Aktualności

Zrozumieć technologię LED – jak działają diody LED?

Oświetlenie LED to obecnie najpopularniejsza technologia oświetleniowa.Niemal każdy zna liczne korzyści, jakie oferują oprawy LED, a zwłaszcza fakt, że są one bardziej energooszczędne i trwalsze niż tradycyjne oprawy oświetleniowe.Jednak większość ludzi nie ma dużej wiedzy na temat technologii leżącej u podstaw oświetlenia LED.W tym poście przyjrzymy się, jak leży u podstaw technologia oświetlenia LED, aby zrozumieć, jak działają światła LED i skąd pochodzą wszystkie korzyści.

Rozdział 1: Co to są diody LED i jak działają?

Pierwszym krokiem do zrozumienia technologii oświetlenia LED jest zrozumienie, czym są diody LED.LED oznacza diody elektroluminescencyjne.Diody te mają charakter półprzewodnikowy, co oznacza, że ​​mogą przewodzić prąd elektryczny.Po przyłożeniu prądu elektrycznego do diody elektroluminescencyjnej następuje uwolnienie energii w postaci fotonów (energia świetlna).

Ze względu na fakt, że oprawy LED wykorzystują do wytwarzania światła diodę półprzewodnikową, określa się je mianem półprzewodnikowych urządzeń świetlnych.Inne światła półprzewodnikowe obejmują organiczne diody elektroluminescencyjne i polimerowe diody elektroluminescencyjne, które również wykorzystują diodę półprzewodnikową.

Rozdział 2: Kolor światła LED i temperatura barwowa

Większość opraw LED wytwarza światło w kolorze białym.Białe światło dzieli się na różne kategorie w zależności od ciepła lub chłodu każdej oprawy (stąd temperatura barwowa).Te klasyfikacje temperatury barwowej obejmują:

Ciepła biel – od 2700 do 3000 kelwinów
Neutralna biel – od 3000 do 4000 kelwinów
Czysta biel – od 4000 do 5000 kelwinów
Dzień biały – od 5000 do 6000 kelwinów
Zimna biel – od 7000 do 7500 kelwinów
W ciepłej bieli barwa wytwarzana przez diody LED ma żółty odcień, podobny do barw żarówek.Wraz ze wzrostem temperatury barwowej światło staje się bielsze, aż do osiągnięcia białego koloru dziennego, który jest podobny do światła naturalnego (światło dzienne ze słońca).Wraz ze wzrostem temperatury barwowej wiązka światła zaczyna mieć niebieskawy odcień.

Należy jednak pamiętać o diodach elektroluminescencyjnych, że nie wytwarzają one białego światła.Diody dostępne są w trzech podstawowych kolorach: czerwonym, zielonym i niebieskim.Biały kolor, który można znaleźć w większości opraw LED, powstaje poprzez zmieszanie tych trzech podstawowych kolorów.Zasadniczo mieszanie kolorów w diodach LED polega na łączeniu różnych długości fal świetlnych dwóch lub więcej diod.Dlatego poprzez mieszanie kolorów możliwe jest uzyskanie dowolnego z siedmiu kolorów znajdujących się w widmie światła widzialnego (kolory tęczy), które po połączeniu dają biały kolor.

Rozdział 3: LED i efektywność energetyczna

Jednym z ważnych aspektów technologii oświetlenia LED jest ich efektywność energetyczna.Jak już wspomniano, prawie każdy wie, że diody LED są energooszczędne.Jednak wiele osób nie zdaje sobie sprawy, jak powstaje efektywność energetyczna.

To, co sprawia, że ​​diody LED są bardziej energooszczędne niż inne technologie oświetleniowe, to fakt, że diody LED przekształcają prawie całą wprowadzoną moc (95%) w energię świetlną.Co więcej, diody LED nie emitują promieniowania podczerwonego (światła niewidzialnego), które jest zarządzane poprzez mieszanie długości fal kolorów diod w każdym urządzeniu, aby uzyskać tylko długość fali koloru białego.

Z drugiej strony, typowa żarówka zamienia tylko niewielką część (około 5%) pobieranej energii na światło, a reszta jest marnowana przez ciepło (około 14%) i promieniowanie podczerwone (około 85%).Dlatego w przypadku tradycyjnych technologii oświetleniowych do uzyskania wystarczającej jasności potrzebna jest duża moc, a diody LED potrzebują znacznie mniej energii, aby uzyskać podobną lub większą jasność.

Rozdział 4: Strumień świetlny opraw LED

Jeśli w przeszłości kupiłeś żarówki żarowe lub fluorescencyjne, znasz moc w watach.Przez długi czas moc w watach była akceptowanym sposobem pomiaru światła wytwarzanego przez oprawę.Jednak od czasu pojawienia się opraw LED uległo to zmianie.Światło wytwarzane przez diody LED jest mierzone w strumieniu świetlnym, który jest definiowany jako ilość energii emitowanej przez źródło światła we wszystkich kierunkach.Jednostką miary strumienia świetlnego są lumeny.

Powodem zmiany miary jasności z mocy na jasność jest fakt, że diody LED są urządzeniami o małej mocy.Dlatego bardziej sensowne jest określanie jasności za pomocą mocy świetlnej, a nie mocy wyjściowej.Ponadto różne oprawy LED mają różną skuteczność świetlną (zdolność przetwarzania prądu elektrycznego na strumień świetlny).Dlatego oprawy, które zużywają tę samą ilość energii, mogą mieć bardzo różną moc świetlną.

Rozdział 5: Diody i ciepło

Powszechnym błędnym przekonaniem o oprawach LED jest to, że nie wytwarzają one ciepła – ze względu na to, że są chłodne w dotyku.To jednak nieprawda.Jak już wspomniano powyżej, niewielka część mocy dostarczanej do diod elektroluminescencyjnych zamieniana jest na energię cieplną.

Powodem, dla którego oprawy LED są chłodne w dotyku, jest to, że niewielka część energii przetworzonej na energię cieplną nie jest zbyt duża.Do tego oprawy LED wyposażone w radiatory, które odprowadzają to ciepło, co zapobiega przegrzewaniu się diod elektroluminescencyjnych i obwodów elektrycznych opraw LED.

Rozdział 6: Żywotność opraw LED

Oprócz energooszczędności oprawy LED słyną również ze swojej energooszczędności.Niektóre oprawy LED mogą wytrzymać od 50 000 do 70 000 godzin, czyli około 5 razy (lub nawet więcej) dłużej w porównaniu do niektórych opraw żarowych i fluorescencyjnych.Co więc sprawia, że ​​światła LED działają dłużej niż inne rodzaje światła?

Cóż, jednym z powodów jest fakt, że diody LED to lampy półprzewodnikowe, podczas gdy żarówki i lampy fluorescencyjne wykorzystują do emitowania światła włókna elektryczne, plazmę lub gaz.Włókna elektryczne łatwo wypalają się po krótkim czasie z powodu degradacji cieplnej, podczas gdy szklane obudowy, w których znajduje się plazma lub gaz, są bardzo podatne na uszkodzenia w wyniku uderzenia, wibracji lub upadku.Oprawy te nie są więc trwałe, a nawet jeśli przetrwają wystarczająco długo, ich żywotność jest znacznie krótsza w porównaniu z diodami LED.

Należy zwrócić uwagę na to, że diody LED i ich żywotność to to, że nie przepalają się one jak żarówki fluorescencyjne lub żarowe (chyba że diody się przegrzewają).Zamiast tego strumień świetlny oprawy LED stopniowo się degraduje w czasie, aż osiągnie 70% pierwotnej mocy świetlnej.

W tym momencie (określanym jako L70) degradacja światła staje się zauważalna dla ludzkiego oka, a tempo degradacji wzrasta, przez co dalsze korzystanie z opraw LED jest niepraktyczne.Uważa się zatem, że w tym momencie osprzęt osiągnął koniec swojego okresu eksploatacji.

 


Czas posta: 27 maja-2021