Mouser Electronics unterstützt seine Kunden beim Realisieren einer LED-Beleuchtung sowohl mit Support als auch einem breiten Sortiment an LEDs sowie  Optik-, Elektronik- und Mechanikbausteinen. Die Beleuchtung lässt sich realisieren durch: Einzelbausteine,

  • integrierte und sonstige Arrays
  • Package-Varianten und
  • LED-Module.

Hochstrom-Einzel-LEDs

Wenn man an LEDs für die Raumbeleuchtung denkt, denken viele Menschen an eine Einzel-LED mit hoher Leistung von 1 W oder mehr. Eine diskrete LED ist eine einzelne Halbleiterdiode, die sich in einem thermomechanischem Package befindet. Im Idealfall sind LEDs hell und kompakt.

Bild 1: Das System Luxeon Z ist eine Hochstrom-Einzel-LED mit kompakten Abmessungen für die Raumbeleuchtung.

Bild 1: Das System Luxeon Z ist eine Hochstrom-Einzel-LED mit kompakten Abmessungen für die Raumbeleuchtung.Philips Lumileds

Der Platzbedarf der Packages hat, wie nicht anders zu erwarten, über die Jahre abgenommen. Einige verbreitete Gehäusearten der jüngeren Vergangenheit kamen mit 12 mm2 oder 6,3 mm2 aus. Das LED-Package Philips Lumileds Luxeon Z benötigt nur 2,2 mm2 (Bild 1); es ermöglicht daher eine hohe Design-Dichte. LED-Hersteller arbeiten daran, die höchstmögliche Lichtausbeute aus dem kleinstmöglichen Package herauszuholen. Der Wärmewiderstand stellt aber oft den begrenzenden Faktor bei diskreten Designs (Einzel-LEDs) dar.

Einzel-LEDs mit mittlerer Leistung

In den letzten paar Jahren haben sich  LED-Hersteller wegen vielen linearen und verteilten Beleuchtungsanwendungen einer den Mid-Power-LEDs mit mittlerer Leistung zugewandt. Die LED-Packages haben eine Leistungsaufnahme im Bereich von 0,2 bis 1 W (3 VDC x und 75  bis 250 mA). Sie kommen in einer anderen Hausungsart mit den kleinen Abmessungen aus, die ihre helleren >1 W-LED-Geschwister aufweisen. Durch geringere Kosten und insgesamt weniger Lichtleistung lassen sich mehr LEDs pro laufendem Meter verwenden, was ein einheitlicheres und gleichmäßiger verteiltes Beleuchtungsbild ermöglicht und so das gewohnt homogene Sichtempfinden beim Betrachter entsteht.

Clevere LED-Arrays

Nachder Entwicklung von einiger Produktlinien mit Einzel-LEDs, stellte man fest, dass es vorteilhafter wäre, mehrere LED-Chips, die sogenannten Dies, in einem einzigen thermomechanischen Package zu vereinen. Ein Grund war der erhöhte Bedarf an einer konsistenten Farbtemperatur (CCT) bei allgemeinen Beleuchtungsanwendungen. Bei einen LED-Arrays besteht die Möglichkeit für den LED-Hersteller, die Zusammenstellung und Abstimmung von LED-Chips innerhalb eines kleinen physischen Footprints zu kontrollieren. Bei der elektrischer Ansteuerung erfolgt dieses durch ein bestimmtes Package und bei der optischer Steuerung durch eine bestimmte Optikflächen- und/oder Linsenanordnung. Zu den bekanntesten Modellen zählt die Vier-Chip-Variante im Einzelgehäuse.

Integrierte Arrays treffen Chip-on-Board-Technik

Mit Fokussierung der LED-Hersteller auf die Endanwendungen lief der Trend Richtung integrierten Arrays oder Chip-on-Board-Arrays (COB). Dabei bondet man den LED-Chip direkt auf die Leiterplatte oder das Substrat. So lässt sich eine einzigartige Bauform realisieren, die es ermöglicht, das gesamte Array mit einer phosphorbeschichteten Optikfläche zu kapseln. Es entsteht aus einem einzelnen integrierten Bauteil heraus eine leuchtstarke Lichtquelle mit hoher Lichtausbeute. Diese gekapselten Arrays eignen sich, wenn wie bei einem Strahler, große Helligkeit von einer einzelnen Beleuchtungsquelle gefordert ist.

Vorgefertige Varianten und Module

Bild 2: Die LMH-Module von Cree stellen eine Komplettvariante dar.

Bild 2: Die LMH-Module von Cree stellen eine Komplettvariante dar.Cree

Vielen Kunden fällt es schwer, die für ein erfolgreiches Design notwendigen, entwicklungstechnischen Schritte zu unternehmen. Daher setzen viele LED-Hersteller darauf, weiter vorne in der Designkette des Kunden anzusetzen. Oft erfolt es in der Kombination von LED, Optik, Elektronik und Mechanik in einem einzigen Modul, wie bei dem LMH von Cree (Bild 2). Der Zhaga-Standard definiert ein LED-Modul als eine Einheit mit einer oder mehreren LEDs, die als Lichtquelle Einsatz findet. Es kann weitere Bausteine wie optische, mechanische, elektrische und elektronische Komponenten enthalten sein, aber die Steuerungstechnik gehört nicht dazu.