+421 948 708 008 ledco@ledco.sk

Luminiscenční dioda – LED

Luminiscenční dioda nebo světelná dioda (z anglického: light-emitting diode / světlo-vyzařující dioda) je polovodičová elektronická součástka, která vyzařuje úzkospektrální světlo, když jí prochází elektrický proud v propustném směru. Svítící efekt je následkem zářivé rekombinace elektron-děrového páru a je formou elektroluminiscenční. Barva vyzařovaného světla závisí na chemickém složení použitého polovodičového materiálu. První prakticky použitelnou LED diodu vyvinul v roce 1962 kanadský vědec Nick Holonyak. (*)

 

technlogie

 

Každá LED vyrobena pouze z jednoho druhu polovodiče má svou charakteristickou vlnovou délku, na které emituje světlo. To znamená, že dokáže vyzařovat pouze jednu barvu. Tuto vlnovou délku je možné “nastavit” pomocí použitého druhu polovodiče (tj poměrem obsahu jednotlivých složek polovodiče) au některých polovodičů (GAN) i změnou obsahu dotovacieho prvku. Takto je možné vyrobit LED se stejným substrátem v širokém spektru vlnových délek. Je to v dnešní době velmi používaný způsob, neboť nemusíme pro každý odstín LED používat jiný materiál na její výrobu. Prakticky je možné vyrobit LED s vlnovými délkami od 250 do 3 500 nm (380 nm – fialová až 780 nm červená). LED s jedinou výkonovou špičkou se nazývá monochromatická LED. (**)

 

Zapojení LED

Při výrobě jednotlivých LED mohou nastat malé odchylky, které by při paralelním zapojení způsobily rozdílné svítivosti diod, nebo dokonce i zničení samotné LED. Proto se LED zapojují vždy se sériovým odporem. Pokud chceme udržet stálost jasu LED na konstantní úrovni, nejvhodnějším způsobem je použití napájecího zdroje s konstantním proudem. Vysokovýkonné (High Power) LED pracují obvykle s řídícím proudem 350mA (při 1W diodách) nebo 700mA (při 3W diodách). Proto pro napájení takových LED je nutné použít zdroj (řídící obvod – takzvaný LED driver) s konstantním proudem odpovídající hodnoty. Tím zajistíme konstantní jas (pracovní výkon) jednotlivých LED, a tím i relativně stejnou životnost světelného zdroje.

 

Regulace LED

Obecně platí fakt, že čím větší proud protéká diodou, tím více světla LED vyzáří. Nejjednodušší způsob omezování proudu v obvodu s LED je v zapojení s předřadným odporem (do série s LED). Mnohem sofistikovanější metoda je však s použitím složitější tzv. impulsní-šířkové modulace PWM (z anglického Pulse Width Modulation). Při této metodě protékají LED Krátkodobý impulzy. Tyto impulsy mají frekvenci mnohem vyšší než je schopno zachytit lidské oko (využívá se setrvačnost oka), takže světlo LED je pro lidské oko trvalé (bez viditelného blikání). Změna intenzity osvětlení LED se dosahuje změnou šířky impulsů. Pro tento způsob regulace jasu LED se používají speciální zařízení, které zajišťují vytváření vhodných impulsů na základě pokynů uživatele (pomocí ovladače).

 

Hlavní výhody LED

LED produkují více světla na watt než klasické (wolframové), halogenové či zářivkové světelné zdroje. To znamená, že při stejné svítivosti spotřebuje LED méně elektrické energie ve srovnání s jinými světelnými zdroji, čímž nám ušetří náklady na spotřebovanou energii a přispívá ke snížení emisí CO2 do atmosféry (při výrobě el. Energie). V laboratořích se hodnoty účinnosti LED přibližují již k 180LM / W (lumenů na watt – jednotka svítivosti na jednotku výkonu). Teoreticky mohou v budoucnosti překročit až hranici 350lm / W, což by byl obrovský krok vpřed ve srovnání s klasickými žárovkami (cca 10lm / W). Pro srovnání uvádím hodnoty svítivosti různých světelných zdrojů.

 

typ světelného zdroje účinnost [%] efektivita [lm/W]
vláknové žárovky 5 5-15
halogénové žárovky 7 15-20
kompaktní zářivky (CFL) 20 50-85
dlouhé zářivková svítidla 25 60-90
halogenidové výbojky (HID) 30 80-120
sodíkové výbojky (vysokotlakové) 40 80-130
high-power bílé LED 40 70-160
low-power bílé LED 40 70-150
LED předpoklad do r. 2020 60 200
Porovnání světelných zdrojů

 

 

  • Jednou z dalších obrovských výhod technologie LED je odolnost samotné diody. Životnost LED chipů při nominálních hodnotách výkonu dosahuje až 50000h3, což znamená, že pokud byste svítili 10 hodin každý den, tak by Vám takováto LED vydržela svítit téměř 14 let. Tuto hodnotu v oblasti komerčního osvětlení není v současnosti možné dosáhnout jinou technologií. Žárovky většinou končí svou životnost přerušením vlákna, ale při LED je to převážně snižováním jejího jasu. To znamená, že nenastává “okamžitá tma”.
  • S životností to při odolnosti LED nekončí. Dioda je velmi odolná i na mechanické vlivy. Nehrozí žádné rozbití. Pokud je dobře zapouzdřená, dá se s nadsázkou říci, že je nezničitelná, což nemůžeme říci o křehkých skleněných bankách, vláknech a hořácích jiných typů světelných zdrojů. Na životnost má však u LED diodách obrovský vliv právě teplo vyzářené s diody. Proto je třeba dbát na dostatečný odvod tepla z čipu do okolního prostředí. Chlazení při LED pásech mlžete zajistit LED profily, které splní i požadovaný dekorační účel, i přispějí k dobrému chlazení LED.
  • Výhodou je i způsob vyzařování LED, při kterém je světelný paprsek úzce směrovaný. Při vhodném rozmístění a nasměrováni LED, optiky a popřípadě i reflexních ploch umíme s tímto způsobem dosáhnout mnohem větší účinnost svítidel jako při jiné technologii, kde se nám světlo ve většině případů šíří všemi směry (čímž se zbytečně míjí účinkem).
  • Mají velmi rychlý start (pouze několik milisekund), což se nedá říct o zářivkách a výbojkových světelných zdrojích, které jsou navíc velmi háklivé na časté zapínání a vypínání.
  • U diody nemá spínání žádný vliv na životnost. Jsou tedy přímo předurčené do různých senzorových aplikací (pohybové senzory, soumrakové spínání, atd.).
  • Diody lze stmívat v podstatě od 0 až do 100% jejich svítivosti s použitím vhodného regulátoru. Při klasických zářivkách a výbojkách je třeba použít dost nákladné elektronické předřadníky.
  • Jsou velmi šetrné k životnímu prostředí svou hospodárností i tím, že neobsahují žádné toxické látky.
  • trance

  • techno

  • synth-pop

  • soundtrack

  • smooth-jazz

  • rock

  • rap

  • r-b

  • psychedelic

  • pop-rock

  • pop

  • new-age

  • musicians

  • metal

  • melodic-metal

  • lounge

  • jazz-funk

  • jazz

  • index.php

  • house

  • hip-hop

  • heavy-metal

  • hard-rock

  • get.php

  • electronic

  • dubstep

  • drumbass

  • downtempo

  • disco

  • country

  • clubdance

  • classical

  • chillout

  • chanson

  • breakbeat

  • blues

  • ambient

  • alternative-rock