ข่าว

ปัจจุบันไฟ LED เป็นเทคโนโลยีไฟส่องสว่างที่ได้รับความนิยมมากที่สุด เกือบทุกคนคุ้นเคยกับคุณประโยชน์มากมายที่ได้รับจากอุปกรณ์ติดตั้งไฟ LED โดยเฉพาะอย่างยิ่งความจริงที่ว่าอุปกรณ์เหล่านี้ประหยัดพลังงานและมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าอุปกรณ์ติดตั้งไฟแบบเดิม อย่างไรก็ตาม คนส่วนใหญ่ไม่มีความรู้มากนักเกี่ยวกับเทคโนโลยีเบื้องหลังไฟ LED ในโพสต์นี้ เราจะมาดูว่าเทคโนโลยีไฟ LED พื้นฐานเป็นอย่างไร เพื่อทำความเข้าใจว่าไฟ LED ทำงานอย่างไร และประโยชน์ทั้งหมดที่เกิดขึ้นนั้นมาจากไหน

บทที่ 1: LED คืออะไรและทำงานอย่างไร

ขั้นตอนแรกในการทำความเข้าใจเทคโนโลยีระบบไฟ LED คือการทำความเข้าใจว่า LED คืออะไร LED ย่อมาจากไดโอดเปล่งแสง ไดโอดเหล่านี้เป็นสารกึ่งตัวนำโดยธรรมชาติ ซึ่งหมายความว่าสามารถนำกระแสไฟฟ้าได้ เมื่อกระแสไฟฟ้าถูกจ่ายผ่านไดโอดเปล่งแสง ผลที่ได้คือการปล่อยพลังงานในรูปของโฟตอน (พลังงานแสง)

เนื่องจากอุปกรณ์ติดตั้งไฟ LED ใช้ไดโอดเซมิคอนดักเตอร์ในการผลิตแสง จึงเรียกว่าอุปกรณ์ไฟโซลิดสเตต ไฟโซลิดสเตตอื่นๆ ได้แก่ ไดโอดเปล่งแสงอินทรีย์ และไดโอดเปล่งแสงโพลีเมอร์ ซึ่งใช้ไดโอดเซมิคอนดักเตอร์ด้วย

บทที่ 2: สีของไฟ LED และอุณหภูมิสี

อุปกรณ์ติดตั้ง LED ส่วนใหญ่จะผลิตแสงที่มีสีขาว แสงสีขาวแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ ขึ้นอยู่กับความอบอุ่นหรือความเย็นของโคมไฟแต่ละชิ้น (ดังนั้นอุณหภูมิสี) การจำแนกอุณหภูมิสีเหล่านี้ได้แก่:

วอร์มไวท์ – 2,700 ถึง 3,000 เคลวิน
สีขาวกลาง – 3,000 ถึง 4,000 เคลวิน
สีขาวบริสุทธิ์ – 4,000 ถึง 5,000 เคลวิน
เดย์ไวท์ – 5,000 ถึง 6,000 เคลวิน
สีขาวนวล – 7,000 ถึง 7,500 เคลวิน
ในโทนแสงสีเหลือง สีที่สร้างโดย LED จะมีโทนสีเหลือง คล้ายกับสีของหลอดไส้ เมื่ออุณหภูมิสีสูงขึ้น แสงจะดูขาวขึ้น จนกลายเป็นสีขาวตอนกลางวัน ซึ่งคล้ายกับแสงธรรมชาติ (แสงในเวลากลางวันจากดวงอาทิตย์) เมื่ออุณหภูมิสีเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ลำแสงจะเริ่มมีโทนสีน้ำเงิน

อย่างไรก็ตาม สิ่งหนึ่งที่คุณควรทราบเกี่ยวกับไดโอดเปล่งแสงก็คือ ไดโอดเปล่งแสงไม่สร้างแสงสีขาว ไดโอดมีให้เลือกสามสีหลัก: แดง เขียว และน้ำเงิน สีขาวที่พบในอุปกรณ์ติดตั้ง LED ส่วนใหญ่เกิดจากการผสมสีหลักทั้งสามสีเข้าด้วยกัน โดยพื้นฐานแล้ว การผสมสีใน LED เกี่ยวข้องกับการรวมความยาวคลื่นแสงที่แตกต่างกันของไดโอดตั้งแต่สองตัวขึ้นไป ดังนั้น ด้วยการผสมสี จึงเป็นไปได้ที่จะได้สีใดสีหนึ่งจากเจ็ดสีที่พบในสเปกตรัมแสงที่ตามองเห็นได้ (สีรุ้ง) ซึ่งจะทำให้เกิดสีขาวเมื่อนำมารวมกัน

บทที่ 3: LED และประสิทธิภาพการใช้พลังงาน

สิ่งสำคัญประการหนึ่งของเทคโนโลยีระบบไฟ LED คือประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว เกือบทุกคนรู้ว่า LED นั้นประหยัดพลังงาน อย่างไรก็ตาม ผู้คนจำนวนมากไม่ทราบว่าประสิทธิภาพการใช้พลังงานเกิดขึ้นได้อย่างไร

สิ่งที่ทำให้ LED ประหยัดพลังงานมากกว่าเทคโนโลยีแสงสว่างอื่นๆ คือความจริงที่ว่า LED แปลงพลังงานที่ป้อนเข้าไปเกือบทั้งหมด (95%) ให้เป็นพลังงานแสง ยิ่งไปกว่านั้น ไฟ LED จะไม่ปล่อยรังสีอินฟราเรด (แสงที่มองไม่เห็น) ซึ่งได้รับการจัดการโดยการผสมความยาวคลื่นสีของไดโอดในแต่ละฟิกซ์เจอร์เพื่อให้ได้เฉพาะความยาวคลื่นสีขาวเท่านั้น

ในทางกลับกัน หลอดไส้ทั่วไปจะแปลงพลังงานที่ใช้ไปเป็นแสงเพียงส่วนเล็กๆ (ประมาณ 5%) ส่วนที่เหลือจะสูญเปล่าผ่านความร้อน (ประมาณ 14%) และรังสีอินฟราเรด (ประมาณ 85%) ดังนั้น ด้วยเทคโนโลยีการให้แสงสว่างแบบดั้งเดิม จึงจำเป็นต้องใช้พลังงานจำนวนมากเพื่อสร้างความสว่างที่เพียงพอ โดยที่ LED ต้องใช้พลังงานน้อยกว่าอย่างมากเพื่อสร้างความสว่างที่ใกล้เคียงกันหรือมากกว่านั้น

บทที่ 4: ฟลักซ์ส่องสว่างของโคมไฟ LED

หากคุณเคยซื้อหลอดไส้หรือหลอดฟลูออเรสเซนต์มาก่อน คุณจะคุ้นเคยกับวัตต์แล้ว เป็นเวลานานแล้วที่วัตต์เป็นวิธีที่ได้รับการยอมรับในการวัดแสงที่เกิดจากฟิกซ์เจอร์ อย่างไรก็ตาม นับตั้งแต่อุปกรณ์ติดตั้ง LED มาถึง สิ่งนี้ก็เปลี่ยนไป แสงที่เกิดจาก LED จะวัดจากฟลักซ์ส่องสว่าง ซึ่งกำหนดเป็นปริมาณพลังงานที่ปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิดแสงในทุกทิศทาง หน่วยวัดฟลักซ์การส่องสว่างคือลูเมน

เหตุผลในการเปลี่ยนการวัดความสว่างจากวัตต์เป็นความสว่างนั้นเกิดจากการที่ LED เป็นอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานต่ำ ดังนั้นจึงเหมาะสมกว่าที่จะกำหนดความสว่างโดยใช้เอาท์พุตการส่องสว่างแทนเอาท์พุตกำลัง ยิ่งไปกว่านั้น อุปกรณ์ติดตั้ง LED ต่างๆ ยังมีประสิทธิภาพการส่องสว่างที่แตกต่างกัน (ความสามารถในการแปลงกระแสไฟฟ้าเป็นเอาท์พุตแสง) ดังนั้นอุปกรณ์ติดตั้งที่ใช้พลังงานในปริมาณเท่ากันอาจมีกำลังส่องสว่างที่แตกต่างกันมาก

บทที่ 5: ไฟ LED และความร้อน

ความเข้าใจผิดที่พบบ่อยเกี่ยวกับอุปกรณ์ติดตั้ง LED คือ ไม่ก่อให้เกิดความร้อน เนื่องจากให้ความเย็นเมื่อสัมผัส อย่างไรก็ตามนี่ไม่เป็นความจริง ดังที่ได้กล่าวไปแล้วข้างต้น พลังงานส่วนเล็กๆ ที่ป้อนเข้าไปในไดโอดเปล่งแสงจะถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อน

เหตุผลที่อุปกรณ์ติดตั้ง LED ให้ความเย็นเมื่อสัมผัสก็คือพลังงานส่วนเล็กๆ ที่แปลงเป็นพลังงานความร้อนนั้นไม่ได้มากเกินไป ยิ่งไปกว่านั้น อุปกรณ์ติดตั้ง LED ยังมาพร้อมกับแผงระบายความร้อนซึ่งช่วยกระจายความร้อนนี้ ซึ่งช่วยป้องกันความร้อนสูงเกินไปของไดโอดเปล่งแสงและวงจรไฟฟ้าของอุปกรณ์ติดตั้ง LED

บทที่ 6: อายุการใช้งานของโคมไฟ LED

นอกจากจะประหยัดพลังงานแล้ว โคมไฟ LED ยังมีชื่อเสียงในด้านประสิทธิภาพการใช้พลังงานอีกด้วย อุปกรณ์ติดตั้ง LED บางชนิดมีอายุการใช้งานระหว่าง 50,000 ถึง 70,000 ชั่วโมง ซึ่งนานกว่าประมาณ 5 เท่า (หรือมากกว่านั้น) เมื่อเทียบกับอุปกรณ์ติดตั้งแบบหลอดไส้และฟลูออเรสเซนต์บางรุ่น แล้วอะไรทำให้ไฟ LED มีอายุการใช้งานยาวนานกว่าไฟประเภทอื่น?

เหตุผลหนึ่งเกี่ยวข้องกับความจริงที่ว่า LED เป็นไฟโซลิดสเตต ในขณะที่หลอดไส้และหลอดฟลูออเรสเซนต์ใช้เส้นใยไฟฟ้า พลาสมา หรือก๊าซในการเปล่งแสง เส้นใยไฟฟ้าจะไหม้ได้ง่ายหลังจากช่วงเวลาสั้นๆ เนื่องจากการเสื่อมสภาพของความร้อน ในขณะที่ปลอกแก้วที่เป็นที่เก็บพลาสมาหรือก๊าซนั้นไวต่อความเสียหายอย่างมากเนื่องจากการกระแทก การสั่นสะเทือน หรือการตกหล่น โคมไฟเหล่านี้จึงไม่ทนทาน และถึงแม้จะมีอายุการใช้งานยาวนานเพียงพอ อายุการใช้งานก็สั้นกว่ามากเมื่อเทียบกับ LED

สิ่งหนึ่งที่ควรทราบเกี่ยวกับ LED และอายุการใช้งานก็คือ ไฟจะไม่ไหม้เหมือนหลอดฟลูออเรสเซนต์หรือหลอดไส้ (เว้นแต่ไดโอดจะร้อนเกินไป) แต่ฟลักซ์การส่องสว่างของอุปกรณ์ติดตั้ง LED จะค่อยๆ ลดลงเมื่อเวลาผ่านไป จนกระทั่งถึง 70% ของเอาท์พุตการส่องสว่างดั้งเดิม

ณ จุดนี้ (ซึ่งเรียกว่า L70) การเสื่อมสลายของแสงจะมองเห็นได้ด้วยตามนุษย์ และอัตราการสลายจะเพิ่มขึ้น ส่งผลให้การใช้อุปกรณ์ติดตั้ง LED ต่อไปทำไม่ได้ อุปกรณ์ติดตั้งจึงถือว่าหมดอายุการใช้งานแล้ว ณ จุดนี้