Светодиоды для освещения: Светодиодное освещение — теория, типы и применение светодиодов

Светодиодное освещение — теория, типы и применение светодиодов

Вступление

Можно ли сказать, что светодиодное освещение вытесняет или хотя бы заменяет другие, традиционные типы освещения? Однозначно, нельзя. Причин несколько — высокая цена, масса недостатков, спорные пользовательские характеристики и отсутствие законодательных норм и правил.

Теория светодиодное освещение

Прежде всего, разберемся с теорией светодиодного освещения. Источником света светодиодного освещения является светодиод.

Фото светодиодаподключение светодиода

Светодиод имеет несколько названий, одно из них, наиболее правильно его характеризует. Светодиод это светоизлучающий диод (СИД).

Физика процесса, основана на выделении фотонов электронами диодов при прохождении p-n перехода. То есть, при определенных физических характеристиках p-n перехода, диод начинает излучать в определенном диапазоне спектра.

Стоит отметить, что для освещения используют диоды, излучающие не только в видимой части спектра, но и диоды, излучающие в ультрафиолетовом спектре. Такие диоды покрывают специальным люминофором, который светиться при выделении диодом ультрафиолетового излучения.

Один из крупнейших производителей мощных полупроводниковых светодиодов является компания Cree Inc. Производят они не только светодиоды, но и другие электронные компоненты. Чтобы cree купить, лучше обратиться в компанию специализирующейся на поставке отечественной и зарубежной измерительной техники и электронных компонентов. Это обезопасит от некачественной покупки и долгих ожиданий.

История светодиода

Первый светодиод был изготовлен в 1962 году, в Иллинойском университете, они излучали красный свет низкой интенсивности.

Отмечу, что полупроводниковый прибор диод, был известен ранее 60-х годов прошлого века. Обычный диод не излучает в видимом диапазоне. Видимое излучение начинается при определенной толщине p-n перехода диода и определенных материалах, из которых изготовлены слои p-n перехода.

светодиод

Цвет видимого излучения (длина волны) зависит от применяемого в диоде материала полупроводника. На фото видим красный светодиод.

До 90-х годов, светодиоды не находили применение в технологиях освещения, свет был тусклым и не годным для освещения. Только в 90-х годах, был изготовлен сверхяркий синий световой диод, годный для технологий освещения.

Примечательно, нет светодиодов излучающих белый свет. Чтобы добиться белого светодиодного излучения используется следующие технологии:

1. В паре с цветным светодиодом используется линза, на которую наносят различное люминофорное покрытие. Нанося на линзу голубого светодиода, желтое люминофорное покрытие, получаем белый свет светодиода.
2. Второй способ получить белый свет от светодиода, называется RGB. Смысл очень прост. На единой плате размещаются красные, зеленые, синие светодиоды. Именно по этому, эту технологию называют Red-Green-Blue (RGB). Смешивание этих излучений на линзе светодиода, дает монохромный белый свет. Недостаток RGB метода, слабая цветопередача (индекс CRI).
3. На диод, излучающий невидимое ультрафиолетовое излучение, наносят цветное люминофорное покрытие, получают свет различного цвета.

Светодиоды для освещения

Светодиоды нашли широкое применение не только в освещении. Всем знакомы светодиодные подсветки в мониторах и телевизорах. Тип этих светодиодов называется DIP и Superflux.  У них очень слабый световой поток и они не пригодны для освещения.

Для освещения используются следующие типы светодиодов:

• SMD светодиоды (Surface Mounted Device). Эти светодиоды получили наибольшее распространение. Наиболее популярны типы светодиодов: SMD 5050, 5630, 5730, 3030, 3528, SMD 4014,  Маркировки SMD 3528, 5050, 5630, 5730 означают размер корпуса светодиода, 5050 это размер 5 на 5 мм.
• Мощные светодиоды 10;20;30;50 и 100 вт. Имеют угол рассеивания 140˚ и выполняются на теплоотводящей платформе.

Мощные светодиоды

• Светодиоды COB (Chip on Board). Новое поколение LED освещения, идущее на смену SMD светодиодам с 2014 года. По этой технологии несколько кристаллов размещаются на единой платформе, что позволяет эффективнее отводить тепло и получать большую световую отдачу.

Светодиоды COB

Примечание: Частое упоминание об отводе тепла требует пояснений. В отличие от традиционных ламп, светодиоды не излучают тепло, свет от них фактически холодный, а отдают тепло в p-n переход светодиода. Отсюда потребность, предпринимать шаги по отводу тепла при увеличении мощности светодиода.

Фото 10 ваттного светодиода.

Варианты освещения LED светильниками

Уличное LED освещение. Яркое, мощное освещение готовыми (в сборе) светильниками антивандального исполнения со светодиодами различного типа и высокой IP (степенью защиты корпуса).

Уличный LED светильник

LED лампы для дома и офиса. Лампы, идущие на смену лап накаливания, галогенных и люминесцентных ламп. Имеют стандартные винтовые цоколи E 14 и E27 и цоколи GU5.3, GU10. (читать статью: Типы цоколей светодиодных ламп: маркировка, обозначение, фото)

Фото лампочки LED, цоколиФото лампочки LED, корпуса

LED подсветка, декоративная. Более известна как светодиодная лента.

Лента светодиодная синяя (Blue)

Светодиодные прожектора.

Фото прожектора LED

Grow light освещения для подсветки растений.

Фото LED подсветки растений

Фонарики с LED светом.

LED фонарик

Вывод

Как видите на фото, благодаря компактности светодиодов, их можно «засунуть» в любой стандартный футляр ламп другого типа. Это технически упрощает переход на LED освещение. Однако, есть в светодиодном освещении и недостатки, которые тормозят их повсеместное внедрение:

• Прежде всего, они очень дорогие;
• Требуется отвод тепла для мощных светодиодов;
• Пульсирующий свет светодиодов, плохо влияет на зрение.
• Присутствие эффекта ослепления.

Именно по этому, светодиодное освещение, нашло широкое применение, как освещение декоративное в виде подсветок по потолку и полу, а также в рекламе и садоводстве.

LED светильники активно используются как подсветка лестницы. Они практически незаменимы в частных домах повышенной этажности. Проблема заключается в ночной подсветке лестниц. И здесь отличным решением могут стать LED светильники для лестниц Livolo. По внешнему виду это квадратный светильник небольших размеров, предназначенный для встраивания в стену около ступенек лестниц. По типу освещения это LED светильник, что по определению улучшает освещенность со снижением энергопотребления (их мощность около 1 Вт). Кроме этого, светильники для лестниц Livolo имеют встроенные датчики освещенности, что позволяет автоматизировать их ночное включение.

Кроме этого, светильники для лестниц Livolo имеют встроенные датчики освещенности, что позволяет автоматизировать их ночное включение. Наличие неожиданных, но очень современных и удобных функций характерны для электрооборудования компании Livolo.

Например, бесконтактные и сенсорные выключатели всех типов и диммеры не только украсят любое жилище, но и создадут современные условия для жизни. Интересны и актуальны радиоуправляемые выключатели освещения. Они обеспечить управления светом дома с пульта управления.  Вдобавок, к функциональности, розетки и выключатели Livolo выполнены в изящном, современном дизайне, которые невозможно не оценить.

©Ehto.ru

Статьи раздела: Освещение

 

Освещение дома с помощью светодиодов

Освещение наших квартир или домов можно делать многими способами. Каждый способ заключается в использовании различных типов ламп. Как известно, большинство людей использует стандартные лампы накаливания.

Также многие жители планеты перешли на использование люминесцентных ламп.

Однако в последнее время в нашу жизнь просто врывается самый новый тип освещения, который мы называем светодиодным и который может использоваться как в качестве основного, так и в качестве дополнительного.

Этот тип освещения отличается от всех остальных тем, что основным источником света выступает не вольфрамовая нить или инертные газы, а светодиод.

Этот светодиод является полупроводниковым элементом, который обладает способностью излучать свет при прохождении через него электрического тока.

Хочется обратить внимание на тот момент, что для создания светодиодов могут использоваться различные типы полупроводниковых элементов. При этом каждый тип может излучать свет различного спектра, то есть различного цвета.

В результате светодиодное освещение может использоваться не только в качестве основного освещения дома или любого помещения, а также является очень сильным инструментом для создания и подчеркивания оригинального интерьера.

Благодаря существованию светодиодов дизайнеры получили возможность стильно оформлять различные зоны квартир, домов, а также ландшафтов и садов.

Подытоживая уже сказанное, отметим, что одним из принципов организации этого типа освещения является подача света или на все помещение (общее освещение), или же на отдельные участки комнаты (локальное или местное).

Также специалисты используют и комбинированный способ, т.е. сочетание общего и местного способов подачи света.

Для того, чтобы понять, насколько выгодным является светодиодное освещение, рассмотрим его положительные и отрицательные стороны.

Как и все предметы в мире, так светодиодное освещение, которое может использоваться не только дома, но и на улицах, имеет свои недостатки. Они заключаются в:

Подытоживая, можно отметить, что светодиодное освещение для различных типов помещений обладает очень большим количеством преимуществ. Многие недостатки возникают лишь тогда, когда оно характеризуется большой мощностью и должно использоваться в специфических условиях, которые не являются присущими домашней обстановке.

Лампа светодиодная в стандартный цоколь

Выше мы отметили, что создание света в доме с помощью светодиодов может быть как общим, так и местным. Первый вариант предусматривает использование светильников.

В зависимости от площади помещения можно использовать один светильник, который будет находиться в центре потолка, или много светильников, которые будут рассредоточены по площади потолка. В эти светильники вставляются светодиодные лампы.

Производители оснащают такие лампы стандартными цоколями, благодаря чему их монтаж являются элементарной процедурой. Однако главная сложность заключается не в этом. Она заключается в правильном подборе лампы, а точнее в ее мощности.

Далее мы укажем, что нужно учитывать, чтобы обеспечить качественное внутреннее освещение, используя светодиодные лампы. Специалисты отмечают, что главным критерием в этом является световой поток, который еще называют интенсивностью света или яркостью. Данная величина измеряется в люменах.

Главной нашей задачей является определение максимального количества люмен, т.е. необходимого уровня интенсивности света в помещении. Далее отталкиваясь от этой цифры, мы будем осуществлять выбор самой светодиодной лампы.

Например, будем считать, что нужно осветить комнату, площадь которой равняется 18-ти «квадратам». Если брать во внимание обычные 100-ваттные лампочки накаливания, то нам нужно использовать две единицы таких лампочек.

Одна лампочка создает от 1200 до 1300 люмен. Возьмем меньшую величину — 1200 люмен. Общая потребность в люменах равняется цифре 2400.

Как уже отмечалось выше, светодиод мощностью в один ватт может создать 120 люмен. Однако на рынке лампы такого качества являются очень дорогими и их трудно найти. Обычно продают лампы, которые могут выдать 50-60 люмен на один ватт. Мы учтем 50 люмен.

В результате получается, что для освещения вышеупомянутой комнаты, которая может находиться в любом здании, нужно купить светодиодную лампочку с мощностью 48 ватт (2400/50 = 48).

Конечно, можно использовать как одну мощную лампочку, так и четыре лампочки с мощностью на 12 ватт. Это уже зависит сугубо от вас.
Сделаем акцент еще на том, что это самый упрощенный способ организации процесса создания света в доме с помощью светодиодов.

Полезный совет: на практике этот процесс требует учета света отражения, угла излучения света, светового потока, рабочей температуры, а также цвета стен и потолка. Это сложно и будет лучше, если эту работу доверить специалистам.

Особенности светодиодных лент

Что касается местного освещения помещения, то оно может быть осуществлено с помощью светодиодной ленты.

Полезный совет: использование таких лент не может стать полноценной заменой светильников на основе светодиодов. Эти ленты способны подсветить определенное пространство и создать очень хороший визуальный эффект. Они не характеризуются высоким уровнем мощности.

Кроме этого они нуждаются в низком напряжении, которое может равняться или 12-ти, или 24 вольтам. Также на рынке можно найти 36-ти и 48-ми вольтные ленты, однако они используются очень редко. Смотря на это, они нуждаются в блоке питания.

Светодиодная лента в бабине

Сама лента является гибкой печатной платой, на которой производители размещают светодиоды, тогоограничивающие резисторы и соединительные проводники. Максимальная длина ленты может составлять пять метров. Все светодиоды разделены на группки. Каждая состоит из трех единиц.

Такая группка является неделимой и разрезать светодиодную ленту посреди группки нельзя. Разрезать можно только в определенных местах. Каждый производитель обозначает эти места.

Этот тип осветительной ленты может создавать как свет белого цвета, так и свет других цветов. В последнем случае такая лента называется RGB-лентой. В отличие от простой ленты, которая имеет две дорожки, RGB-лента может похвастаться наличием четырех дорожек.

Подбор блока питания

Стоит отметить, что организация местного освещения помещения с помощью светодиодных лент является простой процедурой и ее легко можно сделать своими руками.

Для осуществления этого процесса также нужно запастись блоком питания и коннекторами (они используются для соединения нескольких светодиодных лент), а также кабелем с розеткой.

Для того, чтобы такое освещение работало эффективно, блок питания должен иметь такую же мощность как все подключаемые к нему ленты + еще некоторый запас. Для выбора этого блока нужно определиться с длиной необходимой ленты со светодиодами.

Каждый производитель таких лент указывает суммарную мощность светодиодов, которые размещаются на одном метре.

Вам же нужно перемножить необходимое количество метров на мощность одного метра. Таким образом вы узнаете общую мощность вашего местного освещения. Далее полученную цифру нужно умножить на 1,5 (учитываем запас мощности). В конечном итоге вы получите число ватт, которым должен обладать сам блок питания.

Осуществление местного освещения

Когда вы обладаете необходимыми элементами, можно приступать к созданию светодиодного освещения в доме с помощью своих рук. Этот процесс предусматривает следующие шаги:

1. Подключение к блоку питания светодиодной ленты с необходимой длиной.
2. Подключение кабеля с розеткой к блоку питания.
3. Монтаж всех компонентов в нужном месте.
4. Включение блока в сеть.

Полезный совет: к одному блоку питания рекомендуется подключать не более пяти метров светодиодной ленты. Конечно, можно взять очень мощный блок, который может выдержать и 10 метров такой ленты. Однако это делать не желательно, так как в начале ленты диоды будут перегреваться, а на конце будут получать меньше тока. В итоге они будут светиться с меньшей яркостью. Поэтому рекомендуется использовать два менее мощные блоки питания.

В том случае, когда нужно соединить две части ленты, то их соединяют параллельно. Для этого используют коннекторы.

Использование RGB-ленты

В тех случаях, когда вы используете RGB-ленту, то необходимо использовать RGB-контроллер, который подключается к блоку питания. Далее к этому контроллеру подключается RGB-лента. Она имеет четыре провода, три из которых обозначают три основных цвета: красный, зеленый и синий. Собственно, они покрашены в эти цвета.

На контролере есть четыре выхода, которые имеют надписи V+, R, G и B. К последним трем подсоединяют красный, зеленый и синий провода. К четвертому выходу V+ подключают оставшийся провод. Этот контроллер управляется дистанционным пультом.

Об особенности создания такого освещения также можно узнать из видео:

Преимущества светодиодного освещения перед традиционными источниками света

Мир выбирает светодиоды вместо ламп. Президент США Джордж Буш подписал закон, согласно которому обычные бытовые лампочки будут практически полностью заменены на энергосберегающие в 2014 году. Но по мнению российских ученых, одним из самых перспективных направлений в освещении является внедрение светодиодов. Разработками этого направления в рамках госпрограмм занимаются в Соединенных Штатах, в Китае, в Японии, Корее, Австралии, на Тайване. В России необходимо создание программы развития светодиодной промышленности, светотехнических устройств на основе светодиодов и применения этих устройств в общем освещении, считает доктор физико-технических наук, профессор МГУ Александр Эммануилович Юнович.

По мнению профессора, светодиодное освещение — проблема глобальная, имеющая научное обоснование; ее решение будет иметь не только экономические, но и социальные последствия. Этой проблеме был посвящен его доклад «Современное состояние и тенденции развития светодиодов и светодиодного освещения» на выставке «Интерлайт-2007». Стенды выставки демонстрировали как готовую светотехническую продукцию (уличные светильники, светодиодные лампы с цоколем, гирлянды), так и светодиоды и компоненты для их изготовления.

Больше половины участников выставки составили отечественные компании — больше половины выставленной ими продукции оказалась импортной. Часть электрической энергии, расходуемой на освещение, составляет в мире около 21% от общего количества потребляемой электроэнергии.

Светодиод — это прибор, который с высоким коэффициентом полезного действия преобразует электрическую энергию в световую. Новые источники света, светодиоды, позволят сэкономить электроэнергию, оцениваемую миллиардами долларов, и решить часть экологических проблем, связанных с глобальным потеплением. Исследования в области светодиодов проводились еще в начале 20 века: в 1907 году Дж. Раунд в Америке наблюдал электролюминесценцию в карбиде кремния, а позже, независимо от него, в 20-е годы Олег Владимирович Лосев открыл «эффект Лосева». В 1939 году О.В.Лосев написал, что это явление возникает на границе р и n областей. Эта статья опережала работы 1949 г. о р-n переходах и основанных на них транзисторах, за которые В.

Шокли, Дж.Бардин и У.Браттейн получили нобелевскую премию. Следующим важнейшим шагом в истории светодиодов стало открытие Жоресом Ивановичем Алферовым и его школой свойств гетеропереходов (Нобелевская премия 2000 г.). Гетеропереход — контакт двух различных по химическому составу полупроводников.

Полупроводниковые структуры, имеющие несколько гетеропереходов, называются гетероструктурами. В 90-е годы японские ученые, И.Акасаки, Х.Амано, Ш.Накамура добились значимых результатов в области изучения светодиодов на основе нитрида галлия. Физика, связанная с гетеропереходами, была использована в структурах с контактами нитрид галлия — нитриды индия/галлия и галлия/алюминия. «В этих приборах используются десятки слоев, толщина которых составляет несколько или десятки постоянных кристаллической решетки (постоянная решетки — это шаг размером порядка нанометров, при сдвиге решётки на этот шаг она совпадает сама с собой).

Мощные светодиоды CREE для освещения:основные преимущества и перспективы применения

Изобретение электрической лампы накаливания дало рождение светотехнике, бурное развитие которой происходит уже около 100 лет. На смену лампам накаливания постепенно приходили разрядные лампы, люминесцентные лампы, лампы высокого давления. Прогресс в технологии разработки мощных светодиодов, произошедший на рубеже XX и XXI веков, позволил светодиодам попасть в сферу интересов разработчиков светотехники, и можно предположить, что мощные светодиоды в скором времени вытеснят устаревшие источники света.

Последние несколько лет идут многочисленные дискуссии о применении мощных светодиодов в освещении. Сегодня использование светодиодов в освещении может сэкономить средства за счет снижения потребления электроэнергии и отсутствия затрат на эксплуатацию. Развитие светодиодных технологий, результатом которого стало появление новых эффективных мощных светодиодов, в совокупности с растущей потребностью в энергосбережении открывает новый рынок для светодиодных изделий в освещении. Примером применения светодиодных изделий может быть освещение коридоров и подъездов в домах, технических зон и рабочих мест на предприятиях, складов и хранилищ и даже освещение витрин и прилавков в магазинах.

Для применения в освещении предназначены мощные светодиоды, которые по таким параметрам, как световой поток (лм), световая отдача (лм/Вт), индекс цветопередачи и надежность, не уступают (а зачастую превосходят) традиционные источники света, используемые в осветительных приборах. Светодиоды имеют много преимуществ по сравнению с лампами. Излучение светодиодов направленное, то есть распространяется в пределах определенного телесного угла. Это позволяет избегать использования в осветительных приборах на основе светодиодов дополнительных отражателей, снижающих эффективность прибора. Стоит отметить, что срок службы мощных светодиодов при работе в номинальном режиме составляет не менее 50 000 часов. Светодиоды не содержат ртути, как большинство люминесцентных и разрядных ламп, что существенно облегчает проблему утилизации. Кроме того, время достижения максимального значения светового потока после включения светодиода составляет наносекунды, а максимальная световая отдача достигается в диапазоне холодного белого цвета. Все перечисленные преимущества светодиодов позволят им вызвать определенные перемены в освещении.

Первыми мощными светодиодами стали изделия Luxeon, разработанные в 2002–2003 годах компанией Lumileds, образованной в 2000 году совместно компаниями Hewlett Packard и Philips. Первыми изделиями, где нашли применение мощные светодиоды, стали фонарики и аварийные светильники. Основным препятствием для более широкого применения светодиодов в освещении была их высокая, по сравнению с традиционными источниками света, цена. Поворотной точкой можно считать октябрь 2006 года, когда компания CREE выпустила новую серию мощных светодиодов XLamp XR-E в холодном белом диапазоне (цветовая температура — от 5000 до 10 000 K) [1]. Это были первые светодиоды с достаточно высокими световыми характеристиками и надежностью. Поэтому использование их в осветительных приборах выглядело очень перспективным и предполагало окупаемость первоначальных расходов в течение не очень долгого времени за счет экономии электроэнергии и сокращения затрат на обслуживание. Примерно через полгода компания CREE выпустила мощные светодиоды XLamp серии XR-E в нейтральном и теплом белом диапазонах (цветовая температура — от 2600 до 5000 K), использование которых потенциально выгодно для большего количества применений, например для внутреннего освещения и различных видов декоративного освещения.

 

Мощные светодиоды CREE

Как уже было сказано, первые мощные светодиоды (СД), появившиеся на рынке, выпустили компании Lumileds и Nichia. Эти компании использовали в своих СД кристаллы на основе гетероструктур нитрида галлия (GaN) и его твердых растворов, выращенные на подложках из сапфира (Al2O3). СД двух производителей-лидеров отличались, в основном, корпусами и методом монтажа кристаллов в корпусе. Специалисты компании Nichia применяли стандартный метод монтажа кристаллов, когда два контакта кристалла находятся сверху. Специалисты компании Lumileds в своих разработках первыми стали использовать перевернутый монтаж кристалла контактами вниз (flipchip) на плату из кремния (Si), что позволяет уменьшить потери при выводе излучения из кристалла за счет исключения отражения от контактов и понизить тепловое сопротивление СД. Компания CREE начала исследования по разработке светодиодных структур на основе GaN и его твердых растворов в начале 90-х гг. прошлого века. С 2005 г. эта компания начала выпуск мощных СД на основе кристаллов таких структур. При этом CREE традиционно использует технологию эпитаксиального выращивания структур GaN на подложках из карбида кремния (SiC). Технология выращивания структур GaN на SiC обладает рядом принципиальных преимуществ перед технологией InGaN на сапфире. Благодаря большему коэффициенту теплопроводности (3,8 Вт/см·К у SiC против 0,3 Вт/см·К у сапфира) упрощается решение проблемы отвода тепла от активной области кристалла (p-n-перехода). Эта проблема — одна из ключевых для кристаллов мощных светодиодов, токи в которых превосходят 100 мА. Также нужно отметить, что кристаллическая решетка 6H-SiC обладает лучшим, по сравнению с сапфиром, сродством с GaN, что снижает концентрацию дефектов и дислокаций в структуре GaN и повышает квантовый выход электролюминесценции [1, 2], а также позволяет практически избежать возникновения механических напряжений в кристалле при изменении температуры [3]. Стоит отметить, что снижение числа дислокаций в базовом слое GaN, выращенном непосредственно на подложке, является одним из трех основных технологических направлений повышения квантового выхода. Применение кристаллов GaN, выращенных на SiC-подложках, позволило компании CREE сразу получить световую отдачу своих СД на уровне 45 лм/Вт и встать в один ряд с компаниямилидерами — Lumileds и Nichia.

Основная особенность СД производства компании CREE — корпус (рис. 1). Впервые в массовом производстве СД применяется металлокерамический корпус с плавающей линзой из кварцевого стекла, что дает возможность получить сразу несколько важных преимуществ. Во-первых, электрически изолированное теплоотводящее основание упрощает конструирование кластеров на основе СД.

Во-вторых, эвтектическая посадка кристалла на металлизированную керамическую подложку снимает проблему механических напряжений, возникающих за счет большой разницы в температурных коэффициентах расширения при эксплуатации СД в широком диапазоне температур, и особенно при отрицательных температурах [1].

 

Рис. 1. Внешний вид белого СД CREE семейства XL7090

В-третьих, корпус не содержит пластмассовых деталей, не требует предварительного приклеивания, что позволяет использовать для монтажа стандартные автоматизированные линии, а это приводит к значительному снижению себестоимости конечных изделий. Линза из кварцевого стекла устойчива к воздействию УФ-излучения, это гарантирует длительный срок эксплуатации СД при прямом солнечном свете. Подвижность линзы не только защищает от напряжений контактную систему, но и позволяет сохранять фокусировку в широком температурном диапазоне. Дальнейшее усо семейства XR7090 в корпусе вершенствование корпуса СД, воплощенное в семействе XR7090 (рис. 2), в основном коснулось конструкции отражателя и, самое главное, снижения теплового сопротивления «p-n-переход — теплоотводящее основание» до 8 °С/Вт.

 

Рис. 2. Внешний вид белого СД CREEСемейство XR-E7090: первые мощные светодиоды для систем освещения

Светодиоды, входящие в семейства СД XRE7090 и XR-C7090, изготавливаются на основе новых кристаллов EZ1000 (рис. 3) и EZ700 семейства EZBright соответственно. Эти кристаллы компания CREE разрабатывала с 2004 г., а для их массового производства потребовалось строительство новой фабрики, переход на SiC-подложки диаметром 100 мм со сверхнизкой плотностью дефектов и разработка новых технологических процессов. В результате удалось добиться рекордных показателей эффективности. Так, кристаллы типа EZR260 обеспечивают квантовый выход 55–75%, а у самых больших кристаллов (EZ1000) типичный квантовый выход равен 40–55%. Кроме того, за счет улучшения контактной системы удалось получить прямое падение напряжения на кристалле при номинальном токе на 20% ниже, чем у семейства кристаллов XB900 и кристаллов других производителей.

Семейство кристаллов EZBright имеет ряд принципиальных технологических отличий. Как и раньше, используется процесс эпитаксиального выращивания слоев GaN и его твердых растворов на SiC-подложке толщиной 100 мкм. Однако после формирования излучающей структуры SiC-подложка стравливается через маску до 35 мкм с образованием линзовой системы, которая обеспечивает сбор светового потока с поверхности структуры и формирует стандартную кривую силы света. Это позволяет упростить решение проблемы однородности нанесения люминофора на кристалл при производстве СД белого цвета свечения.

Второе важное отличие заключается в применении новой контактной системы в кристаллах EZ1000. Она имеет две контактные площадки для приваривания проводников и выполнена таким образом, чтобы минимизировать площадь контактов на поверхности кристалла. Это позволило увеличить площадь поверхности излучения до 90%, а параллельное соединение перемычек контактов катода дополнительно вдвое снизило потери проводимости при токах свыше 350 мА.

Претерпела изменение и технология нанесения люминофора. В предыдущих семействах (XL7090 и XR7090) весь объем внутри отражателя между кристаллом и первичной линзой заполнялся взвесью люминофора в геле (рис. 2). Это упрощало технологический процесс, но при этом обнаруживались два серьезных недостатка. Во-первых, наблюдалась существенная цветовая неоднородность свечения, а во-вторых, практически отсутствовала возможность создания вторичной оптики с углами излучения менее 20° из-за слишком большой площади излучателя. В новых семействах СД люминофор наносится непосредственно на кристалл (рис. 4), что позволяет практически полностью устранить указанные недостатки. В результате компании Cree удалось получить изделие, среднее значение световой отдачи которого превышает 90 лм/Вт при токе 350 мА в диапазоне цветовых температур 5500–6500 К, а средняя потребляемая мощность в этом режиме составляет 1,07 Вт [4]. Отдельные приборы обеспечивают световой поток до 120 лм при 350 мА.

Достигнутые компанией CREE показатели эффективности впервые позволили говорить о конкуренции полупроводниковых ИС с большинством традиционных ламп. В таблице приведено сравнение характеристик большинства традиционных ИС с двумя семействами СД — XR7090, как представителя предыдущих поколений СД, и XR-E7090. Под реальной световой отдачей понимается отношение светового потока светильника к суммарной мощности ИС в нем. По данным таблицы видно, что белые СД семейства XR-E7090 уже превосходят многие традиционные ИС.

 

Рис. 3. Схема кристалла CREE EZ1000 семейства EZBright

 

Рис. 4. Внешний вид белого светодиода семейства XR-E7090 Новые семейства мощных светодиодов CREE

В конце 2009 года специалисты компании CREE разработали и запустили в массовое производство новую серию мощных СД — XP. В эту серию входят, аналогично предыдущей серии, два семейства — XP-E и XP-C, в которых используются кристаллы EZ1000 и EZ700 соответственно. Применение нового материала с высокой теплопроводностью позволило уменьшить корпус СД данной серии до малых размеров — 3,45M3,45 мм (рис. 5). Высота этих светодиодов составляет 2 мм.

 

Рис. 5. Внешний вид белого светодиода семейства XP-E7090 в корпусе

В светодиодах данной серии также применяется эвтектическая посадка кристалла на металлизированную керамическую подложку [2, 3], аналогично светодиодам серии XR, что снимает проблему механических напряжений, возникающих за счет большой разницы в температурных коэффициентах расширения при эксплуатации СД в широком диапазоне температур, и особенно при отрицательных температурах [2]. Тепловое сопротивление данных СД при этом составляет 9 и 12 °С/Вт соответственно. Кроме того, конструктивные изменения корпуса и применение силиконовой линзы позволили улучшить оптические характеристики светодиодов. Значение световой отдачи в холодном белом диапазоне у СД серии XP-E превышает 100 лм/Вт, а максимальный световой поток — 120 лм/Вт. Специалисты CREE постоянно работают над повышением световой отдачи своих СД. В конце I квартала 2009 года значение этого показателя для лабораторных образцов превышало 160 лм/Вт. Одной из новых разработок, которую специалисты CREE запустили в массовое производство в конце III квартала 2009 года, является еще одно новое семейство в серии XP — XP-G [5]. Существенным отличием этого семейства станет применение нового кристалла, с площадью 1,5 кв. мм. Это позволяет получить при токе 350 мА рекордное значение световой отдачи для серийно выпускаемых СД — 132 лм/Вт [5].

 

Таблица. Сравнение характеристик большинства традиционных ИС с двумя семействами СД — XR7090 и XR-E7090

Тип источника	Эффективность, лм/Вт	Реальная эффективность , лм/Вт	Наработка, ч
Лампы накаливания	8–13	6–10	1000
Галогенные лампы	16–22	12–20	2000
CREE XLamp XR7090	47	47	50 000
Компактные люминесцентные лампы	50–70	35–50	10 000
Металлогалогенные	60–100	40	6000–15 000
CREE XLamp XR-E7090	100	100	50 000
Люминесцентные	60–100	55–70	15 000
Натриевые высокого давления	90–130	50	15 000

 

Примечание. Реальная эффективность ДНат — 100 лм/Вт.

 

Применение мощных светодиодов для освещения

Несмотря на все преимущества светодиодов, существует стойкое ощущение, что их высокая начальная стоимость является ограничивающим фактором для широкого применения светотехнических изделий на их основе. Пока это так: начальная стоимость — важный фактор при закупке продукции для большинства потребителей. Многие потенциальные покупатели светодиодной продукции смотрят, прежде всего, именно на нее. К ним относятся муниципальные организации, энергетические компании, которые являются собственниками большинства уличных светильников, а также строительные компании. Общие затраты включают в себя начальную стоимость светильника, а также другие факторы: стоимость потребляемой электроэнергии, затраты на обслуживание, включающие в себя замену ламп и чистку светильников, и затраты на расходные материалы, которые необходимы для поддержания светильников в рабочем состоянии.

Использование в качестве источников света мощных светодиодов позволит снизить потребление электроэнергии и расходы на обслуживание. Однако высокая начальная стоимость светодиодных решений превосходит почти все сэкономленные суммы. Поэтому следует рассматривать все основные факторы в комплексе, где максимально учитываются преимущества светодиодов, а именно экономия электроэнергии, отсутствие обслуживания, качество света [6].

Подробно преимущества светодиодов рассмотрены в статье [6]. Здесь же коротко стоит упомянуть, что оптические характеристики и эффективность системы освещения на основе светодиодов в основном определяются характеристиками светодиодов [6], более того, существенная скорость улучшения данных параметров [1] ведет к быстрому росту характеристик светодиодных осветительных приборов. Светодиоды долговечны: они не перегорают, как лампы, а продолжают излучать свет в течение длительного времени, причем световой поток медленно снижается во времени [6–8]. Как следствие, это ведет к отсутствию необходимости обслуживания светодиодных систем освещения, что сокращает соответствующие затраты, величина которых различная, в зависимости от их применения и назначения [6]. Во многих случаях затраты на обслуживание могут сравнительно быстро превзойти по стоимости и значимости первоначальные затраты на приобретение светильника. Также нужно отметить, что мощные светодиоды производятся в широком диапазоне цветовых температур и имеют достаточно высокий индекс цветопередачи [6].

Несмотря на все успехи технологии светодиодов, применение их в освещении пока еще не носит массового характера. К концу 2006 – началу 2007 года приблизительная картина внедрения светодиодных светильников в освещение за рубежом была следующая: 60% проектов касаются освещения торговых площадей и ресторанов, 30% — частных подземных гаражей, 7% — освещения офисов, и лишь около 3% — уличного освещения [2, 6, 8]. В 2007 г. был начат ряд серьезных проектов по применению светодиодных источников света в уличном освещении. К ним относится анонсированный в феврале 2007 г. совместный проект компаний CREE, Lighting Science Group Corporation и правительства штата Северная Каролина под названием “LED City” («Светодиодный город»). Он предусматривает постепенный перевод муниципального освещения столицы штата г. Роли на светодиодное [6].

Помимо этого масштабного проекта, существуют и другие программы постепенной замены традиционных источников света светодиодными. С 2009 года в Великобритании запрещено производство и использование ламп накаливания [3]. В США, Австралии и некоторых европейских странах хотят отказаться от ламп накаливания с 2010 года. К 2015 году подобная участь в упомянутых странах может постигнуть и другие источники света [3], а в США к 2014 году планируется перевести все уличное освещение на светодиодное [3]. Попытки внедрения светодиодных источников света предпринимаются и в нашей стране, но пока они еще не являются регулярными. В Москве уже выполнен ряд проектов установки светодиодных светильников, например архитектурное освещение жилых комплексов и офисных зданий, освещение светодиодными светильниками подземного перехода, пробные инсталляции светодиодных уличных светильников [6, 8]. Проекты не носят пока массового характера, хотя экономия от внедрения светодиодных светильников, например, в подземном переходе, ощутима: ГУП «Моссвет» официально заявляет об экономии электроэнергии почти на 40% при сохранении прежнего уровня освещенности [6, 9].

В последнее время некоторые российские производители традиционного осветительного оборудования для освещения начали осознавать, что СД для них не конкуренты, а возможность выведения своей продукции на новый технологический уровень и, тем самым, получения значительного преимущества на рынке. Кроме производителей светотехнических изделий, во внедрении светильников на основе СД в освещение могут быть заинтересованы и энергетики. Ведь экономия электроэнергии при замене ламп накаливания на СД составляет до 80%, а люминесцентных ламп — свыше 40% [1, 8–10].

Одним из самых известных является проект ОАО «Российские железные дороги» (РЖД), в рамках которого предполагается повсеместное внедрение энергосберегающих технологий, включая светодиодное освещение. В 2008 году было выполнено несколько пробных инсталляций на разных объектах РЖД. Были освещены пассажирские платформы (рис. 6) и пешеходные мосты, ремонтные цеха локомотивного депо, сортировочные станции (рис. 7). Впечатление от реализованных проектов положительное. Применение светодиодных светильников позволило сократить потребление электроэнергии на отдельных объектах в 2,5 раза при обеспечении хороших значений освещенности. Однако пробные проекты внедрения показали, что установка светодиодных светильников на объектах требует комплексного подхода и не может просто ограничиться прямой заменой старых светильников на новые светодиодные. Комплексный подход заключается в проведении предварительных исследований объекта, подготовке светотехнических и технико-экономических расчетов параметров, определении мест установки и подбора оборудования для объекта.

В реализованных в 2009 году проектах данные недочеты были, в основном, учтены, и последние объекты РЖД выполнены без существенных замечаний.

 

Заключение

В качестве основного вывода можно сказать, что системы освещения на основе мощных СД позволяют получить требуемые значения светотехнических параметров при существенном снижении величины потребляемой электроэнергии. Прогресс в технологии производства мощных светодиодов, с одной стороны, и мировой энергетический кризис, с другой, могут способствовать выходу мощных светодиодов на первые роли в качестве источников света для систем освещения уже в ближайшем будущем.

Помимо экономической эффективности, осветительные устройства на основе СД долговечны, их время жизни превышает время жизни люминесцентных ламп в несколько раз, а ламп накаливания — в десятки раз. Светодиоды не являются хрупкими, в отличие от ламп, поэтому устройства на их основе вандалостойкие. Возможность низковольтного питания делает их безопасными, то есть они не являются потенциальными источниками возникновения пожара или взрыва. Благодаря этим факторам, а также увеличившейся в последние годы световой отдаче, СД стали очень перспективными источниками света и должны завоевать все более обширные сферы применения в ближайшем будущем.

 

Рис. 6. Освещение пассажирской платформы железнодорожной станции светодиодными светильниками

 

Рис. 7. Освещение сортировочной станции железной дороги светодиодными светильниками

Литература

1. Полищук А. Г., Туркин А. Н. Светодиодные светильники — эффективный метод решения проблемы энергосбережения // Энергосбережение. 2008. № 3.
2. Полищук А. Г. Новая серия светодиодов XR-E7090 компании CREE для общего освещения // Светотехника. 2007. № 3.
3. Елисеев И. Обзор светодиодной продукции компании Cree // Новости электроники. 2009. № 9.
4. Гужов С., Полищук А., Туркин А. Концепция применения светильников со светодиодами совместно с традиционными источниками света // СТА. 2008. № 1.
5. Староверов К. Новые светодиоды XLamp компании CREE // Новости электроники. 2009. № 9.
6. Туркин А. Перспективы применения мощных светодиодов CREE для освещения // Новости электроники. 2009. № 9.
7. Полищук А. Г., Туркин А. Н. Деградация светодиодов на основе гетероструктур нитрида галлия и его твердых растворов // Светотехника. 2008. № 5.
8. Туркин А. Мощные светодиоды — современное решение проблемы энергосбережения // Энергосбережение. 2009. № 7.
9. Киптик М. И. Светодиоды в наружном освещении // Светотехника. 2009. № 3.
10. Полищук А., Туркин А. Перспективы применения светильников со светодиодами для энергосберегающего освещения // Энергосбережение. 2008. № 2.

Применение цветных светодиодов в освещении. Обзорная статья.

Развитие светодиодных технологий позволило не только достичь грандиозных успехов в многообещающем направлении искусственного освещения, но и приблизиться к оптимальным параметрам энергопотребления. Благодаря совершенствованию технологий высокоэффективные светодиоды делают расход электроэнергии минимальным.

Что такое LED- освещение?

Принцип работы LED-освещения, пришедшего на смену традиционным приборам, таким, как люминесцентные и галогенные лампы, основан на технологии применения полупроводников. Свечение светодиода обеспечивается прохождением электрического тока через структуры нано материалов, применяемых в чипе светодиода. При этом цвет свечения обусловлен типом используемых материалов, нанесенных на поверхность чипа (люминофор). Изделия, в которых используется такой современный свет, признаны специалистами самыми экономичными и перспективными приборами освещения. Обширная палитра сияющих оттенков, обилие вариантов яркости и сценариев режима свечения открывают бесконечные горизонты для конструкторов и дизайнеров модных люстр и прочих устройств, обеспечивающих эффектное освещение.

Применение цветных светодиодов

К цветным относятся светодиоды разнообразного свечения (красного, оранжевого, желтого, зеленого, синего, фиолетового) и их оттенки, кроме белого.

Светодиоды красного свечения

Используются при сигнальном освещении, например, при оборудовании железнодорожных переездов (рис. 1), так как насыщенный красный лучше других цветов заметен с дальних расстояний.

Рис. 1. Сигнальное светодиодное освещение железнодорожных переездов Светодиоды красного, желтого и зеленого свечения

Используются в светофорах, передавая четкий сигнал для водителей и пешеходов.

Поток красного излучения оптимален для фотосинтеза, что позволяет использовать настольные лампы для выращивания рассады на подоконниках (рис. 2), а их более крупногабаритные аналоги — в сельском хозяйстве. Рис. 2. Светодиодное освещение рассады

Светодиоды, излучающие интригующий глубокий красный свет, используются в сфере развлечений (аттракционах, цирках и др.) (рис. 3, 4).

Рис. 3. Светодиодная подсветка аттракционов

При подсветке арены цирка красочное свечение цветных светодиодов дает представлению торжественность и восторг (рис. 4). Возможность управления освещением делает использование светодиодов проще.

Рис. 4. Красочная светодиодная подсветка арены цирка

Сочетание оранжевых, желтых, фиолетовых, синих и зеленых светодиодов приятно гармонирует при подсветке деревьев в парковой зоне (рис. 5).

Рис. 5. Светодиодная подсветка парка

Прожекторы с зеленым свечением обычно используются для подсветки хвойных деревьев и кустарников. Такой дизайн приятно радует глаз в любое время года.

Светодиоды желтого свечения

Используются как габаритные огни в автомобиле. Широкое применение светодиодов желтого свечения в интерьере для декоративных целей для придания теплоты и уюта.

Светодиоды зеленого свечения

Создают мягкое освещение, снижающее эмоциональное напряжение, успокаивающее и расслабляющее. Такой свет подходит для создания элегантных торшеров и ночников. Различные оттенки зелёного выгодно оттеняют объёмные элементы, что делает их особенно уместными для подсветки архитектурных сооружений (рис. 6).

Рис. 6. Светодиодная подсветка здания

Светодиоды синего свечения

Используются как контурная подсветка; а также в качестве информационных и рекламных бегущих строк в транспорте и др.

Светодиоды фиолетового свечения

Используются для оригинальной подсветки воды в аквариуме (рис. 7) и др.

Рис. 7. Светодиодная подсветка аквариума

Благодаря широкому динамическому диапазону цветовой температуры имеет обширное применение цветных светодиодов:
Рис. 8. Светодиодная подсветка интерьера

Специалисты компании «Gorod LED» помогут правильно подобрать комплектующие для долгой и оптимальной работы светодиодов.

Советы по подбору разнообразного освещения

Для декорирования жилого помещения при частой смене настроения лучше использовать разнообразное свечение с возможностью управления светом.

Можно освещать яркими светодиодами отдельные зоны интерьера.

Красные светодиоды использовать при подсветке ландшафта не допустимо, так как при проецировании получается грязно черный цвет.

Свечение синих светодиодов, в отличие от фиолетовых, становится более ярким в темное время суток.

Вывод

В настоящее время создатели цветных светодиодов решают проблему снижения производственных издержек и стоимости изделий. При удачном разрешении этих вопросов они прогнозируют, что применение светодиодов в освещении станет незаменимым для общего и локального освещения различных объектов.

© «СИТИ Эксклюзив», 2018

заманчивые возможности для домашнего освещения

На сегодняшний день от 15% до 20% электроэнергии, используемой в наших домах, приходится на освещение. Если подсчитать расходы на него за год, то вызывает удивление тот факт, почему так мало людей перешли на использование энергосберегающих ламп. Некоторые, возможно, ошибочно полагают, что у освещения с низким энергопотреблением отсутствуют все те преимущества, которые делают традиционные лампы такими популярными. Тем не менее, в то время как использование старых и неэффективных ламп будет постепенно всё сокращаться, в центре внимания заслуженно окажутся лампы с высокой яркостью на основе светодиодов (LED).

Как и большинство качественных электротоваров, светодиоды будут работать без сбоев как при длительном использовании, так и при регулярном включении и выключении. Производители светодиодных ламп достигли такого уровня надежности благодаря эффективной системе управления терморегулированием, разработанной для предотвращения перегрева светодиодов.

Качественные светодиодные лампы могут работать более чем 35 тыс. часов, что, по крайней мере, в два раза превышает срок жизни обычной компактной флуоресцентной лампы, а часто – даже в три или четыре раза. Для светодиодных ламп, обычно используемых в темное время суток в течение нескольких часов, это означает, что, будучи вкрученной в тот день, когда у вас родился ребенок, она прослужит вам до того момента, пока он не покинет родительский дом и создаст свою семью.

Что нужно знать для того, чтобы максимально использовать преимущества светодиодных технологий, а также отличить качественные лампы от некачественных? При производстве качественных светодиодных ламп применяются усовершенствованные технологии для обеспечения необходимого теплоотвода, что продлевает срок эксплуатации ламп.

Комбинация цветных чипов светодиодов точно воссоздает необходимую цветовую палитру, и тогда отпадает необходимость устанавливать в комнате отдельные лампы с разной цветовой температурой. Таким образом, пользователи получают выгодное сочетание направленного или общего освещения в помещении, и при этом осветительные приборы отличаются низким энергопотреблением и долгим сроком службы.

Для создания особой атмосферы в комнате рекомендуется использовать светодиодные лампы с регулировкой яркости, которые лучше справятся с данной задачей, чем люминесцентные лампы. Кроме того, современные светодиодные лампы работают со старыми схемами затемнения, а при необходимости сразу после включения мгновенно достигают уровня полной яркости.

Внутренний мир LED ламп

Если разобрать светодиодную ламу, можно найти множество крошечных чипов, которые загораются, когда через них проходит электричество. Этот массив элементов и является ответом, почему светодиодное освещение такое привлекательное. Некоторые светодиоды лампы излучают белый свет таким же образом, как и люминесцентные лампы: компоненты производят синий свет, но фосфорное покрытие на поверхности светодиода преобразует его в видимый белый свет. Способность светодиодных ламп легко воспроизводить различные оттенки света является ключевым, но не единственным их преимуществом по сравнению с компактными люминесцентными лампами.

Рис. 1. Сверху вниз: линза (оптика), светодиодный модуль, подложка, теплоотводящий элемент, электронный драйвер (преобразователь) и основание, включая патрон.

LED против Люминесцентных ламп

С люминесцентными лампами потребителю всегда надо идти на компромисс. Например, прежде чем CFL достигнет полной яркости, пройдет несколько минут. Кроме того, уже при полной яркости свет флуоресцентных ламп кажется не таким привлекательным, как обычное освещение, к которому мы привыкли. Также вызывает беспокойство тот факт, как быстро CFL будут деградировать и как их ультрафиолетовое излучение может негативно повлиять на произведения искусства, ткани и отделку мебели с течением времени.

Компактные люминесцентные лампы технологически идентичны люминесцентным лампам, используемым в складских помещениях и в офисах – в среде, где главным критерием освещения становится функциональность и эффективность, а не эстетические соображения. В конце концов, не всякий решится установить у себя в гостиной люминесцентные лампы промышленного назначения. По сравнению с ними светодиодные лампы излучают привлекательные тона белого света.

Еще один недостаток компактных люминесцентных ламп – это то, что для преобразования электричества в свет в них используется токсичная элементарная ртуть. Наличие высокотоксичной ртути означает, что их нельзя просто выбросить в мусорный бак, так как, разбившись, они будут выделять токсичные пары. Компактные люминесцентные лампы необходимо утилизировать особым образом, сдавая их в специализированные пункты приема.

Лампы на основе светодиодов не содержат никаких опасных веществ, и поэтому по окончанию срока эксплуатации их легко утилизировать, таким образом, уменьшив количество твердых бытовых отходов.

В настоящее время светодиодные технологии составляют конкуренцию экологичным галогенным, или IRC-галогенным, лампам, которые на 30% сокращают затраты по сравнению с обычными галогенными лампами. Галогенная лампа, как и «лампочка Ильича», излучает свет при нагревании электрическим током вольфрамовой нити. Для повышения эффективности новые галогенные эколампы используют специальное покрытие, которое пропускает видимый свет, но задерживает инфракрасное излучение и отражает его назад, к спирали. Однако новые галогенные лампы по-прежнему гораздо менее эффективны и долговечны, чем компактные люминесцентные и светодиодные лампы. Светодиодные лампы, по крайней мере, в три раза более эффективны, чем галогенные эколампы, и в силу своих надежных твердотельных технологий, как правило, светят в 15 раз дольше.

Таким образом, светодиодные лампы являются очень привлекательным вариантом для домашнего освещения. Светодиоды являются более экологичными и энергоэффективными, чем альтернативные технологии освещения. Хотя изначально их стоимость может превышать стоимость компактных люминесцентных ламп и экологичных галогенных ламп, но в долгосрочной перспективе светодиодное освещение сэкономит вам средства, поскольку срок службы светодиодных ламп намного дольше, чем у любой другой технологии освещения, и они оправдают себя много раз, прежде чем потребуют замены.

Сравнение ламп

Характеристики	CFL	Verbatim LED
Мощность	8 Вт	7,7 Вт
Сила светового потока	400 Лм	500 Лм
Светоотдача	50 лм/Вт	65 лм/Вт
Энергоэффективность	80%	82%
Регулирование яркости (диммирование)	Избирательно	Да
Вредные или опасные материалы	Да, ртуть	Нет
Срок эксплуатации	6 тыс. — 15 тыс. часов	Ок. 40 тыс. часов
Работа на полную мощность	Отложенная	Мгновенная
Стоимость электроэнергии за год*	5 евро	4,7 евро

* Стоимость используемой электроэнергии рассчитана, исходя из ежедневного освещения 10 часов в день 365 дней в году при среднем тарифе на электроэнергию в Европе 0,17 евро за кВт*ч.

Преимущества и недостатки LED и CFL

Тип лампы	Преимущества	Недостатки
LED	· Мгновенное достижение максимальной яркости · Не содержит ртути и др. вредных материалов · Свет высокого качества · Регулируемая яркость · Более высокий уровень энергоэффективности · Высокий уровень яркости · Совместимость со схемами затемнения · Срок службы – 20-35 лет · Долгий срок эксплуатации в режиме вкл./выкл.	· Более высокие начальные издержки по сравнению с компактными люминесцентными лампами
CFL	· Более низкие начальные издержки по сравнению со светодиодными лампами	· Достижение максимального уровня яркости с задержкой · Содержит канцерогенную ртуть · Яркость не регулируется · Свет низкого качества · Излучает ультрафиолетовый свет · Срок службы до 13 лет · Требует специальной утилизации

Вернуться к списку

Светодиодное освещение(LED). Виды и Применение. Плюсы и минусы

Светодиодное освещение (LED) – освещение, получаемое от светодиодов, в свою очередь генерирующих свет в результате прохождения электрического тока через полупроводники.

Устройство и особенности

Светодиодные источники света пользуются спросом благодаря экономичности  в плане потребления энергии и большому ресурсу. Так LED при потреблении 12 Вт, дает такое же количество света, как и лампа накаливания на 100 Вт. Их применение позволяет снизить расход энергии до уровня 12%, в сравнении с устаревшим традиционным освещением. Также LED на 8% экономичней, чем ранее популярные лампы экономки. На сегодня светодиодные источники света являются самыми выгодными в плане баланса между стоимостью самого оборудования и затрачиваемой энергии.

Светодиодное освещение представлено большим и разнообразным ассортиментом светодиодного оборудования. В его перечень входят ленты, лампы, прожекторы, люстры и светильники в сборе. При абсолютной несхожести по внешнему фактору, все они имеют одинаковую внутреннюю составляющую. У всех них свет создается светодиодами. Их можно увидеть на светодиодной ленте, на лампочке, если снять ее колбу, сквозь стекло прожектора, за рассеивателем люстры.

Используемые в основе осветительных приборов светодиоды могут отличаться между собой по ряду параметров:

• Мощность.
• Напряжение.
• Яркость.
• Температура свечения.

Светодиоды для сетевого осветительного оборудования выпускаются под параметры напряжения 12-220В. Более слабые приборы встречаются на елочных гирляндах, фонариках.

Одним из самых важных параметров для LED освещения является световой поток. Этот параметр измеряется в Люменах. На упаковке со светодиодным оборудованием он записывается сокращенно Лм или Lm. Фактически этот параметр показывает, как много света выдает прибор. Чем больше Люмен, тем ярче и светлее вокруг такого LED прибора. К примеру, у светодиодной лампочки на 12-15 В яркость может составить 1200 Лм.

Температура свечения в свою очередь отображает оттенок свечения. Какой цвет у света. Этот параметр измеряется Кельвинами (К). Чем больше Кельвинов, тем белее свет.  Светодиоды имеют температуру свечения в диапазоне 2700К-6500К.

Температура 2700К воспринимается человеческим глазом как белый свет с красноватым оттенком. В таком диапазоне светят лампочки накаливания. Поднятие температуры до 3000К воспринимается уже как белый свет с желтоватым оттенком. Обычный белый свет имеет температуру 3500К. Если необходимо светодиодное освещение максимально соответствующее белому дневному свету, то следует использовать приборы с температурой свечения 5000-6000К. Все что выше имеет голубоватый оттенок. Считается, что он плохо действует на сетчатку глаз.

Преимущества и недостатки светодиодного освещения

LED освещение помимо экономической составляющей имеют еще ряд важных достоинств:

• Низкий уровень нагрева.
• Ресурс до 50 тыс. часов.
• Механическая стойкость.
• Простая утилизация.

Светодиодные осветительные приборы практически не нагреваются, по крайней мере до высоких температур, поэтому касание к ним во время работы не сопровождается ожогом. Это тоже позволяет их применять в люстрах и плафонах из пластика, который плавится от ламп накаливания. Очень мощные светодиодные приборы, к примеру, предназначенные для подсветки теплиц, все же нагреваются сильно. Для решения этой проблемы в их конструкции предусматривается охлаждающий радиатор, позволяющий это компенсировать.

Фактический ресурс почти любого светодиодного прибора согласно уверениям производителей составляет 50 тыс. часов. Это весьма много. В сравнении у лампочки накаливания средний ресурс 1 тыс. часов. При этом стоимость светодиодной лампы намного ниже, чем пятидесяти обычных. Несмотря на заверения в ресурс 50 тыс. часов, прослужить так долго могут только качественные лампы. Более дешевый ассортимент перегорает раньше. Случается это чаще всего по причине наличия слабого отводящего тепло радиатора.

Важным достоинством светодиодного освещения выступает его стойкость к ударам. Любой LED прибор не боится встряски. Он продолжит работать в любых условиях, главное наличие питания. Лампа же накаливания, с которой принято сравнивать любой современный источник освещения, перегорает даже при легком колыхании в связи с неустойчивостью внутренней спирали.

Также нужно отметить простоту утилизации LED. Внутри ламп нет никакого опасного газа, кобла делается из пластика, поэтому перегоревшую лампочку можно просто выбросить в обычный мусорный контейнер.

Светодиодное освещение практически идеальное, за некоторым исключением. Светодиоды имеют малый угол рассеивания. Это требует определенного подхода при выборе ламп или другого оборудования, а также делает более строгим выбор места установки освещения. Важна его высота и угол наклона, что позволит полностью или частично устранить этот недостаток. В значительной мере решают проблему специальные рассеиватели света, позволяющие его рассредоточить, увеличив угол распространения. У ламп их функцию выполняет колба, но недостаточно эффективно. У прожекторов это делает покрывное стекло, а у светодиодной ленты специальный анодированный профиль с прозрачной крышкой в виде желоба.

Какое бывает светодиодное освещение

При желании установить LED освещение можно использовать разные варианты данного оборудования:

• Лампы.
• Ленты.
• Точечные светильники.
• Прожекторы.
• Светильники.
• Люстры.
• Настольные лампы.
• Торшеры.

Лампы на светодиодах

LED лампы оснащаются цоколем, что позволяет их закручивать или устанавливать в определенный тип патрона. Тот в свою очередь может являться частью люстры, настольной лампы, точечного светильника, прожектора. В это же время вместо LED  лампочки в них можно установить другой источник освещения.

Светодиодные лампы производятся во всех популярных форматах цоколя винтового и штыревого типа. Первые имеют в маркировке букву «Е». Штыревые цоколи маркируются с буквы «G».

Цоколь Е14 предназначен для установки в миниатюрный винтовой патрон. Обычно его используют в современных люстрах на много лампочек. Также его применяют в настенных бра и торшерах.

Цоколь Е27 имеет немного больший диаметр. До недавнего времени он считался самым распространенным для установки в большие люстры и настольные лампы. Лампы с таким цоколем на порядок крупнее, поэтому зачастую имеют более высокие параметры яркости.

GU5.3 это штыревой цоколь. Он обычно используется для встраиваемых светильников. Лампочка вставляется в патрон, как вилка в розетку. Достоинство таких цоколей в быстрой замене.

GU10 применяются в точечных светильниках. Лампочки с таким цоколем имеют малый захват, поэтому устанавливаются группами с определенным промежутком. Также лампы с GU10 применяют в кухонных вытяжках и т.п.

Лампы с цоколем G4 используются для установки в подсветки для картин и зеркал. Они имеют вид тонкого длинного цилиндра. Цоколь G9 имеет 2 коротких штыря длиной 9 мм. Подобные лампы применяются для декоративного освещения. Для основного света у них слишком низкая яркость.

Светодиодные ленты

Светодиодное освещение лентами является весьма распространенным. Их применяют в качестве досветки. Ленты монтируют под навесные кухонные шкафчики, на потолок. Она может использоваться как дополнительный источник света для основного, а также как второй альтернативный свет, применяемый как ночной.

Led ленты отличаются между собой по ряду параметров:

• Напряжение.
• Количество светодиодов на погонный метр.
• Цвет света.

В продаже можно встретить Led ленту на 12 и 220В. Первая подразумевает применение в связке с блоком питания. Тот позволит преобразить электричество из сети переменного тока в 12В постоянного тока. Преимущество таких устройств в их безопасности. В случае повреждения контактов поражения от них током не несет опасности для жизни. Кроме этого лента на 12 В может отрезаться под любую длину, но с установленным шагом. Линии разреза ленты нарисованы на ней линией или пунктиром. Led на 220В включается в сеть напрямую. Они менее безопасные. Кроме этого они должны отрезаться кратно метру. Если отрезать ленту меньше или больше, то она не заработает.

Светодиодное освещение Led лентами может использоваться как единственное в помещении. Специально для этого производится лента с большим количеством светодиодов на погонный метр. Они располагаются вплотную в 2 ряда. Количество диодов у разных лент может составить 30, 60, 120, 144 шт. и более. Чем больше диодов, тем ярче свечение.

Также важным параметром ленты является цвет ее свечения. Он может быть белым, красным, синим, зеленым, желтым. Также бывает многоцветная так называемая RGB лента. Она управляется специальным контроллером, что позволяет переключать ее на разные цвета свечения.

Установка светодиодной ленты на поверхность выполняется приклеиванием. Для этого на ней может быть нанесена двусторонняя липкая лента. Если ее нет, то лента клеится на двусторонний скотч. Чтобы она охлаждалась, ее нужно клеить на специальный профиль из анодированного алюминия. Для более качественного рассеивания света на профиль монтируется рассеиватель.

Прожекторы, светильники, люстры

Также можно встретить светодиодное освещение в корпусе. Это готовый прибор с встроенными несъемными светодиодами. Если они перегорят, то проблема не решается просто заменой LED лампы. Приборы со встроенными светодиодами смотрятся изящнее аналогов под лампочки, но отличаются более высокой стоимостью. Однако они зачастую имеют дополнительное оборудование. Это может быть датчик движения у уличного прожектора, или ДУ пульт у люстры.

Похожие темы:

Светодиодное освещение | Министерство энергетики

Светодиоды

потребляют гораздо меньше электроэнергии, чем лампы накаливания, и декоративные светодиодные гирлянды, такие как огни рождественской елки, ничем не отличаются. Светодиодные праздничные светильники не только потребляют меньше электроэнергии, но и обладают следующими преимуществами:

• Безопаснее: светодиоды намного холоднее, чем лампы накаливания, что снижает риск возгорания или ожога пальцев.
• Прочнее: светодиоды изготавливаются из эпоксидных линз, а не из стекла, и они гораздо более устойчивы к поломке.
• Долговечность: та же светодиодная гирлянда может по-прежнему использоваться 40 праздничных сезонов.
• Простота установки: до 25 цепочек светодиодов можно соединить встык, не перегружая розетку.

Ориентировочная стоимость электроэнергии для освещения двухметрового дерева в течение 12 часов в день в течение 40 дней

Тип света	Стоимость
Лампы накаливания C-9	10,00 долларов США
Светодиодные фонари C-9	0 руб.27
Мини-лампы накаливания	$ 2,74
Светодиодные мини-фонари	$ 0,82

Ориентировочная стоимость * покупки и эксплуатации ламп на 10 праздничных сезонов

Тип Свет	Стоимость
Лампы накаливания C-9	$ 122,19
Светодиодные лампы C-9	17,99 $
Мини-лампы накаливания	55 долларов США.62
Светодиодные мини-фонари	33,29 $

* Предполагается, что 50 ламп C-9 и 200 мини-фонарей на дерево, с электричеством по цене 0,119 доллара США за киловатт-час (кВтч) (AEO 2012 Residential Average). Цены на светильники основаны на котировках цен на небольшие объемы закупок у крупных розничных продавцов товаров для дома. Все затраты дисконтированы по ставке 5,6% годовых. Предполагается, что срок службы не светодиодных огней составляет три сезона (1500 часов).

Основы мощного светодиодного освещения

Светодиоды

подходят для многих систем освещения, они предназначены для получения большого количества света за счет малого форм-фактора, сохраняя при этом фантастическую эффективность.Здесь, в LEDSupply, есть множество светодиодов для всевозможных осветительных приборов, главное — знать, как их использовать. Светодиодная технология немного отличается от другого освещения, с которым знакомо большинство людей. Этот пост здесь, чтобы объяснить все, что вам нужно знать о светодиодном освещении: как безопасно подключать светодиоды, чтобы получить как можно больше света и как можно более длительный срок службы.

Что такое светодиод?

Светодиод — это тип диода, преобразующего электрическую энергию в свет.Для тех, кто не знает, диод — это электрический компонент, который работает только в одном направлении. По сути, светодиод — это электрический компонент, который излучает свет, когда электричество проходит в одном направлении, от анода (положительная сторона) к катоду (отрицательная сторона). Светодиод — это аббревиатура от ‘ L ight E mitting D iode ‘. По сути, светодиоды похожи на крошечные лампочки, им просто требуется намного меньше энергии для освещения и они гораздо более эффективны в производстве высокой светоотдачи.

Типы светодиодов

В целом мы предлагаем два разных типа светодиодов:

Сквозное отверстие 5 мм и поверхностное крепление.

5мм светодиоды

5-миллиметровые светодиоды — это диоды внутри линзы диаметром 5 мм с двумя тонкими металлическими ножками внизу. Они используются там, где требуется меньшее количество света. 5-миллиметровые светодиоды также работают с гораздо более низкими токами возбуждения, максимально около 30 мА, тогда как светодиоды для поверхностного монтажа требуют минимум 350 мА. Все наши 5-миллиметровые светодиоды от ведущих производителей доступны в различных цветах, интенсивности и схемах освещения.Светодиоды со сквозным отверстием отлично подходят для небольших фонарей, вывесок и всего, где вы используете макетную плату, поскольку их можно легко использовать с их проводами. Ознакомьтесь с нашим руководством по настройке 5-миллиметровых светодиодов, чтобы узнать больше об этих крошечных источниках света.

Светодиоды для поверхностного монтажа (SMD)

Рисунок 1 — Эмиттер без покрытия

Светодиоды для поверхностного монтажа — это диоды, которые можно разместить на подложке (печатной плате) с кремниевым куполом над диодом для защиты (см. Рис. 1). Мы поставляем мощные светодиоды для поверхностного монтажа от лидеров отрасли Cree и Luxeon.Оба на наш взгляд отличные, поэтому мы их все-таки носим. Некоторые предпочитают одно другому, но это приходит с опытом и знанием того, что искать. Cree, как правило, имеет более высокие показатели мощности Lumen и является лидером на рынке светодиодов высокой мощности. Luxeon, с другой стороны, имеет отличные цвета и терморегулятор.

Светодиоды высокой мощности

поставляются в виде неизолированных эмиттеров (как показано на рис. 1) или устанавливаются на печатную плату с металлическим сердечником (MCPCB). Платы изолированы и содержат токопроводящие дорожки для упрощения подключения цепей.Наши 20-миллиметровые платы со звездообразным расположением 1 и 3 являются бестселлерами. Мы также предлагаем QuadPod, которые могут содержать 4 светодиода высокой мощности на плате, немного превышающей размеры 20-миллиметровых звезд (см. Рис. 2). Все наши варианты светодиодов высокой мощности также могут быть построены на линейной конструкции. LuxStrip вмещает 6 светодиодов на фут и легко подключается до 10 футов в длину.

Рисунок 2 — Опции MCPCB

Полярность имеет значение: светодиоды подключения

Электронная полярность указывает, является ли схема симметричной или нет.Светодиоды представляют собой диоды, поэтому ток может течь только в одном направлении. Когда нет тока, не будет света. К счастью, это означает, что если мы подключим светодиод в обратном направлении, он не сожжет всю систему, он просто не загорится.

Положительная сторона светодиода — это анод, а отрицательная сторона — катод. Ток течет от анода к катоду и никогда не течет в другом направлении, поэтому важно знать, как отличить анод от катода. Для светодиодов для поверхностного монтажа это просто, поскольку соединения промаркированы, но для 5-миллиметровых светодиодов подходит более длинный вывод, который является анодом (положительным), посмотрите на Рисунок 3 ниже.

Рисунок 3 — Поиск анода и катода светодиода

Варианты цвета

Одна из замечательных особенностей светодиодов — это различные варианты и виды света, которые вы можете получить от них.

Белые светодиоды

Коррелированная цветовая температура (CCT) — это процесс создания разного белого света при разных температурах. Цветовая температура указывается в градусах Кельвина (K), что представляет собой шкалу температур, в которой ноль соответствует абсолютному нулю, а каждый градус равен одному Кельвину.При более низких температурах от 3000K до 4500K белый цвет становится более теплым или нейтральным. Более высокие температуры 5 000K + — это холодные белые цвета, также известные как «дневной белый».

Цветные светодиоды

Для цветов на самом деле важна длина волны в нанометрах (нм). Для некоторых применений цвета необходимы для визуального эффекта, но иногда для таких применений, как лечение, выращивание, освещение рифовых аквариумов и многое другое, необходимы определенные длины волн. См. Рис. 4, где показано, при каких длинах волн и при каких температурах получаются определенные цвета.

Рисунок 4 — Цвета светодиодов и цветовая температура

Мы стараемся обеспечить одинаковую цветовую температуру и длину волны для каждой марки и типа светодиодов. Вы всегда можете найти цвет или длину волны наших светодиодов в подразделе страницы продукта и даже можете выполнить поиск по цвету в раскрывающемся меню светодиодов на главной странице. В белом цвете мы несем 3000K, 4000K, 5000K и 6500K. Что касается цветов, мы работаем от 400 до 660 нм.

Яркость светодиода

Светодиоды

известны не только своими цветами, но и намного ярче, чем другие источники света.Иногда трудно сказать, насколько ярким будет светодиод, потому что он измеряется в люменах. Люмен — это научная единица измерения светового потока или общего количества видимого света от источника. Обратите внимание, что светодиоды диаметром 5 мм обычно указываются в милликанделах (мкд). Угол обзора 5-миллиметровых светодиодов также влияет на световой поток, который они излучают, подробнее об этом см. Здесь.

Почему важен ток…

Количество света (люмен), излучаемого светодиодом, зависит от величины подаваемого тока.Ток измеряется в миллиамперах (мА) или амперах (А). Мощные светодиоды выдерживают ток от 350 мА до 3000 мА. Светодиоды различаются по своим текущим параметрам, поэтому обязательно следите за этим при выборе светодиода и драйвера.

Определение яркости

А теперь самое сложное — выбрать комбинацию светодиода и драйвера, которая будет выдавать необходимый свет. Мы проделали большую работу здесь, в посте, измеряющем яркость каждого светодиода высокой мощности при разных токах возбуждения.Обратите внимание, что это меры для звезд 1-Up, поэтому, если вы хотите больше света, светодиоды 3-Up являются хорошим вариантом, поскольку они в три раза больше света в том же месте.

Указанный выше ресурс всегда можно использовать для определения светоотдачи светодиода, но найти его вручную не очень сложно.

Для этого необходима информация из технического паспорта светодиода. На всех наших светодиодных страницах мы ссылаемся на технические данные производителя в нижней части страницы.

Пример: определение яркости Cree XP-L при 2100 мА

В этом примере мы используем Cree XP-L.Сначала найдите таблицу характеристик потока (рисунок 5). Мы коснемся группировки позже, которая помечена в столбце «Группа», но предположим, что мы собираемся использовать холодный белый XP-L из самого верхнего контейнера (v5). Выделенное число — это типичный поток при 1050 мА, который является током, при котором измеряется XP-L. Справа от него указаны типичные значения люменов для управляющих токов 1500, 2000 и 3000 мА.

Рисунок 5 — Таблица светового потока светодиода

Для этого примера предположим, что мы хотим запустить этот светодиод с драйвером светодиода BuckBlock 2100 мА, и нам нужно определить, какой будет световой поток.При управлении промежуточным приводным током, которого нет в списке, найдите график относительного потока в зависимости от тока в таблице данных, который выглядит как график справа.

Стрелка — проверенный (базовый) выход (при относительном потоке 100%). Следуя кривой до 2100 мА (?), Мы видим, что это увеличение освещенности на 75%. Если взять 460 люмен сверху и умножить его на 1,75, мы увидим, что холодный белый XP-L при 2100 мА дает около 805 люмен.

При переходе на светодиоды может быть трудно найти светодиоды и световой поток, необходимый для этого.Это связано с тем, что свет всегда измерялся мощностью лампочки. Светодиоды имеют гораздо лучшую эффективность, что делает практически невозможным измерение таким образом, поскольку светодиод на 50 Вт будет значительно ярче, чем лампа накаливания на 50 Вт. На рисунке 7 показаны различные лампы накаливания и количество люменов, которые они дают. Это помогает лучше понять, какое количество света ожидать от светодиода и будет ли оно таким же ярким, как и старое освещение.

Рисунок 6 — Мощность лампы накаливания в люменах

Угол обзора и оптика

У наших 5-миллиметровых светодиодов указаны углы обзора для каждого, поэтому просто найдите тот, который вам подойдет.Что касается светодиодов для поверхностного монтажа, большинство из них излучают очень широкий угол в 125 градусов! К счастью, платы со светодиодной звездой совместимы и просты в использовании со светодиодной оптикой. Эта вторичная оптика используется для фокусировки света, они могут отражать свет от светодиода в пятно, среднее пятно, широкое пятно или эллиптические и овальные узоры.

Как видно на Рисунке 8, оптика 1-Up имеет форму конуса и требует держателя оптики. В случае наших светодиодных панелей держатели оптики имеют четыре ножки, которые входят в пазы звезды.Тройные светодиодные звезды также совместимы с оптикой Carclo, в плате которой есть три отверстия для ножек оптики.

Рисунок 7 — Светодиодная оптика и держатели

Как подключить светодиоды

Светодиоды

известны своей лучшей эффективностью среди всех других источников света. Эффективность — это мера того, насколько хорошо источник света излучает видимый свет, также называемый люменами на ватт. Другими словами, сколько света мы получаем на наш ватт мощности. Чтобы найти это, сначала выясните мощность используемого светодиода.Чтобы найти ватты, вам нужно умножить прямое напряжение (напряжение, при котором ток начинает течь в нормальном направлении) на ток возбуждения в амперах (обратите внимание, что он ДОЛЖЕН быть в амперах, а не в миллиамперах). Давайте посмотрим на светодиод Cree XP-L 1-up в качестве примера.

Рисунок 8 — Прямое напряжение светодиода

Допустим, мы используем Cree XP-L при 2000 мА. Из рисунка 8 видно, что при таком токе возбуждения прямое напряжение составляет 3,15. Итак, чтобы найти ватт, мы умножаем 3,15 (прямое напряжение) на 2 А (2000 мА = 2 А), что дает 6.3 Вт.

Итак, теперь, чтобы определить эффективность, нам просто нужно разделить 742 люмен (проверенное количество люмен для этого светодиода при 2000 мА) на 6,3 Вт. Таким образом, эффективность (люмен / ватт) этого Cree XP-L составляет 117,8. Это большая эффективность, но также следует отметить, что Cree может похвастаться тем, что светодиод XLamp XP-L имеет прорывную эффективность 200 люмен / ватт при токе 350 мА. Приятно знать, что эффективность снижается по мере того, как вы пропускаете больший ток на светодиод, поскольку это увеличивает нагрев, что делает светодиод немного менее эффективным. Иногда вам нужно смириться с этим, если вам нужно, чтобы светодиод был очень ярким, но если вы хотите получить максимальную эффективность, вам следует использовать светодиоды с более низким током.Все это помогает определить, сколько энергии потребуется вашим приложениям, а также сэкономить энергию в будущем.

Подробнее о драйверах светодиодов

Это означает, что вам нужно найти драйвер светодиода, который может управлять светодиодами с током, который вам нужен, чтобы получить желаемое количество люменов. Драйвер светодиодов — это электрическое устройство, которое регулирует мощность светодиода или цепочки светодиодов. Драйвер реагирует на меняющиеся потребности светодиода, подавая на светодиод постоянное количество энергии, поскольку его электрические свойства меняются с температурой.Хорошая аналогия для понимания этого — автомобиль с круиз-контролем. Когда автомобиль (светодиод) движется по холмам и долинам (изменения температуры), круиз-контроль (водитель) следит за тем, чтобы он оставался на постоянной скорости (свет), регулируя при этом газ (мощность). Драйвер так важен, потому что светодиоды требуют очень специфической электроэнергии для правильной работы. Если напряжение, подаваемое на светодиод, ниже требуемого, через переход проходит очень небольшой ток, что приводит к слабой освещенности и плохой работе.С другой стороны, если напряжение слишком велико, на светодиод течет слишком много тока, и он может перегреться и серьезно повредиться или полностью выйти из строя (тепловой разгон). Всегда проверяйте таблицу светодиодов, чтобы знать, какой ток рекомендуется, чтобы избежать этих проблем.

Какое напряжение мне нужно, чтобы загорелся светодиод?

Это часто задаваемый вопрос, и на самом деле его довольно легко понять. Все, что вам нужно знать, это прямое напряжение ваших светодиодов. Если у вас несколько светодиодов, подключенных последовательно, вам нужно учитывать все прямые напряжения вместе взятые, если у вас параллельная цепь, вам нужно только учитывать прямое напряжение того количества светодиодов, которое у вас есть на цепочку.Подробнее о настройке проводки см. Здесь. Рекомендуется поддерживать как минимум 2-вольтовые накладные расходы, поскольку некоторые драйверы (например, драйверы LuxDrive) требуют этого для правильной работы драйвера. Так что, если ваше общее прямое напряжение для последовательной цепи составляет 9,55, вы должны быть в безопасности с источником питания 12 В. Для автономных драйверов (вход переменного тока) просто знайте выходное напряжение, на которое они рассчитаны, и убедитесь, что вы защищены, поэтому драйвер входа переменного тока с выходным диапазоном 3–12 В постоянного тока также подойдет для этого приложения.

Контроль нагрева

Определение мощности вашей системы также поможет вам узнать больше о необходимом вам регуляторе нагрева.Поскольку эти светодиоды обладают большой мощностью, они выделяют тепло, что может быть очень плохим, как вы можете узнать здесь. Слишком большое количество тепла приведет к тому, что светодиоды будут излучать меньше света, а также сократят срок службы. Мы всегда рекомендуем использовать радиатор и говорим, что на каждый ватт светодиодов приходится около 3 квадратных дюймов. Для большей мощности я бы порекомендовал поискать радиатор, который рекомендован для той мощности, которую вы используете.

Светодиодный биннинг и качество

Сейчас, когда индустрия светодиодов растет довольно быстрыми темпами, важно понимать разницу в светодиодах.Это частый вопрос, поскольку светодиоды могут варьироваться от очень дешевых до очень дорогих. Я был бы осторожен при покупке дешевых светодиодов, так как вы всегда получаете то, за что платите. Да, светодиоды могут сначала работать отлично, но обычно они не работают так долго или быстро перегорают из-за плохого тестирования.

Все светодиоды, представленные здесь, на LEDSupply, тщательно отобраны. У нас есть только лучшие марки и цветовые температуры. Наш обширный опыт в отрасли помог нам понять важность качественного производства и сборки светодиодов.При производстве светодиодов характеристики могут отличаться от средних значений, указанных в технических паспортах. По этой причине производители разделяют светодиоды по световому потоку, цвету и прямому напряжению. Мы выбираем бункеры с самым высоким световым потоком (видимый свет) и самым низким прямым напряжением, так как это гарантирует, что у нас есть светодиоды с максимальной эффективностью. Большое количество светодиодной продукции производится дешево и не документируется должным образом, что приводит ко многим неудачным проектам и заставляет людей думать, что светодиоды на самом деле не служат так долго, как говорят.Благодаря нашему опыту и покупательной способности мы можем предложить лучшие продукты по разумным ценам.

Это должно дать вам хорошее начало для понимания светодиодов и того, что искать, но если у вас есть дополнительные вопросы или вы хотите получить дополнительную информацию об определенном продукте и о том, подойдет ли он для вас, мы здесь, чтобы помочь. Просто напишите нам по адресу [email protected] или позвоните по телефону (802) 728-6031, чтобы поговорить с нашей очень хорошо осведомленной командой технической поддержки.

часто задаваемых вопросов по светодиодам | Светодиодное Освещение

Что означает светодиод?

LED — сокращение от LED.

Как долго работают светодиоды?

Светодиоды

отличаются исключительно долгим сроком службы. Многие светодиоды имеют номинальный срок службы до 50 000 часов. Это примерно в 50 раз дольше, чем у обычной лампы накаливания, в 20-25 раз дольше, чем у типичного галогена, и в 8-10 раз дольше, чем у типичного КЛЛ. При использовании 12 часов в день 50 000 лампочек прослужат более 11 лет. Используется 8 часов в день, прослужит 17 лет!

Где можно использовать светодиоды?

Их можно использовать практически везде.Замена светодиодов уже доступна для таких типов ламп, как A-образные, отражатели PAR, отражатели MR, декоративные, подкладные и другие. При использовании с диммерами, особенно с системами диммирования, которые поддерживают множество ламп, мы рекомендуем сначала протестировать несколько светодиодов для проверки совместимости.

Следует ли использовать светодиоды в закрытых светильниках?

Закрытые приспособления — это не только воздухонепроницаемые приспособления, но также приспособления, закрытые сбоку, сзади и открытые спереди, такие как многие головки гусениц.Светодиоды, которые используются в светильниках, где длина окружности лампы менее 1/2 дюйма при установке в светильник, также считаются закрытым приложением. Если вы планируете использовать светодиоды в этих типах приложений, вы должны использовать светодиоды с номиналом для закрытых светильников.Использование светодиодной лампы, не предназначенной для закрытых светильников в этом типе применения, может вызвать мерцание светодиодной лампы и значительно сократить срок ее службы.

Bulbs.com теперь предлагает широкий ассортимент закрытых светодиодов с различными формами ламп.Светодиоды, не предназначенные для закрытых светильников, следует использовать только в светильниках, открытых спереди, где линзы лампы открыты по бокам и сзади, и должны иметь пространство не менее 1/2 дюйма по окружности лампы.

Каковы преимущества перехода на светодиоды?

Преимущества перехода на светодиоды многочисленны. Вот лишь некоторые из преимуществ: светодиоды потребляют гораздо меньше электроэнергии, чем другие лампы, имеют чрезвычайно длительный срок службы, выделяют очень мало тепла, не излучают ультрафиолетовое или инфракрасное излучение, не содержат ртути, устойчивы к ударам и вибрации и могут эффективно работать. в очень холодных условиях.Для получения дополнительной информации о преимуществах светодиодов см. Светодиод: подходит ли он вам ?.

Почему светодиоды стоят больше, чем другие типы лампочек? Они того стоят?

Светодиод

— это все еще новая технология, и затраты на производство качественной продукции по-прежнему высоки. Однако цены резко снизились всего несколько лет назад, и ожидается, что цены будут продолжать падать. Что касается того, стоят ли светодиоды дополнительных затрат, полезно посмотреть на стоимость эксплуатации лампы в дополнение к первоначальным затратам.Экономия энергии, реализованная при переходе на светодиоды, означает, что дополнительные первоначальные затраты часто окупаются довольно быстро, и в результате вы экономите деньги в течение всего срока службы лампы. Если вы хотите увидеть это в действии, ознакомьтесь с нашим калькулятором экономии энергии. Вот пример: для частного потребителя, у которого свет может гореть всего 10 часов в неделю, окупаемость составляет более 10 лет. С другой стороны, клиент розничной торговли или ресторана, который горит светом 90-100 часов в неделю, рассчитывает, что окупаемость светодиодного PAR стоимостью 70 долларов составит менее 18 месяцев.При принятии решения о том, подходит ли вам светодиодный светильник, обязательно следует учитывать оценку окупаемости.

Есть ли разница между светодиодом за 10 долларов и светодиодом за 50 долларов?

Да. Светодиоды очень похожи на бытовую электронику, и качество действительно имеет значение. Чтобы светодиод работал должным образом и обеспечивал приемлемый световой поток, все компоненты должны быть долговечными. Всегда полезно покупать у производителя и продавца, которые, как вы уверены, поддержат продукт.Если вы хотите узнать больше о компонентах и ​​о том, как дешевые светодиоды сочетаются с высококачественным продуктом, посмотрите «Рассказ о двух лампочках».

Будет ли светодиод производить достаточно света, чтобы заменить мою нынешнюю лампочку?

Для большинства приложений да. Стандартные светодиодные продукты теперь надежно заменяют лампы накаливания мощностью до 100 Вт, а специальные продукты доступны для замены даже более высоких ватт. Если вы хотите узнать больше о светоотдаче светодиодов, прочтите эту статью о светоотдаче.

Какое качество светодиодного освещения?

Если покупать качественный товар, качество света отличное. Индекс цветопередачи (CRI) обычно используется для измерения качества света по шкале от 1 до 100. Большинство светодиодов имеют рейтинг CRI не менее 80, а многие — от 90 и выше.

CRI

Индекс цветопередачи

— это международная система, используемая для оценки способности лампы отображать цвета объекта.Чем выше индекс цветопередачи (по шкале от 0 до 100), тем более насыщенными и точными становятся цвета. Различия CRI между лампами обычно не видны глазу, если разница не превышает 3-5 баллов.

Насколько зеленые светодиоды?

светодиода очень зеленые. Во-первых, они потребляют гораздо меньше электроэнергии, чем многие другие осветительные приборы. Это означает, что для их эксплуатации необходимо производить меньше электроэнергии, что приводит к снижению выбросов электростанций, особенно в районах, где распространены угольные электростанции.В отличие от КЛЛ они не содержат ртути. Благодаря своему долгому сроку службы они также сокращают объем твердых отходов: если вы замените лампу накаливания на светодиодную, вы предотвратите выброс 50 ламп накаливания на 1000 часов работы. Кроме того, они выделяют очень мало тепла и могут снизить потребление энергии, связанной с HVAC. По оценкам Министерства энергетики США, более широкое внедрение светодиодов в течение следующих 15 лет также снизит потребность в электроэнергии от освещения на 62 процента, предотвратит выбросы углерода на 258 миллионов метрических тонн и устранит необходимость в 133 новых электростанциях.

Можно ли использовать светодиоды с диммерами?

Обычно да. Многие светодиоды специально указаны как регулируемые. Некоторые системы затемнения работают со светодиодами лучше, чем другие, поэтому лучше всего протестировать одну или две, прежде чем полностью повторно осветить пространство.

Существуют ли скидки / льготы / налоговые льготы при переходе на LED?

Во многих случаях да. Чтобы узнать, имеете ли вы право на скидку или другую программу поощрения, вы можете обратиться к сайту DSIRE Министерства энергетики США или позвонить в Bulbs.com Специалист по освещению.

Что такое светодиод? | LEDs Magazine

Проще говоря, светоизлучающий диод (LED) — это полупроводниковое устройство, которое излучает свет, когда через него проходит электрический ток. Свет образуется, когда частицы, переносящие ток (известные как электроны и дырки), объединяются в полупроводниковом материале.

Поскольку свет генерируется внутри твердого полупроводникового материала, светодиоды описываются как твердотельные устройства. Термин твердотельное освещение, которое также включает органические светодиоды (OLED), отличает эту технологию освещения от других источников, в которых используются нагретые нити накала (лампы накаливания и вольфрамовые галогенные лампы) или газовый разряд (люминесцентные лампы).

Разные цвета
Внутри полупроводникового материала светодиода электроны и дырки находятся внутри энергетических зон. Разделение полос (то есть запрещенная зона) определяет энергию фотонов (световых частиц), излучаемых светодиодом.

Энергия фотона определяет длину волны излучаемого света и, следовательно, его цвет. Различные полупроводниковые материалы с разной шириной запрещенной зоны производят свет разного цвета. Точную длину волны (цвет) можно настроить, изменив состав светоизлучающей или активной области.

Светодиоды состоят из сложных полупроводниковых материалов, которые состоят из элементов из группы III и группы V периодической таблицы (они известны как материалы III-V). Примерами материалов III-V, обычно используемых для изготовления светодиодов, являются арсенид галлия (GaAs) и фосфид галлия (GaP).

До середины 90-х годов светодиоды имели ограниченный диапазон цветов, и, в частности, не существовало коммерческих синих и белых светодиодов. Разработка светодиодов на основе системы материалов из нитрида галлия (GaN) дополнила цветовую палитру и открыла множество новых применений.

Основные материалы светодиодов
Основными полупроводниковыми материалами, используемыми для производства светодиодов, являются:

• Нитрид индия и галлия (InGaN): синие, зеленые и ультрафиолетовые светодиоды высокой яркости
• Алюминий, галлий, фосфид индия (AlGaInP желтых, оранжевых и красных светодиодов высокой яркости
• Арсенид алюминия-галлия (AlGaAs): красных и инфракрасных светодиодов
• фосфид галлия (GaP): желтых и зеленых светодиодов

Объяснение компонентов светодиодной лампы и коммерческих ламп Специалисты по освещению

Чтобы объяснить, как работает светодиод, мы должны объяснить четыре основных компонента светодиодной лампы; светодиодный чип Драйвер, светодиодный чип излучает свет в лампочке.Радиатор и оптическая линза.

• Затем драйвер регулирует входной ток.
• Радиатор отводит тепло от светодиодного чипа.
• Оптика контролирует характеристики светоотдачи.

Светодиодный чип

— это расшифровывается как Light Emitting Diode, это свет источник, который освещается движением электронов или электрическим ток, проходящий через полупроводниковый материал. Полупроводник — это вещество, обычно твердое химическое вещество. элемент или соединение, которое может проводить электричество при определенных условиях, создавая это хорошая среда для управления электрическим током.

твердотельное освещение (SSL) — есть освещение, использующее светодиоды. Поскольку это проданное государственное освещение, оно не требует накаливания накаливания, как у лампы накаливания. Светодиодный свет образуется при подключении P-Type (+) и Полупроводники N-типа (-), образующие PN переход. Энергия высвобождается в виде света, когда тип N (-) электроны и положительно заряженные дырки P-типа (+) объединяются.

Драйвер светодиода — регулирует ток, протекающий через светодиод, похож на балласт в компактных люминесцентных лампах.Драйверы светодиодов могут быть внутренними или внешними. Световой поток светодиода пропорционален его току; любое незначительное изменение силы тока может привести к неприемлемым изменениям светоотдачи. Так светодиодный драйвер является очень важным компонентом светоотдачи и сильно влияет на срок службы лампы светодиода.

Радиатор — ключевой компонент качественного светодиода. Светодиоды не выделяют много внешнего тепла, но выделяют внутреннее тепло в переходе, Высокая температура возле светодиода соединение влияет на короткое Срок службы и долгий срок службы и влияют на производительность светодиода.Необходимо отводить тепло от светодиодного чипа для поддержания ожидаемого светоотдача, жизнь и цвет. Последствиями ненадлежащего теплоотвода в краткосрочной перспективе будут более низкий световой поток, а также цветовой сдвиг длины волны, в то время как в долгосрочной перспективе это приведет к сокращению срока службы лампы. Радиатор необходим для отвода тепла, которое удаляется за счет конвекции (по воздуху) или за счет теплопроводности (путем контакта). Большинство металлов являются отличными проводниками, поэтому их и используют. как монтажный материал для большинства светодиодов.

• The Optic — это также большой компонент светодиодной лампы, имеющий многоуровневая оптика.
• Первичная оптика — устанавливается непосредственно поверх светодиодного чипа.
• Вторичная оптика — собирает и перераспределяет свет в светодиодная лампа.

веских причин перейти на светодиоды для освещения

23 Декабрь

Освещение — важный аспект любого здания, объекта или учреждения. На сегодняшнем рынке есть множество вариантов освещения на выбор, от традиционных ламп накаливания, светодиодов (LED), галогенов до компактных люминесцентных ламп (CFL).Со временем светодиоды стали наиболее предпочтительными вариантами освещения в школах, библиотеках и правительственных зданиях и по правильным причинам. Они не только экономят деньги, время и энергию, но и защищают окружающую среду. Вот семь причин, по которым вам следует подумать о переходе на светодиоды:

1. Энергосбережение

Светодиоды

потребляют гораздо меньше энергии, чем другие технологии освещения, такие как галогеновые и флуоресцентные. Они теряют гораздо меньше энергии на тепло, а остальная часть превращается в свет.Благодаря минимальному энергопотреблению светодиоды излучают меньше тепла, что делает их идеальным выбором для обогреваемых зданий. Меньшее производство тепла означает меньший спрос на системы кондиционирования и охлаждения.

2. Долговечный

Светодиодные лампы

имеют более длительный срок службы по сравнению с другими формами освещения. Средний срок службы светодиода составляет более 50 000 часов, что в 25 раз дольше, чем лампы накаливания и галогенные лампы, и до 3 раз дольше, чем у КЛЛ. Некоторые светодиоды могут работать до 200 000 часов.Кроме того, светодиоды не содержат стеклянных колб или нитей, что увеличивает их долговечность.

3. Экологичность

Светодиоды помогают окружающей среде несколькими способами. Во-первых, в отличие от КЛЛ и люминесцентных ламп, светодиоды не содержат высокотоксичной ртути. И это помогает уменьшить количество токсичных отходов, образующихся при утилизации этих осветительных технологий. Светодиоды также служат очень долго, что означает меньше отходов в виде упаковки, транспортировки и утилизации.Другой способ, которым светодиоды являются экологически чистыми, — это прямое энергосбережение. Поскольку они потребляют меньше энергии, это означает, что потребление и потребление энергии снижаются, что сводит к минимуму углеродный след.

4. Рентабельность

В течение многих лет светодиоды были в верхней части ценового диапазона, но теперь их нет. С годами светодиоды продолжают значительно повышать стоимость традиционных ламп, делая их доступными для большинства потребителей. Кроме того, после перехода на светодиоды вы ощутите существенное снижение счетов за электроэнергию, что приведет к прямой экономии затрат на электроэнергию.

5. Низкие эксплуатационные расходы

Светодиоды не только снижают потребление энергии, но и сокращают расходы на техническое обслуживание. В отличие от традиционных источников освещения, которые внезапно выходят из строя, светодиоды не прекращают работу внезапно. Кроме того, они не требуют значительного обслуживания. Эта функция, помимо длительного срока службы светодиодов, экономит ваше время и деньги, которые вы обычно тратите на обслуживание и ремонт.

6. Постоянное качество света

Светодиоды

рассчитаны на то, чтобы обеспечивать одинаковое качество света на протяжении всего срока службы.Светодиод, рассчитанный на 50 000 часов, не погаснет по истечении этого времени. Но впоследствии начнет терять свою яркость до тех пор, пока вы больше не сможете им пользоваться. Технология микрочипа, которую используют светодиоды вместо нагреваемой нити, позволяет лампам сохранять качество света. Вы можете быть уверены, что ваши огни не начнут внезапно мигать с течением времени.

7. Широкий выбор цветов

Известно, что традиционные лампочки излучают приятный теплый свет. С другой стороны, со светодиодами вы можете добиться любой атмосферы на диаграммах цветовой температуры.Более того, светодиоды также являются полупроводниковыми приборами, а это значит, что вы можете управлять ими с помощью диммерных переключателей. Впоследствии диммерные переключатели позволяют уменьшить яркость осветительных приборов вашего объекта до 10% от их оптимальной мощности, помогая создать гораздо более мягкий свет.

В конечном итоге, вы не пожалеете о решении перевести систему освещения вашего объекта на светодиодную. Вы увидите прямое влияние на функциональность системы освещения и счета за электроэнергию. Чтобы узнать, какие шаги необходимо предпринять для переключения, вам может потребоваться энергоаудит вашей школы или учреждения.Свяжитесь с компанией Energy Optimizer для проведения энергетических аудитов, рекомендаций и внедрения методов энергосбережения, которые сэкономят вам десятки или сотни долларов на счетах за электроэнергию.

---

Преимущества светодиодного освещения

— Практическое руководство — Управление энергопотреблением

Светодиодное освещение

на сегодняшний день является наиболее энергоэффективным, самым чистым и экологически чистым способом освещения. Светодиодное освещение обладает множеством удивительных преимуществ.

Long Life

Длительный срок службы выделяется как преимущество номер один светодиодных ламп.Светодиодные лампы и диоды имеют выдающийся ожидаемый срок службы до 100 часов. Это 11 лет непрерывной работы или 22 года при 50-процентной эксплуатации. Если вы оставите светодиодный светильник включенным на восемь часов в день, потребуется около 20 лет, прежде чем вам придется заменять светодиодную лампу.

Светодиоды отличаются от стандартного освещения: они не перегорают и перестают работать, как стандартные лампочки. Кроме того, светодиоды излучают более низкие уровни мощности в течение очень длительного периода времени и становятся менее яркими.

Энергоэффективность

Самый эффективный на сегодняшний день способ освещения и освещения с расчетной энергоэффективностью 80–90 процентов по сравнению с традиционным освещением и обычными лампочками. Это означает, что около 80 процентов электрической энергии преобразуется в свет, а 20 процентов теряется и преобразуется в другие формы энергии, такие как тепло.

При использовании традиционных ламп накаливания, которые работают только с 20-процентной энергоэффективностью, 80 процентов электроэнергии теряется в виде тепла.

Экологически чистые

Светодиодные лампы не содержат токсичных химикатов. Большинство обычных люминесцентных ламп содержат множество материалов, таких как ртуть, которые опасны для окружающей среды.

Светодиодные фонари не содержат токсичных материалов и на 100% подлежат вторичной переработке, а также помогут сократить выбросы углекислого газа на треть. Упомянутый выше длительный срок службы также означает, что одна светодиодная лампа может сэкономить материал и сократить производство 25 ламп накаливания.Большой шаг к более экологичному будущему!

Надежное качество

Светодиоды чрезвычайно долговечны и состоят из прочных компонентов, которые отличаются высокой прочностью и могут выдерживать даже самые суровые условия.

Поскольку светодиодные фонари устойчивы к ударам, вибрациям и экстремальным ударам, они являются отличными системами наружного освещения для суровых условий и воздействия погоды, ветра, дождя или даже внешнего вандализма, воздействия уличного движения, а также строительства или производства. места.

Отсутствие УФ-излучения

Светодиодное освещение дает слабый инфракрасный свет и почти полное отсутствие УФ-излучения. По этой причине светодиодное освещение хорошо подходит не только для товаров и материалов, чувствительных к теплу из-за небольшого излучаемого тепла, но также для освещения чувствительных к УФ-излучению предметов или материалов, например, в музеях, художественных галереях, археологические памятники и т. д.

Гибкость дизайна

Светодиоды можно комбинировать в любой форме для получения высокоэффективного освещения.Регулировка яркости отдельных светодиодов позволяет осуществлять динамическое управление светом, цветом и распределением. Хорошо спроектированные системы светодиодного освещения могут создавать фантастические световые эффекты не только для глаз, но также для настроения и ума.

Работа при экстремально низких или высоких температурах

Светодиоды идеально подходят для работы при низких и низких температурах наружного воздуха. Для люминесцентных ламп низкие температуры могут повлиять на работу и вызвать проблемы, но светодиодное освещение хорошо работает и в холодных условиях, например, при зимних условиях на открытом воздухе, в морозильных камерах и т. Д.

Рассеивание света

Светодиод предназначен для фокусировки своего света и может быть направлен в определенное место без использования внешнего отражателя, что обеспечивает более высокую эффективность применения, чем обычное освещение. Хорошо продуманные системы светодиодного освещения способны более эффективно направлять свет в желаемое место.

Мгновенное освещение и частое переключение

Светодиодные фонари загораются сразу после включения, что дает большие преимущества для таких инфраструктурных проектов, как светофоры и светофоры.

Светодиодные фонари также можно часто выключать и включать, не влияя на срок службы светодиодов или световое излучение. В отличие от этого, традиционному освещению может потребоваться несколько секунд для достижения полной яркости, а частое включение / выключение значительно сокращает ожидаемый срок службы.

Низкое напряжение

Для светодиодной подсветки достаточно низковольтного источника питания. Это упрощает использование светодиодного освещения даже на открытом воздухе, путем подключения к внешнему источнику солнечной энергии, и является большим преимуществом, когда речь идет об использовании светодиодной технологии в отдаленных или сельских районах.