Typische Bauformen Von Mehrfarbigen Leds - Beckhoff El2596 Dokumentation

Produktübersicht
LEDs können grundsätzlich nur Licht eines schmalen Wellenlängenbereiches mit einer Breite von einigen
10 Nanometern erzeugen. Weißes Licht ist die Summe aller Farben, bzw. die Summe aller Wellenlängen im
sichtbaren Bereich. Daher müssen Farben additiv gemischt werden, um mit einer LED weißes Licht zu
erzeugen. Dazu gibt es verschiedene Verfahren, von denen zwei wesentliche im Folgenden beschrieben
werden.
1. Kombination verschiedenfarbiger LEDs
Rote, grüne und blaue LEDs (RGB-LEDs) können zur Erzeugung von weißem Licht in einem Gehäuse
miteinander kombiniert werden, sodass sich die Lichtfarben mischen. Bei entsprechender Ansteue-
rung der einzelnen Leuchtdioden erscheint das Licht weiß. Bei der RGB-Kombination von LEDs ist es
durch eine entsprechende Ansteuerung der einzelnen LEDs auch möglich, andersfarbiges Licht mit
kontinuierlichen Farbübergängen zu erzeugen.
2. Lumineszenz
Eine kurzwellige LED (blau, violett, ultraviolett) wird mit photolumineszierendem Farbstoff kombiniert.
Photolumineszenz beschreibt die Emission von Licht nach Anregung durch üblicherweise blaues oder
ultraviolettes Licht. Der Farbstoff wandelt blaues, höherenergetisches Licht in langwelligeres Licht mit
einem in der Regel größeren Wellenlängenbereich um. Der genutzte Farbstoff beeinflusst dabei maß-
geblich die Farbtemperatur, sodass unterschiedliche Weißtöne (Cold White, Warm White) erzeugt
werden können.
Mit zunehmender Nutzungsdauer von LEDs verändert sich die Farbe des emittierten Lichts durch die
Alterung. Diese Farbveränderungen verlaufen bei jeder LED unterschiedlich. Bei LEDs, die mittels eines
photolumineszierenden Farbstoffs weißes Licht emittieren altert sowohl der LED-Chip, als auch der Farbstoff
selbst.
2.4.9

Typische Bauformen von mehrfarbigen LEDs

Es gibt allgemein zwei Arten von LEDs, einfarbig und mehrfarbig. Bei einfarbigen LEDs ist es möglich die
Helligkeit über die Stromstärke in Durchlassrichtung anzupassen, die Farbe ist jedoch unveränderbar, da die
LED nur aus einem Halbleitermaterial gefertigt ist, wodurch eine spezifische Wellenlänge emittiert wird. Die
Farbe der LED wird nicht von der Ansteuerungsart beeinflusst. Bei den mehrfarbigen LEDs gibt es
unterschiedliche Arten mit unterschiedlich vielen Farbmöglichkeiten. Eine n-farbige LED besteht dabei aus n
einzelnen Halbleiter-PN-Übergängen vereint in einem Gehäuse. Die Einzel-LEDs in der mehrfarbigen LED
bestehen aus dem entsprechenden Halbleitermaterial, welches die entsprechende Wellenlänge emittiert.
Gängig sind die Arten RGB (Rot-Grün-Blau), RGBW (Rot-Grün-Blau-Weiß) und RGBWW (Rot-Grün-Blau-
Weiß-Weiß). Die genaue Farbe, die emittiert wird, wird über den Strom durch die einzelnen
Halbleiterübergänge bestimmt.
Einfarbige LEDs unterscheiden sich in ihrem Halbleitermaterial, wodurch sich unterschiedliche Kennwerte
und Farben ergeben.
Die Kennwerte und Farben unterscheiden sich auch bei mehrfarbigen LEDs. Bei mehrfarbigen LEDs ist für
die Ansteuerung aber noch zu betrachten, wie die einzelnen einfarbigen LEDs innerhalb der mehrfarbigen
LED-Lichtquelle miteinander verschaltet sind. Im Folgenden sind einige mögliche Verschaltungen dargestellt
und erklärt:
1. Inverse Parallel
Die „Inverse parallel"-Verschaltung funktioniert lediglich mit zwei (unterschiedlich farbigen) LEDs. Mit der
Verschaltung ist es möglich mit zwei LEDs verschiedene Farbmischungen zu erzeugen.
Abb. 18: Inverse parallel LEDs
30 Version: 1.1 EL2596, EL2596-0010