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LED ANWENDUNGENVass László

Geschäftsführer Percept Kft.

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Inhalt

• Neuigkeiten in der Beleuchtungstechnik

• LED – elektrische, wärmetechnische Eigenschaften

• Ansteurung, Netzgeräte

• Mechanische Befestigung, Fassung

• Geräte

• Besonders wichtig: die Kosten

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Beleuchtungstechnische Eigenschaften

• Signaltechnik– Meistens farbig

– monochromatisch

– Nebenbei weiss

• Beleuchtungstechnik– Meistens weiss

– Aber keine Wärmestrahlung

– Nebenbei farbig

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Signaltechnik

Herkömmliches Signallampen-Gehäuse

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3 St M4 x 12

L ~ 6m

150

Signaltechnik

Led-Optik

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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)

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Typisches Spektrum der LED

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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

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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

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Entwicklung der Lichtausnutzung Entwicklung der Lichtausnutzung der LED

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Lächerliche Daten

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LSzR 150 – Lichtverminderung bei 14,7 W Dissipation

Theorie

Erfahrung

Rel

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[Ja

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n]

LSzR 150 – Zusammenhang zwischen Lebensdauer und Dissipation (Schätzung)

Aufgenommene Leistung [W]

Zeit [Stunden]

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• LED aus elektrischer Sicht ist die LED eine Diode• Bei jeder Anwendung ist eine aussere serielle Impedanz erforderlich!• Maximale Schliesspannung ist 5V!• 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 (LM2574)

• Mittelspannung– Serieller Wiederstand (dimensioniert zur Leistung)– Analoger Strombegrenzer (IXCP10M)– Stromregelung mit Kaskadenschaltung

• Die Tiristorschaltung ist nicht ganz optimal• PWM (lnk304)

LED elektrische und wärmetechnische Eigenschaften

www.percept.hu 15LED Ersatzsschaltbild

Arbeitspunkt-Einstellung

LED Spannung-Strom-Karakteristik

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Schaltbild der Signallampe mit LED

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Durchlass-Transistorenschaltung, LSzR-40-4 24V 80mA

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LSzR-120 Prellbocksignal, mit LM2574 Kaskadenschaltung

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Analoger Strombegrenzer

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LED Ansteuerung mit Kaskadenschaltung Lnk304

Beleuchtung mit LED-Technik Takács Gábor 2007

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Acriche

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Acriche 8W 230V AC

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LED wärmetechnische Eigenschaften

• Wichtig ist die maximale Kristalltemperatur– Bei LED mit kleiner Leistung 85 – 100 °C

– Bei LED mit großer Leistung 90 – 120 °C

– Bei Lumiled K2 140 °C ( 2006 )

• Der Wärmewiederstand hängt grundsätzlich von der Fassung ab

– Bei LED mit kleiner Leistung ~220 °C/W

– Bei Fluxled ~80 °C/W

– Bei LED mit großer Leistung 6 – 20 °C/W

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Entwicklung das LED-Gehäuse

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LED – wärmetechnische Eigenschaften

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Leiterplatte

Kühler

Emitter

Star

Acriche

Wärmeabführung

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Mechanische Befestigung, Fassung

Typische Sackgasse weniger Sinn

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Eine gute Lösung

Entwicklung bei Percept

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Geräte

Entwicklung bei Percept

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Versuchs-Strassenbelechtung mit LED

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Strassenbeleuchtung

Luxeon

Cree

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Besonders wichtig: die Kosten

• Bald wird der entscheidende Faktor die Erstellung der Geräte, der Preis der LED sinkt weiter. Heutzutage gilt das noch nicht.

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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.

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Literatur

• ELTE TTK Szilárdtestfizikai tanszék, Világítódióda lámpatestek fejlesztése 2002-2004• Kutatói jelentések

• Varga Károly, Mérési módszer kifejlesztése LED-ek ellenörző vizsgálatához 2003• szakdolgozat

• Takács Gábor, LED alapú világítás 2007• szakdolgozat

• Poppe Kornélné: Világítástechnikai eszközök, és rendszerek I.• jegyzet

• Dr. Borsányi János – Várkonyi László : Világítástechnikai eszközök, és rendszerek II.• jegyzet

• Poppe Kornélné - Dr. Borsányi János : Világítástechnika I.• jegyzet

• Arató András - Dr. Borsányi János – Dr. Kovács Károly – Dr. Majoros András –Molnár Károly: Világítástechnika II.

• jegyzet

• www.zled.com• www.luxeon.com• www.cree.com

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Danke für die Aufmerksamkeit!

LED Anwendungen

Vass László

Geschäftsführer

Percept Kft.