Future LED-Bulb, Quelle: LEDON

Future LED-Bulb, Quelle: LEDON

Future LED-Bulb
Energiesparender Glühbirnenersatz für den Massenmarkt

Bereits 2007 wurde von Infineon Technologies Austria AG in Kooperation mit Zumtobel Lighting GmbH und Tridonic Jennersdorf GmbH eine breit angelegte F&E-Kooperation gestartet, um neue energieeffiziente LED-Lampen zu entwickeln, die höchsten Komfortansprüchen genügen und sich als Ersatz für konventionelle Glühbirnen auf dem Massenmarkt eignen.

Ziel des Leitprojekts „Future LED Bulb“ war die Entwicklung von LEDs mit folgenden Eigenschaften:

  • höchste Energieeffizienz
  • konstante angenehme Farbtemperatur
  • konstante Intensität
  • extrem lange Lebensdauer (ca. 50.000 Stunden)
  • attraktiver Marktpreis
  • Dimmbarkeit über bereits existierende Systeme

Im Rahmen des Projekts wurden neue, extrem langlebige Lampen entwickelt, die über hocheffiziente Netzspannungswandler bei kleinster Kubatur und über verlustarme LED-Treiber mit neuen Regelalgorithmen zur Einstellung der Farbtemperatur und Stabilisierung des Lichtstroms verfügen. Herausforderungen waren auch die attraktive Formgebung und die Lichtverteilung bei gleichzeitiger Lösung des Wärmehaushaltes aller Systemkomponenten. Das Thermomanagement, die neue Mechanik, die LED-Optik und die Leistungselektronik stellten zusätzliche Forschungsthemen mit hohem Innovationsgehalt dar.

Im Laufe der Entwicklungsarbeiten zeigten sich die Grenzen des Thermomanagements. So war es notwendig, für den zweiten Demonstrator eine extrem leise aktive Kühlung einzusetzen, um einen kompakten Glühbirnenersatz mit mehr als 1000 Lumen (das entspricht ca. dem Lichtstrom einer 75 Watt Glühbirne) auf LED-Basis realisieren zu können. Diese innovative Technik macht es zukünftig möglich, LEDs mit 2000 Lumen und mehr in kleinen Bauformen thermisch zu beherrschen. Als Reaktion auf das Glühbirnenverbot der EU wurde von den Projektpartnern rasch die Produktauskopplung vorgenommen. Zumtobel gründete 2009 die Tochter LEDON für die Verwertung des neu entwickelten Produkts. Sowohl der Lichtstrom der „LED-Bulb“ als auch die Effizienz des neuartigen Schaltungskonzepts gehören bis heute zur internationalen Spitze. Bezüglich der Farbwiedergabe (Farbanpassungsindex Ra ≥ 90) ist das Produkt auf dem Glühbirnenersatzmarkt Benchmark.

Infineon brachte den LED-Treiber ICL8001G und das dazu passende Demoboard auf den Markt. Mit der im Projekt entwickelten primärseitigen Regelung konnte die Anzahl der benötigten Bauteile von mehr als 50 auf ca. 30 reduziert werden. Heute besteht das Infineon-Portfolio im Bereich Beleuchtung zu einem großen Teil aus Produkten für LED-Systeme.

Zukünftiges Forschungsfeld ist der Einsatz von LEDs im Rahmen neuer Konzepte für energieeffiziente Büro- und Industriebeleuchtung. Im Projekt wurden bereits entsprechende Features entwickelt, um die Integration in intelligente nachhaltige Energiesysteme zu ermöglichen. Die einzeln ansteuerbaren LED-Lampen lassen sich sehr gut bei Daylight Dimming-Systemen einsetzen. Mit Hilfe von High-Tech Sensoren wird der Tageslichtbedarf berechnet und die künstliche Beleuchtung exakt gesteuert, wodurch Energieeinsparungen bis zu 60 % möglich sind.

DI Dr. Sabine Herlitschka, MBA Vorstandsvorsitzende und CTO, Infineon Technologies Austria AG
DI Dr. Sabine Herlitschka, MBA
„In der LED-Technologie kann Infineon seine lokalen Forschungs- und Entwicklungskompetenzen für energieeffiziente Leistungshalbleiter optimal einbringen. Intelligente Elektronik mit Know-how von Infineon Austria sorgt für umweltfreundliche LED-Beleuchtung im Haushalt, in der professionellen Beleuchtung und im Automobilbereich. Die Entwicklung von immer kleineren, energieeffizienteren Chips unterstützt den verstärkten Einsatz von innovativen, nachhaltigen LED-Beleuchtungslösungen, deren Anteil am gesamten Lichtmarkt in den kommenden Jahren signifikant steigen wird.”

DI Dr. Sabine Herlitschka, MBA
Vorstandsvorsitzende und CTO, Infineon Technologies Austria AG