Переваги та недоліки світлодіодів

Переваги

Ефективність:У порівнянні зі звичайними лампочками світлодіоди виробляють більше люменів на ват. На відміну від люмінесцентних ламп або трубок, ефективність світлодіодних освітлювальних приладів не залежить від форми та розміру.
відтінок: на відміну від звичайних методів освітлення, світлодіоди можуть випромінювати світло бажаного відтінку без використання будь-яких кольорових фільтрів. Це може призвести до зменшення початкових витрат і є більш ефективним.

розмір:Світлодіоди легко підключаються до друкованих плат і можуть бути зроблені мініатюрними до 2 мм2.

Світлодіоди вмикаються і вимикаються дуже швидко. Менш ніж за одну мікросекунду стандартний червоний світлодіодний індикатор досягне максимальної яскравості. Ще більш швидкі періоди реакції можливі зі світлодіодами, які використовуються в мережевому обладнанні.

Велоспорт:На відміну від ламп розжарювання та люмінесцентних ламп, які швидше виходять з ладу при частому перемиканні, і газорозрядних ламп високої інтенсивності (HID-лампи), для відновлення роботи яких потрібен деякий час, світлодіоди ідеально підходять для застосувань, які піддаються частому циклічному ввімкненню та вимкненню.

Світлодіоди дуже просто зменшити, зменшивши прямий струм або використовуючи широтно-імпульсну модуляцію. Коли їх бачать на відео або деякі люди, світлодіодні ліхтарі, особливо фари транспортних засобів, здаються мерехтливими або блимаючими через цю широтно-імпульсну модуляцію. Таке зображення є стробоскопічним.

Холодне світло:На відміну від більшості джерел світла, світлодіоди випромінюють дуже мало тепла у вигляді інфрачервоного випромінювання, яке може пошкодити делікатні речі або текстиль. Витрачена енергія виділяється через основу світлодіода у вигляді тепла. Світлодіоди зазвичай виходять з ладу повільно, тьмяніючи з часом, на відміну від раптового виходу з ладу ламп розжарювання.

життя:Термін служби світлодіода може бути досить тривалим. Відповідно до одного звіту, термін корисного використання становить від 35,000 до 50,000 годин, хоча період до повної відмови може бути продовжений. Згідно з умовами використання, люмінесцентні лампи зазвичай розраховані на 10,000 до 15,000 годин, а лампи розжарювання — від 1,000 до 2,{ {11}} год. Період окупності світлодіодного виробу в першу чергу залежить від зниження витрат на технічне обслуговування внаслідок збільшення терміну служби, а не від економії енергії, згідно з декількома демонстраціями DOE.

Ударостійкість:На відміну від делікатних люмінесцентних ламп і ламп розжарювання, світлодіоди можуть витримувати зовнішні удари, оскільки вони є твердотільними компонентами.

Фокус:Міцний контейнер світлодіода можна зробити для спрямування його світла. Щоб зібрати світло та направити його в корисному напрямку від ламп розжарювання та флуоресцентних джерел, часто потрібен зовнішній відбивач. Оптика повного внутрішнього відбиття (TIR) ​​часто використовується для досягнення того самого результату для більших світлодіодних корпусів. Однак численні джерела світла, які складно зосередити або зіткнутися з одним об’єктом, зазвичай використовуються, коли потрібна велика кількість світла.

Недоліки

Висока стартова вартість:Порівняно з більшістю традиційних технологій освітлення, світлодіоди зараз є дорожчими (ціна за люмен). Ціна за кілолюмен (тисячу вогнів) становила приблизно 6 доларів США станом на 2012 рік. До 2013 року прогнозувалося, що вартість становитиме 2 долари США за кілолюмен. Станом на березень 2014 року принаймні один виробник стверджує, що досяг $1 за кілолюмен. Порівняно низький вихідний світловий поток, необхідні схеми приводу та джерела живлення сприяють додатковій вартості.

Температурна залежність:Температура навколишнього середовища в робочій зоні або характеристики «термічного керування» значною мірою впливають на продуктивність світлодіодів. Коли світлодіод перенапружується в умовах високої температури, світлодіодний модуль може перегрітися, що зрештою може призвести до несправності пристрою. Для підтримки тривалого терміну служби потрібен достатній тепловідвід. Це має вирішальне значення для застосувань в автомобільній, медичній та оборонній промисловості, де обладнання повинно працювати в різних температурах і мати низький рівень відмов. З робочим діапазоном температур від -40 до 100 градусів Toshiba розробила світлодіоди, які підходять як для внутрішнього, так і зовнішнього використання в світильниках, освітленні стелі, вуличних ліхтарях і прожекторах.

Чутливість до напруги:Для світлодіодів необхідна напруга живлення, яка вища за граничну, і струм, нижчий за специфікацію. Незначний зсув прикладеної напруги спричиняє значні зміни струму та терміну служби. Тому їм потрібне джерело, яке керується електрикою. (зазвичай просто послідовний резистор для індикаторних світлодіодів).

Якість світла:У порівнянні з темним обігрівачем, таким як сонце або лампа розжарювання, більшість холодно-білих світлодіодів мають довжину хвилі, яка дуже відрізняється. Через метамерію червоні поверхні особливо погано відображаються звичайними холодно-білими світлодіодами на основі люмінофора, через що колір об’єктів буде виглядати інакше під холодним білим світлодіодним освітленням, ніж під сонячним світлом або джерелами розжарювання. Однак, порівняно з сучасними білими світлодіодами, можливості передачі кольору звичайних люмінесцентних ламп часто нижчі.

Зонне джерело світла:Окремі світлодіоди виробляють ламбертівський розподіл світла, а не круговий розподіл світла, яке надходить від одного джерела світла. Отже, важко застосовувати світлодіоди для додатків, які вимагають сферичного світлового поля; однак чіткі світлові поля можна контролювати за допомогою різноманітної оптики або «лінз». Розбіжність менше кількох градусів не може бути створена світлодіодами. Для порівняння, лазери можуть створювати промені, які розходяться не більше ніж на 0,2 градуса.

Електрична полярність:Світлодіоди будуть світити лише з належною електричною полярністю, на відміну від ламп розжарювання, які світяться незалежно від електричної полярності. Випрямлячі можна використовувати для миттєвого узгодження полярності джерела зі світлодіодними дисплеями.

Синя небезпека:Відповідно до стандартів безпеки очей, як-от ANSI/IESNA RP-27.1-05: Рекомендована практика фотобіологічної безпеки для ламп і систем ламп, сині світлодіоди та холодно-білі світлодіоди тепер можуть випромінювати більше синього світла, ніж це безпечно людські очі.

Забруднення блакитним світлом:Через сильну залежність релеївського розсіювання від довжини хвилі холодно-білі світлодіоди можуть виробляти більше світлового забруднення, ніж інші джерела світла, оскільки вони випромінюють пропорційно більше синього світла, ніж традиційні зовнішні джерела світла, такі як натрієві лампи високого тиску. IDA рекомендує не використовувати джерела білого світла з відповідною колірною температурою понад 3,000 K.

Зниження ефективності:Зі збільшенням електричного струму ефективність світлодіодів падає. Більший струм також призводить до більшого нагрівання, що зменшує термін служби світлодіода. Струм, який може проходити через світлодіод при високій потужності, практично обмежений цими ефектами.

Вплив на комах:У порівнянні з натрієвими лампами, світлодіоди набагато більше привабливі для комах, що викликає гіпотетичне занепокоєння, що це може призвести до руйнування харчових мереж.

Використання в холодну погоду:Оскільки світлодіодні ліхтарі керування дорожнім рухом не виробляють стільки тепла, скільки звичайні електричні ліхтарі, сніг може закривати їх і спричиняти нещасні випадки.