Leds: Dimmung steigert Effiziens und Lebensdauer??

[java97]

Hallo Uwe,
Wenn ich das recht verstehe, ist lt. dem Osram Mitarbeiter alles oberhalb von 100mA noch vertretbar.
Leider sagt mir das nicht so sehr viel, da ich da ziemlich ahnungslos bin.
Mit wie viel mA werden die Leds denn im normalen Betrieb (100%) betrieben?

 

[Mandocello]

Hallo Volker,

die dort beschriebene Golden Dragon hat einen maximalen Dauerbetriebsstrom von 1000mA. Unterhalb von 100mA (Dauerstrom, nicht mit PWM eingestellt), also unter 10% vom maximal zulässigen Dauerstrom steigt die Schwankung der individuellen Helligkeit allmählich an, so dass der Hersteller den Betrieb dort nicht empfiehlt. Ich kann an jeder einzelnen LED den Strom beliebig herunterdrehen. Sie wird keinen Schaden nehmen. Wenn ich aber aus mehreren eine Kette oder Matrix aufbaue und die Helligkeit streut bei geringen Strömen sehr stark (einige leuchten schon, andere sind aber noch aus), dann ist das ein Zustand, den kein Kunde sehen möchte. Nun könnten die Hersteller die Teile auch im unteren Strombereich ausmessen und in gleichen Helligkeitsgruppen (Bins) zusammenfassen. Das ist ein Luxus, für den nur wenige Spezialanwender Geld ausgeben würden. Deshalb die Empfehlung für den Mindeststrom, ab dem alle LEDs sicher die Spezifikation für „normalen“ Betrieb einhalten.

Grüße & entspanntes, furchtloses Dimmen
Uwe

 

[omega]

Hi,

Mit wie viel mA werden die Leds denn im normalen Betrieb (100%) betrieben?

kommt darauf an. Und was ist schon normal.
Der Strom reicht von z.B. 35mA einer Nichia NFSW385A bis z.B. 4200mA einer Bridgelux Vero 29.
Darunter (z.B. bedrahtete 8mm LED) und darüber (bei geeignetem Duty-Cycle gepulst, z.B. 6000mA der Vero 29) geht immer.

14 meiner Bridgelux Vero 13 betreibe ich bei 350mA, 7 bei 500mA.

Grüße, Markus

 

[java97]

Hi,
Danke für eure Erklärungen.
@Uwe:
Dann werde ich mir " Dauerhaft nicht unter 10% Dimmen" als Faustregel merken ( sind Strom und Dimmung einigermaßen proportional zueinander???) und mich entspannen.
(ist ja auch spät genug. :wink: ).

 

[omega]

Hi,

sind Strom und Dimmung einigermaßen proportional zueinander???)

kommt auch wieder darauf an. Wenn Du unter Dimmung das Helligkeitsempfinden des Menschen meinst, dann definitiv nein. Auf 50% Strom gedimmt wirkt das Licht weitaus heller als 50%, vielleicht 85%? Der Lichtstrom halbiert sich auch nicht, sondern liegt bei ca. 65%, da die Effizient bei weniger Strom steigt, und auch noch etwas weiter darüber, weil die Temperatur sinkt.
Das Helligkeitsempfinden des Menschen ist ja logarithmisch und nicht linear.

Grüße, Markus

 

[java97]

Hallo Markus,
Aber wenn ich über den Controller z.B. auf 30% dimme, dann tut er dies ja durch die Reduzierung des elektrischen Stroms auf 30% und nicht des Lichtstroms auf 30%, richtig? Also passt meine Faustformel?

 

[Mandocello]

Hallo Volker,

richtig, die derzeit üblichen Controller kennen nur Strom. (Es gibt schon welche, die regeln auf Helligkeit und Farbe...) Welchen Controller verwendest Du, mit welchem Verfahren dimmt er? Die Frage ist nicht, was du tun darfst, sondern welchen Beleuchtungseffekt Du für Dich erreichen willst und wie man den umsetzen kann.

Vergiss bitte die Faustregel. Datenblätter sind für Industriekunden gemacht, die Produkte in Serie mit guter Ausbeute stabil fertigen müssen, sonst verdienen sie kein Geld. Für die ist der Satz mit dem Mindeststrom gedacht. Wenn die Leuchtdichte im Produkt sichtbar ungleichmäßig verteilt ist, gibt es Reklamationen.

Du kannst alles machen, probiere es einfach aus.

Beim Dimmen mit PWM wirst Du den Effekt nicht sehen. Da werden die LEDs im "Normalbereich" bestromt und die Helligkeit über das Tastverhältnis eingestellt. Die kleinste Dimmstufe ergibt sich aus dem Verhältnis von minimal zu maximal einstellbarer Pulslänge. Oder aus der Auflösung der Ansteuerung, wenn's digital gemacht wird: 8bit Dimmansteuerung ergibt 1/(2 hoch 8 ) = 1/1024 vom Nominalstrom als kleinste Dimmstufe. Bei einer 1000mA-KSQ ist das etwas weniger als 1mA.

Beim analogen Dimmen haben viele KSQ von sich aus eine Mindestschwelle von ca. 20% eingestellt, unter der die LEDs ausgeschaltet bleiben. Das macht man, weil kleine Störungen auf der Dimmleitung, die bei Schaltreglern allgegenwärtig sind, sonst zum Flackern führen.

Eine Schaltung zum ganz sanften gemeinsamen Ausdimmen von mehreren Lichtquellen ist schon eine etwas anspruchsvolle Angelegenheit.

Auf den Bildern siehst Du eine COB Zenigata GW5BTC15L02. Die hat 3x10 LEDs an Bord und darf mit maximal 400mA bestromt werden. Im ersten Bild bei 0.1mA (0.025%), im zweiten Bild bei 0.01mA (0.0025%). Alle noch an Bord, auf dem zweiten Bild wird es für das Auge langsam ungleichmäßig, nur Zeitung lesen kannst Du schon lange nicht mehr.

Noch ein Versuch mit 10 Cree XT-E in Reihe. Maximalstrom 1500mA. Ich bekomme es leider mit meiner Knipse nicht auf das Bild, ich kann das Hilfslicht nicht abschalten. Bei 0.1mA (0.07%) für mein Auge noch recht gleichmäßig, bei 10uA deutlich ungleich (Skandal, Reklamation..., ach so, empfohlener Mindeststrom etwas unterschritten.), aber alle noch an Bord.

Die Frage war nur, ob es einen Schädigungsmechanismus bei niedrigen Strömen gibt und dafür fehlt bislang ein schlüssiger Beweis.

keep dimming
Uwe

 

[Wuestenrose]

Mahlzeit…

8bit Dimmansteuerung ergibt 1/(2 hoch 8 ) = 1/1024…

Dein Taschenrechner ist dejustiert…


Grüße
Robert

 

[Mandocello]

Hi,

ähm, ... 1/ (2 hoch 8 )= 1/256.

Du meinst, mein Kopf war dejustiert. Und so war es auch.

Grüße
Uwe

 

[java97]

Hallo Uwe,

Danke ür die eindrucksvolle Fotodemo!

richtig, die derzeit üblichen Controller kennen nur Strom. (Es gibt schon welche, die regeln auf Helligkeit und Farbe...) Welchen Controller verwendest Du, mit welchem Verfahren dimmt er?

Ich weiß noch nicht, was für ein Controller bei meinen zukünftigen Leuchten verwendet wird. Anfrage ist raus.
Ich plane, wie gesagt, möglichst sanfte Sonnenauf- und Untergänge und den dauerhaften Betrieb der 6500K-Leisten auf ca. 50-70% und der 4500K-Leisten auf ca. 20-40%. Wie gesagt, alles Theorie bisher... :wink:

Du kannst alles machen, probiere es einfach aus....

....Die Frage war nur, ob es einen Schädigungsmechanismus bei niedrigen Strömen gibt und dafür fehlt bislang ein schlüssiger Beweis.

....keep dimming

Mach ich!
:tnx:

PS:
PWM? KSQ?

 

[Mandocello]

Hallo Volker,

Das klingt doch alles machbar. Melde Dich bei Bedarf, wenn es dann um konkrete Geräte geht ... am besten vor dem Kauf.
Entschuldigung: PulsWeitenModulation, KonstantStromQuelle.

Grüße
Uwe

 

[omega]

Hi,

PWM? KSQ?

Google?

Grüße, Markus

 

[java97]

Hallo Marcus,
Ich dachte, das wären so forumsinterne Abkürzungen a la UOA...
da hab´ ich nicht ans googeln gedacht.

 

[steppy]

Hallo,
scheinbar sinkt die Effizienz von High-Power LED bei geringeren Strömen irgendwann auch wieder:

http://www.candlepowerforums.com/vb/showthread.php?361675-Using-power-LED-at-low-current-levels&p=4202125&viewfull=1#post4202125

In einem gewissen Arbeitsbereich scheint PWM Dimmung doch effizienter zu sein. Unter der Annahme, dass die verlinkten Daten korrekt sind, arbeitet eine XM-L bei etwa 250 - 500mA am effizientesten. In etwa da wollte ich meine betreiben, leider wird meine KSQ wohl analog dimmen. Außerdem bekommt man so durch die analoge Dimmung auch eine nichtlinerarität rein, die man wieder rausrechnen muss. Die Dimmkurve muss ja für das menschliche Auge sowieso umgerechnet werden, aber diesen Effekt mit einzurechnen verkompliziert das ganze.

Gruß
Stefan

 

[Wuestenrose]

Mahlzeit...

scheinbar sinkt die Effizienz von High-Power LED bei geringeren Strömen irgendwann auch wieder:

Kann sein. Allerdings sind die Ströme so gering, daß wohl niemand ernsthaft daran denkt, High-Power-LEDs bei so niedrigen Strömen zu betreiben. Das ist die Domäne der Low- und Mid-Power-LEDs. Abgesehen davon: Ich bin sehr sicher, daß die Angaben, die Cree selbst über die LEDs macht, richtig sind. Und danach nimmt die Lichtausbeute einer XM-L2 zu fallenden Strömen bis herab zu 150 mA stetig zu und besitzt keinen Buckel (siehe Datenblatt Seite 6).

Unter der Annahme, dass die verlinkten Daten korrekt sind, arbeitet eine XM-L bei etwa 250 - 500mA am effizientesten. In etwa da wollte ich meine betreiben, leider wird meine KSQ wohl analog dimmen.

Ich halte das für eine ziemliche Schnapsidee, rechne Dir einfach mal das Lumen-pro-Euro-Verhältnis (Anschaffungspreis) aus. Und warum "leider"?

Außerdem bekommt man so durch die analoge Dimmung auch eine nichtlinerarität rein, die man wieder rausrechnen muss.

Warum muss man? Wegen der paar Minuten Dimmung am Tag kann man sich meiner Meinung nach auch getrost schenken. Ja, ich habe früher auch Tage damit zugebracht, einer Siemens LOGO! eine exponentielle, der Augenempfindichkeit entgegenwirkende Dimmkurve beizubringen. Inzwischen halte ich solche Spielereien für ziemlich überflüssig.

Grüße
Robert