ASÍ FUNCIONAN LOS DIODOS LEDs

Texto e ilustraciones José Antonio E. García Álvarez


Contenido:

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Introducción
Funcionamiento de un diodo 
   semiconductor común
Funcionamiento del diodo LED
Estructura interna de un diodo LED común
> Partes de una lámpara LED de alta 
   potencia luminosa

Calentamiento de los diodos LED
Color y temperatura de color en 
   kelvin (K) de un diodo LED



 

PARTES DE UNA LÁMPARA LED DE ALTA POTENCIA LUMINOSA



Las partes integrantes de una lámpara LED de alta potencia luminosa son las siguientes:

1.- Chip.- Constituye el elemento fundamental del LED, que no debe fallar en largo tiempo si constructivamente ha sido bien diseñado y los materiales utilizados son de calidad. Cuando el color de la capa de fósforo que recubre el chip es de color amarillo obscuro (ocre), emitirá luz “cálida” (warm light), similar a la de una lámpara halógena de igual cantidad de lúmenes, con la diferencia  que consumirá menos energía eléctrica en watt.  


Por ejemplo, la intensidad  de  luz  que emite una lámpara LED de alta potencia luminosa de 3,5 watt de consumo eléctrico es prácticamente similar a la que emite una lámpara halógena que consuma 20 ó 25 watt. Contrariamente, cuando la capa de fósforo que recubre el chip es de un color más claro (amarillo limón), emitirá entonces “luz fría” (cool light), similar a la de una lámpara fluorescente común de tubo recto o circular, o de una CFL de similares características.

 


Lámparas LED compuestas por tres chips de alta potencia luminosa. La capa de fósforo gruesa que recubre los chips de la lámpara izquierda tiene un color amarillo obscuro (ocre), lo que permite que ésta emita luz cálida, mientras que la lámpara derecha, cuyos chips están recubiertos por una capa de fósforo más delgada (color amarillo limón), emite “luz fría”.

 

2.- Disipador de calor.- Este es un elemento imprescindible de utilizar en una lámpara LED de alta potencia luminosa. Su función es disipar la temperatura que se genera en el punto de unión o juntura del diodo LED cuando la lámpara se encuentra encendida, ayudando a mantenerla dentro de un de un rango adecuado. Un disipador mal diseñado puede ocasionar la destrucción del chip del LED.

 





3.-
Controlador o “driver”.- Su función es controlar el sistema electrónico de trabajo del LED de alta potencia luminosa. Este controlador permite que las lámparas LED de alta potencia luminosa puedan funcionar con corriente alterna (C.A) de la red eléctrica doméstica, en lugar de corriente directa (C.D.).

 

4.- Componente óptico.- Puede proporcionar un mayor o menor ángulo de difusión de la luz, pues la que emite el LED se difunde, normalmente, de forma unidireccional. En el caso de la lámpara que se ilustra al inicio de esta sección, el diseño del componente óptico está formado por pequeñas lentes, que permiten que la luz se difunda en un ángulo de 120º.

Cuando la cantidad de horas de uso continuo de una lámpara LED es prolongada, el componente óptico puede adquirir una coloración amarillenta, por lo que con el transcurso del tiempo tiende a obstruir el paso de la luz que emite el chip.

Por norma general, otras fuentes de luz artificial tradicionalmente utilizadas para uso en iluminación en general difunden los haces de forma omnidireccional, o sea, parten de la lámpara y se difunden uniformemente en todas direcciones. Todos los diodos LED, por el contrario, emiten la luz de forma unidireccional, pues los fotones parten en línea recta a partir de la superficie plana del chip. Por ese motivo, para que el una lámpara LED de alta potencia luminosa pueda abarcar un ángulo más amplio de iluminación, de entre 90 y 140 grados, requiere estar dotada de sistemas de reflexión y lentes más complejas.

En esta ilustración se puede observar, de forma esquemática, una lámpara halógena (1), cuyo haz de luz se difunde, prácticamente, de forma omnidireccional cubriendo, aproximadamente, un ángulo de unos 360º de circunferencia. En (2) se representa un diodo LED común que emite el haz de luz de forma unidireccional o lineal a partir de la superficie plana de su chip. El diodo (3) corresponde, por su parte, a la emisión de una lámpara LED de alta potencia luminosa. El componente óptico que posee proporciona que el haz de luz que

normalmente emite el chip de forma unidireccional se expanda y pueda difundirla en un ángulo de entre 90º y 140º.

 

 

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  Última actualización: septiembre de 2015