Új fejlesztések - új kihívások

LED lámpák

A napi élet általános világítási feladatai mellett számos speciális láttatási feladat létezik a mesterséges fényre támaszkodva, olyan fény- vagy sugárforrás alkalmazásával, amelyet a feladat megkíván. A szórakoztatóiparban (színháztechnika, show-technika stb.) több helyen is felmerült az igény az utóbbi időben nagy fejlődésnek indult LED fényforrások alkalmazására, de ugyanezek a fényforrások a járműiparban és a lakberendezésben is megjelentek.

A LED = Light Emitting Diode, azaz elektrolumineszcens dióda vagy fényemittáló dióda. Egy nyitóirányban üzemelő PN-átmenet kisebbségi töltéshordozókat injektál a félvezetőbe, amelyek ott fotonok leadása mellett rekombinálódnak. Ezt a jelenséget injekciós lumineszcenciának és az erre a célra kifejlesztett diódát fényemittáló diódáknak nevezzük.
A problémát hosszú ideig a kék szín előállítása okozta, a kék színű LED sikeres kifejlesztésével azonban színkeveréssel a fehér fényű dióda is előállíthatóvá vált. Ma már gyártótól függően a piacon beszerezhetőek "zacskós" LED-ek és általános világítási célra kifejlesztett LED-modulok, különböző színekben és teljesítményértékekben. A tapasztalat szerint a rendszerszállítók által általános világítási célra kifejlesztett modulokkal sokkal érettebb, kiforrottabb világítási megoldások készíthetők.

A fényemittáló diódák külső jellemzői:

A diódák kis méretük, az érintkezés egyszerűsítése és a környezeti hatások elleni védelem céljából házba épített kivitelben készülnek. Két alapvető háztípus különböztethető meg:
"trough-hole"-ház (radiál LED) és
SMT-ház (SMT = surface mount technology)
A régebbről ismert THT LED-ek nyomtatott áramkörökbe forraszthatók, az SMT-házas diódák viszont felületszerelt technológiával készülnek, amelyeknek nagy előnye a jóval kisebb méreten (alig néhány mm) és szerelhetőségen kívül a jobb fényhasznosítás. Ez a modernebb típus műanyag házba van szerelve, amelynek egyik oldala reflektorként üzemel.

Előnyök:

  • kis méretek (új kompaktabb lámpatest-konstrukciók)
  • kisebb áramfogyasztás
  • csekély teljesítményigény
  • csekély hőképződés (-40C° - +100C° környezet hőmérsékletig alkalmazható, de az optikai kimenő teljesítmény csökken a hőmérséklet emelkedésével)
  • rendkívül hosszú élettartam (színtől függően 15 000-100 000 óra)
  • kiváló rezgésállóság ill. mechanikai szilárdság
  • nincs IR/UV sugárzás
  • nagyfokú színhatékonyság
  • minimális korai kiesés
  • nagyon jó irányíthatóság (speciális optika, lencsék stb.)

Színek, színvisszaadás

A különböző anyagi minőségű LED-ek monokromatikus sugárzást bocsátanak ki. A fényforrás színképének vonalassága miatt színvisszaadásról csak a kevert fényeknél (fehér) beszélhetünk. A fehér LED-ek színvisszaadása ~ 80%, színhőmérséklete > 6000 °K. A kisugárzott fehér szín színhőmérséklete a színkeverés következtében egy bizonyos tűréshatáron belül eltérhet.
A következő vizsgálandó szempont a fényhasznosítás. Ez a fényforrások, így a LED-ek hatékonyságának is a mérőszáma, amely egyúttal alkalmazásának korlátait is megmutatja (lásd. 1. táblázat). A fényemittáló diódákat ez alapján nem túl egyszerű besorolni, mivel léteznek nagyon kis (1-2 lm/W) és nagyon nagy fényhasznosítású (70-75 lm/W) típusok. Az értékek függnek a dióda színétől és a felhasznált vegyi összetevők minőségi jellemzőitől. Biztató az a prognózis, amely szerint a LED-ek fényárama az elkövetkező években két évente megduplázódik, és amelynek következtében más felhasználási terület is szóba jöhet.
Ugyanúgy, ahogyan a hagyományos fényforrások, idővel a LED-ek is fokozatosan elveszítik fényintenzitásukat. Ha a LED fényárama eredeti fényáramának 50%-a alá csökken, eléri élettartamának végét. Normál üzemi körülmények között - színtől függően - a várható élettartamok a következőképpen alakulnak:

  • Fehér LED/10 000-50 000 óra
  • Kék LED/40 000-50 000 óra
  • Zöld LED/60 000-65 000 óra
  • Borostyán színű LED/100 000 óra
  • Piros LED/100 000 óra

A LED-rendszerek alkatrészeri és kivitelei

A diódák egyenfeszültségről üzemeltethetők, tehát a váltakozó áramú hálózat esetén tápegységet kell közbeiktatni. A stabilizált egyenfeszültség a LED gyártójától függően 2 V, 4 V, 10 V, 12 V, 24 V lehet. Ez egyben azt is jelenti, hogy a konkurens gyártók "zacskós" LED-ei ill. a különböző LED-modulok nem kompatibilisek egymással. A diódák működtető feszültsége és az átmenő áram (5-70 mA-ig) függ a LED színétől. A legoptimálisabb műszaki jellemzők értelemszerűen abban az esetben adódnak, ha a gyártó a modulokhoz a mindenkor hozzáillő tápegységet és csatlakozókat is szállítja. A tápegységek el vannak látva rövidzárlat és túláram-védelemmel egyaránt. Egyes tápegységek külső geometriai méretei már azt is lehetővé teszik, hogy adott esetben egy Müds O 65 szerelvénydobozba ill. bútorokba is könnyen elrejthetők legyenek. A tápegységek 6 W, 12 W, ill. 20 W-os kivitelben készülnek. Adott a lehetőség a LED-rendszerek fényáram szabályozására, és az RGB színekből - egy keverő elektronika segítségével - változtatható színek előállítására is. A fényemittáló diódák különböző kiszerelésben és kivitelben szerezhetők be

Gazdaságosság

A fényforrások és így a fényemittáló diódák gazdaságosságának vizsgálatakor több tényezőt kell vizsgálnunk egy időben. A beruházási költségek ellenére ma már elmondható, és referenciákkal is alátámasztható, hogy a LED-ek bizonyos alkalmazásokban a hagyományos fényforrások meggyőző alternatívái. A LED fényforrások sokféleségüknél fogva bőven ellátják alkotói szabadsággal a szórakoztatóiparban érdekelt világítótest gyártókat, serkentve őket az új fejlesztésekre.
Az eddig végzett összehasonlítások - bár ellentmondásosak -, de egyértelműen megmutatják, hogy a változás bizonyos esetekben elkerülhetetlen. Mindenképpen megállapíthatjuk, hogy a LED-ek világítástechnikai paraméterei, rendkívüli módon fejlődnek, és az előrejelzések szerint nagyon rövid időn belül igazolni fogják a hozzájuk fűzött reményeket.

További érdekes cikkeinkről se maradsz le, ha követed az Ezermester Facebook oldalát, vagy előfizetsz a nyomtatott lapra, ahol folyamatosan újdonságokkal jelentkezünk!

Pintér Árpád

Címkék: LED, lámpa, dióda

Szólj hozzá a cikkhez!

Be kell jelentkezned, hogy hozzászólhass a cikkekhez!
Ezermester, Facebook, vagy Google fiókkal is bejelentkezhetsz.

Közvilágítás LED-del

Energia megtakarítás szempontjából vitathatatlan, a politikai megközelítéssel pedig mi nem foglalkozunk. A köztéri LED világításra való áttérésnek biztosan számtalan előnye van.


LED világítás az otthonunkban

A lakás egyik legfontosabb pontja a világítás. Nemcsak a fény minősége, hanem annak ára is fontos, hiszen nem mindegy mennyi energiát fogyasztunk el. Sokan az ár miatt nem merték eddig lecserélni...