Kompendium wiedzy o LED - odpowiedzi na najczęściej zadawane pytania

Jak LED-y światła białego oddają barwy i jak dobrać LED do określonej funkcji?

Ogólny wskaźnik oddawania barw Ra (ang. Color Rendering Index - CRI), jako miara jakości światła białego, z punktu widzenia wierności odtworzenia barw przedmiotów znajdujących się w jego nowym otoczeniu zaczął być stosowany znacznie wcześniej zanim powstały LED do celów oświetleniowych. Ogólny wskaźnik oddawania barw (Ra) jest niedoskonałą, lecz szeroko stosowaną miarą opisywania jakości światła białego. Ogólny wskaźnik oddawania barw Ra dla światła słonecznego oraz żarówek wynosi 100, natomiast dla światła wytwarzanego przez świetlówki wynosi od 50 do 99, Za źródło światła dobrze oddające barwy należy uznać źródło o RA zbliżonym do wartości 100. Obecnie LED wytwarzają światło białe o ogólnym wskaźniku oddawania barw w zakresie od 70 do 90.Jednak wskaźnik ten nie charakteryzuje w pełni parametrów oddawania barw oświetlenia LED, ponieważ w przypadku niektórych LED mających ogólny wskaźnik Ra równy np. 80 szczegółowy wskaźnik R9 (oddawanie barwy czerwonej) dla tej diody przyjmuje wartości ujemne. Dlatego też ważne jest aby światło emitowane przez białego LED było takie, dla którego wskaźnik R9 jest większy od 0. W danych technicznych zawartych w informacjach producenta powinny zostać zawarte dane dotyczące wartości Ra i wskaźnika szczególnego Ri=9. Chcąc poprawić mankament określania dla LED oprócz Ra także R9 w NIST (USA) opracowano nową skalę oddawania barw CQS (ang. Color Quality Scale), która w lepszym stopniu niż Ra odzwierciedla parametry oddawania barw każdego rodzaju oświetlenia.

Czy LED można ściemniać?

Tak, i to stosunkowo łatwo. Regulatory (sterowniki) LED zwykle wykorzystują jedną z dwóch metod regulacji strumienia świetlnego (ściemniania): zmniejszenie wartości czynnej prądu lub napięcia (regulacja fazowa) , bądź modulację szerokości impulsu (PWM). Metoda PWM jest bardziej powszechna w przypadku regulacji strumienia świetlnego LED, ze względu na szeroki zakres regulacji (ściemniania) i liniową zależność między poziomem wysterowania a wartością strumienia świetlnego. Strumień świetlny LED można regulować (ściemniać) stosując liczne urządzenia regulujące sterowane zarówno sygnałem analogowym 1-10V lub cyfrowym typu DMX i DALI.

Czy barwa światła ulega zmianie w trakcie eksploatacji?

Barwa światła LED ulega zmianie w trakcie eksploatacji, ponieważ zależy ona od takich czynników jak:

• temperatura pracy diody,
• sposób zasilania - zasilanie prądem stałym czy też zasilanie impulsowe,
• degradacja luminoforu – w przypadku LED światła białego z luminoforem barwa zależy od
• właściwości luminoforu

Tempo starzenia się zależy od jakości modułu LED i poprawności jego aplikacji w konkretnym rozwiązaniu (poprawność zasilania, poprawność chłodzenia).

Jakie są kategorie LED ze względu na barwę światła i skuteczność świetlną?

LED mogą wytwarzać światło o różnej temperaturze barwowej. Uzależnione to jest od wielu czynników, głównie od sposobu domieszkowania półprzewodnika. Typowe temperatury barwowe światła białego wytwarzanego przez LED są następujące: 2700K, 3000K, 3300K, 4000K, 5400K, 6500K. Nie jest wykluczone, że niektórzy producenci oferują LED wytwarzające światło o innych temperaturach barwowych.

LED różnią się również pod względem wartości skuteczności świetlnej. Obecnie dostępne są LED o skuteczności świetlnej od 30 lm/W do 150 lm/W. Niższe wartości skuteczności świetlnej mają diody świecące niższych mocy. W warunkach laboratoryjnych uzyskiwane są jeszcze wyższe skuteczności świetlne.

Skuteczność systemu oświetleniowego LED jest mniejsza, ponieważ oblicza się ją uwzględniając „traconą” moc układu zasilającego. Obecnie oferowane ledówki jako bezpośrednie zamienniki tradycyjnych żarówek mają skuteczności świetlne średnio od 50 lm/W do 70 lm/W. Tak wysokie skuteczności świetlne pozwalają uzyskać ok. 80% oszczędności energii elektrycznej w porównaniu do tradycyjnych żarówek oraz ok. 30% w stosunku do świetlówek kompaktowych. Dotyczy to tylko tych ledówek, które mają klasę efektywności energetycznej A. Klasa efektywności energetycznej podawana jest na produktach lub ich opakowaniach. Klasy efektywności energetycznej nie podaje się dla reflektorowych źródeł światła. Należy zwracać uwagę na to, że diody wytwarzające światło o wyższej temperaturze barwowej mają zwykle wyższą skuteczność świetlną i dają światło białe, aż do odcienia niebieskawego. Ledówki o niższej temperaturze barwowej mają niższą skuteczność, ale emitują światło o ciepłej barwie.