Wie viele LEDs brauche ich zum optimalen Ausleuchten?

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Würth Elektronik eiSos GmbH & Co. KG

Cree Europe GmbH

Ein wichtiger Faktor: die Wärmeableitung

Wurden die optischen und elektrischen Parameter des Beleuchtungssystems festgelegt, geht es an das Design der Komponenten für die Wärmeableitung. Diese Aufgabe setzt voraus, dass die oben erwähnten Schritte bereits durchgeführt wurden. Das heißt jedoch nicht, dass das Thema Abwärme nicht bereits bei vorherigen Entwicklungsschritten eine Rolle spielt. So sollte der Entwickler bereits zu Beginn der Konfiguration einer Lichtquelle festlegen, über welche Leistungsspanne die Beleuchtung verfügen soll. Denn eine Lichtquelle mit 10 W produziert natürlich weniger Wärme als eine mit 50 W.

Das hat darauf Einfluss, welches Material für die Leiterplatte in Frage kommt oder welche Form die Wärmeabführung haben muss, und das alles unter Berücksichtigung von Aspekten wie Packaging und Montage. Um beim Design einer Lichtquelle die anfallenden Temperaturen im System bei einer vorgegebenen Wärmelast zu ermitteln, gibt es zwei Möglichkeiten. Entweder simuliert der Entwickler die Wärmeentwicklung oder er baut einen Prototypen der Lichtquelle. Anschließend wird die Temperatur ermittelt, und zwar am LED-Lötpunkt, in der unmittelbaren Umgebung der LED sowie am Gehäuse und an anderen einschlägigen Systempunkten.

Der Leistungsabfall oder die Lebensdauer

Im Zusammenhang mit der vom System abgegebenen Wärme gibt es einen weiteren Punkt, der beachtet werden muss: der Lichtstromabfall beziehungsweise die Lebensdauer der LED. Die meisten Probleme mit LEDs gehen auf einen Leistungsabfall zurück. Die Rate, mit der dieser Leistungsschwund vonstattengeht, wird als Lichtstromabfall bezeichnet. Das bis dato beste Messverfahren zur Beurteilung dieses Vorgangs ist die LM-80-Testmethode, die das Energy Star-Programm des US-Energieministeriums verwendet.

Bei jedem der Entwicklungsschritte muss das System eventuell abgeglichen werden, wobei diese Schritte bis zum Erreichen der gewünschten Leistung oft wiederholt werden müssen. Das ideale Leistungsniveau hängt von der Art der Anwendung sowie von den Vorstellungen des Endverbrauchers in puncto Preis, Energieeffizienz, Größe und Erscheinungsbild sowie von Faktoren ab.

* *Mitch Sayers ist EMEA Field Application Engineer bei Cree.

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