Lichtausbeute von LEDs

Hallo zusammen.

Ich habe ein komplexes Problem. Seit einiger Zeit beschäftige ich mich mit Hochleistungs-LED´s zur Beleuchtung und habe Probleme mit der Kühlung. Die Ursache dabei ist, das die Hersteller keine Verlustleistung angeben. Die gesamte Wattage als Kühlleistung anzunehmen bringt zwar Sicherheit, aber leider auch sehr große Kühlkörper.

Ich habe im Internet eine Kurve gefunden (http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/d/d4/Maxima…), in der die theoretisch max. Lichtausbeute in lm/W bezogen auf die Wellenlänge des Lichtes gefunden. Leider geben aber die Hersteller keine Wellenlänge an.

Vergleicht man die Werte, sieht man, was dies bedeutet:

LED Wellenlänge max. Wirkungsgrad Verlustleistung
50 W 500 nm 225 lm/W = 11.250 lm 44,44 % 27,78 W
50 W 540 nm 645 lm/W = 32.250 lm 15,50 % 42,25 W

Die Differenz beträgt stolze 14,5 W. Und die schlagen beim Kühlkörper schon ordentlich zu Buche.

Kennt jemand eine Tabelle oder Formel, woraus man die spezifische Wellenlänge in Bezug auf die Farblichttemperatur ablesen bzw. berechnen kann? Oder ist das garnicht möglich?

OT: Ist ‚Wattage‘ sowas wie Cottage? owt
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Hallo

Wenn ich in einen Katalog schaue(Reichelt), gibt Led’s mit Datenblatt.
Da stehen Farbtemperatur und sogar Farbverteilung im Spektrum drin.
Auch Leistungsaufnahme, -Abgabe in Form von Lumen.
Eigentlich dürfte es keine Probleme geben.

MfG

Hallo,

Seit einiger Zeit beschäftige ich mich mit
Hochleistungs-LED´s zur Beleuchtung

ist mehr oder weniger ein Fachgebiet von mir.
Beschäftige mich schon seit Jahren damit.

und habe Probleme mit der Kühlung.
Die Ursache dabei ist, das die Hersteller keine
Verlustleistung angeben.

Naja, die kann man auch leicht abschätzen.
Ich würde mal als Hausnummer derzeit max.
ca. 30…45% annehmen.

Bei der Glühlampe hat man früher immer gesagt, dass
diese nur etwa 4% in sichtbares Licht umwandeln.
LED eben ca. Faktor 10 mehr.

Die gesamte Wattage als Kühlleistung anzunehmen
bringt zwar Sicherheit, aber leider auch sehr große
Kühlkörper.

+/- 10% Machen das Kraut auch nicht fett.
Aber Gerade bei der max. Lichtleistung fällt ja
der Wirkungsgrad auf Grund der Eigenerwärmung.
Die Dimensionierung der Kühlung ist also natürlich
ein Kompromiss, den man weit in die eine oder
andere Richtung schieben kann.

Ich habe im Internet eine Kurve gefunden
(http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/d/d4/Maxima…),
in der die theoretisch max. Lichtausbeute in lm/W bezogen
auf die Wellenlänge des Lichtes gefunden.
Leider geben aber die Hersteller keine Wellenlänge an.

Da stellst du dich aber dumm?
Die Spektren und lichttechnischen Eigenschaften von
LED sind bei Markenherstellern sehr gut und sehr
genau dokumentiert.
z.B.
http://www.cree.com/~/media/Files/Cree/LED%20Compone…

Die Differenz beträgt stolze 14,5 W. Und die schlagen beim
Kühlkörper schon ordentlich zu Buche.

Und du mußt da tatsächlich um 10…20% feilschen?
Letzten Endes ist es doch so, dass jedes Grad weniger
Erwärmung mehr Effizienz bringt und längere Lebensdauer.

Leider wird das Thema Kühlung soweiso sehr stiefmütterlich
behandelt. Ist aber auch verständlich. Kühlung kostet
Geld und die Werbung behauptet ja, dass LED gar nicht
heiß werden :wink:
In einen Parameter zu investieren, den die Leute nicht
verstehen und bezahlen wollen, bringt dann ja wohl
auch nicht viel :frowning:

Kennt jemand eine Tabelle oder Formel, woraus man die
spezifische Wellenlänge in Bezug auf die Farblichttemperatur
ablesen bzw. berechnen kann?

Siehe Spektren in den Datasheets.
Diese kann ich auch bestätigen durch eigene
Messungen mit Spektrometer.
Gruß Uwi

Die maximale Lichtausbeute bei 555nm (Empfindlichkeitsmaximum des Auges) sind 683lm/W.

Laut http://www.vde-verlag.de/buecher/leseprobe/lese3289.pdf sind für homogen weißes Licht maximal 238lm/W möglich.
Nur ist LED Licht ja nicht ganz homogen.

Wie kann man nun den Lichtstrom in Lichtleistung umrechnen?
Kompliziert - über das Spektrum der LED und unter Beachtung der jeweiligen Empfindlichkeit des Auges.

Also vergessen wir das mal.

Ganz rudimentär sage ich jetzt:
238lm/W seien 100% Wirkungsgrad
12lm/W Glühlampe hat dann 5%,
90lm/W LED 38%.

Leider passt das hinten und vorne nicht!
Denn für Glühlampen (12lm/W) finde ich die Aussage, dass sie nur 3% Wirkungsgrad haben.
Und wenn man aus 12lm/W mit 3% hochrechnet auf 90lm, dann hätten LED einen Wirkunsgrad von 23%.

Es geht ja um Kühlkörper, also lieber etwas größer dimensionieren.
Dann rechne doch für effiziente LEDs (90lm/W, es geht ja auch besser - aber auch of schlechter!) einfach mit 20% Licht, 80% Wärme.