Laat u niet meeslepen door de talloze voordelen die LED-verlichting biedt. Hoewel deze technologie zonder twijfel een belangrijke ontwikkeling is in de geschiedenis van elektrische verlichting, brengt ze ook unieke uitdagingen met zich mee. De verlichtingsindustrie heeft momenteel te maken met een crisis van een omvang die ze nog nooit eerder heeft meegemaakt. Technische en ontwerpfilosofieën werden getransformeerd door solid-state verlichting. Lichtregelingen zijn nu vermogenselektronica in plaats van eenvoudige lichtbronnen. Met andere woorden, het ontwerp van een verlichtingssysteem is behoorlijk ingewikkeld. LED's zijn halfgeleiderlichtbronnen die zichzelf opwarmen, stroomgevoelig zijn en veel licht produceren. Dit vormt het grootste probleem met LED-verlichting, aangezien een veelzijdig werkstuk cruciaal is voor de prestaties en betrouwbaarheid van het systeem. De systeemengineering en het uitgebreide ontwerp van een LED-verlichtingssysteem omvatten naast de LED-pakketstatistieken ook andere elementen. Thermisch beheer, regeling van de aandrijfstroom en optische regeling zijn slechts enkele van de extra onderling verbonden variabelen die een rol spelen.
Deskundigen komen op afstand vaak tot een lange lijst met nadelen van LED-verlichting. Ze zouden ook altijd de gevaren van blauw licht van LED-verlichting benadrukken om het verhaal interessant te maken. In wezen is wit licht een synthese van golflengten uit verschillende kleurbanden. Ongeacht de lichtbronnen waaruit het licht wordt gegenereerd, bevatten alle wittinten met dezelfde kleuruitstraling bijna dezelfde hoeveelheid blauwe golflengten in het zichtbare spectrum. Een gecorreleerde kleurtemperatuur (CCT) kan worden gebruikt om de tint van wit licht te beschrijven. De CCT van een lichtbron heeft vaak betrekking op hoe blauw deze is. Het percentage blauwe golflengten neemt toe met CCT. De blauwe straling van een 3000 K LED product is even laag als die van een 3000 K gloeilamp onder dezelfde luminantie- en verlichtingssterkte omstandigheden, terwijl de blauwe straling van een 6000 K LED product net zo hoog is als die van een 6000 K fluorescentielamp. Het gevaar van blauw licht is zelden een probleem bij witte LED's, zoals bij andere lichtbronnen. De techniek van de samenstelling van het spectrum van wit licht is een groot voordeel van LED-technologie. Elke spectrale combinatie van licht die de gezondheid en het welzijn van de mens ten goede komt, kan met LED-verlichting worden gegenereerd. Om de hoeveelheid blauwe straling te wijzigen voor een gezond spectrum van wit licht, maakt human centric lighting, een belangrijke technologische trend die de expansie van de verlichtingsindustrie aanwakkert, gebruik van de CCT-afstemmingscapaciteit van LED-systemen.
In werkelijkheid heeft LED-verlichting maar een klein aantal inherente nadelen.
Het meest bekende minpunt van LED-verlichting is dat het daardoor warmte genereert. Omdat ze warmte produceren in de verpakking van het apparaat in plaats van warmte uit te stralen in de vorm van infraroodstraling, staan leds bekend als verkoopverwarmende gadgets. Een led zet ongeveer de helft van de ontvangen elektrische energie om in warmte, die fysiek door een thermisch kanaal moet worden getransporteerd. De kinetiek van faalmechanismen, waaronder de productie en ontwikkeling van atomaire defecten in het actieve gebied van de diode, verkoling en vergeling van het inkapselingsmiddel en verkleuring van de plastic verpakkingsbehuizing, kan worden versneld als de junctietemperatuur van het apparaat niet onder een bepaalde limiet wordt gehouden. Voor elke 10 graden C stijging van de junctietemperatuur boven de maximale nominale junctietemperatuur, wordt de levensduur van een led met 30 tot 50 procent verkort.
Het feit dat LED's kwetsbare vermogenselektronica zijn, is zowel de meest ondergewaardeerde als de ergste beperking van LED-verlichting. Ze hebben zeer specifieke eetvoorkeuren; stroom rijden. De hoge doorlaatstroomgevoeligheid van LED's heeft voor- en nadelen. Het verbetert de bestuurbaarheid van verlichtingssystemen, maar maakt het ook buitengewoon moeilijk om de aandrijfstroom te regelen. De aandrijfstroom kan zeer weinig fluctueren, wat de lichtopbrengst kan beïnvloeden. LED's zijn DC-aangedreven apparaten, maar ze moeten vaak worden gevoed door een AC-bron. De stroomuitvoer van de driver naar de LED's kan nog steeds een resterende rimpel hebben (resterende periodieke fluctuatie) als de wisselende golfvorm na rectificatie niet volledig wordt onderdrukt. Door deze rimpel knipperen de LED's met een frequentie van 100 Hz of 120 Hz, wat twee keer zo snel is als de inkomende lijnspanning. De onderlinge verbinding van de elektrische en thermische systemen van LED's maakt de regeling van de belasting nog ingewikkelder. De hoeveelheid elektriciteit die aan de LED wordt geleverd, neemt af naarmate de junctietemperatuur stijgt, de voorwaartse spanning daalt, enz. Aan de andere kant neemt de hoeveelheid afvalwarmte die wordt geproduceerd bij de halfgeleiderchip toe in verhouding tot de aandrijfstroom. Het oversturen van een LED boven zijn nominale capaciteit kan leiden tot oververhitting en vroegtijdige uitval van de LED. Elektrische overspanningen (EOS) zijn echter het gevaar dat het meeste risico vormt voor LED's. Wanneer de maximale nominale waarden van het onderdeel worden overschreden door de aandrijfstroom of -spanning, treedt er een EOS op. Elektrische overspanningen kunnen verschillende waarschijnlijke oorzaken hebben, zoals elektrostatische ontlading (ESD), inschakelstroom of andere tijdelijke stroompieken. Vanwege de gevoeligheid van LED's voor verschillende elektrische stressoren, is een strikt beheer van de aandrijfstroom vereist.
Het feit dat leds een hoge fluxdichtheid hebben, is een derde nadeel. Verblinding kan worden veroorzaakt door de intense lichtbronnen van gericht licht. Hoge luminanties in het gezichtsveld kunnen het gezichtsvermogen belemmeren (verblinding door invaliditeit) of u een geïrriteerd of ongemakkelijk gevoel geven (verblinding door ongemak). Het ontwerp van de armatuur kan extra optica bevatten om verblinding te verminderen, hoewel dit vaak leidt tot aanzienlijk optisch verlies.
Last but not least, in vergelijking met traditionele verlichtingsproducten, resulteert meer systeemcomplexiteit in hogere initiële kosten voor LED-producten. Daarom is kostenoptimalisatie cruciaal bij het ontwerpen van armaturen. Een reeks problemen zal naar boven komen wanneer de kostendruk de betrouwbaarheid en prestaties van de goederen overwint.
