Låt dig inte ryckas med av de många fördelarna som LED-belysning ger. Även om denna teknik utan tvekan är en betydande utveckling i den elektriska belysningens historia, erbjuder den också unika utmaningar. Belysningsverksamheten hanterar just nu en kris av en storlek som den aldrig har mött tidigare. Teknik- och designfilosofier förvandlades av solid state-belysning. Ljuskontroller är nu kraftelektronik snarare än enkla belysningskällor. Med andra ord är design av belysningssystem ganska komplicerad. Lysdioder är halvledarljuskällor som självvärmer sig, är strömkänsliga och producerar mycket ljus. Detta väcker det största problemet med LED-belysning eftersom ett mångfacetterat arbete är avgörande för systemets prestanda och pålitlighet. Systemkonstruktionen och den omfattande designen av ett LED-belysningssystem inkluderar även andra element utöver LED-paketets mätvärden. Termisk hantering, reglering av drivström och optisk styrning är bara några av de ytterligare sammankopplade variablerna som spelar in.
Experter på avstånd utvecklar ofta en lång lista med nackdelar för LED-belysning. De skulle heller aldrig misslyckas med att lyfta fram farorna med blått ljus från LED-belysning för att göra sagan intressant. I huvudsak är vitt ljus en syntes av våglängder från flera färgband. Oavsett vilka ljuskällor som ljuset genereras från, innehåller alla vita med samma färgutseende nästan samma mängd blå våglängder i det synliga spektrumet. En korrelerad färgtemperatur (CCT) kan användas för att beskriva nyansen av vitt ljus. En ljuskällas CCT relaterar ofta till hur blå den är. Andelen blå våglängder ökar med CCT. Blå strålning från en 3000 K LED-produkt är lika låg som den från en 3000 K glödlampa under samma luminans- och belysningsförhållanden, medan blå strålning från en 6000 K LED-produkt är lika hög som den från en 6000 K lysrör. Faran med blått ljus är sällan ett problem med vita lysdioder, som det är med andra ljuskällor. Konstruktionen av vitt ljuss spektrummakeup är en stor fördel med LED-teknik. Vilken spektral kombination av ljus som helst som gynnar människors hälsa och välbefinnande kan genereras med LED-belysning. För att modifiera mängden blå strålning för ett hälsosamt spektrum av vitt ljus, utnyttjar mänskligt centrerad belysning, en betydande teknisk trend som driver på expansionen av belysningsindustrin, LED-systemens CCT-avstämningskapacitet.
I själva verket har LED-belysning bara ett litet antal inneboende nackdelar.
LED-belysningens mest välkända brist är att den genererar värme som en konsekvens. Eftersom de producerar värme inuti enhetens förpackning snarare än att utstråla värme i form av infraröd strålning, är lysdioder kända som säljuppvärmningsprylar. En lysdiod omvandlar ungefär hälften av den elektriska energi den tar emot till värme, som fysiskt måste transporteras genom en termisk kanal. Kinetiken för felmekanismer inklusive produktion och utveckling av atomdefekter i det aktiva området av dioden, förkolning och gulning av inkapslingsmedlet och färgning av plastförpackningens hölje kan accelereras om enhetens kopplingstemperatur inte hålls under en viss gräns. För varje 10 graders ökning av korsningstemperaturen över den maximala nominella korsningstemperaturen kommer en lysdiods livslängd att minska med 30 procent till 50 procent.
Att lysdioder är ömtålig kraftelektronik är både den mest underskattade och den värsta begränsningen för LED-belysning. De har mycket speciella ätpreferenser; drivström. Den höga framåtströmskänsligheten hos lysdioder har för- och nackdelar. Det förbättrar styrbarheten av belysningssystem men gör det också extremt svårt att reglera körströmmen. Drivströmmen kan fluktuera väldigt lite, vilket kan påverka ljuseffekten. Lysdioder är DC-drivna enheter, men de behöver ofta drivas av en AC-källa. Strömutgången från drivenheten till lysdioderna kan fortfarande ha en kvarvarande rippel (återstående periodisk fluktuation) om den alternerande vågformen inte är helt undertryckt efter likriktning. På grund av denna rippel blinkar lysdioderna med en frekvens som är 100Hz eller 120Hz, vilket är dubbelt så snabbt som den inkommande linjespänningen. Sammankopplingen av LED:s elektriska och termiska system komplicerar belastningsregleringen ytterligare. Mängden elektricitet som tillförs lysdioden minskar när kopplingstemperaturen ökar, framåtspänningen sjunker, etc. Å andra sidan ökar mängden spillvärme som produceras vid halvledarformen i proportion till drivströmmen. Att överdriva en lysdiod över dess nominella kapacitet kan resultera i termisk rusning och tidigt haveri av lysdioden. Elektriska överspänningar (EOS) är dock den fara som utgör störst risk för lysdioder. När komponentens maximala nominella värden överskrids av drivströmmen eller spänningen uppstår en EOS. Elektriska överspänningar kan ha en mängd olika troliga orsaker, såsom elektrostatisk urladdning (ESD), startström eller andra övergående strömstötar. På grund av lysdiodernas känslighet för olika elektriska stressfaktorer krävs strikt hantering av drivströmmen.
Att lysdioder har en hög flödestäthet är en tredje nackdel. Bländning kan produceras av de intensiva ljuskällorna av riktat ljus. Höga luminanser i synfältet kan försämra synen (bländning av funktionshinder) eller få dig att känna dig irriterad eller obekväm (obehagsbländning). Armaturens design kan inkludera ytterligare optik för att minska bländning, även om det ofta leder till betydande optiska förluster.
Sist men inte minst, jämfört med traditionella belysningsvaror, resulterar mer systemkomplexitet i högre initiala kostnader för LED-produkter. På grund av detta är kostnadsoptimering avgörande för processen att designa armaturer. En serie problem dyker upp när kostnadspressen övervinner varornas pålitlighet och prestanda.
