PDF-Ausgabe herunterladen (34.2 MB) - elektronik industrie

OptoelektronikAdvantage LED-System-Level-DesignEine Erfolgsgeschichte im Bereich Solid State LightingDieser Beitrag schärft in der Design-Community das Bewusstsein für System-Level-Designs in Solid StateLighting-Applikationen. Spezifikationen, Kosten und Performance gehen allesamt als Variablen in ein erfolgreichesDesign ein und müssen systemorientiert berücksichtigt werden. Autor: Matt ReynoldsDamit sich Solid State Lighting (SSL) auf dem Massenmarktdurchsetzt, müssen die angebotenen Lösungen inder Gesamtsicht kostengünstiger sein als bisherige Lösungenauf Basis konventioneller Leuchtmittel. In derStückliste einer SSL-Lösung sind die LEDs die teuersten Bauteile.Man produzierte LEDs in kleinen Wafer-Fertigungsstätten, dienoch nicht optimiert waren, und auch die verkauften Stückzahlenwaren noch nicht so hoch, dass die LEDs hierdurch wirtschaftlichim Vorteil sein konnten. Die Hersteller von LED-Leuchten kamenzu der Erkenntnis, dass die einfachste Möglichkeit zur Senkungder Systemkosten darin bestand, die Zahl der LEDs im System zuverringern. Für die LED-Hersteller resultierte hieraus ein vermehrterDruck, LEDs mit immer höherer Lichtausbeute zu produzierensowie insgesamt leistungsstärkere LEDs mit einem höherenLichtstrom hervorzubringen.Da die Industrie im Bereich der Leistungselektronik und derLeistungs-ICs bereits weitgehend ausgereift war und sich optimierterProzesse bediente, ließen sich hier nur minimale Kosteneinsparungenerzielen.Auswirkungen der Energy-Star-Complianceauf die SystementwicklungDie US-Regierung hatte die Energy-Star-Richtlinie seinerzeit erlassen,um die Verbraucher zu schützen und sicherzustellen, dassqualitativ hochwertige Beleuchtungsprodukte auf den Markt kommen.Eine gängige Energy-Star-Vorschrift sieht vor, dass die Endprodukteeine bestimmte Mindest-Lichtausbeute (gemessen inLumen pro Watt) bieten müssen. Bei den SSL-Tauschleuchtmittelnwaren Werte zwischen 40 und 50 lm/W gefordert. Entsprechendzertifizierte Energy-Star-Laboratorien prüften die zur Beurteilungeingereichten Produkte mithilfe einer Reihe standardisierter Prozeduren,die die finale Applikation des Produkts nachbildeten. Ausden Messwerten des Lichtstroms und der Leistungsaufnahme ließsich dann einfach errechnen, ob die Lichtausbeute die Energy-Star-Kriterien erfüllte.Damit waren mittlerweile alle Voraussetzungen für eine massenweiseEinführung erfüllt. Die LED-Hersteller verzeichneten erstaunlicheFortschritte, was die Lichtausbeute ihrer Produkte betraf.Den Optikherstellern war es gelungen, die Beeinträchtigungdes Lichtstroms zu minimieren und die Qualität ihrer Optiken zuverbessern. Die Leistungselektronik und IC-Hersteller schließlichentwickelten Systeme, die für LED-Treiber optimiert waren. Eigentlichwar also alles in Ordnung, oder etwa nicht?48 elektronik industrie 04/2012