Kühlkörper

Hochleistungs-LED ohne Kühlkörper ist wie Autofahren ohne Kühlwasser

Kühlkörper auf denen die HighPower-LEDs angebracht werden sind ein “Muss”

Es gibt unzählige Bauformen – kleine & große, eckige & runde, quadratische, sternförmige, schöne & häßliche.
Wie ein Kühlkörper auszusehen hat ist Geschmackssache, viel wichtiger ist seine Kühlleistung. Die ist abhängig von:

dem Material aus dem der Kühlkörper besteht. Generell ist es Aluminium, sehr selten Kupfer.
der Stärke der Grundplatte
der Kühlfläche, diese ergibt sich aus der Summe aller Kühlrippen
dem Verhältnis von Rippenhöhe zu Rippenquerrschnitt
dem Abstand zwischen den Kühlrippen – je größer desto besser !

Diese Faktoren zusammen ergeben den sogenannten Wärmewiderstand.
Wie groß ein Kühlkörper nun sein muss, hängt letztendlich auch von der Wärmeentwicklung der LEDs ab.

Die Größe eines Kühlkörpers (also seinen Wärmewiderstand) zu berechnen, ist auch nicht weiter schwer.
Die nötigen Daten findet man in den Produkt-Datenblättern der zu verwendenden LEDs.

Kühlkörper-Berechnung

Errechnet wird der Wärmewiderstand des Kühlkörpers mit

$R_{thK} = \frac{T_i - T_U}{P_Q} - (R_{thG} + R_{thM})$

notwendige Daten:

$T_i$ = die Hälfte der maximalen LED-Chiptemperatur ¹) , zur Sicherheit werden 25% subtrahiert
$R_{thG}$ = Wärmewiderstand vom Gehäuse der LED ¹)
$R_{thM}$ = Wärmewiderstand der Verbindungsfläche (Wärmeleitpaste oder -kleber) ²)
$P_Q$ = Abwärmeleistung der LED, ist die Differenz von Gesamtleistung $P_G$ und Strahlungsleistung $\Phi_e$ ¹)³)
$T_U$ = unmittelbare Umgebungstemperatur + 15°K (aufgrund der rückwirkenden Erwärmung der abgegeben Strahlungswärme)

Anmerkung zu $T_i$ : die max. Chip-Temperatur wird nur beim max. Betriebsstrom erreicht,
in der Regel betreibt man die LED zugunsten von Effizienz und Lebensdauer mit der Hälfte.

Beispielrechnung