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e 3 technologie prinzip anwendung breitungen 20.11.09 germany diese ausführungen sind nur zu informations-zwecken bestimmt und keinerlei bestätigung oder ersatz für professionelle beratung global lightz gmbh global lightz hat diese informationen mit grösst-möglicher sorgfalt gesammelt und zusammengefasst macht aber keine zusicherungen bzgl vollständigkeit richtigkeit genannter werte genauigkeit oder anwendbarkeit dieser informationen auch die personen die diese zusammenstellung aufbereitet haben machen keine solchen zusicherungen daher ist global lightz auch in keinem fall verantwortlich für fehlfunktionen oder nachteile bei irgendwelchen personen oder firmen die sich auf diese informationen berufen wollen gleichgültig aus welchem grund auch immer e³ prinzip anwendung seite 1 of 31 20 november 2009

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inhalts-verzeichnis einführung 3 wie funktioniert das 3 e3 lampe definition der lebensdauer vergleich mit ccfl/leuchtstoffröhren/energie-spar-lampen 5 mythos man kann elektroden sputtern in entladungs-lampen nicht verhindern 5 e lampe 3 besonderheiten im direkten vergleich zur ccfl 6 verluste die im layout begründet sind 6 mythos es ist beinahe unmöglich wechsel-spannungs-fluoreszenz-entladungs-lampen mit höheren frequenzen in einem engen metallgehäuse ohne dramatische effizienz-einbussen zu betreiben 7 leck-ströme parasitäten 7 mythos es ist unmöglich leck-ströme und parasitäten zu eliminieren daher wird empfohlen die betriebs-frequenz und/oder die die lampen-spannung zu reduzieren um damit leck-ströme und parasitäten in den griff zu bekommen 8 temperatur-verhalten 8 mythos es ist extrem aufwendig fluoreszenz-entladungs-lampen sinnvoll in kalten 30°c und sehr warmen 70°c und mehr temperaturen zu betreiben 9 e3 technologie frage frage frage frage frage frage frage fragen antworten 10 wie funktioniert denn e³ 10 was ist denn das technische prinzip hinter e³ 10 was sind die haupt-vorteile von e³ 10 kann man e³ einfach in grossen mengen produzieren 11 welche lichtfarben bieten e³ produkte 11 warum ist es denn wichtig die jeweils richtige licht-farbe zu wählen 12 welcher farbe entspricht welche wellen-länge 13 unsere standard-lichtfarben 13 frage wieviel licht bekomme ich aus e³ licht-schienen 14 frage was ist unsere definition von effizienz 15 frage wie verhält sich e³ in bezug auf total cost of ownership gesamt-betriebs-kostenbetrachtung nicht nur kaufpreis im vergleich zu anderen technologien 15 frage wie hoch ist die lebensdauer von e³ produkten 17 frage sind e³ standard-produkte dafür ausgelegt direkt an endkunden verkauft zu werden 18 frage sie sprechen von einer kalten licht-quelle was ist denn in diesem zusammenhang die definition von kalt 19 frage kann man e³ light-engines zu endlosen licht-linien verbinden 20 frage wie sieht die typische lichtverteilung bei e³ light-engines aus 22 kosten-kalkulator 23 wie berechnet man lumen aus candela und abstrahl-winkel 24 energie-aufwand bei der produktion 25 e³ benötigt im vergleich zu ccfl`s ca 35 weniger energie alternative technologien wie z.b led ein vielfaches 25 hier ein vergleich zwischen led und ccfl der japanischen electric power companies 25 muster-bilder 26 glüh-lampen-ausstieg 28 lichterzeugungsarten 29 e³ prinzip anwendung seite 2 of 31 20 november 2009

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e3 technologie abgrenzung zu anderen technologien einführung e³ lampen gehören in die klasse der nieder-druck-entladungs-lampen sie bestehen meist aus dünnen glasröhrchen ca 3mm durchmesser mit einer innenbeschichtung aus dotierten keramiken einem speziellen getter und einer besonderen edelgas-mischung mit einem innendruck zwischen ca 2 mbar und 0,7 bar die lampen enthalten leistungsfähige multi-band-phosphore die auch einzelne rot grün und/oder blau emittierende dotierungen enthalten können diese werden genutzt um das gewünschte lichtspektrum zu erzeugen oder zu korrigieren heute werden e³ leuchtmittel meist mit 24 volt betrieben wie funktioniert das das funktions-prinzip ist recht komplex und basiert auf der ionisierung verdampfter bzw gasförmiger teilchen durch entsprechende kontrolle der vorgänge bilden sich kurzzeitig stabile cluster exciplexe die wiederum sorgen für die erzeugung von ultraviolettem sichtbarem und/oder infrarotem licht eine entsprechende kombination daraus ergibt das gewünschte lichtspektrum lichtfarbe außerdem ein kleine menge an sub-infraroter strahlung zur steuerung und regelung der plasma-prozesse e³ prinzip anwendung seite 3 of 31 20 november 2009

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zusammenfassend kann man sagen dass durch anlegen einer elektrischen spannung ein elektrisches feld entsteht das elektronen und elementar-teilchen ionen atome moleküle innerhalb der glasröhre beschleunigt was zwangsläufig zu kollisionen führt bei denen dann verschiedene sehr genau gesteuerte prozesse unter anderem auch sehr komplexe quanten-physikalische prozesse stattfinden die hierbei ausgesendeten elektronen photonen werden dann noch in der keramikschicht sortiert und aufbereitet und verlassen dann das glasröhrchen als das gewünschte lichtspektrum um die ionisation zu verbessern und zu vereinfachen nutzen wir als füllgas edelgase je nach der zusammenstellung der beteiligten komponenten lassen sich unterschiedliche arten von kollisionen und damit unterschiedliche emmisionen der einzelnen elementarteilchen erzeugen e³ prinzip anwendung seite 4 of 31 20 november 2009

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e3 lampe definition der lebensdauer vergleich mit ccfl/leuchtstoff-röhren/energie-spar-lampen die lebensdauer traditioneller fluoreszenz-lampen wie z.b ccfl/leuchtstoff röhren/energie-spar-lampen wird sehr stark durch sputtern an den elektroden beeinflusst bzw reduziert sputtern ist ein ungewollter material-abtrag von den elektroden hohe elektrische spannungen niedere temperaturen und auch eine unkontrollierte steuerung führen dort ­ neben anderen prozessen teilweise zu rasanten alterungen und extremen früh-ausfällen zusätzlich verändert dieser material-abtrag auch noch durch chemische reaktionen die atmosphäre innerhalb des glasröhrchens was eine weitere beschleunigung des alterungs-prozesses mit sich führt zusätzlich können auch noch besondere phänomene auftreten wenn solche lampen ungeeignet betrieben werden die lampe leuchtet nur noch rosa verursacht durch den kompletten verbrauch chemische bindung des in ccfl benötigten quecksilbers durch das sputtern die lampe leuchtet an verschiedenen stellen rosa oder violett verursacht durch verschiedene ungleichgewichte in der verteilung der elementarteilchen durch ungeeigneten betrieb oder verbau mythos man kann elektroden sputtern in entladungs-lampen nicht verhindern e3 realität als ein resultat unserer innovativen ansätze zur kontrolle von komplexen quanten-physikalischen vorgängen in der entladung einer intelligenten ansteuerung und besonderen materialien bei der herstellung sind unsere e³ lampen praktisch frei von sputter-problemen and den damit zusammenhängenden effekten das erweitert massiv die lebensdauer und auch die gesamte leistungsfähigkeit unserer produkte e³ prinzip anwendung seite 5 of 31 20 november 2009

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e3 lampe besonderheiten im direkten vergleich zur ccfl ccfl`s als fluoreszenz licht quellen werden sehr oft in unterschiedlichen applikationen eingesetzt da sie sehr klein sind und im vergleich zu anderen lichtquellen recht viel licht pro gegebener leistung und gegebenem volumen produzieren da aber die industrie aufgeteilt ist in lampen-hersteller inverter/vorschaltgeräte-hersteller halbzeug-hersteller z.b lcd-hinterleuchtungen oder als nächsten schritt auch display-module und systemintegratoren für fertiggeräte z.b flachbildschirm-fernseher ist es kaum möglich ein völlig integriertes produkt-design von a bis z ohne systemische nachteile zu bekommen da die unterschiedlichen probleme mit ebenso unterschiedlichen lieferanten zu klären sind eine oft sehr unbefriedigende situation ­ meist mit zweifelhaftem ausgang aus diesem grund haben wir uns entschieden hier als technologie-system-anbieter aufzutreten und basierend auf tiefem detail-verständnis der technologie und entsprechenden kundenwünschen unsere lichtprodukte als standardisierte halbzeuge und künftig auch als installationsfertige produkte anzubieten lassen sie uns zusammen auf einige mögliche konsequenzen von ungeschicktem design bzw unpassender konstruktion werfen verluste die im layout begründet sind das layout einer lampe beinhaltet natürlich auch anschluss-leitungen ein gehäuse und weitere komponenten die alle sinnvoll zusammen spielen sollen dies bedeutet aber auch alle durch den einsatz dieser komponenten verursachten effekte ­ ob erwünschte oder unerwünschte ­ im produkt-design zu berücksichtigen ein ungeschicktes design kann alleine an dieser stelle bereits einbussen in der system-effizienz von 25 und mehr bedeuten in der darstellung unten sehen wir bei einer entladungs-lampe die einzelnen parasitären kapazitäten zum masse-potential zwischen jedem einzelnen punkt nur einige punkte stellvertretend dargestellt der verbindung vom ausgang der spannungs-versorgung e³ prinzip anwendung seite 6 of 31 20 november 2009

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bis zur lampe das heisst es gibt daher an jeder stelle einen pfad für solche unerwünschten leckströme die zwar mit versorgt werden aber kein licht erzeugen.1 jeder designer muss daher darauf achten dass die zuleitungen möglichst kurz sind eine daumen-regel besagt dass jedes inch 2,54cm leitungslänge ca 1 effizienz-verlust verursacht auch die platzierung der eigentlichen lampe muss gut gewählt werden denn benachbarte elektrisch leitfähige materialien wie z.b reflektoren gehäuseteile etc erzeugen ebenfalls kapazitive parasitäten Über all diese themen müssen sich designer bei e³ light-engines keine gedanken machen mythos es ist beinahe unmöglich wechsel-spannungs-fluoreszenz entladungs-lampen mit höheren frequenzen in einem engen metallgehäuse ohne dramatische effizienz-einbussen zu betreiben e3 realität wir haben mit e³ den beweis angetreten dass das nicht so sein muss unsere technologie ist bisher in unterschiedlichsten investitions-güter-produkten seit über 15 jahren in mehr als 70 ländern im täglichen einsatz leck-ströme parasitäten 1 a fourth generation of lcd backlight technology component and measurement improvements refine performance jim williams linear technology application note 65 e³ prinzip anwendung seite 7 of 31 20 november 2009

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wie bereits bekannt werden licht-quellen wie z.b ccfl`s so gut wie immer von elektrisch leitfähigen materialien wie reflektoren abschirmungen gehäusen etc umgeben die parasitäre kapazitäten zwischen der eigentlichen lichtquelle und den leitfähigen materialien ermöglichen diese parasitären kapazitäten ermöglichen die leck-ströme die leckströme sind grösser je höher die frequenz und die betriebs-spannung ist daher sind sie and den sogenannten heissen hohe spannung enden von ccfl`s auch höher als an den kalten enden die typischerweise elektrisch mit masse-potential verbunden sind da die lichterzeugung letzten endes von der strom-stärke in der lampe abhängt ­ und dieser durch leck-ströme entlang der lampe von heiss nach kalt abnehmend ist ergibt sich damit ein ungewollter effekt der die lampe an der heissen seite deutlich heller als an der kalten seite erscheinen lässt mythos es ist unmöglich leck-ströme und parasitäten zu eliminieren daher wird empfohlen die betriebs-frequenz und/oder die die lampen-spannung zu reduzieren um damit leck-ströme und parasitäten in den griff zu bekommen e3 realität heute liegt die typische betriebs-frequenz von e³ produkten zwischen 100-250khz und es ist nicht notwendig diese frequenz zu reduzieren um eine wünschenswert niedere impedanz zu erreichen temperatur-verhalten da die meisten der heute eingesetzten fluoreszenz-lampen auf hg-dampf anregung beruhen hängen viele deren eigenschaften auch direkt vom sich einstellenden hgdampfdruck ab temperatur hat einen sehr starken einfluss auf den hg-dampf-druck ist der druck zu niedrig entsteht zu wenig uv-licht zur anregung der leucht-pigmente phosphore im innern einer solchen licht-quelle ­ ist er zu hoch wird erzeugtes licht wieder absorbiert diese abhängigkeit zu reduzieren wird bei den einzelnen technologien schon lange e³ prinzip anwendung seite 8 of 31 20 november 2009

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versucht ­ mit wechselndem erfolg denn wenn man beispielsweise den gesamten gasdruck im innern reduziert damit bei höheren temperaturen nicht mehr soviel bereits erzeugtes licht wieder direkt absorbiert wird bevor es aus der lampe ausgekoppelt werden kann dann verringert sich die lebensdauer drastisch da die sputter rate an den elektroden deutlich ansteigt ein anderer ansatz in modernen energie-spar-lampen ist der einsatz von amalgamen allerdings ist der erfolg auch hier zweifelhaft denn diese lampen haben eine sehr lange anlaufzeit je nach temperatur sogar mehr als 10 minuten und sie mögen kein häufiges ein ­ aus-schalten was zu deutlich verkürzter lebensdauer führt e³ ist anders wir haben kein problem mit ein-aus-schalt-zyklen wir haben schnelle anlauf-zeiten nach den einschalten muss man nicht erst ewig warten bis das licht kommt uns bereiten kalte und/oder warme temperaturen keine probleme wir bieten heute eine um faktoren höhere leucht-dichte und lichtmenge pro volumen als leuchten basierend auf ccfl eefl energie-spar-lampen leuchtstoff-röhren und auch led`s mythos es ist extrem aufwendig fluoreszenz-entladungs-lampen sinnvoll in kalten 30°c und sehr warmen 70°c und mehr temperaturen zu betreiben e3 realität unsere technologie lässt solche betriebs-temperaturen zu um das zu gewährleisten werden unsere produkte kontinuierlich mit präzisions-messgeräten überwacht und getestet um die zugesicherten eigenschaften gewährleisten zu können e³ prinzip anwendung seite 9 of 31 20 november 2009

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e3 technologie frage wie funktioniert denn e³ antwort fragen antworten wir erzeugen ein plasma typischerweise in einer langen dünnen glas-röhre und stimulieren es um licht zu erzeugen frage was ist denn das technische prinzip hinter e³ antwort plasma-generierte meta-stabile exciplexe frage was sind die haupt-vorteile von e³ antwort e³ benötigt deutlich weniger energie als herkömmliche leuchtmittel e³ ist wesentlich effizienter als z.b glühbirnen bietet aber deren lichtfarbe und qualität e³ kann schatten-freies licht erzeugen objekte im lichtstrahl von e³ leuchten werfen keinen direkten schatten e³ wird lange nicht so heiss wie andere leuchtmittel z.b glühbirne led etc e³ kann in kalten und in warmen temperaturen eingesetzt werden e³ hat eine sehr lange lebensdauer es gibt produkte mit mehr als 80.000 stunden e³ ist ein völlig öko-kompatibles prinzip e³ licht-quellen sind sehr klein und bieten damit viele möglichkeiten der integration e³ bietet sehr hohe packungs-dichten sehr viel licht aus sehr kleinen baugrössen e³ kann mit unbedenklichen kleinspannungen von z.b 24 volt betrieben werden e³ ist extrem robust bezogen auf schock und vibrations-belastung e³ prinzip anwendung seite 10 of 31 20 november 2009

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e³ ist nicht wirklich ganz neu sondern seit vielen jahren weltweit in investitions-gütern im erfolgreich einsatz z.b fahrzeuge e³ ist extrem kosten-günstig berechnet auf die gesamt-betriebs-kosten e³ gibt es fix und fertig als direkt integrierbare sehr kompakte licht-schienen light-engines in unterschiedlichen längen lichtfarben und lichtmengen lumen e³ ermöglicht sehr flexibel und schnell unterschiedlichste leuchten und licht-projekte aufzubauen und zu realisieren e³ ermöglicht es sehr flexibel und schnell unterschiedlichste leuchten und licht-projekte aufzubauen und zu realisieren e³ lässt sich sehr einfach steuern und schalten z.b mit logik-signalen aus bestehenden sps oder mikro-kontrollern e³ ermöglicht es sehr kompakte leuchten oder licht-projekte aufzubauen und zu realisieren bei denen die lichtfarbe kontinuierlich z.b von ca 2000k bis ca 9000k regelbar ist ­ ohne einbussen in der licht-qualität cri 80 ice bank-automaten sonder-maschinen sonder frage kann man e³ einfach in grossen mengen produzieren antwort ja das skalieren für grosse mengen ist wesentlich einfacher und günstiger als man sich das vielleicht vorstellt denn wir können sogar existierende z.b alte oder nicht mehr konkurrenzfähige produktions-anlagen für ccfl eefl energie-spar-lampen oder leuchtstoff-lampen relativ einfach umrüsten und bieten hier auch ein franchise-modell für interessierte firmen an frage welche lichtfarben bieten e³ produkte antwort um für uns und unsere kunden den umgang mit den recht komplexen farb-temperaturdefinitionen zu vereinfachen haben wir eigene licht-farben definiert und diese mit namen und nicht mit cct-werten und/oder grad kelvin bezeichnet e³ prinzip anwendung seite 11 of 31 20 november 2009

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unsere angebotenen standard-lichtfarben heissen sky-light day-light entspricht licht im freien unter blauem himmel entspricht in räume einfallendem tageslicht entspricht glüh-birnen kerzenlicht candle-light diese hier genannten namen unserer licht-farben werden in all unseren spezifikationen ebenfalls verwendet sowie in der kommunikation mit unseren kunden das ermöglicht uns und unseren kunden sehr einfach jederzeit die passende und vorhersagbare licht-farben für das jeweilige produkt bzw die jeweilige anwendung zu beschreiben und zu bestellen frage warum ist es denn wichtig die jeweils richtige licht-farbe zu wählen antwort da alle objekte die nicht selbst leuchten nur die farben reflektieren und/oder absorbieren können mit denen sie beleuchtet werden hier als beispiel ein unter verschiedener beleuchtung fotografierter clown e³ prinzip anwendung seite 12 of 31 20 november 2009

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frage welcher farbe entspricht welche wellen-länge antwort unsere standard-lichtfarben die beschreibung unserer standard-farbwerte sky-light day-light candle-light erfolgt hier exemplarisch eingetragen in ein cie 1931 farb-dreieck die markierungen im diagramm zeigen die angenäherten positionen und koordinaten unserer licht-farben candle-light day-light and sky-light e³ prinzip anwendung seite 13 of 31 20 november 2009

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frage wieviel licht bekomme ich aus e³ licht-schienen antwort e³ prinzip anwendung seite 14 of 31 20 november 2009

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frage was ist unsere definition von effizienz antwort wir definieren licht-quellen-effizienz gemessen in einem kugel-spektro-photo-meter ulbricht-kugel bei raum-temperatur von 25°c für diese messungen haben unsere lampen kein gehäuse reflektor oder lichtleiter wir machen typischerweise 3 bis 5 messungen inklusive der ermittlung der tatsächlich aufgenommenen elektrischen leistung watt und integrieren die emittierte lichtmenge lumen über den bereich des sichtbaren lichtes die ergebnisse dieser 3 bis 5 messungen pro prüfling werden dann addiert und durch die anzahl der messungen geteilt wir machen alle effizienz-messungen bei voll-last gemäss spezifikation des jeweiligen prüflings das ist fundamental unterschiedlich zu messungen bei led`s led`s werden typischerweise während des sogenannten binnings der sortierung und gruppierung der einzelnen farbwerte bei sehr niederen leistungen typ 10ma und sehr kurzen pulsen typ ein puls mit typ 10 milli-sekunden bei einer temperatur von 20°c gemessen solche werte sind damit nicht miteinander vergleichbar da bei kleinen leistungen und kurzen pulsen die gemessenen leistungs-daten deutlich schöner aussehen als unter voll-last-bedingungen frage wie verhält sich e³ in bezug auf total cost of ownership gesamt-betriebskosten-betrachtung nicht nur kaufpreis im vergleich zu anderen technologien e³ prinzip anwendung seite 15 of 31 20 november 2009

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