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[LED-Test / Review] Cree XLamp ML-E N3 color kit E3 (≈ 5000 K, typ. 75 CRI)

Dieses Thema im Forum "Köf3's LED-Tests" wurde erstellt von Köf3, 18. August 2017.

  1. LED-Test

    Cree XLamp ML-E (N3 color kit E3)

    MLEAWT-A1-0000-0005E3


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    LEDs gibt es grundsätzlich in allen möglichen Bauformen, Leistungsklassen und Farbtemperaturen. Sie sind ebenso vielfältig wie unterschiedlich in verschiedensten Applikationen einsetzbar.
    Bisher habe ich ausschließlich LEDs der höchsten Leistungsklassen getestet (auch als High Power LEDs bezeichnet). Diese sind fast ausschließlich in unseren Taschenlampen zu finden. Das Gros der LEDs in Decken-, Fahrzeug- und Raumbeleuchtungen besteht allerdings aus Low- oder Mid-Power LEDs in SMD-Bauform sowie COBs (Chip-on-Board LEDs).

    Nun werde ich mein Knowhow unter anderem für all die LEDs nutzen, welche in Bezug auf Tests im Internet kaum bis keine Beachtung finden, aber gefühlt überall verwendet werden, auch bei vielen Usern hier im Forum.

    Die Cree ML-E ist eine klassische Mid-Power LED im SMD PLCC4-Format mit 0,5 W Leistung bei Nenndaten (150 mA).


    Technische Daten


    Order code: MLEAWT-A1-0000-0005E3

    Typ: Parallel (auch seriell verfügbar)
    Binning: 56,8 lm @ 150 mA (Bin N3)
    Nennspannung: typ. 3,2 V (seriell: 9,6 V)
    max. Strom: 500 mA (seriell: 167 mA)
    Abstrahlwinkel: 120 °
    Wärmewiderstand: typ. 11 °C/W
    Max. Temperatur Tj: 150 °C

    Ich habe den Emitter bei Mouser erworben.


    Äußerliches Erscheinungsbild

    Der Emitter ist 3,45 x 3,50 mm groß und im Format PLCC 4 gefertigt. Dieses Format wird häufig für SMD-Leuchtdioden verwendet und besitzt beiderseits Anschlüsse. Die ML-E weist zudem ein Themal Pad (Heatsink) auf, welches für eine bessere Wärmeableitung sorgt.

    Trotz des SMD-Formats PLCC4 kann diese LED problemlos auf ein Board mit XP-Footprint verlötet werden, wobei auf moderate Menge an Lötpaste zu achten ist!


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    Auf der Unterseite ist gut das mittlere Thermal Pad zu erkennen, im Datenblatt als "die heatsink" bezeichnet.


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    Leuchtfläche

    Die ML-E ist wie fast alle anderen Mid-Power LEDs anders konstruiert, wie man es von High-Power-LEDs wie XP-G2 oder Nichia 219 kennt.


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    Statt einer befinden sich zwei seperate Leuchtflächen im Package. Diese sind beiderseits mit Bondierungsdrähten angeschlossen.
    Auffällig ist die starke Farbabweichung zwischen Leuchtflächen und umgebender Fläche. Während letztere stark gelblich schimmert, leuchten die Dies in einem tiefen Blau.
    Ein ähnliches Phänomen ist von Crees neuer LED-Generation (XP-G3, XP-L2, XHP50.2/70.2) bekannt, wenn auch bei weitem nicht so stark ausgeprägt.

    Die angegebene Farbtemperatur wird durch die Durchmischung des kompletten Lichts beider Zonen erreicht.

    2 x 0,49 mm², gesamt 0,98 mm²


    Leistung

    Wie aus meinen High-Power LED-Tests bekannt habe ich die LED bis zum möglichen Maximum belastet, bei 25 °C Tsp. Die 85 °C Tsp sind nach Cree PCT und dem Datenblatt umgerechnet worden.

    Es sind gegenwärtig keine Vergleichsdaten zu ähnlichen LEDs gleicher Klasse verfügbar. Sobald diese vorliegen, wird dieses Diagramm aktualisiert. High-Power LEDs möchte ich ungern in das Diagramm aufnehmen, da sie eine ganz andere Zielgruppe ansprechen und vor allem völlig andere Leistungsparameter besitzen.


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    Innerhalb offizieller Leistungsparameter:
    • Bei 500 mA (offizieller Maximalstrom) 191,7 lm bei 3,45 V
    • Leistung bei offiziellem Maximum 1,73 W
    • Effizienz bei 150 mA: 151,8 lm/W - bei 350 mA: 125,4 lm/W

    Überbestromung:
    • Maximum bei 1300 mA (312,4 lm bei 4,44 V)
    • Leistung bei Maximum 5,77 W
    • Sweet Spot bei 900 mA (275,2 lm bei 3,95 V)
    • Leistung im Sweet Spot 3,56 W
    • Effizienz bei Maximum 54,1 lm/W, im Sweet spot 77,4 lm/W

    Wissenswertes
    • Die Vf ist im Verlauf des Tests sehr hoch; bei maximal getestetem Strom steigt sie auf bis zu 4,72 V an!
    • Direct-drive mit Li-Ion (4,20 V) ist prinzipiell möglich.
    • Bei 4,20 V wird die LED mit 1120 mA belastet und liefert 303 lm. Ich empfehle dies nicht, da die Lebensdauer des Emitters erheblich sinken wird.

    Die ML-E kann leistungsmäßig keine High-Power LED ersetzen. Dazu reicht die Effizienz nicht aus, die maximal mögliche Überbestromung ist relativ moderat, zudem mangelt es an hervorragender Wärmeableitung und die Bondierungen sind nicht für hohe Ströme ausgelegt - gut zu erkennen, bei steigendem Strom kommt der Widerstand der Bondierungen zum Tragen, die Vorwärtsspannung steigt.


    Lichtqualität und Verhalten in Optiken

    Durch die bereits erwähnten starken Farbunterschiede um die Leuchtflächen herum ist von einem Einsatz hinter Optiken klar abzuraten. In glatten Reflektoren erzeugen die beiden Dies ein Donuthole, wie man es bereits von Emittern mit vier Leuchtflächen (XHP70) kennt. Zudem bewirken die Farbunterschiede einen extrem verfärbten Ring um den viel zu blauen Spot.


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    In texturierten Reflektoren (Orange Peel genannt) treten die Effekte weniger stark auf, aber dennoch zu deutlich sichtbar als dass man diese LED problemlos in Taschenlampen verwenden könnte.


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    Dafür kann sie problemlos hinter diffusen Flächen (mattiertes Glas, diffuse Plastikscheiben) verwendet werden. Dabei wird das Licht vollständig durchmischt und die von Cree gebinnte neutralweiße Lichtfarbe dieses Emitters wird ausgestrahlt. Mein vorliegendes Sample erzeugt ein minimal rotstichiges neutralweiß bei etwa 5000 K, welches ich subjektiv als sehr angenehm empfinde.

    Die Farbwiedergabe wird von Cree mit typ. 75 CRI angegeben. Für Wohnraumbeleuchtungen ist diese LED daher nicht geeignet, da Beleuchtung für Wohnräume in der EU einen Farbwiedergabewert von mind. 80 CRI aufweisen muss. Es sind allerdings auch HighCRI Varianten der ML-E mit über 85 oder 90 verfügbar, wenn auch nur in warmweiß.


    Preis-Leistung

    Ein großer Vorteil dieser Mid Power LEDs ist der Preis.
    Für diese sehr hoch gebinnte LED wird gegenwärtig (Stand 18.08.2017) ein Preis von 0,77 € inkl. MwSt. bei Einzelabnahme aufgerufen. Bei Abnahme von über 4200 Stk. sinkt der Preis auf 0,38 € das Stück. Das ist weit unterhalb der Preise welche für High-Power LEDs verlangt werden. Dieser liegt zum Teil fünf bis zehn Mal höher.

    Emitter mit geringerem Binning und geringerer Lichtleistung sind bereits für die Hälfte der gerade genannten Preise zu bekommen.

    Dies ist mit ein Grund, warum diese Art von Emittern sehr häufig in Wohnraumbeleuchtungen und wechselbaren Leuchtmitteln zum Einsatz kommt.

    500 mA (offizieller Maximalstrom): 249 lm/€ (Einzelabnahme), 504,5 lm/€ (Abnahme min. 4200 Stk.)
    900 mA (Sweet Spot): 357,4 lm/€ respektive 724,2 lm/€
    1300 mA (Maximum): 405,7 lm/€ respektive 822,1 lm/€


    Fazit

    Recht hohe Lichtleistung wenn die Platzierung dieser Produktklasse bedacht wird und zudem sehr preiswert im Einkauf, allerdings nicht in Optiken wie Reflektoren verwendbar und im oberen Leistungsbereich immer ineffzienter.

    Diese LEDs sind für verteiltes Licht gedacht, für Applikationen wo das Licht durchmischt wird und die Leuchtflächen von außen nicht sichtbar sind, wie wechselbare Leuchtmittel und Applikationen mit diffusen Abdeckungen, wie Schreibtischlampen. Durch den günstigen Preis können sie auch in großer Menge verbaut werden und ermöglichen kosteneffiziente Designs von Lichtquellen, wie sie sonst nicht mit High-Power LEDs möglich sind.


    Danke fürs Lesen. :)

    Lieben Gruß, Dominik

    Hinweise oder Fehlerkorrekturen gerne per kurze PN!
     
    The_Driver, FrankFlash und Maiger haben sich hierfür bedankt.
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