FAQ - nejčastější dotazy k technologii LED
- Co je to LED?
- Jak je docíleno bílého světla z LED?
- Jaký je rozdíl mezi pojmy „efficiency“ (účinnost) a „efficacy“ (efektivita)?
- Jakým způsobem postupovat při hodnocení LED světelného zdroje?
- Jaký má vliv teplota okolního prostředí na provoz LED?
- Co je teplota přechodu?
- Od čeho je odvozována životnost LED?
- Kolika letům provozu odpovídá 50.000 provozních hodin?
Co je to LED?
Zkratka LED pochází z anglického spojení „Light Emitting Diod“, nebo-li v českém překladu „dioda vyzařující světlo - svítivá dioda“. Princip činnosti LED spočívá ve vyzáření energie ve formě fotonů, při průchodu elektrického proudu přes polovodičový přechod. V případě výkonových diod se jako základní polovodičový materiál ve většině případů používá materiál na bázi sloučeniny GaN (galium nitrid) případně InGaN (Indium-Gallium-Nitride). Pro optimalizaci barevného podání bývá povrch LED čipu pokryt tenkou vrstvou luminoforu, což je látka měnící vlnovou délku vyzařovaného světla a tím i jeho barevné podání.
Zpět na začátekJak je docíleno bílého světla z LED?
V současné době jsou k dispozici dvě metody, kterými lze docílit efektu bílého světla vyzařovaného LED zdrojem. Jednou z možností, jak vytvořit bílé světlo, je získání bílého světla vzájemnou kombinací více světelných zdrojů s různou vlnovou délkou světla – systém RGB (míchání červeného, zeleného a modrého světla). Tato metoda umožňuje vytvářet bílé světlo v širokém spektru teplot chromatičnosti, je však technologicky a cenově poměrně náročná a není tedy příliš využívána. Druhou metodou je použití LED využívajících polovodičového materiálu InGaN (Indium-Gallium-Nitride), který emituje modré světlo. Pro získání výsledného bílého světla je povrch LED čipu pokryt tenkou vrstvou luminoforu, což je látka měnící vlnovou délku vyzařovaného světla a tím i jeho barevné podání (část modrého světla je přeměněna na žluté) – kombinace těchto dvou barev je lidským okem vnímána jako bílé světlo. Tato metoda získání bílého světla z LED zdrojů je v současné době nejrozšířenější.
Zpět na začátekJaký je rozdíl mezi pojmy „efficiency“ (účinnost) a „efficacy“ (efektivita)?
Efficacy – je termín, který se běžně používá v případech, kde se liší jednotky veličin popisujících vstupní a výstupní hodnoty sledovaných parametrů. V případě osvětlení se jedná o poměr mezi světelným tokem (lm) vyzařovaným světelným zdrojem a elektrickým příkonem světelného zdroje potřebného pro vygenerování daného světelného toku. Efficiency – účinnost svítidla je bezrozměrné číslo, vyjadřující poměr mezi světelným tokem vyzařovaným svítidlem do svého okolí a světelným tokem instalovaných světelných zdrojů ve svítidle. Tento parametr tedy vyjadřuje efektivnost využití světla generovaného světelným zdrojem pro osvětlení a jeho hodnota se prakticky pohybuje v rozmezí 0,4 – 0,9.
Zpět na začátekJakým způsobem postupovat při hodnocení LED světelného zdroje?
U každého LED produktu výrobce uvádí světelný výkon v Lumenech, který je samozřejmě důležitým, ale rozhodně ne jediným ukazatelem vypovídajícím o kvalitách daného světelného zdroje. Pro úplné posouzení kvality LED svítidla musíme vzít v úvahu jeho celkovou účinnost, typ použitých LED čipů, kvalitu napájecího zdroje, provedení optického systému, kvalitu systému pro odvod ztrátového tepla, kvalitu materiálů použitých na svítidle, stupeň krytí svítidla, v jakém čase dojde ke snížení vyzařovaného světelného výkonu o 30 procent. Na svítidlo je tedy zapotřebí pohlížet jako na komplexní systém a brát v úvahu všechny důležité, výše uvedené aspekty.
Zpět na začátekJaký má vliv teplota okolního prostředí na provoz LED?
Udržení provozní teploty LED pod kritickou teplotou je základním předpokladem pro jejich správnou a dlouhodobě bezproblémovou funkci. Zvýšená teplota vede ke snížení světelného výkonu LED a ke zkrácení její životnosti. Pokud je světelný zdroj správně navržen, není pro něj problém pracovat i za ztížených teplotních podmínek. V porovnání se zářivkami pokles teploty pod nulu není pro LED žádný problém, naopak se světelné parametry zlepší.
Zpět na začátekCo je teplota přechodu?
Teplota přechodu je teplota dosahovaná v místě, kde je vlastní dioda připevněna k nosné podložce. Udržení této teploty na co nejnižší hodnotě je klíčovým prvkem ovlivňujícím světelné parametry a životnost LED svítidla.
Teplota na diodě je ovlivňována především těmito třemi faktory:
- procházejícím proudem
- provedením systému pro odvod tepla
- teplotou okolního prostředí
Obecně platí, že čím větší je procházející proud, tím větší je teplo vznikající na polovodičovém přechodu a tím pádem se také zvyšují požadavky na množství odváděného tepla. Množství odváděného tepla je limitováno teplotou okolního prostředí a technickým provedením systému pro odvod tepla. Nejlepším řešením pro odvod tepla se z tohoto pohledu jeví použití chladičů z hliníku, s vhodně navrženým žebrováním a dostatečnou aktivní chladící plochou umožňující efektivní odvod tepla. Kvalitní LED světelný zdroj tedy musí mít špičkový napájecí zdroj a optimálně vyřešený systém pro odvod ztrátového tepla.
Zpět na začátekOd čeho je odvozována životnost LED?
Životnost LED je velice vysoká a několikanásobně delší v porovnání s ostatními zdroji světla. Dle typu použitých diod (výrobce), v závislosti na aplikaci a celkovém technickém řešení se pohybuje v rozmezí cca. 30.000 – 100.000 provozních hodin. Z důvodu, že úplná porucha diody je velice málo pravděpodobná, je životnost LED odvozována od poklesu jejich světelného toku v čase. Obecně se předpokládá, že životnost LED je ukončena při poklesu světelného toku o 30%, což odpovídá výše zmiňované době životnosti.
Zpět na začátekKolika letům provozu odpovídá 50.000 provozních hodin?
Pro přepočet životnosti na roky je určující, kolik hodin denně bude světelný zdroj v provozu. Při využití:
- 24 hodin denně – se jedná o dobu 5,7 roku
- 12 hodin denně – se jedná o dobu 11,4 roku
- 8 hodin denně – se jedná o dobu 17,1 roku