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DIODE LED

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Qu'est-ce qu'une LED?

Light Emitting Diode (LED), La diode électroluminescente est un semi-conducteur qui transforme directement l'énergie électrique en lumière visible au moyen de l'électroluminescence.

L'électroluminescence se produit lorsque la LED est polarisée par un différentiel de tension, des charges négatives (électrons) et des charges positives (trous) sont attirées vers la zone de jonction, certains électrons peuvent passer de la bande de conduction à la couche de valence en passant d'un niveau d'énergie plus élevé à un niveau d'énergie plus faible et plus stable, cette perte d'énergie peut générer une émission spontanée de photons. Pour que cette émission spontanée soit utilisable, les LED sont conçues dans le but que ces photons ne soient pas réabsorbés.

L'utilisation de différents types dans différentes couches de matériau semi-conducteur déterminera le spectre de couleur émis: lumière ultraviolette, visible ou infrarouge. Les LED utilisées pour éclairer doivent éviter d'émettre des rayons UV ou infrarouges au cours de leur vie, pour être une LED sûre et efficace. Cela dépend non seulement de la qualité de la LED, mais aussi de la technique avec laquelle cette LED a été implémentée dans la lampe ou le luminaire, principalement parce que la température de la jonction semi-conductrice réduit sa durée de vie et déforme la structure de l'encapsulation . Une mauvaise utilisation, une adaptation ou une conception thermique pourrait empêcher la couche de phosphore d'absorber les rayons UV ou la lumière bleue de manière homogène, ce qui affectera directement les surfaces ou les êtres vivants.

En général, une LED qui émet une lumière blanche convertit la lumière bleue ou ultraviolette que la diode génère en un spectre blanc au moyen de la photoluminescence. Cette conversion de spectre est réalisée en ajoutant une série de luminophores dans l'emballage. Ces luminophores absorbent le rayonnement ultraviolet et émettent de la lumière blanche à des fréquences visibles, tout comme un éclairage à induction magnétique ou des tubes fluorescents. Dans la méthode la plus utilisée, la LED est composée d'Indium-Gallium-Nitride (InGaN) et d'une couche de phosphore.

En résumé, la LED est considérée comme une émission de lumière à l'état solide (SSL), qui produit de la lumière visible avec une génération de chaleur plus faible et l'énergie parasitaire, due à des collisions d'électrons, l'énergie est également libérée sous forme de chaleur, de plus en plus si la tension augmente. Cette chaleur doit être dissipée, ceci étant l'ennemi principal de son bon fonctionnement, entraînant la dépréciation permanente du flux lumineux maximum et émis. A partir de certaines valeurs de température, la LED se dégrade rapidement, provoquant son effondrement et sa destruction. Pour éviter cela, les luminaires doivent être testés dans une sphère d'intégration à température contrôlée ( Voir test de température Cloche LED industriel Venalsol ) , dans notre laboratoire nous pouvons effectuer des enquêtes spectrales en soumettant le luminaire à 80ºC à température ambiante.

  • Une LED est une ou plusieurs diodes formées par plusieurs couches de semi-conducteur et son circuit électrique encapsulé dans un boîtier en résine ou en céramique selon sa technologie
  • Une LED permet uniquement le passage du courant dans un seul sens.
  • Une LED selon son encapsulation, et / ou son circuit électrique peuvent être classées en différentes technologies: DIP, SMD, COB, MCOB.
  • Une LED blanc froid a une efficacité plus élevée mais un indice de rendu des couleurs plus faible (CRI), car elle nécessite moins de phosphores dans son encapsulation.
  • Une LED blanc chaud a une efficacité plus faible mais un indice de rendu des couleurs plus élevé (CRI), car elle nécessite plus de phosphores dans son encapsulation.
  • Une LED est caractérisée par une très longue durée de vie qui peut être définie par la norme LM80-08 de l'IESNA.
  • Une LED varie sa durée de vie en fonction de la température de connexion atteinte et de son courant en circulation.
  • Une LED InGaP (indium, gallium et phosphure d'aluminium) émet une lumière rouge et ambre.
  • Une LED InGaN (nitrure d'indium et de gallium) émet une lumière proche de la lumière UV, verte et bleue.
  • Une LED, lorsqu'elle est ajustée, la couleur de la lumière émise reste constante.
  • Une LED nécessite une alimentation auxiliaire (DRIVER) pour obtenir le courant de service approprié.
  • Une LED permet une lumière directe avec une grande précision.
  • Une LED doit avoir une bonne dissipation, sa puissance de rayonnement et sa durée de vie utile diminuent en augmentant sa température.

La température de couleur est mesurée en degrés Kelvin (K), donc quand nous disons qu'une LED émet une température de couleur de 5000K, nous nous référons à la couleur qui produirait un morceau de métal "corps noir" si chauffé à 5000 degrés Kelvin (4726 ° C). La lumière du soleil pure a une température de couleur de 5300K.

La reproduction chromatique de la LED (CRI) est une valeur importante dans la qualité de la lumière. Une source de lumière idéale comme le soleil, contient la gamme complète de couleurs et a un indice de rendu des couleurs de 100 (Ra = 100). Cela rend les surfaces éclairées bien définies et semblent naturelles. Plus la valeur du Ra est petite, moins la perception visuelle de ces surfaces éclairées sera nette et moins naturelle.
Par conséquent, afin d'obtenir des valeurs optimales de confort lumineux, nous devons prendre en compte:
1) Une température de couleur adaptée en fonction de l'utilisation et du besoin.
2) Un rendu des couleurs (CRI - Ra) qui nous permet de visuellement et correctement et définir en toute sécurité les tâches à effectuer.

Types de LED:

Nous pouvons classer les LED en deux types principaux:

1) LED basse puissance (Low Power LED).
Ils produisent une petite quantité de lumière, entre 5 et 7 lumens, ils sont de type DIP ou SMD, ils sont généralement utilisés dans les écrans de télévision, les bandes LED, les systèmes d'orientation et de signalisation. Ils ont besoin d'un courant faible, environ 20mA.

2) LED haute puissance (High Power LED).
Ils produisent beaucoup de lumière, jusqu'à 160 lumens par watt, ils sont de type SMD, COB, MCOB, utilisés dans l'éclairage routier, tertiaire et industriel. Ils nécessitent un courant de fonctionnement beaucoup plus élevé, entre 350 et 1000mA, il est très important de mettre en œuvre correctement cette LED dans la conception thermique des luminaires, la dissipation de la chaleur sera un facteur décisif.

Durée de vie et Fiabilité:

Afin d'évaluer la durée de vie et la fiabilité de la LED, les fabricants de la diode LED nous fournissent les tests, certificats et tableaux dans lesquels le facteur de maintenance de la lumière par watt fourni par la LED est reflété par différentes heures de fonctionnement (5000h. ., 50000h., 60000h., Ect.), Selon les températures d'union auxquelles il est exposé ( Voir le certificat et le est LM-80 LED Nichia mis en œuvre dans les Luminaires Venalsol ).
Il dépend du créateur du luminaire qu'une bonne LED soit correctement mise en œuvre, cela contribue à la durée de vie et à l'efficacité attendue. Dans un luminaire mal conçu ou dans une mauvaise adaptation de luminaires conçus pour d'autres technologies, il n'est pas utile d'utiliser une grande LED.

Alors que:

- Le driver mis en œuvre est de qualité dans ses composants électroniques, ne génère pas d'interférences électromagnétiques (EMI) et ne génère pas de transitoires.
- Une LED d'un fabricant reconnu a été mise en place, avec des garanties de qualité dans les processus de fabrication, les tests et les certificats.
- La conception du luminaire a été réalisée correctement, favorisant une faible résistance thermique entre le radiateur du luminaire et la diode LED.
- La température d'union de la diode LED reste dans la plage de température requise par le fabricant pour un fonctionnement correct.
- L'essai a été effectué au minimum à la température ambiante maximale pour laquelle le luminaire est offert.

Nous obtiendrons, sur la base de la norme LM80-08 de l'IESNA, la classification d'entretien de la lumière à 50000h. d'utilisation du luminaire.
Ainsi, un luminaire offert avec un L70 maintiendra 70% du flux lumineux à 50000h. d'utilisation tant que la température de fonctionnement ambiante dans l'installation ne dépasse pas celle spécifiée par le fabricant du luminaire.