Hallo, dass LEDs altern, ist ja bekannt. Bei selbem Betriebsstrom sinkt die optische Leistung. Ich habe aber noch nie irgendwo gelesen, dass sich die elektrischen Daten ändern. Das impliziert, dass sich gealterte LED's bei selbem Betriebsstrom stärker aufheizen als sie das im Neuzustand getan haben. Beispiel: Eine LED hat einen Wirkungsgrad von 10% im Neuzustand. D.h. 90% der zugeführten elektrischen Energie wird als Wärme abgegeben. Wenn jetzt sich jetzt die optische Abstrahlleistung wegen Alterung auf die Hälfte reduziert hat, ist der Wirkungsgrad nur noch 5%. D.h. 95% der elektrisch zugeführten Energie wird zur Erwärmung beitragen. Bei selber Umgebungstemperatur und demselben thermischem Widerstand wird die LED wärmer. Ist dem so? Grüße, Third Eye
Hallo . Also 30 % Wirkungsgrad sind schon aktuell.
Third E. schrieb: > LED hat einen Wirkungsgrad von 10% ... wenn LED's einen solch niedrigen Wirkungsgrad hätten, wäre wohl kaum so überzeugend ihr Siegeszug über die Glühlampe erfolgt? Gruß Horst
Horst O. schrieb: > Third E. schrieb: >> LED hat einen Wirkungsgrad von 10% > > ... wenn LED's einen solch niedrigen Wirkungsgrad hätten, wäre wohl kaum > so überzeugend ihr Siegeszug über die Glühlampe erfolgt? Ja, 10% ist m.W. der typische Wirkungsgrad von (Halogen-)Glühlampen. Bei der Einführung von LED-Lampen wurde der oftmals nicht erreicht, sondern ein höherer Wirkungsgrad wurde erlogen.
Third E. schrieb: > Das impliziert, dass sich gealterte LED's bei selbem Betriebsstrom > stärker aufheizen als sie das im Neuzustand getan haben. Naja, wenn die LED vorher 30% hatte, und nach x Stunden 30% eingebüßt hat, dann sind es noch 70% von den 30% oder aber 9% weniger optische Leistungsabgabe und somit das Äquivalent an höherer Wärmeentwicklung. Bei den 20% Tolerierung von LED fallen doch 9% gar nicht wirklich auf. Bzw. anders gesagt: Niemand, der bei Verstand ist, würde die Kühlung einer LED auf die "Typical values" auslegen. Außer natürlich, das Produkt muss billig billig billig sein. Aber da ignoriert man das Problem halt einfach und die LED stirbt halt schneller.
Third E. schrieb: > Bei selbem Betriebsstrom sinkt die > optische Leistung. Ich habe aber noch nie irgendwo gelesen, dass sich > die elektrischen Daten ändern. Wikipedia: "Die Alterung von LEDs ist in erster Linie auf die Vergrößerung der Fehlstellen im Kristall durch thermische Einflüsse zurückzuführen. Diese Bereiche nehmen nicht mehr an der Lichterzeugung teil. Es entstehen strahlungslose Übergänge." und "Indirekte Halbleiter sind daher als Leuchtdiode nicht geeignet. Es dominieren nicht-strahlende Übergänge wie die Rekombination über Störstellen (Shockley-Read-Hall-Rekombination). Entsprechend leuchtet zum Beispiel eine normale Gleichrichterdiode nicht." Strahlungslose Übergange verstehe ich als Laie so, dass dort auch keine Wärmestrahlung entsteht sondern ungehindert Strom fliesst. Insofern sollten sich die elektrischen Daten eigentlich ändern, also z.B. die Flussspannung sinken ? LG, Sebastian
Sebastian W. schrieb: > dass dort auch keine > Wärmestrahlung entsteht Sondern einfach Wärme. > sondern ungehindert Strom fliesst. Die LED transmutiert nicht zum Supraleiter.
Sebastian W. schrieb: > Strahlungslose Übergange verstehe ich als Laie so, dass dort auch keine > Wärmestrahlung entsteht sondern ungehindert Strom fliesst. Wenn sich irgendein Gegenstand erwärmt, egal wodurch, gibt es auch immer Wärmestrahlung.
Third E. schrieb: > Wenn jetzt sich jetzt die optische Abstrahlleistung wegen Alterung auf > die Hälfte reduziert hat Wenn man weiße LEDs betrachtet, deren empfundene Helligkeit nach der Empfindlichkeit des menschlichen Auges bewertet wird, dann passiert die messtechnische und empfundene Änderung der Helligkeit auch dadurch, dass sich das Licht mehr in Richtung "blau" verschiebt, wo die Helligkeit weniger stark bewertet wird. Oder andersrum: die LED leuchtet zwar noch immer gleich hell, aber in einem Bereich, wo das Auge weniger empfindlich ist und die Helligkeit nicht so hoch gewertet wird: - https://www.professional-system.de/basics/led-und-lebensdauer/ - https://www.elektronikpraxis.de/beschleunigtes-altern-von-leds-wissenschaftlich-untersucht-a-534634/
Third E. schrieb: > Ist dem so? Klinkt logisch. Allerdings ist es die Temperatur, die sich ändert, nicht die elektrischen Daten. Inwiefern diese von der Temperatur abhängen, müstte im Datenblatt stehen (falls der Hersteller so freundlich war). Unabhängig vom thermischen Effekt würde mich allerdings aus Neugier interessieren, ob sich noch andere Daten der LED ändern.
Sebastian W. schrieb: > Wikipedia: "Die Alterung von LEDs ist in erster Linie auf die > Vergrößerung der Fehlstellen im Kristall durch thermische Einflüsse > zurückzuführen. Diese Bereiche nehmen nicht mehr an der Lichterzeugung > teil. Es entstehen strahlungslose Übergänge." Fehlstellen lassen sich im Kristall nie vermeiden, so ist zumindest an den Rändern die Kristallstruktur gestört. Von den Störstellen wandern durch thermische Belastung Störungen weiter in den Kristall und erzeugen die strahlungslosen Übergänge. Da diese keine Strahlung abgeben, wird die zugeführte Energie in Wärme gewandelt, der Wirkungsgrad der LED sinkt so mit der Zeit. Dass durch die Wärme eine geringe Menge Infrarotstrahlung wie bei jedem Körper entsteht, gleicht den Verlust nicht aus. Multiplexbetrieb erzeugt im Kristall eine thermische Wechsellast und kann das Fortschreiten der Störungen beschleunigen (je nach Frequenz und Tastverhältnis).
Es gibt parallel dazu auch messbare Änderung an der U-I-Kennlinie im Randbereich. Der Sperrstrom nimmt zu und auch der Kriechstrom in Durchlassrichtung beim Anlegen von 1V (deutlich niedriger als die minimale Leuchtspannung).
Wenn die elektrische Eingangsleistung nicht in Licht umgewandelt wird, wird sie wohl in Wärme umgewandelt werden: Brummen, Pfeifen, Waggons ziehen, HF-erzeugen, ... tun die meist nicht. Bleibt nur Wärme übrig, Akustische Mechanische HF - Umwandlung ist unwahrscheinlich. Wenn eine LED mit > 30% Wirkungsgrad für sichtbares Licht auf den relativen optischen Lebensende-Wirkungsgrad von > 70 % abgefallen ist, hat sie noch > 21% Wirkungsgrad somit < 10% mehr Wärmeabgabe. Man kann die Dinger aber auch nach Lebensdauer auswechseln und das wäre immer noch das zeitlich zig-fache von Glüh- und Entladungslicht. Bei zig-facher Energieeinsparung. LED-Licht ist nicht makellos, aber BESSER.
Die 2 auf den ersten Blick unvereinbaren Aussagen, das keine Strahlung entsteht, sondern nur Wärme, können sehrwohl beide wahr sein. Eine LED (IR-LEDs mit eingeschlossen) erzeugen eine sehr schmalbandige Strahlung hauptsächlich einer Wellenlänge. In thermischer Strahler (Glühlampe, Heizwiderstand) erzeugt ein sehr breitbandiges Spektrum, weil der physikalische Mechanismus in beiden Fällen hinter der Strahlungserzeugung jeweils ein anderer ist.
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