HighPower-LEDs

HighPower-LEDs – oft auch High Power LEDs oder Hochleistungs-LEDs genannt – sind hocheffektive und besonders helle Leuchtdioden. Durch einen Halbleiter, genauer gesagt durch halbleitende Kristalle, wird ein konstanter Strom geleitet, der Elektronen zum Schwingen und damit zum Leuchten bringt.

Nach diesem Prinzip der Elektrolumineszenz erzeugen Hochleistungs-Leuchtdioden bis zu 100 Lumen Licht pro Watt. Eine High Power LED mit fünf Watt Leistung erzeugt zum Beispiel bis zu 500 Lumen Helligkeit. Entsprechend häufig finden sie sich in Beleuchtungsanwendungen der neuen Generation. Mit diesen Leuchtdioden ist es möglich, mit einer geringen Anzahl von LED-Chips eine hohe Helligkeit zu erzeugen. Während man früher für eine 30-Watt-LED-Lampe hunderte von LEDs verwenden musste, reichen dank High Power LEDs zehn LEDs aus.

HighPower-Leuchtdioden verbrauchen allerdings mehr Strom und benötigen einen höheren Strom als herkömmliche LEDs, zum Beispiel 700 Milliampere. Sie wandeln die zugeführte Energie in Licht beziehungsweise Photonen um und erzeugen dadurch extrem intensives Licht – aber auch Wärme. Das wiederum macht eine Kühlung notwendig. Aus diesem Grund befindet sich auf der Rückseite der Hochleistungs-Leuchtdioden eine Metallplatine zur Kühlung und zur Wärmeabfuhr. Häufig dient auch das gesamte Gehäuse einer Hochleistungs-Leuchtdiode als Kühlelement.

Typen und Bauarten von HighPower-LEDs

Bei oberflächenmontierbaren Leuchtdioden handelt es sich um Dioden, die auf einer Leiterplatte platziert werden können, wobei eine durchsichtige Kunststoffkuppel oder ein Fenster dem Schutz der Diode dient. Diese LEDs gibt es aber auch als nackte Emitter oder montiert auf einer Metallkern-Leiterplatte, kurz MCPCB. Der Metallkern besteht in der Regel aus einer Aluminiumlegierung. Enthalten sind ausserdem eine Isolierschicht mit hoher Wärmeleitfähigkeit sowie Leiterbahnen für einfache Schaltungsanschlüsse. Marktüblich sind sogenannte Sternplatinen mit einer, zwei oder vier LEDs.

Im Gegensatz zu klassischen 5-Millimeter-Leuchtdioden ist der Abstrahlwinkel der meisten oberflächenmontierbaren LEDs sehr breit und liegt üblicherweise bei 125 Grad. Ändern lässt sich der Winkel durch zusätzliche LED-Optiken, die das Licht beispielsweise als Spot fokussieren.

Stromversorgung von HighPower-LEDs

Leuchtdioden sind dafür bekannt, dass sie unter allen Lichtquellen die beste Effizienz besitzen. Effizienz bedeutet, wie viel Licht – der Fachbegriff ist Lumen – sich pro Watt erzeugen lassen. 

Das bedeutet aber auch, dass ein sogenannter LED-Treiber notwendig ist. Dabei handelt es sich um ein LED-Netzteil, das genau die Menge an Strom zur Verfügung stellt, um die gewünschte Lumenzahl zu erreichen. Der Treiber ist deshalb so wichtig, weil High Power LEDs eine ganz bestimmte elektrische Leistung benötigen, um richtig zu funktionieren. 

Wenn die Spannung niedriger als erforderlich ist, fliesst nur sehr wenig Strom durch die Sperrschicht, was zu geringem Licht und schlechter Leistung führt. Ist die Spannung dagegen zu gross, fliesst zu viel Strom durch die Leuchtdiode und sie kann überhitzen, stark beschädigt werden oder ganz ausfallen.