan je led's al gauw 65° warm zijn, hou daar.ook rekening mee...

zoeken tot het werkt en dan nog zoeken

Je hebt per chip 3 rijen parallel, dus is je regelstroom per led: 3x300mA =900mA.
3 led's in serie: 3x3,4V=10,2V, om wat regelmarge te hebben moet de stroombron een max spanning van 12V kunnen geven..

Kijk weer wat geleerd en bedankt voor deze nuttige info. Zat ik ik toch redelijk goed met mijn 830mA maar vond het wel een rare waarde had ook 900mA verwacht. Ik had gewoon 10/12 gedaan maar moet 9/10 zijn.
Omdat TS moeilijk doet over waar deze leds gekocht zijn en geen link wil delen was het al het hele topic lang gissen naar waat hij al had liggen.
IK heb zelf wel 12V led modules met 5 leds erin maar daar zit ook een kleine weerstand nog tussen en die trekken ca 120mA, en daarom dacht ik dat TS ook echte 12V modules had.

[Bericht gewijzigd door benleentje op 23 augustus 2020 20:23:29 (28%)]

Op 23 augustus 2020 18:23:44 schreef hobbyelektro:
De stroom door een led kan je begrenzen door bv. Een weerstand
(U bron - u led / I)

Beter zo:
(U bron − U led) / I
Dus eerst spanningsverschil uitrekenen, dan delen door stroom.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Er is nog een vierde manier om de temperatuur te verlagen: actieve koeling.
Ik zou ook de leds wat meer verspreiden over het profiel.

Dat koelprofiel komt zo te zien uit een apparaat waar actieve koeling in zat...

[Bericht gewijzigd door Arco op 23 augustus 2020 20:48:47 (24%)]

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Op 23 augustus 2020 20:18:17 schreef benleentje:
[...]Kijk weer wat geleerd en bedankt voor deze nuttige info. Zat ik ik toch redelijk goed met mijn 830mA maar vond het wel een rare waarde had ook 900mA verwacht.

Om er nog wat dieper op te gaan..
Stel dat je een 12V/10Watt led zoals die van TS met een stroombron van 900mA aanstuurt, maar die stroombron heeft een max spanning van bv 36V (open klemspanning), dan moet deze zichzelf zover terug regelen om aan die 900mA bij 3x3,4V (10,2V) te kunnen blijven. Zodat de duty-cycle meestal zo smal wordt dat de voeding/driver gaat hikken. Een goede driver stopt er dan mee, maar als de driver dit blijft proberen komen er zeer smalle piekjes van een hogere spanning (36V) op de uitgang en of de led dat op termijn zo plezant vind weet ik niet.

Dat is dus ook een reden waarom ze bij zulke led's een voltage erbij zetten, maar persoonlijk vind ik dat ze altijd eerst de stroom moeten vermelden; bv. white led 10W 900mA (12V)
Een leek op vlak van elektriciteit weet niet het verschil tussen stroom en spanning, en als je dan 12V ziet staan denk je al snel... dat kan ik op mijn autoaccu aansluiten... En dat werkt, die led geeft dan veel licht, maar jammer genoeg ook veel warmte en een levensduur van pakweg 100u als je daar al aan geraakt!

Wat ik persoonlijk ook jammer vind is dat ze intern de led's enkel de strengen in serie zetten en niet ook de parallelverbindingen maken. Stel dat 1 chip in de led sneuvelt, dan gaat desbetreffende serie uit, de driver blijft regelen naar 900mA, maar dit wordt verdeeld over 2 strengen. Dit zie je niet meteen, de led blijft 10Watt verbruiken, maar is wel aan het opbranden...
Stel dat je ook de parallelverbindingen intern hebt, dan zijn enkel de overige parallelle chip's tov de gesneuvelde chip die overstroom krijgen. En als je nu stelt dat de chip in sluiting zou komen, dan daalt de brandspanning en gaat de driver zijn spanning omlaag halen om de stroom (900mA in dit geval) te behouden. Dan zou je de led minder zien branden, maar heeft dan nog net een iets langere levensduur...

zoeken tot het werkt en dan nog zoeken

Op 23 augustus 2020 20:45:35 schreef Arco:
Er is nog een vierde manier om de temperatuur te verlagen: actieve koeling.
Ik zou ook de leds wat meer verspreiden over het profiel.

Dat koelprofiel komt zo te zien uit een apparaat waar actieve koeling in zat...

Om het de TS makkelijker te maken en uitgaande van een passieve koeling, zou ik schatten naar 75 tot 100gr aluminium te moeten gaan per 10W vermogen dat je wil koelen. Dan heb je al snel 1,2kg koelblok en die zijn meestal voorzien van grote vinnen, die misschien ook nog geribbeld zijn.
De koeling van TS heeft relatief weinig passief koelvermogen, dit omdat de vinnen al zeer dun zijn zodat de warmteafgifte aan de lucht al beperkt is. Als deze warmte niet weggehaald wordt (door een goede luchtstroom of geforceerd) zal deze amper koeling aan de led's bieden.

zoeken tot het werkt en dan nog zoeken

Op 23 augustus 2020 20:18:17 schreef benleentje:
[...]
Omdat TS moeilijk doet over waar deze leds gekocht zijn en geen link wil delen

ik kan geen link delen wand ze zijn niet meer te koop bij de winkel op aliexpress waar ik ze vandaan heb of ze nou van aliexpres komen of niet je heb toch de kans dat het om de zelfde led uit de zelfde fabriek komt op marktplaats staat ook vaak een webshop die ook alles op aliexpress koopt en voor 3x zoveel op hun website er zijn er wel meer die dat doen

maar hier ga ik geen links van delen

Op 22 augustus 2020 09:09:26 schreef rew:
Dus waar we op natuurkundige gronden zeker kunnen weten dat er niet meer dan 3000 lumen uit een 10W led kan komen, is het ook zo dat er niet meer dan 120W aan warmte uit 12 10W leds kan komen. Dat de leds in de praktijk 10, 30 50 of 70% van hun elektrische energie in licht omzetten: dat hoef je niet te weten om de warmte berekening te kunnen maken.

Volgens mij klopt je redenering niet.
Alle energie van een verbruiker wordt verspreid. Is dat niet het geval, dan stijgt de temperatuur tot er een nieuw thermisch evenwicht is bereikt.
Dat gebeurt door straling, convectie en geleiding.

Als je 120W verbruik hebt, en 50% daarvan wordt in licht (straling) omgezet dan blijft er slechts 60W over om af te voeren. Neem nu nog 10W IR straling die niet in het aantal lumen is inbegrepen, komt dan op 50W. een deelwordt ook door convectie langsheen de lamp afgevoerd. Bijvoorbeeld 10W. Blijft over 40W door het koelelement te verwerken en niet 120W..Dus waarom zou je dat niet moeten weten voor de berekening?
Alhoewel het lange tijd als essentieel beschouwd werd in de elektronica, is de werking van een koelelement niet zo heel afhankelijk van de kleur. Bij die lage temperaturen tenminste niet. Je hebt tegenwoordig rode en paarse koelelementen en vaak zijn ze niet meer zwart geeloxeerd. Zeker bij geforceerde koeling is dat niet zo belangrijk. Bij 60°C is het leeuwendeel van de koeling ook bij niet geforceerde koeling convectie. Dus de correcte plaatsing voor een optimale luchtcirculatie is belangrijk en het oppervlak van de koelribben.

Een koelelement ontworpen voor gebruik met ventilator werkt niet optimaal bij natuurlijke convectie.
De vele koelvinnetjes staan dicht op elkaar en stralen vooral naar elkaar toe ipv naar buiten. en de convectie door natuurlijke thermiek is veel minder door de geringe afstand tussen de vinnen.

Rust roest, en nog geen klein beetje, ik kan er van meespreken.

Dat de leds in de praktijk 10, 30 50 of 70% van hun elektrische energie in licht omzetten: dat hoef je niet te weten om de warmte berekening te kunnen maken.

Als je makkelijk wilt rekenen en zeker wilt zijn van voldoende koeling klopt dat wel dan ga je gewoon uit van 100% warmte. Je hebt dan een koelelement waarvan je zeer zeker weet dat het goed werkt en als je dat in je voorraad van koelelemten kan vinden is dat geweldig. Zeker als het maar om 1 enkel bouwwerk gaat

Als je een een apparaat hebt waarvan je weet dat het ca 80% in warmte omzet heb dan bereken ik het ook liever voor 100% van het vermogen.

maar als de efficiëntie al naar 50% gaat word het toch wel onpraktisch kan je dan ook weer een duur koel element opleveren of veel te grote waar geen plaats voor is.
Vaak doe ik liever beide berekeningen voor 100% van het vermogen en voor wat ik denk nodig te hebben en ga dan altijd wat groter dan het minimum zitten of kijk wat ik in mijn voorraad kan vinden en wat past in de beschikbare ruimte..

Op 22 augustus 2020 14:51:36 schreef modeltreiner:
nog maal het gaat op 12x 12v leds 10w per stuk 2 stuks in serie dit 6x en de 6 parallel op een booster van 150w met uitgaan de spanning 23v

Dus de booster heb je afgeregeld op 23V? Mooi zo. Dan weet ik genoeg. Je negeert welgemeende adviezen dus het heeft geen zin om verdere adviezen te geven. Succes verder in je eentje.

@benleentje, grotedikken: Jullie hebben gelijk. Het is wat kort-door-de-bocht. Het is een rekenregeltje waarmee je een "werkt zeker" koelsysteem opzet. Als het "dichter langs het randje" wil/moet, dan kan dat zeker en dan moet je dus ook de "niet in warmte omgezette energie" gaan verdisconteren.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Het is een rekenregeltje waarmee je een "werkt zeker" koelsysteem opzet.

Daar is ook helemaal niets mis mee doe ik wel eens en zeker als het maar om 1 enkel apparaat gaat. JE weet dan in ieder geval de bovengrens.

vergeten

Golden Member

Op 23 augustus 2020 20:45:35 schreef Arco:
Dat koelprofiel komt zo te zien uit een apparaat waar actieve koeling in zat...

Komt uit een passief gekoelde audio versterker, ik heb er ook een liggen.

Op 22 augustus 2020 14:51:36 schreef modeltreiner:

Het vijfde plaatje!
Dit TO-220 ding van TS zal ook wel goed zijn warmte afdragen aan het koelplaatje. :)

[Bericht gewijzigd door vergeten op 3 oktober 2020 22:16:20 (38%)]

Doorgaans schrijf ik duidelijk wat ik bedoel, toch wordt het wel anders begrepen.

Als je die 150W wilt halen moet je zowel die FET als Diode vervangen door originelen van Farnell, Mouser, ed. Daarnaast een CPU koeler als koelprofiel gebruiken en niet de lullige profieltjes die er nu opzitten. En ja, dat is eigen ervaring.

It's the rule that you live by and die for It's the one thing you can't deny Even though you don't know what the price is. It is justified.