Slabosti in izzivi LED osvetlitve

May 17, 2023

Pustite sporočilo

Naj vas številne prednosti LED osvetlitve ne zavedejo. Čeprav je ta tehnologija nedvomno pomemben razvoj v zgodovini električne razsvetljave, predstavlja tudi edinstvene izzive. Posel razsvetljave se trenutno spopada s krizo, s katero se doslej še ni soočal. Inženirska in oblikovalska filozofija je bila preoblikovana s polprevodniško razsvetljavo. Kontrolniki razsvetljave so zdaj močnostna elektronika in ne preprosta svetila. Z drugimi besedami, zasnova sistema razsvetljave je precej zapletena. LED diode so polprevodniški viri svetlobe, ki se samogrejejo, so občutljivi na tok in proizvajajo veliko svetlobe. To povzroča največjo težavo pri osvetlitvi LED, saj je večplasten del dela ključnega pomena za delovanje in zanesljivost sistema. Sistemski inženiring in celovita zasnova sistema LED razsvetljave vključujeta tudi druge elemente poleg metrike paketa LED. Toplotno upravljanje, regulacija pogonskega toka in optični nadzor je le nekaj dodatnih med seboj povezanih spremenljivk.

 

Strokovnjaki na daljavo pogosto razvijejo dolg seznam pomanjkljivosti LED razsvetljave. Prav tako ne bi pozabili poudariti nevarnosti modre svetlobe LED osvetlitve, da bi zgodbo naredili zanimivo. V bistvu je bela svetloba sinteza valovnih dolžin iz več barvnih pasov. Ne glede na vire svetlobe, iz katerih je svetloba ustvarjena, vse bele z enakim barvnim videzom vsebujejo skoraj enako količino modrih valovnih dolžin v vidnem spektru. Za opis odtenka bele svetlobe je mogoče uporabiti korelirano barvno temperaturo (CCT). CCT svetlobnega vira je pogosto povezan s tem, kako moder je. Odstotek modrih valovnih dolžin se poveča s CCT. Modro sevanje izdelka LED s 3000 K je tako nizko kot žarnica z žarilno nitko 3000 K v enakih okoliščinah svetilnosti in osvetlitve, medtem ko je modro sevanje izdelka LED s 6000 K tako visoko kot tisto iz fluorescenčne sijalke 6000 K. Nevarnost modre svetlobe je redko težava pri belih LED diodah, tako kot pri drugih virih svetlobe. Zasnova spektra bele svetlobe je glavna prednost tehnologije LED. Vsako spektralno kombinacijo svetlobe, ki koristi zdravju in dobremu počutju ljudi, je mogoče ustvariti z LED osvetlitvijo. Da bi prilagodili količino modrega sevanja za zdrav spekter bele svetlobe, razsvetljava, osredotočena na človeka, pomemben tehnološki trend, ki spodbuja širitev industrije razsvetljave, izkorišča zmogljivost CCT nastavitve LED sistemov.


V resnici ima LED osvetlitev le majhno število inherentnih pomanjkljivosti.

Najbolj znana napaka LED osvetlitve je, da posledično ustvarja toploto. Ker proizvajajo toploto znotraj embalaže naprave in ne oddajajo toplote v obliki infrardečega sevanja, so svetleče diode znane kot prodajni pripomočki za ogrevanje. LED pretvori približno polovico električne energije, ki jo prejme, v toploto, ki jo je treba fizično prenašati skozi toplotni kanal. Kinetika mehanizmov odpovedi, vključno s proizvodnjo in razvojem atomskih napak v aktivnem območju diode, karbonizacijo in porumenelostjo ovojnine ter obarvanjem ohišja plastične embalaže, se lahko pospeši, če temperatura stika naprave ni pod določeno mejo. Za vsakih 10 stopinj C zvišanje temperature spoja nad najvišjo nazivno temperaturo spoja, se življenjska doba LED zmanjša za 30 do 50 odstotkov.

 

Dejstvo, da so LED diode krhka močnostna elektronika, je hkrati najbolj podcenjena in najhujša omejitev LED razsvetljave. Imajo zelo posebne preference glede prehranjevanja; pogonski tok. Visoka občutljivost LED na sprednji tok ima prednosti in slabosti. Izboljša nadzor nad sistemi razsvetljave, hkrati pa zelo oteži regulacijo pogonskega toka. Pogonski tok lahko zelo malo niha, kar lahko vpliva na svetlobno moč. LED so naprave, ki jih poganja enosmerni tok, vendar jih je pogosto treba napajati iz vira izmeničnega toka. Izhodni tok od gonilnika do LED-diod ima lahko še vedno preostalo valovanje (preostala periodična nihanja), če izmenična valovna oblika po popravku ni popolnoma potlačena. Zaradi tega valovanja LED diode utripajo s frekvenco 100 Hz ali 120 Hz, kar je dvakrat hitreje od vhodne omrežne napetosti. Medsebojna povezava električnih in toplotnih sistemov LED dodatno otežuje regulacijo obremenitve. Količina električne energije, ki jo zagotavlja LED, se zmanjša, ko se temperatura spoja poveča, napetost naprej pade itd. Po drugi strani pa se količina odpadne toplote, proizvedene v polprevodniški matrici, poveča sorazmerno z pogonskim tokom. Prekomerno delovanje LED nad njeno nazivno zmogljivostjo lahko povzroči toplotno uhajanje in zgodnjo okvaro LED. Električne preobremenitve (EOS) pa so nevarnost, ki predstavlja največje tveganje za LED. Ko pogonski tok ali napetost preseže največje nazivne vrednosti komponente, se pojavi EOS. Električne prenapetosti imajo lahko različne verjetne vzroke, kot so elektrostatična razelektritev (ESD), vklopni tok ali drugi prehodni sunki električne energije. Zaradi dovzetnosti LED diod za različne električne stresorje je potrebno strogo upravljanje pogonskega toka.

 

Dejstvo, da imajo LED diode visoko gostoto pretoka, je tretja pomanjkljivost. Bleščanje lahko povzročijo intenzivni svetlobni viri usmerjene svetlobe. Visoka svetilnost v vidnem polju lahko poslabša vid (nezmožnost bleščanja) ali povzroči, da se počutite razdraženo ali neprijetno (neprijeten bleščanje). Zasnova svetilke lahko vključuje dodatno optiko za zmanjšanje bleščanja, čeprav to pogosto povzroči znatne optične izgube.

 

Nenazadnje, v primerjavi s tradicionalnimi izdelki za razsvetljavo, večja kompleksnost sistema povzroči višje začetne stroške za izdelke LED. Zaradi tega je optimizacija stroškov ključnega pomena za proces načrtovanja svetilk. Ko pritisk stroškov premaga zanesljivost in učinkovitost blaga, se bo pojavila vrsta težav.
 

Pošlji povpraševanje