LED-Test / Review
DE
DE
Cree XLamp XM-L3 U4 color kit E2
XMLDWT-00-0000-0000U40E2
Die XM-L2 ist bereits seit fast 10 Jahren auf dem Markt. Mitte 2014 wurde sie erstmals zum Verkauf angeboten und zog daraufhin sehr schnell in viele Taschenlampen ein. Sie bot eine für die damalige Zeit beeindruckende Effizienz, insbesondere im Vergleich zum Vorgängermodell XM-L und wies dank eines neuen LED-Chips bessere elektrische und optische Eigenschaften auf.
Ende 2019 wurde schließlich der Nachfolger der XM-L2 angekündigt. Bereits mehrere Jahre zuvor bot Cree mit der XP-G3 und XP-L2 eine neue Plattform mit deutlich überarbeiteten LED-Chips an, behielt die XM-L2 allerdings weiterhin unverändert im Programm, zumal sie nach wie vor häufiger in Taschenlampen und Downlights verbaut wurde.
2020 schließlich wurde die XM-L3 dem Markt vorgestellt. Die LED wies veränderte Eigenschaften auf; eine niedrigere Vorwärtsspannung und vom Start an hohe Leistungsbinnings sollten eine hohe Effizienz bieten, zudem wurde der maximale Vorwärtsstrom deutlich erhöht, woraus sich in erster Linie die proklamierten „55 % höherer Lichtstrom“ im Vergleich zur Vorgängergeneration ergeben sollten.
Hier ist nun der Test dieser LED. Wie gewohnt wird die Performance geprüft und ermittelt, inwieweit sich diese LED in Taschenlampen sinnvoll einsetzen lässt.
Technische Daten
Tj 85 °C / 700 mA
Typ: single die, domed
Binning: U4 (typ. 340 lm)
Farbgruppierung: color kit E2 (≈ 5700 K)
Nennspannung: typ. 2,75 V
Max. Vorwärtsstrom: 5000 mA
Max. Spitzenstrom: ---
Abstrahlwinkel: typ. 125°
Wärmewiderstand: typ. 2,2 °C/W
Max. Temperatur Tj: 150 °C
Offizielles Datenblatt hier (Cree, PDF)
Äußerliches Erscheinungsbild
Die XM-L3 unterscheidet sich erheblich von seinem Vorgänger, der XM-L2. (Hier gilt es zu beachten, dass es seit 2021 ein neues Design der XM-L2 gibt, in welchem die LED vollständig überarbeitet wurde.)
Der größte Unterschied ist die gelbe Färbung des Substrats um der Leuchtfläche herun. Während bei der alten XM-L2 sich das Phosphor lediglich auf der Leuchtfläche selber befindet, ist es auf der XM-L3 auch auf dem Substrat um den LED-Chip herum verteilt. An einer Ecke ist das Logo von Cree aufgebracht worden, welches hier gleichzeitig auch der Kathodenmarkierung dient. Auf den ersten Blick könnte man meinen, es hier mit einer klassischen chinesischen Counterfeit-LED zu tun zu haben...
Im Gegensatz zu XP-G3 / -L2 ist der LED-Chip weiterhin mit Bonding-Drähten angeschlossen. Dies weist auf eine klassisch laterale Bauart des Chips hin. Weiterhin fällt auf, dass die Bonding-Drähte bei der XM-L3 dicker ausgeführt sind, was eine höhere Strombelastbarkeit garantieren sollte (dies ist bei gesteigertem Maximalstrom auch zwingend notwendig, da die XM-L2 bereits bei 5 A zerstört wurde).
Aufgrund der symmetrischen Bauform sind gedrehte Zentrierhilfen problemlos einsetzbar. Generell ist Zubehör für XM-LEDs (5050 genannt) voll kompatibel.
Das Footprint entspricht ebenfalls dem XM-Format. Das Thermal Pad ist elektrisch isoliert, sodass problemlos DTP-Boards dieses Formats verwendet werden können.
Leuchtfläche
Wie erwähnt ist der LED-Chip mittels Bonding-Drähten angeschlossen. Dem Vorteil der besseren optischen Kontrolle steht die Abschattung eines kleinen Bereiches durch die Bondingdrähte gegenüber, was die Effizienz etwas beeinträchtigt.
Interessant ist hier, dass ein neuer LED-Chip zum Einsatz kommt. Es lassen sich kleine Pünktchen auf der Leuchtfläche erahnen, welche dichter angeordnet sind als bei der XM-L2 (ist in Echt besser als auf dem Foto zu erkennen). Zudem ist die Leuchtfläche etwas kleiner, was einen Einfluss auf die Leuchtdichte haben dürfte.
Es wird seitlich etwas Licht abgestrahlt. Ein schwaches Leuchten ist rund um den LED-Chip erkennbar, wie bei den LEDs der neuen Plattform.
Die Leuchtfläche ist 7,75 mm² groß. Möglicherweise wird bei der XM-L3 ein anderes Silikon (oder dasselbe wie bei der neuen XM-L2) mit einem veränderten Brechungsindex wie bei der alten XM-L2 eingesetzt, wodurch die Leuchtfläche kleiner erscheint.
Generell habe ich die Vermutung, dass das Design dieser LED den veränderten Fertigungsprozessen (und Maschinen, die sonst für die neue Generation LEDs genutzt werden) geschuldet ist und sehr stark dem der anderen (neuen) LEDs entspricht - nur dass sich bei der neuen XM-L2 eine weiße Schicht auf dem gelben Phosphor und um der Leuchtfläche befindet.
Leistung und Überbestrombarkeit
Innerhalb offizieller Parameter:
- bei 5000 mA (offizieller Maximalstrom): 1952 lm @ 3,40 V
- Leistung bei offiziellem Maximum: 17,00 W
- Effizienz bei 5000 mA: 114,8 lm/W
Die Vf ist sehr niedrig, insbesondere für eine klassisch über Bonding-Drähte angeschlossene LED. Es ist erkennbar, dass es beim angegebenen Maximalstrom Reserven für Überbestromung gibt.
Generell lässt sich der XM-L3 eine sehr hohe Effizienz insbesondere im unteren Leistungsbereich bescheinigen.
Überbestromung:
- Maximum bei 9,4 A erreicht, an diesem Punkt 2798 lm @ 3,93 V
- Leistung bei Maximum 36,94 W
- Sweet Spot bei etwa 6,6 A (2349 lm @ 3,58 V)
- Leistung im Sweet Spot 23,63 W
- Effizienz im Maximum 75,7 lm/W
- Effizienz im Sweet Spot 99,4 lm/W
Hinweis: Die Überbestromung wurde bei 9,4 A gestoppt, um die Bonding-Drähte nicht zu zerstören. Durch den ab Anstieg der Vf ist erkennbar, dass die Bonding-Drähte sich bereits stark aufheizen und ein Ausfall bei extrem hohen Strömen daher jederzeit auftreten kann!
Der Leistungszuwachs ist vorhanden. Die Vf bleibt unter 4 V. Bei Verwendung von FET-basierten (linearen, bzw. von der Akkuspannung abhängigen) Treibern ist hier ein hoher Lichtstrom zu erwarten, wobei dies immer von der Spannungslage der verwendeten Zelle abhängig ist.
Die hier zum Vergleich gezeigten LEDs sind sich in ihren elektrischen Eigenschaften sehr ähnlich. Die Lichtstromkurve ist bei XM-L2 (alt) und Luminus SST-40 quasi identisch, wobei die XM-L3 hier von ihrer besseren Bondierung unmittelbar profitiert. Die in Flip chip-Bauart hergestellte XM-L2 (neue Version) profitiert sowohl von ihrer besseren Wärmeableitung als auch vom Anschluss des Chips ohne Bonding-Drähte.
Auffällig ist die extrem hohe Vf der alten XM-L2. In der Hinsicht sind sowohl XM-L2 (neu) als auch die XM-L3 in klassischer Bauweise ein gewaltiger Fortschritt, gleichwohl weist das hier getestete Sample der SST-40 eine noch geringere Vf auf.
Leuchtdichten
Die Leuchtdichte ist – für eine LED mit Dome und relativ großem Chip – relativ hoch. Die neue Version der XM-L2 erreicht durch ihre optischen Eigenschaften eine deutlich geringere Leuchtdichte, wobei daraufhin bei Dedoming der Leuchtdichten-Gewinn enorm ist.
Die Leuchtdichte der SST-40 ist etwas geringer, wobei dies primär an der geringeren Gesamteffizienz liegt und dieser Effekt bei gleichem Lichtstrom wie der XM-L3 dann keine große Rolle mehr spielt.
Lichtfarbe und Farbqualität
Besonderheiten oder Auffälligkeiten bietet die hier getestete LED nicht. Mit einem duv von 0,0040 liegt der Farbort leicht über der BBL, wobei sich der Grünanteil klar in Grenzen hält und das Licht auch in Taschenlampen brauchbar ist - solange niedriger CRI und damit geringe Farbwiedergabe kein Problem sind.
Mit einem Ra von 70 und einem R9 von -33 ist diese LED ein typischer kaltweißer Vertreter im Bereich von typ. 70 CRI.
Es ist zu beachten, dass diese LED nur mit einem CCT von 5000 bis 6500 K und einem CRI von typ. 70 verfügbar ist! Warmweiße Lichtfarben oder höhere Farbwiedergabe werden für diese LED nicht angeboten!
Verhalten in Optiken
Trotz der gelben Beschichtung um die Leuchtfläche ist das Lichtbild bei Verwendung von Reflektoren überraschend gut.
Zwar ist eine leichte gelbliche Verfärbung um den Spot erkennbar, doch ist diese deutlich geringer ausgeprägt als dies bei XP-G3 oder –L2 der Fall war. Auch bei Verwendung von smoothen (SMO) Reflektoren ist das Lichtbild durchaus brauchbar. Im Spot ist ein minimal kälterer CCT vorhanden, der aber dank des ebenfalls kälteren Spills nicht störend erscheint. Im Falle von texturierten Reflektoren (OP) ist der leicht gelbliche Bereich noch weniger sichtbar.
Bei Nutzung von Zoom-Linsen ist das Lichtbild weniger schön, da das gelbliche Schimmern um die Leuchtfläche deutlicher sichtbar ist. Für solche Anwendungen ist allerdings ohnehin eine LED mit scharf abgegrenzter Leuchtfläche, ohne Dome (domeless) und i.d.R. deutlich höherer Leuchtdichte empfehlenswerter, wie die XP-P, Black Flat oder ggf. auch die „Yinding 5050“ (letztere allerdings mit extremer Grünstich-Gefahr).
Fazit
Die XM-L3 ist insofern eine Überraschung, weil sie trotz dem vollständigen Redesign der alten XM-L2 eine durchaus interessante LED ist – es gab von der alten Version der XM-L2 ausgehend eine deutliche Weiterentwicklung. Die Vf ist sehr gering, die Leistung sehr hoch und das Lichtbild auch bei Verwendung von Sekundäroptiken brauchbar. Zudem bietet sie dank Binning U4 eine hohe Effizienz.
Weniger gefällt mir die gelbe Beschichtung um den LED-Chip, welche für leichte Farbabweichungen in Optiken sorgen kann, und das Fehlen jeglicher CCTs und CRIs unter 5000 K bzw. über 70 CRI, was allerdings durch das Vorhandensein einer sehr ähnlichen LED (XM-L2 neue Version) bedingt sein dürfte.
Pro
- XM-Footprint
- sehr hohe Effizienz (U4 Bin)
- sehr geringe Vf trotz Bonding-Drähten
- relativ hohe Leuchtdichte trotz Dome
Neutral
- Lichtbild in Sekundäroptiken ausbaufähig, aber dennoch brauchbar
- Zerstörung des Emitters bei extrem hohem Strom wahrscheinlich
Contra
- keine warm- und neutralweißen CCTs sowie hohe Farbwiedergabe-Indizes verfügbar
- Schlechte Farbwiedergabe
Danke für das Lesen des Tests! 
Viele Grüße, Dominik
Viele Grüße, Dominik
Zuletzt bearbeitet:
