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Titelaufnahme

Titel
Theoretische und experimentelle Untersuchungen zum Einsatz gepulster Halbleiterlichtquellen in der Kraftfahrzeugbeleuchtung / Steffen Strauß
AutorStrauß, Steffen In der Gemeinsamen Normdatei der DNB nachschlagen
Erschienen2007
HochschulschriftPaderborn, Univ., Diss., 2007
SpracheDeutsch
SerieHNI-Verlagsschriftenreihe ; 226
DokumenttypDissertation
ISSN2365-4422
URNurn:nbn:de:hbz:466-20080429018 Persistent Identifier (URN)
Dateien
Theoretische und experimentelle Untersuchungen zum Einsatz gepulster Halbleiterlichtquellen in der Kraftfahrzeugbeleuchtung [4.05 mb]
strauss [16.44 kb]
strauss [14.89 kb]
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Nachweis
Klassifikation

Deutsch

Aktuelle Entwicklungen zeigen, dass sich das Einsatzgebiet von Licht emittierenden Dioden (LED) stetig erweitert. Da sich diese neue Lichtquelle am Anfang ihrer Entwicklung befindet, sind die zukünftigen Einsatzgebiete kaum absehbar. Diese Arbeit dient der Analyse des Entwicklungspotenzials der weißen Hochleistungs-LEDs für die Kfz-Frontbeleuchtung. Im ersten Teil der Arbeit findet eine ausführliche Analyse der lichttechnischen Parameter heutiger Hochleistungs-LEDs statt. Des Weiteren werden, ausgehend von den Prinzipien der Weißlichterzeugung mit Halbleiterdioden, die Entwicklungsmöglichkeiten der weißen LED abgeschätzt und mit denen konventioneller Lichtquellen wie Glüh- und Gasentladungslampe verglichen. Im zweiten Teil wird besonderes Augenmerk auf die einzigartige schnelle Schaltzeit der LED gelegt. Es wird eine Variante eines LED-Scheinwerfers beschrieben, mit der, durch die Kombination einer gepulsten Lichtquelle mit einer dynamischen Optik, eine frei adressierbare Lichtverteilung realisiert wird. Anhand eines Funktionsmusters wird dieses Prinzip umgesetzt und die Machbarkeit eines solchen Scheinwerfers analysiert. Um den reibungslosen Einsatz einer gepulsten LED-Lichtquelle im Kfz zu garantieren, war es notwendig sowohl technische als auch physiologische Besonderheiten gepulster Leuchtdioden zu untersuchen. Es wird gezeigt, dass die Blendung mit gepulsten Lichtquellen nicht zu einer erhöhten Beeinträchtigung des Sehvermögens führt. Weiterhin wird das Phänomen des Perlschnureffektes (bzw. flickering rearlamp oder Doppelbilderbildung) untersucht und es werden Konstruktionsrichtlinien zur Vermeidung dieses Effektes gegeben. Anhand der Analyse eines thermodynamischen Modells einer gepulsten LED, werden mögliche Vor- und Nachteile des Pulsens bezüglich der LED-Temperatur und –Lichtausbeute analysiert. Diese Analyse führt zu einer, durch die thermodynamischen Kapazitäten und Widerstände berechenbaren, Mindestfrequenz für Halbleiterdioden, unterhalb derer Dioden nur mit geringerer Leistung betrieben werden dürfen. Durch spektral- und zeitaufgelöste Messungen der optischen Sprungantwort werden die Einflüsse der Fluorophorkonversion auf die Schaltzeiten weißer LEDs untersucht. Es zeigt sich eine Verlängerung der Schaltzeit auf ca. eine Mikrosekunde.

English

The latest trends display a growing range of applications for LEDs. The development of this light source is in its early stages and its domain in the future is hard to predict. This report will analyse the potential for development of high performance LEDs used for automobile head lights. The first chapter provides technical light parameters for today’s high performance LEDs. Furthermore it looks at the development potentials of white LEDs, based on creation of white light with semiconductor diodes and compares them with conventional light sources such as incandescent and gas discharge lamps. The second chapter focuses on fast circuit time as a unique feature of LEDs. It describes a variant LED head light which enables free allocation of light beams by combining a pulsed light source with a dynamic optic. In order to discuss future production this principal will be analyzed and implemented on the basis of a functional model. In order to guarantee sufficient use of pulsed LEDs for automobiles, it was necessary to examine technical and physical characteristics of LEDs. As a result it was found that the glare of pulsed light sources doesn’t cause visual curtailing. In addition, the phenomenon of “flickering rearlamp” will be investigated to conclude guidelines for a construction that prevents that disadvantage regarding LED temperature and light efficiency will be analyzed. By calculating thermo dynamical capacities and resistance, the observation resulted in a minimum frequency for semiconductor diodes. LEDs below that value should be operated only with lower power. Trough spectral and transient measurements of the optical step response, the influence of phosphor conversion on circuit times of white LEDs were analyzed. The result is a delay of about one micro second.