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O desempenho dos Leds

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Edição 61 - Fevereiro de 2011
Por Isac Roizemblatt

Os diodos emissores de luz (Leds) têm algumas características que marcam importantes diferenças em relação às outras fontes de luz, sendo uma delas o seu desempenho de vida, a depreciação luminosa e a variação de cor função da temperatura de operação.

Para aplicar os Leds corretamente e usufruir de seus benefícios de acordo com os dados anunciados pelos fabricantes, necessitamos de dados relativos às suas características em várias condições de trabalho para poder selecioná-los, especificar sua condição de operação, compará-los e escolher o mais adequado à aplicação.

Os dados técnicos para a tomada de decisões devem estar disponíveis em sites ou catálogos, porém raramente eles estão completos e permitem comparações entre produtos. Em boa parte das vezes as informações estão limitadas às condições de ensaio ou ainda às condições em que o produto apresenta desempenho máximo, ou seja, não há disponibilidade de dados por meio de gráficos ou tabelas que permitam avaliar os Leds na condição de operação.

Em função das condições de trabalho, as variações de temperatura podem alterar a aparência de cor e a intensidade de luz, daí a necessidade de verificar a compatibilidade de ambas segundo os dados disponíveis nas aplicações, ou melhor, de acordo com a condição que os Leds estão inseridos nas luminárias e a condição ambiente de operação. É o “binning” de cor e intensidade.

Uma vez disponíveis os dados dos fabricantes, é preciso “traduzir” estes dados em informações significativas, válidas e úteis para comparação entre fornecedores. É realizar a tarefa de separar o joio do trigo.

Para visualizar o problema, tomemos como exemplo projetar uma luminária qualquer, que pode ser de mesa, comercial ou para iluminação pública e consideremos que o nosso objetivo é o de obter a maior emissão de luz branca, mantendo a 50.000 horas 70% do fluxo luminoso inicial.

Tabela 1 – Fluxo luminoso

Led

Fluxo luminoso

Corrente

Temperatura de ensaio

Tempo de ensaio

#1

91 lm

350 mA

TA 25 °C

25 ms

#2

107 lm

350 mA

TJ 25 °C

25 ms

#3

130 lm

700 mA

TA 25 °C

25 ms

#4

100 lm

350 mA

TPAD 25 °C

25 ms

TA : Temperatura ambiente

TJ : Temperatura do ponto de junção

TPAD : Temperatura no ponto de solda

Vemos na tabela os dados fornecidos por quatro fornecedores de Leds, em que o fornecedor número #3 tem o maior fluxo luminoso, porém ele emprega 700 mA e, portanto, há necessidade de equalizar as correntes no mesmo nível, pois estamos buscando máxima emissão de luz. Verificamos também que as temperaturas medidas são de diferentes pontos, ou seja, não se equivalem.

Com o Gráfico 1, podemos obter os fluxos luminosos dos Leds na corrente de 700 mA. Este tipo de gráfico pode ser encontrado em escala linear e logarítmica. A Tabela 2 mostra que, quando a corrente está normalizada, o Led de maior fluxo luminoso é o de número #2, mas agora temos que normalizar a temperatura, pois duas indicam a temperatura ambiente, outra o ponto de junção e ainda a outra o ponto de solda.

Gráfico 1 – Fluxo luminoso

Tabela 2 – Fluxo normalizado

Led

Fluxo mínimo

Normalizado em corrente

Normalizado fluxo mínimo

@ 700 mA

Temperatura de ensaio

Tempo de ensaio

#1

91 lm

700 mA

164 lm

TA 25 °C

25 ms

#2

107 lm

700 mA

182 lm

TJ 25 °C

25 ms

#3

130 lm

700 mA

130 lm

TA 25 °C

25 ms

#4

100 lm

700 mA

165 lm

TPAD 25 °C

25 ms

TA : Temperatura ambiente

TJ : Temperatura do ponto de junção

TPAD : Temperatura no ponto de solda

Gráfico 2 – Ajuste da temperatura de operação

 

Quando vamos aos gráficos ou tabelas para normalizar a temperatura, o Gráfico 2 nos mostra que podemos mais uma vez encontrar diferentes escalas ou tabelas e no caso buscamos encontrar a temperatura de operação e, consequentemente, a do ponto de junção nesta condição. Verificamos que a temperatura no ponto de junção do fornecedor #3 ultrapassou a temperatura máxima permitida por sua documentação e, portanto, não pode ser utilizado. Ficam então com os maiores fluxos luminosos os fornecedores #2 e #4.

Agora é preciso encontrar qual dos dois fornecedores remanescentes possui, a 50.000 horas, o maior fluxo luminoso com depreciação máxima de 30%, ou seja, L70. Para que o fornecedor #2 tenha uma depreciação de 30% a 50.000 horas, é necessário que a sua corrente seja reduzida e, por isso, o seu fluxo luminoso diminui. Assim, o fornecedor número #4 é o que dispõe do Led adequado para a aplicação.

O exposto mostra uma parte limitada da aplicação dos Leds, em que os dados indicados por um fornecedor dos Leds de forma singela podem derivar em um desempenho completamente díspar do observado à primeira vista da documentação quando aplicado em uma luminária.

Uma luminária equipada com Leds pode ter o desempenho de algumas características bem diferentes, se aplicadas em Curitiba, Rio de Janeiro ou Manaus devido à temperatura ambiente.

A confiabilidade do componente Led é diferente da confiabilidade do sistema que o utiliza e este depende da confiabilidade da rede de alimentação, das conexões, da confiabilidade intrínseca do Led, da óptica, da condição térmica e da confiabilidade mecânica do sistema. Enfim, Leds são uma fonte de luz que requer, na sua aplicação, a observação de parâmetros distintos das fontes de luz tradicionais do mercado.

 

Isac Roizemblatt é engenheiro eletricista, consultor da Pro Light and Energy Consultants e diretor técnico da Associação Brasileira da Indústria de Iluminação (Abilux). Escreveu este artigo baseado em informações de R. Hechfellner.

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Comentários  

 
0 #1 O desempenho dos Ledsi need love 2014-02-24 21:18
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