Qual é a principal desvantagem das luzes LED? Respostas honestas de engenharia

Pergunte a dez compradores de iluminação sobre a principal desvantagem das luzes LED e você ouvirá várias respostas diferentes. Alguns citarão o preço de compra mais alto. Outros culparão a cintilação, os problemas de escurecimento ou a luz azul. Todas estas são preocupações reais, mas são sintomas de uma questão mais profunda. Do ponto de vista da engenharia, a desvantagem mais importante é a sensibilidade ao calor. Os chips LED são muito mais eficientes do que as fontes de luz mais antigas, mas ainda produzem calor e, ao contrário de um filamento, o chip não pode irradiar esse calor para o ar circundante. Se o aparelho não retirar o calor da junção do semicondutor, a saída cairá, a cor mudará e a vida útil nominal diminuirá. A compreensão desta única fraqueza explica a maioria das outras reclamações sobre a iluminação LED.

Por que a sensibilidade ao calor é a verdadeira principal desvantagem

Um chip LED é um pequeno componente eletrônico e seu desempenho depende da temperatura de sua junção semicondutora. Para a maioria dos módulos LED brancos, cada aumento de 10 graus Celsius na temperatura da junção reduz aproximadamente pela metade a vida útil e reduz de forma mensurável a emissão de luz. É por isso que dois equipamentos que carregam o mesmo chip podem funcionar de maneira completamente diferente em uso real. Um pode ter uma caixa de alumínio fundido com uma placa de montagem espessa, enquanto o outro usa um corpo de aço prensado com uma pequena almofada de contato. O primeiro pode operar a uma temperatura saudável de junção de 85 graus Celsius e funcionar por 50.000 horas. O segundo pode pairar perto de 120 graus e mostrar escurecimento visível após dois ou três anos.

A tabela a seguir dá uma ideia prática do que acontece quando o gerenciamento térmico é insuficiente.

Os números são ilustrativos e não exatos, pois cada módulo LED possui sua própria curva térmica. O padrão, no entanto, é consistente em todo o setor. A consequência prática para o comprador é simples: um aparelho de baixo preço que funciona a quente custará mais durante a sua vida útil do que um aparelho bem concebido com gestão térmica adequada, porque precisa de ser substituído mais cedo e desperdiça energia enquanto perde brilho.

Em nossas instalações de produção, o gerenciamento térmico é a primeira prioridade do projeto, e não uma reflexão tardia. O a linha de luzes tri-proof usa caixas de liga de alumínio com uma área de contato de tamanho generoso entre a placa de LED e o revestimento externo , então o calor é continuamente retirado do chip. Esse detalhe raramente aparece em uma folha de especificações, mas decide se um aparelho dura cinco ou quinze anos.

Luz Tri-Proof LED de liga de alumínio LG06J com ângulo de feixe de 120° Esta luz tri-prova possui uma caixa de liga de alumínio projetada para dissipação de calor eficiente, prolongando a vida útil. O seu ângulo de feixe de 120° proporciona uma iluminação ampla e uniforme, tornando-o adequado para oficinas industriais e ambientes exigentes onde a durabilidade e a qualidade da luz são importantes. Ver Produto →

Luz Azul e Qualidade Espectral

A segunda desvantagem significativa da iluminação LED diz respeito à qualidade da própria luz. A maioria dos LEDs brancos funciona combinando um chip azul com uma camada de fósforo amarelo. O resultado aparece branco, mas o espectro não é contínuo. Ele contém um pico azul distinto que é muito mais forte do que em um espectro incandescente. Isso é importante por dois motivos. À noite, o alto teor de azul reduz a produção de melatonina, o que pode dificultar o adormecimento quando as luzes são usadas nos quartos ou nos locais de trabalho nos turnos noturnos. Ao mesmo tempo, uma mistura de fósforo mal projetada pode deixar as cores com uma aparência cinza ou desbotada, mesmo que o aparelho pareça razoavelmente brilhante.

Boas luminárias LED resolvem isso com melhor engenharia espectral. Módulos de alta qualidade usam misturas de fósforo aprimoradas que aumentam o índice de reprodução de cores para 80 ou 90, e muitos gabinetes incluem difusores foscos que suavizam o feixe e reduzem o pico azul forte. Uma luz de teto ou antepara bem projetada com um difusor produz uma luz confortável e uniforme, sem o brilho azul forte associado a luminárias baratas de chip simples.

Compatibilidade de escurecimento e cintilação

Qualquer pessoa que conectou uma lâmpada LED a um dimmer mais antigo encontrou essa desvantagem diretamente. Os LEDs não escurecem como as lâmpadas incandescentes. Eles exigem um driver que corresponda ao dimmer, e muitos drivers de orçamento lidam mal com essa interação. O resultado pode ser um zumbido audível, cintilação visível ou luzes que repentinamente atingem o brilho total na extremidade inferior do botão.

Flicker é mais do que um aborrecimento. A cintilação muito rápida e imperceptível ainda pode causar fadiga ocular e dores de cabeça em pessoas sensíveis. As causas comuns são um driver filtrado inadequadamente ou uma incompatibilidade entre o tipo de dimmer e o driver de LED.

Para os compradores, a regra é procurar equipamentos que listem compatibilidade regulável e usar um driver bem construído. O anteparo LG19D da nossa linha, por exemplo, usa um circuito de driver regulável que mantém uma saída de luz constante e funciona sem problemas de estroboscópio, graças ao seu design óptico anti-reflexo.

LG19D Anteparo LED antirreflexo regulável com opção de sensor PIR Este anteparo usa um driver regulável para uma saída estável e sem cintilação e um design antirreflexo. Disponível com sensor PIR, adapta-se a corredores e espaços interiores onde a luminosidade ajustável e a poupança de energia são prioridades. Ver Produto →

A luz direcional pode deixar os cantos escuros

As lâmpadas incandescentes irradiam luz em todas as direções. Os LEDs não. Um chip vazio emite a maior parte de sua luz em um hemisfério, e muitos equipamentos concentram essa luz em um cone estreito. Em uma sala iluminada por uma única ripa ou luminária embutida no teto, muitas vezes você obtém um conjunto de luz brilhante por baixo e paredes e cantos visivelmente mais escuros.

A direcionalidade não é uma falha em todas as situações; é exatamente o que a iluminação de tarefas e a iluminação de realce precisam. O problema aparece quando uma luminária com feixe estreito é selecionada para iluminação geral. É por isso que a especificação do ângulo do feixe é tão importante quanto a contagem de lúmenes. Uma óptica estreita pode fazer com que os lúmens pareçam impressionantes no centro, mas deixa as superfícies de trabalho mal cobertas.

Um ângulo de feixe mais amplo, como 120 graus, distribui a luz de maneira mais uniforme pela sala. Ao escolher um encaixe de sarrafo para oficinas, corredores ou prateleiras de varejo, compare os ângulos do feixe em vez de apenas a potência. Uma ripa fina de 120 graus quase sempre dará um resultado mais equilibrado do que uma luminária estreita de 60 graus com a mesma potência.

Adaptador de sarrafo LED LG15D Slim com ângulo de feixe de 120° e IP20 Esta ripa fina oferece um feixe amplo de 120° para uma distribuição de luz equilibrada em oficinas ou áreas de varejo. Com opções de alta eficácia e instalação simples de interruptor deslizante, oferece iluminação eficiente e uniforme a um custo competitivo. Ver Produto →

Custo inicial mais alto e o que ele realmente compra

Não vale a pena fingir o contrário: uma luminária LED de qualidade ainda custa mais no balcão do que uma luminária fluorescente ou halógena equivalente. Para uma instalação comercial completa, a diferença inicial de preço pode ser de duas a três vezes. A questão é o que essa diferença representa. Se o dinheiro extra comprar um corpo fundido, um driver confiável e um sistema óptico testado, ele se pagará. Se comprar apenas uma etiqueta de marca com um design térmico fraco, isso não acontece.

A maneira mais clara de ver isso é uma comparação dos custos operacionais. Os valores abaixo estão em dólares americanos para uma única zona de iluminação industrial de quatro compartimentos.

O LED econômico parece atraente no primeiro trimestre. Uma vez contabilizadas as peças de reposição e as maiores perdas de funcionamento, ele é pouco mais barato que o LED de qualidade e, no sexto ano, o acessório de qualidade ganha vantagem. Para instalações planejadas ao longo de dez anos, o acessório mais barato na prateleira geralmente é o mais caro no longo prazo.

O driver geralmente é a primeira parte a falhar

Os eletricistas lhe contarão a mesma história: quando uma instalação completa de LED para de funcionar, o chip de LED raramente é o culpado. O motorista é. O chip pode durar 50.000 horas, mas o driver contém capacitores eletrolíticos e componentes eletrônicos de controle com seus próprios limites de temperatura. Dentro de uma conexão mal ventilada, o driver fica próximo ao calor dos LEDs e envelhece muito mais rápido do que os módulos que alimenta.

Três fatores principais colocam o driver na frente da fila de falhas:

• Os capacitores eletrolíticos perdem capacitância rapidamente em altas temperaturas ambientes.
• Picos de tensão da rede sobrecarregam o circuito de controle sempre que a instalação é ligada.
• Os drivers de orçamento geralmente são construídos com componentes classificados abaixo das temperaturas que realmente suportam.

É por isso que mantemos a área do driver separada da zona mais quente do aparelho e permitimos um fluxo de ar adequado. É também por isso que um fabricante que pode fornecer drivers de substituição correspondentes é muito mais seguro como parceiro de longo prazo do que aquele que trata toda a adaptação como descartável. Nosso Gama de fontes de alimentação LED cobre os tipos de corrente constante e tensão constante, portanto, substituir um driver com falha não significa substituir a luminária completa.

O que verificar antes de se comprometer com luminárias LED

Conhecer as desvantagens dos LEDs transforma o processo de seleção em uma pequena lista de verificação. Esta é a mesma lista que nossos engenheiros usam ao revisar uma nova conexão antes de ela entrar em produção.

Lidar diretamente com o fabricante também ajuda. Quando nossos engenheiros cotam um projeto, fornecemos dados térmicos, especificações do driver e relatórios fotométricos antes do pedido, não depois. Essa transparência é a melhor defesa contra as desvantagens práticas da iluminação LED.

Perguntas frequentes sobre as desvantagens do LED