Desavantatges i reptes de la il·luminació LED

May 17, 2023

Deixa un missatge

No us deixeu portar pels nombrosos avantatges que ofereix la il·luminació LED. Tot i que aquesta tecnologia és sens dubte un desenvolupament important en la història de la il·luminació elèctrica, també presenta reptes únics. El negoci de la il·luminació està enfrontant actualment una crisi d'una magnitud a la qual mai s'havia enfrontat. Les filosofies d'enginyeria i disseny es van transformar per la il·luminació d'estat sòlid. Els controls d'il·luminació són ara electrònica de potència més que simples il·luminants. En altres paraules, el disseny del sistema d'il·luminació és força complex. Els LED són fonts de llum semiconductors que s'autoescalfen, són sensibles al corrent i produeixen molta llum. Això planteja el problema més important amb la il·luminació LED, ja que una obra polifacètica és crucial per al rendiment i la fiabilitat del sistema. L'enginyeria del sistema i el disseny integral d'un sistema d'il·luminació LED també inclouen altres elements a més de les mètriques del paquet LED. La gestió tèrmica, la regulació del corrent de la unitat i el control òptic són només algunes de les variables interconnectades addicionals en joc.

 

Els experts des de la distància sovint desenvolupen una llarga llista d'inconvenients per a la il·luminació LED. També mai deixarien de destacar els perills de la llum blava de la il·luminació LED per tal de fer que el conte sigui interessant. En essència, la llum blanca és una síntesi de longituds d'ona de diverses bandes de color. Independentment de les fonts de llum a partir de les quals es genera la llum, tots els blancs amb el mateix aspecte de color contenen gairebé la mateixa quantitat de longituds d'ona blaves a l'espectre visible. Es pot utilitzar una temperatura de color correlacionada (CCT) per descriure la tonalitat de la llum blanca. El CCT d'una font de llum sovint es relaciona amb el blau que és. El percentatge de longituds d'ona blaves augmenta amb CCT. La radiació blava d'un producte LED de 3000 K és tan baixa com la d'una làmpada incandescent de 3000 K sota les mateixes circumstàncies de luminància i il·luminació, mentre que la radiació blava d'un producte LED de 6000 K és tan alta com la d'una làmpada fluorescent de 6000 K. El perill de la llum blava rarament és un problema amb els LED blancs, com passa amb altres fonts de llum. L'enginyeria del maquillatge de l'espectre de la llum blanca és un avantatge important de la tecnologia LED. Qualsevol combinació espectral de llum que beneficiï la salut i el benestar humà es pot generar amb il·luminació LED. Per tal de modificar la quantitat de radiació blava per a un espectre saludable de llum blanca, la il·luminació centrada en l'ésser humà, una tendència tecnològica important que està alimentant l'expansió de la indústria de la il·luminació, aprofita la capacitat de sintonització CCT dels sistemes LED.


En realitat, la il·luminació LED només té un petit nombre d'inconvenients inherents.

El defecte més conegut de la il·luminació LED és que genera calor com a conseqüència. Com que produeixen calor a l'interior de l'embalatge del dispositiu en lloc d'irradiar calor en forma de radiació infraroja, els LED es coneixen com a aparells de calefacció de venda. Un LED converteix al voltant de la meitat de l'energia elèctrica que rep en calor, que s'ha de transportar físicament a través d'un canal tèrmic. La cinètica dels mecanismes de fallada, inclosa la producció i desenvolupament de defectes atòmics a l'àrea activa del díode, la carbonització i el groc de l'encapsulant, i la tinció de la carcassa del paquet de plàstic, es pot accelerar si la temperatura de la unió del dispositiu no es manté per sota d'un determinat límit. Per cada augment de 10 graus C de la temperatura de la unió per sobre de la temperatura nominal màxima de la unió, la vida útil d'un LED es reduirà entre un 30 i un 50 per cent.

 

El fet que els LED siguin electrònics de potència fràgils és alhora la limitació més subestimada i la pitjor de la il·luminació LED. Tenen preferències alimentàries molt particulars; corrent d'accionament. L'alta sensibilitat de corrent directe dels LED té pros i contres. Millora la controlabilitat dels sistemes d'il·luminació però també dificulta extremadament la regulació del corrent de conducció. El corrent de conducció pot fluctuar en una quantitat molt petita, cosa que pot afectar la sortida de llum. Els LED són dispositius impulsats per corrent continu, però sovint necessiten ser alimentats per una font de CA. La sortida de corrent del controlador als LED encara pot tenir una ondulació residual (fluctuació periòdica residual) si la forma d'ona alterna no es suprimeix completament després de la rectificació. A causa d'aquesta ondulació, els LED parpellegen a una freqüència de 100 Hz o 120 Hz, que és el doble de ràpid que la tensió de la línia d'entrada. La interconnexió dels sistemes elèctrics i tèrmics dels LED complica encara més la regulació de la càrrega. La quantitat d'electricitat subministrada al LED es redueix a mesura que augmenta la temperatura de la unió, baixa la tensió directa, etc. D'altra banda, la quantitat de calor residual produïda a la matriu de semiconductor augmenta en proporció al corrent de conducció. Sobreconduir un LED per sobre de la seva capacitat nominal pot provocar una fuga tèrmica i una ruptura primerenca del LED. Tanmateix, els sobreesforços elèctrics (EOS) són el perill que suposa el major risc per als LED. Quan el corrent o la tensió de conducció superen els valors nominals màxims del component, es produeix un EOS. Els sobreesforços elèctrics poden tenir diverses causes probables, com ara descàrregues electrostàtiques (ESD), corrent d'entrada o altres sobretensions transitòries. A causa de la susceptibilitat dels LED a diversos factors d'estrès elèctric, es requereix una gestió estricta del corrent de conducció.

 

El fet que els LED tinguin una alta densitat de flux és un tercer inconvenient. L'enlluernament pot ser produït per les fonts de llum intensa de la llum dirigida. Lluminàncies altes en el camp de visió poden perjudicar la visió (enlluernament per discapacitat) o fer-vos sentir irritat o incòmode (enlluernament incòmode). El disseny de la lluminària pot incloure òptiques addicionals per reduir l'enlluernament, tot i que fer-ho sovint comporta una pèrdua òptica substancial.

 

Finalment, però no menys important, en comparació amb els productes d'il·luminació tradicionals, una major complexitat del sistema comporta uns costos inicials més elevats per als productes LED. Per això, l'optimització de costos és crucial en el procés de disseny de lluminàries. Una sèrie de problemes sorgiran quan la pressió dels costos superi la fiabilitat i el rendiment de la mercaderia.
 

Enviar la consulta