High Power LED und Netzteil

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Moderator: T.Hoffmann

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AMDSempron
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Fr, 26.11.10, 23:56

Hallöchen!

bin hier gerne am Mitlesen und habe jetzt allerdings selber mal eine Frage:

und zwar möchte die Mutter meienr Freundin bald die Küche renovieren. Da ich die ganze Familie mit dem LED Wahn angesteckt hab (ich bau gerne Lampen und so mit LEDs) würde sie auch gerne ein paar € mehr für eine LED ausgeben.
Ich hatte mir überlegt, da man in einer Küche hell braucht und es weniger gemütlich sein muss, diese hier zu nehmen: http://www.leds.de/High-Power-LEDs/Chip ... Lumen.html

Jetzt gibt es ja für LEDs dieser Leistung eher keine KSQs, das wird also recht schwer. meine bei kleinen Lampen beliebte Methode, mit einem Transistor den Strom einzustellen und den Rest dann am Transistor zu verheizen (um nich Vorwiderstände zu brauchen, für faule halt) wird auch schwer, ich müsste den Transistor ja quasi mit Wasser kühlen.
Allerdings hab ich hier noch ein paar ältere Industrienetzteile rumliegen wie dieses hier: http://deutronic.com/e-line-stromversor ... usgang.htm und habe die 24V Variante.

Nun ist das NT stabilisiert und liefert nicht zu viel Strom und Spannung. Allerdings wäre es ja auch ein wenig überfordert mit der LED? Ich kann die Ausgangsspannung justieren (so zwischen 32V und 18V), habe also ein breites Band. Meine Theorie ist jetzt, das NT direkt an die LED anzuschließen und eine geringe Spannung anzuschließen, sodass die Stromstärke durhc die LED nicht zu hoch wird, damit das NT nicht überlastet wird (also messen, wo ich etwa bei den 60W Ausgangsleistung bin).

Das ganze habe ich shcon einmal bei einer Luxeon Rebel gemacht, (die wollte 3,15V und 700mA) da habe ich ein Netzteil mit 3,5V Ausgangsleistung und 300mA genommen, das war allerdings unstabilisiert. Da hat sich das ganze selber auf etwa 2,5V runtergeregelt von selber, die LED war natürlich nicht an der maximalen Leuchtkraft, was auch nich mein Ziel war.

Was meint ihr, bezahle ich durch eine verheizte LED viel Lehrgeld oder fliegt mir das NT um die Ohren oder könnte das klappen?

Kühlen wollte ich die LED mit einem CPU Kühlkörper, bei 60W geht das ja noch recht entspannt wenn man den Lüfter ein wenig runterregelt, hab hier noch aufgrund meiner PC Schrauberei einige rumliegen
Bengalo
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Sa, 27.11.10, 00:23

Hi,
also aus meiner Sicht ist die LED für Deinen Zweck nicht geeignet.
Farbwiedergabe 65 Ra
Das ist einfach nichts für eine Küche.
Bei einem CRI von 65 sieht Fleisch(je nach Emitter) schonmal unansehnlich grün aus.
Gerade in der Küche würde ich mindestens einen CRI von 80-90 anstreben um die Lebensmittel auch so zu sehen wie sie wirklich aussehen.

Nach meinem empfinden ist das eine LED für ganz andere Anwendungen.

my2cents
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Sa, 27.11.10, 11:42

Ja, CRI 65 und auch noch 4500 Kelvin (das ist schon sehr kühles Neutralweiß, an der grenze zu Kaltweiß, ca. wie die Xenon-Autoscheinwerfer)
Ich schließe mich an: würde die nicht nehmen, lieber auf ein paar Lumen verzichten. IMHO erkennt das Auge eine Messtechnisch dunklere warmweiße LED fast genau so hell wie eine 20..30% hellere kaltweiße (bei 2 Taschenlampen mit einer XP-E kaltweiß, die allerdings mit Linse und einer XR-E warmweiß, beide auf ca. 300 mA ist die warmweiße sogar heller, obwohl --- wenn auch in verschiedenen Gehäusen --- beide mit -E-Chip, die XP-E aber mit zusätzlicher Linse (dafür bestes Binning, war ein Sample von Cree)
Man fühlt sich bei katlweiß einfach nicht wohl und selbst 3200 Kelvin wirken gegen Glühlampen schon sehr kalt.

Also daher mein Dringender Tipp: auf etwas Effizienz verzichten und warmweiß im Bereich 2700 bis 3100 Kelvin wählen und da auf CRI von mindestens 80 achten (müssten eigentlich alle warmweißen Bridgelux erfüllen), besser auf noch etwas mehr Effizienz verzichten und eine High-CRI-Variante mit CRI >90 wählen. Wobei ein CRI 80 bei einer LED IMHO weniger schlecht aussieht als CRI 80 einer Kompakt-Leuchtstofflampe. (Leuchtstofflampen haben viele kleine Spitzen im Spektrum, während es bei guten LEDs eher eine durchgehende Kurve ist)

Zur Effizenz/Helligkeit: ich weiß nicht, ob Lumitronix die Bridgleux-LEDs selbst gemessen hat, dann kämen deutlich höhere werte raus als die Bridgelux-eigenen, denn Lumitronix misst wie die meisten LED-Hersteller nur mit 20 ms kurzen Pulsen bei 25°C-LED-Chiptemperatur, wogegen die Angaben von Bridgelux "Hot Lumens" sind, ermittelt bei 60°C LED-Gehäusetemperatur! Die treffen die Praxiswerte alsi sehr viel eher, bei allen anderen Helligkeitsangaben muss man mindestens 10% abziehen, da LEDs ineffizienter werden, wenn sie warm werden und weitere ca. 10-20%, da immer nur die top-Werte und nicht die typischen Helligkeitswerte und schon gar nicht die mindestens erreichbaren Helligkeitswerte angegeben werden. (Das machen leider alle LED-Shops so, aber Aldi z.B. scheint tatsächlich bei seinen LED-Leuchten eher die minimal erreichte Helligkeit anzugeben)

Übrigens ist der Boss von Bridgelux der Bruder des Bosses von Cree --- die LEDs sollten also ähnlich gut sein, nur bondest der sie eben in großen arrays zusammen... Spart kosten bei Gehäuse und Montage wenn man mal wirklich viel Licht benötigt, erschwert aber auch die Kühlung, da mehr Hitze auf weniger Fläche.

Zur eigentlichen Frage mit dem Netzteil: Du solltest bei Betrieb mit Festspannung IMMER noch einen Vorwiderstand von IMHO 0,1 Ohm pro LED (bei LEDs der 0,5 bis 1A-Klasse) vorschalten, bei einer LED mit 30V wären das also 1 Ohm (10 LED-Chips in Reihe), denn so eine LED verringert ihre Vorwärtsspannung wenn sie warm wird, was den Strom ansteigen lässt. Das kompensiert oder überkompensiert evtl. den Helligkeitsverlust, der durch die höhere Temperatur entsteht, führt aber eben auch zu höhrerem Strom. wenn die LEDs auf 50..75% ihrer Maximalleistung betrieben werden kann man das so machen, sollte es aber eigentlich eher nicht tun.

Besser wäre eine Transistor-KSQ, da am besten dieUltra-Low-Drop-Variante, die ich in Kooperation mit Beatbuzzer und Borax erdacht habe, Beatbuzzer hatte dabei (Post recht wit unten auf der Seite, inkl Schaltplan) die entscheidende Verbesserungsidee mit 2 Schottky-dioden (das dürfen auch ganz billige (um 2 Cent) sein, muss nicht die teure 5819 (um 19 Cent) sein. Da kann man es auf unter 0,1 Volt Spannungsabfall bringen. Du stellst dann das Netzteil bei kalten LEDs so ein, dass der Soll-Strom gerade so eben erreicht wird und wenn die LEDs wärmer werden steigt der Spanungsabfall über dem Transistor an. Je nach Strnasistor sind da 1V bei 1A, also 1 Watt kein Problem (das geht bei TO200-Gehäuse sogar fast noch ohne Kühlung (wobei ich ab >0,5W Verlustleistung den Transistor kühlen würde)

Ich betreibe damit 4 Stück Cree XR-E an einem 12V-Netzteil, das real ca. 13,1V bringt, an jeder LEDfallen ca. 3,1V ab, an der KSQ auch 0,15V und an den Leitungen der Rest, es beginnt mit ca. 350 mA (noch >3,2V an den LEDs, weil LEDs noch ganz kalt) und steigt dann nach wenigen Minuten auf ca. 450 mA. Hier hätte es auch ein 0,3-Ohm-Vorwiderstand getan, aber a) habe ich so eine Konstante Hellgikeit und b) sind die LEDs halbwegs geschützt, falls das Netzteil mal rumspinnen sollte und c) gibt es einem ein gutes Gefühl. aufgrund der Unterbestromung würde ich der lampe bescheinigen, dass sie micht potentiell überleben kann, jedoch wird vorher das Netzteil den Geist aufgeben, evtl. dabei sogar die LEDs killen (meist eher nicht, aber möglich wär's) oder die Lampe stirbt an Korossion, da in der Küche (müste man mit einer dünnen Schickt hochtransparemntem Silikon zukleistern, z.B. das schöne, krebserregende Elastosil, das wir bei der Arbeit oft verwenden)

Diese Cree XR-E Q2 haben ca. 3200 Kelvin und wirken damit schon relativ kühl, wobei sich das Auge auch adaptiert --- hätte man nirgends Glühlampen, würde es vermutlich gar nicht auffallen, aber ggü. Glühlampen ist das IMHO die Grenze die man wählen sollte und das auch nur in der küche, für ein gemütlich beleuchtetes Wohnzimmer wäre mir das schon viel zu weit im Neutralweißen und zu weit weg von warmweiß.

Man sollte sich auch nicht von der Angabe "warmweiß" bei LEDs irritieren lassen: bis ca. 3500 Kelvin steht oft noch wamrweiß dran, obwohl gefühlt ab spätestens 3100 kelvin bereits Neutralweiß beginnt und ab spätetens 4000 Klevin würde --- zumindest ich --- die Grenze definieren wollen, ab der kaltweiß anfängt.

jetzt kommt nach dazu, dass nur sehr sehr wenige LEDs bei kaltweiß einen hohen CRI haben und NUR DANN ist es IMHO berechtig, bei Farbtemperaturen im Bereich 4500 bis 6500 Kelvin von Tageslichweiß zu sprechen - Sonnenlicht hat eigentlich immer einen CRI von >90 (jedoch meist unter 100), während kaltweiße LEDs eben oft sehr miese Farbwiedergabequalität im Bereich 60 bis 70, billigeren noch viel weiter drunter haben --- das verschlechtert IMHO neben der ungewohnt kaltweißen Lichtfarbe den gefühlten Lichteindruck nochmals drastisch.

Und WENN man schon sehr viel Geld in eine LED-Beleuchtung steckt, sollte man damit IMHO auch über Jahre zufrieden sein können und sich sein zu neutral- oder kalweißes Licht nicht schönreden/schöndenken müssen. IMHO sollte das Ziel sein, dass man seine LED-Beleuchtung von einer Halogenbeleuchtung ausschließlich noch am Stromverbrauch unterscheiden kann!
AMDSempron
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Sa, 27.11.10, 17:05

Moin moin!

Erst mal danke für eure Antworten, ihr habt mich ein wenig zum Grübeln gebracht, das mit dem CRI Wert habe ich noch gar nicht gewusst, ich dachte, die Farbtemperatur wäre das Wichtigste. Was mich nur ärgert ist, dass ich dazu die warmweiße nehmen müsste. Denn eine Rebel in neutralweiß (4100K CRI 80) empfanden die als ziemlich gut. 400K sind zwischen den beiden ja kein großer Unterschied. Generell bin ich ja auch eher für kaltweiße Beleuchtung beim Arbeiten, die Familie von meiner Freundin auch. Aktuell hängt bei denen auch noch eine alte Leuchtstofflampe mit einem runden Rohr mit 40W, mehr steht leider nicht drauf, es ist allerdings eher kaltweiß, deswegen wäre das ja keine große Änderung.
Aber wenn das mit dem CRI Wert (habe bisher keine LEDs mit niedrigem CRI Wert gehabt) wirklich so mies sind, dann wäre wohl eine warmweiße wirklich sinnvoller. Wie gesagt, so um die 4000K würden mir schon besser gefallen. Wie wäre es, wenn ich dann einfach ein wenig mischen würde? Also mir is jetzt in den Sinn gekommen, diese hier: http://www.leds.de/High-Power-LEDs/Chip ... Lumen.html und noch 2x diese hier: http://www.leds.de/High-Power-LEDs/Chip ... 468lm.html zu nehmen, dann hätte ich ne hohe Farbtemperatur und trotzdem noch einen sehr hohen CRI Wert. Natürlich nicht mehr so effizient...

@ Netzteil: Cool, 1000 Dank! Bin grad ziemlich überrascht wie billig man so KSQs baut. Ich weiß, dass so Teile nicht sonderlich viele exotische Bauteile haben, gerade deswegen fand ich die Preise in den Shops ein wenig gesalzen. Nur Baupläne hab ich auch nicht wirklich gefunden. Platinen und Natriumpersulfat hab ich hier, dann kann ich ja einfach ne Platine bauen, in Platinen ertrinke ich fast da findet sich bestimmt auch irgendwo noch ein HP Mosfet, der Rest liegt bestimmt auch noch auf irgendwelchen Platinen. Andere Netzteile hab ich hier auch noch liegen, mit Sicherheit so 30 Stück, leider hauptsächlich welche die um die 60-70V Ausgang haben, da bin ich leider noch ahnungslos wie viel Spannung diese KSQ aushält.
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Sa, 27.11.10, 18:46

An der erwähnten linearen KSQ solltest Du nicht mehr als 1 Volt abfallen lassen, das sind bei 1A bereits 1 Watt. Bei höheren Spannungsdifferenzen sollte man eine getaktete KSQ verwenden. Außerdem sind die Widerstände im Beispiel für 3 volt optimiert, die beiden Pull-Up-Widerstände können aber bei 12 bis 48V schon auf 1k bis 10kOhm erhöht werden.

Gerade bei Bridgelux gibt es AFAIK auch hohen CRI bei hoher Farbtemperatur. Aber wenn ihr mit einer Röhre ganz OHNE Farbkennummer klarkommt, dann kommt ihr mit LED-Lich sicher auch klar, die Röhre wird auch so um ca. CRI 60 liegen.
jkunz
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Sa, 27.11.10, 23:49

AMDSempron hat geschrieben:Denn eine Rebel in neutralweiß (4100K CRI 80) empfanden die als ziemlich gut.
Dann nim doch einfach mehrere von denen:
http://www.leds.de/High-Power-LEDs/Chip ... 200lm.html
Ich hab so ein Teil im Wohnzimmer und die Farbtemperatur passt sehr gut zum Monitor, der auf ca. 5000 K raus kommt.
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