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Wärmemanagement bei einer LED

Eine aktive oder passive Kühlung bei einer LED

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Anbieter zum Thema

Fischer Elektronik GmbH & Co. KG
MES Electronic Connect GmbH & Co. KG
CTX Thermal Solutions GmbH
Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd.

Wie sich eine LED praktisch entwärmen lässt

Auf dem Markt existieren vielzählige Lösungsmöglichkeiten, um LEDs zu entwärmen. Allerdings ist es für den Anwender oftmals schwierig bis unübersichtlich, die richtige applikationsspezifische Lösung zu finden. Ein erster Schritt zu diesem Ziel ist die genaue Analyse der technischen Parameter der verwendeten LED und deren Messbedingungen aus dem Herstellerdatenblatt.

Eine weitere Eingrenzung der in Frage kommenden Konzepte ist, den thermischen Widerstand überschlagsmäßig zu berechnen. Dieser lässt sich relativ einfach über die Temperaturdifferenz der maximalen LED-Chip-Temperatur und der Applikationsumgebung sowie der abzuführenden Verlustleistung der LED berechnen, vorausgesetzt es werden zur Berechnung die richtigen LED-Parameter zugrunde gelegt.

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Der thermische Widerstand dient allerdings nur zur groben Vorauswahl von Entwärmungskonzepten. Mehr denn je sind heutzutage kundenspezifische, auf die Applikation zugeschnittene, mechanische Anpassungen notwendig, welche nur schwer in eine genaue Berechnung einzubeziehen sind. Detaillierte thermische Aussagen sind über die Verifizierung mit dem altbekannten Prototypenbau oder der thermischen Simulation gegeben. Die Simulation hat den gravierenden Vorteil, dass einzelne Kühlkonzepte oder auch komplette Leuchtendesigns vollständig analysiert werden können.

In Summe lassen sich Entwicklungszyklen von Entwärmungskonzepten erheblich verkürzen und auch können nicht geeignete Ideen schnell sowie ohne erheblichen Materialaufwand wieder verworfen werden. Viele Features des Simulationssystems verringern zudem den zeitlichen und apparativen Aufwand im Vergleich zu einer herkömmlichen Simulation in der Messkammer. Als Ergebnis liefert die Simulationssoftware eine für die Applikation passgenaue Kühllösung sowie eine enorme Hilfe bei der Entscheidungsfindung und Auslegung des Leuchtendesigns.

Ein modifizierter Kühlkörper für die LED

Von Seiten der Leuchten-Anwender sind immer häufiger individuelle Kühlkörperlösungen gefragt. Kühlkörper ohne zusätzliche Werkzeugkosten für eine kundenspezifische, auf die Anwendung angepasste Kontur, auch für kleinere Stückzahlen, deren Form in ihren geometrischen Abmessungen in puncto Rippenstärke, -design, -abstand und Durchmesser frei wählbar sind, ergeben hierbei vielfältige Design- und Gestaltungsmöglichkeiten.

Die LED-Aufnahme beziehungsweise deren Montagemöglichkeit ist durch einen massiven Aluminiumkern gegeben, zumal dieser gleichzeitig zur Wärmeaufnahme dient. Spezielle Bearbeitungsmaschinen versehen den Kühlkörper mit einer Befestigungsnut, in welche die einzelnen Aluminiumbleche verpresst die Kühlkörpergeometrie ergeben (Bild 2). Damit Lufteinschlüsse vermieden werden und zusätzlich das Blech fixiert ist, um einen optimalen Wärmeübergangswiderstand zwischen dem Blech und dem Aluminiumkern zu gewährleisten, wird ein hochwärmeleitender Kleber verwendet.

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