Отвод тепла от LED. Нестандартные условия.

[Курдль]

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?

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Rede RED]

Если все в  запаянном блоке = то лучшее враг хорошего.

- Чтобы  работало лучше = покрасить в красный цвет

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Курдль]

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).

[Реклама]

Организация питания на основе надежных литиевых аккумуляторов EVE и микросхем азиатского производства

Качественное и безопасное устройство, работающее от аккумулятора, должно учитывать его физические и химические свойства, профили заряда и разряда, их изменение во времени и под влиянием различных условий, таких как температура и ток нагрузки. Мы расскажем о литий-ионных аккумуляторных батареях EVE и нескольких решениях от различных китайских компаний, рекомендуемых для разработок приложений с использованием этих АКБ. Представленные в статье китайские аналоги помогут заменить продукцию западных брендов с оптимизацией цены без потери качества. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Dr. West]

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.

[Реклама]

Сравнительное тестирование аккумуляторов EVE Energy и Samsung типоразмера 18650

Инженеры КОМПЭЛ провели сравнительное тестирование аккумуляторов EVE и Samsung популярного для бытовых и индустриальных применений типоразмера 18650. 

Для теста были выбраны аккумуляторы литий-никельмарганцевой системы: по два образца одного наименования каждого производителя – и протестированы на двух значениях тока разряда: 0,5 А и 2,5 А. Испытания проводились в нормальных условиях на электронной нагрузке EBD-USB от ZKEtech, а зарядка осуществлялась от лабораторного источника питания в режиме CC+CV в соответствии с рекомендациями в даташите на определенную модель. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Курдль]

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.

[Реклама]

Литиевые аккумуляторы EVE Energy и решения для управления перезаряжаемыми источниками тока (материалы вебинара)

Опубликованы материалы вебинара Компэл, посвященного литиевым аккумуляторам EVE Energy и решениям для управления перезаряжаемыми источниками тока.

На вебинаре мы представили информацию не только по линейкам аккумуляторной продукции EVE, но и по решениям для управления ею, что поможет рассмотреть эти ХИТ в качестве дополнительной альтернативы для уже выпускающихся изделий. Также рассмотрели нюансы работы с производителем и сервисы, предоставляемые Компэл по данной продукции. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Dr. West]

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

[Реклама]

Литиевые батарейки и аккумуляторы от мирового лидера  EVE в Компэл

Компания Компэл, официальный дистрибьютор EVE Energy, бренда №1 по производству химических источников тока (ХИТ) в мире, предлагает продукцию EVE как со склада, так и под заказ. Компания EVE широко известна в странах Европы, Америки и Юго-Восточной Азии уже более 20 лет. Недавно EVE была объявлена поставщиком новых аккумуляторных элементов круглого формата для электрических моделей «нового класса» компании BMW.

Продукция EVE предназначена для самого широкого спектра применений – от бытового до промышленного. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[fant]

1 час назад, Курдль сказал:

герметичный пластиковый бокс, который нельзя сверлить

Аккумуляторы снаружи ? Или устанавливаются внутрь и потом блок запечатывается ?

[Курдль]

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.

[сенька]

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. 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.

[Курдль]

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.

[KomSoft]

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.

[Курдль]

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.

[BARS_]

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.

[DoG70]

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. 

Изменено 15 октября, 2018 пользователем DoG70

[Курдль]

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.

[BARS_]

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.

[Курдль]

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 )

[noise]

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...?

[Курдль]

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.

[noise]

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.

[DoG70]

@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?   Сделайте несколько фоток с разных ракурсов, может смогу более четкий план действий предложить.

[Курдль]

2 часа назад, DoG70 сказал:

не страшно?   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*

 

[DoG70]

10 часов назад, Курдль сказал:

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

Оптимистично, ага 

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

[Dr. West]

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 16 октября, 2018 пользователем Dr. West

[РадиоНастройщик]

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.