Características de los LED: Por qué son el futuro de la iluminación

Introducción: ¿Qué es un LED?

El LED es un diodo emisor de luz que ha evolucionado a lo largo de los años como un nuevo dispositivo semiconductor que ha mejorado notablemente las tecnologías de iluminación del mundo moderno actual. Para comprender las características esenciales que conforman la tecnología del LED, hay que empezar por el funcionamiento del dispositivo, que es la unión pn. Al aplicar el flujo de energía a través de esta unión en la dirección de polarización hacia delante, se emiten fotones, lo que a su vez permite la generación de luz visible mediante un proceso conocido como electroluminiscencia.

Desde que se crearon los primeros LED en los años 60, la tecnología LED ha experimentado un avance significativo. Hoy en día, la tecnología LED abarca el dominio de la física de los semiconductores, lo que permite gestionar con precisión la intensidad de la luz y el uso de la energía. La construcción básica de un LED incluye varias capas de diferentes materiales semiconductores cuya función básica es mejorar la eficiencia de la emisión de luz. Además, este tutorial sobre los LED carecería de contenido si no mencionara que los LED modernos pueden alimentarse con un rango de tensión de 2 a 4 LED, lo que los hace muy útiles en muchos aspectos.

Principales características físicas de los LED

Tamaño y factor de forma

Una de las características más distintivas del diodo LED es su tamaño compacto y la versatilidad de su factor de forma. Hoy en día, los LED se presentan en formas y tamaños muy diversos, pero su tamaño sigue oscilando entre los pequeños LED SMD que se utilizan en los teléfonos móviles y los módulos más grandes de alta potencia construidos para sistemas de alumbrado público. Así pues, las especificaciones del perfil físico del LED dictan que existe una razonable flexibilidad de diseño y aplicación.

La expansión de la tecnología LED ha hecho posible que los proveedores creen paquetes especiales de distintos tamaños y tipos, que luego pueden utilizarse para producir tipos de luz únicos que no son posibles con las bombillas convencionales. Según estimaciones del Departamento de Energía de EE.UU., la miniaturización de la tecnología LED ha permitido reducir 75% el tamaño de las luminarias en comparación con las convencionales.

Durabilidad y robustez

Los LED son duraderos y resistentes a los golpes. También están un paso por delante de las bombillas incandescentes o fluorescentes normales, ya que no tienen componentes de cristal frágiles ni filamento. Además, los componentes sólidos incrustados en la construcción de los LED son industrialmente robustos, lo que les permite soportar una buena cantidad de impactos y vibraciones.

- Resistencia máxima a impactos de hasta 100 G de aceleración

- Funciona a temperaturas comprendidas entre -40 °C y 85 °C

- Libre de cualquier tipo de componentes nocivos, incluido el mercurio

- Gran resistencia a los cambios frecuentes de ciclo

Salida de luz direccional

El LED define una salida de luz direccional que se puede incorporar como característica notable. A diferencia de las bombillas de tungsteno o incandescentes estándar, con la ayuda de los LED no se necesita un reflector o difusor, ya que la salida es direccional, a diferencia de las anteriormente mencionadas, que dispersan la luz en todas direcciones.

Con la ayuda de elementos ópticos avanzados y el diseño del disipador térmico, los fabricantes pueden mejorar el patrón de salida de luz gracias a su inversión en el diseño de semiconductores. Gracias a estas características distintivas, el desperdicio de luz disminuye considerablemente y mejora la eficiencia de todo el sistema.

Características eléctricas de los LED

El funcionamiento y la aplicación de la tecnología LED dependen en gran medida de sus características eléctricas. Los parámetros de tensión y corriente deben ser un requisito de los LED para su correcta aplicación. Con la adición de color y tipo, puede haber algunas variaciones, pero en general, los LED funcionan en un rango de voltaje de 2 a 4 voltios, siendo la dirección hacia adelante la más utilizada. El diseño del LED tiene una característica fundamental que es el uso de la tensión directa.

A la hora de especificar el LED, los aspectos más esenciales incluyen la relación entre la corriente de avance y la caída de tensión a través del LED. Una bombilla normal funciona enchufada directamente a la red eléctrica, pero un LED es un dispositivo de corriente y necesita una corriente eléctrica estable para funcionar. Las resistencias limitadoras de corriente pueden colocarse en diseños de circuitos LED sencillos o en otros tipos de circuitos de alimentación de soluciones para facilitar el proceso. Los circuitos más complejos suelen incluir un diodo zener que reducirá la corriente de sentido inverso para satisfacer adecuadamente los requisitos de tensión en el LED.

Características ópticas de los LED

Espectro de emisión de luz y variabilidad del color

IV de la tecnología LED son tales que permiten un control sin precedentes del espectro de emisión de luz. Modificando los materiales semiconductores, los fabricantes pueden fabricar LED que emiten luz en todos los colores visibles. Así es como los LED consiguen ser fabulosamente coloridos:

Síntesis básica del color:

- Rojo - 620 - 645 nm de longitud de onda

- Verde - 520 - 550 nm de longitud de onda

- Azul - 460 - 475nm de longitud de onda

- Ámbar - Longitud de onda de 590 - 600 nm

Métodos de generación de luz blanca:

Conversión de fósforo:

- LED azul + material de fósforo amarillo

- Luz blanca cálida a fría

- Común en la iluminación de uso general

RGB Mezclando:

- LED azul/verde/rojo

- Más variedad de colores

- Para iluminación de escaparates y espectáculos

Esta versatilidad cromática en la producción es una de las principales características de la tecnología LED. Según las investigaciones llevadas a cabo actualmente en el sector, los LED son capaces de alcanzar un índice de reproducción cromática (IRC) superior a 90, es decir, unos pocos grados por debajo de la calidad de la luz solar natural.

Las tecnologías avanzadas de control del color se han convertido recientemente en fácilmente disponibles para los compradores y usuarios y Wosen, uno de los fabricantes fenomenales, está capitalizando en este tipo de tecnologías en el desarrollo de sus productos led. Nuestras lámparas de techo LED RGB responden a este nuevo conjunto de posibilidades y se caracterizan por la manipulación de una amplia gama de colores. Estas luminarias traducen millones de posibilidades cromáticas en numerosos brillos y mezclas de colores, permitiendo que la tecnología de mezcla de colores LED se aproveche al máximo en los sistemas de iluminación modernos.

Eficacia luminosa y niveles de brillo

Entre las características de la tecnología de diodos LED cabe destacar la notable mejora de la eficacia luminosa. La última generación de LED es extremadamente eficaz en la transformación de energía eléctrica en luz visible, al tiempo que prácticamente no produce radiación infrarroja ni luz ultravioleta como residuo.

¿Cómo se comparan los LED con las tecnologías de iluminación tradicionales?

LED frente a bombillas incandescentes

Las características de las luces LED destacan aún más en contraste con las luces incandescentes en particular. Las bombillas incandescentes funcionan de una manera en la que el filamento de la bombilla o el cable de la bombilla se calienta hasta el punto en el que el emisor brilla, mientras que un LED utiliza ajustes específicos de corriente y voltaje para inducir una función mucho más eficiente.

Los estudios del Departamento de Energía estadounidense sugieren que los LED consumen hasta un 75% menos de energía que la luz incandescente, pero duran mucho más.

El bajo consumo de energía de la tecnología LED es uno de sus aspectos más notables. A diferencia de las lámparas incandescentes, que desperdician alrededor del 90% de su energía de entrada en forma de calor, los LED utilizan principalmente su potencia de entrada para producir luz. Accionados por separado, estos mejores diseños y elementos de refrigeración se traducen en un bajo consumo de energía y requisitos de refrigeración.

LED frente a fluorescentes

A diferencia de otras formas de iluminación, especialmente las lámparas fluorescentes, que contienen algunos materiales tóxicos, sobre todo mercurio, por lo que requieren una gestión especial al final de su vida útil, los LED se perfilan como una alternativa mejor, ya que generan muchos menos residuos. La mayoría de los tubos vienen con LED sencillos integrados en sus circuitos, que a su vez no requieren la necesidad añadida de balastos y otros componentes de este tipo; esto simplifica los procesos de instalación y mantenimiento.

Lámparas fluorescentes y LED: ¿cuál rinde más?

Ventajas energéticas de los LED frente a la luz fluorescente:

- No hay retardo en la iluminación, ya que pueden encenderse a pleno rendimiento en cuanto se encienden

- Facilitan su eliminación al no contener mercurio

- Los rangos que superan los 50 grados centígrados son ideales para estos dispositivos, ya que funcionan mejor en el frío

- Resistente ante roturas y castigos

- El uso de la modulación por ancho de pulsos permite un mayor control

Personalización y aspectos estéticos de la iluminación LED

Opciones de temperatura de color

El uso de LEDs también es informado por un control sin precedentes de la temperatura de color, digamos de blanco cálido a la luz fría del día. La teoría actual de los LED ha permitido a los fabricantes fabricar productos LED blancos de casi cualquier gama de temperatura de color deseable, desde hogares cálidos y confortables hasta espacios çalışma luminosos. Estas modernas tecnologías hicieron posible diseñar y producir LED adecuados en todo el espectro para prácticamente cualquier necesidad y actividad.

Además, los LED están disponibles hoy en día en varias formas, como las tiras de luces, que permiten una mezcla uniforme de colores y temperaturas de color para proporcionar mejores soluciones de iluminación para diversos fines. También es posible regular las luces según el efecto deseado y ajustar el color en mayor medida.

Funciones de regulación y control

Algunos de los avances tecnológicos en luces led vienen con la capacidad de controlar el nivel de brillo o la temperatura como uno prefiera. Mientras que otras bombillas tienen que utilizar reguladores, los LED pueden regularse utilizando varios métodos, incluida la modulación por ancho de pulso, y este método proporciona un cambio de color uniforme y eficaz en todo el rango de regulación. Y esto no es otra cosa que la combinación de diodos LED en forma de conducción que permite ajustar la proporción de luz.

Cuando se trata de soluciones LED personalizadas, Wosen LED es capaz de ofrecer servicios de iluminación LED a medida para empresas. Una empresa puede tener diferentes aplicaciones para sus soluciones de iluminación, y por lo tanto una aplicación puede tener un conjunto de especificaciones totalmente suficiente, que es la razón por la que somos capaces de ofrecer muchas opciones. Nuestra oferta de LED incluye varios tamaños y una gama de temperaturas de color ajustables con precisión que va desde el blanco cálido (2700K) hasta la luz diurna (6500K +), junto con una amplia gama de potencias luminosas adecuadas para aplicaciones de iluminación decorativa, general y de alto brillo. Para aquellas aplicaciones que necesitan una reproducción precisa del color, disponemos de especificaciones con un CRI de >70, 80 y >90. También disponemos de capacidades RGB para nuestras luces, que permiten alterar el color y los efectos.

Conclusión

Las diversas características que posee la tecnología LED permiten comprender fácilmente por qué estos dispositivos son el futuro de los aparatos de iluminación. Partiendo de un diseño fundamental de un diodo de unión pn, los LED tienen todas las características de control de la iluminación y el rendimiento de cada una de las métricas es excepcional. Esta tecnología combina un alto rendimiento térmico, una larga vida útil, una buena versatilidad de salida de luz y controles remotos que garantizan un mayor desarrollo de la tecnología de iluminación.

La formidable textura, la excepcional calidad visual y la inigualable personalización de las fuentes de luz LED hacen que la tecnología de iluminación sea de vanguardia. A través de la investigación y la mejora de la tecnología se seguirán introduciendo mejoras en los LED para impulsar su aplicación en la iluminación del futuro de forma integral.