El futuro ya está aquí

Componentes de los LED

La combinación de los factores relevantes en una lámpara (chip, carcasa, drivers y disipador) permiten que el producto final tengo una calidad u otra.

Calidad del led.
Los leds han estado a nuestro alrededor desde hace muchos años en semáforos, luces de Navidad, rótulos, decoración, peceras, cámaras frigoríficas, electrónica, etc. Dentro de los componentes de una lámpara led o luminaria led, la calidad del chip led tiene un protagonismo clave, la emisión de luz, su color, el confort de la luz, la potencia en W, la eficiencia lumínica (lumen/wattios) etc. Siempre que la lámpara disponga de leds marca Cree USA, Bridgelux USA, Semileds of America, Edison SMD led, Sharp, Epistar SMD led, y otros pocos más fabricantes de primer orden, su lámpara tendrá producto led de alta calidad. Cada uno de estos fabricantes tiene luego innumerables referencias de leds, orientados a unas prestaciones y otras. Sin embargo, usted debe diferencia entre un chip tipo DIP y otro tipo SMD. Estos últimos tienen ventajas superiores por ser de tecnología más reciente. Para el caso de los tubos LED, por ejemplo, tienen mayor duración, una mayor eficiencia y mejor rendimiento lumínico.

La carcasa led
Lámparas led, tubos led, luminarias led… Da igual si es una MR16 led, una E27 led, etc, cada uno de ellos tiene un diseño de carcasa adaptado a las prestaciones que se esperan conseguir con dicha lámpara.. Pero todos ellos requirieren de buenos materiales, para tener un buen control en todo el proceso de ensamblaje, para utilizar una buena fuente de luz (el led), para disponer de un mejor driver que sea capaz de alimentar correctamente los leds, y de manera importante, una excelente fórmula para disipar el calor que irradian los leds. Calor que va en dirección contraria a la dirección de emisión de luz. Las temperatura en una lámpara LED pueden llegar a altas temperaturas, sin no se disipa bien el calor. Hay lámparas led con diferentes materiales plásticos (con los que se producen la mayoría de los tubos LED y lámparas en general), pero sin embargo lámparas LED de aluminio son mejores, ya que con este material evitamos muchos problemas posteriores: • Proporciona una mayor capacidad de disipación por su propia estructura molecular. • Permite estriar su superficie con lo que todavía se incrementa más la superficie de disipación. • No se curva como consecuencia del calor provocado por el propio funcionamiento del tubo o lámpara (tal y como sucede con la mayoría de los confeccionados con materiales plásticos cuando se mantienen sin descanso durante largos períodos de tiempo).

El driver
El driver es un elemento importante en las lámparas LED. Se encarga de bajar la tensión de la red que puede estar entre 120V-220V hasta los 12V-24V en que funcionan los LED. Dentro le la durabilidad de una lámpara led, es el driver el que puede causar más molestias, pues muchas veces su duración no se compara con la de los LED, de tal manera que puede requerir un mantenimiento o en algunos casos su reposición. El daño se podría causar por una mala ventilación, por recalentamiento de la lámpara o por alta temperatura ambiente. Aunque una lámpara de led puede tener una duración superior a las 80.000 horas, a veces el driver puede averiarse prematuramente, lo que afectaría el funcionamiento general del dispositivo lumínico. Es por ello que para lámparas que duran encendidas 24 horas es recomendable ubicar el driver de manera externa, con el fin de poder hacer el mantenimiento respectivo en caso de desperfecto o pérdida total.

Disipación de calor
En la tecnología led, la generación de calor que emite una lámpara se emite en dirección contraria a la generación de la luz, por lo cual el sistema de disipación es mucho más fácil de acoplar, haciéndolo parte del sistema de la luminaria. Los LEDs en su haz de luz, emiten luz fría, es decir no emiten radiación infrarroja, sin embargo los LEDs no son 100% eficientes ya que entre un 50% y un 90% de la energía que se les aplica se convierte en calor. Este calor es disipado dentro del propio LED y es necesario que pueda abandonar el chip para que funcione adecuadamente puesto que los LEDs no son capaces de soportar temperaturas elevadas (125º-150º) sin sufrir una disminución en la vida, flujo y cambios en el color.

La disminución del flujo lumínico es progresiva debido al envejecimiento de los materiales opticos primarios y del propio material semiconductor, el calor excesivo aplicado de forma continuada acelera la degradación del LED. Además el calor puede provocar que se altere la Temperatura de color del LED, quedando los LEDs con distintas tonalidades de blanco. En el caso de los LEDs monocromáticos (azules, rojos, ambar…) el calor provoca una variación de la longitud de onda y por tanto del color.

Eficacia o rendimiento

Los parámetros dados por los fabricantes de LEDs (el propio diodo emisor, o LED individual) no son extrapolables al funcionamiento de los mismos una vez incorporados a una luminaria, a un módulo LED o a una lámpara de tipo “Retrofit” (cuando existe la posibilidad de cambiar una fuente de luz por otra). Además y dependiendo de la configuración de la luminaria éstos pueden ir variando de forma acusada durante el funcionamiento de la misma. Ello es debido a que los fabricantes caracterizan sus LEDs en condiciones nominales. El ensayo realizado por los fabricantes del diodo LEDs se hace de forma pulsada y durante un periodo de tiempo muy corto y a una temperatura ambiente de 25º, lo cual evita que el LED se caliente: por tanto su valor no sirve como referencia para su aplicación.

Durante el funcionamiento del LED en una luminaria, éste se calienta y el flujo luminoso emitido y su vida útil dependen de la temperatura que alcanza en las condiciones de funcionamiento.
La principal causa de la depreciación del flujo luminoso de un LED es el calor generado en el interfaz de unión del LED.

En el caso de luminarias de LEDs no se debe hablar de la eficacia del chip de forma individual sino de la eficiencia de una luminaria, teniendo en cuenta las pérdidas de flujo debido al calor generado en la placa de leds (muchos leds juntos generan más calor que uno solo), las pérdidas de luz al incorporar una óptica y las perdidas energéticas de los drivers o equipos. La eficiencia es un parámetro que engloba la calidad de los elementos introducidos en la luminaria, la capacidad para disipar calor de la luminaria y la eficiencia del conjunto óptico utilizado.