LED-Test / Review
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Lumileds HL2X (1800 80 CRI/ 5700 K 90 CRI)
19.08.2023
Die Lumileds HL2X wurde Mitte 2020 auf den Markt gebracht. Mit einem Standard-Footprint von 3,45 x 3,45 mm und einem besonderen Fokus auf ein gutes Lichtbild in Sekundäroptiken sowie Lichtqualität schickt sie sich an, etablierten Emittern Konkurrenz zu machen. Doch wie schlägt sie sich wirklich, und bei welchen Faktoren muss man Abstriche machen?
In diesem Test werden eine 5700 K 90 CRI sowie eine erst Anfang diesen Jahres erschienene Variante mit 1800 K und typ. 80 CRI getestet. Gerade letztere LED könnte neben der Nutzung als Kerzenlicht-Ersatz insbesondere für Dualchannel-Tintramping-Lampen ideal sein, wenn es um eine möglichst große Spanne der einstellbaren CCT geht.
Diese Emitter wurden Anfang 2023 (5700 K) und Juli 2023 (1800 K) bei Mouser regulär erworben.
Technische Daten
Tj 85 °C, If 700 mA
Typ: single-die
Binning: J (180-190 lm, 1800 K) / Q (240-250 lm, 5700 K)
Farbgruppierung: 5-step-MacAdam ellipse (1800 / 5700 K)
CRI: 80 (1800 K) / 90 (5700 K)
Nennspannung: 2,83 V (min. 2,65 / max. 3,00 V) V
Max. Vorwärtsstrom: 2000 mA
Max. Spitzenstrom: 2500 mA
Abstrahlwinkel: 120 °
Wärmewiderstand: 2,4 K/W
Max. Temperatur Tj: max. 135 °C
Offizielles Datenblatt: Lumileds HL2X (PDF, 3,4 MB)
Äußerliches Erscheinungsbild
Auf den ersten Blick könnte die HL2X mit einer Nichia 219C verwechselt werden. Die Leuchtfläche ist von weißem Silikon umgeben, welches wiederum auf einem grauen Substrat aufgebracht wurde. An den Kanten ist golden schimmerndes Material erkennbar.
Interessant ist der Größenunterschied der Leuchtfläche zwischen den beiden getesteten CCT-Typen. Eine größere Leuchtfläche bewirkt eine geringere Leuchtdichte und damit geringere Reichweiten bei Verwendung von Optiken, solange die größere Leuchtfläche nicht durch entsprechend höherem Lichtstrom ausgeglichen wird.
Aufgrund des transparenten Silikon-Domes erscheinen die Leuchtflächen größer als sie es in Wirklichkeit sind.
Handling dieser LEDs ist kein Problem, die mechanische Stabilität ist sehr gut und sollte auch eine etwas rauhere Behandlung aushalten.
Im Gegensatz zur früheren Luxeon V aus dem Jahr 2017, welche noch auf ein spezielles Format (4 x 4 mm, 4040) setzte und das Reflowen auf XP-Boards sehr schwierig gestaltet hat, hat sich Lumileds bei der HL2X für das klassische XP-Format (3535 genannt, Maße 3,45 x 3,45 mm) entschieden. Dies ermöglicht freizügiges Tauschen bestehender Emitter und bietet gleichzeitig den Vorteil maximaler Kompatibilität des für XP-Footprint erhältlichen Zubehörs.
Das Footprint bietet keine Überraschungen. Die Kerbe im Thermal Pad kennzeichnet die Seite der Kathode. Um geringere Übergangswiderstände zu ermöglichen und Korrosion zu vermeiden, sind die Kontakte mit Gold bedampft worden.
Leuchtfläche
Die Leuchtfläche erinnert an ältere Nichia Emitter. Es ist eine feine Granulierung erkennbar, die aber keine Auswirkungen auf das Lichtbild haben sollte.
Die Leuchtfläche ist 6,1 (1800 K) bzw. 4,90 mm² (5700 K) mm² groß. Auffällig ist der enorme Größenunterschied beider Leuchtflächen, er beträgt hier mehr als 20 %.
Lumileds bezeichnet die Technologie der LED-Chips wie schon damals bei der Luxeon V als 'CSP' (Chip Scale Package), was allerdings rein von der Definition her nicht passt. Die JEDEC hat dies nämlich in der Norm J-STD-012 definiert. In dieser heißt es dass das Package eine Fläche haben muss, die nicht größer als das 1,2-fache des LED-Chips (des Die) ist.
Vermutlich bezieht sich diese Bezeichnung daher auf die Optimierung der Wärmeableitung oder der Montage des LED-Chips auf dem Substrat, was hier der bekannten Flip-chip-Bauart entspricht.
Leistung und Überbestrombarkeit
Innerhalb offizieller Parameter, soweit diese bekannt sind:
- bei 2000 mA (offizieller Maximalstrom): 503 (1800 K) / 672 (5700 K) lm @ 3,20 / 3,20 V
- Leistung bei offiziellem Maximum: 6,4 / 6,4 W W
- Effizienz bei 2000 mA: 78,5 / 104,9 lm/W
Auffällig ist die deutlich geringere Performance der 1800 K HL2X. Dies ist vor allem auf die geringere Grundeffizienz zurückzuführen. Die Vf ist bei beiden Typen mehr oder weniger identisch, wobei die der HL2X einige mV höher liegt.
Überbestromung:
- Maximum bei 4,8 (1800 K) / 5,6 (5700 K) A erreicht, an diesem Punkt 804 / 1244 lm @ 3,64 / 3,69 V
- Leistung bei Maximum 17,5 / 20,7 W
- Sweet Spot bei etwa 3,0 / 3,6 A (666 / 1031 lm @ 3,38 / 3,45 V)
- Leistung im Sweet Spot 10,1 / 12,4 W
- Effizienz im Maximum 46,0 / 60,1 lm/W
- Effizienz im Sweet Spot 65,7 / 83,1 lm/W
Interessanterweise unterscheiden sich die maximal möglichen Betriebsströme beider LEDs etwas. Möglicherweise liegt dies an leicht verändertem Wärmewiderstand oder der dickeren Phosphorschicht, welche etwas Licht reflektiert und auf den LED-Chip zurückwirft.
Um es kurz zu machen: der Wärmewiderstand der HL2X ist schlicht zu hoch. Sowohl die Nichia 519A als auch die bereits ältere XP-G3 ziehen deutlich davon. Die hier getestete 519A erreicht den maximalen Lichtstrom der HL2X bereits bei 5,2 A, und kann diesen sogar um etwa 20 % übertreffen - und das bei einem Emitter mit höherem R9 und wärmerer CCT. Die XP-G3 im Diagramm ist wegen der schlechten Farbwiedergabe von lediglich typ. 70 CRI außer Konkurrenz, wobei sie eindrucksvoll zeigt, dass sie zumindest in den elektrischen Eigenschaften auch heute noch ein guter Emitter ist.
Für die 1800K-Variante sieht es in Punkto Wärmewiderstand noch schlechter aus, von der extrem verringerten Effizienz abgesehen. Der geringere Maximalstrom zeigt, dass hier Unterschiede in Wärmewiderstand oder Design der LED bestehen. Fairerweise muss angemerkt werden, dass die 1800 K HL2X eine der ganz wenigen LEDs ist, die bei diesem extrem warmen CCT überhaupt einen Lichtstrom von 800 lm erreichen kann.
Leuchtdichten
Werte bei 25 °C Tsp, 85 °C Tsp Werte 13 % niedriger
Die Leuchtdichte der 5700K 90 CRI HL2X entspricht dem normalen Mittelfeld für eine XP-LED mit Dome. Die 519A besitzt eine größere Leuchtfläche und weist dementsprechend eine geringere Leuchtdichte auf. Die 1800 K HL2X besitzt eine noch geringere Leuchtdichte, was aber durch die größere Leuchtfläche und vor allem dem erheblich geringeren Maximallichtstrom bedingt ist.
Lichtqualität und Verhalten in Optiken
Die HL2X unterscheidet sich je nach CCT im Lichtbild. Während die kaltweiße HL2X je nach Reflektor eine schwach sichtbare Farbverschiebung bei seiticher Abstrahlung aufweist, besitzt die 1800 K-Variante dieses Problem nicht. Das Lichtbild ist bei der 1800 K-Variante nahezu perfekt und entspricht dem der Nichia 519A. Dies ermöglicht die problemlose Nutzung in Taschenlampen und Sekundäroptiken.
Die kaltweiße Variante besitzt eine schwach erkennbare grün-gelbe Corona um den Spot, was je nach Optik mehr oder weniger deutlich auffällt. Nervig ist dies aber zu keiner Zeit. Zumindest in den Quad-TIR-Optiken der Convoy S21F (im Bild zu sehen) tritt dieses Problem allerdings nicht mehr auf, vermutlich wegen der Texturierung der Linse, was eine optimale Durchmischung des Lichts aus verschiedenen Austrittswinkeln ermöglicht.
Lichtfarbe
Die kaltweiße HL2X weist einen leichten Grünstich auf, wobei dieser zu keiner Zeit wirklich störend ist. Draußen fällt dieser nur im direkten Vergleich mit einer gleichwertigen Lichtquelle mit negativem duv wirklich auf, was sich auch auf den Bildern erkennen lässt.
Gleichwohl fällt die Farbsättigung niedriger aus als bei der 5700 K 519A, insbesondere im direkten Vergleich beider LEDs ist der Unterschied sehr deutlich sichtbar.
Aufällig ist hier die Abweichung des CRI/Ra von den vom Hersteller angegebenen Werten. Ein CRI von 85 bei einer LED mit typ. 90 ist zu niedrig und außerhalb der von Lumileds zugesicherten Toleranzen, zudem ist der R9 ebenfalls niedriger als bei einer LED mit hoher Farbwiedergabe zu erwarten wäre. Vermutlich ist diese Abweichung durch den hohen Grünanteil im Spektrum bedingt.
Die 1800K-Variante liefert dagegen einen deutlich besseren Farbwiedergabeindex als angegeben. Generell wirkt dieses Licht subjektiv perfekt, der duv nahe 0 und die extreme Ähnlichkeit zu einem klassischen thermischen Strahler (im Diagramm blau) unterstreicht das. Das besondere bei dieser LED ist, dass sie trotz des extrem warmen CCT dennoch Blau- und Grünanteil aufweist. Dies steigert nicht nur den CRI, sondern lässt auch die Farbwahrnehmung deutlich natürlicher erscheinen, bzw. ermöglicht ein Licht, wie man es sonst nur von thermischen Strahlern kennt.
1800 K / 5700 K:
- Ra: 85 / 87
- R9: 27 / 32
- CCT: 1925 / 5784 K
- duv: 0,0013 / 0,0118
Fazit
DIe HL2X sind im Kern absolut brauchbare LEDs, welche sich dank XP-Footprint freizügig einsetzen lassen.
Der Star ist hier aber ganz klar die 1800 K-Variante. Diese bietet mit ihrem guten Lichtbild, dem Spektrum mit genug Blauanteil für einen höheren CRI und der relativ (für den CCT gesehen) hohen Performance hier ein echtes Alleinstellungsmerkmal. Für Anwendungen wo diese extrem warme Lichtfarbe essentiell ist, ist dieser Emitter absolut empfehlenswert.
Die kaltweiße HL2X kann je nach Reflektor ein Problem mit Farbsäumen um den Spot aufweisen, wobei dieses Problem bei Optiken mit Texturierung nicht mehr auftritt. Nachteil ist hier insbesondere die Farbverortung, die sich im grünlichen Bereich befinden kann, was aber nicht so extrem wie bei anderen bisher getesteten LEDs ist und zumindest ohne direkten Vergleich kaum störend ist.
Für mich ist die HL2X durchaus eine LED, welche sich gut in Taschenlampen einsetzen lässt. Ich erwarte daher, dass sich dieser Emitter (je nach Preisentwicklung im Großhandel) zukünftig in der einen oder anderen Serienlampe wiederfinden dürfte.
Pro
- 1800 K-Variante mit gutem Spektrum, welches Blauanteil aufweist
- 1800 K-Variante mit gutem Lichtbild
- Tint bei 1800 K-Variante perfekt (genau auf BBL)
- hohe Performance für LED mit extrem niedrigem CCT
- XP-Footprint für maximale Kompatibilität
Neutral
- 5700 K Variante mit leichtem Grünstich
- je nach Optik leichte Farbsäume möglich
Contra
- keine eng gefassten Farbbinnings erhältlich (vor allem für neutral- und kaltweiße Varianten relevant)
- CRI von 90 nicht erreicht (5700 K-Variante)
Danke fürs Lesen dieses Tests.
LG, Dominik
v1.0.1
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