100W Taschenlampe

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VDX
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Re: 100W Taschenlampe

#16 Beitrag von VDX »

... was mich bei den Teilen wundert, ist der Stromverlauf - bei etwa 23V fangen die an zu leuchten, ab etwa 30V sind sie schon ziemlich grell, ziehen aber nur etwa 600mA, bei 31V is mein 1A-Netzteil am Limit, also nehmen sie bis hierher elektrisch erst 31 Watt auf ... und bei 32Volt sollen sie 100Watt haben?

Sind die "100 Watt" die optische Leistung oder nur die maximalen Werte mit "Spannung x Strom = Leistung", so wie die Chinesen das bei den Laserdioden angeben?

Dann müßte sie bei 32 Volt entweder maximal 3 Ampere ziehen (=elektrisch 100 Watt) ... oder für "optisch 100Watt" um die 6 Ampere verbraten ?!?

Ich muß doch mal das Hersteller-Datenblatt suchen ...

Viktor

*** EDIT ***

hier die "Betriebsdaten" aus dem ebay-Angebot:

Flußspannung: UF 32,5 - 36,0 V DC
Flußstrom: IF 3000 mA
Leistung: 100W

Also nominell etwa 34 Volt und maximal 3 Ampere -- das bedeutet, die "100Watt" sind die rein elektrische Aufnahme!!

Optisch dürften die bestenfalls bei 50Watt liegen :|
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Multi-kv
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Re: 100W Taschenlampe

#17 Beitrag von Multi-kv »

Ja, das ist die elektrische Aufnahmeleistung.
Die Lichtabgabe dürfte bei ca. 15 - 25% max. liegen, d.h. mind. 75 W werden in reine Wärme umgewandelt, eher noch mehr.
50% Lichtoutput wäre ein utopischer Fantasiewert, den man sich bei Leds zwar wünscht und denkt, davon sind die einfachen
consumer leds aber noch weit entfernt!
Der theoret. max. Lichtoutput pro Watt liegt etwas über 600 Lumen, erreicht werden von guten Leds mal gerade 100!
Im Labor sind allerdings schon über 200 erreicht worden.

P.S.

Die Strom-/Spannungskurve ergibt sich einfach aus der Diodenkennlinie! Eine Led ist ja elektrisch nichts anderes, ab einer gewissen Spannung
steigt der Strom rapide an, da reichen 1 oder 2% mehr Spannung und der Strom geht 10 oder 20% rauf. Man tut den Leds einen Gefallen, wenn man sie nur bei 50% Last fährt, sie danken es einem mit deutlich längerem Leben! Die Helligkeit reicht i.d.R. auch bei 50% allemal.

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VDX
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Re: 100W Taschenlampe

#18 Beitrag von VDX »

... hmmm ... da bin ich aber irgendwie doch anderes gewohnt :roll:

Bei meinen LED- und Laser-Modulen gebe ich immer die "echte optische" Leistung an und bin dann immer am Diskutieren, warum ein chinesisches "15Watt"-Modul nicht besser, sondern (wegen schlechterem Treiber und nicht angepaßten PWM-Werten) fast immer schlechter abschneidet, als meine "3.5Watt"-Module (da ist dann auch die gleichen Laserdiode drin) :|

Oder auch bei den LED's - wenn ich eine 100Watt-LED brauche, dann soll die auch wirklich die 100Watt als Lichtleistung ausgeben können!

Von Honle habe ich z.B. 405nm-LED's mit Wasserkühlung, die aus einem 20x20mm-Feld wirklich mit 100Watt rausleuchten (es sind vier 25Watt-Module mit 10x10mm in einem Quadrat angeordnet).

Mit nur 25Watt (statt der erhofften 100Watt) bin ich bei den beiden LED's dann doch etwas enttäuscht ... aber für 10€ pro Modul ist das noch im Rahmen ... die kann ich dann zuindest noch als "Maschinen-Lampen" für die Beleuchtung verwenden ;)

Viktor

*** EDIT *** so rein von der Helligkeit bin ich auch der Meinung, daß ich die nur bis max. 1-2A betreiben werde - bei 1A (31V) haben sie schon mehr als genug Helligkeit für den Einsatz als Maschinen-Leuchte - evtl. auch noch weniger - bei 30V / 0.6A hat die mir schon den halben Keller gut ausgeleuchtet :)
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Re: 100W Taschenlampe

#19 Beitrag von Multi-kv »

Die klassische 100W Glühbirne verbrät ja auch nur 100W Leistung und leuchtet max. mit 5% davon ;-)
Da kann man bei einer Led doch schon froh sein, wenn 20-25% der Leistung als Licht abgegeben werden.

"Mit 100W rausleuchten" würde bei einer Led bedeuten, dass sie ca. 60.000 Lumen abgibt ! :shock:

Bei "grünem" Licht ist wohl die tatsächliche Lichtbeute auch am höchsten.

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VDX
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Re: 100W Taschenlampe

#20 Beitrag von VDX »

... bei meinen Hohnle-100Watt-UV-LED's habe ich etwa 176 Watt elektrische Leistungsaufnahme (4 Module parallel mit jeweils 20 V / 2.2A) für 100Watt @405nm Abstrahlung - da ist scheints auch der Wirkungsgrad deutlich besser, als bei den VIS-LED's.

Bei den 200Watt-Laserdioden, die ich aktuell in der Mache habe, hat's auch "nur" etwas über 350 Watt elektrisch (ca. 9.5V x 37A) für 200 Watt optisch ...

Viktor
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Re: 100W Taschenlampe

#21 Beitrag von Multi-kv »

Hmmm - das halte ich fast für utopisch!
Die Effizienz verbessert sich zwar laufend, aber ich bezweifle doch stark das die UV-Leds einen Wirkungsgrad von deutlich über 50% haben.
Hast Du den Output mal irgendwie konkret gemessen, oder sind das einfach Marketingwerte aus dem Prospekt?

Evtl. beziehen sich die Werte auch nur auf das sichtbare Licht, bei dem Artikel, den ich mal dazu gelesen hatte.
Möglicherweise sind im UV oder IR-Bereich bessere Wirkungsgrade erzielbar, aber eigentlich kann ich das auch kaum glauben,
weil man dann mit entsprechenden Phosphporen etc. auch den Wirkungsgrad im sichtbaren Bereich verbessern könnte.
Es sei denn, die Beschichtung schluckt wieder so viel ....?

Gerade mal schnell gegoogelt:
Hier wird von einem Wirkungsgrad von bis zu 47% gesprochen:
https://ledtipps.net/wirkungsgrad/

hier ist es eher weniger (Artikel von 2013):
http://fastvoice.net/2013/01/28/wie-eff ... leuchtung/

Es hängt wohl schon davon ab, welche Wellenlänge das emittierte Licht am Ende hat.
Durch die Umwandlung in sichtbares Licht, geht sicherlich ein Teil der Strahlung wieder als Wärme verloren.
Irgendwo hatte ich mal gelesen, das für grünes Licht die besten Werte im sichtbaren Bereich erreicht werden und
das das theoret. Maximum bei etwas über 600 Lm/W liegt, der obige Artikel spricht allerdings von 350 Lm/W als Maximum?
Scheint mir alles nicht so ganz exakt wissenschaftlich...

P.S. man sollte Artikel immer erst ganz lesen, da steht nämlich: (2. Art. oben)
"Die physikalisch mögliche Lumen/Watt-Ausbeute liegt bei kalt-weißen LEDs nicht bei 600, sondern nur bei ca. 350 lm/W. Grüne LED-Chips mit einer Wellenlänge von 555 Nanometer könnten theoretisch sogar 683 lm/W schaffen. Davon ist die Serienfertigung bei LED-Allgemeinbeleuchtung aber noch weit entfernt, und 90% Wirkungsgrad dürften hier bei akzeptablen Farbtemperaturen und gutem Farbwiedergabeindex niemals erreichbar sein."

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Re: 100W Taschenlampe

#22 Beitrag von VDX »

... ich denke mal, daß sie bei den 405nm-LED's und den IR-Laserdioden ohne Wellenlängen-Konversion einen höheren Wirkungsgrad haben, als bei den Weißlicht-Dioden mit dem gelben Farbstoff um die Kristalle herum, welche einen Großteil der abgestrahlten Energie "schlucken" bzw. von Blau nach Gelb umwandeln, damit das Licht weiß erscheint.

Hier ein Datenblatt zu den 200Watt Laserdioden mit allen Infos zur elektrisch aufgenommenen und optisch abgestrahlten Leistung:
Strom-Leistungs-Kurve.jpg
Viktor

*** EDIT ***
... ich hab' nochmal nachgeschaut und mich an die letzten Meßwerte zu erinnern vesucht - die Laserdioden brauchen etwas über 400 Watt elektrisch für 200 Watt optisch -- das Maximum hatte ich nicht bei 9.5V, sondern bei über 10 Volt ... wollte die Diode aber nicht zu lange "quälen", also nicht genauer gemessen ...
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Re: 100W Taschenlampe

#23 Beitrag von Multi-kv »

Danke - interessant!
Fast 50% Wirkungsgrad ist schon sehr gut!

Im sichtbaren Bereich und insbes. für gute Farbtemp. und Farbwidergabewerte wohl noch lange nicht zu erreichen.
Die rein monochromatischen Led haben immer einen etwas besseren Wert als "weißes" Licht - aber so viel hätte ich nicht erwartet :-)

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stoppi
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Re: 100W Taschenlampe

#24 Beitrag von stoppi »

So, habe einmal die Kennlinie der 100W-LED aufgenommen. Bei maximaler Netzteilspannung von 31.7V betrug die Stromstärke 3.37A und demnach die elektrische Leistung fast 107W. Angegeben ist für die LED (https://www.aliexpress.com/item/LED-Lam ... 4c4dN07Z41) ein Spannungsbereich von 30-32V.

Ich könnte die Strahlungsleistung mit meiner Thermosäule bestimmen, nur habe ich da das Problem, nicht den gesamten Abstrahlkegel zu erfassen bzw. dann auch wegen der ungleichmäßigen Ausleuchtung prozentuell rückzurechnen.
Dateianhänge
100W-LED-Taschenlampe_64.jpg

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Re: 100W Taschenlampe

#25 Beitrag von VDX »

... ich kann heute Abend mal probieren, ob ich die Flächen-Abstrahlung mit meinem Laser-Powermeter messen kann - der Silizium-Sensor dürfte 30mm Durchmesser haben und eine Linse vor die LED sollte das evtl. auf einen etwa gleichgroßen oder etwas kleineren Fleck fokussieren können ...

Viktor
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Re: 100W Taschenlampe

#26 Beitrag von Multi-kv »

die Messung fände ich schon sehr interessant :-)
Die eher theoretischen Laborwerte und die tatsächlich in der Praxis gemessen liegen ja recht oft weit auseinander.

Das ist eine schöne Diodenkennlinie, da oben!
Der Verlauf ist ja ab ca. 27 V recht linear und gar nicht sooo steil wie ich dachte.
Höher als 30V muß man für praktische Anwendungen eigentlich gar nicht gehen, so für normale "Taschenlampenanwendungen" :-)
Kühlst Du die Led aktiv?

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VDX
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Re: 100W Taschenlampe

#27 Beitrag von VDX »

... hmmm ... bin grad' von der Firma zurück, hab' aber das Leistungsmeßgerät noch nicht wiedergefunden ... mal schauen, ob's morgen klappt :|

Viktor
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Re: 100W Taschenlampe

#28 Beitrag von VDX »

... nö - es versteckt sich immer noch :|

Dafür habe ich eine interessante Optik von einem alten Meßmikroskop gedunden:
10x - Objektiv.jpg

So sieht das "Lichtbild" in etwa 1.5 Meter an der Decke aus - das Abbild des LED-Rasters ist 20x20cm groß:
Lichtbild2 in 1m5.jpg
Lichtbild in 1m5.jpg
Viktor
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Re: 100W Taschenlampe

#29 Beitrag von VDX »

... so, hab' vorhin das Leistungsmeßgerät gefunden - das hat eine genau für die LED passende Sensorfläche von 50mm Durchmesser!

Bei voller Spannung am Labornetzteil von etwa 30.6 Volt habe ich eine Leistungsanzeige von 11.5 Watt -- laut der Meßkurve von Stoppi nimmt die LED dabei knapp 75 Watt elektrisch auf!!

Die Verluste bei der Konversion nach Blau nach Weiß sind also erheblich :roll:

Hier ein paar Bilder zum Größenvergleich und fürs Foto (damit's nicht so heiß wird) mit etwa: 28V * 1.2A * 30W elektrisch * 4.6W optisch:
Leistungs-Messgeraet1.jpg

Leistungs-Messgeraet2.jpg
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Re: 100W Taschenlampe

#30 Beitrag von Multi-kv »

Vielen Dank fürs Messen, Viktor, sehr interessant.

Dann liegt der Wirkungsgrad wohl irgendwo unter 20%!
Ich glaube nicht, das die Verluste nahezu nur an der Konversion von Blau nach Weiß liegen, das macht vermutlich ca. die Hälfte oder
etwas mehr der Verluste aus. Ohne diesen "Konversionsfilter" wäre der Wirkungsgrad vielleicht bei max. 50%, wenn überhaupt.
Das deckt sich doch recht gut mit dem was ich so in Erinnerung hatte.
Deswegen erscheinen die kaltweißen Leds auch immer heller als die warmweißen bei gleicher elektrischer Leistung.

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