Belastungsgrenzen

Lexikon der Bildverarbeitung: LED-Pulsbelastungsdiagramm
Das Pulsbelastungsdiagramm stellt die physikalischen Grenzen von LED-Beleuchtungen im Blitzbetrieb dar, die definiert kurzzeitig mit großen Strömen betrieben werden. Das bautypenspezifische Kennlinienfeld beschreibt das Verhältnis von Blitz- und Ausschaltzeit (Blitzfrequenz) bei verschiedenen LED-Strömen (Helligkeiten), bei denen LED-Blitzbeleuchtungen schadlos bis zur Belastungsgrenze betrieben werden können.
Pulsbelastungsdiagramm der Power-LED Ringbeleuchtung R-76x50-B440-M-CLR-P-S von evotron.
Pulsbelastungsdiagramm der Power-LED Ringbeleuchtung R-76×50-B440-M-CLR-P-S von evotron.Bild: Evotron GmbH & Co. KG

Das Kennlinienfeld des Pulsbelastungsdiagramms wird grundsätzlich von der Temperatur des LED-Chips überlagert und verschoben. So muss dieser Parameter im Betrieb permanent ermittelt und überwacht werden, damit die Sperrschicht der LEDs nicht zerstört oder künstlich gealtert wird. Dazu bedarf es einer Sensorik und Signalverarbeitung für verschiedene physikalische Parameter, die die aktuellen Betriebsbedingungen überwacht und die bereitgestellte Lichtenergie der LED-Beleuchtung durch digitale Regelung konstant hält. Im Kennlinienfeld werden auch Ströme angegeben, die weit über dem Dauerbetrieb-Nennstrom der LED-Beleuchtung liegen. Größere LED-Ströme steigern zwar den erzeugten Lichtstrom um ein Vielfaches, sie vergrößern jedoch auch die im LED-Chip erzeugte Wärme. Daher dürfen große LED-Ströme nur kurzzeitig fließen. Danach muss eine definierte Ausschaltzeit eingehalten werden, um die Diode wieder abkühlen zu lassen, bevor sie erneut eingeschaltet werden kann. Im Diagramm lässt sich ermitteln, wie bei längeren Pulszeiten und höheren LED-Strömen die notwendige Ausschaltzeit ansteigt und die erreichbare Blitzfrequenz sinkt. Die thermisch-konstruktive Gestaltung und Optimierung der LED-Beleuchtung sowie eine maximale Wärmeabfuhr vom LED-Chip in die Umgebung hat wesentlichen Einfluss auf den Verlauf des Kennlinienfeldes und somit auf die erreichbaren Blitzparameter.

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1. notwendige Blitzdauer tpulse an der y-Achse auswählen

2. einzustellende LED-Stromkurve auswählen

3. Ausschaltzeit toff am Schnitt-

punkt Blitzdauer / LED-Kurve an

der x-Achse ablesen

4. maximal mögliche Blitzfrequenz

errechnen:

fpulse_max = 1/ (tpulse+toff)

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