لا تنخدع بالمزايا العديدة التي توفرها إضاءة LED. على الرغم من أن هذه التكنولوجيا تعد بلا شك تطورًا مهمًا في تاريخ الإضاءة الكهربائية ، إلا أنها تمثل أيضًا تحديات فريدة. تتعامل أعمال الإضاءة حاليًا مع أزمة لم يسبق لها مثيل من قبل. تم تحويل فلسفات الهندسة والتصميم من خلال إضاءة الحالة الصلبة. أدوات التحكم في الإضاءة هي الآن إلكترونيات طاقة وليست إضاءات بسيطة. بمعنى آخر ، تصميم نظام الإضاءة معقد للغاية. تعتبر مصابيح LED من مصادر الضوء شبه الموصلة التي تقوم بالتسخين الذاتي ، وهي حساسة للتيار ، وتنتج الكثير من الضوء. يثير هذا أكبر مشكلة تتعلق بإضاءة LED نظرًا لأن العمل متعدد الأوجه يعد أمرًا بالغ الأهمية لأداء النظام وموثوقيته. تتضمن هندسة النظام والتصميم الشامل لنظام إضاءة LED أيضًا عناصر أخرى بالإضافة إلى مقاييس حزمة LED. الإدارة الحرارية وتنظيم تيار القيادة والتحكم البصري ليست سوى عدد قليل من المتغيرات الإضافية المترابطة في اللعب.
كثيرًا ما يطور الخبراء من مسافة بعيدة قائمة طويلة من عيوب إضاءة LED. كما أنهم لن يفشلوا أبدًا في تسليط الضوء على مخاطر الضوء الأزرق من إضاءة LED من أجل جعل الحكاية ممتعة. في جوهره ، الضوء الأبيض هو توليف أطوال موجية من عدة نطاقات لونية. بغض النظر عن مصادر الضوء التي يتولد منها الضوء ، فإن كل البيض الذي له نفس اللون يحتوي تقريبًا على نفس القدر من الأطوال الموجية الزرقاء في الطيف المرئي. يمكن استخدام درجة حرارة اللون المترابطة (CCT) لوصف تدرج اللون الأبيض. غالبًا ما يرتبط CCT الخاص بمصدر الضوء بمدى لونه الأزرق. تزداد النسبة المئوية للأطوال الموجية الزرقاء مع CCT. الإشعاع الأزرق الصادر من منتج LED 3000 كلفن منخفض مثل ذلك الصادر من المصباح المتوهج 3000 K في نفس ظروف الإنارة والإضاءة ، بينما الإشعاع الأزرق من منتج 6000 K LED مرتفع مثل ذلك من مصباح الفلورسنت 6000 K. نادرًا ما يكون خطر الضوء الأزرق مشكلة في مصابيح LED البيضاء ، كما هو الحال مع مصادر الضوء الأخرى. تعد هندسة طيف الضوء الأبيض من الفوائد الرئيسية لتقنية LED. يمكن إنشاء أي مجموعة طيفية من الضوء تفيد صحة الإنسان ورفاهيته باستخدام إضاءة LED. من أجل تعديل كمية الإشعاع الأزرق للحصول على طيف صحي من الضوء الأبيض ، تستغل الإضاءة المرتكزة على الإنسان ، وهو اتجاه تكنولوجي مهم يغذي التوسع في صناعة الإضاءة ، قدرة ضبط CCT لأنظمة LED.
في الواقع ، لا تحتوي إضاءة LED إلا على عدد صغير من العيوب المتأصلة.
العيب الأكثر شهرة في إضاءة LED هو أنها تولد الحرارة نتيجة لذلك. نظرًا لأنها تنتج حرارة داخل عبوة الجهاز بدلاً من إشعاع الحرارة على شكل أشعة تحت الحمراء ، تُعرف مصابيح LED باسم أدوات البيع للتدفئة. يحول LED ما يقرب من نصف الطاقة الكهربائية التي يتلقاها إلى حرارة ، والتي يجب أن يتم نقلها فعليًا عبر قناة حرارية. يمكن تسريع حركية آليات الفشل بما في ذلك إنتاج العيب الذري وتطويره في المنطقة النشطة من الصمام الثنائي ، والكربنة وأصفرار المادة المغلفة ، وتلطيخ غلاف العبوة البلاستيكية إذا لم يتم الاحتفاظ بدرجة حرارة تقاطع الجهاز أقل من حد معين. لكل زيادة بمقدار 10 درجات مئوية في درجة حرارة الوصلة فوق الحد الأقصى لدرجة حرارة الوصلة المقدرة ، سيتم تقليل عمر خدمة LED بنسبة 30 بالمائة إلى 50 بالمائة.
حقيقة أن LEDs هي إلكترونيات طاقة هشة هي أقل تقدير وأسوأ قيود على إضاءة LED. لديهم تفضيلات طعام خاصة جدًا ؛ قيادة التيار. إن الحساسية الحالية العالية للأمام لمصابيح LED لها مزايا وعيوب. إنه يحسن إمكانية التحكم في أنظمة الإضاءة ولكنه يجعل أيضًا من الصعب للغاية تنظيم تيار القيادة. قد يتقلب تيار القيادة بمقدار ضئيل جدًا ، مما قد يؤثر على ناتج الضوء. مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار المستمر ، ولكنها تحتاج في كثير من الأحيان إلى أن يتم تشغيلها بواسطة مصدر تيار متردد. قد لا يزال الإخراج الحالي من المحرك إلى مصابيح LED يحتوي على تموج متبقي (تقلب دوري متبقي) إذا لم يتم قمع شكل الموجة المتناوب تمامًا بعد التصحيح. بسبب هذا التموج ، تومض مصابيح LED بتردد 100 هرتز أو 120 هرتز ، وهو ضعف سرعة جهد الخط الوارد. يؤدي التوصيل البيني للأنظمة الكهربائية والحرارية لمصابيح LED إلى زيادة تعقيد تنظيم الحمل. تقل كمية الكهرباء المقدمة إلى الصمام الثنائي الباعث للضوء مع زيادة درجة حرارة الوصلة ، وانخفاض الجهد الأمامي ، وما إلى ذلك. من ناحية أخرى ، تزداد كمية الحرارة المهدرة الناتجة في قالب أشباه الموصلات بما يتناسب مع تيار القيادة. قد يؤدي تجاوز مؤشر LED فوق سعته المقدرة إلى هروب حراري وانهيار مبكر لمصباح LED. ومع ذلك ، فإن الإجهاد الكهربائي (EOS) هو الخطر الذي يشكل أكبر خطر على مصابيح LED. عندما يتم تجاوز القيم المقدرة القصوى للمكون بواسطة تيار القيادة أو الجهد ، يحدث EOS. يمكن أن يكون للإجهاد الكهربائي مجموعة متنوعة من الأسباب المحتملة ، مثل التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) ، أو تيار الاندفاع ، أو ارتفاعات الطاقة العابرة الأخرى. نظرًا لحساسية مصابيح LED لمختلف الضغوطات الكهربائية ، فإن الإدارة الصارمة لتيار القيادة مطلوبة.
حقيقة أن مصابيح LED ذات كثافة تدفق عالية هي عيب ثالث. قد ينتج الوهج من مصادر الضوء الشديدة للضوء الموجه. الإضاءة العالية في مجال الرؤية قد تضعف الرؤية (وهج الإعاقة) أو تجعلك تشعر بالضيق أو عدم الراحة (الوهج المزعج). يمكن أن يشتمل تصميم المصباح على بصريات إضافية لتقليل الوهج ، على الرغم من أن القيام بذلك كثيرًا يؤدي إلى فقد بصري كبير.
أخيرًا وليس آخرًا ، مقارنة بسلع الإضاءة التقليدية ، يؤدي المزيد من تعقيد النظام إلى ارتفاع التكاليف الأولية لمنتجات LED. لهذا السبب ، يعد تحسين التكلفة أمرًا بالغ الأهمية في عملية تصميم وحدات الإنارة. ستظهر سلسلة من المشكلات عندما يتغلب ضغط التكلفة على موثوقية البضائع وأدائها.
