Hoe werkt een LED lamp?

Veel mensen vragen het zich af, zowel voor als nadat zij een LED lamp hebben gekocht: Hoe werkt een LED lamp? In deze blog ga ik uitleggen waar de letters LED voor staan en wat het daadwerkelijk inhoudt. Daarnaast leg ik kort uit wat het verschil is qua verlichting tussen een LED lamp en een traditionele gloeilamp, spaarlamp of halogeenlamp. Als laatste wordt er kort even uitgelegd uit welke onderdelen een LED lamp bestaat en welke voordelen dat heeft.

Wat betekent LED?

Het woord LED is eigenlijk een engelse afkorting voor: “Light Emitting Diode”. Dit is een elektronisch component van een paar millimeter groot wat heel veel licht uitstraalt als er stroom doorheen geleid wordt. Het grote voordeel aan deze “Light Emitting Diode” is dat deze super efficient is en bijna geen warmte produceert, dus geen onnodig energieverlies. De eerste generatie LED werd al uitgevonden in 1927. Maar deze LED’s werden voor het eerst grootschalig gebruikt vanaf 1962. Deze Low Powered LED’s werden vooral gebruikt als indicator in een TV of bijvoorbeeld het rode lampje in een afstandsbediening. Maar deze Low Powered LED’s werden nog niet gebruikt als verlichting.

Wat is er anders aan een LED lamp t.o.v. oude lampen?

Ten eerste is een LED lamp veel energiezuiniger als traditionele lampen en produceert een LED lamp nagenoeg geen warmte. Maar het meest opmerkelijke verschil tussen een oude gloeilamp, halogeenlamp, spaarlamp, TL lamp en een LED lamp is dat het licht van een LED lamp één kant op gestuurd wordt. Bij alle oude lampen wordt het licht altijd alle kanten, dus 360 graden uitgestraald. Dit is een opmerkelijk verschil en daardoor kan LED veel specifieker en gerichter ingezet worden.

Hoe wordt het licht geproduceerd?

Gloeilamp

Een gloeilamp produceert licht doordat er elektriciteit door een gloeidraad heen geleidt wordt. Doordat deze gloeidraad zo heet wordt produceert deze licht, maar ook heel veel warmte. 90% van het stroomgebruik gaat verloren aan het produceren van warmte en maar 10% wordt gebruikt om licht te produceren. Enorme verspilling!

TL en PL lampen

TL en PL lampen geven licht doordat er elektriciteit door een glazen buis met chemische gassen geleidt wordt. Deze gassen zijn giftig voor een mens. Maar deze chemische gassen produceren voornamelijk ultraviolet licht, wat door een fosforlaag tegen het glas van de TL buis wordt omgezet in grotendeels licht, maar de TL lamp zal altijd nog een deel van het ultraviolette licht uitstralen. Ultraviolet licht is schadelijk voor het menselijk lichaam en kan daarbij chemische reacties op moliculair niveau in werking zetten.

Halogeenlamp

Een halogeenlamp werkt in de basis hetzelfde als een gloeilamp. Er wordt elektriciteit door een gloeidraad geleid wat licht produceert. Maar in een halogeenlamp wordt onder hoge druk gevuld met een gas, aan dit gas wordt halogeen toegevoegd. Hieraan heeft de halogeenlamp ook zijn naam te danken. Maar een halogeenlamp is verder doorontwikkeld dan een gloeilamp en daardoor heeft de halogeenlamp een hoger rendement. Meer lumen lichtopbrengst per wattage en een langere levensduur. Inmiddels heeft men ook uitgevonden dat de lichtkleur van een halogeenlamp witter wordt naarmate de gloeidraad van de halogeenlamp heter wordt. Hiermee kunnen ze kleine aanpassingen in kleur gaan toepassen.

LED lamp

Een LED lamp produceert warmte doordat er elektriciteit door de LED (Light Emitting Diode) wordt geleidt. Daarbij schijnt het licht maar een kant op, omdat de elektrische laagjes van de LED maar een kant op gericht zijn, zoals hier rechts te zien is. Het lichtgevende deel van een LED is altijd geel of oranje. Een LED lamp produceert ook nagenoeg geen warmte maar is daar wel gevoelig voor, dus als een LED lamp te warm wordt zal de levensduur achteruit gaan. Daarom zit er op bijna alle LED lampen koelribben. Als voorbeeld: u laat een LED lamp per ongeluk ‘s nachts aan staan en daar schrikt u de volgende ochtend van. Maar als u dan aan de LED lamp zult voelen dan zult u voelen dat de LED lamp niet warmer is als handwarm, plusminus 40 graden.

Daarnaast heeft een LED lamp maar 2 tot 9 procent van de elektriciteit nodig ten opzicht van een gloeilamp om licht te produceren. De efficiëntie wordt uiteraard hoger naarmate de ontwikkelingen van de LED lampen volgen, dus een nieuwere generatie LED zal efficiënter zijn als de vorige. Meer weten over de ontwikkeling van LED techniek? Klik hier 

Hoe is een LED lamp opgebouwd.

Een LED lamp bestaat ten eerste uit een chip, de LED zelf dit het licht produceert. Bij de nieuwere generaties is dit vaak een COB LED chip en bij oudere generaties zijn dit vaak meerdere LED chips met vergrootglaasjes. Het verschil is hieronder te zien met een COB LED chip met een reflector (links) en vier High Power LED’s en een vergrootglaasje (rechts)

Daarnaast worden er bij beide lampen koelribben gebruikt zodat de kleine hoeveelheid warmte die een LED lamp produceert goed afgeleidt kan worden. Als laatste worden er in bovenstaande LED lampen een driver gebruikt. Een kleine trafo die bij alle LED lampen intern of extern gebruikt wordt om de hoogspanning van 230Volt of 12Volt om te zetten naar laagspanning tussen de 2Volt en 45Volt bij hele grote en zware LED lampen. Deze LED driver in beide bovenstaande gevallen zit in het witte gedeelte van de LED lamp.

Voor de technische personen onder ons heb ik hiernaast nog een doorsnede van een LED chip.