LED har revolutionerat belysningslandskapet. Höga ljusflöden ger suverän effektivitet och ekonomi. Livslängder på tiotusentals timmar gör att man, istället för att byta ljuskälla, kan byta till en helt ny armatur. Därför utvecklar Fagerhult LED-armaturer som täcker belysningsprojektets hela spektrum. Från att tidigare mest ha varit en accentlösning, har vi anpassat LED-tekniken för allmänbelysning. Trygga i vår erfarenhet och sporrade av nytänkande har vi tämjt ljusets intensitet och skapat den perfekta balansen mellan effektivitet och komfort.

Så fungerar LED

En halvledare som utstrålar ljus

LED är en förkortning av Light Emitting Diode, det vill säga en lysdiod. Lysdioden är en halvledare som utstrålar ljus när den utsätts för elektrisk påverkan. Lysdioden drivs med likström, DC, och kräver oftast ett separat driftdon eller en ”driver”. Lysdioden är mycket liten; den aktivt lysande ytan är inte större än 1–2 mm². En enda diod ger sällan tillräckligt med ljus för att lösa en belysningsuppgift. För att enheten ska fungera krävs också att den monteras på ett kretskort. Därför sätts flera lysdioder samman i ett kluster till en LED-modul.

Vilken färg ljuset får, beror på vilka material som lysdioden är tillverkad av. Grundfärgerna är rött, orange och grönt samt blått i olika nyanser. Vitt ljus framställs genom att en blå diod förses med ett lager fosforbaserat lyspulver. Fosforn omvandlar en del av det blå ljuset till gult ljus – med vitt ljus som resultat. Kvaliteten på det vita ljuset påverkas både av valet av lysdiod och av egenskaperna hos fosforn.

Jämförelse ljuskällor

LED är ingen ljuskälla

Eftersom lysdioden alstrar ljus vid elektrisk stimulans, så skiljer den sig från traditionella ljuskällor. I dessa uppstår istället ljuset som en biprodukt när glödtråden värms upp eller i samband med en gasurladdning. Eftersom lysdioden inte avger ultraviolett (UV) eller infraröd (IR) strålning är tekniken extra lämplig för ljussättning av känsliga miljöer.

Till skillnad från en traditionell ljuskälla tänder lysdioden upp med maximal ljusnivå direkt, och diodens livslängd påverkas positivt av frekvent tändning och släckning. Ljusflödet ökar också vid lägre omgivningstemperaturer, vilket gör armaturer med LED-teknik till det optimala valet i kyl- och frysrum eller utomhus. Lysdioden innehåller heller inte några rörliga eller ömtåliga delar. Rätt konstruerad är en LED-armatur därför väl rustad att tåla vibrationer och andra mekaniska påfrestningar.

Driftdon

Vikten av rätt driver

LED drivs huvudsakligen på två sätt – med konstant ström eller konstant spänning. Driftdonet, eller drivern, är hjärtat i LED-tekniken. Det är viktigt att man använder rätt typ av driftdon för armaturen och att det är godkänt för drift av lysdioder. Annars kan de anslutna LED-armaturerna förstöras. Även om vissa lysdioder kan drivas av konventionella transformatorer så kan dessa sakna olika skydd, exempelvis kortslutningsskydd, vilket kan orsaka personskador.

Drifttemperatur

Värme påverkar effektivitet och livslängd

Från traditionella ljuskällor finns det alltid en utstrålning av värme. LED avger ingen värme i själva ljuset men värmen är ändå ett problem. Jämfört med traditionella ljuskällor som kyls av omgivande luft måste lysdioden kylas av genom materialet bakåt. Värmen är alltså det som har störst negativ inverkan på LED när det gäller livslängd, ljusutbyte och effektivitet. Vid utveckling av LED-armaturer ombesörjer Fagerhult därför alltid att temperaturen för ingående komponenter hålls inom fabrikantens specifikation, samt att den motsvarar de krav som vi ställer i vår egen policy.

LED-policy

Kontroll från komponent till färdig armatur

Fagerhult använder enbart lysdioder eller LED-moduler från de erkända tillverkarna och strävar efter att driva dessa optimalt med tanke på livslängd och effektivitet. Störst negativ inverkan har en för hög temperatur.

Vid utveckling av LED-armaturer säkerställs därför att temperaturen för ingående komponenter både hålls inom fabrikantens specifikation, samt motsvarar de krav vi ställer i vår egen policy. Denna policy är densamma som vi sedan många år tillämpar för annan elektronik som till exempel HF-don och nödljusaggregat.

Rent konkret innebär det att vi adderar en säkerhetsmarginal när vi mäter LED-modulens tc-temperatur eller beräknar lysdiodens temperatur (tj). På detta sätt säkerställs att angiven förväntad livslängd motsvaras med marginal. Att skapa denna marginal kan oftast ske utan att öka kostnaden för produkten då hänsyn till detta tas mycket tidigt i utvecklingsprocessen. För att optimera konstruktionen används en mjukvara för simuleringar av temperaturer, och kontroll av beräkningen sker på armaturprototyper med värmekamera. Vid kontrollen eller provningen installeras armaturen alltid som den är tänkt att användas av slutkund.

Framtiden

En blick på framtiden

LED befinner sig ännu i ett tidigt mognadsskede, vilket gör att vi kan förvänta oss en framtid där LED blir det självklara valet för många fler applikationer än i dag. På bara några år har effektiviteten fördubblats, samtidigt som kostnaderna har sjunkit kraftigt. Utvecklingen kommer med sannolikhet att fortsätta även om den planar ut något. Det är inte orimligt att förvänta sig att LED-system som idag ligger på 100 lm/W inom 1–2 år kommer att vara uppe i dryga 150 lm/W.

Den genomsnittliga årliga effektivitetsökningen beräknas ligga på ca 10% fram till år 2015. Allt eftersom volymerna ökar kommer kostnaderna att falla – men hur mycket är mer osäkert. Inom belysningsindustrin pågår ett gemensamt standardiseringsarbete inom ett samarbete som benämns Zhaga. Detta kommer att förenkla byte av LED-komponenter (LED-modul och driftdon). Underhållet av armaturen förenklas avsevärt samtidigt som man får möjlighet att uppgradera till den senaste tekniken. De första standardiserade modulerna beräknas finnas framme under 2011.