Tipps für den LED-Leuchtenentwickler

Keine unerwünschten Verfärbungen bei der LED

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Die verschiedenen Tests im Detail betrachtet

LED-Hersteller wie Cree stellen Entwicklern zu diesem Zweck über ihre Händler Test-Kits zur Verfügung. Sie bestehen aus einer Leiterplatte mit Metallkern (Metal-Core Printed Circuit Board = MCPCB) mit sechs LEDs sowie Glasbehältern und Klebstoff. Damit lässt sich eine Testumgebung aufbauen, die von der Umgebungsluft separiert ist. Cree stellt beispielsweise Test-Kits bereit, die sich mit LEDs der Reihe XLamp XP-E oder XR-E oder MX-6 bestücken lassen. Zusätzlich steht ein PCB zur Verfügung, auf dem alle drei LED-Serien vorhanden sind. Bestimmte Test-Kits sind bereits mit LEDs bestückt. Hinzu kommen Arctic Silver und ein Wärmeleitkleber. Beide Stoffe lassen sich nachweislich ohne Probleme in der Nähe von High-Power-LEDs einsetzen.

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Dieser Autorenbeitrag ist in der Printausgabe ELEKTRONIKPRAXIS 15/2015 erschienen. Diese ist auch als kostenloses ePaper oder als pdf abrufbar.

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Bei den Tests wird der Stoff, der untersucht werden soll, auf die Spitze von drei Test-LEDs aufgebracht, zudem an der Basis von zwei weiteren Leuchtdioden. Diese LEDs werden mithilfe der Glaskuppeln und des Arctic Silver von der Umgebungsluft abgeschirmt. Zum Vergleich wird eine weitere LED herangezogen, die nicht den chemischen Materialien ausgesetzt ist. Die Stromversorgung übernimmt eine Konstantstromquelle. Der Treiberstrom variiert je nach Art der Komponente. So beträgt er bei etwa 700 mA bei den XP-E und XR-E LEDs und 350 mA bei den MX-6 Leuchtdioden.

Ein Test dauert um die 1000 Stunden. Erfasst werden Änderungen der Lichtintensität und der Farbe. Außerdem erfolgt eine Bewertung des äußeren Erscheinungsbildes der Phosphor-Schicht. Oft zeigt sich bereits nach einer Testdauer von 48 Stunden, ob sich eine flüchtige Substanz für ein LED-Beleuchtungssystem eignet. Es empfiehlt sich, vor Beginn und nach Abschluss der Tests Fotos von den LEDs zu machen. So werden Veränderungen an den Leuchtdioden transparenter.

Kleine Änderungen der Farbe und Lichtintensität lassen sich nur schwer erkennen, wenn LEDs mit 350 oder 750 mA betrieben werden. Der Grund ist die hohe Lichtmenge. Daher sollte der Treiberstrom auf 1 mA reduziert werden. Dann kann der Fachmann die LED mit bloßem Auge überprüfen, vor allem die Silikonummantelung und die Phosphor-Bestandteile sowie den Zustand des Chips.

Treten im Lauf des Tests Verfärbungen der Ummantelung der LED auf, ist folgende Vorgehensweise hilfreich: Die Glashaube entfernen, den Test fortsetzen und prüfen, ob die Verfärbung zurückgeht. Mit dieser Methode können Entwickler die Verträglichkeit von chemischen Substanzen bei LED-Leuchten prüfen, bei denen die Leuchtdiode nicht in einer versiegelten Umgebung montiert wird.

Bessere Zusammenarbeit bei Kompatibilitätstests

Über die Jahre hat Cree das Verfahren der Kompatibilitätstests in Zusammenarbeit mit seinen Partnerunternehmen optimiert. Ursprünglich wurden intern verschiedenste Materialien getestet und auf dieser Basis entsprechende Empfehlungslisten erstellt, die auch auf Kundenreferenzen verwiesen. Damit konnte allerdings nur ein marginaler Anteil der am Markt verfügbaren Materialien abgedeckt werden. Außerdem bestand die Möglichkeit, dass die Hersteller Materialien austauschen, was gegebenenfalls zu anderen Testergebnissen geführt hätte.

Um das zu vermeiden, setzt Cree auf ein Netzwerk aus hochkarätigen Herstellern chemischer Komponenten, das im Rahmen des unternehmensinternen CSP-Programms (Cree Solution Partners) initiiert wurde. Die Partner testen ihre Produkte im Zusammenspiel mit den Komponenten von Cree und können so deren Kompatibilität offiziell bestätigen. Im Gegenzug verweist der Hersteller seine Kunden bei der Wahl der benötigten Komponenten auf die Partner.

* Kai Klimkiewicz arbeitet als Field Application Engineer Central Europe bei Cree.

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