Announcement: there is an English version of this forum on 1. Welche LED bleibt bei gleichen Lumen kühler? Z.B. 1W vs 2W vs 3W vs 5W? Leds natürlich gleiche Bauart, angenommene Stromstärke z.B. 0,3A. 2. Was ist effektiver? Ein Led-Treiber (bis 30V, DC) an 12V-Batterie betreiben (1-2 Leds) oder die Spannung zuerst durch einen Buck-Converter runterregeln? Da die Kühlmöglichkeit begrenzt ist möchte ich alles möglichst effektiv betreiben und trotzdem akzeptable Lichtleistung erreichen.
Teryen schrieb: > 1. Welche LED bleibt bei gleichen Lumen kühler? Z.B. 1W vs 2W vs 3W vs > 5W? Leds natürlich gleiche Bauart, angenommene Stromstärke z.B. 0,3A. Die 5W-LED. Bei ihr ist wegen der größeren Chipfläche die Stromdichte am geringsten und damit auch die Flußspannung und somit die Verlustleistung. Außerdem steigt die Effizienz der LED bei geringerer Stromdichte. Es kommen also bei gleichem Strom mehr Lumen aus der 5W-LED als aus einer 1W-LED. Teryen schrieb: > 2. Was ist effektiver? Ein Led-Treiber (bis 30V, DC) an 12V-Batterie > betreiben (1-2 Leds) oder die Spannung zuerst durch einen Buck-Converter > runterregeln? Zwei Wandler hintereinander zu schalten ist meist uneffektiver als einen nicht ganz optimal zu betreiben.
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Teryen schrieb: > 1. Welche LED bleibt bei gleichen Lumen kühler? Z.B. 1W vs 2W vs > 3W vs > 5W? Leds natürlich gleiche Bauart, angenommene Stromstärke z.B. 0,3A. > > 2. Was ist effektiver? Ein Led-Treiber (bis 30V, DC) an 12V-Batterie > betreiben (1-2 Leds) oder die Spannung zuerst durch einen Buck-Converter > runterregeln? > > Da die Kühlmöglichkeit begrenzt ist möchte ich alles möglichst effektiv > betreiben und trotzdem akzeptable Lichtleistung erreichen. Sind eigentlich unsinnige Fragen: 1. die bleiben im wesentlichen gleich kühl/warm. Denn warum soll prinzipiell eine 5W-LED mehr Wärme produzieren als die 1W, wenn beide mit demselben Strom&Spannung betrieben werden (gleichen Wirkungsgrad vorausgesetzt)? 2. Noch blödsinniger. Woher sollen wir wissen, was für einen LED-Treiber Du da hast, bzw. nach welchem Prinzip der arbeitet. Außerdem wird bei LEDs der Strom geregelt, nicht die Spannung ...
Jens G. schrieb: > Sind eigentlich unsinnige Fragen: > 1. die bleiben im wesentlichen gleich kühl/warm. Denn warum soll > prinzipiell eine 5W-LED mehr Wärme produzieren als die 1W, wenn beide > mit demselben Strom&Spannung betrieben werden (gleichen Wirkungsgrad > vorausgesetzt)? Dann dürfte eine 1W-Led bei 1A auch nicht heisser werden als eine 5W bei 1A. Jens G. schrieb: > 2. Noch blödsinniger. Woher sollen wir wissen, was für einen LED-Treiber > Du da hast, bzw. nach welchem Prinzip der arbeitet. > Außerdem wird bei LEDs der Strom geregelt, nicht die Spannung ... Für was ist den der Led-Treiber? Zum Strom regeln und nicht Kühe treiben.
Georg M. schrieb: > Teryen schrieb: >> eine 1W-Led bei 1A > > 3V × 1A = 3W Und davon wird nur ein Teil zu Wärme.
Georg M. schrieb: > Teryen schrieb: >> eine 1W-Led bei 1A > > 3V × 1A = 3W Genau. Aber das ist ja anscheinend egal.
Arno R. schrieb: > Die 5W-LED. Bei ihr ist wegen der größeren Chipfläche die Stromdichte am > geringsten und damit auch die Flußspannung und somit die > Verlustleistung. Außerdem steigt die Effizienz der LED bei geringerer > Stromdichte. Es kommen also bei gleichem Strom mehr Lumen aus der 5W-LED > als aus einer 1W-LED. > Zwei Wandler hintereinander zu schalten ist meist uneffektiver als einen > nicht ganz optimal zu betreiben. Vielen dank für die Antwort. Dann werde ich mal die 5W-Led ohne Buck-Converter testen.
Teryen schrieb: > Jens G. schrieb: > >> Sind eigentlich unsinnige Fragen: >> 1. die bleiben im wesentlichen gleich kühl/warm. Denn warum soll >> prinzipiell eine 5W-LED mehr Wärme produzieren als die 1W, wenn beide >> mit demselben Strom&Spannung betrieben werden (gleichen Wirkungsgrad >> vorausgesetzt)? > Dann dürfte eine 1W-Led bei 1A auch nicht heisser werden als eine 5W bei > 1A. Es gibt weder eine "1W LED" noch eine "5W LED bei 1A". Die Spannung die eine 1W LED braucht um zu leuchten ist ungefähr die gleiche die eine 5W LED braucht. Nämlich ungefähr 3V. Steht im Datenblatt unter Flußspannung (U_f) oder forward voltage. Die Spannung ist außerdem noch temperatur- und exemplarabhängig. Aber eben wenig davon abhängig, wieviel Leistung die LED maximal verträgt. Bei 1A werden beide LED also ca. 3W an Leistung aufnehmen. Oder genauer ihre jeweilige Flußspannung × 1A. Es sind dann sozusagen 3W LED. Eine 1W LED ist üblicherweise mit 350mA maximalem Strom spezifiziert. Die Flußspannung von knapp 3V gilt übrigens für weiße (und blaue) LED. Einen Teil der aufgenommenen Leistung strahlen die LED im sichtbaren Spektrum wieder ab, so ca. 25..45%. Je effizienter eine LED ist (je höher der Wirkungsgrad), desto mehr. Der Rest geht als Wärme weg. Teilweise als (Wärme- aka Infrarot-) Strahlung. Teilweise durch Konvektion (Wärmeleitung). Bei hoher Temperatur verschlechtern sich die Kennwerte von LED: Lichtausbeute, Lebensdauer. Deswegen müssen Leistungs-LED gekühlt werden. Eine Angabe von lm/W ist nur bei gleicher Lichtfarbe (bei weißen LED: bei gleichem Spektrum) vergleichbar. Denn da geht die spektrale Empfindlichkeit des Auges mit ein. Deswegen haben kaltweiße LED bei gleichem Wirkungsgrad mehr lm/W als warmweiße. Es erscheint uns einfach heller. Du siehst also: es ist viel komplizierter als du gedacht hattest. Deine Frage war einigermaßen unsinnig gestellt. Man kann sie eigentlich nur beantworten, indem man weitere Annahmen macht.
Axel S. schrieb: > Deine Frage war einigermaßen unsinnig gestellt. Man kann sie eigentlich > nur beantworten, indem man weitere Annahmen macht. Wenn nur einigermassen ist ja schon mal gut. Hätte schlimmer sein können. Welche Annahmen braucht es dann noch? (Für eine Hobbyarbeit und nicht für eine Abschlussprüfung)
Teryen schrieb: > Axel S. schrieb: >> Deine Frage war einigermaßen unsinnig gestellt. Man kann sie eigentlich >> nur beantworten, indem man weitere Annahmen macht. > > Wenn nur einigermassen ist ja schon mal gut. Hätte schlimmer sein > können. Welche Annahmen braucht es dann noch? (Für eine Hobbyarbeit und > nicht für eine Abschlussprüfung) Wenn es nur um Hobby geht, dann ist die Leistungsklasse der LED sowieso egal, solange man weit genug von deren Grenzwerten fern bleibt. Teryen schrieb: > Dann dürfte eine 1W-Led bei 1A auch nicht heisser werden als eine 5W bei > 1A. Wird sie auch nicht, bis auf den eher vernachlässigbaren Effekt, den arnor oben beschreibt. Bei 1A geht die 1W-LED ohnehin kaputt ...
Jens G. schrieb: > Wird sie auch nicht, bis auf den eher vernachlässigbaren Effekt, den > arnor oben beschreibt. Bei 1A geht die 1W-LED ohnehin kaputt ... Dann wird die 5W-LED auch kaputt gehen da sie ja gleich heiss wird bei gleichem Strom.
Teryen schrieb: > Jens G. schrieb: >> Wird sie auch nicht, bis auf den eher vernachlässigbaren Effekt, den >> arnor oben beschreibt. Bei 1A geht die 1W-LED ohnehin kaputt ... > > Dann wird die 5W-LED auch kaputt gehen da sie ja gleich heiss wird bei > gleichem Strom. Wenn Du die ohne Kühlkörper betreibst, dann wird die auch kaputt gehen - ja.
Hallo Teryen, Teryen schrieb: > Dann wird die 5W-LED auch kaputt gehen da sie ja gleich heiss wird bei > gleichem Strom. Nein. Die für 5W spezifizierte LED wird typischerweise über einen höheren Wirkungsgrad verfügen und damit weniger Wärme produzieren. Schau' Dir mal das Datenblatt der Cree XM-L an. Dort siehst Du, wie die Effizient (gemessen in Lumen/Watt) der XM-L in Abhängigkeit von der Farbtemperatur variiert. Dort gibt es auch eine schöne Grafik, die Dir die relative Helligkeit in Abhängigkeit von der prozentuellen Überschreitung des Nennstroms (ich glaube 700 mA) anzeigt. Die abgegebene Lichtmenge steigt nicht proportional mit steigendem Betriebsstrom, sie liegt darunter. Das bedeutet, dass Du bei gleichem Betriebsstrom mit dem Parallelschalten von LEDs den Strom pro LED verminderst und somit an Effizienz gewinnst. (Wenn der Betriebsstrom der LED den zulässigen Gesamtstrom pro LED nicht überschreitet, kannst Du auch LEDs parallel schalten). Ich habe hier Shenzen-LEDs, die auf einem Kühlstern montiert sind, herumliegen. Ich gehe davon aus, dass die für höhere Leistung spezifizierten effizienter sind.
Peter M. schrieb: > Hallo Teryen, > Teryen schrieb: >> Dann wird die 5W-LED auch kaputt gehen da sie ja gleich heiss wird bei >> gleichem Strom. > > Nein. Die für 5W spezifizierte LED wird typischerweise über einen > höheren Wirkungsgrad verfügen und damit weniger Wärme produzieren. Das war sarkastisch gemeint. Aber danke für den Rest der Antwort. Ich werde das aus reiner Neugier genauer nachlesen.
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Axel S. schrieb: > Es gibt weder eine "1W LED" noch eine "5W LED bei 1A". Die Spannung die > eine 1W LED braucht um zu leuchten ist ungefähr die gleiche die eine 5W > LED braucht. Oder auch nicht. In der Leistungsklasse hat man typisch COB-LEDs, also mehrere LED-Chips, die auf ein Alusubstrat geklebt und vergossen sind. Ich habe hier z.B. 3 Watt LEDs um 9 Volt oder 10 Watt mit 27 Volt. Man kann also nicht einfach 1 Ampere sagen, sondern muß auch auf die Flußspannung gucken. Aller gemeinsam haben das Problem der Abwärme, die um 70% liegen wird. Ich kann es nicht in Zahlen fassen, eine hochmoderne LED mit 200lm/W wird natürlich weniger Abwärme haben als eine mit 100lm/W.
Jens G. schrieb: > 1. die bleiben im wesentlichen gleich kühl/warm. Denn warum soll > prinzipiell eine 5W-LED mehr Wärme produzieren als die 1W, wenn beide > mit demselben Strom&Spannung betrieben werden (gleichen Wirkungsgrad > vorausgesetzt)? Den Unterschied zwischen Leistung und Temperatur kennst du? Eine LED ist durch die maximale Chip-Temperatur begrenzt, d.h. eine 5W LED, betrieben bei 1W, wird nur mit 1/5 ihrer Nennleistung betrieben und erwärmt sich daher auch erheblich weniger. Genaueres sagt das Datenblatt. Die Frage ist, ob es eine 1W LED und eine 5W LED überhaupt in der gleichen Bauart gibt, eben wegen dem Unterschied in der abzuführenden Wärmeleistung.
Rainer W. schrieb: > Den Unterschied zwischen Leistung und Temperatur kennst du? > Eine LED ist durch die maximale Chip-Temperatur begrenzt, d.h. eine 5W > LED, betrieben bei 1W, wird nur mit 1/5 ihrer Nennleistung betrieben und > erwärmt sich daher auch erheblich weniger. Unfug ^3, bist Du Bäcker oder hast Du irgendwas mit Elektronik gelernt?
Wie warm die LED wird, hängt davon ab, wie gut sie gekühlt wird. Die 1W LED gibt bei 1W annähernd die gleiche Menge Licht und Wärme ab, wie die 5W LED. Allerdings hat die 5W LED vermutlich ein anderes Gehäuse, dass eine 5x bessere Wärmeableitung (an einen größeren Kühlkörper) ermöglicht. Möglicherweise ist ihr innerer Wärmewiderstand auch geringer, so dass die Kühlfläche der LED kleiner als das 5-Fache sein kann, wenn der daran montierte Kühlkörper an der Stelle gut genug Wärme ableitet. Man sollte bedenken, dass die Lebensdauer von LEDs sehr stark von ihrer Temperatur abhängt. Jedes Grad Verbesserung lohnt sich. Nicht gut sind hingegen Hot-Spots, auch wenn man LEDs einsetzt, die das laut Datenblatt kurzzeitig vetragen. Denn langfristig vetragen sie es nicht. Sie brennen zwar nicht durch, werden aber dunkler. Nachhaltige Lampen bleiben unter 50 °C, man kann sie anfassen, ohne sich die Finger zu verbrennen.
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Ich habe ein bisschen gegoogelt. Ist nicht ganz einfach wenn man die Schlagworte nicht genau weiss. Die Effizienz einer (durchschnittlichen) Led sinkt ab dem ersten Prozent seiner maximalen Leistung. Aber nicht linear sondern degressiv. Gleichzeitig steigt die Temperatur progressiv an. Das würde für mich bedeuten das eine 5W-Led an 0.3A kühler und heller (effizienter) ist als eine 1W-Led.
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Arno R. schrieb: > Die 5W-LED. Einspruch! Die Lichtausbeute hat die Einheit "Lumen pro Watt". Wenn man also der LED mehr Leistung zuführen muss, um den selben Lichtstrom zu erhalten, muss sie zwangsläufig mehr Wärme umsetzen.
Teryen schrieb: > Ich habe ein bisschen gegoogelt. Ist nicht ganz einfach wenn man die > Schlagworte nicht genau weiss. Wo hast Du denn den Quatsch her? Sicherlich wieder irgendwo gefunden, und aus dem Zusammenhang gerissen. 0% Effizienz bei 100% Input-Power? Da würde ich sagen, da ist die LED kaputt ...
Teryen schrieb: > Ich habe ein bisschen gegoogelt. Ist nicht ganz einfach wenn man die > Schlagworte nicht genau weiss. Das Diagramm ist Unsinn, das sollte eigentlich jeder sehen der sich nur ein bisschen auskennt. Eine LED hat weder einen Betriebspunkt mit 100% noch einen mit 0% Effizienz, ganz egal wie man die Effizienz definiert. Wie groß die Temperaturerhöhung (gegenüber der Umgebung!) ist, hängt maßgeblich davon ab, wie gut die LED gekühlt wird. Die beiden Werten hängen direkt zusammen: wenn die LED wärmer wird, sinkt die Effizienz. Es ist dabei ganz egal, warum die LED wärmer ist. Es reicht wenn bei gleichem Strom die Umgebung wärmer wird. Das hat physikalische Gründe. Volkstümlich ausgedrückt "wackeln" die Atome im Kritallgitter bei höherer Temperatur mehr und es finden weniger Photonen den Weg nach draußen. Der Effekt ist merklich, aber nicht drastisch. Bei einer Temperatur bei der es kein Photon mehr aus dem Kristall schaffen würde, wäre die LED längst kaputt.
Axel S. schrieb: > ganz egal wie man die Effizienz definiert. Wie groß die > Temperaturerhöhung (gegenüber der Umgebung!) ist, hängt maßgeblich davon > ab, wie gut die LED gekühlt wird. Alles was gekühlt werden muss ist nicht effizient.
Jens G. schrieb: > Wo hast Du denn den Quatsch her? Sicherlich wieder irgendwo gefunden, > und aus dem Zusammenhang gerissen. > 0% Effizienz bei 100% Input-Power? Da würde ich sagen, da ist die LED > kaputt ... Dann liefer doch ein Besseres!
Teryen schrieb: > Jens G. schrieb: >> Wo hast Du denn den Quatsch her? Sicherlich wieder irgendwo gefunden, >> und aus dem Zusammenhang gerissen. >> 0% Effizienz bei 100% Input-Power? Da würde ich sagen, da ist die LED >> kaputt ... > > Dann liefer doch ein Besseres! Nö.
Teryen schrieb: > Ich habe ein bisschen gegoogelt. Ist nicht ganz einfach wenn man die > Schlagworte nicht genau weiss. Die von Dir veröffentliche Grafik ist falsch (z.B. die Effizienzkurve) und verwirrend. Ist das ein KI-Produkt? Du hättest besser mal in das von mir empfohlene Datenblatt geguckt.
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Teryen schrieb: > Dann liefer doch ein Besseres! Issesdennwirklichsoschwer? Im Anhang der direkte Vergleich einer 1W-, 3W- und 5W-LED durchflossen vom gleichen Strom. Die "1W-LED" hat üblicherweise einen Nennstrom von 350mA, die "3W-LED" hat 700mA und die "5W-LED" 1,4A. Das wird jeweils durch Verdopplung der Chipfläche bei gleichbleibender Nennstromdichte gemacht. Man kann die 3W-LED bzw. 5W-LED also durch die Parallelschaltung von 2 bzw. 4 1W-LEDs exakt nachbilden. Lässt man nun durch alle den selben Strom fließen, hat man in der 3W- bzw. 5W-LED nur die 1/2 bzw. 1/4 Stromdichte gegenüber der 1W-LED, daher weniger Flußspannung (siehe Schaltplan), Verlustleistung und Erwärmung. Die Effizienz steigt mit der Fläche an, wenn der Strom gleich bleibt.
Beitrag #7780531 wurde vom Autor gelöscht.
Teryen schrieb: > Alles was gekühlt werden muss ist nicht effizient. Die Welt ist nicht schwarz-weiß. Effizienz kam man messen. Selbst eine Glühbirne besitzt eine Effizienz von 100%, falls man über das gesamte EM-Spektrum guckt.
Peter M. schrieb: > Du hättest besser mal in das von mir empfohlene Datenblatt geguckt. Hab ich natürlich. Peter M. schrieb: > Die von Dir veröffentliche Grafik ist falsch (z.B. die Effizienzkurve) > und verwirrend. > Ist das ein KI-Produkt? Ja. Eigentlich habe ich gehofft dass sie es aus dem Netz holt und nicht selber etwas ausdenkt. Aus Erfahrung weiss ich dass KI selten richtig liegt.
Teryen schrieb: > Alles was gekühlt werden muss ist nicht effizient. Ausser Heizkörpern haben praktisch alle Elektrogeräte einen Effizienz von <100%. Der Rest muss "weggekühlt" werden.
Hallo Rainer W. schrieb: > Selbst eine Glühbirne besitzt eine Effizienz von 100%, falls man über > das gesamte EM-Spektrum guckt. :-) Mit einen sehr ähnlichen Argument komme ich auch wenn von bestimmten Kreisen (teilweise sogar (ein bestimmter) Astrophysikerder der es ganz bestimmt besser weis aber sich immer auch Lautstark zu alles und jedes zu Wort melden muß, anstatt bei seinem ureigenen Themenbereich zu bleiben - da wo er auch wirklich gut ist und Zusammenhänge sehr gut -und sympathisch- herüberbringt ) und Zusammenhängen mal wieder hochemotional und weinerlich von "Energieverschwendung" philosophiert wird. Energie kann man weder Erzeugen noch verbrauchen - sie wird immer nur gewandelt. Aber natürlich ist mir schon klar was gemeint ist, und unter vernünftigen "Techniker" und einfachen Nutzern den es um ihr Geld (Platzbedarf von Geräten, ihre "Strom" Rechnung usw.) geht rede ich natürlich auch von Effizienz, Energieverbrauch und Wirkungsgrad. Und unter diesen Zusammenhang ist und war ein Glühbirne schon immer ein "Energieverschwender". Aber ja: Streng genommen hast du natürlich Recht und in manchen Diskussionen und Kreisen werde ich ganz bewußt dann auch ganz genau und Praxisfern... ;-)
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Arno R. schrieb: > Die Effizienz steigt mit der Fläche an, wenn der Strom gleich bleibt. Sorry für meine Begriffstutzigkeit. Heisst das zusammengefasst, dass bei gleichem Strom 2 oder 4 Leds effizienter sind als 1 Led? Wo würdest du die Grenzen sehen?
Wenn Du ganz viele LED nimmst damit der Strom ganz klein wird, kommst Du auf über 100% Wirkungsgrad. https://www.elektormagazine.de/news/led-mit-einem-wirkungsgrad-von-100 "Nein, da hat weder jemand falsch gemessen noch versucht, das perpetuum mobile in modernem Gewand zu erfinden – das MIT (Massachusetts Institute of Technology) ist seriös"
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