Nie daj się zwieść licznym zaletom, jakie zapewnia oświetlenie LED. Chociaż technologia ta jest niewątpliwie znaczącym osiągnięciem w historii oświetlenia elektrycznego, wiąże się również z wyjątkowymi wyzwaniami. Branża oświetleniowa boryka się obecnie z kryzysem na skalę, z jaką nigdy wcześniej się nie spotkała. Filozofie inżynierii i projektowania zostały przekształcone przez oświetlenie półprzewodnikowe. Sterowanie oświetleniem to teraz energoelektronika, a nie proste źródła światła. Innymi słowy, projektowanie systemu oświetlenia jest dość skomplikowane. Diody LED to półprzewodnikowe źródła światła, które samonagrzewają się, są wrażliwe na prąd i wytwarzają dużo światła. Rodzi to największy problem z oświetleniem LED, ponieważ wielopłaszczyznowa praca ma kluczowe znaczenie dla wydajności i niezawodności systemu. Inżynieria systemu i kompleksowy projekt systemu oświetlenia LED obejmują również inne elementy oprócz metryki pakietu LED. Zarządzanie temperaturą, regulacja prądu napędowego i sterowanie optyczne to tylko niektóre z dodatkowych powiązanych zmiennych.
Eksperci na odległość często opracowują długą listę wad oświetlenia LED. Nigdy też nie zaniedbali podkreślania niebezpieczeństw związanych z niebieskim światłem z oświetlenia LED, aby opowieść była interesująca. Zasadniczo światło białe jest syntezą długości fal z kilku pasm kolorów. Niezależnie od źródeł światła, z których światło jest generowane, wszystkie białe o tym samym wyglądzie koloru zawierają prawie taką samą ilość długości fali niebieskiego w widmie widzialnym. Do opisania odcienia światła białego można użyć skorelowanej temperatury barwowej (CCT). CCT źródła światła często odnosi się do tego, jak bardzo jest ono niebieskie. Procent długości fal niebieskich wzrasta wraz z CCT. Niebieskie promieniowanie z produktu LED o temperaturze 3000 K jest tak niskie, jak z żarówki o temperaturze 3000 K w tych samych warunkach luminancji i natężenia oświetlenia, podczas gdy niebieskie promieniowanie z produktu LED o temperaturze 6000 K jest tak wysokie, jak z lampy fluorescencyjnej o temperaturze 6000 K. Niebezpieczeństwo niebieskiego światła rzadko stanowi problem w przypadku białych diod LED, podobnie jak w przypadku innych źródeł światła. Inżynieria widma światła białego jest główną zaletą technologii LED. Każda kombinacja widmowa światła, która jest korzystna dla zdrowia i dobrego samopoczucia ludzi, może być generowana za pomocą oświetlenia LED. Aby zmodyfikować ilość promieniowania niebieskiego w celu uzyskania zdrowego spektrum światła białego, oświetlenie skoncentrowane na człowieku, znaczący trend technologiczny, który napędza ekspansję przemysłu oświetleniowego, wykorzystuje możliwości dostrajania systemów LED przez CCT.
W rzeczywistości oświetlenie LED ma tylko niewielką liczbę nieodłącznych wad.
Najbardziej znaną wadą oświetlenia LED jest to, że w konsekwencji generuje ono ciepło. Ponieważ wytwarzają ciepło wewnątrz opakowania urządzenia, a nie emitują ciepło w postaci promieniowania podczerwonego, diody LED są znane jako gadżety grzewcze. Dioda LED przetwarza około połowy odbieranej energii elektrycznej na ciepło, które musi być fizycznie przetransportowane przez kanał termiczny. Kinetyka mechanizmów awarii, w tym tworzenie i rozwój defektów atomowych w obszarze aktywnym diody, karbonizacja i żółknięcie obudowy oraz plamienie plastikowej obudowy opakowania, może ulec przyspieszeniu, jeśli temperatura złącza urządzenia nie jest utrzymywana poniżej określonej granicy. Na każde 10 stopni C wzrostu temperatury złącza powyżej maksymalnej znamionowej temperatury złącza, żywotność diody LED zostanie zmniejszona o 30 procent do 50 procent.
Fakt, że diody LED są delikatnymi urządzeniami energoelektronicznymi, jest zarówno najbardziej niedocenianym, jak i najgorszym ograniczeniem oświetlenia LED. Mają bardzo szczególne preferencje żywieniowe; prąd napędu. Wysoka czułość diod LED na prąd przewodzenia ma zalety i wady. Poprawia sterowalność systemów oświetleniowych, ale także bardzo utrudnia regulację prądu sterującego. Prąd sterujący może wahać się o bardzo niewielką wartość, co może wpływać na moc świetlną. Diody LED są urządzeniami zasilanymi prądem stałym, ale często wymagają zasilania ze źródła prądu przemiennego. Prąd wyjściowy ze sterownika do diod LED może nadal wykazywać tętnienia szczątkowe (resztkowe fluktuacje okresowe), jeśli zmienny kształt fali nie zostanie całkowicie stłumiony po wyprostowaniu. Z powodu tego tętnienia diody LED migają z częstotliwością 100 Hz lub 120 Hz, czyli dwukrotnie szybciej niż napięcie wejściowe. Wzajemne połączenie systemów elektrycznych i termicznych diod LED jeszcze bardziej komplikuje regulację obciążenia. Ilość energii elektrycznej dostarczanej do diody LED zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury złącza, spadkiem napięcia przewodzenia itp. Z drugiej strony ilość ciepła odpadowego wytwarzanego na matrycy półprzewodnikowej wzrasta proporcjonalnie do prądu sterującego. Przesterowanie diody LED powyżej jej mocy znamionowej może spowodować niekontrolowany wzrost temperatury i przedwczesne uszkodzenie diody LED. Jednak największe zagrożenie dla diod LED stanowią przeciążenia elektryczne (EOS). Gdy maksymalne wartości znamionowe komponentu zostaną przekroczone przez prąd lub napięcie sterujące, następuje EOS. Przeciążenia elektryczne mogą mieć różne prawdopodobne przyczyny, takie jak wyładowania elektrostatyczne (ESD), prąd rozruchowy lub inne przejściowe skoki napięcia. Ze względu na podatność diod LED na różne stresory elektryczne, wymagane jest ścisłe zarządzanie prądem sterującym.
Fakt, że diody LED mają dużą gęstość strumienia, jest trzecią wadą. Olśnienie może być wytwarzane przez intensywne źródła światła skierowanego. Wysoka luminancja w polu widzenia może pogarszać widzenie (olśnienie utrudniające) lub wywoływać uczucie irytacji lub dyskomfortu (olśnienie powodujące dyskomfort). Konstrukcja oprawy może obejmować dodatkowe elementy optyczne w celu zmniejszenia olśnienia, chociaż często prowadzi to do znacznych strat optycznych.
Wreszcie, w porównaniu z tradycyjnymi produktami oświetleniowymi, większa złożoność systemu skutkuje wyższymi kosztami początkowymi produktów LED. Z tego powodu optymalizacja kosztów jest kluczowa w procesie projektowania opraw. Szereg problemów pojawi się, gdy presja kosztowa przezwycięży niezawodność i wydajność towarów.
