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LED-Leuchtentipp So rüsten Sie auf eine LED-Deckenleuchte um

| Autor / Redakteur: Kai Klimkiewicz * / Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Eine Alternative zu Kompaktleuchtstofflampen sind Hochstrom-LEDs für die Deckenbeleuchtung. Wir zeigen Ihnen die notwendigen Designschritte, um auf eine LED-Lösung umzurüsten.

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Von der Planung bis zur fertigen Leuchte: Bei der Entwicklung einer LED-Leuchte für Innenräume sind optische, thermische und elektrische Eigenschaften zu beachten.
Von der Planung bis zur fertigen Leuchte: Bei der Entwicklung einer LED-Leuchte für Innenräume sind optische, thermische und elektrische Eigenschaften zu beachten.
( © Eduard Shelesnjak - Fotolia)

Eine Alternative zu Halogen- oder Flureszenz-Lampen sind Leuchten mit LED, vor allem mit High-Power- und Extreme-High-Power-Versionen. Am Beispiel einer Deckenleuchte zeigen wir die Design-Schritte zu einer LED-Leuchte.

Bevor man mit der Entwicklung einer LED-Leuchte beginnt sollte man sich fragen, ob ein neues Lampendesign entworfen oder LEDs in ein bestehendes Konzept integriert werden sollen. Ein auf LED ausgerichtetes Design punktet mit besserer optischer, thermischer und elektrischer Performance, weil es keine Rücksicht auf ein bestehendes Design nehmen muss. Das folgende Beispiel demonstriert den Entwicklungsprozess einer Leuchte mit Hochleistungs-LEDs, die eine bestehende Deckenbeleuchtung mit einer Kompaktleuchtstofflampe ersetzen soll.

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Im ersten Schritt gilt es die Beleuchtungsanforderungen der Zielapplikation zu definieren. Bei manchen Applikationen existieren entsprechende Beleuchtungsstandards, bei anderen ist die Charakterisierung einer bestehenden Leuchte ein guter Ansatz. Das kann anhand von kritischen Daten erfolgen, etwa des Lichtstroms, des Stromverbrauchs und der Streuung des Lichts. Außerdem ist es hilfreich, eine Liste mit weiteren wichtigen Faktoren zu erstellen. Dazu gehören die Betriebstemperatur und Farbtemperatur, die Lebensdauer und der Preis.

Alle Anbieter von Beleuchtungssystemen verfügen über Dokumentationen, in denen zumindest die kritischen Werte aufgeführt sind. Anschließend legt man die Beleuchtungsanforderungen der LED-Leuchte fest. Auch hier gilt, zunächst die zentralen Kennwerte wie Lichtleistung (lm), Lichtausbeute (lm/W) oder Leistung (W) als Maßstab zu nehmen. Der Entwickler muss zudem prüfen, welche anderen Anforderungen erfüllt werden müssen, etwa in Bezug auf den Color Rendering Index (CRI) und die Lebensdauer.

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Zu den wichtigsten Schritten zählt, die Zahl der LEDs abzuschätzen, die für die Designziele erforderlich sind. Davon hängen Parameter ab wie die Lichtleistung und der Stromverbrauch. Ungenaue Resultate ergeben sich jedoch, wenn der Entwickler alleine die Lichtstrom-Angaben im Datenblatt heranzieht. Der Grund ist, dass der Lichtstrom von mehreren Faktoren abhängt, etwa dem Treiberstrom und der Sperrschicht-Temperatur. Um die korrekte Zahl von LEDs zu berechnen, muss deshalb zunächst die Effizienz des optischen, thermischen und elektrischen Systems abgeschätzt werden.

Optische Systeme, dazu gehören Linsen oder Reflektoren, sind mit Verlusten behaftet. Das hängt zum einen mit der Sekundäroptik und zum anderen mit dem Gehäuse zusammen. Ein Gehäuse kann beispielsweise aus Glasabdeckungen bestehen. Gute Optiken liegen bei 80 bis 95 Prozent. Das bedeutet auch, dass bei einer schlechten Effizienz initial mehr Licht spendiert werden muss, um das angestrebte Lichtstromziel zu erreichen.

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