Leistungsklassen (updated 11/2013)
Wie wir gesehen haben, ist die Unterscheidung nach Bauformen nicht besonders trennscharf. Mit dem Label „SMD“ kann man höchstens grundlegende Informationen über den jeweiligen LED-Typ bekommen. Was unterscheidet denn eine „SMD“-LED wirklich von einer High-Power Led, oder besser noch von einer Mini-HP LED ? In letzterem Fall nicht einmal mehr die Abmessungen.
Deutlicher wird der Unterschied wenn man sich mit den empfohlenen Maximalströmen befasst, hier liegen gewaltige Unterschiede. Vor dem Hintergrund der aktuellen Entwicklung auf dem LEDmarkt halte ich insgesamt 6 (ursprünglich 5) Abstufungen für sinnvoll. In der nahen Zukunft können sich die Grenzen natürlich noch verschieben, gerade auf dem Feld der HP-Leds ist noch viel Raum für Innovationen. Nun jedoch zu den Leistungsklassen:
1. Low Current
Diese Kategorie ist eine quasi- offizielle. Wenn man bei den großen Elektronikdistributoren (großes C oder R z.B.) nach diesem Stichwort sucht, wird man auf jeden Fall fündig werden. Diese LEDs nehmen nur ~2mA auf und eignen sich daher besonders für Applikationen, in denen ein minimaler Verbrauch gefordert ist. Leistung kann man dafür natürlich nicht erwarten, für einfache Anzeigen usw. reicht es natürlich. Man bekommt diese Leds sowohl in diversen SMD-Varianten als auch in der 3-5mm Drahtklasse.
2. Standardled
Mit dem Label Standardled kann man eigentlich alle Leds belegen die mit 20mA bestromt werden. Das gilt sowohl für die 3-5mm LEDs, als auch für den Großteil aller SMD-Bauformen. Auch wenn keine konkreten Zahlen vorliegen, kann man davon ausgehen, dass dies der meistverbreitete LEDtyp ist. Vorsicht ist geboten wenn LEDs verkauft werden ( gerne in der Bucht), die angeblich für höhere Ströme freigegeben sind. An dieser Stelle limitiert oft das Package, welches nicht mehr als die bei 20mA entstehende Verlustenergie abführen kann, bei höherer Bestromung werden solche Chips wahrscheinlich sehr schnell altern.
3. Mid-Power-LEDs
Solche Ströme, oberhalb von 20mA, sind besonderen Bauformen oder qualitativ sehr hochwertigen Produkten vorbehalten. Ich halte es für sinnvoll diese Zwischenform von den richtigen HP-LEDs und dem Standardgemüse abzugrenzen. Die Grenzen verlaufen bei dieser Einteilung von 20-300mA. Als Bauformen bieten sich hier besonders Spider und 10mm LEDs an, es gibt sie jedoch auch als 5mm Version. Oft sind diese LEDs auch Multichipversionen mit 4 Chips a 20mA bestückt. Durch Größe oder Durchmesser der Bedrahtung kann hier deutlich mehr Wärme abegführt werden. Eine passive Kühlung mit dezidierten Kühlkörpern kann unter Umständen bereits nötig sein, gerade bei den 5mm Modellen. Seit „Drucklegung“ dieses Artikels hat sich der Markt deutlich gewandelt. Die bedrahteten Typen dieser Leistungsklasse werden zunehmend von einer immer unübersichtlich werdenden Vielfalt an SMD LEDs verdrängt und auch hersteller hochwertiger LEDs drängend zunehmen zurück in dieses Segment.
4. High-Power LEDs (3W-Klasse)
Diese LED-Klasse stellte die letzten Jahre die technologischer Speerspitze der single-chip Emitter. Dieser Platz wird ihnen aber zunehmend von der 9W Klasse streitig gemacht. Oft werden sie in den einschlägigen LED-shops statt mit maximalem Strom auch unter der jeweiligen Leistungsaufnahme gelistet, also 1W für 350mA, 2,5W für 700mA und 3,5W für 1000mA. Es gibt sie afaik nur in verschiedenen SMD-Packages (oft Emitter genannt), die sich nur eingeschränkt von Hand verlöten lassen. In diesen Leistungssphären ist unbedingt auf eine ausreichende Kühlung zu achten, da die empfindlichen Halbleiter sonst sehr schnell zerstört werden oder zumindest rasant altern. Die elektrischen Kontaktflächen sind dieser Aufgabe nicht mehr gewachsen, weshalb HP-LEDs immer über eine charakteristische Kühlfläche auf der Unterseite verfügen. Diese muss wärmeleitend mit einem ausreichend dimensionierten Kühlkörper verbunden werden. In diesem Segment ist das Angebot an untereinander kompatiblen Modellen sehr groß und das gilt auch für entsprechendes Zubehör wie Platinen, Treiber usw. Die effizientesten LEDs (Lumen/Watt) wird man ebenfalls hier finden.
5. High-Power LEDs (9W-Klasse)
Die 9W-Klasse, also bis 3000mA max. Dauerbestromung ist im Wesentlichen eine Erweiterung der bisher gängigen 3W-Klasse. Die Packages sind optisch und in ihren Abmessungen sher ähnlich zu den Emittern bis 1000mA, der technische Fortschritt hinsichtlich Wärmemanagement und Effizienz der Chips macht es jedoch möglich, auf gleicher Fläche mit einem einzigen LED-Chip so viel Licht zu erzeugen wie dies vorher nur mit 4-Chip Emittern möglich war. Aufgrund der extem hohen Leuchtdichte findet dieser LED-Typ vor allen Dingen in Taschenlampen, Scheinwerfern und für sehr kompakte Lichtquellen verwendung.
6. 9W und mehr
Für manche Einsatzzwecke sind 3,5W HP-LEDs einfach noch zu wenig und man benötigt eine höhere Leistungsdichte. Für diesen Zweck kommen dann, ähnlich wie bei den „Kleinen“, Multichiplösungen zum Einsatz. Bei diesen handelt es sich oft um die gleichen Chips, die auch in den Singlechip-Emittern bis 3,5/9W verbaut werden. Diese LEDs im Bereich von 10W aufwärts und 4-XX Chips entwickeln sich langsam zu einer eigenen Leistungsklasse, da es inzwischen mehrere Anbieter mit zumindest ähnlichen Modellen gibt. Insgesamt wird die Welt der 3,5W und mehr Liga jedoch von einer Menge Exoten bewohnt. Es gibt einige COB-Module, die sich in der Lücke zwischen 3,5 und 10W breit gemacht haben, darüber ist erst bei 150 oder gar 500W schluss. Die Hersteller versuchen sich da auf jeder größeren Lichtmesse mit neuen Superlativen zu übertreffen. Ob solche Klötze sinnvoll sind, soll jeder für sich selbst entscheiden. Bei den Riesenmodulen ist die Packungsdichte der einzelnen Chips oft nicht höher als wenn viele einzelne Emittern verbaut würden und so drängt sich der Verdacht auf, dass der beste Kunde solcher Produkte die eigene PR-Abteilung ist. Die Multichip-LEDs am unteren Ende dieser Kategorie sind jedoch auch für den Bastler interessant. Das Package ist oft nur wenig größer als das der Singlechip-Varianten und man kann auf dieser kleinen Fläche in etwa so viel Licht erzeugen wie eine 60W Glühbirne. Die Zubehörsituation ist ebenfalls recht annehmbar, werden doch inzwischen auch für diese LEDs Linsen, Aluplatinen und passende Treiber angeboten.
LED-Projekte auf Botchjob:
Botchjob 
Hallo,
endlich mal jemand, der sich mit den Leistungsklassen von LEDs auseinandergesetzt hat!! Prima. Die ganze Elektronikwelt spricht von High-Power LEDs, aber keiner ist in der Lage, eine Definition von „High-Power“ zu geben. Ich finde die Kategorisierung sehr gelungen, jedoch stellt sich mir hierbei folgende Frage an den Autor: Wurde die Kategorisierung anhand eigener Erfahrungen erstellt, oder sind externe Quellen (Literatur, Fachzeitschriften o.ä.) mit in die Kategorisierung eingeflossen? Dies würde mich sehr interessieren, da ich (leider bisher vergeblich) auf der Suche nach derartigen Quellen bin, um die Kategorisierung der Leistungsklassen für eine wissenschaftliche Arbeit belegen zu können.
Über ein ekurze Stellugnahme zu diesem Thema freue ich mich..
Viele Grüße,
Andreas
habe mich dabei vorallendingen nach persönlichen Erfahrungen gerichtet und dem was man so in der angesprochenen Fachpresse aufschnappt. Dazu kommt dann noch die Mainstreammeinung aus den entsprechenden Foren. Zitierfähig ist das wohl leider nicht, schon garnicht aus wiss. niveau, aber das Problem liegt auch darin, dass es keinen verbindlichen standard gibt, geschweige denn ISO Normen oder ähnliches. Welches Label die LED am Ende bekommt hängt daher stark von der Marketingabteilung ab, auch wenn sich ein paar Quasistandards etabliert haben.
Wenn du auf der sicheren Seite stehen willst, fass die Kategorien 4 und 5 wieder zusammen (normalerweise rechnet man alles ab 350mA zu hp). Dieses How-to soll aber vorallendingen einen hohen Praxisbezug aufweisen, theoretisches gibts auch in der Wikipedia. In diesem Kontext halte ich dann auch eine Aufspaltung der Highpowerleds in Untergruppen für sinnvoll, da bis 1000ma zb die mechanischen Parameter sehr ähnlich sind, maximaler strom bewegt sich auch überwiegend im 350 700 1000ma muster usw. oberhalb davon wirds einfach nur chaotisch.
Seoul p7 und Cree MC-E als 4chip emitter sind zwar recht ähnlich, die deutlich ältere Ostar von Osram bekommt man aber fast nur mit großer aluplatine usw. . die Hersteller können sich auch nicht darauf einigen ob alle chips in reihe oder doch lieber parallel geschaltet werden sollen. wie gesagt chaos und mit zunehmender leistung wird alles nur noch schlimmer. In einem Jahr könnte sich die 10W klasse aber entsprechend gesetzt haben und ich würd sie als eigene führen.
hoffe das war kurz genug 😉
mfg rbt
€:1. für welchen Studiengang benötigst du dieses Wissen ?
2. die anderen Artikel zum Thema Leds auch gesehen? könnten auch von interesse sein. dieser hier is nur der bisher letzte aus der losen folge.