T
THD
LED-uri montate prin placa cu cablaj imprimat și lipite în găurile de inserție, de la through-hole device.
Surse LED
Diodele electroluminescente au evoluat de la semnalizări la iluminat eficient
Diodele electroluminescente, sau LED (light-emitting diode), au fost dezvoltate după anul 1962. Timp de mai mulți ani ele au fost folosite doar în semnalizări sau afișaje luminoase, datorită luminii slabe emise și a paletei restrânse de culori.
În prezent s-au înregistrat progrese mari în obținerea luminii albe la eficacități luminoase comparabile cu lămpile cu descărcări în vapori metalici.
Principiu de funcționare
LED-urile sunt diode semiconductoare care convertesc energia electrică în lumină
Operația de conversie se face la rece, ceea ce oferă o eficacitate luminoasă cu mult mai bună decât a lămpilor cu incandescență. Ca în oricare diodă, o parte din electronii liberi se recombină cu golurile zonei „p”, deci cad din zona de conducție pe un nivel energetic inferior, eliberând energie sub formă de radiație electromagnetică.
Pentru ca radiația să se afle în domeniul vizibil, este necesar ca materialele semiconductoare să fie dopate cu anumite elemente chimice, precum aluminiu, galiu, fosfor, indiu sau azot, într-o concentrație riguros controlată.
Prin construcție, LED-urile conțin un mic proiector cu reflector și lentilă de dispersie, de aceea emit lumină preferențial într-o anumită direcție. Intensitatea luminoasă maximă este după axa optică și se diminuează odată cu depărtarea de aceasta.
Structuri constructive
Fluxul luminos al unei lămpi LED se obține prin gruparea mai multor LED-uri
S
SMD
LED-uri montate direct pe suprafața plăcii cu cablaj imprimat, folosind micile suprafețe lipibile cu cositor, de la surface-mounted device.
G
COG
Cipuri LED înseriate și asamblate pe un suport transparent din sticlă, de la chips on glass.
Lămpi LED
Unele lămpi LED au aspect similar lămpilor cu incandescență clasice
Există lămpi LED cu aspect similar unei lămpi cu incandescență clasice. Lampa LED-filament are cipurile LED montate pe suporturi liniare, amintind de construcțiile vechi ale lămpilor cu incandescență cu filament.
O altă variantă are o calotă sferică din material plastic, ce asigură un unghi larg de bună vizibilitate. Zona dintre soclul lămpii și calota sferică conține circuitul electronic de alimentare și placa cu LED-uri SMD înseriate, montate pe o placă metalică cu rol de radiator termic.
Circuit electronic
Circuitul de alimentare transformă tensiunea rețelei și controlează curentul prin LED-uri
Tensiunea alternativă a rețelei, Vi, este transformată în tensiune continuă cu o punte redresoare, filtrată cu ajutorul condensatoarelor C1, C2 și aplicată circuitului integrat de comandă S1221.
Circuitul integrat alimentează ansamblul de LED-uri prin impulsuri de tensiune continuă PWM, prin intermediul tranzistorului cu efect de câmp S. Inductanța L asigură nivelarea formei de undă a curentului prin LED-uri, iar dioda D protejează LED-urile la deconectarea lămpii de la rețea.
Comanda PWM asigură fluxul luminos constant al lămpii la variații ale tensiunii de alimentare sau ale temperaturii mediului.
Parametri și avantaje
Sursele LED au eficacitate ridicată și durată mare de funcționare
P
Parametri de bază
- tensiunea de alimentare: 12 V sau 220 V;
- puterea electrică: între 2 W și 1000 W;
- randamentul: între 60 și 120 lm/W;
- durata de funcționare: până la 50.000 ore.
+
Avantaje
- eficacitate luminoasă ridicată, peste 60 lm/W;
- puteri absorbite mici, de ordinul waților;
- durată de viață mare, de ordinul zecilor de mii de ore;
- dimensiuni reduse și rezistență la intemperii și agenți chimici;
- gamă largă de culori și lumină albă cu diferite temperaturi de culoare;
- timp de reacție extrem de scurt și posibilitatea realizării iluminatului dinamic.
Limitări
Utilizarea LED-urilor impune și câteva condiții constructive
!
Dezavantaje
- necesitatea prezenței mai multor LED-uri pe o lampă;
- prețul mai ridicat al unei lămpi cu LED;
- limitarea aplicațiilor la iluminatul local din cauza unghiului mic de maximă vizibilitate;
- luminanță foarte ridicată pe direcția axială, ceea ce poate crea disconfort vizual dacă lampa este privită direct;
- necesitatea unui circuit electronic integrat pentru adaptarea tensiunii rețelei la tensiunea de alimentare a LED-urilor;
- fiabilitatea circuitului electronic de alimentare mai slabă decât a LED-urilor;
- limitarea utilizării pentru temperaturi exterioare de maximum 50 °C.
Verificare
Întrebări pentru autoevaluare
- Ce prezintă sursele de lumină cu LED-uri?
- Enumerați avantajele și dezavantajele surselor de lumină cu LED.
- Descrieți schema electrică a lămpii LED.
- Care sunt parametrii de bază ai surselor LED?