TECNOLOGÍA LED,UNA REALIDAD EN ILUMINACIÓN

Transcripción

1 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.A

2 Índice: 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.

3 INTRODUCCIÓN TECNOLGÍA LED DATOS HISTORICOS. TECNOLOGÍA LED.

4 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 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.

5 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.

6 DISTINTAS TECNOLOGÍAS LED LED Radial LED montado en superficie SMT Chip-on-board Radial LED (3mm/5mm) : 0.1W Power TOPLED < 0.3 W High Flux LED W Compact light source ~ 10 W...30 W Características: Caracterísitcas: Características: Características: - Lentes epoxi integra - Max.I 20-30mA - Max. current ~70mA - Flujo Luminoso: 4lm - Max. I>700 ma - Flujo: >40lm - Max. I>>1A - Flujo Lum>100lm

7 FUNCIONAMIENTO DE UN LED Los LED se alimentan con una fuente de corriente continua a través de una resistencia +VDC en serie cuya finalidad es limitar la corriente para lograr un adecuado funcionamiento. IF R Ya que un LED es un diodo, el ánodo se debe conectar al positivo de la fuente y el cátodo al negativo, para polarizarlo en sentido directo y conseguir que el LED se ilumine. Si conectamos el LED al revés, se polariza en inversa, no encenderá. 0V VF Los LEDS poseen un comportamiento no-óhmico, no aumentando la tensión al aumentar la corriente. Este es el motivo por el que se R = +VDC - VF coloca la resistencia en serie que ajusta el valor de la corriente de IF funcionamiento.

8 CONFIGURACIONES DE LEDs Principio constructivo: Series de diodos LEDS: R = +VDC - VF1 - VF VFi 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.

9 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 alimentación (%) + 5% +10% - 5% - 10% Variación de la potencia respecto a la obtenida con Vdc de alimentación nominal (%) + 25% + 45% - 15% - 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.

10 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. +VDC R 0V IF L1 L2 Li Corriente de salida: Determinado por el número de series de diodos conectados en paralelo.

11 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.

12 BENEFICIOS TECNOLOGIA LED Alta resistencia Alta resistencia a golpes golpes Alta eficiencia Alta eficiencia de colores de colores Pequeñas Pequeñas dimensiones dimensiones Larga vida Larga vida Bajo mantenimiento Bajo mantenimiento Encendidos Encendidos frecuentes frecuentes Luz direccionable Luz direccionable No emite radiacion No emite radiacion UV/ IR UV/ IR Flujo máx. a Flujo máx. bajas temperaturas bajas temperaturas Amistoso con el Amistoso con el Medio Ambiente Medio Ambiente

13 COLOR DEL LED Los LEDs son fuentes de luz MONOCROMATICAS: Blanco W = Blanco (GaN) (x=0.32/y=0.31) W = Blanco (InGaN) (x=0.32/y=0.31) Rango de colores de 460 a 650nm. No necesita filtros de color. Elevada saturación de color. Alto índice de reproducción Cromática: Ra=80. Verde V= Verdoso (InGaN) 505nm T= Verde claro (InGaN) 525nm Azul B = Azul (InGaN) 470nm B = Azul (GaN) 466nm Amarillo Y = Amarillo (InGaAlP) 587nm Naranja O = Naranja (InGaAlP) 605nm Ambar A = Ambar (InGaAlP) 615nm Rojo S = Super-Rojo (InGaAlP) 630nm H = Hyper-Rojo (GaAlAs) 645nm

14 COLOR 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.

15 FINE-BINNING Nuevo fine-binning para mayor homogeneidad de los módulos Existing Binning New Fine-Binning 5400 K 4700 K Blanco frio 4700 K 5400 K Blanco cálido 2700 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. ±700K Max. ±300K Max. ±250K Max. ±325K Max. ±215K Max. ±140K Max. ±50K

16 VIDA MEDIA DE UN LED Corriente Alta temperatura Radiacion y Luz LED Lifetime, hasta hrs Humedad Químicos Agentes externos que condicionan la vida de un LED. Influencia Mecánica

17 EFICACIA TECNOLGÍA LED SITUACIÓN ACTUAL. OBJETIVOS MARCADOS. MEJORAS TECNOLOGICAS/ EFICACIA.

18 EFICACIA LUMINOSA La unidad de medida es el lumen/vatio [lm/w]. La eficacia luminosa, indica el flujo que emite la misma por cada unidad de potencia eléctrica consumida en su obtención. Actualmente: 50lm/W (módulos comerciales garantía vida/ eficacia). Reto futuro: Incrementar Lm/W LED Blanco eficacia

19 COMPARATIVA EFICACIA LED/ FUENTES DE LUZ CONVENCIONALES Siglo HQI LED Eficacia Im/W Eficacia (rel.) Objetivo: >> 70 <1% 5 9% 25 30% 30 35% Objetivo: 20 30%

20 PRINCIPIO BÁSICO DE UN LED- EFICACIA Standard ATON NOTA ThinGaN Substrat η ext,. 25 % 52 % 60 % 75 %

21 INNOVACIONES TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA DE CAPA FINA. NUEVA GAMA DE BLANCOS.

22 OBTENCION LED BLANCO POR CONVERSIÓN s Principio: Lumogenconversion 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 5

23 OBTENCION LED BLANCO POR CONVERSIÓN

24 OBTENCION LED BLANCO POR CONVERSIÓN Chip Azul + Capa fosfórica = Luz Blanca Blanco Azul Conversion Volumétrica Conversion en una capa fosfórica. Conversion a nivel de Chip (CLC) Preparación del Chip con la capa fosfórica incluida. Blanco Azul

25 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.

26 EVOLUCIÓN APLICACIONES EVOLUCIÓN DE LAS APLICACIONES LED: DE LA DECORACIÓN A LA ILUMINACIÓN

27 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.

28 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: - Gran resistencia a roturas (sin cristal ni filamento). - Larga vida útil (entre y horas). - Sin problemas de funcionamiento a muy bajas temperaturas (incluso<-20ºc) Funcionamiento en baja tensión (10/ 24 Vcc) - Menores distancias a partes metálicas al funcionar a muy baja tensión (10 y 24 Vcc). - Mayor seguridad. - Conexión rápida y sencilla sin necesidad de herramientas para cualquier tipo de montaje

29 ROTULOS 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 rótulo

30 ROTULOS LUMINOSOS

31 VENTANAS DE COLOR Diffusor Acrylglass LED-Module LINEARlight, LINEARlight Colormix or BACKlight Module Reflective surface

32 VENTANAS DE COLOR

33 ESCENARIOS DINÁMICOS DE COLOR Tienda de muebles - Copenhagen Caffe Shu - Milano

34 ILUMINACIÓN PERIMETRAL LED-Modul LINEARlight Flex or LINEARlight Colormix Flex Aluminium profilel for cut off and cooling Light cove or hanging ceiling

35 ILUMINACIÓN PERIMETRAL

36 ILUMINACIÓN PERIMETRAL Blindtext Jefferson Memorial, Washington DC, U.S.A.

37 SEÑALIZACIÓN

38 SEÑALIZACIÓN

39 ILUMINACIÓN

40 ILUMINACIÓN Turning Torsoe Malmö

41 ILUMINACIÓN Turning Torsoe Malmö

42 ILUMINACIÓN Q8 Petrol station Copenhagen

43 ILUMINACIÓN Migros outlet Eschenbach CH

44 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 2007

45 LED DE ALTA INTENSIDAD: OSTAR

46 OSTAR- Lighting: LUMINARIA PENDULAR

47 APLICACIONES OSTAR : ILUMINACION GENERAL

48 OSTAR - Projection ILUMINACIÓN ARQUITECTONICA Union Investment Bank - Frankfurt LED Camera Spotlight (RGB) Mezcla de color y efectos de colores Excelente rendimiento de color Regulable Larga vida, bajo mantenimiento Japan Airport Casino - Basel

49 EL 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

50 TECNOLOGÍA LED: UN PUERTE ABIERTO AL FUTURO GRACIAS POR SU ATENCIÓN