Ponentes: Marco Antonio Dalla CostaGustavo Ariel Barbera
13 a 18 de Febrero de 2012
Sistema Electrónicos para Iluminación
Día 4 Diodos Emisores de Luz (LEDs)
MOTIVACIÓN
Los LEDs son la Fuente de Iluminación del Futuro.
MOTIVACIÓN
Ventajas de los LEDs:
Eficiencia (+ de 100 lm/W)
Vida Útil (100.000 horas)
Tamaño Reducido
Dimming Simple
No Rompe con Facilidad
No Utiliza Metales Pesados
Tecnología en Desarrollo
SUMARIO
Histórico, Evolución y Perspectivas Futuras;
Principio de Funcionamiento;
Características Eléctricas;
Características Térmicas;
Accionamiento y Control;
Aplicaciones;
Tendencias Futuras;
Conclusión.
1907
Primera Referencia sobre Electroluminiscencia
Henry J. Round, Inglaterra, Electrical World
“que se refiere a la posibilidad de la luz ser
producida por materiales semiconductores”
Histórico, Evolución y Perspectivas Futuras
1927
Oleg Vladimirovich Losev,
Trabajaba con transmisiones de radio. Observó que algunos diodos de receptores emitían luz.
Publicó el primer artículo sobre LEDs en 1927: “Luminous carborundum [silicon carbide] detector and detection with crystals”
De 1927 a 1930 publicó 16 artículos sobre LEDs.
En 1942, a los 39 años, murió de hambre durante el bloqueo de Leningrado en la Segunda Guerra Mundial.
Histórico, Evolución y Perspectivas Futuras
Transistor Bipolar
Bardeen
Nick Holonyak,Jr
General Electric
1947
1952
1962
Histórico, Evolución y Perspectivas Futuras
LED Azul
1990
LED Original – 1962
10 mCd en 655 nm con 20 mA.
Décadas de 60 y 70
Mejora en la eficiencia luminosa
Nuevos Colores
Histórico, Evolución y Perspectivas Futuras
Nuevos materiales
GaAlAs
Nuevas geometrías
Multicapas
Alta intensidad
10 x
NuevosColores
IGaAlP
RojoAmarilloNaranjaVerde
Década de 80
Histórico, Evolución y Perspectivas Futuras
LED azul se torna viable en 1993 Celda RGB – imágenes
LED blanco introducido en 1995 Utiliza conversión de frecuencia
LED para Iluminación se torna viable
Busca competitividad con otras fuentes de luz
Década de 90
Histórico, Evolución y Perspectivas Futuras
Fuente: Solid State Lighting – Lamps, Chips, and Materials for Tomorrow. IEEE Circuits & Devices Magazine, 2004.
Evolución de la Eficiencia de LEDs Blancos
Histórico, Evolución y Perspectivas Futuras
Fuente: Solid State Lighting – Lamps, Chips, and Materials for Tomorrow. IEEE Circuits & Devices Magazine, 2004.
Histórico, Evolución y Perspectivas Futuras
Fuente: Solid State Lighting – Lamps, Chips, and Materials for Tomorrow. IEEE Circuits & Devices Magazine, 2004.
Histórico, Evolución y Perspectivas Futuras
Histórico, Evolución y Perspectivas Futuras
Principio de Funcionamiento
FENÓMENO FÍSICO DENOMINADO INYECCIÓN LUMINISCENTE
LA EMISIÓN ESPONTÁNEA DE LUZ EN SEMICONDUCTORES ES DEBIDA A LA RECOMBINACIÓN RADIANTE DE LOS EXCESOS DE HUECOS Y ELECTRONES
EL EXCESO DE HUECOS Y ELECTRONES SE PRODUCE MEDIANTE LA INYECCIÓN DE CORRIENTE CON PEQUEÑAS PÉRDIDAS
LA FORMA MAS EFICIENTE DE ELECTROLUMINISCENCIA ES LA INYECCIÓN LUMINISCENTE
FENÓMENO DESCUBIERTO POR ROUND EN 1907: INYECTO CORRIENTE EN UNA UNIÓN DE METAL CON CARBURO DE SILICIO Y OBSERVO LUZ AMARILLA
LA INVENCIÓN DEL LED ROJO OCURRIÓ EN 1962 (HOLONYAK Y BEVACQUA)
EN LA ACTUALIDAD ES UNO DE LOS FENÓMENOS FÍSICOS MAS PROMETEDORES PARA PRODUCIR LUZ
Características Generales
Principio de Funcionamiento
Recombinación y emisión de fotones
Características Generales
Principio de Funcionamiento
Recombinaciones a través de defectos
h
Ec
Ev
Ec
Ev
Principio de Funcionamiento
h
Ec
Ev
Ec
Ev
Recombinaciones a través de defectos
Principio de Funcionamiento
U0: tensión de la uniónq: carga del electrón
Eg
P N
U0·q
Zona de transición
Ánodo
U0
–
–––
–+
+++
+
Cátodo
N
Eg: energía de la banda prohibida
P
Principio de Funcionamiento
Ánodo
Cátodo
U0: tensión de la uniónq: carga del electrón
Eg
P N(U0-U)·q
–
–––
–+
+++
+
NP
U0-U
U
Eg: energía de la banda prohibida
Zona de transición
Principio de Funcionamiento
Eg
P N
Ánodo
U0-U
–
–––
–+
+++
+
Cátodo
NP
U
U0: tensión de la uniónq: carga del electrón
(U0-U)·q
Eg: energía de la banda prohibida
Zona de transición
Principio de Funcionamiento
Eg
P N
Ánodo
U0-U
–
–––
–+
+++
+
Cátodo
NP
U
U0: tensión de la uniónq: carga del electrón
(U0-U)·q
Eg: energía de la banda prohibida
Zona de transición
Principio de Funcionamiento
Problemática de la absorción
–
–––
–
++++
+
N+
P
x0eII
: coeficiente de absorción Energía, h (eV)
10
101
102
103
104
(c
m-1)
1,0 1,5 2,0 2,5 3,0
GaAs
Principio de Funcionamiento
Extracción de la luz
–
–
–
–
–
++
++
+
P
n2 n1
2
21
21
nnnn
R
1
2c n
nasen
Principio de Funcionamiento
Características Generales
Principio de Funcionamiento
pHeterounión simple (SH)
EgN
EvN
EcN EFN
N
Evp
Ecp
Egp
EFp
p
Ev
N
Ec
Heterouniones. LEDs de alta eficiencia
p Np
–
–––
–
++++
+
N
Evp
Ecp
Egp
EFp
EgN
EvN
EcN EFN
Np
Ev
Ec
Heterounión simple (SH)
Heterouniones. LEDs de alta eficiencia
pHeterounión simple (SH)
Np
–
–––
–
++++
+
N
Egp
EFp
EgN
EFN
Np
Ev
Ec
Heterouniones. LEDs de alta eficiencia
N+Heterounión doble (DH)
++++
+
p P
–
–––
–EF
AlGaAs GaAs AlGaAs
2eV
2eV1,4eV
2-1,4
qUo
Heterouniones. LEDs de alta eficiencia
N+Heterounión doble (DH)
++++
+
p P
–
–––
–AlGaAs GaAs AlGaAs
EF2eV
2eV1,4eV
2-1,4Q(Uo-U)
U
Heterouniones. LEDs de alta eficiencia
Heterounión doble (DH)
2eV
2eV1,4eV
2-1,4Q(Uo-U)
N+
++++
+
p P
–
–––
–AlGaAs GaAs AlGaAs
U
Heterouniones. LEDs de alta eficiencia
Heterounión doble (DH)
2eV
2eV1,4eV
2-1,4Q(Uo-U)
No hay reabsorción
El índice de refracción es menor cuanto mayor es Eg
N+
++++
+
p P
–
–––
–AlGaAs GaAs AlGaAs
U
Heterouniones. LEDs de alta eficiencia
Características Generales
Heterouniones. LEDs de alta eficiencia
Materiales III-V Binarios
Cte. de la red cristalina (A)
En
erg
ía d
e la
ban
da
pro
hib
ida
(eV
)
Lo
ng
itu
d d
e o
nd
a (m
)
1,44eV(860nm)
2,26V (549nm) (Se añade N, 565nm)(Se añade Zn, O, 700nm)
Cte. de la red cristalina (A)
En
erg
ía d
e la
ban
da
pro
hib
ida
(eV
)
Lo
ng
itu
d d
e o
nd
a (m
)
Sistema AlGaAs
AlxGa1-xAs
Directo x<0,43
1,42eV
2,17eV
Materiales III-V Ternarios
Cte. de la red cristalina (A)
En
erg
ía d
e la
ban
da
pro
hib
ida
(eV
)
Lo
ng
itu
d d
e o
nd
a (m
)
Sistema AlGaAs
AlxGa1-xAs
Directo x<0,43
1,42eV
2,17eV
Materiales III-V Ternarios
AlAs
GaAs 904 nm
650 nm
11-x
x
X es la proporción de ALUMINIO
Cte. de la red cristalina (A)
En
erg
ía d
e la
ban
da
pro
hib
ida
(eV
)
Lo
ng
itu
d d
e o
nd
a (m
)
Sistema AlGaAs
AlxGa1-xAs
Directo x<0,43
1,42eV
2,17eV
Correspondencia de la estructura cristalina
Materiales III-V Ternarios
En
erg
ía d
e la
ban
da
pro
hib
ida
(eV
)
Lo
ng
itu
d d
e o
nd
a (
nm
)
Cte. de la red cristalina (A)
Materiales III-V Cuaternarios
Materiales más utilizados
GaAs 870-900nm 10%
SiC 460-470nm 0,02%
GaP (Zn-O) 700 nm 3%
GaP (N) 565 nm 0,1%
Bin
ario
s
AlxGa1-xAs (x<0,4) 640-870nm 5-20%
GaAs1-yPy (y<0,45) 630-870nm <1%
GaAs1-yPy (y>0,45) 560-700nm <1%Tern
ario
s
In0,49AlxGa51-xP 560-700nm 1-10%
In1-xGaxAsyP1-y 1000-1600nm >10%Cu
at.
LED´s DE ALTA EFICIENCIALOS RENDIMIENTO LUMINOSOS EMPIEZAN A SER ELEVADOS Y A COMPETIR CON LAS LÁMPARAS FLUORESCENTES
FLUORESCENTES
INCANDESCENTES
LED BLANCO LUMILED16 lm/W
LED´s DE ALTA EFICIENCIA: MATERIALES ADECUADOS
eVhnm
5.1239
h = SALTO ENERGÉTICO EN EL SEMICONDUCTOR
ALEACIONES TERNARIAS O CUATERNARIAS: MEZCLA DE Al, Ga, In EN EL CÁTODO Y MEZCLAS DE As, P, N EN EL CÁTODO SON LA BASE DE LOS LED ACTUALES
LED´s DE ALTA EFICIENCIA: EFICIENCIAS Y COLORES
LED´s DE ALTA EFICIENCIA: POSICIÓN EN EL DIAGRAMA CROMÁTICO CIE 1931
LED´s DE ALTA EFICIENCIA: ESPECTROS
350 400 450 500 550 600 650 700 750
[nm]
LED AZUL DE ALTA EFICIENCIA
350 400 450 500 550 600 650 700 750
[nm]
LED VERDE DE ALTA EFICIENCIA
350 400 450 500 550 600 650 700 750
[nm]
LED ROJO DE ALTA EFICIENCIA
LED´s DE ALTA EFICIENCIA: REGIÓN ALCANZABLE CON LA MEZCLA DE COLORES
LED´s DE ALTA EFICIENCIA: LED BLANCOS
BÁSICAMENTE HAY DOS FORMAS DE OBTENER LUZ BLANCA:
1.- MEZCLA DE LUZ DE DIFERENTES COLORES
2.- UTILIZAR FÓSFOROS PARA OBTENER O COMPLEMENTAR EL COLOR-CON LA LUZ AZUL OBTENER LUZ ROJA-CON LUZ UV OBTENER LUZ BLANCA (TRIFÓSFOROS)
Combinación deLED de Alta EficienciaRojos, Verdes, Azules
LuzAzul
LuzRoja
Fósforos
LuzAzul
LuzRoja Fósforos
Longitud de onda [nm
LED´s DE ALTA EFICIENCIA: LED BLANCOS
MEZCLA DE LED AZUL (Al In Ga N - 465 nm) Y FÓSFORO AMARILLO (GARNET DOPADO CON CERIO)
350 400 450 500 550 600 650 700 750
[nm]
LED BLANCO DE ALTA EFICIENCIA
MEZCLA DE LED AZUL (Al In Ga N - 465 nm) Y FÓSFORO AMARILLO (GARNET DOPADO CON CERIO)
Espectro de LEDs Blanco-Frío (Cool-White): 6500K
Características Ópticas
Fuente: Lumileds
LED BLANCO DE ALTA EFICIENCIA
Espectro de LEDs Blanco-Neutro (Neutral-White): 4000K
Características Ópticas
Fuente: Lumileds
LED BLANCO DE ALTA EFICIENCIA
Espectro de LEDs Blanco-Caliente (Warm-White): 2700K
Características Ópticas
Fuente: Lumileds
LED BLANCO DE ALTA EFICIENCIA
Familia Luxeon Rebel – Philips Lumileds.Fósforo determina CCT y eficiencia.
LED´s DE ALTA EFICIENCIA: LED BLANCOS
YAG:Ce3+
Al In Ga N460 nm
LED´s DE ALTA EFICIENCIA: LED BLANCOS
• Luz blanca:
LEDs RGB: Ventaja: mayor eficiencia;
Desventaja: dificultad de control - temperatura.
LEDs recubiertos por fósforo:
Ventaja: simplicidad de control;
Desventaja: menor eficiencia.
CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS
Fuente: Lumileds
Característica VxI típica de un LED de potencia
CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS
Modelo estático para el LED de potencia
Modelo estático simplificado
CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS
Cuando se polariza directamente el LED, la corriente y la tensión presentan una relación exponencial. Pequeñas diferencias en la tensión dan lugar a grandes corrientes, y por tanto a más intensidad luminosa Además la tensión de codo de los LEDs tiene una tolerancia a la hora de fabricarlos,por ello los LED se regulan en corriente y no en tensión.
DIODOS LED COMO CARGA:
Intensidad relativa vs Longitud de Onda (λ)
CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS
DIODOS LED COMO CARGA:
Vc
Vc
1ª Aprox 2ª Aprox
RF
0.816
50F
VR
mA
CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS
DIODOS LED COMO CARGA (DIODO DE POTENCIA):
Vc
2ª Aprox
RF
CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS
Problema: Rizados de Corriente Condensadores Electrolíticos
Circuitos con LED:
VcVc
Ve
2ª Aprox 1er Circuito 2º Circuito
Vc
Ve
RF es pequeña
RF
R
F
e cD
F
V Vi
R
e cV V
RF
R
Si
ID es grande con tensionespoco mayores a la tensión de codo
e cD
F
V Vi
R R
FR R e cD
V Vi
R
CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS
CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS
Iluminación General: Múltiples LEDs
Luz Generada es proporcional a la corriente Todos LEDs deben tener la misma
corriente
Cómo conectarlos?
Serie
Paralelo
Serie y Paralelo
Circuitos con LED: Conexión de varios LEDs
SERIE Pasa la misma corriente
Mismo flujo luminoso PARALELONo pasa la misma corriente(Distintas tensiones de codoy resistencia directa).
R
VC
C
CCViR
Distinto flujo luminoso
Si se estropea uno dejan de funcionar los otros
Principal Inconveniente:Principal ventaja:
Si se estropea uno funcionan los otros
VC
C
R
CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS
Circuitos con LED:
SERIE Pasa la misma corriente
Mismo flujo luminoso
Tiras de LED conectados en serie:
Ventajas: Pasa la misma corriente por todos los LED, misma intensidad luminosa por todos.Más eficiente.Pérdidas = VBalasto * ILED Puede implementar facilmente con una topología elevadora.
Desventajas: Se necesita elevar mucho la tensión si se ponen muchos led, problemas de EMI.Los semiconductores deben soportar mucha tensión, más caros, menos eficientes.
CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS
Circuitos con LED: Conexión de varios LEDs: DIACs, ZENERs
Si se estropea uno funcionan los otros
LED LAMP.Remplazan a las bombillas incandescentes y halógenas
CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS
Circuitos con LED:
Tiras de LED conectados en paralelo:Ventajas: Es interesante si se utilizan bombas de carga Se pueden utilizar semiconductores de poca tensión, más barato.Desventajas: Debe regularse la corriente de cada LED, para asegurar que todos emiten con la misma intensidad luminosa. Pérdidas = N * VBalasto * ILED
PARALELONo pasa la misma corriente (Distintas tensiones de codo y resistencia directa).
Distinto flujo luminoso
CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS
Circuitos con LED:
Tiras de LED en serie y conectadas en paralelo:
Ventajas: Es interesante si se desean utilizar muchos LED. Solo una rama está regulada en corriente. La caida de tensión en los otros diodos fija la corriente en las otras ramas.
Desventajas: Las diferencias de tensión de los diodos hace que se perciba mayor brillo en unas ramas que en otras.
NOTA: El ojo humano empieza a percibir diferencias en el brillo, cuando entre las ramas hay una diferencia de corriente de un 3%.
CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS
CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS – EJEMPLOS DE CONEXIÓN
CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS – EJEMPLOS DE CONEXIÓN
CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS – EJEMPLOS DE CONEXIÓN
CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS
Variación de la Intensidad Luminosa (Dimming)
Disminución del valor medio de la corriente directa (método simple)
Ventajas:
Ahorro de Energía
Aumento de la Vida de los LEDs
Métodos:
Modulación en Amplitud (AM)
Modulación por Ancho de Pulso (PWM)
Modulación Binivel
Modulación en Amplitud
Simple
Eficiente (temperatura)
Desvío Cromático
Diferencias entre los LEDs
Modulación por Ancho de Pulso
Simple
Menos Eficiente que AM
Menor Desvío Cromático que AM
Modulación Binivel
Complejo
Une las características de AM y PWM
Comparación entre los Métodos
Comparación entre los Métodos
Comparación entre los Métodos
Características Térmicas
Las características térmicas son fundamentales en el proyecto de un sistema de
iluminación basado en LEDs. Dependen directamente de la temperatura:
Eficiencia
Vida útil
Flujo luminoso
Tensión directa del LED
Características Térmicas
Variación relativa de tensión directa y flujo luminoso com la temperatura
Fuente: Osram Opto Semiconductors GmbH
Características Térmicas
Impacto de la temperatura de junción en la vida util del LED
Fuente: Lumileds
Características Térmicas
Impacto de la temperatura de junción en la vida util del LED
Fuente: Lumileds
Características Térmicas
Respuesta de distintos tipos de LEDs em función de la temperatura.
Características Térmicas
Respuesta de distintos tipos de LEDs em función de la temperatura.
Proyecto Térmico
Proyecto Térmico
Proyecto Térmico
Incandescente
Fluorescente
HID
LED
0% 20% 40% 60% 80% 100% 120%
8%
21%
27%
15%
73%
37%
17%
0%
0%
0%
19%
0%
19%
42%
37%
85%
Conversión de Energía en Fuentes de Luz Blanca
Luz VisívelInfravermelhoUltravioletaCalor (Condução+Convecção)
Fuente: Thermal Managment of White Light – U. S. Department of Energy (2009)
Proyecto TérmicoPhoto-Electro-Thermal (PET) Theory
Proyecto TérmicoPhoto-Electro-Thermal (PET) Theory
Proyecto TérmicoPhoto-Electro-Thermal (PET) Theory
Una pequeña variación en Td causa gran variación de flujo
Inclinación pequeña grandes variaciones de Pd causan pequeñas variaciones de flujo
Aumentando la potencia, disminuye el flujo (no hay interés)
• Relación entre las variables luminosas, térmicas y eléctricas.
Pd*
ϕv
Pd
Proyecto TérmicoPhoto-Electro-Thermal (PET) Theory
Pd*Pd
ϕv
Proyecto TérmicoPhoto-Electro-Thermal (PET) Theory
• Relación entre las variables luminosas, térmicas y eléctricas.
Pd*Pd
ϕv Rhs=0
Proyecto TérmicoPhoto-Electro-Thermal (PET) Theory
Pnom
ϕv
Pd
Mejora en el sistema de arrefecimiento
Punto óptimo de operación
Proyecto TérmicoPhoto-Electro-Thermal (PET) Theory
Simulación en FEM
Simulación en FEM
Simulación en FEM
Convección
Resistencia
Transistor (Región Lineal)
Convertidor Conmutado
Formas de Accionamiento de Clusters de LEDs
Elemento Limitador de Corriente
Accionamiento y Control
Fuente de tensión continua con resistencia em serie.
Manera más simple de accionar un LED;
Corriente en los LEDs igual a la corriente por
la resistencia;
Bajo coste;
No hay control de corriente por los LEDs.
Resistencia en serie con los LEDs
Accionamiento y Control
12 V1 W
3,2 W
Accionamiento y Control
Fuente de tensión continua con resistencia em serie.
Manera más simple de accionar un LED;
Corriente en los LEDs igual a la corriente por
la resistencia;
Bajo coste;
No hay control de corriente por los LEDs.
Resistencia en serie con los LEDs
Tensión de salida menor que la de entrada;
Circuito simple;
Pocos componentes;
Convertidor Lineal con Corriente Fija (Cervi, 2005)
Pequeño e de bajo coste;
Control de la corriente;
Baja eficiencia.
Convertidor Lineal con Dimming (Oliveira, 2007)
Regulador Lineal
Accionamiento y Control
Tensión de salida menor que la de entrada;
Posibilidad de quitar el condensador de salida;
No comparte la misma referencia entre fuente de entrada, interruptor y carga.
Circuito simple;
Pocos componentes;
Pequeño y de bajo coste;
Convertidor Buck
Convertidores Conmutados - Buck
Accionamiento y Control
Tensión de salida mayor que la de entrada;
Corriente de entrada continua;
Necesidad del condensador de salida;
Comparte la misma referencia entre fuente, carga e interruptor.
Circuito simple;
Pocos componentes;
Pequeño y de bajo coste;
Convertidor Boost
Convertidores Conmutados - Boost
Accionamiento y Control
Tensión de salida mayor o menor que la de entrada;
Polaridad invertida;
Circuito simple;
Pocos componentes;
Pequeño y de bajo coste.
Necesidad del condensador de salida No comparte la misma referencia entre fuente, carga e interruptor.
Conversor Buck-Boost
Convertidores Conmutados – Buck-Boost
Accionamiento y Control
Resultado de la conexión serie de dos convertidores reductores;
Alta tasa de reducción de la tensión de entrada (VO= Vin x D2);
Alta tensión en el interruptor.
Convertidor Buck Quadrático
Convertidores Conmutados – Buck Quadrático
Accionamiento y Control
Formado por un convertidor Boost en serie con un convertidor Buck;
Tensión de salida con polaridad invertida con relación a la fuente;
Corrientes de entrada y salida continuas.
Convertidor Cùk
Convertidores Conmutados – Cùk
Accionamiento y Control
Formado por un convertidor Boost en serie con un convertidor Buck-Boost;
Misma referencia para fuente, interruptor y carga;
Corriente de entrada continua.
Convertidor SEPIC
Convertidores Conmutados – SEPIC
Accionamiento y Control
Formado por un convertidor Buck-Boost en serie con un convertidor Buck;
Tensión de salida con misma polaridad de la entrada;
Se puede quitar el condensador de salida.
Convertidor Zeta
Convertidores Conmutados – ZETA
Accionamiento y Control
Accionamiento y Control
Accionamiento desde Red: Principal problema – condensadores electrolíticos.Corriente media en el LED = 700mACorriente de pico en el LED = 1 a 1,5A
Solución:Desarrollo de nuevas topologías
Ejemplo de Simulación
Accionamiento y Control – Minimización del Condensador
Accionamiento y Control – Minimización del Condensador
PLEW20W220ESSBLI Vida útil: 8.000 horas IRC: 82 Eficiencia Luminosa 55 lm/W
CDM-T35W/830 Vida útil: 12.000 horas IRC: 81 Eficiencia Luminosa 87 lm/W
LUXEON K2 Vida útil: 50.000 horas IRC: 70 Eficiencia Luminosa: 60 lm/W
Iluminación de Interiores
Fuente: Philips/Lumileds
Aplicaciones
Fines arquitectónicos; Ángulo de apertura; Durabilidad.
Fuente: Philips/Brasil
Iluminación de Interiores
Aplicaciones
Lámpara Compacta Empleando LEDs de Alto-Brillo; Lámpara de Emergencia Compacta.
Fuente: GEDRE
Iluminación de Interiores
Aplicaciones
Fuente: Philips/Brasil
Iluminación de Interiores
Aplicaciones
Iluminación de emergencia tradicional
Iluminación de Emergencia
Aplicaciones
Iluminación de emergencia distribuida Iluminación de emergencia compacta
Fuente: GEDRE
Iluminación de Emergencia
Aplicaciones
Lámpara Fluorescente
Eficacia luminosa (80-120 lm/W)
IRC (20-39)
Vida útil (25.000 horas)
Lámpara HPS
Iluminación Pública
Aplicaciones
Iluminación Pública en Brasil
Aplicaciones
Tipo de Lámpara Cantidad PercentagemHPS 9.294.611 62,93%
Vapor de Mercurio 4.703.012 31,84 %Mista 328.427 2,22 %
Incandescente 210.417 1,42 %MHL 108.173 0,73%Otras 5.134 0.03%Total 14.769.309 100%
Fuente: Eletrobrás 2008
Potencia consumida: 28 W. Rango de temperatura: -25 °C até +70 °C Vida útil: 50.000 horas. Intensidad Luminosa: 1320 lúmenes.
Fonte: Gemma Lighting and Displays. Part of the Gemma Group
Iluminación Pública
Aplicaciones
Iluminación Pública: comparativo HPS x LEDs (Dialux)
Aplicaciones
LEDs: - Mejor IRC- Mayor vida útil- Mejor distribución de luz- Ventaja en condición mesópica
LEDs
Posibilidad de utilizar energía solar debido
al menor consumo y funcionamiento em
corriente continua.
Iluminación Pública
Aplicaciones
Elevada durabilidad; Posibilidad de mejora en el diseño; Variación de la intensidad luminosa; Todas luces en un único componente; Visión escotópica.
Iluminación Automotora
Aplicaciones
Temperatura de color de 5.500K
contra los 4.000K da lámpara de
descarga en alta presión.
Iluminación Automotora
Cadillac Escalade Platinum, 2008
OSTAR Headlamp LEDs, OSRAM
Aplicaciones
Fuente: Martins BM, de Carvalho M, Moreira ME, Lopes JM. Efficacy of new microprocessed phototherapy system with five high intensity light emitting diodes (Super LED).
Tratamiento de Estrías. HPV (Papiloma Virus Humano). Hiperbilirrubinemia neonatal.
Iluminación Terapéutica – LEDterapia
Aplicaciones
Habitación de un Hospital
Aplicação de LEDs nos Tecidos Humanos e sua Interação Terapêutica”, Moreira, M. et al.
Iluminación Terapéutica – LEDterapia
Aplicaciones
Teóricamente puede atingir 100% de transformación de la electricidad en luz;
Penetración de 5% en el mercado de iluminación.
Fonte: George Zissis e Eric Castano. “Perspectivas e Obstáculos ao uso do Led Branco como fonte de Luz”.
Evolución del Rendimiento (lm/w)
Tendencias Futuras
El flujo es multiplicado por 20 a cada 10 años, por otro lado, el precio disminuye 10 veces en el mismo periodo.
Evolución del Rendimiento (lm/w)
Tendencias Futuras
Mejorar materiales para sacar el máximo de luz del
semiconductor;
Mejora de substratos y reducción de costes;
Mejora de equipos de fabricación;
Desarrollo de nuevos fósforos.
Avanzos Necesarios
Tendencias Futuras
La tecnología LEDs de polímeros orgánicos (P-OLED) fue inventada por el
Cavendish Laboratory en la Universidad de Cambridge en 1989;
Permite substratos flexibles y transparentes.
OLED – Organic LED
Light-Emitting Polymer (LEP)
Tendencias Futuras
Junción semiconductora polimérica, que posee las
características semejantes a las junciones basadas en Si y Ge.
poli(p-fenileno vinilideno)
OLED – Organic LED
Tendencias Futuras
OLED – Organic LED
Tendencias Futuras
Fabricantes
CONCLUSIONES
LEDs realmente son el futuro de la iluminación;
Tecnología en desarrollo;
Manejo térmico;
Circuitos de alimentación: Condensadores Electrolíticos, Eficiencia;
Previsión de Mercado: Mil millones de dólares en 2014.
F i l t r oE M I
C a p a c i t o r+
F i l t r o
C o r r e ç ã oF a t o r
P o t ê n c i a I n v e r s o r F i l t r o
R e s s o n a n t e1 1 0 / 2 2 0 V
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