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Versuche mit XR-E (Alu)

sma

Flashaholic**
8 Januar 2011
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Aalen/Ulm, um, und herum
Hier Messungen zur Bestimmung der Leuchtdichte einer XR-E R2 EZ1000 und einer Q5 EZ900, beide auf Alu.
Kupfer kommt hoffentlich auch irgendwann.

Die XR-E ist vergleichsweise alt und wird offenbar auch nicht mehr weiterentwickelt, z.B. als XR-E2, sondern scheint durch andere Varianten abgelöst. Sie war aber lange Zeit (neben praktischen Eigenschaften wie kleiner Vf) insbesondere auch bzgl. höchster Leuchtdichte ganz vorne mit dabei und deshalb wollte ich sie mir doch einmal genauer ansehen. Auf Kupfer wäre sie wohl auch jetzt noch interessant, gegenüber anderen ähnlich hellen, aber größeren LEDs fällt sie in der Praxis dann aber zurück.

Die Bauweise EZ1000 deutet die Kantenlänge des LED chips an: es sind 980μm (also knapp 1000).
Es gibt auch eine kleinere Variante EZ900 mit 880μm.
Für die Fläche der LED ergibt das (ohne die beiden 150μm Bondingbereiche) für EZ1000 knapp 0.92mm² und für EZ900 knapp 0.73mm².

Seltsamerweise geht das XR-E Datenblatt gar nicht auf diese Bauweise ein, die oben verlinkten separaten Datenblätter zur Bauweise sind dann aber rel. detailliert.

Bei gleichem Gesamtstrom (z.B. geregelter Treiber) führt die kleinere Fläche der EZ900 zu ca. 25% mehr Helligkeit. Vielleicht hat's der kleinere chip außerdem thermisch ein wenig leichter; ob er deshalb aber auch absolut eine höhere Leuchtdichte erreichen kann, ist eine andere Frage.

Die EZ900 kann man übrigens gerade so mit bloßem Auge an einem dünnen ~1/10mm breiten kupferfarbenen Rand auf dem Träger um den LED-Chip herum erkennen. Zuerst wollte ich es hier bei EZ1000 belassen. Ich habe mich dann aber mal bei mir umgesehen und sogar ein paar EZ900 entdeckt. Bis auf die R2 in einer Wee, die ich nicht ausbaue, sind es aber Q5.
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Aus einer DX Ultrafire habe ich also eine Q5 ausgebaut.

Messungen
Lux: Extech LT300, Strom: UT61C, Lumen: PCE-LED100

Der gemessene Wert ist erstmal die Lichtstärke, die mit Dome am höchsten ist und das Diagramm dominiert. Durch Verrechnung mit der Fläche ergibt sich später die für mich interessantere Leuchtdichte.

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R2 EZ1000 mit Dome
Fläche 3.5mm², grob abgeschätzt (anhand eines Photos und den bekannten Maßen des Außenrings)
full


Strom [mA] Lichtstärke [Cd (Lux@1m)] Leuchtdichte [cd/mm²]
350 59.7
661 100.5
962 132
1516 173
1730 182
1815 185.5
1896 188
2020 190
2114 191 55
2220 191

R2 EZ1000 ohne Dome
Fläche 0.92mm²

Strom [mA] Cd (Lux@1m) Leuchtdichte [cd/mm²]
350 33.8
723 61.9
1042 80.5
1520 100
1732 106.5
1815 107.5
1923 109
2039 110.5 120
2112 110.5
2220 110


Beim dedomen der XR-E muß man aufpassen. Unter dem harten Dome ist noch ganz weiches Silikon. Besonders wenn es eine ganz glatte Oberfläche hat, könnte man es leicht ignorieren. Allerdings führte es bei mir zu 30% geringerer Lichtstärke. Dieses weichere Silikon ist schwer zu entfernrn. Bei mir sind noch geringe Reste des Silikons auf dem chip übrig, sie scheinen aber nicht mehr zu stören.

Q5 EZ900 ohne Dome
Fläche 0.73mm²

Strom [mA] Cd (Lux@1m) Leuchtdichte [cd/mm²]
349 31.2
536 43.5
723 53.8
1041 67.9
1519 80.6
1626 82
1730 83.3v
1816 83.8
1920 84.4 116
2040 84

Da ich keine R2 EZ900 vermessen konnte, habe ich mit dem Kugelphotometer die R2 und Q5 jeweils dedomed verglichen (mit weißer Abdeckung um den Aluring).

LED Strom [mA] Lichtstrom [lm]
R2 EZ1000 350 83
Q5 EZ900 352 77

Bei gleichem Strom ist der Lichtstrom der R2 8% stärker. Das paßt zum Datenblatt, das 7% angibt.
Wenn die Q5 EZ900 eine R2 EZ900 wäre, hätte sie auch eine 8% stärkere Leuchtdichte, also ca. 125 cd/mm².
Das sind nur 4% mehr als ebei der R2 EZ1000 und das ist alles innerhalb der Meß- und LED-Ungenauigkeiten.

Wenn die Überlegung stimmt, gewönne die EZ900 also nicht wesentlich bzgl. der maximal erreichbaren Leuchtdichte.
Der Schritt von EZ1000 zu EZ900 ist allerdings deutlich, wenn der Strom z.B. durch den Treiber festgelegt ist.

PS: Auf der (bisher vergeblichen) Suche nach Lumenwerten direkt auf Kupfer, also ohne den großen Träger, fand ich noch dies: In diesem Thread im CPF hat sich Newbie der XR-E mal richtig ausführlich gewidmet, kurz nachdem sie rauskam. (Hier alles auf seiner HP am Stück.) (Die ganz frühen XR-Es erkennt man daran, daß der Phosphor nicht nur auf den chip sondern auch über den Träger verteilt ist.)
 
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The_Driver

Flashaholic***
22 März 2012
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Essen
Danke für die ganze Arbeit!

Ich würde mich jetzt noch sehr über den Test einer XP-E2 mit und ohne Dome freuen. Vielleicht auch noch die XP-C Q4. :D

Bei meiner DEFT, welche vorher eine XR-E R2 (EZ1000) hatte, hat der Austausch mit einer de-domten XP-E2 LED zu ca. einer Verdreifachung des Lux-Wertes geführt!!! Treiber, Anbringung auf Kupfer etc. sind dabei gleich geblieben.

Theoretisch müsste doch die XP-E2 ohne Dome und auf Kupfer die höchste Leuchtdichte überhaupt erreichen können....?
 
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sma

Flashaholic**
8 Januar 2011
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Aalen/Ulm, um, und herum
Danke Dir. Ich picke momentan eher LEDs bzgl. hoher Leuchtdichte raus, auch wegen des hohen Zeitaufwands. Und die Nichia habe ich als Lps Drop-in. Speziell XP-E2 und XP-C interessieren mich natürlich ganz besonders, wollen aber auch erstmal auf gutem Star organisiert sein.
 

Xandre

Flashaholic***²
8 März 2011
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BaWü
Mich würde interessieren wieviel A
die Nichia auf Kupfer aushält und wie sich die Farbe ändert ?

Gruß Xandre
 

The_Driver

Flashaholic***
22 März 2012
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Könnte sein, dass ich dir bald doch noch Testexemplare zuschicke ;)

EDIT: leider gibts bei dem Händler, wo ich was bestellen will, keine wirklich interessanten LEDs. Ne Sinkpad-Platine für XP-LEDs könnte ich aber in Zukunft zur Verfügung. Eine Nichia 219 könnte ich auch drauf löten. Die wurde bis jetzt nur auf Alu getestet.
 
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  • Danke
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The_Driver

Flashaholic***
22 März 2012
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Hier hat Vinz übrigens mal gezeigt, wie man am lecihtesten eine XR-E auf Kupfer anbringt ohne eine passende Platine zu haben: man shcleicht die äußeren Kontakte an der Unterseite ab. Die Litzen lötet man dann an die Kontakte an der Oberseite. Dann kann man die LED auf eine beliebige Kupferfläche löten.
 
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  • Danke
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