Von der LED bis zum Beleuchtungssystem Optimal abgestimmtes LED-Komplettsystem sorgt für hohe Effizienzwerte

Leistungsvergleich in Bezug auf den Farbwiedergabe-Index
Leistungsvergleich in Bezug auf den Farbwiedergabe-Index

Bei Hochleistungs-LEDs kann eine optimale Effizienz nur dadurch erreicht werden, dass man sowohl die Stromversorgung als auch die Kühlkomponmenten und die Optik gezielt an die LED anpasst. Der Distributor Endrich bietet deshalb nicht nur Hochleistungs-LEDs von Citizen an, sondern auch aus LED, Optik, Kühlkörper und Vorschaltgerät bestehende Komplettsysteme.

Die LED als Grundlage für ein modernes, energieeffizientes Leuchtmittel wird heutzutage immer mehr zum Standard, dabei ist jedoch die richtige LED-Auswahl entscheidend für das zu erzielende Ergebnis. Drei Parameter sind hierbei zu beachten: Zum einen, die Lichtausbeute gemessen in lm/W; diese gibt an, wie viel Lumen Lichtstrom pro aufgewendete elektrische Leistung erzielt wird. Der zweite Wert, die Farbtemperatur, wird in einem Bereich von 3000K - einem Warmweiß - bis hin zu 5000K - einem Kaltweiß -angegeben. Diese beiden Parameter, die auch schon aus der konventionellen Beleuchtungstechnik bekannt sind, müssen um einen weiteren Parameter, dem sogenanten Farbwiedergabeindex CRI  (Color Rendering Index), oft auch als Ra bezeichnet, ergänzt werden. Der CRI ist ein Maß dafür, wie natürlich die Farben eines angestrahlten Objektes wiedergegeben werden. Den maximalen Wert hat dabei das Tageslicht mit einem Ra-Wert von 100 als Referenzquelle.

Für eine standardisierte Untersuchung wurden 15 Referenzfarben ausgewählt und nach DIN 6169 festgelegt. Bei jeder dieser Farben wird der Remissionsverlauf gemessen und mit einem Referenzspektrum verglichen. Dabei bedeutet ein Ergebnis von Rx = 100, dass die Remission der Lichtquelle bei der jeweils ausgewählten Farbe zu 100% mit dem Referenzspektrum übereinstimmt. Je kleiner der Wert ist, umso geringer ist die Übereinstimmung mit dem Referenzspektrum und umso schlechter wird diese Farbe wiedergegeben.  Der Ra –Wert wird daher als Mittelwert aus den 15 gemessenen Einzelwerten berechnet. Bild 1 zeigt ein solches gemessenes Spektrum für zwei Citizen Produkte und zwei typische Konkurrenzprodukte. Dabei ist sehr deutlich zu sehen, dass es besonders im Bereich von R9 Einbrüche gibt, sobald der Ra  kleiner als 90 ist.

Benutzt man LEDs als Beleuchtungsquelle, die einen solchen Einbruch bei R9 haben, erscheinen alle roten Farben grau und fahl. Da Rot im menschlichen Umfeld jedoch eine sehr wichtige Farbe ist, werden LEDs mit einem Ra kleiner 90 meist als unangenehme Lichtquellen wahrgenommen.

Der technische Hintergrund, warum LEDs in dem oben gezeigten Bereich häufig einen Einbruch haben, liegt am verwendeten Phosphor. Das weiße Licht der LED wird in der Regel dadurch erzeugt, dass man einen im blauen Wellenlängenbereich abstrahlenden LED-Chip verwendet und diesen mit einem Silikongemisch überdeckt, in welchem ein Teil des blauen Lichtes in gelbes Licht umgewandelt wird. Durch die Mischung der beiden Farben ergibt sich dann das weiße Licht. Bei diesem Verfahren fehlt jedoch der Rotanteil, welcher nur dadurch erreicht werden kann, dass zusätzlich Phosphor beigemischt wird, der auch einen roten Lichtanteil produziert.

Bei den High-Power-LEDs von Citizen ist dies perfekt gelungen und so bietet das Unternehmen über Endrich Bauelemente als Distributor ein extrem breites Spektrum an High-Power-LEDs mit einem Ra größer 90 an.