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Mit extremer Leistung

Systemkostenoptimierung und Produktdifferenzierung mit LEDs

14. April 2015, 9:30 Uhr | Kai Klimkiewicz

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Vorzüge der XHP-LEDs

Mit den hocheffizienten XHP-LEDs können Leuchtenhersteller die Systemkosten von Beleuchtungsanwendungen um bis zu 40 % gegenüber Anwendungen mit herkömmlichen LEDs senken und die Größe ihrer Systemdesigns erheblich reduzieren, und zwar ohne Einbußen bei der Lichtleistung. Es sind weniger Optiken, kleinere Leiterplatten, kleinere Gehäuse und weniger Verarbeitungsaufwand erforderlich.

Im Vergleich zu vorherigen LED-Generationen erreichen XHP-LEDs eine höhere Lebensdauer, sogar bei höheren Betriebstemperaturen und Stromstärken. So können Leuchtenhersteller auch bei den Kühlkörpern Material und Kosten sparen, ohne dass es die Lebensdauer der Leuchten beeinflusst. Ermöglicht wird dies durch die SC5-Technologie-Plattform von Cree, auf der die XHP-LEDs basieren. Sie wird bereits bei den LEDs XLamp XHP50 (Bild 2) und XHP70 (Bild 3) eingesetzt. Die XHP50 erreicht damit eine doppelt so hohe Lichtausbeute sowie eine bessere Zuverlässigkeit als die genauso große LED XP-L2, die bislang die hellste Single-Die-LED von Cree war.

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Auf dieser Basis können kompaktere Beleuchtungslösungen entwickelt werden, die sich unter anderem für die Beleuchtung von Sportstätten eignen. Dort müssen besondere Anforderungen bezüglich der Lichtqualität erfüllt werden, denn diese muss den für HDTV-Aufzeichnungen nötigen Ansprüchen genügen.

Die qualitativ hochwertige Realisierung einer besonders hohen Leistungsdichte, wie die der Extreme-High-Power-LEDs, fußt bei Cree auf mehreren Faktoren. Zum einen wird durch das Siliziumkarbid-Basismaterial eine wesentlich höhere thermische Leitfähigkeit erreicht, als das beispielsweise mit Saphir als Basismaterial möglich ist. Durch die SiC-basierte SC5-Technologie sind außerdem größere Chipflächen realisierbar, ohne Abstriche bei der Lebensdauer machen zu müssen. Zudem decken sich die SiC-Gitterstrukturen deutlich besser mit dem in den LEDs verwendeten InGaN. Dadurch wird das Risiko etwaiger Chipfehler, die zu frühzeitigen Ausfällen führen können, verringert.

Um die Leistungsmerkmale der XHP-LEDs möglichst gut auszunutzen, optimal in Beleuchtungslösungen zu implementieren und gleichzeitig die möglichen Kostenvorteile in der Praxis auszunutzen, müssen Leuchtenhersteller offen für neue Designkonzepte sein. Denn ein klassischer 1:1-Austausch gegen typische Hochleistungs-LEDs mit 1 bis 3 W käme in der Motorsportwelt einem Rennen gleich, bei dem der Sportwagen nur im Standgas rollt. Höchste Leistung und Effizienz stehen zwar grundsätzlich zur Verfügung, es wird aber nur ein Bruchteil der Ressourcen genutzt, für die man bezahlt hat. In der Lichttechnik geht es vor allem darum, mit erheblich weniger LEDs als bisher die gleichen oder höhere Lichtströme zu realisieren.