Co je LED modul a jak funguje?

LED moduly jsou základním stavebním prvkem moderního osvětlení. Představují převrat v osvětlovací technice, který přináší mnoho výhod. V tomto článku se zaměříme na to, co je LED modul, z čeho se skládá, jak funguje proudové napájení a jaké jsou jeho výhody oproti klasickým nepěťovým LED páskům.

Co je to LED modul?

LED modul je elektronická jednotka, která obsahuje více světelných LED diod. Ty jsou umístěny na desce plošných spojů (DPS), která slouží i jako tepelný vodič odvádějící teplo z LED do okolního prostředí, nebo do chladiče. Kromě světelných diod může LED modul obsahovat také další součástky, jako jsou rezistory, integrované obvody, kondenzátor nebo i varistory pro omezení přepětí.

V případě LED modulů Tridonic, které používáme pro naše dřevěná LED svítidla, se jedná o DPS s osazenými LED od renomovaného výrobce Samsung a žádné další podpůrné součástky (kromě svorkovnic) neobsahují. To se může zdát jako nevýhoda, nicméně tyto LED moduly jsou napájeny a řízeny elektronickým LED driverem (předřadníkem), který je zdrojem tzv. konstantního proudu, kde řídí proud LED modulem elektronika a tím je dosaženo optimálních pracovních podmínek LED čipů i v případě přepětí, podpětí nebo při harmonickém rušení v síti 230V. Díky tomu mají LED moduly v našich svítidlech stálý světelný tok bez míhání nebo stroboskopického efektu po celou dobu životnosti svítidla.

Z čeho se skládá LED modul?

1. Základem LED modulu (desky na které jsou LED) je materiál FR4, což je tkanina ze skelných vláken sycená epoxidovou pryskyřicí, o tloušťce nejčastěji 1,2 - 1,5 mm. Na tomto nosném materiálu je nanesena vrstva mědi o síle 35 μm (mikrometrů), do které jsou pomocí sítotisku a leptáním "nakresleny" cesty, které spojují jednotlivé LED buď do sériového, paralelního nebo kombinovaného zapojení. Těmito vyleptanými cestami teče el. proud přesně tak, jak je potřeba. Tyto cesty si lze představit jako jednotlivé drátky, které vedou proud, kam potřebujeme.
2. Srdcem LED modulu jsou samozřejmě elektroluminiscenční diody, neboli LED, případně česky nesprávně LED diody :-) O principu fungování LED diod se v tomto článku zabývat asi nemusím.
3. Dalšími komponenty, které jsou na LED modulech jsou svorkovnice, které slouží pro připojení napájecího proudu pro LED. Ano v tomto případě je správně výraz napájecí proud a ne napájecí napětí a v následujícím odstavci se dozvíte proč.

Jak funguje proudové napájení?

Proudové napájení je metoda napájení LED modulů, která spočívá v dodávání konstantního proudu a ne napětí. To znamená, že napájecí zdroj zásobuje LED modul konstantním proudem bez ohledu na kolísání napětí. Tímto způsobem je možné dosáhnout stabilního a dlouhodobě trvanlivého napájení LED diod. Tento způsob napájení LED vychází z tzv. voltampérové charakteristiky LED reps. diody jako takové a jejího PN přechodu.

LED pracuje na principu polovodičového přechodu (PN přechod) jako každá jiná dioda (usměrňovací dioda, Zenerova dioda, tunelová dioda, Schottkyho dioda atd.) a to znamená, že i nepatrná změna napětí vyvolá velkou změnu proudu. Proto je výhodnější, řekl bych i nutností, napájet LED diody pouze zdrojem konstantního proudu (LED driverem) a ne napěťovým zdrojem jako je třeba trafo na 12V v případě LED pásků.

Díky přesnému řízení elektrického proudu LED diodami je zaručena jejich dlouhá životnost, bezporuchovost a stabilita světelného toku a nedochází k jejich přetížení a namáhání.

Výhody LED modulu oproti LED pásku ve svítidle

LED moduly i LED pásky jsou oba populární volbou pro moderní osvětlovací řešení, ale každá z těchto možností přináší své výhody. Představme si nyní některé z výhod LED modulů oproti LED páskům, zejména ve svítidlech:

1. Vyšší světelná účinnost: LED moduly poskytují vyšší světelnou účinnost než LED pásky a to právě díky proudovému napájení, kdy se příkon neztrácí na rezistorech, které jsou použity v LED páscích pro omezení proudu resp. napětí LED diodou. Díky přesnému nastavení proudu pomocí LED driveru, který je zdrojem konstantního proudu nedochází ke ztrátám na předřadných rezistorech, jako u LED pásku.

2. Bezpečné upevnění: LED moduly jsou ve svítidle instalovány pomocí montážních otvorů šrouby nebo cvočky. Proto se nemůže stát, že se LED modul po nějaké době odlepí od nosné montury, jako se to velmi často děje u LED pásků, které jsou na monturu nalepeny oboustrannou páskou.

3. Dlouhověkost a spolehlivost: Díky kvalitním materiálům a pokročilé konstrukci mají LED moduly mnohem delší životnost a jsou odolnější než LED pásky. To znamená méně výměn a menší potřebu údržby v průběhu času.

4. Lepší tepelný management: LED moduly jsou navrženy tak, aby lépe zvládaly teplotu a rozptylovaly teplo efektivněji než LED pásky, protože mají větší plochu mědi, která je velmi dobrým vodičem tepla. To znamená, že mohou pracovat na vyšších teplotách bez omezení výkonu nebo snížení životnosti.

5. Flexibilita v designu: LED moduly jsou dostupné v širší škále tvarů a velikostí než LED pásky, což umožňuje větší flexibilitu při návrhu LED svítidla.

6. Konstantní výkon: LED moduly s proudovým napájením zajišťují konstantní světelný výkon bez ohledu na kolísání napětí, což je něco, co LED pásky nemůžou garantovat.