Puolijohdevalaistus, jossa on valodiodeja tai LED-valoja, tuottaa 5-10 kertaa enemmän valoa wattia kohden kuin hehkulamput - tai jopa enemmän. LEDien käyttöikä on kymmeniä tuhansia tunteja - hehkulamppujen tarjoaman tuhannen sijaan. Ja LEDit tarjoavat tarkan valotehon hallinnan, toisin kuin hehkulamput, jotka ruiskuttavat valoa kaikkiin suuntiin.
Kaikki nämä ominaisuudet merkitsevät merkittäviä LED-suorituskyvyn etuja, mutta se ei tarkoita, että ne olisivat ilman ongelmia. Heillä voi olla ongelmia väreissä, tulos voi heikentyä ajan myötä ja ledit on jäähdytettävä. Jos jokin useista LED-valaisinkomponenteista epäonnistuu, koko LED voi vioittua. Teollisuus, hallitus ja tiedeyhteisö ovat käsittäneet näitä ongelmia, mikä on johtanut räjähdysmäiseen kasvuun LED-valojen saatavuudessa yleisvalaistukseen.
Väri
Hehkulampusta tulevan valon luonne ja väri riippuvat sisällä olevan pienen hehkulangan lämpötilasta. Vaikka yksi filamentti rakennettaisiin eri tavalla kuin toinen, se kuumennetaan silti melkein samaan lämpötilaan ja antaa suunnilleen samanvärisen valon. Ei niin ledien kanssa.
LEDit on rakennettu eräänlaisiksi kuin tietokoneen sirut, joissa on tarkasti kerrostuneet puolijohdemateriaalikerrat. Pienet kerrosten paksuuden muutokset voivat muuttaa LED-valon väriä. Lisäksi useimmissa valkoisen valon LEDeissä on toinen kerros, jota kutsutaan fosforiksi. Pienet muutokset fosforissa johtavat myös värimuutoksiin, jotka voivat saada yhden valkoisen LEDin näyttämään sinertävältä, kun taas toinen näyttää punertavalta ja toinen kellertävältä.
Valovirran ylläpito
Jokainen valonlähde hajoaa ajan myötä. Jopa hehkulamput muuttavat väriä ja himmentyvät ikääntyessään - mutta ne rikkoutuvat kokonaan ennen kuin nämä vaikutukset ovat liian havaittavissa. LEDit himmentyvät ja muuttavat väriä myös ikääntyessään. Lämmön ja valon altistuminen aiheuttaa käyttöikänsä aikana fysikaalisia ja kemiallisia muutoksia LED-valoihin ja fosforeihin, jotka muuttavat valaistusta. Koska LEDit kestävät 25-50 kertaa niin kauan kuin hehkulamput, nämä vaikutukset näkyvät.
Jäähdytys
LEDit ovat paljon tehokkaampia kuin hehkulamput. Hehkulamput muuttavat 5–10 prosenttia sähköstään valoksi, kun taas LEDit muuttavat noin puolet sähköstään valoksi. Loput energiasta - hukkaan menevä osa - menee lämpöön. Hehkulamput pääsevät eroon lämmöstä lähettämällä sitä näkymättömäksi infrapunasäteilyksi - minkä vuoksi kätesi tuntuu lämpimältä hehkulampun edessä. LEDit eivät lähetä paljon infrapunasäteilyä.
LEDit tuottavat edelleen lämpöä, joten se on poistettava jollakin muulla menetelmällä. Ledit on kytkettävä jäähdytyslevyihin siirtämään lämpöenergia pois LEDistä, sitten jäähdytyslevyt on suunniteltava päästäkseen eroon lämmöstä jotenkin. Jos LED-valoja ei jäähdytetä, ne hajoavat hyvin nopeasti ja epäonnistuvat sitten kokonaan.
Useiden komponenttien integrointi
Kun ostat hehkulampun, voit kytkeä sen pöytävalaisimeen, seinäseinään tai upotettuun kattovalaisimeen - se toimii missä tahansa. Se on erilainen tarina LEDeille. LED-valonlähde koostuu paljon enemmän kuin itse LED. Se sisältää myös jäähdytyselementin ja ohjainelektroniikan - piirikokoonpanon, joka muuntaa 120 V: n pistorasiasta tasavirtajännitteeksi, jota LED voi käyttää. Jotta LED toimisi kunnolla, LEDin itsensä, fosforin, jäähdytyselementin ja elektroniikan on oltava häiriötön. Jos olet koskaan nähnyt LED-liikennevaloa, jonka keskellä on pimeä laastari, et ole nähnyt epäonnistunutta LEDiä; olet nähnyt epäonnistuneen LED-elektroniikkapaketin. Koska LEDit itse voivat kestää useita kymmeniä tuhansia tunteja, myös muut paketin osat on suunniteltava tällaisella käyttöikällä - tekninen haaste.
Ongelmien käsittely
2000-luvun alussa kaikki nämä asiat - ja muutama muu - olivat LED-valaistuksen teknisiä ongelmia. Koordinoidut yritys-, yliopisto- ja hallitustyöt ovat parantaneet tilannetta dramaattisesti. Nyt on joukko suunnittelu- ja testistandardeja. Vaikka kuluttajat eivät todennäköisesti halua hautautua testausmenettelyjen yksityiskohtiin, he voivat ottaa yksinkertaisen askeleen tarkistamalla, että heidän ostamillaan LED-tuotteilla on "Light Facts" -tarra. Ainoastaan testimenettelyjä noudattavat valmistajat saavat käyttää etikettiä.