Proč LED světlo - o LED technologii

Následující článek shrnuje informace o LED svítidlech a vůbec LED technologii v osvětlení. Nabízí o LED světlech informace obecné, ale i odborné - takové informace jsou označeny "Pro odborníky". Nechcete-li zabíhat až do detailů a odborností LED světel, prostě je přeskočte a pokračujte dále.... Nechceme nikoho zahltit zbytečnostmi, ale zároveň chceme přinést informace o LED osvětlení v ucelené podobě.


LED osvětlení je úsporné

Příklady úspor s LED osvětlením:

Příklad úspory s LED

Příklad úspory s LED

Příklad úspory s LED

Přínosy LED technologií v osvětlení

  • LED osvětlení spoří elektrickou energii: LED žárovka nebo jiný LED zdroj či LED svítidlo spotřebuje až o 90 % méně elektrické energie oproti konvenčním světelným zdrojům. LED osvětlení přináší úsporu elektrické energie ve výši 90%oproti klasickým wolframovým a halogenovým žárovkám a 50% oproti úsporným žárovkám a zářivkám, a to při zachování stejné kvality světla. LE světla se vyznačují krátkou dobou návratnosti investice z částky za uspořenou energii.
  • LED světla jsou ekologická při výrobním procesu (nízká spotřeba energie), i při recyklaci (96% surovin je znovu využitelných).
  • LED světla jsou šetrná k přírodě a okolnímu prostředí. Nezatěžují jej při své výrobě, provozu ani recyklaci. Nevydávají UV záření a nejsou ani zdrojem prvků zatěžujících přírodu (rtuť u zářivek atd.). 

  • Zdroje jsou v souladu s evropskou směrnicí RoHS.

  • LED svítidla jsou likvidována ekologicky - zákazník platí recyklační poplatek za každou žárovku, trubici i svítidlo. Po skončení životnosti je možné je odložit na sběrných místech Elektroodpadu, nebo u nás na pobočkách.
  • V případě rozbití LED zdroje nebo LED svítidla se neuvolňuje rtuť a těžké kovy,
  • LED zdroje a LED svítidla poskytují věrné podání barev Ra>80 (více "Jak vybrat LED světlo"),
  • LED technologie v osvětlení poskytuje okamžitě 100% výkon, okamžitý start světelného toku a plná intenzita světla, žádný zpožděný náběh světla - LED NENÍ CFL ÚSPORNÁ ŽÁROVKA (Compact fluorescent lamp),
  • LED světlo nebliká (nedochází k únavě očí),
  • LED světlo vyzařuje příjemné měkké a kvalitní světlo, jehož kvalita je srovnatelná s denním světlem, což představuje daleko menší zátěž pro lidský zrak, takže nezatěžuje zdraví jako jiné typy světelných zdrojů,
  • LED osvětlení je bez UV (ultrafialového) záření a tepelných ztrát (nemá vliv na malby a textilie),
  • LED světlo nepřitahuje hmyz,
  • LED světlo neemituje IR (infračervené) záření (vhodné pro osvětlení potravin),
  • LED zdroje takřka nepřeměňují elektřinu na teplo (klasické žárovky tak činí až z 95%) a tak je lze i po několikahodinovém svícení vyšroubovat holou rukou,
  • LED světla mají nízkou emisi tepla (nízké tepelné vyzařování) - jsou výhodné zejména v letních měsících (úspora za klimatizaci),
  • LED světlo neohřívá nasvícené předměty,
  • LED světlo neničí difuzory a plastové kryty svítidel, takže jejich stárnutí je minimální (nejlépe je vidět na starých svítidlech s trubicemi),
  • LED světelný droj šíří světlo konstantním světelným tokem,
  • Životnost LED osvětlení se nezkracuje opakovaným rozsvěcováním (zapínání a vypínání),
  • LED zdroje přináší úsporu v údržbě, protože zdroje nepraskají,
  • LED světelná technologie je robustní a odolná vůči otřesům a vibracím,
  • LED technologie přináší výrazně nižší spotřebu energie, nabízí dlouhou životnost, snadno se instalují, jsou bezúdržbové a to vše v moderním designu.

Co je lumen

Intenzita osvětlení - jednotka LUX (zkratka LX). Světelný tok - značí jednotka lumen (zkratka lm), dopadající na jednotku plochy () 1 lx = 1 lm/.  Vyjadřuje světelný výkon světelného zdroje. Čím vyšší hodnota, tím jasnější světlo zdroj vydává. Pro porovnání různých světelných zdrojů je vhodná světelná efektivita, tedy vztah lumenu a spotřeby elektřiny (lm/W). Velmi kvalitní zdroje dosahují hodnot 100. Velmi slušné jsou ale produkty s hodnotami od 75.

Srovnání s klasickými a spořivými žárovkami

Pro interiérové osvětlení se dnes používá několik hlavních druhů. Jsou jimi:

  • klasické wolframové žárovky,
  • úsporné žárovky,
  • halogenové žárovky,
  • zářivky,
  • LED žárovky a trubice.

Každý druh má svá specifika, tedy výhody a nevýhody, které je nutno uvážit při nákupu nových světel. Řešíme:

  • Náklady na pořízení,
  • náklady na provoz,
  • životnost,
  • vztah k ekologii (při výrobě, provozu i recyklaci).

Klasická žárovka má velmi nízké pořizovací náklady a dobré podání barev. Ty jsou ale vyváženy velmi krátkou životností a vysokým odběrem elektrické energie. Krátká životnost (v řádu jednotek tisíc hodin) je způsobena praskáním při nestabilitě. Kvůli tomu musíte často nakupovat náhrady a starat se o výměnu. Klasické žárovky jsou specifické svou neefektivitou – 95% přijaté energie totiž přeměňují na teplo a pouze 5% na světlo. Při recyklaci nezpůsobují žádný zásadní problém.

Úsporné žárovky jsou velmi populární a všudy přítomné. Výhodou jsou relativně nízké náklady na pořízení a v porovnání s klasickými žárovkami i náklady na spotřebu elektřiny. Velkou nevýhodou je především dlouhý náběh plného výkonu a snižování jejich životnosti častým zapínáním a vypínáním.

Halogenové žárovky neblikají ale hřejí stejně jako žárovky. Mají velký příkon a náběhový proud, tím pádem i vysokou spotřebu energie. Časté výměny způsobené krátkou životností a stejně tak jako u žárovek se životnost zkracuje při nestabilitě v elektrické síti. Dobré podání barev (lepší než zářivka, ale horší než žárovka).

Zářivkové trubice. Obsahují rtuť a argon, které na základě výboje, ohřevu elektrod a dalším výboji ve startéru poskytují světlo. Celý tento proces trvá několik vteřin a na plný výkon zářivky je tak potřeba čekat. Kromě trvání rozzáření, omezeného počtu startovacích cyklů a častého „bzučení“, jsou zářivky problematické při recyklaci. Mají velmi špatné podání barev.

Pro odborníky a ty, co jdou rádi do hloubky

Barvy světla LED diod

Na těchto stránkách naleznete zajímavé informace o složení barevného spektra LED diod od společnosti OSRAM.

Co to je LED žárovka

Technologie LED (Light Emitting Diode - svítivá dioda, dioda vyzařující - vydávající "emitující" světlo) je polovodičový světelný zdroj. Jde o elektronickou polovodičovou součástku obsahující přechod P-N. V současné době se využívá hlavně k osvětlení. Na rozdíl od klasických diod, LED vyzařuje viditelné světlo v úzkém spektru barev a používá se v široké řadě aplikací. Prochází-li přechodem elektrický proud v propustném směru, přechod vyzařuje (emituje) světlo, které je produkované množstvím nezávislých světelných zdrojů (tomu říkáme nekoherentní světlo) s úzkým spektrem. Pásmo spektra záření doidy je závislé na chemickém složení použitého polovodiče. Technologickým pokrokem bylo dosaženo potřebné svítivosti při přijatelných hodnotách spotřeby elektrické energie. Zároveň bylo dosaženo možnosti kombinování podávaných barev světla (nejčastěji teplá, přirozená a studená bílá). Nyní je tedy možné vyrábět vysoce úsporné a efektivní světelné zdroje pro jakékoli využití.

Z čeho se LED žárovka skládá:

LED žárovka

Druhy čipů podle technologie

Výběr trubice podle typu pouzdra použitých LED diod v současnosti již ztrácí na významu, neboť DIP (Dual In-line Package) moduly se v současných generacích trubic již nepoužívají. Důvodů je několik - LED v pouzdře DIP se v prakticky nezměněné podobě používají již od minulého století, a toto pouzdro bylo pro LED vyvinuté ještě v dobách, kdy o LED technologii nikdo ani neuvažoval jako o zdroji světla, a diody sloužily jako spíše jako kontrolky a indikátory na přístrojích. Toto pouzdro pro současné LED není nevyhovující z hlediska špatného emitování světla, či špatné optiky naopak DIP pouzdro prakticky slouží přímo i jako usměrňovací optika. Problém DIP pouzdra pro dnešní výkonné LED je v chlazení - odvod tepla od čipu zajišťují vlastně jen kovové vývody z pouzdra, známé "nožičky". 

LED technologie SMD (Surface Mounted Diode - povrchově osazená dioda):

SMD je v současnosti nejvíce rozšířená varianta v průmyslovém použití. Díky miniaturizaci a zvyšování výkonů dokáže poskytnout uspokojivé světelné výkony (maximálně však do 100lm/Watt). SMD LED zdroj světla je velmi malý a lehký čip zalitý epoxidovou pryskyřicí, čipy jsou do jisté míry pružné a poddajné. Vyznačuje se při jasném svitu velmi nízkou spotřebou elektrické energie na jednu SMD 2-3,6V při proudu 0,02 - 0,03A. Při správném napětí a proudu může životnost SMD dosáhnout až 100.000 hodin provozu. Její hlavní nevýhodou je náchylnost na teplotu, která může snížit její životnost dramaticky. V současnosti jsou v LED trubicích používány téměř výhradně SMD (Surface Mounted Diode - povrchově osazená dioda) LED čipy. Samotný SMD čip je osazen na keramické destičce, která zajišťuje rychlý plošný odvod tepla, a zároveň umožňuje snadnější montáž na společný, např. hliníkový chladič. Toto vlastně dává možnost použití menšího množství čipů s vyšším výkonem bez rychlé světelné degradace světelného zdroje v LED trubicích. Známí výrobci SMD LED čipů jsou například Cree (USA), Bridgelux (USA), LG (KR), Samsung (KR), Epistar (TW). V současnosti nejrozšířenější SMD diody jsou velikosti 5050 (5x5mm), 3528 (3,5x2,8mm), 2835 2,8x2,8mm).
Formální a principiální následovník technologie SMD je pak COB / MCOB (Chip On Board / Multiple Chip On Board - čip / čipy na desce), kde je LED čip osazen přímo na desce, resp. chladiči. Tato technologie zatím nachází uplatnění spíše v reflektorech a závěsných průmyslových svítidlech, avšak jako před nejmladší ze zmíněných, je před ní ještě cesta vývoje.

 

 

Velikosti SMD čipů

 

LED technologie COB (Chip On Board), MCOB (Multi Chip On Board) -  jedna velkoplošná dioda zajišťující, že světlo vychází z jediného, velkého bodu:

COB technologie využívá při výrobě koncentraci jednotlivých LED čipů na malou plochu. Na rozdíl od čipů vyrobených technologií MCOB, jsou LED čipy umístěny na keramickém plošném spoji a pokryté vrstvou luminoforu. Výhodou technologie COB je rovnoměrná emise světla (rovnoměrné vyzařování světla) z celé plochy čipu i při relativně vyšších provozních teplotách. Tato technologie je využívána spíše u výkonných svítidel, jako jsou například LED reflektory. Ovšem v poslední době se můžeme setkat již i s klasickými LED žárovkami, které jsou také osazeny těmito inovativními čipy. V naší nabídce jsou to zejména výkonné, unikátní a designově propracované Filament Retro LED žárovky s osvitem plných 360°, jako tomu bylo i u klasických wolframových žárovek.

COB technologie je tedy založena na vnitřním základním složení, do kterého je integrováno velké množství čipů zapouzdřených do jednoho celku, tomu říkáme COB technologie, jak jsme již popisovali výše. COB/MCOB diody jsou ale hlavně odpovědí na tepelný problém s přehříváním u vysoce výkonných svítidel s velkým množstvím výkonných SMD diod, čehož bylo dosaženo změnou technologie výroby připevněním vlastní diody na tištěnou vodící desku. Tím dochází k maximálnímu možnému odvodu tepla a díky prakticky nulovému rozestupu čipů dochází k ucelenému a kompaktnímu světelnému toku s nevídanými možnostmi mixování barev. Zatímco SMD dioda má vlastní pouzdro, které se následně lepí na desku, COB/MCOB se pomocí speciální technologie lepí na desku přímo. Tento unikátní proces snižuje tepelnou náročnost diody díky eliminaci dvou vrstev a s nimi spojených přechodových odporů. Snížená teplota umožňuje zvýšit výkon při zachování dlouhé životnosti. Světelné COB LED diody využívají koncentraci jednotlivých LED čipů na malé ploše, kdy jsou LED čipy umístěny na keramickém plošném spoji a pokryté vrstvou luminoforu. Tím je zajištěn rovnoměrný rozvod tepelných emisí z LED čipů, je možné integrovat LED pole o vyšší hustotě a je také dosaženo vyššího světelného výkonu v porovnání s konvenčními LED diodami. Další výhodou technologie COB je rovnoměrná emise světla z celé plochy čipu i při relativně vyšších provozních teplotách polovodiče. Nyní se tato technologie dostává do masové produkce a budeme se s ní setkávat stále častěji, protože brzy nahradí starší generace LED diod. Jedná se o velkoplošný světelný zdroj se světelným tokem dosahující hodnot 90-110lm/W, což při klasickém COB reflektoru o výkonu 100W znamená srovnatelnou svítivost s 500W výbojkou. Dále se vyznačuje vysokým indexem podání barev (Ra). MCOB je derivát (odvozenina) COB.


COB technologieCOB Technologie


CRYSTAL RETRO technologie (využívá čipů COB):

Crystal Retro je unikátní patentovaná technologie, kdy je LED chip lepen přímo na krystalovou průhlednou základovou desku, umožňující vyzařování 360° (jako tomu bylo i u klasických wolframových žárovek) a zároveň eliminující další vrstvy a s nimi spojené přechodové odpory. Nabízí jedinečný poměr lm/W - až přes 100lm/W. V naší nabídce naleznete tyto výkonné, unikátní a designově propracované LED žárovky zde: Filament Retro LED žárovky s osvitel plných 360°

CRYSTAL technologie


MCOB (Multi Chip On Board):

MCOB znamená Multi Chips On Board, neboli multi čip na desce. Jak již název napovídá, jedná se opět o LED světelný zdroj s více čipy na měděné desce (na rozdíl od COB, kde jsou čipy umístěny na keramické desce). Používají se stejně jako čipy COB u svítidel, kde není možno integrovat (nebo je to problematické) dostatečný počet SMD čipů. Jedná se převážně o bodovky nebo svítidla s velkým výkonem, jako jsou halogeny, průmyslové osvětlení atd.. Nevýhodou je větší zahřívání žárovky/svítidla oproti SMD, je ale nižší oproti COB čipům. Princip technologie MCOB LED je zapouzdření multi čipu do jednoho vnitřního obalu, jak je popsáno výše. Součástí tohoto pouzdra je však i měděná fólie, která má dobré vodivé vlastnosti, ale není ideální pro dobré optické zpracování vyzařování světla z tohoto čipu. Proto došlo u MCOB čipu ke změně technologie výroby, kde je čip, na rozdíl od COB čipu, vyroben přímo na optické bázi a je proto umístěn přímo do optické vrstvy. Tím pádem vlastně vznikl jeden velkoplošný světelný zdroj (multičip) s dosahovaným světelným tokem 90-120lm/W a vysokým indexem podání barev (Ra). MCOB LED čip je přímo spojen s chladící hliníkovou deskou, která slouží jako základna a zajišťuje výrazně lepší chlazení. Uvnitř tohoto čipu není pouze jeden bod, ale je zde mnoho bodů emitujících světlo koncentrované uvnitř tohoto čipu. Technologie MCOB je tím pádem revoluční, protože chceme-li získat více světla pro okolní osvětlení z jednoho zdroje světla, je třeba právě mnoho úhlů, čím více, tím lépe. 

To nám zatím nabízí právě pouze tato technologie MCOB. Efektivita světla je lepší, pokud je MCOB čip použit v kombinaci u obou variant zapouzdření, jak slabších, tak i silnějších.

Účinnost méně výkonných zapouzdření "encapulation" musí být o 15% vyšší než u více výkonných zapouzdření, protože výkonný LED čip je velký a má pouze 4 výstupní světelné oblasti, ale čip s nižším výkonem je rozdělen do šestnácti výstupních oblastí. Takže pokud je výstupní oblast 4 až 16, je to celkem 64, a je zde tím pádem i více výstupního světla. Každopádně můžeme vylepšit efektivnost optiky až o 15%, MCOB používá světelné body pro vylepšení světelné efektivnosti, takže ve finále má právě proto i rozdílnou světelnou efektivitu než čip COB. 

Dnes se již můžeme také setkat s technologiemi COM, COD a podobně. Tyto nové a inovativní technologie jsou vlastně dalším technologickým vylepšením ve výrobě čipů, ale základ je již velmi podobný výše popsanému principu. Tento velmi dynamický způsob rozvoje nám rozhodně do budoucna přinese další snižování cen, podstatné zvyšování svítivosti (lumeny) a snižování potřebného výkonu (Watty) na tento světelný výkon. Což povede k naprosté revoluci v energetické a finanční úspoře za kvalitní osvětlení s neuvěřitelnou životností.

Každopádně je již dnes jasné, že budoucnost rozhodně patří LED zdrojům. Do budoucna tato technologie naprosto a plnohodnotně nahradí současné žárovky, úsporné žárovky, halogenové nebo výbojkové světelné zdroje.


 COB vs MCOB technologieMCOB Technologie

 

CCD převodníky:

S tímto termínem se můžete setkat v poslední době jen u těch nejkvalitnějších LED žárovek. O co se jedná?

Jedná se o zdroj, který napájí LED čipy konstantním proudem, a tudíž tzv. nepulzují ani neblikají.

Výhody:

  • prodloužení životnosti LED čipů 
  • pomalejší pokles svítivosti LED čipů, potažmo celé LED žárovky
  • zamezení stroboskopického efektu, tzv. blikání, které může mít rušivý vliv na lidský organismus
  • dosažení stabilní svítivosti LED žárovek i při poklesu kolísání napětí v síti.

Tento převodník obsahují například všechny Filament LED žárovky360° a většina klasických LED žárovek zn. TESLA a Best-LED.

Naleznete u nás v e-shopu v této kategorii.