LED technológia
Luminiscenčná dióda - LED
Luminiscenčná dióda alebo svetelná dióda (z anglického: light-emitting diode / svetlo-vyžarujúca
dióda) je polovodičová elektronická súčiastka, ktorá vyžaruje úzkospektrálne svetlo,
keď ňou prechádza elektrický prúd v priepustnom smere. Svietiaci efekt je následkom
žiarivej rekombinácie elektrón-dierového páru a je formou elektroluminiscencie. Farba
vyžarovaného svetla závisí od chemického zloženia použitého polovodičového materiálu.
Prvú prakticky použiteľnú LED diódu vyvinul v roku 1962 kanadský vedec Nick Holonyak.
Zapojenie LED
Pri výrobe jednotlivých LED môžu nastať malé odchýlky, ktoré by pri paralelnom zapojení
spôsobili rozdielne svietivosti diód, alebo dokonca aj zničenie samotnej LED. Preto
sa LED zapájajú vždy so sériovým odporom. Ak chceme udržať stálosť jasu LED na konštantnej
úrovni, najvhodnejším spôsobom je použitie napájacieho zdroja s konštantným prúdom.
Vysokovýkonné (High Power) LED pracujú obvykle s riadiacim prúdom 350mA (pri 1W diódach)
alebo 700mA (pri 3W diódach). Preto pre napájanie takýchto LED je nutné použiť zdroj
(riadiaci obvod - takzvaný LED driver) s konštantným prúdom zodpovedajúcej hodnoty.
Tým zabezpečíme konštantný jas (pracovný výkon) jednotlivých LED, a tým aj relatívne
rovnakú životnosť svetelného zdroja.
Regulácia LED
Všeobecne platí fakt, že čím väčší prúd preteká diódou, tým viac svetla LED vyžiari.
Najjednoduchší spôsob obmedzovania prúdu v obvode s LED je v zapojení s predradným
odporom (do série s LED). Omnoho sofistikovanejšia metóda je však s použitím zložitejšej
tzv. impulzno-šírkovej modulácie PWM (z anglického Pulse Width Modulation). Pri tejto
metóde pretekajú LED krátokodobé impulzy. Tieto impulzy majú frekvenciou omnoho vyššiu
ako je schopné zachytiť ľudské oko (využíva sa zotrvačnosť oka), takže svetlo LED
je pre ľudské oko trvalé (bez viditeľného blikania). Zmena intenzity osvetlenia sa
dosahuje zmenou šírky impulzov. Pre tento spôsob regulácie jasu LED sa používajú
špeciálne zariadenie, ktoré zabezpečujú vytváranie vhodných impulzov na základe pokynov
používateľa (pomocou ovládača).
Hlavné výhody LED
LED produkujú viac svetla na watt ako klasické (wolfrámové), halogénové či žiarivkové
svetelné zdroje. To znamená, že pri rovnakej svietivosti spotrebuje LED menej elektrickej
energie v porovnaní s inými svetelnými zdrojmi, čím nám ušetrí náklady na spotrebovanú
energiu a prispieva k zníženiu emisií CO2 do atmosféry (pri výrobe el. energie).
V laboratóriách sa hodnoty účinnosti LED približujú už k 180lm/W (lumenov na watt
- jednotka svietivosti na jednotku výkonu). Teoreticky môžu v budúcnosti prekročiť
až hranicu 350lm/W, čo by bol obrovský krok vpred v porovnaní s klasickými žiarovkami
(cca 10lm/W). Pre porovnanie uvádzam hodnoty svietivosti rôznych svetelných zdrojov.
Jednou z ďalších obrovských výhod technológie LED je odolnosť samotnej diódy. Životnosť
LED chipov sa pri nominálnych hodnotách výkonu dosahuje až 50000h3, čo znamená, že
ak by ste svietili 10 hodín každý deň, tak by Vám takáto LED vydržala svietiť takmer
14 rokov. Túto hodnotu v oblasti komerčného osvetlenia nie je v súčasnosti možné
dosiahnuť inou technológiou. Vláknové žiarovky zväčša končia svoju životnosť prerušením
vlákna, no pri LED je to prevažne znižovaním jej jasu. To znamená, že nenastáva "okamžitá
tma".
So životnosťou to pri odolnosti LED nekončí. Dióda je veľmi odolná i na mechanické
vplyvy. Nehrozí žiadne rozbitie. Ak je dobre zapúzdrená, dá sa s nadsadením povedať,
že je nezničiteľná, čo nemôžeme povedať o krehkých sklenených bankách, vláknach a
horákoch iných typov svetelných zdrojov.
Výhodou je i spôsob vyžarovanie LED, pri ktorom je svetelný lúč úzko smerovaný. Pri
vhodnom rozmiestnení a nasmerovaní LED, optiky a poprípade i reflexných plôch vieme
s takýmto spôsobom dosiahnuť oveľa väčšiu účinnosť svietidiel ako pri inej technológii,
kde sa nám svetlo vo väčšine prípadov šíri všetkými smermi (čím sa zbytočne míňa
účinku).
Majú veľmi rýchly štart (iba niekoľko milisekúnd), čo sa nedá povedať o žiarivkových
a výbojkových svetelných zdrojoch, ktoré sú navyše veľmi háklivé na časté zapínanie
a vypínanie.
U diódy nemá spínanie žiadny vplyv na životnosť. Sú teda priam predurčené do rôznych
senzorových aplikácií (pohybové senzory, súmrakové spínanie, atď.).
Diódy je možné stmievať v podstate od 0 až do 100% ich svietivosti s použitím vhodného
regulátora. Pri klasických žiarivkách a výbojkách je potrebné použiť dosť nákladné
elektronické predradníky.
Sú veľmi šetrné k životnému prostrediu svojou hospodárnosťou i tým, že neobsahujú
žiadne toxické látky.
Najväčšou výhodou svietidiel i samotných návrhov je ich nízka spotreba elektrickej
energie, extrémne dlhá doba prevádzky (životnosť) a ich dizajn. Prispejeme tým k
skvalitneniu nášho okolia, čím priaznivo vplývame na našu psychickú pohodu i na prostredie
okolo nás.
Táto technológia si získava čoraz väčšiu popularitu vďaka svojej hospodárnosti, dlhej
životnosti, vysokej odolnosti a samozrejme i vďaka veľmi malým rozmerom, čo umožňuje
dizajnérom navrhovať doposiaľ len veľmi ťažko realizovateľné kúsky.
Navrhnuté LED riešenia Vám s radosťou prevedieme z papiera až k Vášmu vypínaču
