LED mit einstellbarer Farbtemperatur

Die Farbe des uns umgebenden künstlichen Lichts war in letzter Zeit ein häufiges Thema in den Nachrichten. Es wurde festgestellt, dass blaues Licht, das beispielsweise von Mobilgeräten ausgestrahlt wird, am Abend einen negativen Effekt auf den Schlaf hat. Dementsprechend ist es wenig verwunderlich, dass Menschen am Abend und in entspannten Situationen, etwa bei einem Restaurant- oder Hotelbesuch oder in Wohnräumen, ebenfalls wärmeres Licht bevorzugen. Eine vom Fraunhofer IBP auf internationalen Flügen durchgeführte Studie zeigt sogar einen Zusammenhang zwischen der Lichttemperatur und der Erholung. In Flugzeugen mit LEDs, die bei Übernachtflügen am Abend sowie in der Nacht für eine warme Beleuchtung sorgen und am Morgen zu einem blauen Licht wechseln, waren die Passagiere bei der Ankunft ausgeruhter und wacher. Restaurants und Hotels setzen seit einiger Zeit auf wärmeres dezentes Licht, da die Atmosphäre von den Kunden dann als entspannter und angenehmer empfunden wird.

Die Wahrnehmung der Farbtemperatur hängt von der Beleuchtungsstärke ab. Wenn die Lichtintensität abnimmt, bevorzugen Menschen eine wärmere Farbtemperatur. Dies spielt beim Dimmen eine wichtige Rolle.Sharp

Gezielte Wahl der Farbtemperatur

In Räumen, die verschiedene Zwecke erfüllen, wie zum Beispiel Hotelzimmer, Lobbys oder Restaurants, kann der erforderliche Lichttyp während des Tagesverlaufs jedoch stark variieren. Außerdem besteht ein deutlicher Zusammenhang zwischen der Lichtintensität und der bevorzugten Lichtfarbe. Früh am Tag empfinden die Menschen helles, kühles Licht als erfrischend und belebend. Durch eine dezentere wärmere Beleuchtung am Abend und in der Nacht verbessert sich das Ambiente eines Raums nachweislich.

Moderne LEDs bieten Lichtdesignern nahezu endlose Möglichkeiten. Heutzutage lässt sich jede Lichtfarbe ohne Weiteres herstellen – sogar in veränderlichen Kombinationen und Mustern. Solch eine Komplexität hat jedoch ihren Preis. Daher gilt es, beim Bestimmen der Systemkosten nicht nur die Kosten für Lampen und Leuchten, sondern auch für die erforderlichen Kabel, Schalter und die Steuerelektronik zu berücksichtigen.

Dimmen (wie) bei Halogen- und Glühlampen

Die Natural-Toning-LEDs basieren auf dem Modell Tiger Zenigata, kommen aber mit zwei Anschlüssen aus.Sharp

Bei vielen Anwendungen ist eine derart komplexe Gestaltung gar nicht erforderlich. Vielmehr ist oft ein Effekt ähnlich demjenigen optimal, der sich mit Glüh- oder Halogenlampen erzielen lässt. Glühlampen erhalten beim Dimmen ganz natürlich einen wärmeren Ton. Dimmbare Standard-LEDs bleiben jedoch unabhängig von der Intensität sehr nah an der angegebenen korrelierten Farbtemperatur (CCT). Dieses Problem lässt sich natürlich mit einem zusätzlichen Steuerkreis sowie einem zweiten Satz LEDs mit einer unterschiedlichen korrelierten Farbtemperatur lösen, um so die Farbtemperatur manuell einzustellen. Da jedoch die Anschaffungskosten immer die größte Hürde beim Umstieg auf LEDs bilden, kann das Hinzufügen zusätzlicher manueller Steuerungen zur Nachahmung von Glühlampen in einigen Fällen ein Schritt in die falsche Richtung sein.

Das Gastgewerbe benötigt eine einfache, kostengünstige LED-Lösung, um die gewünschte Atmosphäre zu schaffen und gleichzeitig Kosten zu sparen. Sharp hat hierfür die Natural-Toning-LEDs entwickelt, die das Verhalten von Halogenbeleuchtung imitieren, ohne dass neben einem gewöhnlichen dimmbaren LED-Treiber weitere Steuerungen erforderlich sind. Bei niedriger Intensität strahlen die Natural-Toning-LEDs automatisch ein wärmeres Licht aus, wenn sich der Eingangsstrom verringert. Dieses warme Dimmen erreichen diese LEDs im Gegensatz zu den Lösungen anderer Hersteller ohne zusätzliche Komponenten oder Steuerelektronik.

Die passende LED-Lösung

Bild 3: Natural-Toning-LEDs ermöglichen eine Änderung der Farbtemperatur.Sharp

Dabei entsprechen die Abmessungen denselben Mega- und Mini-Zenigata-Paketabmessungen, so dass ein direkter Austausch gegen andere LEDs aus der Produktpalette der Standard-White-Produkte von Sharp in derselben Beleuchtungskörperreihe möglich ist, ohne dabei die mechanische Integration oder die Optik zu ändern.

Dank der vorhandenen Tiger-Zenigata-LED hatte Sharp bereits Erfahrung bei der Anwendung von Leuchtstoffen verschiedener Farben auf einer einzelnen LED. Bei der Tiger-Zenigata-LED steuern getrennte Stromkreise die beiden unterschiedlichen Leuchtstofffarben an, wodurch sich die Lichtintensität und die Farbtemperatur entsprechend festlegen lassen. Folglich haben die Tiger-Zenigata-LEDs vier Anschlüsse, wohingegen die Natural-Toning-Zenigata-LEDs nur zwei Anschlüsse aufweisen.

Um sowohl die Farbtemperatur als auch die Farbintensität mit nur zwei Anschlüssen zu kontrollieren, hat Sharp eine patentierte Steuerelektronik in die LED selbst integriert. So entsteht eine Lichtquelle, die alle Vorteile einer LED in Kombination mit der Farbwiedergabe von Glühlampen umfasst. Durch die integrierte Steuerelektronik sinkt die Farbtemperatur, wenn der Strom abnimmt. Dazu wird der Großteil des verfügbaren Stroms bei niedriger Intensität zu den 2.000K-Leuchtstoffstreifen und bei höherem Strom an die kühleren 3.000K-Leuchtstoffstreifen weitergeleitet. So ergeben sich mit den Natural-Toning-LEDs kosteneffektive Lösungen, die sich mit Treibern für dimmbare Standard-LEDs betreiben lassen.

Diese Flexibilität hinsichtlich der Systemkomponenten macht den Vorteil der Dim-to-Warm-Lösung von Sharp gegenüber Technologien der Konkurrenz deutlich. Wettbewerbslösungen mit Dual-Treibern und -Steuerung sind komplexer und daher auch teurer zu installieren als Systeme, die auf den Natural-Toning-LEDs mit integrierter Steuerelektronik basieren.

Die Anschaffungskosten für Halogenlampen sind vielleicht geringer, aber die Sharp-LEDs bieten einen viermal so hohen Wirkungsgrad wie Glühlampen, wodurch die Energieersparnis den Kostenunterschied innerhalb von nur einem Jahr wieder wettmacht. Zudem sind die Natural-Toning-LEDs von Sharp sowohl als COB-LEDs als auch in Intermo-Module integriert erhältlich. Diese sind mit zwei Schrauben am Kühlkörper befestigt, unterstützen eine Vielzahl von Reflektoren und werden bereits mit Wärmeleitmaterial geliefert. Fügt man noch die lötfreien Intermo-Verbindungen hinzu, dann wird deutlich, dass der Komfort, die Einfachheit und die angenehme Farbwiedergabe von Glühlampen in Kombination mit dem Wirkungsgrad von LEDs jetzt einfacher zu erreichen sind als jemals zuvor.

(av)