LED-belysning Tekniska problem

Halvljusbelysning med lysdioder eller lysdioder ger fem till tio gånger så mycket belysning per watt som glödlampor - eller ännu mer. LED-lampor har användbara livstider på tiotusentals timmar - snarare än de tusen eller så som glödlampor erbjuder. Och lysdioder erbjuder exakt kontroll av ljuseffekten, i motsats till glödlampor, som sprutar ljuset i alla riktningar.

Alla dessa egenskaper översätts till betydande prestandafördelar för lysdioder, men det betyder inte att de är utan problem. De kan ha problem med färg, utdata kan försämras med tiden och lysdioder måste kylas. Fel på någon av flera LED-armaturkomponenter kan orsaka att hela lysdioden misslyckas. Industrin, regeringen och den akademiska världen har tagit itu med dessa problem och lett till explosiv tillväxt i tillgängligheten av lysdioder för allmän belysning.

Ljusets karaktär och färg som kommer ut ur din glödlampa beror på temperaturen på den lilla glödtråden inuti. Även om en glödtråd är byggd annorlunda än en annan, kommer den fortfarande att värmas upp till ungefär samma temperatur och ge ungefär samma färgljus. Inte så med lysdioder.

Lysdioder är byggda ungefär som datorchips med exakt deponerade lager av halvledarmaterial. Små förändringar i tjockleken på skikten kan ändra färgen på LED-lampan. Dessutom har de flesta vita ljusdioder ett annat lager som kallas fosfor. Små förändringar i fosfor leder också till färgförändringar som kan göra att en vit LED ser blåaktig ut medan en annan ser rödaktig ut och en annan gulaktig.

Varje ljuskälla försämras med tiden. Till och med dina glödlampor ändrar färg och blir svaga när de blir äldre - men de går sönder innan dessa effekter blir alltför märkbara. Lysdioderna dämpar och ändrar färg när de blir äldre också. Under sin livstid orsakar exponering för värme och ljus fysiska och kemiska förändringar i lysdioderna och fosforerna som ändrar belysningen. Eftersom lysdioder håller 25 till 50 gånger så länge som glödlampor blir dessa effekter uppenbara.

Lysdioder är mycket effektivare än glödlampor. Glödlampor förvandlar 5 procent till 10 procent av sin el till ljus, medan lysdioder omvandlar ungefär hälften av sin el till ljus. Resten av den energin - den bortkastade delen - går i värme. Glödlampor blir av med den värmen genom att avge den som osynlig infraröd strålning - det är därför din hand känns varm framför en glödlampa. Lysdioder avger inte mycket infraröd strålning.

Lysdioder genererar fortfarande värme, så det måste tas bort genom någon annan metod. Lysdioder måste anslutas till kylflänsar för att flytta värmeenergin från lysdioden, sedan måste kylflänsarna konstrueras för att bli av med värmen på något sätt. Om lysdioder inte kyls ned försämras de mycket snabbt och misslyckas sedan helt.

När du köper en glödlampa kan du ansluta den till en skrivbordslampa, en vägglampa eller en infälld takarmatur - den fungerar var som helst. Det är en annan historia för lysdioder. En LED-ljuskälla består av mycket mer än själva LED-lampan. Den innehåller också kylflänsen och drivelektroniken - en kretsenhet som omvandlar 120 V från uttaget till en likspänning som LED kan använda. För att en lysdiod ska fungera korrekt måste själva lysdioden, fosfor, kylfläns och elektronik vara felfri. Om du någonsin har sett ett LED-trafikljus med ett mörker i mitten, har du inte sett en misslyckad LED; du har sett ett misslyckat LED-elektronikpaket. Eftersom lysdioderna själva kan ta många tiotusentals timmar, måste de andra elementen i paketet också utformas med en sådan livstid - en teknisk utmaning.

I början av 2000-talet var alla dessa problem - och några andra - tekniska problem för LED-belysning. Samordnat företag, universitet och regering har förbättrat situationen dramatiskt. Nu finns det uppsättningar design och teststandarder. Även om konsumenter förmodligen inte vill bli begravda i detaljerna i testförfarandena, kan de ta ett enkelt steg genom att verifiera att LED-produkterna de köper har en "Lighting Facts" -etikett. Endast tillverkare som följer testprocedurerna får använda etiketten.