Alle Beiträge von LED-Roehren

LED Röhren: Technik und Hintergründe

Die effizientesten weißen LED Röhren erreichten bis zum Juli 2015 eine Helligkeit von 340 lm/W  bereits im September 2011 waren es 250 lm/W. Das mögliche Maximum liegt bei ca. 350 lm/W, dies entspricht 100 % Strahlungsleistung bei 6600 Kelvin.

Da in der Einheit Lumen die Eigenschaften des menschlichen Auges berücksichtigt werden , erreichen LED Röhren in den Farben Grün bis Gelb besonders gute Werte,  obwohl gerade blaue LED Röhren deutlich schlechter abschneiden. Der rein physikalische Wirkungsgrad, also die Umwandlung elektrischer Energie in Licht, sind blaue LED Röhren in der Regel besser. Physikalische Wirkungsgrade sind derzeit bis zu 30 % erreichbar, bezogen auf die eigentliche weiße LED Röhre, ohne Verluste durch Vorschaltgeräte und gegebenenfalls Optik.

Massenfertigung von LED Röhren

Der Wirkungsgrad einer massengefertigten LED Röhre unterliegt einer gewissen Streuung. So wurden bereits vor Jahren einzelne LED Muster mit hohem Wirkungsgrad im Labor hergestellt und bald darauf als Massenprodukt angekündigt. Mit dem sogenannten „Fluxbinning“ werden aus einer Produktion mehrere Klassen verschiedener Lichtströme der LED Lampen selektiert und mit jeweils unterschiedlichen Preisen angeboten. Selbstverständlich wirbt ein Hersteller mit seiner höchsten Klasse der LED Röhren. Wie klein der Anteil der besten Klasse an der Gesamtproduktion ist, erfährt man indirekt über den Preis und die Lieferbarkeit von LED Leuchtstofflampen.

LED Röhren: Betrieb, Anschluss und Entsorgung

Schaltzeichen einer Leuchtdiode in LED Leuchtstofflampen.

Der Lichtstrom einer LED Röhre wächst mit der Leistungsaufnahme. Bei konstanter Halbleitertemperatur ist die Zunahme annähernd proportional. Der Wirkungsgrad sinkt in der Regel mit steigender Temperatur, deshalb sinkt die Lichtausbeute an der Leistungsgrenze je nach Art der Kühlung ab. Die LED Röhren altern beschleunigt bis hin zum Komplettausfall, wenn die Temperatur des Halbleiters zirka 150 °C für längere Zeit übersteigt.

Die Strom-Spannungs-Kennlinie beschreibt, wie ein Verbraucher auf eine angelegte Spannung reagiert. Bei einem ohmschen Verbraucher nimmt der Strom linear mit der Spannung zu. LED Röhren besitzen, typisch für Halbleiterdioden, eine exponentielle Kennlinie. Kleine Schwankungen in der Spannung verursachen große Stromänderungen. Das kann für Röhren gefährlich werden.

Schematische Kennlinie von blauen LED Röhren die durch die Beschichtung weiss leuchtet.

Das Bild rechts gibt die Strom-Spannungskennlinie einer Leuchtdiode schematisch wieder. Die Skalierung bezieht sich auf eine weiße Hochleistungsleuchtdiode mit einem Nennstrom von 350 mA. Diesen Strom können LED Röhren unter Normalbedingungen aufnehmen, ohne dass eine Überhitzung des Halbleiters zu befürchten ist. Aus ihrer Kennlinie liest man eine Flussspannung bei Nennstrom von etwa 3,4 V ab, entsprechend einer Leistungsaufnahme von etwa 1 W.

LED Röhren sollten aufgrund ihrer Kennlinie nicht direkt an einer Spannungsquelle wie eine Batterie angeschlossen werden. Ein direkter Betrieb an einer Stromquelle, idealerweise einer Konstantstromquelle, ist aufgrund der Kennlinie problemlos möglich. Beispielsweise wird eine blaue LED bei Anlegen einer Spannung von 2,4 V (zwei NiMh-Akkus à 1,2 V) dunkel bleiben. Bei 3 V (zwei Alkali-Mangan-Primärzellen handelsübliche nichtaufladbare „Batterien“) erreicht sie gerade 30 % der Nennleistung. Drei Akku-Zellen mit zusammen 3,6 V jedoch steigern die Leistungsaufnahme auf über 150 %, ohne aktive Kühlung fallen die LED Röhren nach kurzer Zeit aus. Die rote Linie im Diagramm markiert eine etwas abweichende Kennlinie, verursacht durch Exemplarstreuungen der Halbleitereigenschaften beziehungsweise Temperaturerhöhung (mit steigender Temperatur nehmen Bandabstand und Durchlassspannung der Diode ab). Daher kann der Strom auch bei konstant gehaltener Durchlassspannung um mehr als 50 % anwachsen. Aus diesem Grund betreibt man LED Röhren an Spannungsquellen ausschließlich mit zusätzlichen Maßnahmen zur Strombegrenzung.

Für einige µs bis wenige ms können LED Röhren mit Strömen des Mehrfachen des Dauer-Nennstromes im Impulsbetrieb betrieben werden. Vor allem Infrarot-LED Röhren sind dafür spezifiziert. Eine typische Anwendung dieser Toleranz sind Infrarot-Fernbedienungen, bei denen LED Röhren mit etwa 40 kHz gepulst betrieben werden. Die Modulation der Licht- bzw. Strahlungsleistung ist je nach LED Typ bis zu mehreren 100 kHz bis einigen 10 MHz möglich.

Betrieb von LED Röhren mit Vorwiderstand

Bestimmung des Arbeitspunktes bei bekannter Diodenkennlinie

Die einfachste Möglichkeit der Versorgung einer LED Röhre an einer Spannungsquelle ist, in Reihe zu ihr einen Vorwiderstand zu schalten. Der Wirkungsgrad ist prinzipiell nicht schlechter als bei einer linear geregelten Konstantstromquelle. Wird diese Anordnung mit einer Spannungsquelle betrieben, deren Spannung U0 unter Last (Nennstrom I) bekannt ist, so lässt sich der gewünschte Strom I über die Wahl des Widerstandes einstellen:

R = \frac{U_{0}-U_\mathrm{LED}}{I}

Beispiel: U_{0}=4{,}5\ \mathrm{V},\ I=0{,}35\ \mathrm{A},\ U_\mathrm{LED}=3{,}4\ \mathrm{V}

R = \frac{4{,}5\ \mathrm{V} – 3{,}4\ \mathrm{V}}{0{,}35\ \mathrm{A}} = 3{,}1\ \Omega\

Die Verlustleistung und damit die Baugröße des Widerstandes ergibt sich zu

P_\text{Verlust}=\Delta {U} \cdot \ I_\mathrm{LED} = 1{,}1\ \mathrm{V} \cdot 0{,}35\ \mathrm{A} = 0{,}385\ \mathrm{W}

Der nächsthöhere Normwert ist 0,5 W.

Bei einer ungeregelten Spannungsquelle wie einem Netzteil aus Transformator mit Gleichrichter und Glättungskondensator führt der Innenwiderstand der Quelle zu einer starken Abhängigkeit der Ausgangsspannung vom Laststrom. Bei der obigen Formel ist dann zu beachten, dass U0 nicht die Leerlaufspannung ist, sondern die Ausgangsspannung beim Nennstrom I, welche sich bei kleinen Transformatoren (ca. 3 VA) gegenüber der Leerlaufspannung nahezu halbieren kann.

Der Nachteil für LED Röhren eines Vorwiderstands liegt in der starken Variabilität des Stroms bei einer veränderlichen Versorgungsspannung begründet, wie es beispielsweise in Bordnetzen von Kraftfahrzeugen der Fall ist. Das gilt vor allem dann, wenn durch die Reihenschaltung mehrerer LED Röhren eine relativ geringe Spannung am Vorwiderstand abfällt, was andererseits die Verluste der LED Röhren verringert.

Indirektes Licht mit Bürobeleuchtung LED

Wo entsteht in der Bürobeleuchtung LED indirektes Licht?

Wenn es um die Gestaltung von Innenräumen geht, begegnet immer wieder das Schlagwort indirektes Licht. In der Bürobeleuchtung LED wird indirektes Licht vor allem dann zentral, wenn es um indirekte Lichtanteile geht, die Rasterleuchten und Pendelleuchten zusätzlich zum nach unten und zur Seite abstrahlenden LED Licht durch einen nach oben geöffneten oder zumindest lichtdurchlässigen Korpus an die Decke werfen. Indirektes Licht mit Bürobeleuchtung LED weiterlesen

Wohnakzente setzen mit LED Streifen “PAUL”

Bei indirektem Licht auf 50/50 LED Streifen setzen

In Sachen indirekter Akzentbeleuchtung mit LED Streifen für Wohnräume ist der Markt in Laufe des vergangenen Jahrzehnts ebenso umkämpft wie unübersichtlich geworden. Eine besondere Rolle spielt hierbei der stetige Weiterentwicklung bei gleichzeitig immer günstiger werdenden Preisen von LCD- und Plasmafernsehern. Diese sind für die Gestaltung und Möbelanordnung in manchem deutschen Wohnzimmer zentraler denn je und beim Verbraucher steigt das Bedürfnis, das technische Schmuckstück auch mit einer ihm angemessenen Lichtdekoration zu versehen. Für eben diese besonderen Akzente sorgt in der Regel eine an der Rückwand des TV-Tisches angebrachte indirekte LED Beleuchtung, die die dahinter liegende Zimmerwand in ein angenehmes LED Licht in einer zu Einrichtung passenden Farbe taucht. Wohnakzente setzen mit LED Streifen “PAUL” weiterlesen

Bürobeleuchtung LED noch flexibler planen – Farbtemperaturen und Einsatzbereiche

Neutralweiß ist uns nicht genug: Bürobeleuchtung LED in warmweiß und kaltweiß

Seit einiger Zeit erhalten Sie im Online Shop der TEULUX ausgewählte Produkte aus dem Bereich Bürobeleuchtung LED im Set mit austauschbaren Profi LED Röhren aus Echtglas. Die überragenden Eigenschaften dieser LED Leuchtmittel – Alterbeständigkeit, Transluzenz und verbesserte Haptik – haben auch unsere Kunden überzeugt. Bürobeleuchtung LED noch flexibler planen – Farbtemperaturen und Einsatzbereiche weiterlesen

Für eine neue Eleganz in der Bürobeleuchtung LED

Quadratische Bürobeleuchtung LED zum Anbau und Einbau

Konzentriertes und angenehmes Arbeiten hat nicht nur etwas mit sanften Farben, einem geeigneten Bürostuhl und energiesparenden Leuchtmitteln zu tun, sondern auch mit einer allgemeinen Raumgestaltung, in der sich Kollegen wie Besucher überhaupt erst wohl fühlen können. Wenn dann ästhetisch wenig ansprechenden Lampen an der Decke im Büro hängen (z.B. eine Jahrzehnte alte Rasterleuchte, die langsam aber sicher in ihre Bestandteile zerfällt), ist das dem Wohlfühlfaktor natürlich nicht förderlich. Für eine neue Eleganz in der Bürobeleuchtung LED weiterlesen

Feuchtraum LED für Werkstatt, Keller und Garage

Feuchtraum LED für verschiedene Bedarfsbereiche

‘LED’ klingt immer nach sparsamer, fortschrittlicher, aber auch empfindlicher Technik. Die Frage, ob sich aufgrund dieser vorgeblichen Empfindlichkeit für den Bereich Feuchtraum LED einzusetzen von vornherein verbietet, ist zwar eine naheliegende Besorgnis, aber zum Glück völlig unbegründet. Feuchtraum LED für Werkstatt, Keller und Garage weiterlesen

Neuheiten Frühjahr 2015: ‘Forte’ LED Außenstrahler IP65

Sicheres Licht in allen Bereichen mit LED Außenstrahler IP65

Die dunkle Jahreszeit liegt nun zwar zunächst mal hinter uns, doch so sicher wie die Tage im Moment wieder heller werden, werden sie in ein paar Monaten wieder kürzer und Fragen nach einer geeigneten Beleuchtung für Außenbereiche entsprechend aktueller. Zur Lösung aller Probleme im Bereich Außenleuchten möchten wir Ihnen unsere TEULUX Frühjahrsneuheiten aus dem Bereich Außenstrahler IP65 vorstellen. Mit der exklusiven Produktfamilie ‘Forte’ stehen Ihnen ab sofort potente Mittel zur Verfügung, um für eine klare und vor allem sichere Beleuchtung in Ihrem Außenbereich zu sorgen. Neuheiten Frühjahr 2015: ‘Forte’ LED Außenstrahler IP65 weiterlesen

Deckenlampen mit unterschiedlichem Leuchtmittel

Ob Raster oder Panel – in der Bürobeleuchtung endet es immer mit Deckenlampen

Seit einiger Zeit schon dürften Sie im regulären Handel keine Glühbirnen mehr für die Deckenlampen in Ihrem Büro finden, da Sie wegen ihrer geringen Effizienz und überaus hohen Energieverbrauchs vom Markt genommen wurden. Aus Büros und Privaträumen sind Glühbirnen natürlich nicht von einem Tag auf den anderen verschwunden und deshalb stehen Spätentschlossene auch jetzt noch vor der Wahl einer sparsameren Alternative für überholte Energie- und Wolframfresser! Deckenlampen mit unterschiedlichem Leuchtmittel weiterlesen

Downlights in der Bürobeleuchtung LED – Funktionalität und Design in Einem

Der unterschätzte Alleskönner: Für Bürobeleuchtung LED Downlights einsetzen

Bürobeleuchtung LED ist schon allein aufgrund der kontinuierlich voranschreitenden Entwicklung im Bereich der LED Technologie immer ein spannendes Thema: In Fragen von Design und Peppigkeit ist dies hingegen nicht immer gegeben. Natürlich gibt es auch im Bereich Bürobeleuchtung LED mittlerweile zahlreiche LEDs und Lampen, die nicht nur super sparsam sind, sondern zudem über ein einzigartiges Design irgendwo zwischen frech und elegant verfügen. Downlights in der Bürobeleuchtung LED – Funktionalität und Design in Einem weiterlesen

Bürobeleuchtung LED mit Deckenlampen kennt nur Vorteile

Bürobeleuchtung LED effizienter als Halogen

Wenn Sie den Otto-Normalverbraucher danach fragen, welche technischen Erscheinungsformen von Lampen ihm bekannt sind, werden Sie mit hoher Sicherheit die Antworten Glühbirne, Halogen und Neonröhre erhalten. Es ist ebenso wahrscheinlich, stünde dieser Jemand vor der Aufgabe, das Licht am Arbeitsplatz zu planen, bei Überlegungen zu Bürobeleuchtung LED vermutlich vernachlässigen würde und stattdessen auf Rasterleuchten mit Leuchtstofflampen setzen würde. Und warum auch nicht? Bürobeleuchtung LED mit Deckenlampen kennt nur Vorteile weiterlesen

Zur Rolle von Pendelleuchten in der Bürobeleuchtung

Flexible Bürobeleuchtung dank Seilabhängung

Eine Pendelleuchte findet man in vielen Bereichen des täglichen Lebens. Ob in Küche, Wohnzimmer oder Keller: Dass eine Leuchte von der Decke baumelt, ist wahrlich kein ungewohntes Bild. Es dürfte daher nur wenige überraschen, dass Pendelleuchten im Laufe der Zeit auch ihren Stammplatz in der Bürobeleuchtung gefunden haben. Zur Rolle von Pendelleuchten in der Bürobeleuchtung weiterlesen

LED Deckenleuchte Feuchtraum für Keller, Garage und Werkstatt

Robuste Wannenleuchte aus dem Bereich LED Deckenleuchte Feuchtraumleuchte

Wenngleich sie die Wanne im Namen trägt, ist eine Wannenleuchte keineswegs nur für das heimische Bad geeignet. Unter der etwas allgemeiner gefassten Bezeichnung Feuchtraumleuchte gibt es Wannenleuchten auch für Kellerräume, Garagen und Werkstätte. Also für all diejenigen Bereiche, bei denen klares, präzises und ergiebiges Arbeitslicht gebraucht wird, die aber gleichzeitig den Witterungsbedingungen ausgesetzt sind. Ihren Namen erhält die Wannenleuchte also nicht vom Einsatzort, sondern vielmehr LED Deckenleuchte Feuchtraum für Keller, Garage und Werkstatt weiterlesen

Es kommt auch auf den Abstrahlwinkel an – LED Deckenlampe im Büro

Was ist ein Abstrahlwinkel und was hat er mit der Deckenlampe zu tun?

Die Zeiten, in denen es beim Leuchtmittelkauf genügte, auf die passende Wattage zu achten, sind schon lange vorbei. Für den einen mag die Fülle an Informationen, die sich mittlerweile auf der Verpackung für Lampen und LED Leuchtmittel finden, als den Kauf unnötig verkomplizierenden Ballast empfinden und dieser jemand sich gern die gute alte Zeit zurückwünschen, wo allein Wattanzahl und Fassung für die Auswahl entscheidend waren. Es kommt auch auf den Abstrahlwinkel an – LED Deckenlampe im Büro weiterlesen

Unsere Frühlingsneuheiten 2015: Adaptive Bürobeleuchtung LED

Bürobeleuchtung LED für unterschiedlich helle Räume

Bei Lichtplanung in der Bürobeleuchtung LED ist es leider so, dass die effiziente Lichtsteuerung zur Schaffung einer individuellen Atmosphäre am Arbeitsplatz oft nur im Vorfeld möglich ist. Die Korrektur von Ungenauigkeiten bei Farbtemperatur, Helligkeit und erforderlicher Wattage sind im Nachhinein meist mit ebenso aufwendigem wie kostspieligem Austausch von Leuchten und schlimmstenfalls sogar mit baulichen Maßnahmen an der Decke verbunden. Unsere Frühlingsneuheiten 2015: Adaptive Bürobeleuchtung LED weiterlesen

Deckenlampen als Alleskönner im Büro

Grundlicht mit Deckenlampen

Bürobeleuchtung besteht mitnichten nur aus Stehleuchten und Schreibtischlampen. Für gleichmäßiges Grundlicht ist es meistens am sinnvollsten, auf für den Raum geeignete Deckenlampen zu setzen. Dass hierbei nicht nur Zweckdienlichkeit und Energieeffizienz im Vordergrund stehen sollen, sondern die einzelnen Deckenleuchten nach Möglichkeit auch noch hübsch aussehen sollten, ist nur allzu verständlich. Seien Sie daher versichert, dass Sie bei zeitgemäßen Deckenlampen in keinerlei Hinsicht Kompromisse einzugehen brauchen! Deckenlampen als Alleskönner im Büro weiterlesen