LED
Grundlagen der LED-Technik
Lichterzeugung
In einem LED Leuchtmittel (Light Emitting Diode oder lichtemittierenden Diode) gibt es neben negativen Elek-tronen (–) die positiven La-dungen (+). Diese gegen-sätzlichen Ladungen erz-eugen bei ihrer Neutralisation sichtbares Licht und Wärme.
Die LED-Energiebilanz liegt bei rund 20% Licht und 80% Wärme, d.h. es gibt dabei kaum Wärmestrahlung in Form von IR-Licht. Die pro-duzierte Wärme muss jedoch anderweitig aus dem Halb-leitermaterial abgeleitet werden: durch aktive oder durch passive Kühlung. Dass LED-Technik keine Wärme-belastung für das Leuchten-system mit-sich bringt, ist also nicht zutreffend.
Lichtfarbe
Es gibt zwei LED-Typklassen: eine für „warme“ und eine für „kalte“ LED Farben:
Wie entsteht weißes Licht?
Es gibt zwei angewandte Praktiken, um aus farbigen LED Leuchtmitteln weißes Licht zu erzeugen.
Bei der ersten Variante wird das Licht einer blauen LED mittels einer Konversions-schicht (meistens Phosphor) in das weiße Licht umge-wandelt. Die zweite Möglich-keit ist das RGB-Prinzip, hier werden rote, grüne und blaue LEDs zu weißem Licht ge-mischt.
Binning
Das Verfahren der Bildung von Farbklassen und Licht-stromklassen in der LED Produktion wird „Binning“ genannt.
Ein „Bin“ umfasst mehrere LEDs mit annähernd gleicher Lichtfarbe bzw. gleicher Licht-ströme. Qualitätsorientierte Hersteller gestalten ihre Bins sehr engmaschig, um die Varianz der Farbtemperaturen innerhalb eines Bins mög-lichst gering zu halten. Binning ist ein zeit- und kostenintensives Verfahren – Qualität hat ihren Preis.
Dimmbarkeit
LED-Technologie lässt sich auf einfache Art dimmen und ist in ihrer Lichtfarbe (bei RGB - LED) stufenlos regelbar. Mit dieser Eigenschaft bieten sie neue Ansätze für dynamische Lichtkonzepte. Zusätzlich ist der volle Lichtstrom einer LED sofort beim Einschalten verfügbar, während eine Ent-ladungslampe erst mit einer zunehmenden Erwärmung ihre 100 % Leistung erreicht.
Temperaturverhalten und Lebensdauer
Der Lichtstrom einer LED steigt mit der Stromaufnahme fast linear an. Im Unterschied zu einer HIT-Lampe, die mit zunehmender Erwärmung auch mehr Licht abgibt, sinkt der Lichtstrom der LED bei zunehmender Erwärmung deutlich, ebenso wie die Lebensdauer.
Die oft mit 100.000h ange-gebene mittlere Lebensdauer des LED-Chips spielt in der Beleuchtungs- praxis nur eine untergeordnete Rolle. Wichtig ist hierbei die Definition des Lichtstromrückgangs über die Lebensdauer einer LED. Daraus ergeben sich reale Nutzlebensdauern von 35.000 – 50.000 Stunden.
Um diese Zielgröße zu er-reichen, ist ein gutes Thermo-management unbedingte Voraussetzung.
Brillanz
Um Brillianz zu erzeugen, bedarf es punktförmiger Lichtquellen.
So lassen sich bei be-decktem Himmel und Nebel hohe Beleuchtungsstärken messen, insgesamt unter-drückt eine diffuse Licht-verteilung jedoch jegliche Form von Brillanz.
Herkömmliche Lampen in Halogen-und HIT-Technik haben einen eng definierten Lichtschwerpunkt und sind besonders geeignet, über exakte Reflektoren brillante Lichtkegel zu erzeugen.
LED-Einheiten höherer Lumenpakete besitzen im Vergleich zu diesen punkt-förmigen Lichtquellen in der Regel größere Lichtaus-trittsflächen. Unter dem As-pekt ist auch die Reflektor-entwicklung auf diese Form der Lichterzeugung abzu-stimmen.