Ne vous laissez pas emporter par les nombreux avantages de l'éclairage LED. Bien que cette technologie soit incontestablement un développement important dans l'histoire de l'éclairage électrique, elle présente également des défis uniques. L'industrie de l'éclairage est actuellement confrontée à une crise d'une ampleur qu'elle n'a jamais connue auparavant. Les philosophies d'ingénierie et de conception ont été transformées par l'éclairage à semi-conducteurs. Les commandes d'éclairage sont désormais de l'électronique de puissance plutôt que de simples illuminants. En d'autres termes, la conception du système d'éclairage est assez complexe. Les LED sont des sources lumineuses à semi-conducteurs qui s'auto-échauffent, sont sensibles au courant et produisent beaucoup de lumière. Cela soulève le plus gros problème avec l'éclairage LED, car un travail à multiples facettes est crucial pour les performances et la fiabilité du système. L'ingénierie du système et la conception complète d'un système d'éclairage à LED comprennent également d'autres éléments en plus des métriques du package LED. La gestion thermique, la régulation du courant d'entraînement et le contrôle optique ne sont que quelques-unes des variables interconnectées supplémentaires en jeu.
Les experts à distance dressent fréquemment une longue liste d'inconvénients de l'éclairage LED. Ils ne manqueraient pas non plus de souligner les dangers de la lumière bleue de l'éclairage LED afin de rendre l'histoire intéressante. Essentiellement, la lumière blanche est une synthèse des longueurs d'onde de plusieurs bandes de couleur. Quelles que soient les sources lumineuses à partir desquelles la lumière est générée, tous les blancs avec le même aspect de couleur contiennent presque la même quantité de longueurs d'onde bleues dans le spectre visible. Une température de couleur corrélée (CCT) peut être utilisée pour décrire la teinte de la lumière blanche. Le CCT d'une source lumineuse est souvent lié à son degré de bleu. Le pourcentage de longueurs d'onde bleues augmente avec le CCT. Le rayonnement bleu d'un produit LED 3000 K est aussi faible que celui d'une lampe à incandescence 3000 K dans les mêmes circonstances de luminance et d'éclairement, tandis que le rayonnement bleu d'un produit LED 6000 K est aussi élevé que celui d'une lampe fluorescente 6000 K. Le danger de la lumière bleue est rarement un problème avec les LED blanches, comme c'est le cas avec d'autres sources lumineuses. L'ingénierie de la composition du spectre de la lumière blanche est un avantage majeur de la technologie LED. Toute combinaison spectrale de lumière qui profite à la santé et au bien-être humains peut être générée avec un éclairage LED. Afin de modifier la quantité de rayonnement bleu pour un spectre sain de lumière blanche, l'éclairage centré sur l'humain, une tendance technologique importante qui alimente l'expansion de l'industrie de l'éclairage, exploite la capacité de réglage CCT des systèmes LED.
En réalité, l'éclairage LED ne présente qu'un petit nombre d'inconvénients inhérents.
Le défaut le plus connu de l'éclairage LED est qu'il génère de la chaleur en conséquence. Parce qu'elles produisent de la chaleur à l'intérieur de l'emballage de l'appareil plutôt que de diffuser de la chaleur sous forme de rayonnement infrarouge, les LED sont connues sous le nom de gadgets chauffants. Une LED convertit environ la moitié de l'énergie électrique qu'elle reçoit en chaleur, qui doit être physiquement transportée à travers un canal thermique. La cinétique des mécanismes de défaillance, y compris la production et le développement de défauts atomiques dans la zone active de la diode, la carbonisation et le jaunissement de l'encapsulant, et la coloration du boîtier en plastique peuvent être accélérées si la température de jonction du dispositif n'est pas maintenue en dessous d'une certaine limite. Pour chaque augmentation de 10 degrés C de la température de jonction au-dessus de la température de jonction nominale maximale, la durée de vie d'une LED sera réduite de 30 à 50 %.
Le fait que les LED soient des composants électroniques de puissance fragiles est à la fois la limitation la plus sous-estimée et la pire des limitations de l'éclairage LED. Ils ont des préférences alimentaires très particulières ; courant d'entraînement. La haute sensibilité au courant direct des LED a des avantages et des inconvénients. Il améliore la contrôlabilité des systèmes d'éclairage mais rend également extrêmement difficile la régulation du courant d'entraînement. Le courant d'entraînement peut fluctuer de très peu, ce qui peut affecter le rendement lumineux. Les LED sont des appareils alimentés en courant continu, mais ils doivent souvent être alimentés par une source de courant alternatif. La sortie de courant du pilote vers les LED peut encore avoir une ondulation résiduelle (fluctuation périodique résiduelle) si la forme d'onde alternative n'est pas complètement supprimée après redressement. En raison de cette ondulation, les LED clignotent à une fréquence de 100 Hz ou 120 Hz, soit deux fois plus rapidement que la tension de ligne entrante. L'interconnexion des systèmes électriques et thermiques des LED complique davantage la régulation de la charge. La quantité d'électricité fournie à la LED diminue à mesure que la température de jonction augmente, que la tension directe chute, etc. D'autre part, la quantité de chaleur résiduelle produite au niveau de la puce semi-conductrice augmente proportionnellement au courant d'entraînement. La surcharge d'une LED au-dessus de sa capacité nominale peut entraîner un emballement thermique et une panne précoce de la LED. Les surtensions électriques (EOS) sont cependant le danger qui présente le plus de risques pour les LED. Lorsque les valeurs nominales maximales du composant sont dépassées par le courant ou la tension de commande, un EOS se produit. Les surtensions électriques peuvent avoir diverses causes probables, telles qu'une décharge électrostatique (ESD), un courant d'appel ou d'autres surtensions transitoires. En raison de la sensibilité des LED à divers facteurs de stress électriques, une gestion stricte du courant d'entraînement est nécessaire.
Le fait que les LED aient une densité de flux élevée est un troisième inconvénient. L'éblouissement peut être produit par les sources lumineuses intenses de la lumière dirigée. Des luminances élevées dans le champ de vision peuvent altérer la vision (éblouissement handicapant) ou vous irriter ou vous sentir mal à l'aise (éblouissement gênant). La conception du luminaire peut inclure des optiques supplémentaires pour réduire l'éblouissement, bien que cela entraîne fréquemment une perte optique importante.
Enfin et surtout, par rapport aux produits d'éclairage traditionnels, une plus grande complexité du système entraîne des coûts initiaux plus élevés pour les produits LED. Pour cette raison, l'optimisation des coûts est cruciale dans le processus de conception des luminaires. Une série de problèmes surgiront lorsque la pression des coûts l'emportera sur la fiabilité et la performance des biens.
