LED 照明が提供する数多くの利点に夢中にならないでください。 この技術が電気照明の歴史において重要な発展であることは疑いの余地がありませんが、独特の課題も抱えています。 照明事業は現在、これまでに経験したことのない規模の危機に直面している。 エンジニアリングと設計の哲学は、固体照明によって変革されました。 照明制御は、単純な光源ではなくパワー エレクトロニクスになりました。 言い換えれば、照明システムの設計は非常に複雑です。 LED は、自己発熱し、電流に敏感で、大量の光を生成する半導体光源です。 システムのパフォーマンスと信頼性には多面的な作業が不可欠であるため、これが LED 照明に関する最大の問題を引き起こします。 LED 照明システムのシステム エンジニアリングと包括的な設計には、LED パッケージの指標に加えて他の要素も含まれます。 熱管理、駆動電流調整、光学制御は、相互に関連する追加の変数のほんの一部にすぎません。
遠くから専門家が LED 照明の欠点に関する長いリストを頻繁に作成します。 また、物語を面白くするために、LED 照明のブルーライトの危険性を強調することも欠かしませんでした。 本質的に、白色光はいくつかの色帯域の波長を合成したものです。 光が生成される光源に関係なく、同じ色の外観を持つすべての白には、可視スペクトル内にほぼ同じ量の青色の波長が含まれています。 相関色温度 (CCT) を使用して、白色光の色相を表現できます。 光源の CCT は、多くの場合、光源の青さに関係します。 CCT が増加すると、青色の波長の割合が増加します。 3000 K LED 製品からの青色放射は、同じ輝度および照度環境下では 3000 K 白熱灯からの青色放射と同じくらい低いのに対し、6000 K LED 製品からの青色放射は 6000 K 蛍光灯からの青色放射と同じくらい高いです。 他の光源と同様に、白色 LED ではブルーライトの危険性が問題になることはほとんどありません。 白色光のスペクトル構成のエンジニアリングは、LED テクノロジーの大きな利点です。 人間の健康と幸福に利益をもたらす光のスペクトルの組み合わせは、LED 照明で生成できます。 青色放射の量を変更して健全な白色光のスペクトルを得るために、照明業界の拡大を促進する重要な技術トレンドであるヒューマンセントリック照明は、LED システムの CCT 調整能力を活用します。
実際には、LED 照明には少数の固有の欠点があるだけです。
LED 照明の最もよく知られている欠点は、結果として熱が発生することです。 LED は、赤外線の形で熱を放射するのではなく、デバイスのパッケージ内で熱を生成するため、加熱ガジェットとして知られています。 LED は受け取った電気エネルギーの約半分を熱に変換します。この熱は熱チャネルを通じて物理的に輸送される必要があります。 デバイスのジャンクション温度が一定の制限値未満に保たれない場合、ダイオードの活性領域での原子欠陥の生成と発生、封止材の炭化と黄変、プラスチックパッケージハウジングの汚れなどの故障メカニズムの速度が加速される可能性があります。 ジャンクション温度が最大定格ジャンクション温度を超えて 10 ℃上昇するごとに、LED の耐用年数は 30% ～ 50% 減少します。
LED が壊れやすいパワーエレクトロニクスであるという事実は、LED 照明の最も過小評価されていると同時に最悪の制限でもあります。 彼らは非常に特別な食の好みを持っています。 駆動電流。 LED の高い順電流感度には長所と短所があります。 これにより、照明システムの制御性が向上しますが、駆動電流の調整が非常に困難になります。 駆動電流はごくわずかに変動する可能性があり、光出力に影響を与える可能性があります。 LED は DC 駆動のデバイスですが、頻繁に AC 電源から電力を供給する必要があります。 整流後も交流波形が完全に抑制されていない場合、ドライバからLEDへ出力される電流にはリップル(周期変動の残留)が残る場合があります。 このリップルにより、LED は 100Hz または 120Hz の周波数で点滅します。これは、入力される線間電圧の 2 倍の速さです。 LED の電気システムと熱システムの相互接続により、負荷調整がさらに複雑になります。 LED に供給される電気量は、ジャンクション温度の上昇や順方向電圧の低下などに伴って減少します。一方、半導体ダイで生成される廃熱量は駆動電流に比例して増加します。 LED を定格容量を超えてオーバードライブすると、熱暴走や LED の早期故障が発生する可能性があります。 ただし、電気的過大ストレス (EOS) は LED にとって最も大きなリスクとなります。 コンポーネントの最大定格値を駆動電流または電圧が超えると、EOS が発生します。 電気的過大ストレスには、静電気放電 (ESD)、突入電流、その他の一時的な電力サージなど、さまざまな原因が考えられます。 LED はさまざまな電気的ストレスの影響を受けやすいため、駆動電流の厳密な管理が必要です。
LED の光束密度が高いという事実が 3 番目の欠点です。 グレアは、指向性光の強い光源によって生成される場合があります。 視野内の輝度が高いと、視力が低下したり（障害者のまぶしさ）、イライラしたり不快に感じたり（不快なまぶしさ）することがあります。 照明器具の設計には、まぶしさを軽減するために追加の光学部品を含めることができますが、そうすることは多くの場合、大幅な光損失につながります。
最後に重要なことですが、従来の照明製品と比較して、システムが複雑になると、LED 製品の初期コストが高くなります。 このため、照明器具の設計プロセスではコストの最適化が非常に重要です。 コストの圧力が製品の信頼性や性能を上回ると、一連の問題が表面化します。
