[LED-Test / Review] Cree XLamp XP-E2 Q4 PC Amber

Köf3

LED-Spezialist
17 Mai 2015
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LED-Test / Review

DE


Cree XLamp XP-E2 PC Amber​


XPEBPA-L1-0000-00C01



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LEDs sind mittlerweile in vielen verschiedenen Farbtemperaturen verfügbar. Es gibt sie von sehr warmem Weiß bis hin zu extremem Blau. In der Regel bestimmen Blau- und Rotanteil die „Temperatur des Lichts“. Diese wird in Kelvin angegeben, basierend auf dem Spektrum eines thermischen Strahlers, welchen wir landläufig als Glühlampe oder Sonne kennen.

Handelsübliche LEDs gibt es in Farbtemperaturen (CCT) von 2700 bis 6500 K, wobei in Taschenlampen kaltweiße und in Lampen für Wohnräume warmweiße Emitter verwendet werden. Manche LED-Modelle sind mit 2400 oder 2200 K CCT verfügbar, doch – es geht noch wärmer!

Die hier getestete LED ist vom Typ PC Amber, was „phosphor converted Amber“ bedeutet. Dies bezeichnet im Grunde die Art wie das gelb-orange Licht erzeugt wird, mit einer speziellen Phosphormischung auf dem Die, welche allerdings stark an die Phosphor-Mischungen von warmweißen LEDs angelehnt ist. (Bei klassischen Farb-LEDs wird eine gänzlich andere Beschichtung auf der Leuchtfläche verwendet.) Genutzt wird diese Art von Licht primär als umweltfreundlicher Ersatz für Niederdruck-Natriumdampflampen.



Technische Daten


Tj 25 °C, If 350 mA

Order code: XPEBPA-L1-0000-00C01

Datenblatt: Klick (offizielle Quelle, cree.com)

Typ: single die
Binning: Q4, typ. 100 lm
Farbgruppierung: Y2
Nennspannung: typ. 3,05 V max. 3,50 V
Max. Vorwärtsstrom: 1000 mA
Max. Spitzenstrom: 1000 mA
Abstrahlwinkel: typ. 110°
Wärmewiderstand: typ. 9 °C/W
Max. Temperatur Tj: max. 150 °C




Äußerliches Erscheinungsbild


Die XP-E2 PC Amber sieht einer warmweißen XP-G2 zum Verwechseln ähnlich. Das Substrat ist grau bzw. dunkelgrau gehalten und wird von einer durchsichtigen Silikonkuppel (‚Dome“) bedeckt. Darin befindet sich die orangefarbene Leuchtfläche.

Das schwarze Quadrat in der oberen rechten Ecke markiert die Kathode, ein kleines Plus auf der linken Seite - direkt neben den Bondierungsdrähten - markiert die Anode.

Durch die Maße von 3,45 x 3,45 mm wird diese LED im XP-Footprint klassifiziert, welches sich als Quasi-Standard auch bei anderen Herstellern wie Luminus oder Nichia durchgesetzt hat. Dadurch ist ein Tausch des LED-Herstellers in der Regel einfach möglich ohne das komplette PCB-Design zu ändern, ein Aspekt der in heutigen Zeiten immer mehr an Bedeutung gewinnt.


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Bei der hier getesteten LED (Kaufdatum Anfang 2017) gibt es im Vergleich zu einer XP-E2 keine Abweichungen in den Außenmaßen.



Leuchtfläche


Auch die Leuchtfläche ähnelt der klassischen XP-E2/-G2 sehr stark. Auffällig ist hier die im Vergleich zur XP-E2 lediglich die größere Schicht Phosphor, welche bei schwacher Bestromung regelrecht „glüht“, fast wie ein Stück Metall bei niedriger Temperatur. Sichtbare Punkte oder Artefakte gibt es nicht.


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Insbesondere von der Seite kommt der "Glüheffekt" zum Tragen. Die Leuchtfläche ist mit Dome 3,23 mm² groß, weswegen diese LED eher in den Bereich der XP-G2 rückt.



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Früher üblich, heute eher auffällig sind die Bondierungen an den äußeren Ecken, eine Bauart, die heutzutage immer stärker in den Hintergrund tritt, da diese durch Verdeckung der Leuchtfläche die Effizienz reduziert. Viele LEDs werden mittlerweile in Flip chip-Bauart gefertigt, bei welcher die Kontaktierung auf der Unterseite vom Substrat her stattfindet. Dennoch gibt es mit Luminus einen namhaften Hersteller, der nach wie vor hocheffiziente LEDs in dieser althergebrachten Bauart herstellt.



Leistung und Überbestrombarkeit


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Innerhalb offizieller Parameter:

  • bei 1000 mA (offizieller Maximalstrom): 228 lm @ 3,27 V
  • Leistung bei offiziellem Maximum: 3,27 W
  • Effizienz bei 1000 mA: 69,7 lm/W
  • bei 350 mA (Binning conditions, 25 °C Tj): 99 lm @ 3,01 V – umgerechnet auf 85 °C nach Datenblatt und Cree PCT: 82 lm
Die hier getestete XP-E2 PC Amber erfüllt das angegebene Binning (100 lm @ 25 °C/350 mA), da Cree eine Toleranz von +/- 7% für die Lichtstrom-Binnings angibt. Diese LED entspricht lt. Meinen Messungen also tatsächlich Bin Q4.


Überbestromung:

  • Maximum bei 3,90 A erreicht, an diesem Punkt 430 lm @ 3,90 V
  • Leistung bei Maximum 15,2 W
  • Sweet Spot bei etwa 2,2 A (367 lm @ 3,57 V)
  • Leistung im Sweet Spot 7,9 W
  • Effizienz im Maximum 28,3 lm/W
  • Effizienz im Sweet Spot 46,7 lm/W
Durch die spezielle Konstruktion ähnlich zu warmweißen LEDs ist die Effizienz nicht hoch. Bei maximal möglicher Bestromung ist diese LED sogar weniger effizient als eine Halogenlampe bei starker Überbestromung! (siehe Test IKEA 20 W G4 Leuchtmittel)



Lichtqualität und Verhalten in Optiken


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Durch die homogene Leuchtfläche und fehlenden farbigen Bereichen um den Die gibt es keinerlei Probleme bei verwendung von Sekundäroptiken. Im Bild wurde die XP-E2 PC Amber in einer kleinen SK68-basierten Zoomlampe mit Diffusor verbaut. Durch die extrem warme Lichtfarbe wirkt das Licht einer warmweißen XP-G2 mit etwa 3600 K CCT regelrecht "kalt", selbst die 2400 K CCT der mittleren CQAR.EC wirken eher "normal warm". In Echt wirkt die PC Amber wirklich extrem orangerötlich, wie bei Straßenbeleuchtung mit Natriumdampflampen.

Interessanterweise gibt es trotz der extrem warmen Leuchtfarbe minimalsten Blauanteil. Zwar wird die Farbe Blau generell fast vollständig verschluckt und erscheint fast schwarz, doch ist bei intensiven Blautönen ein schwacher blauer Schimmer auszumachen. Grün und Rot werden deutlich sichtbar wiedergegeben.

Dies entspricht ziemlich genau dem Spektrum, welches Cree in seinem Datenblatt angibt, und ähnelt dem Spektrum einer Niederdruck-Natriumdampflampe ebenfalls sehr. Dies wird durch die Verwendung von der ähnlichen Phosphortechnologie wie bei klassisch warmweißen LEDs erreicht.



Fazit


Natriumdampflampen - welche mit dieser LED ersetzt werden sollen - werden primär für die Flächenausleuchtung genutzt, in dem Sinne dürfte die Praxistauglichkeit dieser äquivalenten LED überschaubar bleiben.

Die Nutzung von Sekundäroptiken – Reflektoren wie Linsen – ist problemlos möglich, durch XP-Footprint ist sie freizügig ohne Designanpassung einsetzbar, und liefert durch den quasi identischen Wärmewiderstand in etwa die ähnliche Überbestromungsperformance wie die XP-E2 in klassischer Ausprägung.

Für Taschenlampen sehe ich eigentlich nur einen Anwendungszweck, und das ist die Nutzung als Kerzenlicht-Ersatz, in Verbindung mit einem Diffusor. Gerade bei schwachen Lichtströmen wirkt diese LED als Kerzenlicht-Ersatz allerdings überraschend effektiv, wobei dies immer subjektiv zu werten ist und keinen Rückschluss auf die Allgemeinheit zulässt.


Pro:

- extrem warme Lichtfarbe
- problemlos in Sekundäroptiken einsetzbar
- dank XP-Footprint freizügig austauschbar


Contra:

- extrem wenig Blauanteil
- bauartbedingt sehr geringe Effizienz


Danke fürs Lesen dieses Tests. :)

LG, Dominik


~~~


Ich habe allerdings noch ein paar Worte in eigener Sache.


Wie dem ein oder anderen aufgefallen ist, entsprechen diese Bilder denen der bisherigen Tests. Diese Bilder stammen ursprünglich von Ende 2017, habe Mitte 2019 versucht, einen Test zu veröffentlichen, es aber nicht geschafft. Ich habe inmitten der Messreihe (!) abgebrochen und dann seitdem Ulbrichtbox und Luxmeter nicht mehr angerührt.

Ich habe seit fast 5 Jahren keinen LED-Test mehr veröffentlicht. Es ist seitdem eine Menge passiert, Dinge die LEDs und Lichttechnik komplett in den Hintergrund geschoben haben, wie auch Mitte 2019.
Und doch haben diese LED-Tests am Ende erst dafür gesorgt, dass ich überhaupt soweit gekommen bin, beruflich wie privat. Ohne diesen Zugang zu Elektronik und Microcontroller-Programmierung hätte ich mich nicht getraut, eine Ausbildung als Elektroniker zu beginnen und vor allem durchzuhalten. Ich bin ehrlich, ich werde leicht emotional, wenn ich daran zurückdenke.

Es tut mir gut, diese Zeilen mit in den Test aufzunehmen, ich musste das einfach mal loswerden. Danke fürs Lesen dieser Sätze.
 
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Genießer

Moderator
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12 März 2019
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Vielen Dank, eine sehr interessante LED und wie immer ein super Test.
Schön, dass du aus deinem Hobby so viel rausziehen konntest und jetzt auch hier wieder aktiv bist :thumbsup:

Genutzt wird diese Art von Licht primär als umweltfreundlicher Ersatz für Niederdruck-Natriumdampflampen.
Wieso aber umweltfreundlicher Ersatz? Die Effizienz ist doch relevant schlechter und die Haltbarkeit auf ähnlichem Niveau?
 
  • Danke
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Köf3

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Die Umweltfreundlichkeit bezieht sich primär auf den Aspekt der Lichtverschmutzung im Vergleich zu weißen Lichtquellen und Verträglichkeit gegenüber nachtaktiven Insekten, wobei je nach Konstruktion (insbesondere Anzahl der LEDs und Betriebsstrom pro LED) einer Leuchte mit XP-E2 PC Amber möglicherweise auch eine minimale Energieersparnis einher gehen dürfte.
 

Ulrich

Flashaholic*
28 Januar 2016
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ich danke dir für die vielen LED Tests die du uns schon geschrieben hast. Es ist immer sehr informativ und eingängig zu lesen. Kein totales Fachgesimpel, dass keiner mehr versteht, aber voller wichtige Details für die die es genau wissen wollen.

Gruß Ulrich
 

Unheard

Flashaholic**
6 November 2017
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Raffnixhausen
Klasse Beitrag, danke dafür.

Ich sehe kaum noch Natriumdampflampen. Ist das ganze Konzept aus den Augen verloren worden, oder irre ich mich hier einfach? Diese Technik hätte sich doch verbreiten sollen.
 

Köf3

LED-Spezialist
17 Mai 2015
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Ist das ganze Konzept aus den Augen verloren worden
Hm, in meinem Umfeld sehe ich diese Lampen noch recht häufig, sowohl an Industrieanlagen als auch an Kreuzungen und selbst in kleinerer Bauform an schmalen Fußwegen. Komplett aus den Augen verloren würde ich nicht sagen, aber ob die Technologie als solches trotz der unbestreitbar hohen Effizienz noch Zukunft hat bin ich mir nicht sicher.

Im BLF gibt es zum Datenblatt der Getian GT-FC40 auch einen Thread.
Den habe ich gerade gesehen.
Es scheint also immer noch keinerlei Datasheet zu geben, also müssen die Spezifikationen dieser LED experimentell ermittelt werden.

Wenn jemand eine GT-FC40 hat, gern her damit. Zumindest bin ich mir relativ sicher dass diese LED kein Standard-Footprint nutzt, aber ich schweife von PC Amber ab :D
 
  • Danke
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Köf3

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17 Mai 2015
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Hier mal ein Vergleich der Spektren von XP-E2 PC Amber und dem wärmsten Stück LED-Technik was ich bieten kann:

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Die Vergleichs-LED (rot markiert) ist eine chemisch dedomte XP-E2 der Farbgruppe Z8, was einst 2700 K entsprach. Nun erreicht sie 2050 K CCT, ein für LEDs sehr niedriger Wert.

Wie auch schon im Cree-Datenblatt ersichtlich besitzt die XP-E2 PC Amber einen minimalen Blauanteil, welcher für eine sehr schwache Wiedergabe blauer Farben sorgt. Trotz der 2000 K CCT (welcher der PC Amber relativ ähnlich ist) gibt die dedomte XP-E2 Blau und auch Grün dennoch erheblich besser wieder. Für einen Kerzenlicht-Ersatz als Wohnraumbeleuchtung scheint mir die XP-E2 PC Amber daher weniger geeignet zu sein.
 
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  • Danke
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