Thermal sag vs. niedrigere Vf durch Erwärmung

[Simon]

Hat sich schonmal jemand mit den Vor- bzw. Nachteilen von wärmeren LEDs beschäftigt?

Grundsätzlich geben wir uns alle Mühe die LEDs kühl zu halten damit wir mehr Strom durchschicken können und somit mehr Licht vorne raus kommt. Bei den meisten Lampen macht das sicher Sinn, aber bei allen?

Ich nehme als Beispiel mal die Nichia 219.

Laut Datenblatt bringt sie bei 1A 250% und bei 1.25A 300%.

Laut diesem Thread: Nichia 219 lumen sphere testing
wären das 266lm bzw. 309lm bei einer Vf von 3.5V bzw. 3.6V (ein wenig geschätzt, aber ich denke es kommt nicht so genau drauf an).

Eine Temperaturerhöhung von 50K senkt die Vf um ca. 0.1V und klaut uns ca. 6% der Lumen.

Bei 25°C und einer Spannung von 3.5V würde die Nichia uns bei 1A also 266lm liefern.
Bei 75°C und einer Spannung von 3.5V würde die Nichia uns bei 1.25A ca. 290lm liefern.

Mehr Temperatur, mehr Strom aber auch mehr Licht. Also niedrig bestromte LEDs mit hoher Vf wie die Nichia eher warm halten oder habe ich Denkfehler eingebaut?

Sicher alles sehr halbwissenschaftlich, die Akkuspannung fällt bei höherem Strom auch schneller, aber ich frage mich einfach ob es immer sinnvoll ist so viel Wärme wie möglich von der LED weg zu bekommen oder ob ein bisschen Wärme nicht doch vorteilhaft ist.

Bei den meisten LEDs stellt sich die Frage eher nicht, XPG2 und XML haben eine recht niedrige Vf. Bei der XM-L2 könnte das wieder anders aussehen..

 

[Xandre]

Die XM-L2 hat unter Last laut Andi noch eine höhere Vf wie die "Alte"
darum gehen die Lineartreiber bei 5A in die Knie
und liefern nur 3,5A..

Somit erklärt sich für mich der höhere Lumenoutput:
Nicht nur effizienter gemacht,sondern auch geholt durch mehr "Strom"

Gruß Xandre

 

[light-wolff]

Eine Temperaturerhöhung von 50K senkt die Vf um ca. 0.1V und klaut uns ca. 6% der Lumen.

Die Vf sinkt also um 3%, was bei gleichem Strom 3% weniger elektrische Leistung bedeutet. Dafür bekommt man aber 6% weniger Licht. Also schlechterer Wirkungsgrad.

Bei 25°C und einer Spannung von 3.5V würde die Nichia uns bei 1A also 266lm liefern.
Bei 75°C und einer Spannung von 3.5V würde die Nichia uns bei 1.25A ca. 290lm liefern.

Der Wirkungsgrad (Lumen / Watt) nimmt bei steigender Temperatur immer ab.
Sieht man auch an Deinem Beispiel:
1,25-fache Leistung, aber nur 1,09-facher Lichtstrom.

Rechne mal die Leistung aus, die man bei 25°C für 290lm bräuchte. Es wird weniger sein, als für 290lm bei 75°C. Also ist kühler besser.

 

[balloonix]

Die Lumen sind normalerweise abhängig vom Strom. Es kann nun sein, das die Vf bei höherer Temperatur sinkt und dann die LED mehr Strom zieht und dann mehr lumen macht. Das würde sie bei niedrigerer Temoeratur mit etwas höherer Spannung auch tun. Und mit höherer Lichtausbeute.

Es gibt noch einen anderen Effekt. Bei höherer Temoeratur verschiebt sich die Lichtfarbe. Und bei gleicher Strahlungsleistung könnte eine LED dann in einen Bereich kommen, wo die gleiche Strahlungsleistung zu mehr lumen führt, weil bei den lumen auch die Empfindlichkeit des Auges einbezogen wird. Aber den Effekt hallte ich für eher theoretischer Art.

 

[Simon]

Dass das ganze nicht Effizient ist, ist mir klar. Aber darum geht es hier ja selten..

Grundsätzlich könnte man bei höherer Temperatur mit mehr Strom aber mehr Licht erzielen, zumindest bei der Nichia.. natürlich nur wenn die Stromquelle die Spannung halten kann, was eher unwahrscheinlich ist..

 

[Trabireiter]

bei niedriger Temperatur kannste mehr Strom durchschieben und bekommst damit mehr Licht.

mehr Strom ist immer auch mit mehr Wärme verbunden.