Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

LED par exemple

Remarque: Ceci est un extrait du dernier livre de Charles Platt, L’Encyclopédie des composants électroniques, volume 2, le deuxième de sa trilogie de référence. Contrairement à l'accent mis sur «l'apprentissage par la découverte» de Make: Electronics et de Make: More Electronics, la populaire série de Charles, la série Encyclopedia ne contient pas d'instructions détaillées pour les expériences. Elle vise plutôt à rassembler les meilleures informations sur les technologies modernes. l'électronique dans un guide de référence élégant.

Sur la primauté montante de la LED

Au moment d'écrire ces lignes, les produits évoluent rapidement dans le domaine de l'éclairage de zones à LED. Les fabricants ont pour objectif commun d’accroître l’efficacité tout en réduisant les prix de détail au point où les LED à haute luminosité déplacent les tubes fluorescents pour la plupart des applications d’éclairage à faible coût. Dans une décennie, alors que l’éclairage des zones à DEL continue à évoluer, certains de ces exemples peuvent sembler étranges.

De plus, depuis 1965, le coût par lumen d’une couleur donnée de LED a été divisé par 10, tandis que le nombre maximal de lumens émis par un boîtier de LED a été multiplié par 20 par décennie. C’est ce que l’on appelle la loi Haitz, du nom du Dr Roland Haitz d’Agilent Technologies.

Les avantages (et les inconvénients) des lampes à incandescence et fluorescentes sont relativement bien connus. Voici quelques avantages de l'éclairage de zone à LED:

  • Bien que la durée de vie d’une lampe à incandescence pour l’éclairage de la pièce puisse être aussi courte que 1 000 heures, l’éclairage par zone à LED demande généralement jusqu’à 50 000 heures.
  • La durée de vie d'une ampoule à incandescence est la durée moyenne pendant laquelle elle peut émettre de la lumière avant une défaillance catastrophique. La durée de vie d'une LED est le temps moyen pendant lequel elle peut émettre de la lumière avant de diminuer progressivement jusqu'à 70% de sa puissance nominale. Il s'agit d'un mode de défaillance beaucoup plus doux et moins dérangeant qui ne nécessite pas de remplacement immédiat.
  • Contrairement à une lampe fluorescente ou à une ampoule à incandescence, la LED ne contient pas de tungstène chaud qui tombe en panne à cause de l'érosion.
  • Contrairement à une lampe fluorescente, une LED ne contient pas de mercure et ne nécessite donc pas de dispositions de recyclage particulières impliquant des frais.
  • Alors que les fluorescents peuvent avoir des difficultés à démarrer à basses températures, une LED n’est pas sensible au froid.
  • Les LED lumineuses sont disponibles dans une large gamme de couleurs ne nécessitant pas de filtrage. Les filtres réduisent considérablement l'efficacité des ampoules à incandescence lorsqu'elles sont utilisées dans des applications telles que les feux de circulation ou les feux arrière d'automobiles.
  • Les LED haute luminosité peuvent être dimmables. Les lampes fluorescentes ne sont généralement pas dimmables ou fonctionnent mal dans ce rôle.
  • Les LED sont intrinsèquement directionnelles, car la matrice émet de la lumière selon un angle de 90 degrés par rapport à son plan. Cela le rend idéal pour un montage au plafond, où la plus grande quantité de lumière possible doit être dirigée vers le bas. Un tube fluorescent ou une ampoule à incandescence nécessite souvent un réflecteur qui réduit l'efficacité globale.
  • Les LED sont insensibles au cyclisme. La durée de vie d'une ampoule à incandescence ou (surtout) d'un tube fluorescent est réduite en l'allumant et l'éteignant.
  • Pas de scintillement. Les tubes fluorescents peuvent commencer à clignoter en vieillissant.
  • Aucune interférence électrique. Les tubes fluorescents peuvent interférer avec la réception radio AM et certains appareils audio.
  • À l'abri de la casse. L'éclairage de zone à LED n'utilise pas nécessairement de verre.

Cependant, les LED haute luminosité doivent encore surmonter certains obstacles:

  • Coût. Aux États-Unis, avant que la loi n'existât, les ampoules à incandescence de 60 W pouvaient être vendues à un prix avantageux pour moins d'un dollar chacune. Un tube fluorescent T8, mesurant 1 ”de diamètre et 48" de long, coûte actuellement entre 5 et 6 USD (prix de détail), mais a une espérance de vie de près de 25 000 heures et utilise seulement 20% de la puissance d'une ampoule à incandescence pour générer deux à trois fois plus de lumière. Il est clair que le tube fluorescent est un choix plus économique, malgré le prix des composants électroniques devant être inclus dans l’appareil pour démarrer le tube. En comparaison, le prix d'achat d'un tube à LED est actuellement trois fois supérieur à celui d'un tube fluorescent. Il peut durer deux fois plus longtemps, mais n’est pas significativement plus efficace, générant peut-être 100 lumens par watt, alors qu’une fluorescence est généralement capable de produire 90 lumens par watt. Les prototypes de LED haute luminosité ont dépassé 200 lumens par watt et devraient être compétitifs par rapport aux fluorescents d’ici 2020, mais même dans ce cas, la migration prendra du temps.
  • Sensibilité à la chaleur. La chaleur réduit le flux lumineux et la durée de vie des luminaires à LED.
  • Problèmes de placement. Les LED étant sensibles à la chaleur, elles doivent être installées dans des endroits ne devenant pas trop chaudes, leur dissipateur de chaleur doit être correctement orienté et leur ventilation doit être adéquate.
  • Changement de couleur. La chaleur et le vieillissement peuvent entraîner un léger décalage de la température de couleur d'une LED, car la couleur provient généralement de deux types de phosphores.
  • Non-uniformité. Des incohérences dans la fabrication peuvent amener les LED du même type à afficher des températures de couleur légèrement différentes. Les fluorescents et incandescents sont plus uniformes.
  • Puissance thermique inférieure à celle des lampes à incandescence. Bien que cela soit un avantage du point de vue de l'efficacité, cela peut être un inconvénient dans des applications telles que les feux de circulation ou l'éclairage des pistes d'atterrissage où la chaleur perdue peut aider à maintenir les phares exempts de neige ou de glace.

Le volume 2 de l’Encyclopédie des composants électroniques de Charles Platt couvre les semi-conducteurs discrets; circuits intégrés, analogiques et numériques; indicateurs et affichages de sources lumineuses; et sources sonores électroniques. Le volume 3, dont la publication est prévue pour mai 2015, est exclusivement consacré aux capteurs.

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