TECNOLOGÍA LED,UNA REALIDAD EN ILUMINACIÓN

TECNOLOGÍA LED,UNA REALIDAD EN ILUMINACIÓN Presente y Futuro de la tecnología a través de aplicaciones. Ana García-Baños López LED Product Manager De

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TECNOLOGÍA LED,UNA REALIDAD EN ILUMINACIÓN Presente y Futuro de la tecnología a través de aplicaciones.

Ana García-Baños López LED Product Manager Dept. Marketing OSRAM S.A

Índice: •

Introducción a la Tecnología LED: Conceptos generales.



Desarrollo técnico constante: • Tecnología de capa fina. • Nueva gama de blancos, mejora sistemas ópticos.



Evolución de la tecnología a través de aplicaciones: de la decoración a la iluminación. • Ventajas de esta tecnología y posibilidad en aplicaciones.



La innovación como meta: LED de alta intensidad: sustitución fuentes de luz convencionales.

INTRODUCCIÓN TECNOLGÍA LED

• DATOS HISTORICOS. • TECNOLOGÍA LED.

Siemens Corporate Archives

OPTO- SEMICONDUCTORES/ LED SYSTEM

HOY se emplea tecnología LED en muchas nuevas aplicaciones llegando incluso a sustituir a fuentes de luz convencionales, por ejemplo en iluminación arquitectural, decorativa, de señalización... Disfrutando de las ventajas que presentan estas pequeñas fuentes de luz.

1975 La división Opto-Semicondcutores de Siemens da un paso adelante en el desarrollo de la tecnología LED sacando adelante su LED verde, con cantidad de luz suficiente para señalizar su presencia y sus alrededores.

¿QUÉ ES UN LED?

• LED: Light Emitting Diode

Dispositivo electrónico semiconductor que polarizado directamente entre ánodo y cátodo emite luz al producirse el fenómeno conocido como electroluminiscencia.

DISTINTAS TECNOLOGÍAS LED

LED Radial

Radial LED

LED montado en superficie SMT

Power TOPLED

High Flux LED

< 0.3 W

1.5 ....3 W

(3mm/5mm) : 0.1W

Chip-on-board

Compact light source

~ 10 W....30 W

Características:

Caracterísitcas:

Características:

Características:

- Lentes epoxi integra

- Max. current ~70mA - Flujo Luminoso: 4lm

- Max. I>700 mA - Flujo: >40lm

- Max. I>>1A - Flujo Lum>100lm

- Max.I 20-30mA

FUNCIONAMIENTO DE UN LED





Los LED se alimentan con una fuente de corriente continua a través de una resistencia en serie cuya finalidad es limitar la corriente para lograr un adecuado funcionamiento. Ya que un LED es un diodo, el ánodo se debe conectar al positivo de la fuente y el cátodo al negativo, para polarizarlo en sentido directo y conseguir que el LED se ilumine. Si conectamos el LED al revés, se polariza en inversa, no encenderá.

+VDC

IF

R

VF

0V

• Los LEDS poseen un comportamiento no-óhmico, no aumentando la tensión al aumentar la corriente. Este es el motivo por el que se coloca la resistencia en serie que ajusta el valor de la corriente de funcionamiento.

+VDC - VF R = IF

CONFIGURACIONES DE LEDs Principio constructivo: Series de diodos LEDS:

+VDC - VF1 - VF2 R = IF

No conectar diodos LED en paralelo entre si: Cada LED tiene su tensión característica y la corriente podría repartirse con distinto valor a cada uno.

...

- VFi

ALIMENTACION MÓDULOS LED •

Fuentes de alimentación de corriente continua, cuya función es proporcionar y controlar con precisión la corriente del circuito. Fuentes de 10 y 24Vcc.



La tensión continua de salida debe estar muy estabilizada para mantener constante tanto la potencia como la intensidad de los LEDs, garantizando su vida y correcto funcionamiento (ECE). Variación de la Vdc de alimentación (%)

Variación de la potencia respecto a la obtenida con Vdc de alimentación nominal (%)

+ 5%

+ 25%

+10%

+ 45%

- 5%

- 15%

- 10%

- 30%

Un aumento de potencia puede provocar la destrucción del LED. Una disminución no es peligrosa, todos los LED son regulables desde la potencia nominal.

ALIMENTACION MÓDULOS LED •

Dependiendo del tipo de configuración de los módulos LED se necesitará una fuente de alimentación u otra. La fuente se elige según dos parámetros:

Tensión de salida: Determinado por el número de diodos conectados en cada serie. R +VDC

0V IF

L1

L2

Li

Corriente de salida: Determinado por el número de series de diodos conectados en paralelo.

PRECAUCIONES EN UNA INSTALACIÓN LED Hay que respetar tres aspectos claves en el diseño de una instalación LED:



LIMITACIÓN DE CIRCUITO IMPRESO: están limitado el número de módulos que se pueden conectar de continuo.



LIMITACIÓN LONGITUD DE CABLE DEL SECUNDARIO DE LA FUENTE: ya que puede haber caídas de tensión (trabajan a baja tensión: 10Vcc y 24Vcc) y problemas de radiointerferencias.



TEMPERATURAS ADMISIBLES, que garantizan el correcto funcionamiento del sistema.

BENEFICIOS TECNOLOGIA LED Pequeñas Pequeñas dimensiones dimensiones Alta resistencia Alta resistencia a golpes a golpes

Encendidos Encendidos frecuentes frecuentes

Larga vida Larga vida Bajo mantenimiento Bajo mantenimiento

Alta eficiencia Alta eficiencia de colores de colores

Flujo máx. a Flujo máx. a bajas temperaturas bajas temperaturas

No emite radiacion No emite radiacion UV/ IR UV/ IR

Luz direccionable Luz direccionable

Amistoso con el Amistoso con el Medio Ambiente Medio Ambiente

COLOR DEL LED



Blanco

Los LEDs son fuentes de luz MONOCROMATICAS:

W = Blanco (GaN)

(x=0.32/y=0.31)

W = Blanco (InGaN) (x=0.32/y=0.31)

Amarillo



Rango de colores de 460 a 650nm.



No necesita filtros de color.



Elevada saturación de color.



Alto índice de reproducción

Y = Amarillo (InGaAlP)

587nm

Naranja O = Naranja (InGaAlP)

605nm

Ambar

Cromática: Ra=80.

A = Ambar (InGaAlP)

Verde

Rojo

V= Verdoso (InGaN) 505nm T= Verde claro (InGaN)

615nm

525nm

S = Super-Rojo (InGaAlP) 630nm

Azul

H = Hyper-Rojo (GaAlAs) 645nm

B = Azul (InGaN)

470nm

B = Azul (GaN)

466nm

COLOR DEL LED



En el proceso de fabricación de un LED puede haber variaciones de las características del mismo que afecten al color o la temperatura de color.



Un proceso posterior de selección agrupa los LED según su tono: “BINNING”.



De esta forma, por la clasificación en códigos BIN, se puede garantizar la uniformidad en el color o tonalidad de los distintos módulos LED.

“FINE-BINNING” Nuevo “fine-binning” para mayor homogeneidad de los módulos

Existing Binning

New Fine-Binning Blanco frio

Blanco cálido

4700 K

4700 K

5400 K

2700 K

5400 K

6500 K

6500 K

Nuevo fine-binning con 3 pasos Mac Adams 6500 K

5400 K

4700 K

6500 K

5400 K

4700 K

2700 K

Max. ±700K

Max. ±300K

Max. ±250K

Max. ±325K

Max. ±215K

Max. ±140K

Max. ±50K

VIDA MEDIA DE UN LED Alta temperatura Corriente

Radiacion y Luz

Lifetime,

LED

hasta 50.000 hrs

Químicos

Humedad Agentes externos que condicionan la vida de un LED.

Influencia Mecánica

EFICACIA TECNOLGÍA LED

• SITUACIÓN ACTUAL. • OBJETIVOS MARCADOS. • MEJORAS TECNOLOGICAS/ EFICACIA.

EFICACIA LUMINOSA Lm/W •

LED Blanco

La unidad de medida es el lumen/vatio [lm/W]. 100







La eficacia luminosa , indica el flujo que emite la misma por cada unidad de potencia eléctrica consumida en su obtención.

2010

2007

50

2006

Actualmente: 50lm/W (módulos comerciales garantía vida/ eficacia). Reto futuro: Incrementar eficacia.

2002

1996

2000

COMPARATIVA EFICACIA LED/ FUENTES DE LUZ CONVENCIONALES 15.

19.

Siglo 20...

HQI

LED

Eficacia Im/W

1

10 – 15

70 – 100

70 – 120

Objetivo: >> 70

Eficacia (rel.)

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