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DIODO LED

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Cos'è un LED?

Light Emitting Diode (LED), Il diodo ad emissione di luce è un semiconduttore che trasforma direttamente l'energia elettrica in luce visibile mediante elettroluminescenza.

L'elettroluminescenza si verifica quando il LED è polarizzato da un differenziale di tensione, le cariche negative (elettroni) e cariche positive (lacune) sono attratte dalla zona di giunzione, alcuni elettroni possono passare dalla banda di conduzione allo strato di valencia, passando da un livello di energia più alto a un livello di energia più basso e più stabile, questa perdita di energia può generare un'emissione spontanea di fotoni. Affinché questa emissione spontanea sia utilizzabile, i LED sono progettati con lo scopo di non riassorbire questi fotoni.

L'uso di diversi tipi in diversi strati di materiale semiconduttore determinerà lo spettro di colori emesso: ultravioletta, luce visibile o infrarossa. I LED utilizzati per illuminare dovrebbero evitare di emettere radiazioni UV o infrarosse durante la loro vita, per essere un LED sicuro ed efficiente. Ciò non dipende solo dalla qualità del LED, ma dipende anche dalla tecnica con cui questo LED è stato implementato nella lampada o nell'apparecchio, principalmente a causa della quale la temperatura di giunzione dei semiconduttori ne ridurrà la vita, essendo in grado di deformare sostanzialmente la struttura dell'incapsulamento. L'uso improprio, l'adattamento o il design termico potrebbero impedire allo strato di fosforo di assorbire i raggi UV o la luce blu in modo omogeneo e influire direttamente sulle superfici o sugli esseri viventi.

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Di solito un LED che emette luce bianca converte la luce blu o ultravioletta generata dal diodo in uno spettro bianco mediante fotoluminescenza. Questa conversione dello spettro si ottiene aggiungendo una serie di corrispondenze nell'incapsulamento. Queste partite assorbono le radiazioni ultraviolette ed emettono luce bianca a frequenze visibili, così come l'illuminazione a induzione magnetica o i tubi fluorescenti. Nel metodo più utilizzato il LED è composto da indio-gallio-nitruro (InGaN) e uno strato di fosforo.

In sintesi, il LED è considerato un emettitore di luce a stato solido (SSL), che produce luce visibile con meno generazione di calore ed energia parassitaria, a causa di shock di elettroni, l'energia viene anche rilasciata sotto forma di calore, maggiore quando maggiore essere la corrente. Questo calore deve essere dissipato, essendo questo il principale nemico del suo corretto funzionamento, causando un deprezzamento permanente del flusso luminoso massimo ed emesso. Da determinati valori di temperatura il LED si degrada rapidamente, causando il suo collasso e distruzione. Per evitare ciò, gli apparecchi di illuminazione devono essere testati in una sfera di integrazione a temperatura controllata , nel nostro laboratorio siamo in grado di eseguire test spettrali sottoponendo l'apparecchio a una temperatura ambiente di 80 ° C.

  • Un LED è uno o più diodi formati da diversi strati di semiconduttore e il suo circuito elettrico incapsulato in un alloggiamento in resina o ceramica secondo la sua tecnologia.
  • Un LED consente solo il passaggio della corrente in una sola direzione.
  • Un LED in base al suo incapsulamento e / o circuito elettrico può essere classificato in diverse tecnologie: DIP, SMD, COB, MCOB.
  • Un LED bianco più freddo ha una maggiore efficienza ma un indice di resa cromatica (CRI) inferiore, dal momento che ha bisogno di meno fiammiferi nel suo incapsulamento.
  • Un LED bianco più caldo ha un'efficienza inferiore ma un indice di resa cromatica (CRI) più elevato, dal momento che ha bisogno di più quantità di fiammiferi nel suo incapsulamento.
  • Un LED è caratterizzato da una durata di vita molto lunga che può essere definita dallo standard LM80-08 dalla IESNA.
  • Un LED varia la sua vita a seconda della temperatura di giunzione raggiunta e della sua corrente di circolazione.
  • Un LED InGaP (fosfuro di indio e galio e aluminio)emette una luce rossa e ambra.
  • Un LED InGaN (nitruro di indio e galio) emette una luce accanto alla luce UV, verde e blu.
  • Un LED quando regolato, il colore della luce emessa rimane costante.
  • Un LED necessita di un alimentatore ausiliario (DRIVER) per ottenere la corrente di funzionamento corretta.
  • Un LED consente di orientare la luce con grande precisione.
  • Un LED deve avere una buona dissipazione, la sua potenza di radiazione, la vita utile diminuisce con l'aumentare della temperatura.

La temperatura del colore è misurata in gradi Kelvin(K), quindi quando diciamo che un LED emette una temperatura di colore di 5000K, ci riferiamo al colore che un pezzo di "corpo nero" di metallo produrrebbe se fosse riscaldato a 5000 gradi Kelvin( 4726 ºC ). La luce solare pura ha una temperatura di colore di 5300 K..

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La resa cromatica del LED (CRI) è un valore importante nella qualità della luce. Una fonte di luce ideale come il sole, contiene l'intera gamma di colori e ha un indice di resa cromatica di 100 (Ra=100). Questo rende le superfici illuminate ben definite e naturali. Quando il valore di Ra è più basso, meno definizione e meno naturale sarà la percezione visiva di quelle superfici illuminate.
Pertanto, per ottenere valori ottimali di comfort leggero, dobbiamo prendere in considerazione:
1) Una temperatura di colore adatta a seconda dell'uso e delle necessità.
2) Una performance cromatica (CRI - Ra) che ci consente di definire visivamente e correttamente i compiti da svolgere.

Tipi di led:

Possiamo classificare i LED in due tipi principali:

1) LED a bassa potenza.
Producono una piccola quantità di luce, tra 5 e 7 lumen, sono di tipo DIP o SMD, sono generalmente utilizzati in schermi televisivi, strisce LED, sistemi di orientamento e segnalazione. Richiedono una corrente bassa, circa 20 mA.

2) Led ad alta potenza (High Power LED).
Producono una grande quantità di luce, fino a 160 lumen per watt, sono SMD, COB, MCOB, utilizzati nel settore dell'illuminazione stradale, terziaria e industriale. Richiedono una corrente di funzionamento molto più elevata, tra 350 e 1000mA,è molto importante implementare correttamente questo LED nella progettazione termica degli apparecchi, la dissipazione del calore sarà un fattore decisivo.

Vita utile e affidabilità:

Al fine di valutare la durata e affidabilità del LED I produttori di diodi LED ci forniscono i test, i certificati e le tabelle in cui il fattore di manutenzione con diverse ore di funzionamento (5000 ore, 50000 ore, 60000 ore, ecc.), a seconda delle temperature di legame a cui è esposto ( Vedi certificato e test LM-80 led Nichia implementato negli apparecchi Venalsol).
Dipende dal progettista dell'apparecchio che un buon LED è correttamente implementato, fornisce la vita utile e l'efficienza che ci si aspetta da esso. Non serve a nulla un grande LED, in un apparecchio mal progettato o in uno scarso adattamento in apparecchi progettati per altre tecnologie.

Considerando che:

- il driver implementato è di qualità nei suoi componenti elettronici, non genera interferenze elettromagnetiche (EMI), supporto e non genera transitori.
- È stato implementato un LED di un produttore riconosciuto, con garanzie di qualità nei processi di produzione, prove e certificati.
- Il design dell'apparecchio ha avuto successo, portando a una bassa resistenza termica tra il dissipatore di calore e il LED.
- La temperatura di giunzione del LED viene mantenuta entro l'intervallo di temperatura richiesto dal produttore per il suo funzionamento.
- Il test è stato eseguito al minimo alla massima temperatura ambiente per la quale viene offerto l'apparecchio.

Otterremo in base allo standard LM80-08 di IESNA, la classificazione di mantenimento del lumen a 50000 ore di utilizzo dell'apparecchio.
Pertanto, un apparecchio offerto con un L70 manterrà il 70% del flusso luminoso a 50000 ore di utilizzo, purché la temperatura ambiente di funzionamento nell'impianto non superi quella specificata dal produttore dell'apparecchio.