3W LED versus 5W dual chip LED – Dlaczego więcej watów ani „dual” nie oznacza lepiej?

Czy dioda LED 5 W musi być skuteczniejsza niż dioda 3 W? W panelach do terapii światłem czerwonym odpowiedź brzmi: nie. O rzeczywistym działaniu urządzenia decydują nie marketingowe waty, lecz konstrukcja LED, sposób zasilania, chłodzenie oraz zmierzona intensywność światła.

Gdzie kończą się dane techniczne, a zaczyna marketing?

Większa liczba watów brzmi atrakcyjnie, lecz sama w sobie nie mówi, ile użytecznego światła dociera do ciała. Właśnie dlatego określenia takie jak 5W LED, dual chip czy 900W panel mogą robić duże wrażenie, ale bez dodatkowych danych pozostają głównie etykietą marketingową.

Wraz z rosnącą popularnością terapii światłem czerwonym rośnie również liczba paneli LED dostępnych na rynku. Niektóre urządzenia są wysokiej jakości, inne mniej, a część wykorzystuje przede wszystkim popularność trendu i atrakcyjnie wyglądające parametry.

W Mitochondriak® od początku nie chcemy ograniczać się do sprzedaży produktów. Chcemy również edukować o znaczeniu światła, rytmu dobowego, mitochondriów i rzeczywistych parametrów urządzeń. Osoby, które uczestniczyły w naszych wykładach, webinarach lub spotkaniach, dobrze wiedzą, że pomiary i praktyczne testy stanowią ważną część naszej pracy.

Dlatego pokazujemy rzeczywiste pomiary intensywności światła, flickeru, poboru energii oraz EMF. Nie chodzi o tworzenie jeszcze większej liczby technicznych określeń. Chodzi o to, aby użytkownik wiedział, co naprawdę kupuje i jak porównać dwa urządzenia bez opierania się wyłącznie na reklamie.

Jeśli interesuje Was szersze porównanie parametrów, przeczytajcie także nasz przewodnik jak wybrać panel ze światłem czerwonym według pięciu najważniejszych kryteriów.

Czym różnią się pobór mocy, moc LED i intensywność światła?

Pobór mocy mówi, ile energii elektrycznej urządzenie pobiera z sieci. Moc znamionowa LED opisuje konstrukcyjną klasę diody, a intensywność w mW/cm² określa ilość energii świetlnej docierającej do konkretnej powierzchni z określonej odległości. Są to trzy różne parametry.

W marketingu paneli często łączy się je w jedno duże oznaczenie. Jeśli panel zawiera 180 pozycji LED opisanych jako 5 W, producent może przedstawić go jako urządzenie 900 W. Jest to wynik prostego mnożenia:

180 LED × 5 W = 900 W

Nie oznacza to jednak, że panel rzeczywiście pobiera 900 W z gniazdka ani że każda dioda pracuje przez cały czas z mocą 5 W. Realny pobór może wynosić zaledwie część tej wartości.

To nie musi oznaczać usterki. LED zwykle nie są zasilane na absolutnym maksimum. Na końcowy rezultat wpływają sterowniki, prąd roboczy, układ połączeń, optyka, wentylatory, radiatory oraz zdolność całego urządzenia do odprowadzania ciepła.

Większa liczba przy diodzie nie oznacza automatycznie, że na skórę dociera więcej światła. Porównywać trzeba cały panel jako system.

Co oznaczają single chip i dual chip?

Single chip LED zawiera jeden emitujący światło chip. Dual chip LED zawiera dwa oddzielne chipy umieszczone we wspólnej obudowie. W panelach do terapii światłem czerwonym mogą one odpowiadać za dwie różne długości fal, na przykład światło czerwone i bliską podczerwień.

Dual chip nie oznacza automatycznie podwójnej intensywności. Oba chipy korzystają ze wspólnej obudowy, ograniczonej powierzchni i określonego systemu odprowadzania ciepła. Ich rzeczywista wydajność zależy od prądu, napięcia, sposobu sterowania i temperatury pracy.

Właśnie w tym miejscu powstaje częste nieporozumienie. Dwa chipy o maksymalnej deklarowanej wartości około 2,5 W mogą zostać połączone pod określeniem 5W dual chip. Nie oznacza to jednak, że każdy z nich jest samodzielną diodą 5 W ani że cała pozycja LED pracuje nieprzerwanie z pełną mocą.

Dlaczego większa moc LED nie musi oznaczać większej efektywności?

Podnoszenie prądu dostarczanego do LED może zwiększać emisję światła, ale wzrost ten nie zawsze jest proporcjonalny do wzrostu zużycia energii. Część dodatkowej energii zaczyna być tracona w postaci ciepła, a dioda pracuje poza swoim najbardziej efektywnym punktem.

W branży LED zjawisko spadku efektywności przy rosnącym prądzie jest dobrze znane. Często określa się je jako efficiency droop. Oznacza to, że po przekroczeniu określonego punktu każde kolejne zwiększenie zasilania daje coraz mniejszy przyrost światła.

W pierwotnym artykule odwołaliśmy się do eksperymentu zespołu z Massachusetts Institute of Technology opublikowanego w czasopiśmie Physical Review Letters. Naukowcy badali mikroskopijną LED pracującą przy bardzo niskiej mocy elektrycznej. Przy poborze około 30 pikowatów odnotowali około 69 pikowatów mocy optycznej.

Eksperyment dotyczył bardzo specyficznych warunków laboratoryjnych i nie oznacza, że typowy panel terapeutyczny może produkować energię z niczego. Pokazuje jednak ważną zasadę fizyczną: sprawność LED silnie zależy od jej punktu pracy, temperatury i sposobu zasilania.

Dlatego nie można automatycznie przyjąć, że dioda oznaczona jako 5 W będzie zawsze bardziej efektywna niż dioda 3 W. Jeśli 5W LED pracuje przy niekorzystnym obciążeniu i wysokiej temperaturze, cały panel może dawać słabszy wynik niż lepiej zaprojektowany panel z diodami 3 W.

Dlaczego mocniej zasilana LED szybciej się nagrzewa?

Energia elektryczna, która nie zostaje zamieniona w światło, w dużej mierze staje się ciepłem. Im wyższy prąd roboczy i temperatura złącza LED, tym trudniej utrzymać wysoką sprawność, stabilne widmo oraz długą żywotność urządzenia.

Wyobraźcie sobie niewielki silnik, który przez cały czas pracuje na granicy maksymalnych obrotów. Może przez chwilę rozwijać większą moc, ale będzie się mocniej nagrzewał, szybciej zużywał i potrzebował wydajniejszego chłodzenia.

Podobnie działa LED. Dlatego producenci zwykle zasilają diody jedynie częścią ich teoretycznej maksymalnej mocy. W naszych historycznych pomiarach było to w przybliżeniu około 60 do 65 procent deklarowanego maksimum.

To, że LED może chwilowo pracować z większą mocą, nie oznacza, że taki sposób zasilania jest najbardziej efektywny, stabilny lub korzystny dla jej żywotności.

Panel oznaczony jako 900 W może więc w praktyce pobierać z gniazdka 245 W, 400 W lub inną wartość zależną od konstrukcji. Sam fakt niższego poboru nie jest problemem. Problem pojawia się wtedy, gdy nominalny wynik mnożenia liczby LED przez deklarowane waty przedstawia się jako rzeczywisty pobór albo bezpośredni dowód większej intensywności.

Co pokazało porównanie panelu 3W i panelu 5W dual chip?

W naszym historycznym teście panel Office z 70 diodami 3W single chip osiągnął wyższą zmierzoną intensywność z 30 cm niż zagraniczny panel z 180 pozycjami 5W dual chip. Zagraniczny panel był oznaczony jako urządzenie 900 W, lecz jego rzeczywisty pobór wyniósł 245 W.

Porównanie dotyczyło konkretnego starszego modelu Office oraz konkretnego zagranicznego panelu. Nie jest uniwersalnym dowodem, że każda dioda 3 W zawsze przewyższa każdą diodę 5 W. Pokazuje jednak dokładnie to, co chcieliśmy zweryfikować: marketingowe oznaczenie 5W dual chip nie gwarantuje wyższej intensywności ani lepszego projektu panelu.

Celem pomiarów nie było krytykowanie konkretnej marki. Chcieliśmy pokazać, jak łatwo samodzielnie sprawdzić podstawowe zależności między deklarowaną mocą, realnym poborem oraz intensywnością światła.

Jak wyglądały nasze pomiary i obliczenia?

Porównaliśmy pobór energii, prąd oraz intensywność promieniowania obu paneli w tej samej odległości 30 cm. Poniższe wartości są zapisem naszego pierwotnego testu i odnoszą się do urządzeń wykorzystanych w tamtym konkretnym porównaniu.

Zagraniczny panel oznaczony jako 900 W

• Liczba pozycji LED: 180
• Deklarowana konstrukcja: 5W dual chip
• Marketingowa moc: 900 W
• Zmierzony pobór mocy: 245 W
• Zmierzony prąd: 1,1 A
• Obliczony pobór jednej pozycji dual chip: około 1,46 W
• Zmierzona intensywność z 30 cm: 64,2 mW/cm²
• Zmierzona wartość światła widzialnego: 11 207 lx

Jeśli pobór prądu podzielimy przez 180 pozycji LED, otrzymamy około 0,0061 A na jedną pozycję. Przy napięciu około 240 V odpowiada to około 1,46 W poboru na całą pozycję dual chip.

Ponieważ w jednej obudowie znajdują się dwa chipy, wynik przypadający na pojedynczy chip jest jeszcze niższy. Pokazuje to, że określenie 5 W opisuje maksymalne lub sumaryczne oznaczenie konstrukcji, a nie rzeczywistą ciągłą pracę każdego chipu z mocą 5 W.

Historyczny panel Office z testu

• Liczba LED: 70
• Deklarowana konstrukcja: 3W single chip
• Marketingowa moc: 210 W
• Zmierzony pobór mocy: 106 W
• Zmierzony prąd: 0,44 A
• Obliczony pobór jednej LED: około 1,51 W
• Zmierzona intensywność z 30 cm: 102,8 mW/cm²
• Zmierzona wartość światła widzialnego: 24 349 lx

W tym konkretnym porównaniu panel Office osiągnął zatem wyższą zmierzoną intensywność pomimo mniejszej liczby LED oraz niższego marketingowego oznaczenia mocy.

Wartości lx dotyczą widzialnej części widma i nie zastępują pomiaru pełnej energii optycznej czerwieni oraz NIR. Zostały zachowane jako część oryginalnego porównania.

Jak rozpoznać single chip i dual chip gołym okiem?

Przy wyłączonym panelu można często zobaczyć przez soczewkę jeden chip w przypadku single chip albo dwa oddzielne chipy w przypadku dual chip. Pozwala to rozpoznać konstrukcję diody, ale nie jej dokładny pobór prądu ani rzeczywistą moc.

Dwa widoczne chipy oznaczają, że w jednej obudowie znajdują się dwa emitery. Nie mówią jednak, jak mocno są zasilane, czy świecą jednocześnie, jaką mają efektywność ani ile energii dociera do skóry.

Drugim krokiem jest sprawdzenie tabliczki znamionowej urządzenia. Jeśli panel ma 400 pozycji opisanych jako 5 W, lecz jego realny pobór wynosi 450 W, wiadomo, że poszczególne pozycje nie pracują stale z mocą 5 W.

Nie musi to świadczyć o złej jakości panelu. Świadczy natomiast o tym, że liczba powstała przez przemnożenie nominalnych wartości nie może być traktowana jako rzeczywisty pobór ani bezpośredni wskaźnik intensywności.

Co naprawdę ma znaczenie przy wyborze infrapanelu?

Przy wyborze infrapanelu warto porównywać realny pobór, zmierzoną intensywność w tej samej odległości, równomierność pokrycia, długości fal, chłodzenie oraz jakość wykonania. Sama liczba 3 W, 5 W lub 900 W nie wystarczy do odpowiedzialnej oceny urządzenia.

Sprawdźcie przede wszystkim:

• Realny pobór panelu, a nie jedynie sumę nominalnych watów LED.
• Intensywność w mW/cm² podaną dla konkretnej odległości.
• Równomierność światła na całej powierzchni naświetlania.
• Dokładne długości fal i ich rozmieszczenie.
• System chłodzenia oraz temperaturę pracy urządzenia.
• Flicker i EMF, zwłaszcza przy regularnym korzystaniu z panelu.
• Możliwość regulacji intensywności i pulsacji.
• Rzetelność sprzedawcy oraz dostępność rzeczywistych pomiarów.

W Mitochondriak® nie próbujemy przekonywać, że najważniejsza jest największa liczba watów na rynku. Ważniejsze są dla nas rzeczywiste pomiary, odpowiednio dobrane długości fal, równomierne pokrycie ciała oraz funkcje, które mają praktyczne znaczenie podczas używania urządzenia.

Dlaczego poświęcamy tyle miejsca takim technicznym wyjaśnieniom? Odpowiedź pozostaje taka sama jak w pierwotnej wersji tego artykułu:

Ponieważ wiemy, że światło ma znaczenie.

Najczęstsze pytania o 3W, 5W i dual chip LED

Czy dioda 5W LED jest zawsze mocniejsza niż 3W LED?

Nie. Oznaczenie 5 W informuje o nominalnej klasie lub maksymalnej wartości konstrukcyjnej diody, ale nie mówi, jakim prądem jest ona zasilana w konkretnym panelu. Dobrze zaprojektowany panel z 3W LED może osiągać wyższą intensywność niż panel oznaczony jako 5W dual chip.

Co dokładnie oznacza dual chip LED?

Dual chip oznacza, że w jednej obudowie LED znajdują się dwa oddzielne chipy emitujące światło. Mogą odpowiadać za dwie różne długości fal. Nie oznacza to jednak automatycznie dwukrotnie większej intensywności, ponieważ wynik zależy od zasilania, temperatury i konstrukcji całego panelu.

Dlaczego panel oznaczony jako 900 W nie pobiera 900 W?

Wartość 900 W może być wynikiem pomnożenia 180 pozycji LED przez nominalne 5 W. Rzeczywisty pobór urządzenia jest jednak zależny od prądu roboczego, elektroniki, sterowników i wybranego trybu. W naszym historycznym teście panel oznaczony jako 900 W pobierał 245 W.

Czy ważniejszy jest pobór mocy, czy intensywność w mW/cm²?

Oba parametry opisują coś innego. Pobór mocy pokazuje zużycie energii elektrycznej. Intensywność w mW/cm² określa ilość energii świetlnej docierającej do powierzchni z konkretnej odległości. Przy porównywaniu światła dwóch paneli intensywność zmierzona w identycznych warunkach mówi więcej niż nominalna suma watów.

Czy single chip i dual chip można rozpoznać gołym okiem?

Często tak. Przy wyłączonym panelu można zobaczyć przez optykę jeden chip w obudowie single chip lub dwa chipy w obudowie dual chip. Nie pozwala to jednak określić dokładnego poboru, prądu roboczego ani intensywności światła całego panelu.

Czy dual chip jest gorszy od single chip?

Nie automatycznie. Dual chip może być praktycznym rozwiązaniem, jeśli producent chce umieścić dwie długości fal w jednej pozycji LED. Jakość zależy od zastosowanych komponentów, sterowania, chłodzenia i optyki. Problemem nie jest sama konstrukcja dual chip, lecz wykorzystywanie jej nazwy jako automatycznego dowodu większej mocy.

Czy większa liczba LED zawsze oznacza mocniejszy panel?

Nie. Większa liczba LED może poprawiać powierzchnię pokrycia i równomierność, ale intensywność zależy również od prądu, optyki, rozmieszczenia diod i odległości. Panel z mniejszą liczbą efektywnie zasilanych LED może dawać wyższą intensywność niż większy panel z diodami pracującymi przy niskim obciążeniu.

Jak najuczciwiej porównać dwa panele do terapii światłem czerwonym?

Porównajcie intensywność zmierzoną tym samym urządzeniem, w tej samej odległości i w tym samym trybie pracy. Następnie sprawdźcie realny pobór, powierzchnię pokrycia, długości fal, równomierność światła, temperaturę pracy oraz pozostałe parametry techniczne. Postępujcie zgodnie z instrukcją konkretnego urządzenia.

Podsumowanie

Więcej watów nie oznacza automatycznie więcej światła ani lepszego panelu. Oznaczenia 3W, 5W, single chip i dual chip opisują jedynie część konstrukcji. Rzeczywisty rezultat zależy od całego systemu, a przede wszystkim od sposobu zasilania, chłodzenia, optyki i zmierzonej intensywności.

Nasze historyczne porównanie pokazało, że panel z 3W single chip LED może w tych samych warunkach osiągać wyższą intensywność niż panel reklamowany jako 5W dual chip. Dlatego przy wyborze urządzenia patrzcie na realne pomiary i kontekst techniczny, a nie wyłącznie na największą liczbę w opisie.

Źródła i materiały

1. Santhanam P. et al., 2012. Room temperature thermoelectricity in light-emitting diodes. Physical Review Letters. DOI: 10.1103/PhysRevLett.108.097403
2. Santhanam P. et al. Wykres zależności mocy elektrycznej i optycznej badanej LED. Zobacz wykres źródłowy
3. Mitochondriak®. Jak wybrać panel ze światłem czerwonym: 5 kryteriów, które robią różnicę.
4. Mitochondriak®. Pulsacja RLT, tlenek azotu i lepsze nawodnienie.