Galliumnitrid-Transistoren schalten mit hoher Frequenz
Galliumnitrid-Transistoren lassen sich zusätzlich bei hohen Frequenzen schalten. Die Schaltgeschwindigkeit beeinflusst dabei maßgeblich die Größe der in den Treibern als Energiespeicher verbauten Spulen und Kondensatoren. Die Schaltgeschwindigkeit eines GaN-basierten Treibers kann bis zu einem Faktor 10 höher ausgelegt werden, als die des Pendants aus Silizium. »Auf einer kleineren Fläche sind somit kostengünstigere Schaltungen möglich. Die LED-Lampe kann insgesamt kompakter und leichter konstruiert werden, sie bringt aber dennoch die gleiche oder eine höhere Lichtleistung«, erläutert Kunzer. Da die Energiespeicher die Herstellungskosten erheblich beeinflussen, könnte sich dies durchaus positiv auf den Preis auswirken.
Wirkungsgrad 86%
Aufgrund der positiven Eigenschaften des neuen Halbleitermaterials ist es Kunzer und seinem Team gelungen, den Wirkungsgrad des GaN-Treibers auf 86 Prozent zu steigern. Er liegt damit ein bis vier Prozent über dem Wert der Pendants aus Silizium. Zudem erzielten die Leuchten eine doppelt so hohe Lichtleistung wie derzeit verfügbare LED-Lampen mit Siliziumtransistoren: Während LED-Retrofit-Lampen mit Siliziumbauelementen einen Lichtstrom von etwa 1000 Lumen – das Maß für die Helligkeit – erreichen, kommen die Forscher vom IAF auf 2090 Lumen. »20 Prozent des weltweiten Stromverbrauchs gehen auf das Konto der Beleuchtung. Hier lohnt sich das Sparen besonders. Die Effizienz der LED-Treiber ist dabei eine nicht zu unterschätzende Größe, sie ist ein wichtiger Faktor, um Energie zu sparen. Denn je höher die Lichtausbeute beziehungsweise der Wirkungsgrad ausfällt, desto geringer ist der Stromverbrauch. Geht man davon aus, dass LEDs im Jahr 2020 einen Marktanteil von fast 90 Prozent haben, tragen sie erheblich zum Umweltschutz bei«, sagt Kunzer.
->Quelle: fraunhofer.de