Introducción

En el siglo XXI, ciudades y pueblos de todo el mundo comenzaron a cambiar las lámparas de sodio por LED para el alumbrado público, lo que también cambió el color de muchas calles nocturnas de amarillo a blanco brillante. Sin embargo, en los últimos años, se han reportado casos de alumbrado público local que han emitido un extraño color púrpura, como en Vancouver (Canadá), Schaumburg (Illinois), Irlanda y otros estados de Estados Unidos. Este inesperado color púrpura ha suscitado preocupación por su impacto en la seguridad de conductores y peatones durante la noche, ya que altera la percepción nocturna del entorno. La opinión general actual es que la degradación de los fósforos LED ha provocado que las lámparas LED (más productos LED de ZGSM) que originalmente emitían luz blanca ahora emitan luz púrpura. ZGSM también cree que esta explicación es más razonable. Para ayudar a todos a comprender, también nos centraremos en explicar por qué los LED emiten luz blanca, la causa de la alumbrado público violeta (degradación del fósforo), si estas lámparas LED que emiten luz violeta son dañinas y cómo nosotros, como empresas relacionadas, debemos evitar esta situación (alumbrado público violeta).

¿Cómo funciona la farola LED blanca?

Los diodos emisores de luz (LED) son una de las tecnologías de iluminación más eficientes energéticamente que existen actualmente. Además, los LED ofrecen numerosas ventajas sobre otros tipos de iluminación, como su larga vida útil (¿cuánto duran los LED?), su buena disipación del calor y la calidad de la luz que producen. De hecho, los diodos no emiten luz blanca por sí mismos. Pueden emitir colores puros como rojo, verde, amarillo y azul. Estas luces suelen tener diferentes longitudes de onda. La luz blanca LED se forma mezclando diferentes longitudes de onda, como la luz solar. Actualmente existen dos métodos principales para producir luz blanca. Uno consiste en integrar pequeños diodos emisores de luz que emiten luz roja, verde (o amarilla) y azul en un dispositivo grande y luego mezclarlos en una proporción determinada para emitir luz blanca. Otro método consiste en utilizar únicamente diodos emisores de luz azul, pero también es necesario cubrir la superficie de los chips de la lámpara con fósforos. Cuando la luz azul emitida por el diodo azul atraviesa esta capa de material fluorescente, los fósforos absorben parte de la longitud de onda de la luz azul y liberan luz roja y amarilla. De esta manera, los tres (la luz azul y las luces roja y amarilla que se forman posteriormente) forman una mezcla de colores; es decir, el diodo emisor de luz azul y el material fluorescente presentan luz blanca. El primero tiene una buena aplicación en pantallas OLED y bombillas que cambian de color, mientras que el segundo se utiliza principalmente en las industrias de LCD e iluminación.

La principal causa del crecimiento morado

Un instituto de investigación realizó un estudio especial sobre este fenómeno. Observaron farolas LED que emiten luz púrpura o azul. Cuando estas farolas púrpuras se activan con una corriente de 15 uA, el estudio descubrió que no todos los LED de la misma farola emiten luz púrpura y azul. Solo algunos LED emiten luz púrpura y azul anormal. Estos chips LED anormales pueden tener grietas finas en sus capas de fósforo, o las capas de fósforo están separadas de los chips LED, o en casos graves, los chips LED están completamente expuestos. Bajo observación a simple vista, solo el tercer caso puede observar claramente la luz púrpura/azul. El laboratorio midió la desviación de color. Cuando se observa a simple vista, el LED normal tiene un delta u’v’ = 0,009 en relación con 4000 K, mientras que los LED anormales tienen un delta u’v’ = 0,095 en relación con 4000 K, que es mucho más alto que el nivel normal. Además, la distribución de potencia espectral (¿Qué es la distribución de potencia espectral?) de los LED que emiten luz púrpura y azul también cambia significativamente en comparación con los LED convencionales (4000 K). La emisión de luz azul aumenta significativamente, mientras que el pico de emisión de fósforo (longitudes de onda de la luz amarilla y verde) se reduce significativamente. Consulte la figura a continuación para obtener más información.

De los resultados anteriores, podemos concluir que la razón directa por la que las farolas LED emiten luz púrpura es que la capa de fósforo presenta grietas, desprendimiento o incluso desprendimiento. Entonces, ¿cuál es la razón fundamental de este fenómeno? La opinión general actual es que existe un problema con la unión entre el chip LED y la capa de fósforo (recubrimiento fluorescente). Todos coinciden en que la unión entre el chip LED y la capa de fósforo y silicio (capa de fósforo) disminuirá gradualmente con el tiempo. Esta disminución de la unión se manifiesta en la fragilidad del adhesivo de silicona, lo que provoca la separación de la capa de fósforo del chip LED (es decir, la separación del recubrimiento de fósforo del chip LED). Los signos intuitivos de este daño incluyen grietas visibles e incluso fracturas graves en casos graves. Cuando la capa de fósforo falta por completo o se desprende, el LED solo emite luz azul, ya que esta ya no atraviesa el recubrimiento de fósforo para emitir la luz blanca de espectro completo requerida por su diseño. Además, existen opiniones no convencionales que sostienen que otros factores también influyen en la sinergia, como la acumulación de calor interno, las vibraciones repetidas causadas por el paso frecuente de vehículos y la gravedad. Sin embargo, para una misma lámpara, algunos chips LED (Más información sobre chips LED) emiten luz azul-violeta, mientras que otros no, y no existe una regularidad. ZGSM cree que esto tiene poca relación con estos factores. La razón fundamental es que defectos en el recubrimiento de fósforo o un proceso de fabricación deficiente provocan el desprendimiento de la capa de fósforo, lo que a su vez hace que los chips LED pierdan la capacidad de convertir la luz azul en amarilla y roja. Otras razones más profundas solo pueden ser estudiadas por los investigadores.

¿Cómo afecta la luz violeta a la visión?

La luz violeta/azul generalmente se utiliza solo como iluminación ambiental. Al encontrarse repentinamente en una carretera cubierta de luz violeta, es difícil ver los objetos en la carretera. Una razón es la reducción de la iluminación y la otra, la incomodidad visual que causa. Pero lo más preocupante es que esta luz altera la capacidad de conductores y peatones para percibir el entorno, lo que genera inquietud. Los siguientes son los efectos adversos del alumbrado público violeta en opinión de ZGSM.

1. El alumbrado público violeta no favorece la seguridad de conductores y peatones. Esto se debe a que las farolas LED, al haber perdido la capa fluorescente, han perdido la capacidad de convertir la luz azul en verde y roja, y el ojo humano tiene una mayor sensibilidad fotópica a estas dos últimas luces, lo que reduce el flujo luminoso de las farolas. Este cambio hace que el alumbrado público, que originalmente cumplía con las normas ANSI/IES RP-8 y EN13201, ya no cumpla con las normas de diseño de alumbrado público correspondientes (Acerca del diseño de alumbrado público). La seguridad personal de peatones y conductores con este tipo de iluminación es innegable.

2. La luz azul y violeta altamente saturada reduce la capacidad de las personas para ver los detalles, ya que no existen células sensibles al azul en el centro de la retina. Además, la alta proporción de luz azul en las farolas también es perjudicial para la salud humana. Esto se debe a que la luz azul inhibe la secreción de melatonina, interfiere con el reloj biológico humano y causa insomnio, dolores de cabeza y ansiedad. La luz azul también afecta al ecosistema. Los insectos, aves y reptiles son sensibles a la luz azul-violeta. Se sentirán atraídos por la luz alumbrado público violeta, lo que afectará su búsqueda de alimento, apareamiento y migración.

3. La reproducción cromática adecuada de la iluminación exterior es un factor importante para que conductores y peatones identifiquen objetos. El alumbrado público violeta suele carecer de luz verde, roja y amarilla en su espectro, lo que resulta en un IRC bajo (IRC vs. eficacia luminosa). Cuando la reproducción cromática disminuye y el contraste cambia, la luz de este tipo de alumbrado público violeta también afecta la seguridad vial y peatonal. Si desea obtener más información sobre el IRC vs. la eficacia luminosa, haga clic para ver más información.

LM80 y ENEC+ para evitar la alumbrado público violeta

ZGSM recomienda que los fabricantes de farolas cumplan con las normas de prueba pertinentes, como LM80, al seleccionar chips LED para evitar daños prematuros en los LED en el futuro. Si las condiciones lo permiten, también puede solicitar el informe IEC62722 + certificación ENEC+ (Más ENEC+). Recomendamos que la corriente y el voltaje de funcionamiento de la lámpara real sean menores que la corriente y la temperatura de funcionamiento del LED probadas en el informe LM-80. Cumplir con este principio puede garantizar que las condiciones de prueba reflejen con precisión la presión de funcionamiento a la que se enfrenta el LED en aplicaciones reales, lo que indica de forma más fiable el rendimiento y la estabilidad a largo plazo de la farola LED en uso. Los informes IEC62722 y ENEC+ pueden reflejar el cambio de color de la lámpara después de un cierto período de tiempo, y el tiempo de prueba suele ser de 6000 horas. A continuación, nos centraremos en qué son LM80 y ENEC+.

LM80

LM80 es un método de prueba de chips LED aprobado por Energy Star en Estados Unidos, que se utiliza para evaluar el mantenimiento del lúmenes y el cambio de color de las fuentes de luz LED. En la prueba LM80, la fuente de luz LED se probará durante al menos 6000 horas bajo diferentes condiciones de temperatura. Las coordenadas de mantenimiento del lúmenes y cromaticidad en cada punto de tiempo (1000 horas como punto de tiempo) se pueden obtener mediante pruebas. En aplicaciones diarias, los fabricantes tienden a prestar más atención al mantenimiento del lúmenes (mantenimiento del lúmenes y factor de mantenimiento) e ignoran el resultado del cambio de color. Para evitar la generación de alumbrado público violeta, debemos prestar atención a este cambio de color. El informe de prueba LM80 registra las coordenadas de cromaticidad en el diagrama de espacio de color CIE 1976 para analizar el cambio de color, es decir, el cambio de color. En términos generales, la industria considera aceptable Au’V ≤ 0,007, es decir, el cambio de color no se puede observar a simple vista. Las lámparas ZGSM suelen utilizar chips LED Lumileds 3030 o 5050, sometidos a rigurosas pruebas. Además, la temperatura Ts y la corriente de funcionamiento de nuestras lámparas cumplen con los requisitos de LM80, lo que garantiza que la variación de color de las lámparas cumpla con los requisitos correspondientes en aplicaciones reales.

ENEC+

ENEC+ es una marca de certificación europea voluntaria. El contenido de la prueba incluye los parámetros eléctricos de la lámpara, la distribución de la intensidad luminosa, la temperatura de color, el CRI y las coordenadas de cromaticidad, etc. El último punto trata sobre el cambio de color de la farola. Al verificar la certificación ENEC+ de ZGSM, podemos ver los datos de la prueba fotométrica de esfera integradora. Tomando como ejemplo la farola Rifle de 100 W de ZGSM (farolas de la serie ZGSM Rifle), su coordenada de cromaticidad después de 6000 horas de prueba es x = 0,3846, y = 0,3867, y luego podemos obtener u’ = 0,2239, v’ = 0,5065. Al comparar con la fuente de luz estándar F4000 de temperatura de color de 4000 K, podemos obtener el resultado duv. En el informe ENEC+ de ZGSM, vemos que el resultado de la prueba es duv = 0,000338, que está en línea con las expectativas. A continuación se muestran las farolas de las series Rifle y Falcon de ZGSM que han pasado la certificación ENEC+, así como algunos otros productos de farolas que utilizan chips LED probados LM80.

Resumen

Las farolas LED se han utilizado durante casi 20 años y el fenómeno de la alumbrado público violeta también ha sido un tema de gran preocupación en la industria LED en los últimos años. A través del estudio del texto principal, sabemos que las luces LED blancas producen luz blanca mediante la interacción de chips azules y fósforos. Sin embargo, después de un período de uso, la capa de fósforo (recubrimiento fluorescente) de los chips LED se agrieta y se desprende debido a diversas razones (principalmente defectos en el proceso de fabricación), lo que provoca que la proporción de luz azul emitida por el LED aumente y presente luz púrpura. También señalamos el impacto negativo de este tipo de alumbrado público violeta, que afecta el paisaje urbano y puede suponer riesgos para la seguridad. La razón principal es que el flujo luminoso (lúmenes frente a vatios) y el CRI de la alumbrado público violeta han cambiado significativamente en comparación con el estado inicial, lo que no es propicio para que los conductores y peatones observen las condiciones de la carretera. Para prevenir esto eficazmente, ZGSM considera que los chips LED utilizados en el alumbrado público LED deben someterse a rigurosas pruebas LM80 para comprobar que su cambio de color cumple con los requisitos. Asimismo, los proveedores cualificados pueden solicitar la certificación ENEC+ para demostrar que los cambios de color de estas lámparas tras un periodo de uso se encuentran dentro del rango especificado. Si desea obtener más información, puede contactar con ZGSM.

Preguntas Frecuentes

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