Calculadora de dissipador para LED de potência (1W, 3W, 10W)

Calculadora de dissipador para LED de potência

O calor de um LED de potência (1 W, 3 W, 10 W...) sai da junção pelo encapsulamento, passa por uma interface térmica até o dissipador, e do dissipador para o ar. Informe a potência dissipada, o limite de temperatura de junção, a temperatura ambiente e as resistências térmicas de junção-cápsula e da interface para saber o quanto de resistência térmica o dissipador ainda pode ter.

Potência dissipada (P)W

Temperatura máxima de junção (Tj máx)°C

Temperatura ambiente (Ta)°C

Rth junção-cápsula (Rth jc)°C/W

Rth da interface térmica (Rth cs)°C/W

Rth máxima do dissipador (Rth sa)

--

Temperatura de junção com esse dissipador

--

Rth junção-cápsula típica de datasheet: ~15 °C/W para LED de 1 W, ~10 °C/W para 3 W, ~5 °C/W para 10 W (varia por fabricante — confira a peça usada).

Como usar

Informe a potência dissipada pelo LED (para um cálculo conservador, use a potência elétrica total, Vf × If), a temperatura máxima de junção do datasheet, a temperatura ambiente prevista dentro da luminária e as resistências térmicas de junção-cápsula (do datasheet do LED) e da interface (pasta térmica, pad ou parafusamento direto). O resultado é a resistência térmica máxima que o dissipador pode ter.

Fórmulas

Cadeia térmica em série: T_j = T_a + P·(R_th,jc + R_th,cs + R_th,sa).
Isolando o dissipador: R_th,sa,máx = (T_j,máx − T_a)/P − R_th,jc − R_th,cs.

Exemplo

LED de 3 W, Tj máx 125 °C, ambiente de 40 °C dentro da luminária, Rth jc 10 °C/W, interface 1 °C/W: R_th,sa,máx = (125−40)/3 − 10 − 1 = 17,3 °C/W — um dissipador de alumínio de tamanho moderado com convecção natural já atende.

Na prática

Ambiente dentro de uma luminária fechada é sempre mais quente que a temperatura do cômodo — meça ou estime com folga, não use a temperatura do ar livre. Se o resultado der negativo ou próximo de zero, as opções são: reduzir a corrente do LED (menos brilho, menos calor), melhorar a interface térmica, ou trocar convecção natural por ventilação forçada.

Perguntas frequentes

Por que usar a potência elétrica total em vez de só o calor?

Uma fração pequena da potência de um LED sai como luz, o resto vira calor — mas essa fração varia por LED e cai com o tempo de uso (o LED perde eficiência óptica). Usar a potência elétrica total é a estimativa conservadora, do lado seguro.

O que fazer se a Rth máxima calculada for negativa?

Significa que nenhum dissipador resolve sozinho nessas condições — a junção passaria do limite mesmo com Rth do dissipador zero. É preciso reduzir a potência, baixar a temperatura ambiente ou usar ventilação forçada/dissipador com heat pipe.

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Calculadora e texto sob licença CC BY-NC-SA 4.0.