LED apgaismojuma trūkumi un izaicinājumi

May 17, 2023

Atstāj ziņu

Neaizraujieties ar daudzajām priekšrocībām, ko sniedz LED apgaismojums. Lai gan šī tehnoloģija neapšaubāmi ir nozīmīgs notikums elektriskā apgaismojuma vēsturē, tā rada arī unikālas problēmas. Apgaismojuma bizness šobrīd saskaras ar tāda mēroga krīzi, ar kādu tas vēl nekad nav saskāries. Inženierzinātņu un dizaina filozofijas tika pārveidotas ar cietvielu apgaismojumu. Apgaismojuma vadības ierīces tagad ir jaudas elektronika, nevis vienkārši apgaismotāji. Citiem vārdiem sakot, apgaismojuma sistēmas dizains ir diezgan sarežģīts. Gaismas diodes ir pusvadītāju gaismas avoti, kas pašizsilst, ir jutīgi pret strāvu un rada daudz gaismas. Tas rada vislielāko problēmu ar LED apgaismojumu, jo daudzpusīgs darbs ir ļoti svarīgs sistēmas veiktspējai un uzticamībai. Sistēmas inženierija un visaptverošais LED apgaismojuma sistēmas dizains ietver arī citus elementus papildus LED paketes rādītājiem. Siltuma vadība, piedziņas strāvas regulēšana un optiskā vadība ir tikai daži no papildu savstarpēji saistītiem mainīgajiem.

 

Eksperti no attāluma bieži izstrādā garu LED apgaismojuma trūkumu sarakstu. Viņi arī nekad neizceltu zilās gaismas bīstamību no LED apgaismojuma, lai padarītu stāstu interesantu. Būtībā baltā gaisma ir vairāku krāsu joslu viļņu garumu sintēze. Neatkarīgi no gaismas avotiem, no kuriem tiek ģenerēta gaisma, visas baltās krāsas ar vienādu izskatu redzamajā spektrā satur gandrīz vienādu zilo viļņu garumu. Korelētu krāsu temperatūru (CCT) var izmantot, lai aprakstītu baltās gaismas nokrāsu. Gaismas avota CCT bieži attiecas uz to, cik zils tas ir. Zilo viļņu garumu procentuālais daudzums palielinās līdz ar CCT. Zilais starojums no 3000 K LED izstrādājuma ir tikpat zems kā no 3000 K kvēlspuldzes ar tādiem pašiem spilgtuma un apgaismojuma apstākļiem, savukārt zilais starojums no 6000 K LED izstrādājuma ir tikpat augsts kā no 6000 K dienasgaismas spuldzes. Zilās gaismas briesmas reti rada baltas gaismas diodes, tāpat kā ar citiem gaismas avotiem. Baltās gaismas spektra grima izstrāde ir viens no galvenajiem LED tehnoloģijas ieguvumiem. Ar LED apgaismojumu var radīt jebkuru spektrālu gaismas kombināciju, kas labvēlīgi ietekmē cilvēku veselību un labklājību. Lai mainītu zilā starojuma daudzumu veselīgam baltās gaismas spektram, uz cilvēku vērsts apgaismojums, kas ir nozīmīga tehnoloģiskā tendence, kas veicina apgaismojuma nozares paplašināšanos, izmanto LED sistēmu CCT regulēšanas jaudu.


Patiesībā LED apgaismojumam ir tikai neliels skaits raksturīgu trūkumu.

Vispazīstamākais LED apgaismojuma trūkums ir tas, ka tas rada siltumu. Tā kā gaismas diodes ražo siltumu ierīces iepakojuma iekšpusē, nevis izstaro siltumu infrasarkanā starojuma veidā, gaismas diodes ir pazīstamas kā pārdošanas sildīšanas ierīces. Gaismas diode aptuveni pusi no saņemtās elektroenerģijas pārvērš siltumā, kas ir fiziski jātransportē caur termisko kanālu. Bojājuma mehānismu kinētika, ieskaitot atomu defektu veidošanos un attīstību diodes aktīvajā zonā, iekapsulanta karbonizāciju un dzeltēšanu, kā arī plastmasas iepakojuma korpusa iekrāsošanos, var paātrināties, ja ierīces savienojuma temperatūra netiek uzturēta zem noteiktas robežas. Katram savienojuma temperatūras paaugstinājumam par 10 grādiem C virs maksimālās nominālās savienojuma temperatūras LED kalpošanas laiks tiks samazināts par 30 procentiem līdz 50 procentiem.

 

Fakts, ka gaismas diodes ir trausla jaudas elektronika, ir gan visvairāk nenovērtēts, gan vissliktākais LED apgaismojuma ierobežojums. Viņiem ir ļoti īpašas ēšanas izvēles; piedziņas strāva. Gaismas diožu augstajai strāvas jutībai uz priekšu ir plusi un mīnusi. Tas uzlabo apgaismojuma sistēmu vadāmību, bet arī ļoti sarežģī braukšanas strāvas regulēšanu. Braukšanas strāva var nedaudz svārstīties, kas var ietekmēt gaismas jaudu. Gaismas diodes ir ar līdzstrāvu darbināmas ierīces, tomēr tās bieži ir jābaro no maiņstrāvas avota. Strāvas izvadā no draivera uz gaismas diodēm joprojām var būt atlikušā pulsācija (atlikušā periodiskā svārstība), ja mainīgā viļņa forma pēc iztaisnošanas nav pilnībā nomākta. Šīs pulsācijas dēļ gaismas diodes mirgo ar frekvenci, kas ir 100 Hz vai 120 Hz, kas ir divas reizes ātrāk nekā ienākošā līnijas spriegums. Gaismas diožu elektrisko un termisko sistēmu savstarpējā savienošana vēl vairāk sarežģī slodzes regulēšanu. LED piegādātās elektroenerģijas daudzums samazinās, paaugstinoties savienojuma temperatūrai, pazeminoties tiešajam spriegumam utt. No otras puses, pusvadītāja matricā saražotā siltuma daudzums palielinās proporcionāli piedziņas strāvai. Gaismas diodes pārspīlēšana virs tā nominālās jaudas var izraisīt gaismas diodes termisku noplūdi un priekšlaicīgu bojājumu. Tomēr elektriskais pārspriegums (EOS) ir bīstamība, kas rada vislielāko risku gaismas diodēm. Ja piedziņas strāva vai spriegums pārsniedz komponenta maksimālās nominālās vērtības, notiek EOS. Elektriskajiem pārspriegumiem var būt dažādi iespējamie cēloņi, piemēram, elektrostatiskā izlāde (ESD), ieslēgšanas strāva vai citi pārejoši jaudas pārspriegumi. Tā kā gaismas diodes ir jutīgas pret dažādiem elektriskiem stresa faktoriem, ir nepieciešama stingra piedziņas strāvas pārvaldība.

 

Trešais trūkums ir fakts, ka gaismas diodēm ir augsts plūsmas blīvums. Atspīdumu var radīt virzītas gaismas intensīvie gaismas avoti. Liels spilgtums redzes laukā var pasliktināt redzi (apžilbināšana ar invaliditāti) vai likt jums justies aizkaitinātai vai neērti (diskomforta atspīdums). Gaismas konstrukcijā var būt iekļauta papildu optika, lai samazinātu atspīdumu, lai gan tas bieži rada ievērojamus optiskos zudumus.

 

Pēdējais, bet ne mazāk svarīgi, salīdzinot ar tradicionālajām apgaismojuma precēm, lielāka sistēmas sarežģītība rada augstākas sākotnējās izmaksas LED produktiem. Tāpēc izmaksu optimizācijai ir izšķiroša nozīme gaismekļu projektēšanas procesā. Virkne problēmu parādīsies, kad izmaksu spiediens pārvarēs preču uzticamību un veiktspēju.
 

Nosūtīt pieprasījumu