huenrogr
_
Tudástár Mindent kinyit | ÖSSZEZÁR

Mi a LED?

A LED (világító dióda) félvezető anyagból készült fényforrás, amely elektromos áram hatására fényt bocsát ki.
A LED előnye, hogy a kimeneti fény előállításához alacsony áramerősséget és feszültséget igényel, kicsi a fogyasztása, kevéssé melegszik, nagy a kapcsolási sebessége, kis helyen elfér, ütésálló, minimális a fogyasztása, mindemellett a fejlesztéseknek köszönhetően egyre nagyobb a fényerejük és az élettartamuk. Üzemeltetési költsége igen alacsony.

Angol eredetű neve, a LED a Light Emitting Diode rövidítéséből származik.
A dióda által kibocsátott fény színe a félvezető anyag összetételétől, ötvözőitől függ. A LED inkoherens keskeny spektrumú fényt bocsát ki. A fény spektruma az infravöröstől az ultraibolyáig terjedhet.

A LED technológia fejlődésének és a LED előállítási költségének csökkenése eredményeként a LED alapú izzó mára tökéletesen képes kiváltani a hagyományos fényforrásokat.

A LED működési körülményei

A LED diódák rendkívül érzékenyek az üzemi körülményekre, feszültségre, áramra, hőmérsékletre. Ezért a stabil, megbízható működés érdekében fontos az áram stabilizálása, valamint a megfelelő hűtés is.

A LED dióda nyitófeszültsége 3,4 - 3,6 V között mozog. Minden darab esetén változik. A LED nem ad hőterhelést a termikus izzókhoz képest.
Egy megfelelően gyártott LED-es berendezés nem melegedhet fel jobban 40-60 C°-nál, mert ugyanennek a kétszeresénél is működik, mindössze az élettartama csökken a várható élettartam 10 %-ára. A LED talpán keletkezhet akár 200-250 C° hőmérséklet, de a kis felület miatt a hőelvezetés viszonylag egyszerűen megoldható.

Az "izzók", világítótestek fényerejét lumenben (lm) határozzák meg. Minél magasabb a lm érték, annál erősebben világít a fényforrásunk.

A LED világítás előnyei


A LED lámpák használata igazolja, hogy jobb hatásfokkal, költséghatékonyabban, hosszabb élettartalommal élvezhetjük, mint a hagyományos izzót, vagy halogén spot lámpát. Fontos pozitív tulajdonsága, hogy az izzóval szemben – amely teljes felületen világít, rossz fényhasznosítással – a LED fényforrások irányított fények, 60-150 fokos szögben világítanak, de nem síkra, hanem hengerre ültetve a 180 fokos szöget is meghaladhatja. A fény így oda irányítható, ahol szükség van rá. A LED-es fényforrásokkal a közvilágításban is jelentős energiamegtakarítás érhető el.

Energiatakarékos:

Legnagyobb előnyük az energiatakarékosság. Működésükkor nem egy fémszál felmelegedéséből, izzásából érik el a fény kibocsátását, hanem elektronok szabadulnak fel, így nincs hőveszteségük. A hagyományos izzókhoz képest így akár 90% energia-megtakarítás is mérhető.

Fény hasznosítása:

A hagyományos izzók az áram nagy részét melegítésre használják, nem pedig világításra, ezért igen alacsony a fényhasznosításuk: 8-14Lm/W. A LED értékei általában 50-80 Lm/W, de léteznek már 100Lm/W értékűek is.

Hőtermelés:

A hőtermelése minimális, ezért felhasználható olyan helyeken is, ahol a melegedés veszélyforrás lehet. Kevésbé terheli a légkondicionáló rendszereket.

Élettartam:

A hagyományos izzók megközelítőleg 1000 üzemórát bírnak, a halogén izzók 3-5 ezret, a kompakt fénycső 8-12 ezret, a LED pedig 30-50 ezret.

Karbantartási költségek:

Hosszú élettartalmuk miatt szinte egyszeri beruházást igényel. Ajánlott nehezen hozzáférhető helyekre, mint pl. egy medence alja, vagy homlokzat világítás.

Helyigénye:

Helyigénye kicsi, hiszen csupán 3-8 mm méretű LED fényforrások is kaphatóak.

Szemre való hatása:

Nem vibrál, ezért nem bántja a szemet. Fény irányíthatósága: LED esetében alacsony, vagy egyáltalán nincs fényszmog, vagyis oda világít ahol arra szükség van.

Fényerő szabályzása:

Fényereje szabályozható, negatív következménye nincs.

Színválaszték:

Egy foglalat több színű fénykibocsájtására képes. Több, mint 16 millió szín elérhető megfelelő keveréssel.

Késleltetés nélkül kapcsolható:

Nem szükséges megvárni a bemelegedést a megfelelő fényerősséghez. A LED azonnal produkálja a kívánt fény erősségét.

Ki/BE – kapcsolás:

A sok ki-be kapcsolásnak nincs élettartamot rövidítő hatása.

Rázkódás, ütés:

Mivel izzószálat nem tartalmaz egy rázkódás, vagy ütés nem feltétlenül jár a fényforrás elvesztésével. Az autóiparban emiatt egyre gyakoribb a felhasználása.

Fényspektrum:

Fényspektruma keskeny, nem tartozik bele sem az UV, sem az infravörös tartomány, ezért nem károsítja a tárgyak anyagát, színét. Kirakatban ezért ideális megoldás.

Gázok:

Nincs szüksége, így nem is tartalmaz gázokat a működésekor. Magasabb a beszerzési ár a hagyományos fényforrásokhoz viszonyítva, ami elsősorban az új technológiának köszönhető, plusz még olyan járulékos költségek is felléphetnek, mint a LED viszonylag alacsony lumen kibocsátása miatt a kiváltandó halogén spot-ok meglévő meghajtó áramköréhez megfelelő tápegység beszerelése.
Azonban a beszerzési költségek mellett figyelembe véve a karbantartási és energiaköltségeket is, azt kell látnunk, hogy hosszútávon a LED világítás messze felülmúlja a hagyományos izzókat és halogéneket, és erőteljesen fenyegeti a kompakt fénycsövek világát is.

Színhőmérséklet

A fényforrásokat – így a LED-eket is – jellemezhetjük színhőmérséklettel (egészen pontosan korrelált színhőmérséklettel).

Ez a tulajdonság a fényforrás spektrális energiaeloszlása alapján határozható meg. Ez egy számszerű adat, mely jellemzően 2500K és 7000K közé esik, mértékegysége Kelvin.

Kis értékek esetén (2500K-3500K) melegfehér, nagy értékek esetén (4500K-nél nagyobb) hidegfehér, a köztes tartományban natúrfehér színről beszélünk.

Minél melegebb fehér egy szín, annál alacsonyabb érték jellemzi, és látványban annál vörösesebb árnyalatú.

Minél hidegebb egy fehér, annál nagyobb érték jellemzi, látványában pedig egyre inkább a kék szín dominál.

A meleg fehér színt elsősorban lakásokban (nappali, ebédlő) ajánljuk általános világításra, olvasólámpákba, mert nem "fárasztják" a szemünket. Ennek a színe hasonlít legjobban a már megszokott normál izzó vagy halogénspot fényforráséhoz.

A hideg fehér színt kirakatok, üzletek, ékszerek megvilágításához alkalmazhatjuk. Az ékszerek, órák, fémek még jobban ragyognak, csillognak. Kirakat világításnál figyelemfelkeltő hatás érhető el vele.

LED típusok

Dip LED-ek

A DIP ledek a legrégebbi technológiát képviselik.
Két kivezetésük van, mely egy műanyag burába van öntve. A műanyag burában helyezkedik el a led chipje egy fényvisszaverő tölcsérben. Két lábán állva csatlakozik az áramkörhöz, ezért ennél a led típusnál nincs hőelvezetést szolgáló elem.
Mivel nem világítási céllal lettek kifejlesztve, és hőelvezetésük nem megfelelő, ezért a nagyobb fényteljesítmény során keletkező melegedés a tokozás gyorsabb oxidációját eredményezi, ami miatt egyre kevesebb fény jut át rajta, így idővel csökken a kibocsátott fényük.

Sugárzási szögük a 120 fokot is elérik.

SMD LED-ek

Jelentése Surface Mounted Device - felületszerelt eszköz.
Ezeket a ledeket a felületre felfektetve szerelik, ezért stabilabban állnak, és a hőelvezetést is jobban meg lehet oldani.
A legelterjedtebb a 3528 típusú 1 chipes, és az 5050 típusú 3 chipes (1 tokozáson belül 3 fényforrás található) led.

Fénykibocsátási szögük 120 fok.

High Power LED-ek

A high power led-ek nagy teljesítményű, 1 wattos ledek, amelyek kifejezetten világítási célra lettek kifejlesztve.

Az 1 wattra jutó fényáramuk kiemelkedően jó, 80-100 lumen, de létezik már jóval 100 lumen feletti fényáramú led is.

Mivel jelentős a melegedésük, úgy lettek kialakítva, hogy a chipnél keletkező hőt a műanyag tokozás alsó részén lévő fém hővezető lap segítségével egy nagyobb alumínium (hűtőborda) felületre tudják vezetni.

A chip felett különböző fényszórású optikai lencse van, amely biztosítja a fény megfelelő mértékű szórását. Ez az érték lehet 15 foktól 120 fokig.

A power led fénykibocsátási szöge elérheti a 180 fokot.

COB LED-ek

A "COB" a chip on board angol szavak rövidítése.

Nevét onnan kapta, hogy egy hővezető ragasztáson keresztül közvetlen az alaplemezre szerelt chip.

Ezeket a típusú LED-eket már 3 watt teljesítménytől egészen a 100 watt teljesítményű lámpákban használják, mint egyetlen fényforrást (1 db led).

Az alumínium bordázat biztosítja a megfelelő hőleadást és e mellett tetszetős külsőt ad az izzónak.

A chip felett különböző fényszórású optikai lencse van, amely biztosítja a fény megfelelő mértékű szórását.

Ez az érték lehet 15 foktól 120 fokig.

MCOB LED-ek

Ezek a LED-ek az eddig használatos SMD és power LED-ekhez képest lényegesen nagyobb hűtőfelülettel rendelkeznek.

Ez annak köszönhető, hogy ezek az új fényforrások egy alumínium lapkába vannak besüllyesztve, ezáltal nem csak a LED alján, hanem oldalán is érintkeznek az alumínium hűtőfelülettel.

Az MCOB LED esetében az alumínium alaplemez a LED részét képezi, mivel a fényt kibocsátó diódák úgynevezett optikai üregbe kerülnek a gyártás során.

Az alumínium alaplemezben a LED-ek hűtése kimagasló lesz, ezért az MCOB LED-del készült led izzók nagy fényerővel világítanak és hosszú az élettartamuk.

Foglalat típusok


Az Európában szabványos foglalatok:

GU10 bajonetzáras
230V-os foglalat típus
MR16 (GU5.3) tűlábas 12V-os foglalat típus
G4 tűlábas 12V-os foglalat típus általában MR11-es vagy JC G4-es izzóknál található
E-14 Csavaros 230V-os foglalat úgynevezett Mignon izzó
E-27 Csavaros 230V-os foglalat a hagyományos izzó is ilyen

E27

Alkalmazási területei: hagyományos körteégők, kis teljesítményű közvilágítási világítótestek

E14

Alkalmazási területei: kisméretű körteégők, gyertya izzók

GU10

Alkalmazási területei: LED spotok, hagyományos halogén izzók (spotok)

MR16

Alkalmazási területei: LED spotok, hagyományos halogén izzók (spotok). 12V-os foglalat

T8

Alkalmazási területei: fénycső armatúráknál használatos

G4

Alkalmazási területei: LED izzók, hagyományos halogén izzók. 12V-os foglalat, ezért a halogén izzók cseréjénél gondolni kell a tápegység cseréjére is.

G9

Alkalmazási területei: LED izzók, hagyományos halogén izzók. Halogének G9-es méretére nem lehet összezsúfolni kellő fényáramot biztosító LED-et, mert az a LED hőleadását rontaná, ami élettartam csökkenéssel jár, ezért a G9-es LED izzók jóval nagyobb méretűek mint a G9 halogén izzók.

LED tápegységek

A LED tápegység kiválasztásánál olyan teljesítményt kell választani, ami eleget tesz a rendszerkövetelményeknek és alkalmazási módnak, illetve figyelembe kell venni a többletteljesítményt és meghajtási módot is.

Közvetlen meghajtási módra tervezett világítási rendszernél az összegzett LED nyitóirányú feszültségtartománynak (felső és alsó) bele kell esnie a LED tápegységének konstans áramú feszültség tartományába.
Például, a LED nyitófeszültsége 3.4~3.6V, ha 6 van sorba kapcsolva, az összegzett nyitófeszültség 20.4~21.6V lesz. Ebben az esetben, egy 24V-os egységet kell választani, 18~24V konstans áramú tartománnyal.

IC meghajtási módra tervezett világítási rendszernél az IC meghajtó indító feszültsége olyan közel kell legyen a tápfeszültség névleges értékéhez, amilyen közel csak lehet.

Az IC meghajtónak stabil feszültségre van szüksége a helyes működéshez.

Különös figyelmet igényel a G4-es halogén izzók cseréje LED izzókra csillárokban.

Mielőtt kicseréljük a G4-es halogén izzókat LED fényforrásokra, javasolt a halogén csillárok tápegységének az ellenőrzése, szükség estén cseréje. A nem megfelelő tápegység használata a LED meghibásodását okozza.

Az MR16-os vagy "tüskés" spot lámpa minden esetben 12 Voltos fényforrás. A LED lámpák 12V DC egyenáramot, a halogén lámpák 12V AC váltóáramot használnak. Lámpa csere előtt minden esetben ellenőrizzék a tápegység típusát.

Sugárzási szög

A sugárzási szög azt mutatja meg, hogy a fényforrás milyen térszögben teríti a fényt.

A kezdeti nagy fényerejű fehér LED-ek alacsony, 15 fokos fénykibocsátási szöggel rendelkeztek.

A mai technológiának köszönhetően általánosnak számít a 120 fokos sugárzási szög, de létezik ennél nagyobb sugárzási szögű LED is (180°), a power led.

Kezdetben csak a power led-ekhez, de ma már az smd led-ekhez is gyártanak különféle fényszórási szögű optikai lencsét, mellyel a fényt széles tartományban, az adott igényekhez igazítva lehet irányítani.

IP védettség összefoglaló táblázat

Az IP védelmi jelölés értelmezése: Az IP mozaikszó, mely Ingression Protection szóból tevődik össze.

A védelem szintjét az IP jelölés utáni két szám határozza meg.

Az első számjegy az idegen anyagok, környezeti behatások elleni védelem fokát jelöli. A második számjegy a vízbehatolás elleni védelem mértékét adja meg. A gyártók még feltüntethetnek járulékos betűket, és kiegészítő betűket, de ezek feltüntetése nem kötelező.

Az elektromos berendezések IP védelme Idegen test és vízbehatolás szempontjából:

Első számjegy

Idegen anyagok elleni védelem és érintésvédelem mértéke.

Második számjegy

Víz behatolása elleni védelem mértéke.

0

A készülék nem rendelkezik különleges védelemmel.

0

A készülék nem rendelkezik különleges védelemmel.

1

Védett az 50mm-nél nagyobb átmérőjű szilárd testek behatolása ellen.

1

Függőlegesen csöpögő víz ellen védett.

2

Védett az 12,5mm-nél nagyobb átmérőjű szilárd testek behatolása ellen.

2

Függőlegesen csöpögő víz ellen védett.

3

Védett az 2,5mm-nél nagyobb átmérőjű szilárd testek behatolása ellen.

3

A készülék védett permetező víz ellen, a függőlegestől számított 60º-ig.

4

Védett az 1mm-nél nagyobb átmérőjű szilárd testek behatolása ellen.

4

A készülék védett minden irányból fröcskölő víz ellen.

5

Por behatolása ellen korlátozott védelemmel van ellátva.

5

Védett minden irányból vízsugár ellen.

6

Por behatolása ellen teljes védelemmel van ellátva.

6

Védett minden irányból erős vízsugár ellen.

Sok esetben a készüléken az IP jelölés után, csupán egy számmal utal a gyártó, a védelmi módra. Az ilyen esetekben a hiányzó számot X-el kell helyettesíteni. Például IP X2 vagy IP 3X.

7

A készülék védett víz behatolása ellen, meghatározott idejű és mélységű vízbemerítés esetén.

8

A készülék védett víz behatolása ellen tartós vízbemerítés esetén, a gyártó által megadott paraméterek szerint.