TECNOLOGÍA LED,UNA REALIDAD EN ILUMINACIÓN - Presente y Futuro de la tecnología a través de aplicaciones.
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TECNOLOGÍA LED,UNA
REALIDAD EN ILUMINACIÓN
Presente y Futuro de la tecnología a
través de aplicaciones.
Ana García-Baños López
LED Product Manager
Dept. Marketing OSRAM S.AÍndice:
• Introducción a la Tecnología LED: Conceptos generales.
• Desarrollo técnico constante:
• Tecnología de capa fina.
• Nueva gama de blancos, mejora sistemas ópticos.
• Evolución de la tecnología a través de aplicaciones: de la decoración a
la iluminación.
• Ventajas de esta tecnología y posibilidad en aplicaciones.
• La innovación como meta: LED de alta intensidad: sustitución fuentes de
luz convencionales.INTRODUCCIÓN TECNOLGÍA LED • DATOS HISTORICOS. • TECNOLOGÍA LED.
OPTO- SEMICONDUCTORES/ LED SYSTEM
Siemens Corporate Archives
HOY se emplea tecnología LED en
muchas nuevas aplicaciones llegando incluso a
sustituir a fuentes de luz convencionales, por
ejemplo en iluminación arquitectural, decorativa,
de señalización... Disfrutando de las ventajas
que presentan estas pequeñas fuentes de luz.
1975 La división Opto-Semicondcutores
de Siemens da un paso adelante en el
desarrollo de la tecnología LED sacando
adelante su LED verde, con cantidad de luz
suficiente para señalizar su presencia y sus
alrededores.¿QUÉ ES UN LED?
• LED: Light Emitting Diode
Dispositivo electrónico semiconductor que polarizado
directamente entre ánodo y cátodo emite luz al producirse el
fenómeno conocido como electroluminiscencia.DISTINTAS TECNOLOGÍAS LED
LED Radial LED montado en superficie SMT Chip-on-board
Radial LED Power TOPLED High Flux LED Compact light
< 0.3 W 1.5 ....3 W source
(3mm/5mm) : 0.1W ~ 10 W....30 W
Características: Caracterísitcas: Características: Características:
- Lentes epoxi integra - Max. current ~70mA - Max. I>700 mA - Max. I>>1A
- Max.I 20-30mA - Flujo Luminoso: 4lm - Flujo: >40lm - Flujo Lum>100lmFUNCIONAMIENTO DE UN LED
• Los LED se alimentan con una fuente de +VDC
corriente continua a través de una resistencia
en serie cuya finalidad es limitar la corriente
IF R
para lograr un adecuado funcionamiento.
• Ya que un LED es un diodo, el ánodo se debe
conectar al positivo de la fuente y el cátodo VF
al negativo, para polarizarlo en sentido
directo y conseguir que el LED se ilumine. Si
conectamos el LED al revés, se polariza en 0V
inversa, no encenderá.
• Los LEDS poseen un comportamiento no-óhmico, no aumentando +VDC - VF
la tensión al aumentar la corriente. Este es el motivo por el que se R =
coloca la resistencia en serie que ajusta el valor de la corriente de IF
funcionamiento.CONFIGURACIONES DE LEDs
+VDC - VF1 - VF2 - ... - VFi
Principio constructivo: Series de diodos LEDS: R =
IF
No conectar diodos LED en paralelo entre si: Cada LED tiene su tensión
característica y la corriente podría repartirse con distinto valor a cada uno.ALIMENTACION MÓDULOS LED
• Fuentes de alimentación de corriente continua, cuya función es proporcionar y
controlar con precisión la corriente del circuito. Fuentes de 10 y 24Vcc.
• La tensión continua de salida debe estar muy estabilizada para mantener
constante tanto la potencia como la intensidad de los LEDs, garantizando su
vida y correcto funcionamiento (ECE).
Variación de la Vdc de Variación de la potencia respecto a la
alimentación (%) obtenida con Vdc de alimentación
nominal (%)
+ 5% + 25%
+10% + 45%
- 5% - 15%
- 10% - 30%
Un aumento de potencia puede provocar la destrucción del LED. Una disminución no
es peligrosa, todos los LED son regulables desde la potencia nominal.ALIMENTACION MÓDULOS LED
• Dependiendo del tipo de configuración de los módulos LED se necesitará una fuente
de alimentación u otra. La fuente se elige según dos parámetros:
Tensión de salida: Determinado por el número de diodos conectados en cada serie.
R
+VDC 0V
L1 L2 Li
IF
Corriente de salida: Determinado por el número de series de diodos conectados en
paralelo.PRECAUCIONES EN UNA INSTALACIÓN LED
Hay que respetar tres aspectos claves en el diseño de una instalación LED:
• LIMITACIÓN DE CIRCUITO IMPRESO: están limitado el número de módulos
que se pueden conectar de continuo.
• LIMITACIÓN LONGITUD DE CABLE DEL SECUNDARIO DE LA FUENTE: ya
que puede haber caídas de tensión (trabajan a baja tensión: 10Vcc y 24Vcc) y
problemas de radiointerferencias.
• TEMPERATURAS ADMISIBLES, que garantizan el correcto funcionamiento
del sistema.BENEFICIOS TECNOLOGIA LED
Pequeñas
Pequeñas
dimensiones
dimensiones
Encendidos
Encendidos
frecuentes
frecuentes
Alta resistencia Flujo máx. a
Alta resistencia Flujo máx. a
a golpes bajas temperaturas
a golpes bajas temperaturas
Larga vida
Larga vida
Bajo mantenimiento
Bajo mantenimiento
No emite radiacion
No emite radiacion
UV/ IR
UV/ IR
Alta eficiencia
Alta eficiencia
de colores
de colores
Amistoso con el
Luz direccionable Amistoso con el
Luz direccionable Medio Ambiente
Medio AmbienteCOLOR DEL LED
• Los LEDs son fuentes de luz Blanco
W = Blanco (GaN) (x=0.32/y=0.31)
MONOCROMATICAS:
W = Blanco (InGaN) (x=0.32/y=0.31)
Amarillo
– Rango de colores de 460 a 650nm. Y = Amarillo (InGaAlP) 587nm
– No necesita filtros de color.
Naranja
– Elevada saturación de color. O = Naranja (InGaAlP) 605nm
– Alto índice de reproducción
Ambar
Cromática: Ra=80.
A = Ambar (InGaAlP) 615nm
Verde Rojo
V= Verdoso (InGaN) 505nm S = Super-Rojo (InGaAlP) 630nm
T= Verde claro (InGaN) 525nm Azul H = Hyper-Rojo (GaAlAs) 645nm
B = Azul (InGaN) 470nm
B = Azul (GaN) 466nmCOLOR DEL LED
• En el proceso de fabricación de un LED puede
haber variaciones de las características del
mismo que afecten al color o la temperatura de
color.
• Un proceso posterior de selección agrupa los
LED según su tono: “BINNING”.
• De esta forma, por la clasificación en códigos
BIN, se puede garantizar la uniformidad en el
color o tonalidad de los distintos módulos LED.“FINE-BINNING”
Nuevo “fine-binning” para mayor homogeneidad de los módulos
Existing Binning New Fine-Binning
Blanco frio Blanco cálido
4700 K
4700 K
2700 K
5400 K 5400 K
6500 K 6500 K
Nuevo fine-binning con 3 pasos Mac Adams
6500 K 5400 K 4700 K 6500 K 5400 K 4700 K 2700 K
Max. Max. Max. Max. Max. Max. Max.
±700K ±300K ±250K ±325K ±215K ±140K ±50KVIDA MEDIA DE UN LED
Alta
temperatura
Radiacion y
Corriente
Luz
Lifetime,
LED hasta 50.000 hrs
Humedad Químicos
Influencia
Agentes externos que Mecánica
condicionan la vida de un LED.EFICACIA TECNOLGÍA LED • SITUACIÓN ACTUAL. • OBJETIVOS MARCADOS. • MEJORAS TECNOLOGICAS/ EFICACIA.
EFICACIA LUMINOSA
Lm/W LED Blanco
• La unidad de medida es el
lumen/vatio [lm/W].
100 2010
• La eficacia luminosa , indica el
flujo que emite la misma por
cada unidad de potencia
eléctrica consumida en su 2007
obtención.
50
2006
• Actualmente: 50lm/W
(módulos comerciales garantía
vida/ eficacia).
2002
• Reto futuro: Incrementar
eficacia.
1996
2000COMPARATIVA EFICACIA LED/
FUENTES DE LUZ CONVENCIONALES
15. 19. Siglo 20...
HQI LED
Eficacia
1 10 – 15 70 – 100 70 – 120 Objetivo:
Im/W
>> 70
EficaciaPRINCIPIO BÁSICO DE UN LED- EFICACIA
Standard ATON NOTA ThinGaN™
Substrat
ηext,. 25 % 52 % 60 % 75 %INNOVACIONES TECNOLÓGICAS • TECNOLOGÍA DE CAPA FINA. • NUEVA GAMA DE BLANCOS.
OBTENCION LED BLANCO POR CONVERSIÓN
Principio: Lumogenconversion
s Efecto: Obtención de “Luz Blanca“ homogénea
recubriendo un LED azul con una capa fosfórica.
Material
fosfórico
Encapsulado primario
con conexiones metálicas
Montaje Resultado
Foil White LED 5OBTENCION LED BLANCO POR CONVERSIÓN
OBTENCION LED BLANCO POR CONVERSIÓN
Blanco
Azul
Chip Azul + Capa fosfórica
= Luz Blanca
Conversion Volumétrica
Conversion en una capa
fosfórica. Blanco
Azul
Conversion a nivel de Chip
(CLC)
Preparación del Chip con la
capa fosfórica incluida.VENTAJAS DE LA CONVERSIÓN
A NIVEL DE CHIP
Ventajas de la conversión a nivel de Chip frente
la conversión en volumen.
• Mejor homogeneidad del color.
• LED apto para emplear ópticas (fuentes de luz más compactas).
• Alto flujo luminoso.
• Propiedades de la capa emisora constantes.
Perfecto para sistemas ópticos
• Mínimas variaciones de color en la producción.
• Color independiente del diseño del encapsulado.EVOLUCIÓN APLICACIONES • EVOLUCIÓN DE LAS APLICACIONES LED: DE LA DECORACIÓN A LA ILUMINACIÓN
ROTULOS LUMINOSOS
• Los módulos LED son la innovadora alternativa
en la publicidad luminosa a las fuentes de luz
tradicionales, especialmente a los tubos de neón.
• Son ideales sobre todo en las aplicaciones donde
domina la luz de colores.ROTULOS LUMINOSOS
Gran flexibilidad de diseño:
- Permite letras más pequeñas y diseños más
compactos.
- Permite utilizar la estandarización de los
procesos de fabricación y montaje
- Conexión rápida y sencilla sin necesidad de
herramientas.
Alta fiabilidad y robustez: Funcionamiento en baja tensión
(10/ 24 Vcc)
- Gran resistencia a roturas
(sin cristal ni filamento). - Menores distancias a partes metálicas al
funcionar a muy baja tensión (10 y 24 Vcc).
- Larga vida útil
(entre 20.000 y 100.000 horas). - Mayor seguridad.
- Conexión rápida y sencilla sin necesidad de
- Sin problemas de funcionamiento a muy herramientas para cualquier tipo de montaje
bajas temperaturas (inclusoROTULOS LUMINOSOS
Ahorro de energía: Se reduce la potencia instalada:
- No es necesario ningún tipo de filtros de color en generación de luz cromática.
- Punto de generación de luz directamente sobre la superficie a iluminar.
Reducción de los costes de instalación y servicio
Disponibilidad de gran variedad de módulos LED y fuentes de alimentación
Última tecnología
Mayor nº de soluciones al cliente y mayor margen en el rótuloROTULOS LUMINOSOS
VENTANAS DE COLOR
Diffusor
LED-Module LINEARlight,
Acrylglass LINEARlight Colormix
or BACKlight Module
Reflective surfaceVENTANAS DE COLOR
ESCENARIOS DINÁMICOS DE COLOR
Tienda de muebles - Copenhagen
Caffe Shu - MilanoILUMINACIÓN PERIMETRAL
LED-Modul LINEARlight Flex or
LINEARlight Colormix Flex
Aluminium profilel for cut off
and cooling
Light cove or
hanging ceilingILUMINACIÓN PERIMETRAL
ILUMINACIÓN PERIMETRAL
• Blindtext
Jefferson Memorial,
Washington DC,
U.S.A.SEÑALIZACIÓN
SEÑALIZACIÓN
ILUMINACIÓN
ILUMINACIÓN Turning Torsoe Malmö Malmö
ILUMINACIÓN Turning Torsoe Malmö Malmö
ILUMINACIÓN
Q8
Petrol station
CopenhagenILUMINACIÓN Migros outlet – Eschenbach CH
ILUMINACIÓN EXTERIOR
Por una ciudad más brillante, segura y solidaria con el medio ambiente.
• Primeras instalaciones LED en
alumbrado público:
• Ahorro en el consumo de
energía eléctrica.
• Reducción emisiones de CO2.
• Menor coste de reposición y
mantenimiento.
• Ejemplo: Toronto.
• Prueba piloto durante 2007LED DE ALTA INTENSIDAD: OSTAR®
OSTAR- Lighting: LUMINARIA PENDULAR
APLICACIONES OSTAR®: ILUMINACION GENERAL
OSTAR®- Projection
ILUMINACIÓN ARQUITECTONICA
Union Investment Bank - Frankfurt
LED Camera Spotlight (RGB)
Mezcla de color y efectos de colores Airport Casino - Basel
Excelente rendimiento de color
Regulable
Larga vida, bajo mantenimiento
JapanEL LIBRO DEL LED 2007 Publicación que da respuesta a todas las consultas que habitualmente se plantean al realizar una instalación LED. Manual de apoyo en la planificación y realización de cualquier instalación. Puede solicitarse en: marketing@osram.es
TECNOLOGÍA LED: UN PUERTE ABIERTO AL FUTURO…
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