24. Juni 2016

Wärmemanagement für LED Beleuchtungen

Glühlampen sind out, Halogenlampen sind out, Energiesparlampen sind out: LED-Beleuchtung breiten sich mit großer Geschwindigkeit in alle Lebensbereiche aus und erhellt sparsamer denn je die Dunkelheit. Doch auch die so effizienten, leuchtenden Kristalle entwickeln Verlustwärme, die möglichst rasch vom Ort der Entstehung entfernt werden muß. Denn Leuchtdioden arbeiten nur in einem engen Bereich aus Versorgungsspannung, Stromfluß und Temperatur zuverlässig und mit der gewünschten Leistung.

Moderne Industriebeleuchtung mit LED als Leuchtmittel [Bild: CMC Klebetechnik GmbH]

Bei modernen Beleuchtungen kommt es auf eine gleichmäßige und langlebige Ausleuchtung an. Beide Eigenschaften werden maßgeblich durch die Temperatur bestimmt, die in dem durch Stromfluß zur Abgabe von Licht angeregten Halbleiterkristall entsteht.

Farbveränderungen von Raumbeleuchtungen durch eine zu hohe Kristalltemperatur können den Farbeindruck deutlich verändern. Der Einsatz einer warmweißen und einer kaltweißen Leuchtquelle verdeutlicht diese Veränderung des Farbeindrucks sehr gut.

Doch auch die Lebensdauer – üblich sind 20.000 bis 50.000 Stunden – wird deutlich reduziert. Die Grenze von z.B. 80% der Anfangsleuchtkraft wird bei überhöhter Temperatur früher erreicht. Damit geht eine der großen Vorteile von LED-Beleuchtungen verloren: die geringen Servicekosten nach der Installation.

CMC Klebetechnik bietet dünne, gut wärmeleitfähige elektrische Isolationsfolien her, die platzsparend eine Verbindung schaffen zwischen Wärmequelle (Leistungs-LED) und Kühlkörper (Gehäuse). Insbesondere das neue Kapton MT+ ist für LED-Leuchten eine ideale Kombination aus zuverlässiger elektrischer Isolation und geringem Wärmewiderstand. Mit fast 1 W/mK und einer minimalen Stärke von 25 µm übertrifft diese Folie den Wärmetransport vieler Silikonfolien („Silpad“) und Gapfiller. Denn die Länge des Weges, durch den der Wärmestrom dringen muß, wirkt sich entscheidend auf die Entwärme-Leistung aus.

Um die Anbindung an Kühlkörper und LED-Gehäuse zu verbessern, setzt CMC Klebetechnik bei dem Kapton MT+ ausserdem einen gut wärmeleitenden Acylatkleber ein (ca. 1 W/mK) und ein früh aufschmelzendes Wärmeleitwachs (Thermal Phase Change Material). Dadurch werden die Wärmeübergangswiderstände drastisch reduziert und die Verarbeitung gegenüber Wärmeleitpasten u.ä. deutlich verbessert (Vormontage möglich, immer die richtige Menge in der richtigen Stanzteil-Form).

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