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Doença do bebê Iluminação LED
Depois de uma série de previsões otimistas sobre a iminente exclusão de LEDs incandescentes, houve uma pausa. As primeiras amostras de lâmpadas de LED não causaram prazer, mas sim perplexidade. Esses olhos patéticos e ofuscantes fontes de luz Concebido para substituir as lâmpadas usuais por filamentos?
Vamos tentar responder a isso e várias outras perguntas. O advento dos LEDs azuis em 1998 abriu o caminho para fontes de luz branca de estado sólido. Depois disso, o escopo dos LEDs começou a se expandir rapidamente: da iluminação tradicional de painéis à substituição de lâmpadas fluorescentes em televisões e monitores por painéis LCD.
Mas o impressionante progresso das fontes de semicondutores não afetou a iluminação doméstica. De acordo com uma versão, lâmpadas led muito caro, então eles não são populares entre os compradores. Vamos tentar descobrir se apenas esse motivo inibe a demanda pelas fontes de luz mais recentes.
Variedade de designs lâmpadas led Ele não reflete a popularidade da fonte em aplicações domésticas, mas tenta superar as dificuldades que a engenharia de iluminação encontrou na introdução de fontes de luz de estado sólido.
Essas dificuldades estão associadas às peculiaridades dos LEDs: elas são "verdadeiramente" fontes pontuais e emitem luz em um ângulo sólido (espacial) estreito com um brilho comparável ao arco de uma máquina de solda.
Antes disso, estávamos lidando com lâmpadas que brilham em um amplo ângulo sólido próximo a 360 graus. Nas luminárias, devido a vários truques, o fluxo luminoso das lâmpadas é redistribuído na direção certa, enquanto 20-25% da luz é perdida.
O efeito ofuscante dos filamentos "pontuais" é suprimido pelo uso de difusores, que, por sua vez, "tomam" novamente parte do fluxo de luz. Este foi o caso antes do advento dos LEDs.
Os LEDs têm uma área radiante de uma junção semicondutora que é realmente pontual, com tamanhos de mícron. Depois de coletar a radiação pelos elementos ópticos internos, obtemos uma imagem incomum de uma fonte brilhante e ofuscante com um padrão de emissão de luz estreito, semelhante a uma flor de camomila. Ainda não foi possível expandi-lo para obter a distribuição usual do fluxo de luz sem perdas sérias.
Outro problema dos LEDs, especialmente os poderosos, é a degradação do cristal emissor com o aumento da temperatura. Lendo sobre a fantástica vida útil das lâmpadas LED, nos perguntamos a astúcia dos vendedores. Eles indicam os valores obtidos ao testar os LEDs nos laboratórios do fabricante, a uma temperatura fixa de cristal.
Sob essas condições, a vida útil é realmente de até 100 mil horas ou mais. Em geral, se fosse possível manter a temperatura da junção de semicondutores em temperaturas abaixo de zero, os LEDs funcionavam "para sempre".
Na prática, em diodos de alta potência, a temperatura de transição pode atingir 100-120 graus, enquanto os dopantes, devido à difusão, "deixam" a zona de transição e o fluxo de luz, o que significa que a eficiência cai drasticamente.
LEDs de alta potência com correntes acima de 100 mA requerem dispositivos de energia especiais que "rigidamente" suportem o valor nominal da corrente através do diodo. O desvio da corrente de operação em qualquer direção reduz drasticamente a eficiência do LED, e o excesso é repleto de falhas no cristal emissor.
Agora sobre a vida útil. Para lâmpadas com um grupo, inclusão seqüencial de diodos, a confiabilidade diminui proporcionalmente ao número de diodos. Com várias dezenas de elementos, não é esperada uma vida útil de mais de 5 a 10 mil horas.
LEDs poderosos duram mais, até 50 mil horas.Mas eles exigem o uso de uma fonte de alimentação especial: um driver de canal único ou multicanal (conversor CA para CC com estabilização). Um dissipador de calor volumoso também é necessário para remover o calor. Portanto, essas lâmpadas são muito mais caras.
O que temos na prática? Luz incomum, iluminação irregular da sala com pontos brilhantes em um lugar e sombras em outro - essas são as consequências mais inofensivas da substituição de lâmpadas tradicionais por lâmpadas LED. Torna-se imediatamente evidente que o poder das fontes de estado sólido para obter a iluminação habitual não é suficiente. Precisa de lâmpadas LED mais poderosas. Mas eles também se parecerão com estrangeiros, criando a mesma irregularidade de iluminação.
Existe uma maneira de sair desse impasse? Claro que sim! Para isso, não se deve oferecer ao consumidor final uma lâmpada separada, mas um kit de lâmpada, no qual os parâmetros de iluminação de novas fontes de luz são otimizados para o ambiente de iluminação habitual das salas. Você já pode oferecer várias soluções hoje.
O primeiro deles é o uso de fibras ópticas. Sistemas de iluminação populares, nos últimos anos eles praticamente não foram utilizados devido à dificuldade de focalizar e introduzir luz nos sistemas. Mas os LEDs são ideais para esses sistemas de iluminação distribuída. Um fluxo luminoso estreito introduzido pelas extremidades é espalhado ao longo do comprimento da fibra, proporcionando iluminação suave e uniforme da sala. Nesse caso, o brilho dos LEDs é completamente eliminado.
Materiais modernos usados para sistemas de tiras (lineares) do tipo decorativo de iluminação LED duralightpode muito bem se tornar a base para equipamentos de uma forma incomum com potência aceitável.
Um disco comum feito de material polimérico adequado, com LEDs modernos colocados no aro (um análogo da iluminação das matrizes de cristais líquidos), parece muito mais atraente do que as lâmpadas LED nos lustres tradicionais.
A situação das lâmpadas LED e sua aplicação agora é tão complicada que, das principais empresas de iluminação, apenas a Philips se arriscou a lançar vários de seus modelos de lâmpadas à venda. O restante das "grandezas" da tecnologia de iluminação espera, ou sem fontes de ruído, desenvolvendo fontes que podem realmente encontrar ampla aplicação na vida cotidiana.
Enquanto isso, o mercado foi conquistado por muitas empresas chinesas que vendem muitas lâmpadas de baixa potência, mudando o problema de sua adaptação às condições de iluminação doméstica para os compradores. Para quem já hoje quer mudar de palavras para ações e, na prática, garantir a realidade dos problemas acima, é possível recomendar os parâmetros de vários modelos de lâmpadas disponíveis no mercado.
Nos modelos de lâmpadas com uma conexão de grupo de LEDs, as lâmpadas de espiga de milho com um padrão de emissão de luz circular são adequadas. Por exemplo, o modelo Maxsus A60 com uma potência de 12 W, um fluxo luminoso de 1100 lúmens e um preço de cerca de US $ 20 por lâmpada. Entre os fabricantes mais conhecidos, é adequado um produto Philips com potência de 10,5 W, 900 lúmens a um preço de US $ 50. Para um lustre de três cornetas, o custo varia de 50 a 150 dólares.
Mas, neste caso, você precisa estar preparado para o fato de que a iluminação do seu quarto será insuficiente. O fato é que omitimos outra característica desagradável da iluminação LED - a percepção fisiológica da luz de tais fontes. Portanto, a iluminação necessária é 25-30% maior do que com lâmpadas incandescentes.
O sucesso significativo no desenvolvimento e produção de LEDs e módulos de LEDs com potência de até 100 W levará inevitavelmente ao aparecimento de sistemas de iluminação convenientes para o uso na vida cotidiana. Até agora, infelizmente, não existem lâmpadas LED adequadas para iluminação doméstica.
22.04.2013
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