LED 조명이 제공하는 수많은 이점에 현혹되지 마십시오. 이 기술은 의심할 여지 없이 전기 조명의 역사에서 중요한 발전이지만 고유한 과제도 제시합니다. 현재 조명 사업은 전례 없는 규모의 위기를 맞고 있습니다. 엔지니어링 및 디자인 철학은 솔리드 스테이트 조명에 의해 변형되었습니다. 조명 제어는 이제 단순한 조명이 아닌 전력 전자 장치입니다. 즉, 조명 시스템 설계는 매우 복잡합니다. LED는 자체 발열하고 전류에 민감하며 많은 빛을 생성하는 반도체 광원입니다. 다면적인 작업이 시스템의 성능과 신뢰성에 중요하기 때문에 이것은 LED 조명의 가장 큰 문제를 제기합니다. LED 조명 시스템의 시스템 엔지니어링 및 포괄적인 설계에는 LED 패키지 메트릭 외에 다른 요소도 포함됩니다. 열 관리, 드라이브 전류 조절 및 광 제어는 상호 연결된 추가 변수 중 일부에 불과합니다.
멀리 떨어져 있는 전문가들은 종종 LED 조명의 긴 단점 목록을 작성합니다. 그들은 또한 이야기를 흥미롭게 만들기 위해 LED 조명의 청색광의 위험성을 강조하는 데 실패하지 않을 것입니다. 본질적으로 백색광은 여러 색상 밴드의 파장을 합성한 것입니다. 빛이 생성되는 광원에 관계없이 동일한 색상의 모든 흰색은 가시 스펙트럼에서 거의 동일한 양의 파란색 파장을 포함합니다. 상관색온도(CCT)는 백색광의 색조를 설명하는 데 사용할 수 있습니다. 광원의 CCT는 종종 청색과 관련이 있습니다. 파란색 파장의 비율은 CCT에 따라 증가합니다. 3000K LED 제품의 청색 방사는 동일한 휘도 및 조도 조건에서 3000K 백열 램프만큼 낮고 6000K LED 제품의 청색 방사는 6000K 형광 램프만큼 높습니다. 청색광 위험은 다른 광원과 마찬가지로 백색 LED에서 거의 문제가 되지 않습니다. 백색광의 스펙트럼 구성 엔지니어링은 LED 기술의 주요 이점입니다. 인간의 건강과 웰빙에 도움이 되는 빛의 모든 스펙트럼 조합은 LED 조명으로 생성될 수 있습니다. 백색광의 건강한 스펙트럼을 위해 청색 방사의 양을 수정하기 위해 조명 산업의 확장을 촉진하는 중요한 기술 트렌드인 인간 중심 조명은 LED 시스템의 CCT 튜닝 용량을 활용합니다.
실제로 LED 조명에는 소수의 고유한 단점만 있습니다.
LED 조명의 가장 잘 알려진 결함은 결과적으로 열을 발생시킨다는 것입니다. LED는 적외선 복사 형태로 열을 방출하는 대신 장치 포장 내부에서 열을 발생시키기 때문에 판매 가열 장치로 알려져 있습니다. LED는 받는 전기 에너지의 약 절반을 열로 변환하며 열 채널을 통해 물리적으로 전달해야 합니다. 다이오드의 활성 영역에서의 원자 결함 생성 및 개발, 봉지재의 탄화 및 황변, 플라스틱 패키지 하우징의 얼룩을 포함하는 고장 메커니즘의 동역학은 장치 접합 온도가 특정 한계 이하로 유지되지 않으면 가속화될 수 있습니다. 접합 온도가 최대 정격 접합 온도보다 섭씨 10도 높아질 때마다 LED의 수명은 30~50% 감소합니다.
LED가 깨지기 쉬운 전력 전자 장치라는 사실은 LED 조명의 가장 과소평가된 동시에 최악의 한계입니다. 그들은 매우 특별한 식습관을 가지고 있습니다. 구동 전류. LED의 높은 순방향 전류 감도에는 장단점이 있습니다. 이는 조명 시스템의 제어성을 향상시키지만 구동 전류를 조절하기가 매우 어렵습니다. 구동 전류는 광 출력에 영향을 줄 수 있는 아주 작은 양만큼 변동될 수 있습니다. LED는 DC 구동 장치이지만 종종 AC 소스에서 전원을 공급받아야 합니다. 교류 파형이 정류 후에 완전히 억제되지 않으면 드라이버에서 LED로 출력되는 전류에 여전히 잔류 리플(주기적인 잔류 변동)이 있을 수 있습니다. 이 리플로 인해 LED는 들어오는 라인 전압보다 두 배 빠른 100Hz 또는 120Hz의 주파수로 깜박입니다. LED의 전기 및 열 시스템의 상호 연결은 부하 조절을 더욱 복잡하게 만듭니다. LED에 공급되는 전기의 양은 접합 온도 증가, 순방향 전압 강하 등에 따라 감소합니다. 반면에 반도체 다이에서 생성되는 폐열의 양은 구동 전류에 비례하여 증가합니다. LED를 정격 용량 이상으로 과도하게 구동하면 열 폭주 및 LED의 조기 고장이 발생할 수 있습니다. EOS(Electrical Overstresses)는 LED에 가장 큰 위험을 초래하는 위험입니다. 구동 전류나 전압이 구성 요소의 최대 정격 값을 초과하면 EOS가 발생합니다. 전기적 과부하는 정전기 방전(ESD), 돌입 전류 또는 기타 일시적 전력 서지와 같은 다양한 가능한 원인을 가질 수 있습니다. 다양한 전기 스트레스 요인에 대한 LED의 민감성으로 인해 구동 전류의 엄격한 관리가 필요합니다.
LED가 높은 자속 밀도를 갖는다는 사실은 세 번째 단점입니다. 눈부심은 직사광선의 강렬한 광원에 의해 생성될 수 있습니다. 시야의 높은 휘도는 시력을 손상시키거나(장애 눈부심) 짜증이 나거나 불편한 느낌을 줄 수 있습니다(불편한 눈부심). 조명 기구의 설계에는 눈부심을 줄이기 위한 추가 광학 장치가 포함될 수 있지만 그렇게 하면 상당한 광학적 손실이 발생하는 경우가 많습니다.
마지막으로 기존 조명 제품에 비해 시스템이 복잡할수록 LED 제품의 초기 비용이 높아집니다. 이 때문에 비용 최적화는 등기구를 설계하는 과정에서 매우 중요합니다. 비용 압박이 상품의 신뢰성과 성능을 압도할 때 일련의 문제가 표면화될 것입니다.
