vijesti

Razumijevanje LED tehnologije – kako LED diode rade?

LED rasvjeta je danas najpopularnija tehnologija rasvjete.Gotovo svi su upoznati s brojnim prednostima koje nude LED rasvjetna tijela, a posebno s činjenicom da su energetski učinkovitija i dugotrajnija od tradicionalnih rasvjetnih tijela.Međutim, većina ljudi nema puno znanja o temeljnoj tehnologiji iza LED rasvjete.U ovom ćemo postu pogledati na kojoj je osnovi LED rasvjetne tehnologije kako bismo razumjeli kako LED svjetla rade i gdje su sve prednosti koje su proizašle.

Poglavlje 1: Što su LED diode i kako rade?

Prvi korak u razumijevanju tehnologije LED rasvjete je razumijevanje što su LED diode.LED označava diode koje emitiraju svjetlost.Ove diode su poluvodičke prirode, što znači da mogu provoditi električnu struju.Kada se električna struja primjenjuje na diodu koja emitira svjetlo, rezultat je oslobađanje energije u obliku fotona (svjetlosna energija).

Zbog činjenice da LED svjetiljke koriste poluvodičku diodu za proizvodnju svjetlosti, nazivaju se poluprovodničkim svjetlosnim uređajima.Ostala kruta svjetla uključuju organske diode koje emitiraju svjetlost i polimerne diode koje emitiraju svjetlost, koje također koriste poluvodičku diodu.

Poglavlje 2: Boja LED svjetla i temperatura boje

Većina LED uređaja proizvodi svjetlo bijele boje.Bijelo svjetlo je klasificirano u različite kategorije ovisno o toplini ili hladnoći svakog uređaja (dakle, temperatura boje).Ove klasifikacije temperature boje uključuju:

Topla bijela – 2700 do 3000 Kelvina
Neutralno bijela - 3.000 do 4.000 Kelvina
Čista bijela – 4.000 do 5.000 Kelvina
Bijeli dan - 5.000 do 6.000 Kelvina
Hladna bijela – 7.000 do 7.500 Kelvina
U toploj bijeloj boji, boja koju proizvode LED diode ima žutu nijansu, sličnu onoj kod žarulja sa žarnom niti.Kako temperatura boje raste, svjetlost postaje bjelja, sve dok ne dobije dnevnu bijelu boju, koja je slična prirodnom svjetlu (dnevno svjetlo od sunca).Kako temperatura boje nastavlja rasti, svjetlosni snop počinje imati plavkastu nijansu.

Jedna stvar koju biste, međutim, trebali imati na umu o diodama koje emitiraju svjetlost je da one ne proizvode bijelo svjetlo.Diode su dostupne u tri osnovne boje: crvenoj, zelenoj i plavoj.Bijela boja koja se nalazi u većini LED svjetala nastaje miješanjem ove tri primarne boje.U osnovi, miješanje boja u LED diodama uključuje kombiniranje različitih valnih duljina svjetlosti dviju ili više dioda.Stoga je miješanjem boja moguće postići bilo koju od sedam boja koje se nalaze u spektru vidljive svjetlosti (dugine boje), koje daju bijelu boju kada se sve kombiniraju.

Poglavlje 3: LED i energetska učinkovitost

Jedan važan aspekt tehnologije LED rasvjete je njihova energetska učinkovitost.Kao što je već spomenuto, gotovo svi znaju da su LED diode energetski učinkovite.Međutim, dobar broj ljudi ne shvaća kako dolazi do energetske učinkovitosti.

Ono što LED diode čini energetski učinkovitijim od ostalih tehnologija rasvjete je činjenica da LED diode pretvaraju gotovo svu unesenu snagu (95%) u svjetlosnu energiju.Povrh toga, LED diode ne emitiraju infracrveno zračenje (nevidljivo svjetlo), čime se upravlja miješanjem valnih duljina boja dioda u svakom uređaju kako bi se postigla samo valna duljina bijele boje.

S druge strane, tipična žarulja sa žarnom niti pretvara samo mali dio (oko 5%) potrošene snage u svjetlo, a ostatak se gubi kroz toplinu (oko 14%) i infracrveno zračenje (oko 85%).Stoga je kod tradicionalnih tehnologija rasvjete potrebna velika snaga kako bi se proizvela dovoljna svjetlina, a LED diode trebaju znatno manje energije da bi proizvele sličnu ili veću svjetlinu.

Poglavlje 4: Svjetlosni tok LED uređaja

Ako ste u prošlosti kupili žarulje sa žarnom niti ili fluorescentne žarulje, poznate su vam snage.Dugo je vremena snaga bila prihvaćeni način mjerenja svjetlosti koju proizvodi uređaj.Međutim, od dolaska LED uređaja, to se promijenilo.Svjetlost koju proizvode LED diode mjeri se u svjetlosnom toku, koji je definiran kao količina energije koju emitira izvor svjetlosti u svim smjerovima.Jedinica mjere svjetlosnog toka je lumen.

Razlog za promjenu mjere svjetline iz snage u svjetlinu je zbog činjenice da su LED diode uređaji male snage.Stoga je smislenije odrediti svjetlinu koristeći svjetlosni izlaz umjesto izlazne snage.Povrh toga, različiti LED uređaji imaju različitu svjetlosnu učinkovitost (sposobnost pretvaranja električne struje u svjetlosni izlaz).Stoga uređaji koji troše istu količinu energije mogu imati vrlo različitu svjetlosnu snagu.

Poglavlje 5: LED diode i toplina

Uobičajena zabluda o LED svjetiljkama je da ne proizvode toplinu - zbog činjenice da su hladne na dodir.Međutim, to nije točno.Kao što je već spomenuto, mali dio snage koja se dovodi u diode koje emitiraju svjetlost pretvara se u toplinsku energiju.

Razlog zašto su LED svjetiljke hladne na dodir je taj što mali dio energije pretvoren u toplinsku energiju nije previše.Povrh toga, LED tijela dolaze s hladnjakom, koji raspršuju tu toplinu, što sprječava pregrijavanje dioda koje emitiraju svjetlost i električnih krugova LED tijela.

Poglavlje 6: Životni vijek LED svjetala

Osim što su energetski učinkovita, LED rasvjetna tijela poznata su i po svojoj energetskoj učinkovitosti.Neke LED svjetiljke mogu trajati između 50.000 i 70.000 sati, što je oko 5 puta (ili čak i više) duže u usporedbi s nekim žaruljama sa žarnom niti i fluorescentnim svjetlima.Dakle, što čini da LED svjetla traju dulje od drugih vrsta svjetla?

Pa, jedan od razloga ima veze s činjenicom da su LED svjetla u čvrstom stanju, dok žarulje sa žarnom niti i fluorescentne svjetiljke koriste električne niti, plazmu ili plin za emitiranje svjetlosti.Električna vlakna lako izgaraju nakon kratkog razdoblja zbog degradacije topline, dok su staklena kućišta u kojima se nalazi plazma ili plin vrlo osjetljiva na oštećenja uslijed udara, vibracija ili pada.Ova rasvjetna tijela stoga nisu izdržljiva, a čak i ako opstanu dovoljno dugo, životni vijek im je znatno kraći u odnosu na LED diode.

Jedna stvar koju treba napomenuti o LED diodama i životnom vijeku je da ne izgaraju kao fluorescentne ili žarulje sa žarnom niti (osim ako se diode ne pregrijaju).Umjesto toga, svjetlosni tok LED uređaja postupno degradira tijekom vremena, sve dok ne dosegne 70% izvorne svjetlosne snage.

U ovoj točki (koja se naziva L70) ljudskom oku postaje vidljiva degradacija svjetla, a stopa degradacije se povećava, čineći daljnju upotrebu LED svjetiljki nepraktičnim.Stoga se smatra da su uređaji u ovom trenutku dosegli kraj svog vijeka trajanja.

 


Vrijeme objave: 27. svibnja 2021