Преимущества и недостатки светодиодов

Преимущества

Эффективность:По сравнению с обычными лампочками светодиоды производят больше люменов на ватт. В отличие от люминесцентных ламп или трубок, эффективность светодиодных осветительных приборов не зависит от формы и размера.
оттенок: в отличие от обычных методов освещения, светодиоды могут излучать свет желаемого оттенка без использования каких-либо цветовых фильтров. Это может привести к снижению первоначальных затрат и является более эффективным.

Размер:Светодиоды легко подсоединяются к печатным платам, и их размеры могут составлять всего 2 мм2.

Светодиоды включаются и выключаются очень быстро. Менее чем за одну микросекунду стандартный красный светодиодный индикатор достигает максимальной яркости. Еще более быстрые периоды реакции возможны при использовании светодиодов в сетевом оборудовании.

Езда на велосипеде:В отличие от ламп накаливания и люминесцентных ламп, которые быстрее выходят из строя при частом включении, и газоразрядных ламп высокой интенсивности (HID), для возобновления работы которых требуется некоторое время, светодиоды идеально подходят для приложений, подверженных частому включению-выключению.

Светодиоды очень просто уменьшить, либо уменьшая прямой ток, либо применяя широтно-импульсную модуляцию. При просмотре на видео или некоторыми людьми светодиодные фонари, особенно фары транспортных средств, кажутся мерцающими или мигающими из-за этой широтно-импульсной модуляции. Такое изображение является стробоскопическим.

Холодный свет:В отличие от большинства источников света, светодиоды излучают очень мало тепла в виде инфракрасного излучения, которое может повредить хрупкие предметы или текстиль. Теряемая впустую энергия выделяется через основание светодиода в виде тепла. Светодиоды обычно выходят из строя медленно, тускнея со временем, в отличие от внезапного выхода из строя ламп накаливания.

Жизнь:Срок службы светодиода может быть довольно длительным. Согласно одному отчету, срок полезного использования составляет от 35000 до 50000 часов, хотя период до полного выхода из строя может быть продлен. В зависимости от условий использования люминесцентные лампы обычно рассчитаны на срок от 10000 до 15000 часов, а лампы накаливания рассчитаны на срок от 1000 до 2,{ {11}} часов. Согласно ряду демонстраций Министерства энергетики США, на период окупаемости светодиодного продукта в первую очередь влияет снижение затрат на техническое обслуживание в результате увеличения срока службы, а не экономия энергии.

Ударопрочность:В отличие от хрупких люминесцентных ламп и ламп накаливания, светодиоды могут выдерживать внешние удары, поскольку они являются твердотельными компонентами.

Фокус:Прочный контейнер светодиода может быть сделан так, чтобы направлять его свет. Чтобы собрать свет и направить его в нужном направлении от ламп накаливания и люминесцентных ламп, часто требуется внешний отражатель. Оптика полного внутреннего отражения (ПВО) часто используется для достижения того же результата для больших корпусов светодиодов. Тем не менее, когда требуется большое количество света, обычно используются многочисленные источники света, которые сложно сконцентрировать или направить на один и тот же объект.

Недостатки

Высокая стартовая стоимость:По сравнению с большинством традиционных технологий освещения светодиоды в настоящее время более дороги (цена за люмен). Цена за килолюмен (тысячу ламп) составляла около 6 долларов по состоянию на 2012 год. К 2013 году прогнозировалось, что стоимость будет составлять 2 доллара за килолюмен. По состоянию на март 2014 года по крайней мере один производитель утверждает, что достиг 1 доллара за килолюмен. Сравнительно низкий световой поток, необходимые схемы управления и источники питания — все это способствует дополнительным затратам.

Температурная зависимость:Температура окружающей среды в рабочей зоне или характеристики «теплового управления» сильно влияют на характеристики светодиодов. Когда светодиод перегружен в жаркой среде, светодиодный модуль может перегреться, что в конечном итоге может привести к неисправности устройства. Для обеспечения длительного срока службы требуется достаточный теплоотвод. Это имеет решающее значение для применения в автомобильной, медицинской и оборонной промышленности, где оборудование должно работать при различных температурах и иметь низкую частоту отказов. С диапазоном рабочих температур от -40 до 100 градусов Toshiba разработала светодиоды, которые подходят как для внутреннего, так и для внешнего использования в таких светильниках, как лампы, потолочное освещение, уличные фонари и прожекторы.

Чувствительность к напряжению:Для светодиодов требуется источник питания, который выше, чем отсечка, и ток, который ниже, чем указано в спецификации. Небольшой сдвиг приложенного напряжения вызывает значительные изменения тока и срока службы. Таким образом, им нужен источник, который контролируется электричеством. (обычно просто последовательный резистор для индикаторных светодиодов).

Качество света:По сравнению с нагревателем темного тела, таким как солнце или лампа накаливания, большинство холодно-белых светодиодов имеют очень разные длины волн. Из-за метамеризма красные поверхности особенно плохо отображаются обычными холодными белыми светодиодами на основе люминофора, в результате чего цвет объектов при холодном белом светодиодном освещении воспринимается иначе, чем при солнечном свете или источниках накаливания. Однако, по сравнению с современными белыми светодиодами, возможности цветопередачи обычных люминесцентных ламп часто не на должном уровне.

Площадь источника света:Отдельные светодиоды производят ламбертовское распределение света, а не круговое распределение света, которое исходит от одного источника света. Следовательно, сложно применять светодиоды в приложениях, требующих сферического светового поля; однако отдельными световыми полями можно управлять с помощью различной оптики или «линз». Дивергенция менее нескольких градусов не может быть получена светодиодами. Для сравнения, лазеры могут создавать лучи, которые расходятся не более чем на 0,2 градуса.

Электрическая полярность:Светодиоды будут светить только при правильной электрической полярности, в отличие от ламп накаливания, которые светятся независимо от электрической полярности. Выпрямители можно использовать для мгновенного согласования полярности источника со светодиодными дисплеями.

Синяя опасность:В соответствии со стандартами безопасности для глаз, такими как ANSI/IESNA RP-27.1-05: Рекомендуемая практика фотобиологической безопасности для ламп и ламповых систем, синие светодиоды и светодиоды холодного белого света теперь могут излучать больше синего света, чем это безопасно для человека. человеческие глаза.

Загрязнение синим светом:Из-за сильной зависимости рэлеевского рассеяния от длины волны холодные белые светодиоды могут создавать большее световое загрязнение, чем другие источники света, потому что они излучают пропорционально больше синего света, чем традиционные источники наружного света, такие как натриевые лампы высокого давления. IDA не рекомендует использовать источники белого света с соответствующей цветовой температурой выше 3,000 K.

Падение эффективности:По мере увеличения электрического тока эффективность светодиода снижается. Более высокие токи также приводят к большему нагреву, что сокращает срок службы светодиода. Ток, который может проходить через светодиод при высокой мощности, практически ограничивается этими эффектами.

Воздействие на насекомых:По сравнению с лампами на парах натрия светодиоды гораздо более привлекательны для насекомых, что вызывает гипотетическое опасение, что это может привести к нарушению пищевых сетей.

Использование в холодную погоду:Поскольку светодиодные светофоры не выделяют столько тепла, сколько обычные электрические фонари, снег может затенять их и вызывать аварии.