Spotlight LED

Das untenstehende Bild zeigt die Aufbautechnik der DieMount Spotlight LED. Der LED Chip befindet sich im Brennpunkt eines metallischen Mikroreflektors, der durch einen in den Metallreflektor eingesteckten Kunststoffreflektor in seiner parabelförmigen, geometrischen Form verlängert wird. Die optische Strahlformung erfolgt durch die Kombination beider Reflektoren: der Metallreflektor erfaßt die unter großen Winkeln zur optischen Achse abgestrahlten Lichtstrahlen und garantiert den hohen, optischen Wirkungsgrad des Moduls, während der Kunststoffreflektor durch Totalreflektion auch die unter kleinen Winkeln zur optischen Achse abgestrahlten Lichtstrahlen umlenkt und dadurch für den sehr engen Strahlöffnungswinkel des Moduls sorgt.

Wichtig für viele Applikationen ist die Eigenschaft der Spotlight LED, nur „kaltes Licht“ ohne Infrarotanteile abzugeben. Dies ermöglicht ihren Einsatz in Verbindung mit temperaturempfindlichen Materialien, an temperaturempfindlichen, elektronischen Sensoren und Lebensmitteln wie z.B. Schokoladepralinen.

 

Prinzip Spotlight

Die Spotlight LED der DieMount werden mit der Aufbautechnik der mikrostrukturierten Submounts hergestellt. Sie emittieren das gesamte Licht des LED-Chips mit hohem Wirkungsgrad in einen kleinen Raumwinkelbereich von typisch ±3-4°. Die bei anderen LED-Packages auftretenden Lichtverluste werden weitgehend vermieden. Die optische Strahlformung erfolgt durch die Kombination eines um den LED-Chip herum angebrachten metallischen Reflektors und eines in den Metallreflektor eingesteckten Kunststoffreflektors, der das Licht über Totalreflexion reflektiert.
Mit dieser Konstruktion werden Objekte effektiv beleuchtet. Die zu beleuchtenden Objekte können sowohl senkrecht zur Achse (punktartige Leuchten) wie auch in der Achse (sog. „Wall Washer“) des Spotlight-Strahlers angebracht werden.
Die LED-Ströme des Spotlight-Moduls können wegen der hohen optischen Effizienz gering ausgelegt werden, wodurch die LED-Lebensdauer steigt und der Stromverbrauch gesenkt wird.

 

Bei der Entwicklung der Spotlight LED wurden zunächst ca. 12mil große, Standard-LED Chips eingesetzt. Die Tabelle unten zeigt links die zugehörigen, Standard Spotlight LED. Diese Bauform ist heute nur noch als OEM-Produkt erhältlich. Sie wurde weitgehend durch die PowerLED Spotlight mit etwa 10-fach höherer Strahlungsleistung ersetzt.Die neu entwickelte PowerLED Spotlight enthält im Gegensatz zur Standard Spotlight LED sog. PowerLED Chips mit 1mm Kantenlänge. Sie benötigt zur Wärmeabfuhr von ca. 1W Verlustleistung einen Kühlkörper. Der Kühlkörper besteht aus Aluminium, ist thermisch fest mit dem gleichfalls metallischen Submount verbunden und umschließt den Kunststoffreflektor. Da der wärmeerzeugende LED Chip thermisch und elektrisch sehr gut leitend auf dem Submount gebondet ist, stellt das Gesamtsystem aus LED Chip, Submount und Kühlkörper eine opto-elektrische Einheit dar, die thermisch nicht weiter gekühlt werden muß. Aluminiumkernleiterplatten sind damit nicht erforderlich.

Das LED-Modul kann daher rein elektrisch gesteckt werden, ohne Rücksicht auf die ansonsten notwendige thermische Wärmeabfuhr über den Steckkontakt nehmen zu müssen. Das für alle PowerLED Produkte der DieMount ausgewählte Stecksystem ist der Leiterplattenstecker im SFP Format. Die SFP Steckbuchsen werden in großen Volumina in der Tele- und Datenkommunikation eingesetzt und sind daher sehr preiswert. Sie verfügen über insgesamt 20 einzelne Kontakte, die dazu genutzt werden können, eine Unterscheidung von LED Modulen unterschiedlicher Farbe und sogar einen Temperatursensor oder eine Monitordiode zur Regelung der Helligkeit vorzusehen.

Details des verwendeten Stecksystems mit SFP Buchsen sind im Datenblatt „PowerLED SFP connector“ zu finden.

 

Spotlight - Module

Standard Spotlight LED

Die Standard Spotlight LED wird für die gezielte Beleuchtung kleiner Objekte mit hohem Wirkungsgrad eingesetzt. Da die thermische  Verlustleistung nicht größer als 150mW ist, wird ein separater Kühlkörper nicht benötigt. Die Standard Spotlight LED ist nur noch als OEM Produkt erhältlich.

Technische Daten der Standard Spotlight LED: Datenblatt


 

PowerLED Spotlight

PowerLED Spotlight

Die PowerLED Spotlight enthält LED Chips mit einem maximal zulässigen Strom von 350mA. Je nach Vorwärtsspannung liegt die Verlustleistung damit zwischen 0,8W und 1,2W. Der Leiterplattenstecker im SFP Format führt die LED-Kathode von roten, grünen, blauen und weißen LED auf unterschiedliche Steckerkontakte. Außerdem sind Kontakte für einen Sensor wie z.B. einen Temperatursensor oder eine Monitordiode vorgesehen.
Technische Daten der PowerLED Spotlight:
Datenblatt PowerLED Spotlight

 

 


Anwendung: Lampen mit PowerLED Spotlight Modulen

Die PowerLED Spotlight Module eignen sich aufgrund ihres hohen Wirkungsgrades und ihrer sehr engen Abstrahlcharakteristik von ±4° hervorragend für den Aufbau von Arbeitsplatzleuchten für alle fein- und feinstmechanischen Arbeitsplätze. Auch zur Beleuchtung von Objekten unter dem Mikroskop sind sie ideal geeignet.

Dank des engen Abstrahlwinkels ist es im Wohnraumbereich möglich, von einer Raumseite ein zu beleuchtendes Objekt auf der anderen Raumseite zu beleuchten. Damit eröffnen sich dem Lichtdesign neue Möglichkeiten.

Eine interessante neuartige Anwendung sind sog. „Wall Washer“. Mit diesem Lampentyp kann eine Wand oder eine Decke durch Bestrahlung parallel zur optischen Achse so beleuchtet werden, daß die gesamte Fläche mit minimalem Energieverbrauch von 4W bis 6W hell leuchtet. Weiße und strukturerte Wand- und Deckenflächen sind für diese Art der Raumbeleuchtung besser geeignet als dunkle Flächen.