LED-Lampen: Jede leuchtet etwas anders

by Wolfgang Messer | 10.1.2012 15:46

Wenn Sie in einer Wand- oder Deckenleuchte mehr als eine Lampenfassung haben, schrauben Sie in der Regel gleiche “Kerzen”, “Birnen” oder Spots ‘rein und gehen optimistisch davon aus, dass diese Leuchtmittel dann auch jeweils identische Helligkeit[1] und Farbtemperatur[2] haben. Diese Zuversicht wurde bei den herkömmlichen Glüh- und Halogenlampen selten enttäuscht. Anders bei LED-Lampen: Hier müssen Sie davon ausgehen, dass vermeintlich gleiche Exemplare doch unterschiedlich ausfallen können.

Nicht immer ist das so offensichtlich wie bei diesen “Lumixon-Kerzen”[3]:

HighLumen high
Zwei Chargen der gleichen Baureihe: Die obere Lampe hat fünf LEDs pro horizontaler Reihe, die untere (nachgelieferte) sechs. Außerdem liegen die Reihen unten weiter auseinander; das Design der Kerzenspitze, die Helligkeit und die Farbtemperatur differieren. (Fotos: W. Messer)

Überraschende Unterschiede kann es aber auch bei äußerlich identischen LED-Lampen geben, wenn Sie im eingeschalteten Zustand genau hinschauen. Aufgefallen ist mir das zum Beispiel bei meinen sieben Zwillings-Wandspots, bestückt mit je zwei dimmbaren (und nicht mehr angebotenen) 4-Watt-“Lumixon“-Strahlern. Hier musste ich drei defekte Exemplare durch neue ersetzen[4] und hatte anschließend meine liebe Mühe, “matching pairs” zusammenzustellen – also einigermaßen identisch leuchtende LED-Strahlerpaare.

Lumixon-Paar 2
Zwei der dimmbaren “Lumixon”-LED-Spots mit leicht differierender Helligkeit und Farbtemperatur.

Bevor Sie jetzt aber darüber meckern, dass ich schon wieder auf den vergleichsweise preisgünstigen “Lumixon”-Lampen herumhacke: Das Problem der Serienstreuung betrifft auch erheblich teurere Produkte von renommierten Marken. Aktuell habe ich das bei den letzte Woche von “ELV” gelieferten dimmbaren 5,5-Watt-Osram-“LED SUPERSTAR PAR16”-Strahlern[5] beobachtet:

Osram-Paar 1

Den kleinen Unterschied bei Helligkeit und Farbtemperatur dürften Sie wohl auch bei dieser nicht ganz originalgetreuen Fotografie sehen. Um irreführende Einflüsse durch den Betrachtungswinkel auszuschließen, habe ich versuchsweise Streufolien davor geklebt. Aber auch so wird die unerwünschte Individualität sichtbar:

Osram-Paar 2

Nun mag das bei weit auseinander liegenden Einzelstrahlern optisch kein Problem sein, in meinen Zwillingsleuchten allerdings schon. Bei Einzelpreisen von knapp 20 Euro erwartet man als Kunde doch eine gewisse Homogenität und damit eine problemlose Einsetz- und Austauschbarkeit der Produkte.

Die Realität sieht bei “weißen” LED-Leuchten[6] anders aus. Tatsächlich gibt es schon bei der Herstellung der einzelnen Dioden[7] bauartbedingt eine leichte Serienstreuung. Diese Unterschiede können sich durch die Mischung verschiedenfarbiger LEDs oder eine hinzugefügte Leuchtschicht (zur Erzeugung einer “warm-weißen” Farbtemperatur) und die anschließend montierte Vorschaltelektronik noch verstärken. Hier mal ein paar Milliohm mehr oder weniger in einem Widerstand, dort einige Picofarad[8] Schwankung bei der Kapazität der Kondensatoren und schon haben wir als Endprodukt eine etwas hellere oder dunklere Lampe, die dann meist auch eine leicht abweichende Farbtemperatur liefert.

Fastvoice-Eigenwerbung mit Twitter-Link[9]

Anfällig sind besonders die dimmbaren LED-Leuchtmittel, die über die gesamte Dimmerspanne hinweg unter jeweils gleicher Spannung asynchrone Ergebnisse aufweisen können. Völlig vergessen müssen Sie das Mischen von verschiedenen LED-Fabrikaten im selben Dimmer-Stromkreis, selbst wenn die Lampen offiziell weitgehend identische Daten haben. Dann können Sie nämlich fast immer erleben, dass die Dimmkurven erheblich differieren: Wenn etwa ein Spot bei niedrigster Stufe schon fast aus ist, kann der andere eventuell noch mit der Hälfte der Maximal-Helligkeit strahlen. Möglicherweise beginnt auch ein Teil der Spots wegen zu geringer Mindestlast zu flackern; aber das ist eine andere Geschichte[10].

Bei fertig gelieferten Strahlerleisten oder Deckenleuchten mit mehreren fest eingebauten LED-Modulen (etwa bei der dimmbaren Philips-“Ledino”-Serie[11]) behelfen sich die Hersteller mit einer strengen Selektion der Bauteile (“Binning”[12] genannt), um solche Probleme zu vermeiden.

Ledino3
Ein Philips-“Ledino”-Dreier-Spot[13] mit selektierten, identisch strahlenden “Luxeon Rebel Power“-LED-Modulen.

Das erfordert allerdings einen extrem hohen Aufwand und entsprechend extreme Preise (der abgebildete Dreierbalken kostet über 300 Euro). Bei Lampen für den Einzelgebrauch (meist “Retrofit”-Leuchtmittel[14]) versuchen die Hersteller deshalb höchstens, die innerhalb des jeweiligen Leuchtmittels verwendeten Einzel-LEDs zu selektieren. Lampen der gleichen Serie können sich also durchaus unterscheiden und werden trotzdem ohne schlechtes Gewissen in den Handel gebracht. Es ist halt der Kompromiss im klassischen Zielkonflikt zwischen erwünschter Produktqualität und marktfähiger Kosten/Nutzen-Relation.

Die aktuelle LED-Beleuchtungstechnik ist mit ihrer erst 16jährigen Geschichte[15] offensichtlich noch immer mitten auf dem langen Weg vom Nischen- zum Massenprodukt und bei Weitem noch nicht ausgereift. Aber seien Sie nachsichtig: Dieses Problem hatten die meisten anderen technischen Innovationen ebenfalls. Denken Sie daran, wie Automobile, Telefone oder Computer 16 Jahre nach ihrer Erfindung aussahen und was aus ihnen inzwischen geworden ist. Die Richtung[16] stimmt jedenfalls schon mal.

Mehr zum Thema:

Farbkonsistenz, MacAdam, SDCM: Wie unterschiedlich leuchten LEDs?[17]

Osram-„TEN°“-Binning: Farbkonsistenz von weißen LEDs im neuen Licht[18]

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Links/Quellen:
  1. Helligkeit: http://www.led-info.de/grundlagen/definitionen/lichtstrom-lumen.html
  2. Farbtemperatur: http://www.led-info.de/grundlagen/definitionen/lichttemperatur.html
  3. diesen “Lumixon-Kerzen”: http://fastvoice.net/2010/11/09/led-leuchten-als-nonkonformisten/
  4. drei defekte Exemplare durch neue ersetzen: http://fastvoice.net/2011/12/22/dimmbare-lumixon-led-spots-zwei-tot-einer-halbtot/
  5. dimmbaren 5,5-Watt-Osram-“LED SUPERSTAR PAR16”-Strahlern: http://www.elv.de/output/controller.aspx?cid=74&detail=10&detail2=37331&flv=1
  6. “weißen” LED-Leuchten: http://www.led-info.de/grundlagen/leuchtdioden/weisslicht-led.html
  7. einzelnen Dioden: http://www.led-info.de/grundlagen/leuchtdioden.html
  8. Picofarad: http://de.wikipedia.org/wiki/Farad
  9. [Image]: http://twitter.com/Fastvoice
  10. eine andere Geschichte: http://fastvoice.net/2010/09/07/led-lampen-und-dimmer-der-kleine-unterschied/
  11. dimmbaren Philips-“Ledino”-Serie: http://fastvoice.net/2010/11/05/led-story-reloaded-ledino-und-highlumen/
  12. “Binning”: http://de.wikipedia.org/wiki/Leuchtdiode#Klasseneinteilung
  13. Philips-“Ledino”-Dreier-Spot: http://www.ledino.de/Innenleuchten/Deckenleuchten/Ledino-LED-3er-Spotbalken-3-x-350-Lumen-weiss-dimmbar::14141004.html
  14. “Retrofit”-Leuchtmittel: http://fastvoice.net/2011/12/08/retrofit-led-leuchten-immer-heller-bald-auch-billiger/
  15. 16jährigen Geschichte: http://www.bige.de/blog/allgemein/seinen-80-geburtstag-feiert-der-erfinder-der-weisen-led/
  16. Die Richtung: http://fastvoice.net/2010/05/03/der-ubernachste-schritt-ist-der-bessere/
  17. Farbkonsistenz, MacAdam, SDCM: Wie unterschiedlich leuchten LEDs?: http://fastvoice.net/2013/09/18/farbkonsistenz-macadam-sdcm-wie-unterschiedlich-leuchten-leds/
  18. Osram-„TEN°“-Binning: Farbkonsistenz von weißen LEDs im neuen Licht: http://fastvoice.net/2016/03/14/osram-ten-degree-binning-farbkonsistenz-von-weissen-leds-im-neuen-licht/

Source URL: http://fastvoice.net/2012/01/10/led-lampen-jede-leuchtet-etwas-anders/