GigaLighting GigaLighting GigaLighting GigaLighting GigaLighting GigaLighting

Světelné zdroje LED

ÚvodTechzoneSvětelné zdroje LED

Světelné zdroje LED

LED (Light Emitting Diode) je elektronická polovodičová součástka obsahující P-N přechod, která na rozdíl od ostatních diod vyzařuje viditelné světlo, infra nebo UV záření v úzkém spektru barev. Princip spočívá v průchodu elektrického proudu přes P-N přechod, kterým je emitováno záření různých vlastností. Toto závisí na chemickém složení použitého polovodiče, které umožňuje výrobu LED od ultrafialových, přes různé barvy viditelného spektra, až po infračervené pásmo. Komplikovaný byl vývoj modrých LED používaných pro velkoplošné obrazovky a vysoce svítivých bílých LED, které se používají právě jako zdroje světla ve svítidlech. Jelikož nelze emitovat bílé světlo přímo, bylo u starších typů bílých LED dosaženo vjemu bílého světla míšením trojce čipů se specifickými parametry v rozptylném materiálu obalu diody. Dnes je vjemu bílého světla dosaženo mísením za pomocí luminoforu. Luminofor transformuje přímo na čipu modré světlo na žluté světlo a jejich mísením vzniká světlo bílé.  Další typy LED emitují ultrafialové záření, které je přímo na čipu luminoforem transformováno na bílé světlo.

LED diody lze rozdělit do tří kategorií:

- Klasické LED pro signalizaci

- SMD LED především pro efektové osvětlování

- Výkonové LED pro provozní osvětlování 

 

Konstrukce LED je tvořena kontaktovaným čipem nebo kombinací čipů, které jsou zastříknuty materiály s požadovanými optickými vlastnostmi (dle požadovaného rozptylného úhlu). Kontakty jsou buď v provedení pro povrchovou montáž (SMD) nebo v provedení ohebných přívodů. Soustavy více LED čipů v jednom pouzdře mají kontakty vyvedeny samostatně pro každý čip, se společnou anodou a katodou, antiparalelně nebo mohou obsahovat elektroniku pro řízení (míšení barev RGB, blikání, apod.). Výhodou LED je jejich subtilní konstrukce a skutečnost, že pracují v porovnání s konvenčními světelnými zdroji s malými hodnotami proudu a napětí a jejich řízení je jednoduché.

Vícebarevné LED obsahují sadu diod (např. RGB – červená, zelená, modrá) uspořádaných se společnou anodou nebo katodou a tímto můžeme dosáhnout široké škály různých barev. V případě využití řídící elektroniky jejich volné prolínání nebo skokové změny barev.

   

Výhody LED:

  • V současnosti mají až 10x až 15x větší účinnost než klasické žárovky
  • Emitují barevné světlo bez použití barevných filtrů
  • Jejich konstrukce může nabídnout koncentrované světlo v úzkém svazku bez použití vnějšího optického reflektoru.
  • Při stmívání nemění svou barvu jako například žárovky, které stmíváním výrazně snižují svou teplotu chromatičnosti
  • Velká mechanická odolnost vůči nárazům a otřesům
  • Ideální tam, kde dochází k častému zapínání a vypínání, počtem startů se nesnižuje jejich životnost oproti konvenčním světelným zdrojům
  • Velmi dlouhá životnost v řádech desetitisíců hodin
  • Při jejich selhání dojde k postupnému úbytku emitovaného světla, nikoliv k úplné disfunkci
  • Velmi rychlý start v řádech mikrosekund
  • Subtilní minimalistická konstrukce
  • Bez obsahu rtuti

 

Nevýhody LED:

  • Vyšší pořizovací náklady v poměru cena/lumeny
  • Světelný výkon výrazně závisející na teplotě okolí, kdy případně musí být zajištěno dodatečné chlazení buď pasivním chladičem (zpravidla hliníkový žebrovaný chladič v zadní části čipu) nebo aktivním chlazením pomocí ventilátoru
  • Nutnost napájení konstantním proudem, v opačném případě dochází i k výraznému snížení životnosti
  • U bílých LED často malý index podání barev CRI, zkreslení skutečných barev osvětlovaných předmětů
  • Riziko poškození zraku, lidské oko je výrazně citlivé na modré a bílé světlo a přílišná intenzita u některých výkonových LED diod může oko hlavně v nočních hodinách poškodit

 

Vliv LED osvětlení na lidský organismus

Lidský organismus je vysoce citlivý na světlo a v podstatě jeho biologický rytmus je řízen v závislosti na jeho přítomnosti, resp. absenci. Z důvodu, že LED diody emitují více světla v modrém spektru než např. žárovkové světelné zdroje, významně ovlivňují náš biorytmus. Toto modré světlo výrazně podporuje uvolňování serotoninu a tím stimuluje aktivitu našeho těla a naopak potlačuje melatonin, který vyvolává spánek. Například žárovkové světelné zdroje jsou plno-spektrální, a proto nemají na lidský organismus tento neblahý dopad. U LED světelných zdrojů zpravidla chybí nebo je velmi potlačena červená složka světla a převažuje složka modrá. Toto může mít vliv na kvalitu spánku, následně podráždění a deprese hlavně v případě, že využíváte LED osvětlení několik hodin před spánkem. Naopak jejich vlastnost podpory vylučování serotoninu lze využít po probuzení, kdy dochází k povzbuzení aktivity organismu. Proto je namístě vyvarovat se LED osvětlení v ložnicích a prostorách pro relaxaci nebo je vhodně kombinovat s klasickými světelnými zdroji, kdy může být využíváno LED osvětlení a několik hodin před spánkem naopak toto osvětlení klasické. Výše uvedené platí i o sledování televizoru, monitorů laptopu a mobilních telefonů s LED technologiemi.

LIGHT WE TRUST