Eine aktive oder passive Kühlung bei einer LED

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Fischer Elektronik GmbH & Co. KG

MES Electronic Connect GmbH & Co. KG

CTX Thermal Solutions GmbH

Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd.

Geräusch vs. Gewicht und Einbauraum

Die Blechanzahl, -dicke, und -geometrie der so hergestellten LED-Kühlkörper kann somit relativ einfach und flexibel an kundenspezifische Vorgaben oder an durch die thermische Simulation entwickelte Konturen sowie an alle gängigen LED-Module und Größen angepasst werden. Darüber hinaus besteht ebenfalls aufgrund der vielzähligen Gestaltungsvarianten die Möglichkeit, komplette LED-Systeme, inklusive ihrem Reflektor und LED-Halter, in den Kühlkörper zu integrieren. Verschiedene Oberflächenausführungen, mechanische CNC-Bearbeitungen sowie Aufnahmekerne zur Wärmespreizung aus Kupfer, sind gleichermaßen auf Kundenwunsch umsetzbar.

Die maximalen LED-Chiptemperaturen, die abzuführende Verlustleistung sowie weitere Faktoren wie das maximal zulässige Gewicht und der zur Verfügung stehende Einbauraum, tragen im Wesentlichen dazu bei, ob die LED in einer Applikation passiv oder aktiv entwärmt werden muss. Aktive Entwärmungskonzepte sind aufgrund der Geräuschentwicklung der rotierenden Teile, wie den Lüftermotoren, oftmals nicht gerne gesehen.

Bildergalerie

Bild 2: Individuelle in ihrer Form und Abmessung gestaltbare LED-Kühlkörper sind in vielen Applikationen mehr denn je gefragt und gefordert.(Fischer Elektronik)

Bild 3: Die aktive Entwärmung liefert gegenüber einer passiven Wärmeabfuhr deutliche Vorteile in puncto Einbauraum und Gewicht.(Fischer Elektronik)

Bild 4: Die thermische Simulation vereinfacht deutlich die Auslegung und Auswahl des richtigen Entwärmungskonzeptes.(Fischer Elektronik)

Spielen beim Einsatz die Geräusche eher eine untergeordnete Rolle, wie bei der Produktbeleuchtung in Einkaufszentren, bieten Lüftermotoren einige Vorteile. In Abhängigkeit vom Volumenstrom und je nach Applikation kann durch den Einsatz von speziellen LED-Lüftermotoren eine Leistungssteigerung von bis zu 45 Prozent erreicht werden. Hierdurch können aktive Systeme zur LED-Entwärmung (Bild 2) in Gegensatz zu passiven, deutlich kleiner (Einbauvolumen) und ebenso viel leichter ausgelegt sein.

Geräuscharme Longlife-Lüftermotoren, die speziell für die aktive Entwärmung von LEDs entwickelt sind, liefern in Kombination mit Hohlkammerprofilen sehr gute thermische Eigenschaften sowie geringe Betriebsgeräusche. Die im Strangpressverfahren hergestellten Aluminiumprofile sind im Vorfeld durch thermische Simulation in Bezug auf Wärmeableitung, Umströmung und Temperaturverhalten der LED, optimal auf den verwendeten Lüftermotor angepasst worden

(Bild 3).

Die Wahl zwischen aktiver und passiver Kühlung

Ein verwendeter Lüftermotor in runder Ausführung lässt sich wahlweise, je nach Designanspruch, einfach und schnell auf die Aluminiumkomponente aufsetzen oder durch eine mechanische Nacharbeit in den Kühlkörper integrieren. Die Befestigung erfolgt mit Schrauben in dafür vorgesehene Materialverdickungen per Gewinde. Zhaga konforme LED-Module mit einem Lochabstand von 35 mm sind auf der gegenüberliegenden Seite im Luftstrom ebenfalls mit einer Schraubbefestigung zu fixieren.

Eine zum Entwärmungskonzept dazugehörige Adapterplatte bietet eine weitere Möglichkeit der Befestigung. Diese enthält auf der planen Oberseite etliche Gewindebohrungen für die meisten auf dem Markt erhältlichen LED-Module inklusive ihrem Haltersystem und wird einfach mit Hilfe eines Außengewindes in das Strangprofil eingeschraubt.

Je nach gegebenen Randparametern der künftigen LED-Leuchte ist es jedem Anwender zu empfehlen, sorgfältig zwischen einer passiven oder aktiven Art der Entwärmung und den dazugehörigen Vor- und Nachteilen abzuwägen.

* Jürgen Harpain arbeitet bei Fischer Elektronik als Entwicklungsleiter in Lüdenscheid.

Artikelfiles und Artikellinks

Link: Beitrag im Original erschienen in: ELEKTRONIKPRAXIS Sonderheft LED- und OLED-Beleuchtungstechnik I (kostenlose ePaper-Version)

Link: Heftausgabe als pdf

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Stand: 08.12.2025

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Wärmemanagement bei einer LED