LED ANWENDUNGEN Vass Lszl Geschftsfhrer Percept Kft www

LED ANWENDUNGEN Vass László Geschäftsführer Percept Kft. www. percept. hu 1

Inhalt • Neuigkeiten in der Beleuchtungstechnik • LED – elektrische, wärmetechnische Eigenschaften • Ansteurung, Netzgeräte • Mechanische Befestigung, Fassung • Geräte • Besonders wichtig: die Kosten www. percept. hu 2

Beleuchtungstechnische Eigenschaften • Signaltechnik – Meistens farbig – monochromatisch – Nebenbei weiss • Beleuchtungstechnik – Meistens weiss – Aber keine Wärmestrahlung – Nebenbei farbig www. percept. hu 3

Signaltechnik Herkömmliches Signallampen-Gehäuse www. percept. hu 4

Signaltechnik 3 St M 4 x 12 L ~ 6 m 150 Led-Optik www. percept. hu 5

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• Die Rollen der Farben in der Signaltechnik – Für die Signalbilder sind reine Farben erforderlich, weil die Farbenerkennung bei monochromatischem Licht der sicherste ist. Die Mehrheit der LED hat ca. 20 nm Bandbreite, was die Auge als monochromatisch sieht. Die Farbe ist nicht abstandabhängig, weil die Dispersion kann den Farbton nicht verändern (die Dispersion hängt besonders stark von der Wellenlänge ab) www. percept. hu 7

Typisches Spektrum der LED www. percept. hu 8

CIE 1931 Farbendiagramm Spektrum der weissen LED: 0, 3234; 0, 3096 Spektrum der grünen LED: lp: 495 nm; ld: 510 nm; 0, 0864; 0, 4617 Spektrum der blauen LED: lp: 460 nm, ld: 465 nm; 0, 1361; 0, 0572 Spektrum der gelben LED: lp: 595 nm; ld: 595 nm; 0, 5903; 0, 4091 Spektrum der roten LED: lp: 655 nm; ld: 645 nm; 0, 7195; 0, 2805 www. percept. hu 9

Irrglauben und falsche Informationen • Lichtausnutzung – Grundsätzliche Menge, die Entwicklung ist fortdauernd, kein Ende in Sicht. Die heutige LED sind auf dem Niveau der Halogenlampe, oder sind kaum besser. Die LED mit gleichem Ausnutzungsgrad, wie der Ionenröhre, existieren schon. • Lebensdauer – Viele Vernebelung, es ist schwer zu messen. Hauptparameter ist die Temperatur. Die LED sind viel mehr empfindlicher gegen Wärme. – Es ist auf der Wärmeabführung zu achten. Bei entsprechender Ansteuerung und Wärmeabführung ist der Lebensdauer 40 – 80000 Stunden (5 -10 Jahre) – Unsere Erfahrungen beweisen nicht alle Älterungsmessungen im Labor www. percept. hu 10

Entwicklung der Lichtausnutzung der LED www. percept. hu 11

Lächerliche Daten www. percept. hu 12

Relative Lichtstärke LSz. R 150 – Lichtverminderung bei 14, 7 W Dissipation Theorie Erfahrung Zeit [Stunden] Lebensdauer [Jahren] LSz. R 150 – Zusammenhang zwischen Lebensdauer und Dissipation (Schätzung) Aufgenommene Leistung [W] www. percept. hu 13

LED elektrische und wärmetechnische Eigenschaften • • LED aus elektrischer Sicht ist die LED eine Diode Bei jeder Anwendung ist eine aussere serielle Impedanz erforderlich! Maximale Schliesspannung ist 5 V! Die Lichtstärke ist proportional mit dem Strom in 5 Größenklasse, und die Farbe ändert sich nicht. • Niederspannung – Wiederstand (innerer Wiederstand eines Kleinakkus) – Aktiver Strombegrenzer – Analoger Stromgenerator (Transistoren-Durchlassgenerator) • Stromgenerator mit Kaskadenregelung (LM 2574) • Mittelspannung – Serieller Wiederstand (dimensioniert zur Leistung) – Analoger Strombegrenzer (IXCP 10 M) – Stromregelung mit Kaskadenschaltung • Die Tiristorschaltung ist nicht ganz optimal • PWM (lnk 304) www. percept. hu 14

Arbeitspunkt-Einstellung LED Spannung-Strom-Karakteristik LED Ersatzsschaltbild www. percept. hu 15

Schaltbild der Signallampe mit LED www. percept. hu 16

Durchlass-Transistorenschaltung, LSz. R-40 -4 24 V 80 m. A www. percept. hu 17

LSz. R-120 Prellbocksignal, mit LM 2574 Kaskadenschaltung www. percept. hu 18

Analoger Strombegrenzer www. percept. hu 19

LED Ansteuerung mit Kaskadenschaltung Lnk 304 Beleuchtung mit LED-Technik Takács Gábor 2007 www. percept. hu 20

Acriche www. percept. hu 21

Acriche 8 W 230 V AC www. percept. hu 22

LED wärmetechnische Eigenschaften • Wichtig ist die maximale Kristalltemperatur – Bei LED mit kleiner Leistung – Bei LED mit großer Leistung – Bei Lumiled K 2 85 – 100 °C 90 – 120 °C 140 °C ( 2006 ) • Der Wärmewiederstand hängt grundsätzlich von der Fassung ab – Bei LED mit kleiner Leistung – Bei Fluxled – Bei LED mit großer Leistung www. percept. hu ~220 °C/W ~80 °C/W 6 – 20 °C/W 23

Entwicklung das LED-Gehäuse www. percept. hu 24

LED – wärmetechnische Eigenschaften www. percept. hu 25

Emitter Wärmeabführung Acriche Leiterplatte Star Kühler www. percept. hu 26

Mechanische Befestigung, Fassung Typische Sackgasse www. percept. hu weniger Sinn 27

Entwicklung bei Percept Eine gute Lösung www. percept. hu 28

Geräte Entwicklung bei Percept www. percept. hu 29

Versuchs-Strassenbelechtung mit LED www. percept. hu 30

Strassenbeleuchtung Cree Luxeon www. percept. hu 31

Besonders wichtig: die Kosten • Bald wird der entscheidende Faktor die Erstellung der Geräte, der Preis der LED sinkt weiter. Heutzutage gilt das noch nicht. www. percept. hu 32

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Zusammenfassung • Neue Anschauung – Keinen Lampentausch. – Nicht nur dier Armatur, sonder die LED kann auch die Lichtverteilung bestimmen – Fast unbegrenzte Möglichkeit für Lichtstärken- und Farbeneinstellung (5 – 10 Mhz) • Wärmeabführung – Wichtiger Faktor bei professioneller Projektierung und Anwendung. • Kontinuierliche Entwicklung – Kein Ende, teorethische Grenzen. www. percept. hu 38

Literatur • ELTE TTK Szilárdtestfizikai tanszék, Világítódióda lámpatestek fejlesztése 2002 -2004 • Varga Károly, Mérési módszer kifejlesztése LED-ek ellenörző vizsgálatához 2003 • • • jegyzet Arató András - Dr. Borsányi János – Dr. Kovács Károly – Dr. Majoros András –Molnár Károly: Világítástechnika II. • • jegyzet Poppe Kornélné - Dr. Borsányi János : Világítástechnika I. • • jegyzet Dr. Borsányi János – Várkonyi László : Világítástechnikai eszközök, és rendszerek II. • • szakdolgozat Poppe Kornélné: Világítástechnikai eszközök, és rendszerek I. • • szakdolgozat Takács Gábor, LED alapú világítás 2007 • • Kutatói jelentések jegyzet www. zled. com www. luxeon. com www. cree. com www. percept. hu 39

Danke für die Aufmerksamkeit! LED Anwendungen Vass László Geschäftsführer Percept Kft. www. percept. hu 40