Hva du bør vite om LED

Markedet flommer over av LED-lamper av alle typer, både paneler, striper, rør, downlights og pærer i «gammeldags» fasong. Man får LED-downlights til 50 kroner og til 500, og «alle» lover levetid på 50.000 timer, at de er fullt dimbare, osv.

«En LED er en LED» er det mange som tenker og tar valgene sine utelukkende basert på pris. Men som med mye annet er det store kvalitetsforskjeller også i LED-markedet og et LED-produktet vil aldri være bedre enn sitt svakeste ledd.

Men før vi ser nærmere på de viktigste kvalitetsfaktorene for LED, la oss bare først se litt på hva et LED-produkt består av og hvordan det også har noe å si for kvaliteten.

Generelt om LED

Et LED-produkt består typisk av tre deler:

1. Selve LED’en (lysdioden, LED-chipen)

Denne kan ha forskjellig form og utseende. På LED-striper brukes LED-chips, mens i f.eks. downlights brukes ofte den mer tradisjonelt utseende LED-dioden eller COB. Prinsippet er uansett det samme, det er bare formen som er forskjellig.

En slik LED-chip/diode består av selve lysdioden (en halvleder som produserer lys i en gitt farge), et lag med fosfor og selve innkapslingen.

Det er forskjellige kvaliteter på alle disse elementene. I motsetning til hva mange tror, er det ikke bare selve halvlederen (dioden) som utgjør kvaliteten og bestemmer levetiden, men i veldig stor grad kvaliteten og typen av fosfor som brukes.

I de fleste typer LED som brukes til belysing er det fosforet som filtrerer lyset fra dioden slik at man kan bestemme fargen/hvitheten, mens selve dioden bare produserer (ofte blått) lys.

I praksis er det fosforet som begrenser levetiden i en LED.  Jo lenger en LED har lyst, jo mindre effekt vil fosforet ha. Dette oppleves som at produktet lyser svakere eller endrer farge etter noen år. Hvor fort dette skjer og i hvilken grad er avhengig av kvaliteten på fosforet, av varmen og av om produktet har fått «hviletid».

Et LED-produkt som lyser døgnet rundt vil ha vesentlig kortere levetid (tid før lysintensiteten blir svekket) enn et produkt som lyser bare deler av døgnet. Et LED-produkt trenger hvile med andre ord. I et hjem eller på en arbeidsplass der lyset er slått av om natten oppnår man dette.

I de tilfeller hvor man trenger lys døgnet rundt hele uken bør man vurdere produkter som er spesielt laget for dette. Også disse vil avta over tid, men ikke så fort, og de vil være noe dyrere.

2. Innkapslingen (produktet)

En LED-stripe, en LED-downlight og et LED-panel har naturlig nok helt forskjellig innkapsling, men prinsippet er det samme: Kvaliteten på printkortet, motstander, elektronikk og ikke minst produktets evne til å lede vekk varme er det som påvirker og er nøkkelen til et godt kvalitetsprodukt.

3. Driveren 

Alle LED-produkter trenger en eller annen form for LED-driver for å fungere. I en GU10 LED lampe sitter driveren i selve lampen. I andre downlights (lavtbyggende) er driveren vanligvis en ekstern enhet med 240V inn og lavvolt med konstant strøm ut til selve lampen.

For LED-striper og en del paneler brukes ofte små eksterne drivere som gir ut en PWM-spenning (puls-vidde-modulert). Andre LED-striper og paneler kan kreve konstant strøm i stedet for en PWM-spenning. Noen drivere er dimbare, andre ikke. Noen kan ta imot en 240V spenning som er dimmet med en leading-edge eller trailing-edge dimmer. Andre mates med f.eks. 24VDC og et styringssignal, f.eks. Dali, DMX, 0-10V eller HDL-BUS Pro, for å bestemme dimmingen (som igjen er strømmen eller PWM-verdien).

Det er med andre ord mange typer drivere og teknologier, og man må vite hva som skal brukes for den type LED-produkt man velger. Uansett så er kvaliteten på driveren en vesentlig del av hele produktet. Dette gjelder spesielt for drivere med dimmet 240V inn og konstant strøm ut (de fleste LED-downlights). Dessverre ser man ofte at selv dyre flotte kvalitetslamper leveres med drivere av dårlig kvalitet, og da hjelper det lite…

Kvalitetsfaktorer

Som nevnt er et LED-produktet aldri bedre enn sitt svakeste ledd, men hva er det som kan være svake ledd? Vi går her nærmere inn på hva som er viktige kvalitets-faktorer i  LED-produkter.

Selve LED-Chipsen (Dioden)

• Produsenter: Det er mange produsenter av LED-dioder, og noen er rett og slett bedre enn andre. Produsentene Cree og Epistar er blant de som er kjent for høy kvalitet. I billige LED-produkter brukes ofte «hva som helst» bare det er billig, men kvalitetsprodukter kun benytter LED-dioder fra de beste produsentene.
• Størrelse: I LED-paneler og striper brukes LED-chiper. Disse lages i forskjellige størrelser. Jo større chip, jo bedre avledning av varme. De billige chipene er ofte på 7×9 mil (1 mil = 1/1000 dels tomme), mens i kvalitetsprodukter finner du 10x18mil.
• Ledere: LED-chipene festes til printkortet med små ledere. For å gjøre chipene billigst mulig brukes ofte kobber, men i kvalitesprodukter vil du finne at det benyttes det beste materialet; gull.
• Strømforbruk: Alle LED-chiper er laget for en viss strømgjennomgang. I billige LED-produkter designer man vanligvis produktet til å lyse maksimalt, dvs. at man sender 100% av spesifisert maksstrøm gjennom chipen. Dermed får man mer lys pr. chip og kan bruke færre chip totalt sett per stripe eller panel. Problemet er at jo høyere strøm, jo større varmeutvikling. Og varme er chipens største fiende når det gjelder levetid. Et slikt produkt lyser nok fremdeles etter 50.000 timer, men med en veldig mye svakere intensitet enn et produkt som utvikler mindre varme. De beste produktene er designet til å bruke under 90% av maks strøm gjennom hver chip. Dermed utvikles mindre varme, levetiden økes og degraderingskurven forbedres betraktelig.
• Fargelikhet: LED-chiper produseres på store brett med hundrevis av chiper pr. brett. Av produksjonsmessige grunner vil det alltid være en viss forskjell på fargen (hvitheten) mellom LED’er midt på brettet i forhold til i kantene. For LED produkter av høye kvalitet brukes kun chiper fra midten av brettene, chiper som har minst mulig variasjon i hvitheten (eller fargen). Chiper fra kantene på brettene har større variasjon og selges derfor vanligvis som «2-sortering» som brukes i billige LED-produkter.

Printkortet

• Tosidig printkort: I billige produkter brukes vanligvis enkeltsidige printkort, mens det i produkter av høyere kvalitet brukes dobbeltsidig printkort. Fordelen med dobbeltsidig er at kortet (stripen) får mye bedre avledning av varme, noe som er viktig for LED chipenes levetid. I tillegg kan man med tosidige kort bruke tykkere ledere for å distribuere forsyningsspenningen og dermed redusere spenningsfallet over lange LED-striper.
• Kobberkvalitet: Printkort bør ha høy kvalitet på kobberet. Dette gjør blant annet at LED-striper ikke brekker så lett når de bøyes, noe som kan være et problem med billige striper.
• Lodding: Blyfri lodding gir en bedre loddekvalitet, enn der det brukes billigere loddetinn med bly.

KOMPONENTER

• Kvalitetsmotstander: I tillegg til LED-chipen er motstander en viktig del av et LED-produkt, og da spesielt i LED-striper. Kvalitetsmotstandere, som naturlig nok koster mer enn de som brukes i billige produkter, påvirker levetiden men også fargelikheten og intensiteten i produktet. Man ønsker en så lik farge og intensitet som mulig, og da må motstandene være nøyaktige.

  

• Valg av motstandsverdier: Siden LED-chiper kan variere noe fra produksjon til produksjon er det viktig at motstandene justeres for å gi et så likt resultat som mulig på de ferdige produktene over tid. Kvalitetsleverandører tester LED-chiper fra forskjellige leveranser og velger motstandsverdier som passer til hver enkelt batch med LED-chips for å sikre at man holder seg nede på ønsket strømforbruk (i våre produkter typisk 90% av maksimalt). I billige produkter brukes samme motstander hele tiden, som kan bety at noen produksjonsbatcher lyser sterkere enn andre, og at chipene ofte ligger på 100-110% av maksimalt strømforbruk, noe som drastisk forkorter levetiden.

Konklusjon

Mange lover at en LED lampe varer i mer enn 50.000 timer. Det sies sjelden noe om hvor mye lys som er igjen i lampen etter denne tiden. Som beskrevet over er det mange faktorer som påvirker levetiden og degraderingskurven. I tillegg til å velge gode LED produkter kan du også påvirke kurven positivt ved å la lampene “hvile” innimellom, f.eks. ved å slå dem av om natten, og gjerne ikke brukes på full styrke når det ikke er behov for det (dvs. aktiv bruk av dimming). Dette kan gjøres enkelt i en smarthusløsning, les mer om HDL smarthus 

Et anlegg med LED-belysing blir ikke bedre enn det svakeste leddet. Derfor er det viktig å tenke på både LED-lampen/ stripen/ panelet/ driveren som brukes og selve styringssystemet. Det er det som gir den beste totaløkonomien og opplevelsen for brukeren. For det er i praksis lite å spare på å for eksempel velge en billig LED-stripe i et totalt system, som er ment å fungere bra sammen i mange år fremover.

Annet relatert:

> Skap ulike atmosfærer med belysning
> 4 fordeler med smarthus
> Riktig smarthusløsning for ditt hjem