Курдль

Отвод тепла от LED. Нестандартные условия.

57 сообщений в этой теме

Привет!

Переделываю старую подводную вспышку в светодиодный осветитель.

Все элементы есть, их совместная работа проверена. Т.е. 2 аккумулятора 18650, повышающий импульсный источник питания и блок светодиодов якобы Cree XP-G на якобы 50 Вт. 

Я на святость этих светодиодов не претендую и вполне удовлетворюсь потребляемой мощностью 30 Вт.

Я знал, что мощные светодиоды греются, но не знал, что настолько :(

Кроме того - у меня непреодолимая проблема - устройство запечатано в герметичный пластиковый бокс, который нельзя сверлить и т.п.

Как организовать отвод тепла от светодиодов, если его нельзя передать никакой внешней среде?

Сколько градусов выдержат типовые мощные светодиоды и на протяжении какого времени?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Rede RED    994

Если все в  запаянном блоке = то лучшее враг хорошего.

- Чтобы  работало лучше = покрасить в красный цвет

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
5 минут назад, Rede RED сказал:

Если все в  запаянном блоке = то лучшее враг хорошего.

- Чтобы  работало лучше = покрасить в красный цвет

Что именно в запаянном блоке? Светодиоды (10 шт) - на одной медной пластине. Возможно в проветриваемом корпусе этого бы хватило для поддержания допустимой температуры. Но не внутри тесного аквабокса.

К тому же там могут пострадать и другие детали (те же аккумуляторы).

В красный цвет красить бесполезно, ибо устройство - подводное, а под воду красный свет не проникает (глубже 15 метров).

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Dr. West    3 327
36 минут назад, Курдль сказал:

герметичный пластиковый бокс, который нельзя сверлить и т.п.

Как организовать отвод тепла от светодиодов,

В данной постановке вопроса, ответ - никак. Либо убрать ограничения, либо отказаться от затеи.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
2 минуты назад, Dr. West сказал:

В данной постановке вопроса, ответ - никак. Либо убрать ограничения, либо отказаться от затеи.

Я перечислил не все условия.  Есть еще 4-е измерение: время.

Можно ограничить время работы, сливая тепло в какое-то теплоёмкое тело. 

Среднестатистический дайв длится 45 минут. А съемка может быть вообще эпизодической (на минуту-две включил, отснял, отключил). 

А как всплыл - пара часов на неспешное остывание всяко найдется.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Dr. West    3 327

Ну и как вы намерены "сливать тепло в другое тело", да ещё под водой, если бокс нельзя вскрывать и делать отверстия?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
fant    2 093
1 час назад, Курдль сказал:

герметичный пластиковый бокс, который нельзя сверлить

Аккумуляторы снаружи ? Или устанавливаются внутрь и потом блок запечатывается ?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
15 минут назад, Dr. West сказал:

Ну и как вы намерены "сливать тепло в другое тело", да ещё под водой, если бокс нельзя вскрывать и делать отверстия?

Энтропия сделает всё за меня :) 

Я не говорил, что бокс вообще полностью теплонепроницаем. Пластмасса имеет какую-никакую теплопроводность. 

Идея - смонтировать светодиодный блок на теплопроводной болванке, имеющей большую массу (~0.1 кг). Возможно её теплоёмкости хватит, чтобы поглощать избыточное тепло в заданном промежутке времени. А после работы - пусть неспешно отдает это тепло через воздух внутри бокса и его пластиковые стенки наружу.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
сенька    219

Я так понял @Курдль вы его включали на воздухе и от этого фонарь сильно грелся, под водой , когда фонарь попадёт в среду его прямого назначения я думаю он сильно греться не будет, потому как вода будет забирать тепло с корпуса фонаря:mellow:. Это как глубинный водяной насос, если его включить не погружая в воду, через минут 5 он пустит дым, а в воде он может и час проработать.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
34 минуты назад, fant сказал:

Аккумуляторы снаружи ? Или устанавливаются внутрь и потом блок запечатывается ?

Аккумуляторы внутри. Бокс закрывается крышкой, герметизированной 2-мя резиновыми кольцами (O-Ring)

 

9 минут назад, сенька сказал:

вы его включали на воздухе и от этого фонарь сильно грелся, под водой , когда фонарь попадёт в среду его прямого назначения я думаю он сильно греться не будет

Я его еще нигде не включал, кроме как на стенде испытывал совместную работу всех его элементов.

За пару минут светодиодный блок разогревался более, чем на 70* (прикоснуться к нему уже проблематично).

Из этого я сделал вывод, что следует искать решение с теплоотводом.

Flash.JPG

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
KomSoft    352
33 minutes ago, Курдль said:

смонтировать светодиодный блок на теплопроводной болванке, имеющей большую массу (~0.1 кг).

Уже противоречие с 

1 hour ago, Курдль said:

запечатано в герметичный пластиковый бокс, который нельзя сверлить

Если вы откроете для монтажа - сделайте так, чтобы эта пластина/болванка напрямую отдавала тепло в воду. А остальное загерметезируйте. 

Если бокс раскрывается, например, пополам - берете пластину, на одну сторону светодиоды с половиной бокса, на вторую остальные потроха с половиной бокса (или подходящую коробку. Пластину взять достаточной площади, чтобы по краям накрутить еще радиаторов.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
1 минуту назад, KomSoft сказал:

Уже противоречие с 

Нет противоречия. Возможно я недостаточно корректно выразил свою мысль. 

Массивная болванка - внутри корпуса. Просто она должна служить для быстрого приёма тепла от источника, а потом (после активного использования) - может медленно рассеивать его в среду.

Легкого пути отводить тепло в воду я не вижу. Не зря мощные подводные фонари делают из алюминия. :(

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
BARS_    772
2 часа назад, Курдль сказал:

Все элементы есть, их совместная работа проверена. Т.е. 2 аккумулятора 18650, повышающий импульсный источник питания и блок светодиодов якобы Cree XP-G на якобы 50 Вт. 

Для начала надо замерить ток и напряжение на светодиода чтобы хоть примерно прикинуть тепловыделение (КПД светодиода ~35%. А тут может быть и ниже).

На счет охлаждения. Не проще ли сделать алюминиевый корпус? Или в качестве одной стенки этого корпуса поставить радиатор.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
DoG70    189
2 часа назад, Курдль сказал:

Переделываю старую подводную вспышку в светодиодный осветитель.

Если переделка подразумевает некоторую свободу, то я бы предусмотрел, часть радиатора для светодиодов "на улице", т.е. в воде. Радиатор сделать разъемным. Внешнюю и внутреннюю часть радиатора соединить "ногой", проходящей через пластиковый корпус с уплотнением герметиком. Сечение подобрать экспериментально.  Хоть по вашему ТЗ корпус сверлить и нельзя, но ИМХО организовать в маленьком герметичном боксе отвод тепла от 30-50 Вт будет проблематично. 

Безымянный.jpg

Изменено пользователем DoG70

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
42 минуты назад, BARS_ сказал:

Для начала надо замерить ток и напряжение на светодиода чтобы хоть примерно прикинуть тепловыделение

Я и так могу сказать, что предельная электрическая мощность блока светодиодов - 50 Вт. Я планирую снизить его до 30 Вт (иначе аккумуляторы работаю на запредельных токах).

43 минуты назад, BARS_ сказал:

Не проще ли сделать алюминиевый корпус?

При наличии промышленного многокоординатного станка с ЧПУ - как нефиг делать :)

Но у меня его нет :(

Зато есть готовый корпус и всё остальное. Как Вы понимаете, соблазн сделать это из говна и палок того, что есть - очень велик. ;)

26 минут назад, DoG70 сказал:

Если переделка подразумевает некоторую свободу, то я бы предусмотрел, часть радиатора для светодиодов "на улице"

Я бы не сказал, что вмешательство в герметичность корпуса - полное табу. Но зная свои возможности, я сомневаюсь в успехе.

Как вывести через корпус тело радиатора при том, что корпус - совокупность криволинейных поверхностей?

Кроме того, он будет испытывать давление до 4кгс/см.кв. А это влечет за собой деформацию и высокую нагрузку на швы.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
BARS_    772
1 минуту назад, Курдль сказал:

Я и так могу сказать, что предельная электрическая мощность блока светодиодов - 50 Вт. Я планирую снизить его до 30 Вт (иначе аккумуляторы работаю на запредельных токах).

Так я тоже много чего могу сказать. Надо измерить именно РЕАЛЬНЫЕ параметры.

 

1 минуту назад, Курдль сказал:

При наличии промышленного многокоординатного станка с ЧПУ - как нефиг делать

Китайцы продают кучу разных корпусов.

 

3 минуты назад, Курдль сказал:

Как вывести через корпус тело радиатора при том, что корпус - совокупность криволинейных поверхностей?

Это зависит от корпуса. В крайнем случае сделать 3Д модель и обратиться в мастерскую с фрезером. Самый простой вариант поставить внутри алюминиевую болванку с выступом, проходящим сквозь корпус. При условии того, что болванка - тело вращения, работа сводится к простой токарке и делается за копейки. Болванка со светодиодами ставится в корпус, герметизируется (силикон для аквариумов в помощь), а снаружи к ней прикручивается радиатор.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
5 минут назад, BARS_ сказал:

В крайнем случае сделать 3Д модель и обратиться в мастерскую с фрезером.

Я умею разрабатывать твердотельные модели и обращался к фрезеровщикам. Простенькое изделие, размером 50*50*30 мм из Д16 обошлось мне в $40.

Тогда чем выводить радиатор наружу, не проще ли подвести воду к  полому радиатору, находящемуся в корпусе осветителя? (пусть самотёком циркулирует там )

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
noise    227
2 часа назад, Курдль сказал:

Переделываю старую подводную вспышку в светодиодный осветитель... у меня непреодолимая проблема - устройство запечатано в герметичный пластиковый бокс, который нельзя сверлить и т.п. ... Как организовать отвод тепла от светодиодов, если его нельзя передать никакой внешней среде?

Как вы собираетесь переделывать  вспышку на светодиодную, без возможность попасть внутрь...?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
4 минуты назад, noise сказал:

Как вы собираетесь переделывать  вспышку на светодиодную, без возможность попасть внутрь...?

Извиняюсь за некорректную формулировку: "запечатано"  - это фигуральное выражение. На самом деле - помещено. Конструкция приведена выше на фотке. На ней видна крышка, открывающая доступ ко всем внутренностям.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
noise    227
Только что, Курдль сказал:

 Конструкция приведена выше на фотке. На ней видна крышка, открывающая доступ ко всем внутренностям.

Понятно... Просто я не прочитал все нижние посты после первого.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
DoG70    189

@Курдль , т.е. сделать радиатор раздельным и уплотнить небольшую перемычку, выходящую наружу, герметиком вы побаиваетесь, а

2 часа назад, Курдль сказал:

 подвести воду к  полому радиатору, находящемуся в корпусе осветителя

не страшно? :blink: :D Сделайте несколько фоток с разных ракурсов, может смогу более четкий план действий предложить.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
2 часа назад, DoG70 сказал:

не страшно? :blink: :D Сделайте несколько фоток с разных ракурсов, может смогу более четкий план действий предложить.

Страшно! :) Поэтому все прожекты с выводом тепла наружу скорее всего останутся на бумаге.

Замерил параметры в минимально приемлемом для меня по мощности (освещенности объектов) режиме: выходной ток 0.5 А при напряжении 28 В.

Блок светодиодов при этом за минуту нагревается до +52*

 

IMG_0007_m.JPG

IMG_0008_m.JPG

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
DoG70    189
10 часов назад, Курдль сказал:

Поэтому все прожекты с выводом тепла наружу скорее всего останутся на бумаге.

Оптимистично, ага :D

Т.е. разборный корпус с электроникой, аккумуляторами и диодами помещается еще в один корпус? Иголка в яйце, яйцо в утке, утка в зайце......

Безымянный.jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Dr. West    3 327

Имхо, лучше потратиться на новый корпус (новый прожектор), изначально спроектированный под задачу, чем пытаться получить желаемое из этого.

Размещать некое нагретое "тело" рядом с литиевыми батареями (которые, кстати, на таких токах и сами не замерзнут) - тоже ничего хорошего. Да и сколько там этого тела уместится?

Изменено пользователем Dr. West

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Корпус такой хитрый, что ничего с ним не сделать.Единственный выход - вынести пластину-радиатор со светодиодами наружу, чтобы погружать непосредственно в воду. Со стороны светодиодов вырезать кусок оргстекла и закрыть светодиоды. По краю пройти герметиком или эпоксидка. Обратную сторону пластины защитить от воды краской, чтобы не разъедало или промазать эпоксидкой. Получится вечная конструкция и греться не будет вообще. Это самый быстрый способ и мудрить не надо. А в корпусе пусть лежит батарея, все штатно. Корпус с батареей и радиатор со светодиодами соединить 2 проводами, загерметизировать вход в корпус проводов - вообще нет проблем.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Войти сейчас