FAQ LED
W jaki sposób działa dioda LED?
Działanie diody LED opiera się na zjawisku rekombinacji promienistej, tj. przeskoku elektronu z wyższego poziomu energetycznego na niższy i oddaniu energii w postaci promieniowania. Jest to zjawisko luminescencji, która w przypadku LED, występuje pod wpływem przepływu prądu w diodzie p-n, spolaryzowanej w kierunku przewodzenia i dlatego nazywa się elektroluminescencją, a dioda świecącą diodą elektroluminescencyjną.Jaka jest sprawność diody LED?
Sprawność nowoczesnej diody LED na poziomie chipu w laboratoriach dochodzi powoli do wartości 100%. Głównym problemem w uzyskiwaniu wysokich sprawności gotowych diod LED pozostaje kwestia wyprowadzenie światła na zewnątrz z jak najmniejszymi stratami. Najwydajniejsze obecnie emitery światła czerwonego mogą poszczycić się sprawnością zewnętrzną na poziomie 60%.
Jak jest żywotność diody LED?
Diody LED stanowią w obecnej chwili najbardziej trwałe źródła światła. Niektóre diody LED mogą świecić nieprzerwanie nawet do 100 000 godzin!!! Przy standardowej eksploatacji oznacza to używanie diody przez okres ponad 10 lat. Parametrem określającym żywotność Led-ów jest czas, w jakim następuje 50-procentowy spadek strumienia świetlnego w stosunku do stanu początkowego. Prawidłowo użytkowane diody nie przepalają się gwałtownie, lecz ich strumień świetlny stopniowo słabnie.
Kandele, lumeny, a może waty czym się kierować wybierając diodę LED?
Do niedawna diody LED wysokiej wydajności charakteryzowano najczęściej w kandelach. Taki system cieszył się popularnością do momentu, gdy natężenie światła osiągnęło poziom przekraczający 10 000 mcd i posługiwanie się tymi wartościami stało się po prostu niewygodne. Obecnie producenci chętniej posługują się watami, co już zupełnie zaciemnia obraz, gdyż moc podawana w watach dotyczy nie światła, a prądu elektrycznego zasilającego diodę (napięcie przewodzenia razy prąd). Podanie wartości mocy dostarczanej do diody nie ma związku z wydajnością świetlną, dlatego zawsze powinno być uzupełnione przez wartość generowanego strumienia świetlnego w lumenach lub światłością w kandelach oraz kątem emisji. W przypadku diod świecących o dużej mocy przeznaczonych do celów oświetleniowych ich producenci coraz częściej podają informację o wydajności świetlnej w lumenach zamiast kandelach, którymi charakteryzuje się diody o mniejszej mocy. Działanie takie jest korzystniejsze dla użytkownika, gdyż w ten sam sposób charakteryzowane są np. żarówki energooszczędne, co umożliwia dokonywanie porównań.
Z jakimi wielkościami fizycznymi możemy spotkać się w dziedzinie LED?
Strumień świetlny emitowany przez źródło światła mierzony w lumenach [lm], to całkowity energetyczny efekt jego promieniowania widzialnego [o zakresie długości fali od 380 do 780 nm], równoważny mocy;
Światłość, podawana w kandelach [cd], to strumień świetlny odniesiony do danego kąta bryłowego;
Luminancja, której jednostką jest kandela na metr kwadratowy [cd/m2], to światłość odniesiona do powierzchni;
Natężenie oświetlenia, określane w luksach [lx], to powierzchniowa gęstość strumienia świetlnego [strumień odniesiony do powierzchni];
Skuteczność oświetlenia źródła, wyrażona w lumenach na watt [lm/W], to strumień świetlny odniesiony do pobranej przez jego źródło mocy elektrycznej
Co oznacza określenie "temperatura barwowa"?
Temperatura barwowa to temperatura ciała doskonale czarnego, w której wysyła ono promieniowane tej samej chromatyczności (kolorze), co promieniowanie rozpatrywane. Innymi słowy, jest to obiektywna miara wrażenia barwy danego źródła światła. Temperaturę barwowa określana jest w stopniach kelwina i oznaczana dużą literą K.
Czy światło białe diod led dostępne jest tylko w jednej odmianie bieli?
NIE. Diody led dostępne są w szerokim zakresie temperatur barwowych – od tych odpowiadających światłu klasycznej żarówki żarnikowej o bardzo ciepłej barwie (2700 K), poprzez barwę światła halogenu (3000 K), idealną biel odpowiadającą światłu słonecznemu (4500 K), po chłodne (6000 K) i bardzo zimne 10 000 K światło charakterystyczne dla lamp fluorescencyjnych.
W jaki sposób uzyskuje się białe światło diody led?
Diody led są źródłami światła monochromatycznego, promieniującymi w bardzo wąskich zakresach widma. Światło białe ma widmo w zakresie od 420nm do 760nm, niemożliwe jest więc jego bezpośrednie uzyskanie ze złącza półprzewodnikowego.
Czy diody LED są wytrzymałe na wstrząsy i uderzenia?
TAK. Diody led są bardzo wytrzymałe na mechaniczne na uderzenia, wstrząsy oraz wibracje. Wynika to przede wszystkim z braku kruchych elementów w konstrukcji diody oraz tego, że chip diody i odprowadzenia elektryczne są pokrywane i przez to zabezpieczane przezroczystym, wytrzymałym tworzywem sztucznym lub silikonem. Dzięki temu diody led LED mogą być stosowane tam gdzie do tej pory instalacja oświetlenia była niemożliwa lub znacznie utrudniona.
Czy czas włączenia i wyłączenia diody led jest krótki?
Tak. Czas włączenia diody LED nie przekracza 100ns, a czas wyłączenia 200ns. W porównaniu z żarówkami są to czasy 2 miliony razy krótsze! Typowa żarówka osiąga 90% swojej światłości po czasie 200ms. Czas włączenia lamp fluorescencyjnych i wyładowczych są jeszcze dłuższe i sięgają nawet kilkunastu minut.
Jak zasilać diody led?
Diody LED standardowo wymagają zasilania prądem stałym. Bardzo ważną kwestią jest kierunek polaryzacji diody (prawidłowe przyłożenie biegunów zasilania +/-) biegun dodatni należy podłączyć do anody diody a ujemny do katody. W zależności od długości emitowanej fali świetlnej przez diodę (koloru światłą diody), wymagane są różne poziomy napięcia zasilającego i zawierają się typowo w zakresie od 1,8V do 4V – parametr ten najlepiej odczytać z noty katalogowej diody.
Czy diody led dużej mocy wymagają chłodzenia ?
Tak diody LED dużej mocy, których struktury osiągają temperaturę dochodzącą nawet do 120°C wymagają dobrego chłodzenia. Konieczność ta wynika z kilku czynników - najważniejsze to:
- maksymalizacja sprawności świetlnej diod - ze wzrostem temperatury diody emitują mniej światła,
- uzyskanie maksymalnie długiego działania diod - wzrost temperatury złącza powoduje szybsze zużywanie się struktur,
- możliwa zmiana koloru świecenia diody, która powoduje dodatkowe pogorszenie sprawności świetlnej, a w przypadku stosowania diod jako podświetlaczy w wyświetlaczach może pogorszyć wierność oddawania barw.
Czego wystrzegać się w użytkowaniu diod LED dużej mocy ?
Najpoważniejszym poza przegrzaniem – zagrożeniem dla diod led dużej mocy jest choćby krótkotrwałe dołączenie do nich napięcia o polaryzacji przeciwnej do polaryzacji przewodzenia.