POWER LED NEDİR ?
Power LED ( güç LED’leri ) Aydınlatmada yüksek ışık ihtiyaçlarını karşılamak üzere üretilmiş 0.5 W ve daha fazla elektrik tüketen LED ışık kaynakları olarak adlandırıyoruz.
Power Led ler genellikle 0.5W, 3W, 1W, 5W olarak kullanıma sunulmaktadır.
Beyaz renkli Power led ler iç ve dış genel aydınlatma için kullanılmakta olup, mavi, kırmızı, sarı, yeşil ve RGB powerled ler Wallwasher diye de adlandırılan duvar boyama aydınlatmaları için kullanılmaktadır.
Power LED PCB’ler, yüksek güçlü aydınlatma ihtiyaçlarına özel olarak tasarlanmış dayanıklı ve enerji tasarruflu çözümler sunar. Soğutuculu yapısıyla ısınmayı en aza indirirken uzun ömürlü performans sağlar.
Powerled konusunda lider firmalar Samsung ( sunnix-5), Cree ( X-lamp), Osram ( Dragon-X), lumileds ( Luxeon rabel), Seul semi conductor (z-powerled) , Nichia dır.
Arkalarından Awago, Edison ( edixeon), Everlight, Prolight, Kingbright , Huey jann, lummicro gibi firmalar gelmektedir.
Power LED iç yapısı
Power led ler renklerine göre farklı ışık şiddetlerine sahiptirler ve buna lümen denir.
Düşük gerilim, düşük akım ve yüksek verimlidirler. Tasarruf sağlarken ayrıca uzun ömürlü ve çevreyle dost doğaya saygılıdırlar.
Power led lerin iç yapısı
Power LED’ler 2014 yılından itibaren çoğunlukla FC paketleme teknolojisi ile üretilmeye başlanmıştır.
COB paketleme teknolojisi, termal direnç fazlalığı, gölge oluşturma gibi dezavantajlardan dolayı daha küçük güçlü LED çiplerini paketlemede kullanılır.
FC paketleme teknolojisinde, termal direnç azaltılarak ısı transferinin daha iyi sağlanması amaçlanmıştır. LED çipinin anot ve katodu LED’in soğutucu katmanının altında yer almaktadır.
Power LED paketleri, tek LED çipinden oluşabileceği gibi birden fazla LED çipinin seri veya paralel bağlantılı haliyle tek pakette bulunabilir.
Power LED’in çalışması sıradan bir LED gibidir. LED’in Anot-Katot uçlarının sabit akımlı bir LED sürücünün doğru polarmasıyla beslenerek ışık vermesiyle sonuçlanır.
Tek LED çipi kullanılan bir Power LED, tipik olarak 3V sürüş gerilimi ve ürün özelliğine göre değişmekle birlikte genelde 350mA sürüş akımından başlayarak daha yüksek akımlarla da beslenebilen LED çeşitleri bulunmaktadır.
Şekildeki şematiğe sahip bir Power LED paketi seri haldeki 4 LED çipinden oluştuğu için yaklaşık 12V sürüş gerilimiyle beslenmektedir.
Power led lerin fotometrik özellikleri
Örnek tablo verilmek istenirse;
Bu tablonun detaylı açıklamaları;
Power Led Dalga Boyu
Renkli ledlerde sadece rengi belirtir. Herhangi başka bir amacı yoktur. Ancak Beyaz power led lerde renk belirtmek üzere dalga boyu yerine Kelvin (°K) kullanılmaktadır. Beyaz led lerde 3200 °K – 8000K °K aralıklarında farklı isimlerle adlandırılmaktadır. 3200 °K – 3300 °K Sıcak beyaz ( Warm White), 3500 °K – 4500 °K Natürel beyaz ( Natural White), 5500 °K – 6500 °K Saf beyaz , gün ışığı ( Pure White), 6500 °K – 8000 °K Soğuk beyaz ( Cool White) olarak adlandırılmaktadır.
Power Led Akım (IF)
1W power ledler 350mA ile 3W power led ler 700mA sabit akım ile beslenmelidir. Powerled ler ısındıkça yüksek akım çekmeye elverişli ürünler olması ve yüksek akımlarında LED in ömrü üzerinde etkili olması sebebiyle power led ler için Sabit Akım ( Constant Current) kaynakları diye adlandırılan Led sürücü ler ( Led driver) ile beslenmelidir. Led sürücülerin verimi çok önemlidir. Yani LED kullanılarak yapılmak istenen tassarruf verimsiz ve kalitesiz bir led sürücü ile sağlanamaz. Bu nedenle bilinen marka LED DRIVER kullanılması gerekmektedir. ÖzellikleTasasaruf amacıyla kullanılan Sıcak ve soğuk beyaz power Led li aydınlatmalarda led sürücünün verimi çok önemlidir.
Power Led Voltaj (VF)
1W power led ler genelde reklerine göre 2V – 5V arasında çalışmaktadırlar. Powerled sürüm voltajı led driver ( Led sürücü) seçimide oldukça önemlidir. Mesela 10 adet 1W lık beyaz power led için kullanılması gereken 350mA sabit akımlı LED sürücü 12-13W ve 35-40V olmalıdır.
Üreticilerin büyük kısmı Power LED’leri tüketilen gücü baz alarak Mid Power ve High Power olarak ikiye ayırmıştır.
Mid Power LED’ler 0.2W-1W güç tüketimi aralığındayken High Power LED’lerin maksimum güç değerleri teknolojik gelişmeler ve üreticiye bağlı olmakla birlikte sürekli olarak değişmektedir.
Örnek olarak 2018 yılı itibariyle üretilen bir High Power LED, eğer yeterince soğutulabilirse tipik olarak 181 lm/watt aydınlatma verimliliğinde 10W, maksimum olarak ise 29W güç tüketimine karşılık 4292 lm ışık çıkışı sağlayabilmektedir.
Power Led Parlaklık ( Lumen)
Powerled ler genellikle yoğun ışık sağlamak için kullanılmaktadırlar. Bu nedenle 1W power led in kaç lümen sağladığı önemli bir ölçüttür. Bu özellikle tassaruf amacı ile iç ve dış aydınlatmada kullanılan Beyaz led ler de oldukça önemli bir ölçüttür. Yani 1W enerji tüketiminden en yüksek verimi sağlayan Powerled en iyisidir. Ayrıca tbiiki 1W led in bu Lumeni sağlarken hangi akımla sağladığıda önemlidir. Yani 350mA akımla 1W ta 80 lumen veren ürün ile 700mA de 80 lumen veren ürün aynı şey değildir. Tercih edilenin 350mA de 80 lumen veren ürün olmasıdır.
Power Led Açı (View Angel)
Renkli ve RGB 1W ve 3W Powerled ler genellikle dekoratif amaçlı duvar boyamalar ( wall washer) için kullanılmaktadırlar. Bu nedenle Işığın uzun mesafelere taşınması gerekmetedir. Işığın uzun mesafeye taşınması power led lerin önüne konan ve çeşitli açılarda olan lens ler le mümkün olmaktadır. Bu power led lensleri 5°C, 15°C, 20°C, 35°C, 55°C derecelerinde bulunabilmekte olup ışığın taşınmasında kullanılmaktadırlar.
Ledli aydınlatmaya yönelik uygulamalarda kullanılan Beyaz renkli powerled ler genellikle 55°C ve 120°C olarak kullanıldığından sıcak ve soğuk beyaz rekli 1W ve 3W ledler genelde lensli veya lenssiz olarak bu açılarda üretilmektedir.
Power LED’in Özellikleri
Yüksek Parlaklık: Geleneksel LED’lere göre çok daha güçlü ışık sağlar.
Enerji Verimliliği: Düşük enerji tüketimiyle yüksek performans sunar.
Uzun Ömür: Dayanıklı yapısı sayesinde uzun yıllar sorunsuz çalışır.
Çeşitli Renk Seçenekleri: İhtiyaca göre farklı renk seçeneği mevcuttur.
Kompakt Tasarım: Küçük boyutları sayesinde projelerde esnek kullanım imkanı sağlar.
Power LED’lerinin avantajları
Enerji Verimliliği: LED’ler, geleneksel aydınlatma sistemlerine göre %80’e varan enerji tasarrufu sağlar.
Uzun Ömür: LED’lerin kullanım ömrü, ortalama 50.000 saattir.
Çevre Dostu: Civa içermemesi nedeniyle çevreye zarar vermez.
Düşük Isı Üretimi: LED’ler, düşük ısı üretimi ile yangın riskini azaltır.
Daha iyi tasarlanmış termal yapıları ile, ısıyı kolayca dışarıya atabilme, uzun ömür, aynı pakette daha fazla lümen ve verimlilik. Tek noktadan çıkan ışığın optik sistemlerle daha iyi yönlendirilmesi en önmeli kolaylıklarıdır. Sağlamlık, küçük ebat, yüksek dayanıklılık ve güvenilirlik diğer avantajlarıdır.
Power LED’lerinin dezavantajları
Yüksek güç tükettikleri için verimlilikleri düşük güçlü LED’lere göre daha düşük olabilir. Aynı güç miktarları için LED maliyeti yüksektir, ancak çevre elemanlar hesaplandığında bu dengelenmektedir. Aynı pakette yüksek güç teketiminden dolayı daha iyi ısıl denetim sistemi gerektirmektedir.
Power LED’lerin Uygulama yerleri
Elektronik devrelerde ışıklandırma amaçlı
Projeksiyon ve sinyal ışıklarında
Endüstriyel ve mimari aydınlatmalarda
Otomotiv aydınlatmalarında
Dekoratif ve ambiyans aydınlatmalarında
Power led’li bir sokak lambası
Power led’li bir duvar boyama armatürü ( Wallwasher )
Örnek bir Power Led kontrol kartı
Devrelerde durum göstergesi amaçlı kullanılan LED’lerin aksine power LED’ler aydınlatma amaçlı olarak kullanılırlar. Power LED’leri pratik şekilde kullanabilmeniz için bir taşıyıcı kart ve sürücü devresine ihtiyacınız olacaktır.
Power Led Örnek Tüketim
6500Kelvin Beyaz bir power led etkin çalışma voltajı 3,7V max akım ise 700MA”0,7A” olsun, DC güç hesabı (watt) Volt x Akım, 3,7V x 0,7A = 2,59 Watt
445nmRoyal Blue bir power led etkin çalışma voltajı 3,6V max akım ise 700MA”0,7A” olsun, DC güç hesabı (watt) Volt x Akım, 3,6V x 0,7A = 2,52 Watt
660nm DeepReds bir power led etkin çalışma voltajı 2,2V max akım ise 700MA”0,7A” olsun, DC güç hesabı (watt) Volt x Akım, 3,7V x 0,7A = 1,54 Watt
Bir genelleme : Beyaz türevi Power ledler 3,7V – Mavi türevi Power ledler 3,6V – Kırmızı türevi Power ledler 2,2V
Örnek Power Led Bağlantısı
Sürücümüzün etiketinde 2-52v 700ma yazıyor : bu sürücü 2V ile 52V ihtiyaca kadar verimli bir şekilde çalışır. 2V ve üzeri tek bir ledi ‘de bozmadan çalıştırır, seri bağlanmış ve toplam voltajı 52V a kadar olan Power led topluluğunuda çalıştırır. Her şekilde üzerlerinden 700 ma akım akar
Tüm ledler beyaz olsa 52V/3,7V=14 adet led bağlanabilir. Diyelim ki 14 üzerinde bağladınız bu durumda 700ma yerine fazla bağladığınız led sayısı oranınca sabit akım değerinde “700ma” düşme olacaktır bu da niteliğini kaybetmiş bir led topluluğuna dönüşebilir. Bir ölçü aleti ile çekilen akımı görüp sayınızı ayarlayabilirsiniz; 700 yerine 600ma 500ma düşen bir sistem iyi bile olabilir.
Tüm ledler kırmızı olsa 52V/2,2V=23 adet led bağlanabilir .
Karma bir led topluluğunda renklere göre voltajlar toplanmalı ve sayı belirlenmeli 6Beyaz 6Mavi 6Kırmızı için (6×3,7)+(6×3,6)+(4×2,2)=52,6V