Was ist eine Hochleistungs-LED?
Hochleistungs-LEDs sind LEDs mit hoher Ausgangsleistung. LED steht für „Light-Emitting Diode“ und bezieht sich auf Dioden, die Licht aussenden, wenn sie mit Strom versorgt werden. Aufgrund ihrer hohen Lichtausbeute sind sie derzeit die Hauptkomponente in Beleuchtungskörpern.
Hochleistungs-LEDs haben eine Struktur aus mehreren parallel geschalteten LED-Elementen. Sie benötigen zwar einen hohen Betriebsstrom, haben aber eine hohe Leuchtdichte. Im Vergleich zu allgemeinen LEDs sind die eingebauten Komponenten die gleichen, aber das Hauptmerkmal ist, dass sie eine Wärmeableitungsstruktur haben.
Anwendungen von Hochleistungs-LEDs
Hochleistungs-LEDs werden hauptsächlich für Beleuchtungs- und Anzeigelampen verwendet. Typische Anwendungen sind:
- Autoscheinwerfer
- Riesige Flutlichter in Stadien im Freien
- Deckenleuchten in Fabriken und Wohnräumen
- Fischsammelleuchten auf Fischerbooten
Wie oben gezeigt, werden sie in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, von Industrie- bis hin zu Verbraucherprodukten. Hochleistungs-LEDs sind ein fester Bestandteil unseres täglichen Lebens.
Funktionsweise von Hochleistungs-LEDs
LEDs sind Dioden mit einer Struktur, die aus miteinander verbundenen P- und N-Halbleitern besteht. Wenn Strom an diese Dioden angelegt wird, emittieren die Verbindungsflächen Licht, daher der Name Leuchtdiode. Hochleistungs-LEDs haben eine hohe Ausgangsleistung, indem mehrere LEDs parallel geschaltet werden.
Hochleistungs-LEDs benötigen einen hohen Strom, um eine hohe Leuchtkraft zu erhalten, und erzeugen eine große Menge an Wärme. Im Allgemeinen wird der Wirkungsgrad von LEDs mit etwa 30 % angegeben, wobei die restlichen 70 % als Wärme freigesetzt werden. Sie sind daher so konzipiert, dass die Kühlung sie unter ihrer hitzebeständigen Temperatur hält.
Die Kühlung erfolgt durch die Montage auf wärmeableitenden Platten oder durch die Verwendung von Kühlkörpern. Die Kühlkörper sind ebenfalls so ausgelegt, dass sie die Wärme ableiten, indem sie sternförmig angeordnet sind.
Weitere Informationen zu Hochleistungs-LEDs
1. Unterschiede zwischen Hochleistungs-LEDs und normalen LEDs
Der Unterschied zwischen Hochleistungs-LEDs und normalen LEDs liegt in der Ausgangsleistung. Obwohl es keine strenge Regel gibt, werden LEDs mit einer Ausgangsleistung von 1 W oder mehr allgemein als Power-LEDs bezeichnet. Die integrierten LED-Chips sind die gleichen. Hochleistungs-LEDs müssen jedoch über eine Wärmeableitungsstruktur verfügen, um die Wärmeentwicklung zu verhindern.
2. Hochleistungs-LEDs Ansteuerungssystem
Die Verwendung eines einfachen Strombegrenzungswiderstandes zur Ansteuerung der Hochleistungs-LEDs erhöht den Stromverbrauch und die Wärmeentwicklung. Da die Wärmeentwicklung die Lichtausbeute der LEDs verringert und sie je nach Beleuchtungsdauer dunkler werden lässt, empfiehlt es sich, eine Konstantstromschaltung zur Ansteuerung von Hochleistungs-LED’s zu verwenden.
Es können zum Beispiel FETs und Operationsverstärker verwendet werden. Durch den Aufbau einer Schaltung mit diesen beiden ist eine Konstantstromemission möglich. Die Gestaltung der Wärmeableitung ist ebenfalls wichtig. Die Wärme wird leicht auf die Platine übertragen, sodass die Wärmeableitung der Platine für eine stabile Ansteuerung von Hochleistungs-LEDs entscheidend ist.
3. Hochleistungs-LEDs im Gehäuse
LEDs gibt es in einer Vielzahl von Formen. Die drei gängigsten Formen sind:
- Oberflächenmontierter Typ
Der oberflächenmontierte Typ bietet mehr Flexibilität als andere Gehäuse und wird verwendet, wenn die Möglichkeit besteht, optische Linsen usw. für spätere Phasen zu entwerfen. - COB (Chip On Board)
COB ist eine häufig für Hochleistungs-LED’s verwendete Form und besteht aus einem Substrat und LED-Chips als Set. Die Platine wird einfach platziert und verdrahtet und kann verwendet werden, ohne dass man sich Gedanken über die Wärmeableitung machen muss. - Bullet-Typ
Der Bullet-Typ wurde entwickelt, um die Richtwirkung der LEDs mit Hilfe einer Linse zu verbessern. Während die beiden oben genannten LED-Typen in alle Richtungen leuchten, leuchtet der Bullet-Typ nur in eine Richtung. Verwenden Sie kugelförmige LEDs, wenn Sie sich auf einen bestimmten Bereich der Lichtemission konzentrieren möchten.