LED-Beleuchtung von Innenräumen

1. LED-Beleuchtung von Innenräumen Werner Winkler HTL Wien 10

2. Technischer und ästhetischer Zugang: ?

3. Technischer undästhetischer Zugang: • Energiesparlampen sind wohl nicht die Zukunft

4. Ist die LED die Zukunft? • Einschätzung der Firma Trilux

5. Entwicklungspotential verschiedener Leuchtmittel • Aus der Sicht der Firma Osram:

6. Die Glühbirne ?

7. Die Halogenlampe?

8. Die Leuchtstoffröhre?

9. Weiße LEDs ? • Eine Leuchtdiode kann selbst kein weißes Licht erzeugen • Aber es gibt LEDs von IR bis UV • Erzeugung von weißem Licht durch Farbmischung • Aber wie ist Weiß definiert?

10. Weiß vom Plankschen Strahler • Sonnenlicht wird als weiß empfunden • Das Spektrum ist durch die Temperatur definiert (ca. 5600 K) • Kältere thermische Quellen erzeugen gelb-rötliches Licht (Glühbirne 2700 K) • Heißere Quellen (Sterne) erzeugen bläulicheres Licht

11. Beispiele verschiedener Farbtemperaturen

12. CIE Farbschema Primärvalenzen CIE-Farbe Kürzel Wellenlänge Spektral-Rot R 700,0 nm Spektral-Grün G 546,1 nm Spektral-Blau B 435,8 nm F=r R+ g G+ b B Vektorielle Addition im Farbraum mit den Vektoren R G B -> Umrechnung in ein XYZ-System, wobei Y die Leuchtdichte ist, X und Z bestimmen die Farbart -> mit x,y dargestellt Ergibt das Yxy - Schema

13. Normfarbtafel nach CIE Alle wahrnehmbaren Farben liegen innerhalb der „Schuhsohle“ Die reintönigen Farben liegen am Rand, die Mitte ist „unbunt“

14. „Farbige Schuhsohle“ • Derzeit immer noch üblich • Nachteil: die geometrischen Abstände entsprechen nicht den wahrgenommenen Farbabweichungen

15. Der Color Rendering Index CRI • Problem: • Als weiß empfundenes Licht unterschiedlicher spektraler Zusammensetzung als Beleuchtung führt zu unterschiedlicher Farbwahrnehmung von Objekten (passive Farben). • CIE hat 14 Referenzfarben (R1 bis R14) definiert, häufig angegeben: • CRI-Wert von 100: gleiche Farbwiedergabe wie Referenzlichtquelle

16. Augenempfindlichkeit Verschiedene Farben werden unterschiedlich stark wahrgenommen Rot: bei Tageslicht mit Farbwahrnehmung Blau: Nachtsehen (s/w) Maximale Empfindlichkeit wandert um 50 nm Richtung Blau

17. Effizienz unterschiedlicher Farben Die Lichtstärke und der Lichtstrom ist für die maximale Augenempfindlichkeit definiert (555 nm). Andere Farben(LED) schneiden daher schlecht ab.

18. Beispiele zur Effizienz Theoretische Maximalwerte

19. Fotometrische Größe: cd

20. Fotometrische Größe: lm

21. Fotometrische Größe: lx

22. Fotometrische Größe: cd/m²

23. Fotometrische Größen - Tabelle

24. Weißes Licht mit RGB-LEDs

25. Weiß durch RGB+Amber

26. Farbkonvertierung mit Phosphor Ein Teil der blauen Strahlung wird mit Phosphor in andere Spektralanteile konvertiert

27. Konvertierungsstoffe

28. Warmweiße LEDs

29. Pi-LED von Lumitech

30. Aufbau von LED-Beleuchtungskörper • LED Chip • Für Innenräume unbedingt warmweiße LEDs • Kühlkörper • Auch als Reflektor einsetzbar • Vorschaltgerät (Stromquelle) • Optik (Lichtleiter, Streuscheibe…)

31. LED (Citizen)

32. Spektrum warmweiße LED (Citizen)

33. Lichtverteilung • Ohne Optik: Lambert-Strahler

34. Sicherheitsaspekt Zuordnung von Risikogruppen

35. Aspekte der Kühlung • Geringe Temperaturdifferenzen • LED max 85°, Umgebung bis zu 35° • Trotz geringer Leistung große Kühlflächen notwendig • Abstrahlung im tiefen Infrarot

36. Emission von Oberflächen

37. LED-Lebensdauer • Lebensdauer 30k -50k Stunden: • Abfall des Lichtstromes auf 70% • Chip-Temperatur unter 85°C • Totalausfall sehr selten • Fixmontage besser als Retrofit

38. LED - Modul

39. Modul Beispiele

40. LED –Module für Leuchtenhersteller

41. Beispiel Außenleuchten

42. Anforderungen an LED-Treiber • Elektrische Sicherheit • EMV • Lebensdauer (Elko!) • Stromoberwellen • EN61000-2-3

43. Problem EN 61000-2-3 • Für Lampen >25 W gilt Kat C • Oberwellenströme werden relativ bewertet • 3. Harmonische besonders kritisch • Für Lampen <25W gilt Kat D • Absolutwerte sind relativ leicht einzuhalten

44. Gleichrichter-Kondensator Netzteil:

45. Vally-Fill Methode