Eine gute LED?

Neben einem ansprechenden Design, wann ist eine LED-Lampe oder LED-Modul eine gute? Wir versuchen nicht  eine Wissenschaft daraus zu machen, sondern es mit einfachen Worten zu erklären.

Eine gute LED kennzeichnet die folgenden fünf Hauptmerkmale:

1) Gute Kühlung, thermisches Design

Viele Leute denken, dass LEDs nicht viel Wärme erzeugen. Dies ist nicht korrekt. Die Effizienz einer LED  ist natürlich viel besser als die (beispielsweise) einer Glühbirne, aber es  gibt immer noch beachtliche Verluste. Daher ist eine gutes thermisches Design mit einer guten Anbindung zur Platine mit einem ausreichend großen Kühlkörper eine Grundvoraussetzung für eine langlebige LED-Lampe. Optisch erkennt man das am Vorhandensein eines „gut dimensionierten“ Kühlkörpers. Ist der nicht vorhanden, ist es gar nicht gut. Doch selbst wenn ein ausreichend dimensionierter Kühlkörper vorhanden, jedoch nicht gut „angebunden“ ist, ist das genauso katastrophal. Im Verborgenen befindet sich die Anbindung der LED an die Platine, die Art der Platine und natürlich die LED selbst.

2) Eine (gute) Optik

Sie können jede Menge Lichtstrom haben, die Helligkeit kann aber immer noch schlecht sein. Ein hoher Lichtstrom ist natürlich eine notwendige Voraussetzung für eine gute Hellligkeit, aber ein gutes Design und eine Qualitätsoptik bringt das Licht dahin wo es gebraucht wird. Außerdem sollte die Optik helfen Blendung zu reduzieren.

3) Exzellente Farbwiedergabe

Eine exzellente Farbwiedergabe wird durch den sogenannten Farbwiedergabeindex CRI definiert. Was bedeutet der Wert? Mit einfachen Worten. Dinge sehen so aus wie sie wirklich sind. Die Bezugsgröße ist das Sonnenlicht, dessen CRI ist 100. Die Glühbirne kommt ziemlich nah an 100. Eine gute LED für Innenanwendungen sollte einen CRI> 90. besitzen.  Für Außenanwendungen ist ein CRI> 80  in den meisten Fällen ausreichend.  Es gibt einen Kompromiss zwischen der CRI und Energieeffizienz. Wir bieten allerdings auch für Innenanwendungen Lösungen mit einem CRI 85 für diejenigen an die Effizienz über Lichtqualität stellen.

Unsere LEDs für Innen-Anwendungen haben einen CRI von 95. Trotzdem erreichen wir in  der Regel eine Energieeffizienz ≥ A +.

4) Konsistente Lichtfarben

Wenn Sie sich für eine Lichtfarbe entschieden haben, wollen Sie keine Farbabweichungen von LED zu LED auf einem Modul oder von Lampe zu Lampe sehen.

Wir erreichen eine einheitliche Farbe durch Bining. Das bedeutet, dass nur sortierte LEDs verwendet werden mit einer so geringen Farbabweichung, dass diese für das menschliche Auge nicht mehr sichtbar sind.

Auch wenn Qualitäts – LEDs zum Einsatz kommen,  kann es über die Lebensdauer hinweg zu einer Veränderung der Farbtemperatur kommen. Die Änderung werden umso grösser je schlechter das thermische Design der LED Leuchte ist. Wir werden dies später noch näher zu erläutern.

5) Treiber (Netzteil) und Treiber-Design

Sind Treiber von Kühlkörper voneinander getrennt?
Warum ist das wichtig?
Beide – LED Modul und die Elektronik – erzeugen Wärme. Das LED Modul heizt die Elektronik zusätzlich auf. Dies beschleunigt die Alterung des Treibers. Eine solche Konstruktion reduziert die Lebensdauer des Treibers deutlich. Dies ist übrigens das Problem wahrscheinlich  jeder LED-Retrofit-Lösung. Wenn nun der Treiber ausfällt, können Sie ihn nicht tauschen und werfen die ganze Leuchte weg. Manchmal ist es unvermeidbar, beide in demselben Gehäuse zu integrieren. Dann sollten geeignete Maßnahmen ergriffen werden, um den beschriebenen Effekt zu reduzieren.

Welche Art von Treiber wird verwendet ?

Konstantstrom oder Konstantspannung?

Das klingt vielleicht ein wenig hart, aber Leute, die eine LED mit einer Konstantspannungsquelle betreiben, haben nicht verstanden, dass eine LED ein Halbleiter ist.  Mit einer Konstantspannungsquelle ist und bleibt es eine spezialisierte Lösung für eine bestimmte LED. Eine solche Konstruktion ist sehr empfindlich gegenüber Änderungen der Spannung. Dies könnte sich in Helligkeitsänderungen auswirken. Auch das werden wir weiter unten erklären.

Gut zu wissen

Lebensdauerdefinition

Wann endet der Lebenszyklus einer LED?  Zu dem Zeitpunkt, zu dem sie nicht mehr leuchtet?  Das könnte man zwar denken, weil wir das früher so von Glühbirnen gewöhnt waren, jedoch verhält es sich ein bisschen anders .Es gibt heute keine einheitliche Definition, die verwendet werden muss, aber Sie sollten etwas finden,  das wie das folgende aussieht:

Lebensdauer: 50000h / L70B50

Was ist das ?

L – Lichtstromrate:
in unserem Beispiel: L70 – Die verwendeten LEDs haben nach 50000h 70% noch des anfänglichen Lichtstromes

B – Sterblichkeitsrate:

in unserem Beispiel: B50 – 50% der Population der verwendeten LEDs erreichen das Kriterium L70 nicht mehr

Wichtig ist das Lebensdauerinformation alle Angaben enthält: Stunden, der L-Wert und den B Wert. Sollte der B-Wert fehlen ist i.d.R. B50 gemeint.

Ein anderes  Beispiel:

50000h / L70B10

Ist diese LED besser?

Theoretisch ja, denn es sind ja nur 10% der LEDs, die das Kriterium L70 nicht erfüllen.

Dazu sollten Sie wissen, dass diese Lebensdauerwerte i.d.R.  Schätzungen sind, basierend auf Messungen, die in sogenannten LM-80-Berichten dokumentiert sind. Diese Testzyklen, die diesen Berichten zu Grunde liegen dauern in der Regel zwischen 6000h-10000h. Es gibt dann auch noch Regeln wie weit bei welcher Stichprobengrösse extrapoliert werden darf, aber das würde hier zu weit führen. Diese Messungen werden bei 55 ° C, 85 ° C und einer dritten durch den LED-Herstellerfrei wählbaren durchgeführt.

Um nun die Lebensdauer zu bestimmen werden die Daten des realen Prüfzyklus extrapoliert um die Lebensdauerdaten zu bestimmen. Welche Extrapolationsmethode zu verwenden ist derzeit nicht vorgeschrieben und den LED Herstellern überlassen.  Das macht einen echten Vergleich sehr schwierig, wenn nicht unmöglich.

Jetzt sollte die Aussage „Theoretisch ja“ erklärt sein. Sie können jedoch zumindest Produkte eines Herstellers vergleichen können.

Jede Aussage, dass LED Leuchten mit einer Lebensdauerangabe L70B10  besser wären als welche mit L70/B50 ist also stark zu relativieren und unseres Erachtens unter der Rubrik Marketing einzuordnen.

Aber wir sind noch nicht am Ende, wie bereits erwähnt ist der entscheidende Punkt letztendlich die Temperatur, bei der die LED betrieben wird. Dies bringt uns dann zurück zu offensichtlichen und nicht offentsichtlichen Parametern des thermischen Designs des LED-Spots oder der LED Leuchte bzw. auch die Bedingungen des Einsatzortes.

Wir werden in Kürze hier weiter …

Historie der LED - ein kurzer Überblick

Viele Leute und Firmen sprechen von LED Licht als Licht der Zukunft. Das klingt für uns wie Vergangenheit. LED Licht ist das Licht des Jetzt.

Die Historie der LED beginnt aber wahrscheinlich früher als Sie denken.  Der physikalische Effekt der Elektrolumineszenz, das Funktionsprinzip auf dem die LED beruht, wurde bereits vor über 100 Jahren entdeckt.

Hier die wesentlichen Meilensteine:

1907
Engländer Henry J, Round entdeckt, dass anorganische Stoffe unter dem Einfluss einer angelegten elektrischen Spannung leuchten können. Noch im selben Jahr veröffentlicht er seine Entdeckung in der Zeitschrift „Electrical World“.
Seine Entdeckung gerät erst einmal in Vergessenheit, da er hauptsächlich an einem neuen Funkortungsverfahren für die Seefahrt arbeitet.

1927
Der russische Physiker Oleg Lossew beobachtet erneut den „Round-Effekt“ der Lichtemission. In den Folgejahren von 1927 bis 1942 untersucht und beschreibt er dieses Phänomen genauer.

1935
Der französische Physiker Georges Destriau entdeckt eine Lichtemission an Zinksulfid. Er bezeichnet den Effekt dem russischen Physiker zu Ehren als „Lossew-Licht“. Heute gilt Georges Destriau als Erfinder der Elektrolumineszenz.

1951
Kurt Lehovec, Carl Accardo und Edward Jamgochian erklären diese ersten Leuchtdioden 1951 unter Verwendung einer Vorrichtung, die SiC-Kristalle mit einer Batterie oder einem Impulsgeber als Stromquelle.

1961
James R. Biard und Gary Pittman entdeckt Infrarotlichtemission von einer Tunneldiode sie auf einem GaAs-Substrat aufgebaut hatte. Später in diesem Jahr, sie waren in der Lage, effiziente Lichtemission und Signalkopplung zwischen einem GaAs-pn-Übergang Lichtsender und einem elektrisch isoliert Halbleiter-Photodetektor zu demonstrieren.

1962
Die erste rote Lumineszenzdiode (Typ GaAsP) wird von dem Amerikaner Nick Holonyak entwickelt. Diese erste LED im sichtbaren Wellenlängenbereich markiert die Geburtsstunde der industriell gefertigten LED.

1971
Durch die Entwicklung neuer Halbleitermaterialien entstehen LED in neuen Farben: Grün, Orange, Gelb. Leistung und Effektivität der LED verbessern sich kontinuierlich.

1993
Der Japaner Shuji Nakamura entwickelt die erste hell strahlende blaue LED und eine sehr effiziente LED im grünen Spektralbereich (InGaN-Diode). Etwas später konzipiert er auch eine weiße LED.

1995
Die erste LED mit weißem Licht aus Lumineszenzkonversion wird vorgestellt und kommt zwei Jahre später auf den Markt.

2006
Die ersten Leuchtdioden mit 100 Lumen pro Watt entstehen. Diese Effizienz kann jetzt nur noch von Gasentladungslampen übertrumpft werden.

2010
LED bestimmter Farbe mit einer gigantischen Lichtausbeute von 250 Lumen pro Watt werden bereits unter Laborbedingungen entwickelt.

Fortsetzung folgt….

Quelle: Wikipedia

LED in der Allgemeinbeleuchtung

Die Vorteile und die Vielseitigkeit der LED  sind zu gleich auch ihr grösstes Problem. Oder haben Sie sich früher beim Kauf einer Glühbirne Gedanken über Begriffe wie Farbwiedergabewert, Lichtfarbe oder Lichtstrom gemacht?

Die Mehrheit wohl nicht.

Hier folgt der Versuch einer Annäherung. Begrifflichkeiten zu bestimmen und zu klären die beim Kauf einer LED Leuchte plötzlich wichtig werden.

Hier wartet noch eine Fleissaufgabe….

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