Valgusdiood

Allikas: Vikipeedia
Mitmesuguseid leedlampe
Kaks SMD-leedmoodulit trükkplaadil Module on a printed circuit board. Status off-2440
Erinevat tüüpi (vt tabel) SMD-lSMD-leedmoodulid trükkplaadiribal

LED-lamp ehk leedlamp [1] ehk valgusdioodlamp on mitmest valgusdioodist koosnev lamp. LED-lampide eeliseks hõõglampide ja lahenduslampidega võrreldes on märksa suurem valgusviljakus ja oluliselt pikem eluiga. McKinsey & Company analüüsi kohaselt annavadab leedvalgustusvahendid maailmas 2020. aastaks vähemalt 70 % kogu valgusvoost.

Valgusdioodlambid hakkasid valgustites kasutusele tulema alates sajandivahetusest, kui oli välja töötatud valge kiirgusega valgusdioodid. Niisuguses seadises annab valgust sinine valgusdiood kombinatsioonis luminofooriga, mis muundab osa sinisest valgusest kollaseks kiirguseks.

Tehnoloogia täiustudes jõudsid niisugused lambid 2010. aastaks lisaks headele käitusomadustele (suur valgusviljakus, pikk eluiga) ka hinna poolest sellisele tasemele, et leedlambid said hakata konkureerima hõõglampide ja ka kompaktluminofoorlampidega. Hõõglambi sokliga (E27, E14) leedlampe hakati valmistama juba 2007. aastal.

2010. aastail hakkasid leedlambid asendama tagantvalgustust kuvarite ja telerite LCD-ekraanides, asendades külmkatoodluminofoorlampe.

Tehnologia[muuda | muuda lähteteksti]

Lambid SMD-moodulitest[muuda | muuda lähteteksti]

Leedlampides on mitu kuni mitusada valget valgusdioodi pindmontaažmoodulitena ( ingl k SMD LED). Mooduli trükkplaadil võib olla üks või mitu valgusdioodi, samuti jahutusplaat.

Valgusdioodid saavad toitevoolu lambis sokli ja moodulite vahele ühendatud elektroonilisest liitelülitusest. Selleks on impulsspingemuundur, mis muundab elektrivõrgu vahelduvpinge (nt 230 V) dioodidele sobivaks stabiliseeritud alalisvooluks.

Mõnede LED-moodulite andmed
SMD-LED-
moodul*
Mõõtmed
mm×mm
Võimsus
W
Valgusvoog
lm
Värviesitusindeks (CRI)
Valgustugevus
cd
Avanurk
°
Jahutusradiaator
(on / ei ole)
Valgusviljakus
lm/W
8520 8,5×2,0 0,5 ja 1 5560 80
7020 7,0×2,0 0,5 ja 1 40–55 75–85
7014 7,0×1,4 0,5 ja 1 35–50 70–80
5736 5,7×3,6 0,5 40–55 80 15–18 120 ei ole
5733 5,7×3,3 0,5 35–50 80 15–18 120 ei ole
5730 5,7×3,0 0,5 30–45 75 15–8 120 ei ole 90–110
5630 5,6× 3,0 0,5 30–45 70 18,4 120 ei ole 80–110
5050 5,0×5,0 0,24 14–18 60–70 5,1–5,75 120 ei ole 80–90
4014 4,0×1,4 0,2 22–32 75–85 Kuni 130
3528
(aka 1210)
3,5×2,8 0,06–0,08 4–8 60–70 3 120 ei ole 80–90
3020 3,0×2,0 0,06 5,4 2,5 120 ei ole 80–90
3014 3,0×1,4 0,1 9–12 75-85 2,1–3,5 120 on 100–130
2835 2,8×3,5 0,2 14–25 75–85 8,4–9,1 120 on 100–130
*Tüübitähis väljendab kiibi mõõtmeid
COB-leedmoodul (võimsus 80 W) paigaldamiseks valgusti jahutusplaadile
LED-toru
LED-avariiväljapääsu taustvalgustus

Valgusdioodmooduleid kasutatakse peale lampide ka otse mitmesugustes valgustusvahendites, nagu näiteks prožektorites, autolatenates, valgusfoorides, liiklusmärkides, valgusribades jm. Peamiselt reklaam- ja ehisvalgustuse tarbeks toodetakse värvilisi (punaseid, kollaseid, rohelisi, siniseid) dioodimooduleid.

Lambid COB-kiipide baasil[muuda | muuda lähteteksti]

COB-leedkomponendid võimsusega 20 W ja 10 W; valgusdiooodide korpuseta kiibid paiknevad kollase luminofoori all epoksümassis

COB- (Chip on Board) tehnoloogia kohaselt monteeritakse kestata sinised dioodikiibid vahetult trükkplaadile ja kaetakse ühise luminofoorikihiga. Niisuguse montaaži korral paraneb oluliselt soojuse ärajuhtimine siirdest, mille tulemusena pikeneb seadise eluiga.

Näiteks firma Cree (Hiina) toodab COB-montaažiks keraamilisel alusel valgeid dioodikiipe XQ-A LED: mõõtmed 1,6×1,6×1,6 mm, võimsus kuni 1 W, valgusvoog 89 lm, valgusviljakus 118 lm/W; dioodi vool päripingel 3 V on 175 mA siirde temperatuuril 85 °C; värvitemperatuur võib olla 2700–6200 K, värviesitusindeks kuni 90. Väiksed mõõtmed võimaldavad paigutada trükkplaadil ühe silikoonläätse alla kuni neli dioodi. Niisuguse tehnoloogia järgi toodetakse 2016. a leedmooduleid võimsusega kuni 100 W. [2]

Töörežiim ja jahutus[muuda | muuda lähteteksti]

Valgusdioodi läbiv vool ei või ületada tema nimivõimsusega kindlaksmääratud väärtust, et siire üle ei kuumeneks. Näiteks dioodi nimivõimsusega 0,5 W võib tööpingel 3,6 V läbida maksimaalselt vool 0,5/3,6 = 0,14 A. Enamikus valgustusvahendites antakse dioodile siiski mõnevõrra nõrgem vool, sest siis kuumeneb diood vähem. Väiksema soojuseralduse tõttu paraneb lambi kasutegur ja pikeneb eluiga, samuti võib jahutuspind olla väiksem. Toitevoolu vähendamisega kaasnev valgusvoo vähenemine kompenseeritakse dioodide arvu suurendamisega. Niisiis võib ka samu mooduleid kasutava lambi eluiga olla eri tootjail erisugune, vahemikus 10 000 – 100 000 tundi, vastavalt on avar ka hinnaskaala.

Omadused ja parameetrid[muuda | muuda lähteteksti]

Valgusviljakus[muuda | muuda lähteteksti]

Leedlampides kasutatakse dioode valgusviljakusega kuni 170 lm/W. Lambi enda valgusviljakus jääb siiski märksa väiksemaks ja seda peamiselt energiakao tõttu liitelülituses, kuid valgusvoogu vähendavad ka kaod valgust suunavates valgustiosades. Sageli antakse valgusviljakuse nimiväärtus teataval normaaltemperatuuril; tegelikul käitusel aga võib kiipide temperatuur olla mõnevõrra kõrgem, millega samuti kaasneb valgusviljakuse vähenemine..

Värvitemperatuur[muuda | muuda lähteteksti]

Värvitemperatuur on keeresokliga leedlamidele mõeldud moodulitel enamasti 2700 K (umbes sama mis 60-vatisel hõõglambil) või 3000 K (umbes sam mis halogeenlambil). Tootevalikus võib olla ka neutraalvalgusega (3500–4000 K) ja päevalgusega (nt 6500 K) lampe.

Eluiga[muuda | muuda lähteteksti]

Leedlambi eluiga defineeritakse ajavahemikuna, mille lõpuks tema valgusvoog on vähenenud etteantud piirini, milleks on enamasti 70 protsenti esialgsest.

Valgusviljakuse säilimise ja eluea seisukohalt on moodulite jahutamisel otsustav tähtsus, seepärast peab ka valgustites olema tagatud hea õhuvahetus; võimsates valgustites ja prožektorites rakenatakse sundjahutust.

Kui leedlamp n-ö läbi põleb, siis normaalse jahutuse korral ei ole viga valgusdioodides, vaid enamasti liitelülituses; selle komponentidest võib rikneda alaldatud pinge pulsatsiooni siluv elektrolüütkondensaator, mis on termiliselt kõige tundlikum ja võib odavamates lampides olla madalama kvaliteediga.

Leedlampide eelised hõõg- ja lahenduslampidega võrreldes[muuda | muuda lähteteksti]

  • Kõrge valgusviljakus (2016. a keeresokliga lampidel 80–130 lm/W), seega palju suurem kui hõõglambil (12–16 lm/W) ja halogeenlambil (15–20 lm/W); tulemuseks oluline elektrienergia sääst. Kõrge kasutegur säilib ka madalal temperatuuril.
  • Oluliselt pikem eluiga kui hõõg- ja lahenduslampidel.
  • Lamp saavutab täisvalgusvoo kohe sisselülitamise järel (lahenduslampides toimub see viivitusega).
  • Võimalus luua vajalik valgusjaotus valgustis valgusdioodide valgussuuna valiku teel, nii et pole vaja kasutada reflektorit või refraktorit (nt prožektoris).
  • Valgusallika väikesed mõõtmed hõlbustavad ruumivalgustuse kujundamist ja lampide kasutamist kisastes kohtades.
  • Võimalus reguleerida heledust (hämardamiseks) ilma lambi kasutegurit ja muid parameetreid halvrndamata.
  • Puudub infrapuna- ja ultraviolettkiirgus.

Need eelised kaaluvad üles leedlambi kõrgema hinna, mis järjest alaneb tootmise laienemise ja tehnoloogia täiustumise tulemusel.

Leelampide võrdlus senikasutatud lambitüüpidega[muuda | muuda lähteteksti]

Antud valgusvoo saamiseks vajalik võimsus:
punane – hõõglamp; beež – halogeenlamp; roheline – luminofoorlamp; sinine – leedlamp
Eri tüüpi lampide võimsustarbe võrdlus[3]
Valgusvoog, lm Võimsustarve, W
Hõõglamp Luminofoorlamp Leedlamp
450 40 9–13 4–9
800 60 13–15 10–15
1100 75 18–25 10–15
1600 100 23–30
2 600 150 30–52

Viited[muuda | muuda lähteteksti]

Vaata ka[muuda | muuda lähteteksti]

Välislingid[muuda | muuda lähteteksti]

[[Kategooria:Valgustusseadmed