Qual è il principale svantaggio delle luci a LED? Risposte ingegneristiche oneste

Chiedete a dieci acquirenti di impianti di illuminazione qual è lo svantaggio principale delle luci a LED e sentirete diverse risposte. Alcuni nomineranno il prezzo di acquisto più alto. Altri daranno la colpa allo sfarfallio, ai problemi di oscuramento o alla luce blu. Tutte queste sono preoccupazioni reali, ma sono sintomi di un problema più profondo. Da un punto di vista ingegneristico, lo svantaggio più importante è la sensibilità al calore. I chip LED sono molto più efficienti delle sorgenti luminose più vecchie, ma producono comunque calore e, a differenza di un filamento, il chip non può irradiare quel calore nell’aria circostante. Se l'apparecchiatura non allontana il calore dalla giunzione del semiconduttore, l'uscita diminuisce, i colori cambiano e la durata nominale crolla. Comprendere questo singolo punto debole spiega la maggior parte delle altre lamentele sull’illuminazione a LED.

Perché la sensibilità al calore è il vero svantaggio principale

Un chip LED è un piccolo componente elettronico e le sue prestazioni dipendono dalla temperatura della giunzione del semiconduttore. Per la maggior parte dei moduli LED bianchi, ogni aumento di 10 gradi Celsius della temperatura di giunzione dimezza all'incirca la durata utile e riduce in modo misurabile l'emissione luminosa. Questo è il motivo per cui due apparecchi dotati dello stesso chip possono funzionare in modo completamente diverso nell'uso reale. Uno può avere un alloggiamento in alluminio pressofuso con una piastra di montaggio spessa, mentre l'altro utilizza un corpo in acciaio stampato con un piccolo cuscinetto di contatto. Il primo può funzionare a una temperatura di giunzione sana di 85 gradi Celsius e funzionare per 50.000 ore. Il secondo può fluttuare vicino a 120 gradi e mostrare un visibile attenuamento dopo due o tre anni.

La tabella seguente fornisce un quadro pratico di ciò che accade quando la gestione termica è insufficiente.

I dati sono illustrativi e non esatti, perché ogni modulo LED ha la propria curva termica. Il modello, tuttavia, è coerente in tutto il settore. La conseguenza pratica per un acquirente è semplice: un apparecchio a basso prezzo che si surriscalda costerà di più nel corso della sua vita rispetto a un apparecchio ben progettato con un’adeguata gestione termica, perché necessita di essere sostituito prima e spreca energia perdendo luminosità.

Nel nostro stabilimento di produzione, la gestione termica è la prima priorità di progettazione, non un aspetto secondario. Il La gamma di luci tri-proof utilizza alloggiamenti in lega di alluminio con un'area di contatto di dimensioni generose tra la scheda LED e il guscio esterno , quindi il calore viene continuamente allontanato dal chip. Questo dettaglio appare raramente su una scheda tecnica, ma decide se un apparecchio dura cinque o quindici anni.

LG06J Luce tri-proof a LED in lega di alluminio con angolo del fascio di 120° Questa luce a tre prove è dotata di un alloggiamento in lega di alluminio progettato per un'efficiente dissipazione del calore, prolungando la durata della vita. Il suo angolo del fascio di 120° fornisce un'illuminazione ampia e uniforme, rendendolo adatto per officine industriali e ambienti esigenti dove la durata e la qualità della luce sono importanti. Visualizza il prodotto →

Luce blu e qualità spettrale

Il secondo notevole svantaggio dell’illuminazione a LED riguarda la qualità della luce stessa. La maggior parte dei LED bianchi funziona combinando un chip blu con uno strato di fosforo giallo. Il risultato appare bianco, ma lo spettro non è continuo. Contiene un picco blu distinto che è molto più forte che in uno spettro incandescente. Ciò è importante per due ragioni. Di sera, un elevato contenuto di blu riduce la produzione di melatonina, il che può rendere più difficile addormentarsi quando vengono utilizzate le luci nelle camere da letto o nei luoghi di lavoro in cui si lavora fino a tardi. Allo stesso tempo, una miscela di fosfori mal progettata può lasciare i colori grigi o sbiaditi, anche se l'apparecchio appare ragionevolmente luminoso.

I buoni apparecchi a LED risolvono questo problema con una migliore ingegneria spettrale. I moduli di alta qualità utilizzano miscele di fosforo migliorate che spingono l'indice di resa cromatica a 80 o 90 e molti alloggiamenti includono diffusori smerigliati che ammorbidiscono il fascio e riducono il picco blu intenso. Una plafoniera o una paratia ben progettata con un diffusore produce una luce confortevole e uniforme senza il forte bagliore blu associato agli apparecchi economici a chip nudo.

Compatibilità di oscuramento e sfarfallio

Chiunque abbia collegato una lampadina LED a un dimmer più vecchio ha riscontrato direttamente questo svantaggio. I LED non si attenuano come fanno le lampade a incandescenza. Richiedono un driver che corrisponda al dimmer e molti driver economici gestiscono male tale interazione. Il risultato può essere un ronzio udibile, uno sfarfallio visibile o luci che improvvisamente raggiungono la massima luminosità all'estremità inferiore della manopola.

Lo sfarfallio è più di un fastidio. Uno sfarfallio molto veloce e impercettibile può comunque causare affaticamento agli occhi e mal di testa nelle persone sensibili. Le cause più comuni sono un driver non adeguatamente filtrato o una mancata corrispondenza tra il tipo di dimmer e il driver LED.

Per gli acquirenti, la regola è cercare apparecchi che elenchino la compatibilità dimmerabile e utilizzino un driver ben costruito. La paratia LG19D della nostra gamma, ad esempio, utilizza un circuito driver dimmerabile che mantiene un'emissione luminosa costante e funziona senza problemi di strobing grazie al suo design ottico antiriflesso.

Plafoniera LED dimmerabile antiriflesso LG19D con opzione sensore PIR Questa paratia utilizza un driver dimmerabile per un'uscita stabile e priva di sfarfallio e un design antiriflesso. Disponibile con sensore PIR, è adatto a corridoi e spazi interni dove la luminosità regolabile e il risparmio energetico sono priorità. Visualizza il prodotto →

La luce direzionale può lasciare gli angoli bui

Le lampadine a incandescenza irradiano la luce in tutte le direzioni. I LED no. Un chip nudo emette la maggior parte della sua luce in un emisfero e molti apparecchi concentrano la luce in un cono stretto. In una stanza illuminata da un singolo listello o downlight montato a soffitto, spesso si ottiene una brillante pozza di luce al di sotto e pareti e angoli notevolmente più scuri.

La direzionalità non è un difetto in ogni situazione; è esattamente ciò di cui hanno bisogno l'illuminazione operativa e l'illuminazione d'accento. Il problema si presenta quando per l'illuminazione generale si sceglie un apparecchio con fascio stretto. Questo è il motivo per cui le specifiche dell'angolo del fascio sono importanti tanto quanto il conteggio dei lumen. Un'ottica stretta può far sì che i lumi sembrino impressionanti al centro, ma lasciano le superfici di lavoro scarsamente coperte.

Un angolo del fascio più ampio, ad esempio 120 gradi, distribuisce la luce in modo più uniforme in una stanza. Quando si sceglie un raccordo per officine, corridoi o scaffali per negozi, confrontare gli angoli del fascio anziché solo la potenza. Una stecca sottile da 120 gradi darà quasi sempre un risultato più bilanciato rispetto a un faro stretto da 60 gradi della stessa potenza.

LG15D Apparecchio a stecca LED sottile con angolo del fascio di 120° e IP20 Questa stecca sottile offre un ampio fascio di 120° per una distribuzione bilanciata della luce tra officine o aree di vendita al dettaglio. Grazie alle opzioni ad alta efficacia e alla semplice installazione con interruttore a scorrimento, offre un'illuminazione efficiente e uniforme a un costo competitivo. Visualizza il prodotto →

Costo iniziale più elevato e cosa si compra veramente

Inutile fingere il contrario: al banco un apparecchio LED di qualità costa comunque di più di un equivalente fluorescente o alogeno. Per un'installazione commerciale completa, la differenza di prezzo iniziale può essere da due a tre volte. La domanda è cosa rappresenta questa differenza. Se con il denaro extra si acquista un corpo pressofuso, un driver affidabile e un sistema ottico testato, si ripaga da solo. Se acquista solo un'etichetta di marca con un design termico debole, non lo fa.

Il modo più chiaro per vederlo è un confronto dei costi di gestione. Le cifre seguenti sono in USD per una singola zona di illuminazione industriale a quattro alloggiamenti.

Il LED economico sembra interessante nel primo trimestre. Una volta contati i pezzi di ricambio e le maggiori perdite di funzionamento, costa poco meno del LED di qualità e nel sesto anno l'apparecchio di qualità fa la differenza. Per gli impianti progettati su un arco di tempo di dieci anni, l'impianto più economico disponibile è solitamente quello più costoso nel lungo periodo.

Il driver è solitamente la prima parte a guastarsi

Gli elettricisti vi racconteranno la stessa storia: quando un'installazione LED completa smette di funzionare, raramente il colpevole è il chip LED. L'autista lo è. Il chip può durare 50.000 ore, ma il driver contiene condensatori elettrolitici ed elettronica di controllo con i propri limiti di temperatura. All'interno di un raccordo scarsamente ventilato, il driver si trova vicino al calore dei LED e invecchia molto più velocemente dei moduli che alimenta.

Tre fattori principali pongono il conducente in prima linea nella coda dei guasti:

• I condensatori elettrolitici perdono rapidamente capacità a temperature ambiente elevate.
• I picchi di tensione di rete sollecitano i circuiti di controllo ogni volta che l'installazione cambia.
• I driver economici sono spesso costruiti con componenti classificati al di sotto delle temperature che effettivamente sopportano.

Questo è il motivo per cui manteniamo l'area del driver separata dalla zona più calda dell'apparecchio e consentiamo un flusso d'aria adeguato. Questo è anche il motivo per cui un produttore in grado di fornire driver sostitutivi abbinati è molto più sicuro come partner a lungo termine rispetto a uno che tratta l'intero raccordo come usa e getta. Il nostro Gamma di alimentatori LED copre i tipi di corrente costante e tensione costante, quindi sostituire un driver guasto non significa sostituire l'intero apparecchio.

Cosa controllare prima di impegnarsi con gli apparecchi a LED

Conoscere gli svantaggi dei LED trasforma il processo di selezione in una breve lista di controllo. Questo è lo stesso elenco utilizzato dai nostri ingegneri quando esaminano un nuovo raccordo prima che entri in produzione.

Anche il rapporto diretto con il produttore aiuta. Quando i nostri ingegneri citano un progetto, forniamo dati termici, specifiche del driver e rapporti fotometrici prima dell'ordine, non dopo. Questa trasparenza è la migliore difesa contro gli svantaggi pratici dell’illuminazione a LED.

Domande frequenti sugli svantaggi dei LED