Brilliant-Mix-LED-Konzept erfüllt Lichtwünsche

Osram hat das Brilliant-Mix-Konzept bereits in der LED-Lampe Parathom Pro Classic A80 und in dem LED-System PrevaLED umgesetzt.Osram Opto Semiconductors

Das Brilliant-Mix-Konzept deckt ein Farbtemperaturspektrum von 2700 bis 4000 K ab und umfasst damit alle Weißtöne – von Neutralweiß bis Warmweiß. Mit diesen Eigenschaften zielt es besonders auf Lichtlösungen für den Wohn- und Verkaufsbereich. Denn gerade hier zählt nicht nur die Helligkeit sondern auch ein angenehm warmer Lichtton. Dieser lässt sich mit einem intelligenten Farbmix von LEDs in EQ-Weiß und Amber erzeugen. Stärken des Brilliant-Mix-Konzepts sind hohe Effizienz und ein sehr guter Farbwiedergabeindex. Mit 110 Lumen pro Watt ist die Lichtausbeute um etwa 30 % höher als bei äquivalenten warmweißen LEDs, die ihr weißes Licht mittels Konversion erzeugen. Ein hoher Farbwiedergabeindex bzw. CRI bei warmweißem Licht sichert eine Farbwiedergabe, wie man sie von Glühlampen kennt. Besonderen Einfluss auf die Wiedergabe von Hauttönen haben die Testfarben R9 (gesättigtes Rot) und R13 (Hautfarben). Oslon-SSL-LEDs erreichen für gesättigtes Rot einen CRI von 78 und für Hautfarben sogar einen CRI von 98, jeweils bei einer Farbtemperatur von 3000 K. Auch der durchschnittliche Farbwiedergabeindex – die gemittelte Summe über die Testfarben R1 bis R8 – überzeugt: er beträgt bei dieser Farbtemperatur 91.

Logistisches Bausteinkonzept hilft beim Planen

In der Allgemeinbeleuchtung liegen die typischen Lichtströme zwischen 400 und 1400 lm, was etwa der Helligkeit von 40- bis 100-W-Glühlampen entspricht. Will man diese Werte mit LEDs erreichen, sind mehrere Halbleiterlichtquellen erforderlich. Für ein homogenes Lichtbild empfiehlt sich eine enge Anordnung der LEDs. Da Oslon-SSL-LEDs Abmessungen von 3 x 3 mm2 haben, können sie auch eng geclustert werden und auf diese Weise – je nach Anzahl – verschieden große Lichtpakete bilden. Die enge Anordnung erleichtert außerdem die Farbmischung. Wie viele LEDs von jeder Farbe verwendet werden, hängt von der gewünschten Lichtfarbe ab, aber auch von der Sperrschichttemperatur Tj und von der zu erzielenden Helligkeit. Für die Ermittlung der Anzahl der LEDs sind keine komplizierten Berechnungen erforderlich, denn Osram unterstützt seine Kunden mit einem logistischen Bausteinkonzept (Bild 2). Es zeigt auf einen Blick, wie viele LEDs man von jeder Farbe braucht, um ein definiertes Lichtpaket nach dem Brilliant-Mix-Konzept zusammenzustellen: für einen Lichtstrom von 400 lm benötigt man je nach Farb- und Sperrschichttemperatur jeweils drei LEDs in EQ-White (130 lm bei 350 mA) sowie ein bis drei LEDs in Amber (74 lm bei 400 mA).

Optisches Design

Oslon-SSL-LEDs, die im Brilliant-Mix-Konzept eingesetzt werden, haben einen Abstrahlwinkel von 150°. Daher empfiehlt es sich, vorzugsweise eingebaute Reflektoren zu verwenden. Besonders geeignet sind so genannte Multi-Facetten-Reflektoren, denn ihre spezielle, an ein Insektenauge erinnernde Form unterstützt das Farbmix-Konzept. Damit ein homogenes Lichtbild entsteht, sollten die verschiedenfarbigen LEDs symmetrisch vom Zentrum angeordnet und gleichmäßig verteilt werden.

Für das Leuchten- oder Lampendesign von Retrofits lassen sich auch Diffusor-Materialien einsetzen. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass sich die Farbkoordinaten, je nach Diffusordesign ändern können. Außerdem verliert das System an Effizienz, denn ein Diffusor absorbiert immer einen Teil des Lichts. Wenn Farbschatten im Nahbereich akzeptabel sind und ein homogenes Leuchtbild im Fernfeld entscheidend ist, können auch Sekundärlinsen verwendet werden. Faustregel: der Abstand zwischen dem zu beleuchtenden Objekt und den LEDs etwa hundertmal größer als der Abstand zwischen einer weißen und amberfarbenen LED sein.

Betriebsgeräte-Konzept

Nicht zu unterschätzen ist der sachgemäße Betrieb der LEDs. Hauptentscheidungskriterium ist das unterschiedliche Lichtstromverhalten der LEDs in Amber und EQ-Weiß entlang der Temperaturkurve. Die Ursache für dieses Verhalten liegt in der unterschiedlichen Halbleitertechnologie mit der die LEDs gefertigt werden. Das heißt, dass die Farbtemperatur während des Temperaturanstiegs nicht konstant bleibt, weil sich das spezifische Lichtstromverhältnis ändert, bis das thermische Gleichgewicht erreicht ist. Abhängig von den Applikationsanforderungen muss man sich entweder für einen Farbabgleich entscheiden oder für eine Temperaturkompensation. Osram bietet daher ein breites Spektrum von Betriebsgeräten für das Brilliant-Mix-System an. Es reicht von einfachen Treiberbausteinen bis hin zu ausgeklügelten IC-, ASIC- und sensorunterstützten geschlossenen Regelkreisen. 

(jj)