LED-Beleuchtung

Was zeichnet BöSha – Leuchten aus? Parameter für LED- Leuchten aus Sicht des Herstellers


Betrachtung der Komponenten.

- die LED als emittierende Fläche
- der Reflektor als richtendes Element
- der Treiber, die Stromversorgung
- das Gehäuse, Wärmemanagement

Technik

Die LED als emittierende Fläche

Schon der Vergleich der Oberflächen einer MCOB zur Single-Chip zeigt, dass mindestens zwei Parameter für die Lebensdauer einer LED mitentscheidend sind. Die Größe der Oberflächen der emittierenden Flächen stehen in direkten Zusammenhang mit der Fähigkeit, viel Wärme in kurzer Zeit ableiten zu können. Darüber hinaus bietet eine größere Fläche den Vorteil geringerer Leuchtdichten, welche dann nicht den Blendungsfaktor bieten, wie er bei einer Single-Chip durch die kleinere Fläche einfach höher sein muss.


Fazit: allein durch das Konzept einer größeren emittierenden Fläche trägt die MCOB Diode wesentlich zur längeren Lebensdauer einer Diode bei. Im Zusammenhang mit einem funktionierenden Wärmemanagement und Wärmeableitung, im Idealfall über die ganze Fläche des Gehäuses, steht einer Garantieleistung von > 100.000 Stunden nichts entgegen.


Der Praxistest einer Diode von Citizen im Real-Langzeittest unter Grenzbelastungen belegt dies in anschaulicher Weise und zeigt auch, dass eine Nachbestromung durch die geringe Degradation (18%) nicht erforderlich ist.

Vorteile MCOB

-    Gleichmäßige Lichtverteilung, DIN- gerechte Ausleuchtung
-    Hohe Lichtausbeute
-    Größere Wärmeableitflächen
-    Wesentlich höhere Lebensdauer (> 100.000 Std) als Single-Chip-Dioden


Der Reflektor


Die Verwendung von MIRO Reinstaluminium oder hochpräzise eloxierten Kunststoff- Reflektoren garantiert signifikant weniger Streuverluste und eine geringere Blendung durch die Kombination der größeren Diodenfläche sowie der Oberflächen der Reflektoren. Konstruktion und Ausrichtung der Reflektoren ermöglichen ein optimal gerichtetes Licht sowie die Vermeidung von Schlagschatten.

In der Praxis können damit größere Lichtpunktabstände unter Beibehaltung geforderter Gleichmäßigkeiten erreicht werden. Größere Lichtpunktabstände bedeuten weniger Lichtpunkte und Einsparungen bis zu 25%. Durch die richtungsbestimmende Platzierung der Dioden wird ein hoher Wirkungsgrad erreicht (70% Direktlicht durch die Dioden, 30% zusätzlich Lenkung über die Reflektoren).  

Vorteile Reflektortechnik


-    Keine Streuverluste, geringere Blendung
-    Optimal gerichtetes Licht, bedarfsgerechte Lichtverteilung
-    Hoher Wirkungsgrad, 70% Direktlicht, 30% über Reflektoren
-    Größere Lichtpunktabstände ermöglichen weniger Lichtpunkte


Die Stromversorgung


LED´s werden mit einem konstanten Strom betrieben, idealerweise an einer Stromversorgung mit Sanftanlauf. Stromspitzen werden damit verhindert, die LED ge-schont. Es stellt sich über den konstanten Strom eine Flussspannung an der Diode ein. Spannungstransienten treten in der Regel netzseitig auf (Schaltungen mit großen induktiven oder kapazitiven Verbrauchern, Blitzschlag etc.). Hier ist der Eingang der LED Stromversorgung mit geeigneten Bauelementen (Glasplasmaableitern oder Metalloxidvaristoren, TVS- Dioden oder polymerischen ESD- Schutzelementen) zu versehen.
Überspannung: bis zu einer Schutzbeschaltung von 4kV bis 6kV sind diese Elemente in der Stromversorgung integriert. Ein erweiterter Schutz (10kV) wird mit extern in den Verteilungen vorgeschalteten Überspannungselementen erzielt.


Zusammengefasst sollte auf folgende Eigenschaften geachtet werden:
-    Sanftanlauf
-    Störfestigkeit
-    Galvanische Trennung
-    Leistungsreduzierung bei Übertemperatur bis zur Abschaltung jedoch mit automatischem Restart
-    Eigenentwicklung mit hohem Wirkungsgrad
      
Ein Treiber, der nach diesem Anforderungsprofil bestückt wird, erreicht die gleiche Lebensdauer wie eine mit optimiertem Wärmemanagement betriebene Diodenbestückung.


Das Gehäuse



Im direkten Zusammenhang mit der Fähigkeit Wärme ableiten zu können steht das Gehäuse selbst und die Anbindung des Gehäuses an die Diode. Die Sicherstellung der möglichst direkten Anbindung und Nutzung des gesamten Gehäuses garantieren, dass eine Diode nie im Schädigungsbereich belastet wird.

Die Betriebstemperatur einer LED ist wesentlich für die Degradation verantwortlich,  Degradation = Lichtstromrückgang bis letztlich zum Exitus. Es gilt die Faustregel: 10% kälter betrieben bedeutet eine Verdoppelung der Lebensdauer. Der größte Feind der LED sind chemische Belastungen durch ausgasende Stoffe.
Ein gut abgedichtetes Leuchtengehäuse mit einer Druckausgleichsventilation, versehen mit hochwertigen gasungsarmen Wärmeleit- und Dichtungsmaterialien, schützt die LED vor Umwelteinflüssen.

Unter Berücksichtigung eines so optimierten Wärmemanagements erreichen auch Single-Chip Leuchten eine vergleichbare Lebensdauer, wenn darüber hinaus sichergestellt wird, dass die LED´s nur zu 2/3 bestromt werden und keine CLO Technik, Nachbestromung, angewandt wird. Diese Nachbestromung führt neben steigendem Energieverbrauch auch zu einer höheren thermischen Belastung und damit kürzerer Lebensdauer.

Vorteile Gehäuse:


-    Robuste, langlebige Gehäusetechnik aus korrosionsbeständigem Aluminium/ Aluminiumdruckguss
-    Hochwertige Oberflächen durch Sandstrahlen, Grundieren und Beschichten
-    Ausgeklügeltes Thermo-Management durch direkte Gehäuseanbindung der LED-Module
-    Integriertes Druckausgleichventil zur Vermeidung von Kondenswasser

Fazit


Im Zusammenwirken dieser Komponten erreichen BöSha- Produkte ein Anforderungsprofil, welches im Wettbewerb seinesgleichen sucht.
Diese produktbezogenen USP´s werden ergänzt und begleitet durch die spezifischen Fähigkeiten in den Bereichen Innovation, Qualität, Flexibilität und Service excellence.