OSRAM

Es werde (mehr) Licht

25.
Jan
2012

Wohin geht der Trend bei der LED-Technologie für Autolicht? Wir haben darüber mit Joachim Reill, Leiter Applikation LED, und Frank Singer, Produktentwicklung LED bei OSRAM Opto Semiconductors in Regensburg, gesprochen.

Grafik: OSRAM

 

Herr Reill, Herr Singer, ein großes Thema für 2012 sind so genannte Hochleistungs-Multi-Chip-LED. Was verbirgt sich dahinter?

JOACHIM REILL: In einer Hochleistungs-Multi-Chip-LED werden mehrere LED-Chips zu einer einzelnen LED zusammengefasst – dadurch steigt die Gesamtleistung. Der einzelne Chip hat dabei eine Leistung von mehr als einem Watt.

Wo liegt die Obergrenze von Hightech-LED?

SINGER: Üblich sind heute Chips mit bis zu 3,7 Watt. Wenn man mehr Licht braucht, werden mehrere Chips kombiniert. Das kann entweder in Form der erwähnten Multi-Chip-LED geschehen oder als einzelne – wir sprechen von diskreten – Leuchtdioden. Bei Scheinwerfern verwenden wir bis zu fünf und kommen also auf 18,5 Watt. Dabei entsteht ein Lichtstrom von rund größer 1250Lumen. Zum Vergleich: Die wirklich sehr leistungsfähige Halogenlampe H9 nimmt für 2100 Lumen 65 Watt auf. Und Xenon benötigt für rund 3000 Lumen immerhin noch 35 Watt.

Ein neues Paper von OSRAM zu LED in der Frontbeleuchtung ist überschrieben mit „Die Evolution geht weiter“. Was erwartet uns in diesem Jahr?

REILL: Generell werden immer mehr Fahrzeuge mit LED ausgerüstet. Hier sehen wir zwei Treiber: einmal das Premium-Segment, weil LED dort neue, individuelle Designs ermöglichen, und dann Niedrig-Energie-Fahrzeuge, wo LED dazu beitragen, Energie zu sparen.

Welches sind die größten technischen Unterschiede zwischen der neuen LED-Generation und ihren Vorgängern?

SINGER: Ein ganz wichtiges Thema ist Lichtstärke: In unseren LED, die jetzt auf den Markt kommen, also der OSRAM Ostar Headlamp Pro und der Oslon Black Flat, ist der neue UX:3-Chip verbaut. Er sorgt für bessere Effizienz sowie höhere Homogenität

Homogenität? Das müssen Sie bitte erklären!

SINGER: Das bedeutet, dass das Licht sehr gleichmäßig und flächig aus der LED austritt. Leuchtdioden waren da bisher schon gut, weil sie – im Gegensatz zu Glühlampen und Xenon-Lichtquellen nur nach vorn strahlen, dorthin, wo das Licht benötigt wird. Bei unserem neuen Chip haben wir die Stromzuführung nach hinten verlegt. Damit fällt auch der Störeinfluss der Drähte auf die Lichtverteilung weg.

Die andere wichtige Entwicklung ist die „Keramik-Konversion“: Weiße LED emittieren ja zunächst immer blaues Licht, das dann in weißes umgewandelt wird. Das geschieht durch Leuchtstoff-Partikel. Die sind jetzt in Keramik eingebettet, was das Licht ebenfalls homogener macht. Zudem ist die Keramik viel wärmestabiler als das bisher verwendete Silikon.Das erleichtert die Kühlung und macht die LED effizienter.

Wärme ist ein wichtiges Thema bei LED. Die Chips sind ja schon sehr klein, aber die dahinter verbaute Technik wie die Kühlung beansprucht viel Platz und verbraucht Strom, was die Energieeinsparung durch das Halbleiterlicht zum Teil wieder aufhebt. Wird sich das bei neuen LED ändern?

REILL: Ja, weil die Chips weniger heiß werden. Wir haben bei der OSRAM Ostar Headlamp Pro eine Helligkeitssteigerung von etwa 50 Prozent. Es wird also mehr Energie in Licht umgesetzt, so dass weniger Wärme im Chip frei wird, die ich wegkühlen muss. Und zweitens muss ich eine lichtstärkere LED mit weniger Leistung betreiben, damit sie gleich hell leuchtet.

Werden die Kühlaggregate dadurch bereits kleiner?

SINGER: Definitiv.

Inwiefern eröffnet das neue Design-Möglichkeiten?

REILL: Uns LED-Entwicklern geht es vor allem um Effizienz und Lichtstärke, weniger um Gestaltung. Weil aber LED-Scheinwerfer dank unserer Neuentwicklungen kleiner werden, tun sich Designer leichter, sie einzusetzen. Mit der OSRAM Ostar Headlamp Pro ist erstmals ein Abblendlicht mit nur einer Multichip-LED möglich. Bislang waren immer mehrere nötig, um einen ausreichend starken, ECE-konforme Scheinwerfer mit Licht zu versorgen. Somit schaffen wir natürlich auch neue Design-Möglichkeiten.

Mindestens 1000 Lumen schreiben die international verbindlichen ECE-Vorschriften für LED-Module im Scheinwerfer ja vor – wie viel davon kommt eigentlich auf der Straße an?

REILL: Optik und Abschlussscheibe nehmen generell Licht weg. 50 bis 70 Prozent Verlust beim Abblendlicht sind eine gängige Größe, unter anderem, weil ich das Licht ja nach oben abschneiden muss, um Gegenverkehr nicht zu blenden. Bei Low-Performance-Scheinwerfern sind daher 400 bis 600 „Lumen on the road“ üblich, bei Hochleistungs-LED 800 bis 1000. Dort sind dann allerdings auch lichtstärkere LED verbaut.

LED ist oft noch auf die Oberklasse beschränkt, da die Technik recht teuer ist. Wird die neue Generation so viel preiswerter, dass auch Kleinwagen damit ausgerüstet werden können?

SINGER: Generell wird sie mehr standardisiert sein und damit preiswerter. Aber Hochleistungs-LED werden vorerst vor allem noch im Premium-Segment und bei hochwertigen Niedrig-Energie-Fahrzeugen eingesetzt werden. In Tagfahrleuchten sehen wir LED aber auch schon in Kleinwagen, weil dort einfachere Module verwendet werden können. Auch in der Signalbeleuchtung – also Rücklicht, Bremslicht, teilweise auch in der Nebel-Schlussleuchte – ist das so. Die leisten üblicherweise 200 bis 500 Milliwatt. Auch im Innenraum benutzt man Low- oder Mid-Power-LED: für Innenbeleuchtung Ambient-Beleuchtung mit 100 bis 200, beim Leselicht mit 500 Milliwatt. Zum Vergleich: Für den Einsatz geeignete Glühlampen benötigen zwischen fünf und 21 Watt.

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