تعریف LED

نام “دیود ساطع‌کننده نور (light-emitting diodes)” از پیش چیزهای زیادی به شما می گوید. در وهله اول، این اسم به شما می‌گوید که LED، یک دیود است. یک دیود جریان را تنها در یک جهت هدایت می‌کند و این چیزی است که یک LED انجام می‌دهد.

اولین نکته‌ای که باید در این لحظه به آن توجه کنیم این است که ولتاژ راه‌اندازی بسیار بالاتری نسبت به دیودهایی که معمولاً در الکترونیک استفاده می‌شود، دارد. در حالی که یک دیود 1N4148 افت ولتاژی در حدود 700mV دارد، یک LED ممکن است 3.6 ولت افت ولتاژ داشته باشد. این امر به این دلیل است که ال‌ای‌دی‌ها از سیلیکون ساخته نمی‌شوند بلکه از نوع دیگری از نیمه‌هادی‌ها هستند. اما غیر از این ، مشخصات الکتریکی یک LED بسیار شبیه به دیودهای دیگر است.

مزایای LED

LED ها از زمان پیدایش و با توجه به تکامل روز افزون، مزایای رقابتی را دارا شده اند. در این بخش به تعدادی از این مزایا، در قیاس با تکنولوژی های دیگر پرداخته شده­ است:

بهره وری

اولین مزیتی که در مورد LED ها ذکر می شود بهره وری بالای آنها می باشد. بهره وری بالا به معنی بیشترین خروجی به ازای کمترین ورودی می باشد. کمیتی که در تعیین بهره وری منابع نوری استفاده می­ شود، کمیتی به اسم لومن بر وات (Lm/W) می­ باشد . هر چه این عدد بالاتر باشد نشانگر بهره­ وری بالاتر منبع نوری می­ باشد. بررسی هایی در زمینه مقایسه انواع منابع نوری انجام شده­ است.

 

بهره نوری انواع لامپ ها

نوع لامپ	بهره نوری Lm⁄w
LED	180
سدیمی پر فشار	132
متال هالید	90
فلورسنتی	90
فلوروسنت فشرده	45
رشته ای هالوژنی	20
رشته ای	13

 

این بررسی نشانگر پیشتازی و برتری قاطع LED نسبت به سایر منابع نوری است . شایان ذکر است همواره بهره نوری چراغ های ارائه شده به بازار با نمونه های آزمایشگاهی اختلاف فاحشی دارد . در سال 2014 شرکت CREE متعلق به ایالات متحده موفق به آزمایش نمونه ای از LED با بهره نوری 300 لومن بر وات شده ­است در حالی که در همان زمان LED های ارائه شده به بازار بهره نوری در حدود 120 لومن بر وات را داشته است.

اما بهره وری LED ها تنها به بهره نوری آنها محدود نمی­ شود. همانطور که در بخش قبل گفته شده یکی از چالش ­های پیش روی LED ها هزینه بالای آنها می­ باشد. اما آیا واقعا LED تکنولوژی گرانی است؟ بررسی ای در مورد هزینه ای که باید جهت خرید هر یک از تکنولوژی­های منابع نوری صرف شود، انجام شده ­است. در این مقایسه هزینه هر لامپ بر حسب دلار بر کیلولومن بیان شده­ است. آنچه از این جدول بر می­ آید قیمت بالای LED و OLED در مقایسه با سایر منابع روشنایی می­ باشد.

 

 

مقایسه قیمت بازار منابع نوری مختلف در ایالات متحده

نوع منبع نوری	قیمت (دلار بر کیلو لومن)
فلورسنت فشرده	2
هالوژنی	2.5
فلورسنت	4
LED	19
OLED	800

 

اما این جدول به تنهایی جهت انجام قیاس صحیح کافی نمی­ باشد. طول عمر منابع نوری مختلف نیز از اهمیت ویژه ای برخوردار است که بر حسب ساعت بیان می شوند. نتایج این جدول حاکی از برتری LED ها در طول عمر می­ باشد. اما جهت انجام مقایسه دقیق تر در مورد توجیه اقتصادی لامپ های LED بایستی نتایج جداول  به صورت همزمان مورد بررسی قرار گیرد.

 

مقایسه طول عمر منابع نوری

منبع نوری	طول عمر(ساعت)
رشته ای	1000
هالوژنی	1000-2000
فلورسنتی	3000
فلورسنت فشرده	10000
LED	100000

 

اعداد جدول نهایی نیز از تقسیم نتایج جداول فوق حاصل شده و به عنوان ارزش خرید مطرح می­ شود. مشاهده نتایج نشان دهنده ارزش خرید بالای LED نسبت به تکنولوژی های دیگر می باشد. در بحث حفظ شار نوری ادعا شده در مدت طول عمر LED نیز انجام و ارائه تست LM80 بر عملکرد آن صحه می­ گذارد..

 

مقایسه هزینه صرف شده به ازای طول عمر منابع نوری

منبع نوری	ارزش خرید (ساعت / دلار/ کیلو لومن )
هالوژنی	400-800
فلورسنتی	750
فلورسنت فشرده	5000
LED	5263

 

علاوه بر مطالب عنوان شده، سایر مزایایی که برای LED بیان می شود عبارتند از:

• زمان پاسخ گویی و راه اندازی کم در حد نانو ثانیه

• دوست دار محیط زیست و خالی از مواد سمی مانند سرب و جیوه

• شاخص نمود رنگ  مناسب

• عدم حساسیت به تعداد دفعات راه اندازی

• قابلیت کارکرد در دمای محیطی گسترده ( 40- الی 85 درجه سانتی گراد )

سخن آخر