Kompendium wiedzy o LED - odpowiedzi na najczęściej zadawane pytania

Podstawową i najczęstszą przyczyną uszkodzeń diod elektroluminescencyjnych jest przegrzewanie ich złącza. Źródłem zbyt wysokiej temperatury może być zasilenie zbyt dużym prądem, złe odprowadzanie ciepła do otoczenia, zbyt wysoka temperatura otoczenia lub kombinacja tych czynników. Niewielkie lub krótkotrwałe przegrzanie struktury powoduje częściowe uszkodzenie materiału i osłabienie świecenia. Kolejne cykle, w których dioda poddawana jest zbyt wysokiej temperaturze sumują się prowadząc do całkowitego zniszczenia kryształu. Dioda co prawda może być impulsowo zasilana prądem o wartości szczytowej wielokrotnie przekraczającej dopuszczalną wartość prądu stałego, jednak średnia wartość prądu musi się mieścić w dopuszczonych przez producenta granicach. Czynnikiem powodującym wzrost temperatury diody może być zbyt słabe oddawanie ciepła do radiatora wynikające z nieprawidłowego zamocowania diody, polegającego na niedokładnym przyleganiu styku cieplnego obudowy diody do podłoża lub podłoża do radiatora. Także radiator może nie wykazywać odpowiednio wysokiej skuteczności oddawania ciepła do otoczenia z powodu ograniczenia przepływu powietrza lub zbyt wysokiej temperatury powietrza w otoczeniu. Przegrzanie radiatora może być spowodowane jego zanieczyszczeniem, zamknięciem go w obudowie (oprawie). Zagrożeniem dla diod LED może być również niewłaściwe lutowanie ich wyprowadzeń.

Nieodwracalne uszkodzenie diody może być spowodowane przez przyłożenie w kierunku zaporowym napięcia o wartości większej od napięcia zaporowego. W diodach elektroluminescencyjnych napięcie to jest porównywalne z napięciem progowym dla kierunku przewodzenia. Dlatego dla LED bardzo niebezpieczne jest podłączenie go do zasilania w kierunku przeciwnym do właściwego. Niektóre egzemplarze diod są fabrycznie wyposażane w zabezpieczenia przed przeciążeniem i odwrotnym podłączeniem, jednak takie rozwiązanie nie należy do popularnych. Uszkodzenie LED może być również spowodowane występowaniem na nich przepięć.

Diody są elementami optoelektronicznymi, które można łatwo uszkodzić mechanicznie. Mimo, że są obiektami monolitycznymi i nie posiadają elementów ruchomych ani podlegających drganiom ich struktura jest wrażliwa na oddziaływanie dużych sił mechanicznych. Doprowadniki prądu do kryształu wykonane są z drutu o przekroju rzędu dziesiątych części milimetra kwadratowego, który może być łatwo zerwany. Materiał soczewki przykrywającej diodę jest dobrany ze względu na wysoką sprawność wypromieniowania światła a nie pod kątem wytrzymałości przez co może zostać łatwo uszkodzony. Pod wpływem działającej siły kryształ świecący może oddzielić się od podłoża, utracić kontakt cieplny i ulec przegrzaniu.

Jak wydajne są LED światła białego?

Deklarowana skuteczność świetlna LED o świetle białym systematycznie rośnie z roku na rok. W warunkach laboratoryjnych największe wartości skuteczności świetlnej dla diod wytwarzających światło białe przekraczają obecnie 170 lm/W. Należy podkreślić, że dane laboratoryjne dla LED nie mają jednak żadnego odzwierciedlenia dla rzeczywistych warunków pracy, zatem nie można się nimi kierować . Na rynku dostępne są diody wytwarzające światło białe o skuteczności świetlnej wynoszącej 100 lm/W i większej (dane katalogowe dla LED podawane są dla temperatury złącza p-n 25cstopni C). Skuteczność świetlna LED zależy od warunków pracy, szczególnie temperatury. Niektórzy producenci LED i modułów LED deklarują dane dla optymalnych warunków pracy, które trudno osiągnąć w praktycznych zastosowaniach , a tym samym podawane dane mogą być nierealistyczne. Na wynikową sprawność LED mają wpływ także inne czynniki, w tym sprawność układu zasilającego, sprawność układu optycznego, straty wynikające z istnienia dodatkowych elementów itd. Ponadto konwersja światła w luminoforze powoduje utratę energii (zjawisko znane jako przesunięcie Stokesa), kiedy luminofor dokonuje konwersji długości fali z krótszej na dłuższą, co obniża całkowitą sprawność LED.