Технически проблеми с LED осветлението

Твърдото осветление със светодиоди или светодиоди осигурява пет до 10 пъти повече осветеност на ват от крушките с нажежаема жичка - или дори повече. Светодиодите имат полезен живот през десетките хиляди часове - вместо хилядите, предлагани от крушките с нажежаема жичка. А светодиодите предлагат прецизен контрол на светлинната мощност, за разлика от крушките с нажежаема жичка, които пръскат светлината си във всички посоки.

Всички тези характеристики се превръщат в значителни предимства за производителността на светодиодите, но това не означава, че те са без проблемите си. Те могат да имат проблеми с цвета, изходът може да се влоши с течение на времето и светодиодите трябва да се охлаждат. Неизправността на който и да е от няколко компонента на светодиодното тяло може да доведе до отказ на целия светодиод. Индустрията, правителството и академичните среди се справят с тези проблеми, което води до експлозивен растеж в наличността на светодиоди за общо осветление.

Характерът и цветът на светлината, която излиза от вашата крушка с нажежаема жичка, зависи от температурата на мъничката нишка вътре. Дори ако една нишка е изградена по различен начин от друга, тя пак ще се нагрее до приблизително същата температура и ще излъчи приблизително една и съща цветна светлина. При светодиодите не е така.

Светодиодите са изградени като компютърни чипове с прецизно отложени слоеве от полупроводникови материали. Малки промени в дебелината на слоевете могат да променят цвета на светлината на светодиода. Освен това повечето светодиоди с бяла светлина имат още един слой, наречен фосфор. Малките промени във фосфора също ще доведат до промени в цвета, които могат да направят един бял светодиод да изглежда синкав, докато друг изглежда червеникав, а друг - жълтеникав.

Всеки източник на светлина се разгражда с времето. Дори вашите крушки с нажежаема жичка ще променят цвета си и ще потъмнеят, когато остареят - но те се разбиват напълно, преди тези ефекти да станат твърде забележими. Светодиодите затъмняват и променят цвета си с напредването на възрастта. През целия си живот излагането на топлина и светлина причинява физически и химични промени на светодиодите и фосфорите, които модифицират осветлението. Тъй като светодиодите издържат 25 до 50 пъти по-дълго от нажежаемите жички, тези ефекти стават очевидни.

Светодиодите са далеч по-ефективни от крушките с нажежаема жичка. Крушките с нажежаема жичка превръщат 5% до 10% от електричеството си в светлина, докато светодиодите преобразуват около половината от електричеството си в светлина. Останалата част от тази енергия - загубената част - отива в топлина. Крушките с нажежаема жичка се отърват от тази топлина, като я излъчват като невидима инфрачервена радиация - ето защо ръката ви се чувства топла пред крушка с нажежаема жичка. Светодиодите не излъчват много инфрачервено лъчение.

Светодиодите все още генерират топлина, така че тя трябва да бъде отнета по някакъв друг метод. Светодиодите трябва да бъдат свързани към радиатори, за да се отдалечи топлинната енергия от светодиода, след което радиаторите трябва да бъдат проектирани, за да се отърват по някакъв начин от тази топлина. Ако светодиодите не се охлаждат, те се разграждат много бързо, след което напълно се провалят.

Когато купувате лампа с нажежаема жичка, можете да я включите към настолна лампа, стенна лампа или вграден таван - тя ще работи навсякъде. Това е различна история за светодиодите. Светодиодният източник на светлина се състои от много повече от самия светодиод. Той също така съдържа радиатора и електрониката на драйвера - схема на веригата, която преобразува 120 V от контакта в DC напрежение, което LED може да използва. За да работи светодиодът правилно, самият светодиод, фосфорът, радиаторът и електрониката трябва да са безпроблемни. Ако някога сте виждали светодиоден светофар с ивица тъмнина в средата, не сте виждали неуспешен светодиод; виждали сте неуспешен пакет с електроника за LED. Тъй като самите светодиоди могат да издържат много десетки хиляди часове, останалите елементи на пакета също трябва да бъдат проектирани с такъв живот - техническо предизвикателство.

В началото на 2000-те всички тези проблеми - и няколко други - бяха технически проблеми за LED осветлението. Координираната корпоративна, университетска и държавна работа значително подобри ситуацията. Сега има набори от стандарти за проектиране и изпитване. Въпреки че потребителите вероятно не искат да се заровят в детайлите на тестовите процедури, те могат да направят проста стъпка, като проверят дали LED продуктите, които купуват, имат етикет „Факти за осветление“. Само производителите, които следват процедурите за изпитване, имат право да използват етикета.