Что такое светодиодный светильник. Электрооборудование, свет, освещение

Суть, виды и преимущества светодиодного освещения

Освещение является важнейшим элементом благоустройства любых зданий или помещений. Без него возможность нормальной эксплуатации исчезает, вне зависимости от назначения или прочих особенностей. В настоящее время приоритетным видом является светодиодное освещение, демонстрирующее значительное преимущество перед всеми альтернативными вариантами.

Что такое светодиодное освещение

Система подсветки любого типа представляет собой комплекс приборов, обеспечивающих внутреннее или наружное освещение зданий, земельных участков, улиц и т.д. Освещение светодиодными светильниками выполняет те же функции, отличаясь только конструкцией ламп. При этом, существует заметная разница в способе организации и обеспечения питания осветительных приборов. Потребление электроэнергии у ЛЕД приборов многократно понижено, чем у традиционных ламп накаливания или люминесцентных конструкций. Это меняет технологии прокладки проводов, а в последнее время появились автономные лампы, питающиеся от собственного источника.

Изначально светодиодные источники света были дороги и использовались только в освещении помещений соответствующего уровня и назначения. Однако, цены быстро упали, сделав LED приборы наиболее эффективными и экономичными. Начался массовый переход с люминесцентных (энергосберегающих) ламп на полупроводниковые устройства, поскольку расходы на содержание и обслуживание подобных систем гораздо ниже, чем у любого альтернативного варианта.

Не менее широко LED освещение используется в наружных системах. Разработаны автономные фонари, снабженные блоком питания от солнечных батарей. Они накапливают заряд в светлое время суток, а при наступлении темноты отдают его светильникам. Такие приборы не нуждаются в проведении кабеля, могут быть перемещены в любое удобное место. Они снабжаются детекторами освещенности, автоматически включающими приборы при падении освещенности до определенного уровня.

Также есть датчики движения, включающие фонарь только при появлении на обслуживаемой территории движущихся объектов достаточно большого размера.

Принцип работы светодиодных источников освещения

Светодиод — это полупроводниковый прибор, способный к преобразованию электрического тока в световой поток. Основным элементом конструкции является светоизлучающий кристалл. Он установлен на алюминиевом или медном основании, фиксируется с помощью слоя силикона. К поверхности кристаллов подведены анод и катод, на которые подается напряжение питания. Сверху установлена линза из силикатного стекла или эпоксидного компаунда (в дешевых моделях). Вокруг кристалла находится рефлектор, формирующий световой поток и определяющий угол раскрытия данного светодиода.

Свечение возникает вследствие рекомбинации электронов и дырок на p-n переходе. Для усиления процесса границу между полупроводниками легируют специальными материалами, увеличивающими эффект. Рекомбинация происходит при ударе электрона о поверхность слоя n, когда возникает т.н. туннельный эффект — электрон ударяется о противоположные границы слоев, и при каждом ударе образуется фотон света.

Важно! Любой дефект поверхности исключает возможность рекомбинации в этой точке. Для получения интенсивного и стабильного процесса используют многослойные кристаллы — гетероструктуры.

Это базовая конструкция светодиода, которая послужила основой для создания множества более мощных и ярких устройств. Для создания таких конструкций изготавливаются матрицы из множества кристаллов, которые излучают световой поток одновременно, демонстрируя высокую яркость.

Характеристики светодиодов

Технические характеристики светодиодов значительно отличаются от привычных видов светильников, что вызывает немало вопросов при выборе нужного прибора. Диодное освещение определяется по другим параметрам, которые необходимо знать при подборе максимально удачного варианта. Характеристики, которые отображают свойства ЛЕД приборов:

• мощность. Это показатель рассеивания на кристалле. Если надо подыскать аналог традиционной лампе накаливания, следует ее мощность разделить на 8 (например, аналогом 100-ваттной лампочки будет ЛЕД светильник мощностью 100 : 8 = 12,5 Вт);
• светоотдача. Это значение интенсивности светового потока. Это сложный и малоинформативный показатель, поскольку у 100-ваттной лампы накаливания он равен 100 Лм, а у диодного светильника диаметром 5 мм — 5 Лм;
• угол рассеивания. Это угол раскрытия конуса, созданного потоком света. Границами считаются линии, в которых яркость свечения падает до половинного значения. Разные устройства имеют угол раскрытия от 20° до 120°;
• цветовая температура. Этот параметр не имеет никакого отношения к нагреву, определяя оттенок свечения прибора. За эталон приняты цвета побежалости стальной пластины, нагретой до определенных температур в Кельвинах. К наиболее приятным для глаза видам относятся мягкие желтые, красные или желтовато-белые оттенки. Более жесткие синие или фиолетовые светильники способны изменять цвет предметов, находящихся в комнате. Желтый цвет соответствует 2000-2700 К, а жесткий фиолетовый — от 7500 К и выше;
• цветопередача. Означает степень реалистичности восприятия цвета при использовании того или иного типа светильников. Показатель, важный для художников, фотографов или дизайнеров;
• срок службы. Светодиоды — весьма долговечные устройства. Их ресурс доходит до 50-100 тыс. часов. По сравнению с лампой накаливания, они способны работать в 50-100 раз дольше.

При выборе светодиодного освещения наиболее важными параметрами считаются цветовая температура и мощность прибора. Для удобства покупателей изготовители на упаковку наносят значение мощности лампы накаливания, соответствующей данному устройству.

Светодиодное освещение создается из LED приборов разных видов и формы. Все устройства принадлежат к одной из двух групп:

• индикаторные;
• осветительные.

Первая группа — светодиоды, применяющиеся в различных технических установках для обеспечения визуального контроля за процессами или для наглядной демонстрации работы. Вторая группа — устройства, с помощью которых создаются осветительные приборы разного назначения. Эта группа самая обширная, имеет устройства большой мощности и яркости:

• SMD. Это светодиоды, предназначенные для монтажа непосредственно на несущую подложку. Из них делают ЛЕД ленты, матрицы мощных прожекторов, лампы с обычным цоколем типа Е27 и т.п.;
• COB. Это несколько светодиодов типа SMD, интегрированных в одну матрицу. Используются только в осветительных системах, демонстрируют большую яркость и мощность;
• Super Flux (Пиранья). Это сверхъяркие элементы, внешне похожие на SMD. Отличительной особенностью является наличие 4 ножек, которые не позволяют устройству плотно ложиться на опорную плоскость при монтаже;
• Straw Hat (соломенная шляпа). Это светильники, корпус которых близок по форме к обычному виду индикаторных приборов, но увеличенного диаметра и уменьшенной высоты. Отличаются большим углом рассеивания. Область их применения — декоративная иллюминация, приборы оповещения, прочая подсветка.

Интересно! Помимо этих видов широкое распространение получили филаментные светодиоды. Они способны полностью имитировать лампы накаливания, в роли нити у них выступают несколько элементов, расположенных на тонкой основе.

Такое расположение источников света позволяет получить лампы для установки в обычные люстры, где важно сохранить форму и общий вид традиционных светильников, получая при этом все преимущества светодиодов. Освещение филаментными лампами не слишком яркое, цветовая температура близка к обычным лампам накаливания.

Преимущества и недостатки

К достоинствам светодиодной подсветки следует отнести:

• низкое энергопотребление;
• длительный срок службы;
• большое количество видов светильников;
• высокая светоотдача;
• есть возможность подбора светодиодов по цветовой температуре;
• большие декоративные возможности, позволяющие создавать привлекательные варианты освещения;
• отсутствие нагрева способствует увеличению пожарной безопасности;
• есть возможность диммирования (плавного убавления или прибавления яркости с помощью специальных устройств;
• устойчивость освещения к механическим воздействиям;
• отсутствие ртути или иных вредных компонентов, экологическая безопасность светильников.

Недостатками светодиодных устройств освещения следует считать:

• цена. Несмотря на заметное снижение стоимости ЛЕД приборов, расходы на их приобретение еще велики;
• необходимость использования специального источника питания;
• непереносимость высоких температур, требующая применения радиаторов и теплоотводов;
• наличие возрастной деградации светодиодов, вызванной низким качеством теплоотведения.

При покупке следует обращать внимание на качество и конструкцию теплоотводящей пластины. Если она не внушает доверия, лучше выбрать продукцию другого производителя. Даже качественные и яркие элементы быстро начнут тускнеть из-за плохого качества радиаторов, это надо иметь в виду.

Конструкция стандартных светодиодных ламп

Стандартные виды светодиодных светильников изготавливаются для установки в обычные люстры или иные виды светильников. Менять конструкцию или конфигурацию освещения сложно и дорого, поэтому производители пошли другим путем — они максимально подгоняют форму и размер ЛЕД ламп к стандартному виду традиционных устройств.

Конструкция стандартной светодиодной лампы состоит из следующих элементов:

• цоколь Е27, Е14 или другой размер;
• имитация колбы — корпус, внутри которого находятся светодиоды;
• драйвер (блок питания), расположенный внутри корпуса.

Важно! Основной проблемой светодиодного освещения стало наличие угла раскрытия, ограничивающего направление потока в одном направлении. Решением вопроса стала установка нескольких элементов на цилиндрическую основу, позволяющая организовать равномерно распределенное во все стороны излучение.

Кроме этого вида конструкции, имитирующего традиционную лампу накаливания, имеются другие разновидности светильников — линейные, точечные и т.д. Они созданы из одних и тех же светодиодных элементов, только внешне оформлены в другом формфакторе.

Основные выводы

Светодиодное освещение обладает массой важных преимуществ:

• длительный срок службы;
• невысокое энергопотребление;
• яркое интенсивное свечение.

Производители обеспечили выпуск практически всех светодиодных аналогов для установки в существующие конструкции светильников. Это позволило просто поменять одни виды на другие, без необходимости переоформления всей системы освещения зданий.

Полученная экономия обусловила успех и сделала светодиодное освещение наиболее востребованным, экономичным и эффективным. Этому способствовало также и наличие множества вариантов цветового оттенка и прочих параметров светодиодных устройств, расширяющих возможности подсветки.

Качества светодиодного освещения сразу были высоко оценены дизайнерами и оформителями. Декоративный эффект в сочетании с высокими эксплуатационными качествами сделали светодиодное освещение универсальным и многовариантным типом подсветки. Свои варианты организации ЛЕД освещения излагайте в комментариях.

Устройство и принцип работы светодиодной лампы

Вопросы снижения потребляемой электроэнергии решаются не только на государственном уровне. Эта проблема актуальна и для рядовых потребителей. В связи с этим, в квартирах, офисах и других учреждениях, начинают широко внедряться не только мощные, но и экономичные источники света. Среди них все более широкое распространение получают светодиодные лампы. Устройство и принцип работы светодиодной лампы позволяет использовать ее со стандартным патроном и подключать в электрическую сеть напряжением 220 В. Для того чтобы сделать правильный выбор, нужно знать основные преимущества и особенности современных источников света.

Принцип действия светодиодных ламп

В работе светодиодных ламп используются физические процессы, которые значительно сложнее тех, что применяются в обычных лампах накаливания с металлической нитью. Суть явления заключается в появлении светового потока в точке соприкосновения двух веществ из разнородных материалов, после того как через них пропущен электрический ток.

Основной парадокс заключается в том, что каждый из используемых материалов, не является проводником электрического тока. Они относятся к категории полупроводников и способны пропускать ток лишь в одну сторону при условии их соединения между собой. В одном из них должны обязательно преобладать отрицательные заряды – электроны, а в другом – ионы с положительным зарядом.

Кроме движения электрического тока, в полупроводниках происходят и другие процессы. При переходе из одного состояния в другое происходит выделение тепловой энергии. Путем экспериментов удалось найти такие сочетания веществ, у которых наряду с выделением энергии появлялось световое излучение. В электронике все устройства, пропускающие ток лишь в одном направлении стали называться диодами, а те из них, которые обладают способностью испускать свет, стали называться светодиодами.

В самом начале испускание фотонов полупроводниковыми соединениями охватывало только узкую часть спектра. Они могли испускать только красный, желтый или зеленый свет, с очень низкой силой свечения. Поэтому в течение длительного времени светодиоды использовались только в качестве индикаторных ламп. К настоящему времени были получены такие материалы, соединения которых позволили значительно расширить диапазон светового излучения и охватить практически весь спектр. Тем не менее, длина каких-то волн всегда преобладает в свечении. Поэтому светодиодные лампы разделяются на источники холодного света – синего и теплого свечения – преимущественно красного или желтого.

Устройство светодиодных источников света

Внешний вид светодиодных ламп практически не отличается от традиционных источников света с металлической нитью накаливания. Они оборудованы стандартным цоколем с резьбой, что позволяет использовать их с обычными патронами и не вносить изменений в электрооборудование помещений. Однако светодиодные лампы существенно отличаются сложным внутренним устройством.

В их состав входят контактный цоколь, корпус, выполняющий функцию радиатора, плата питания и управления, плата со светодиодами и прозрачный колпак. Планируя использование светодиодных ламп в сети 220 В, следует помнить, что они не смогут работать с таким током и напряжением. Для того чтобы исключить перегорание светильников, в их корпусах устанавливаются платы питания и управления, снижающие напряжение и выпрямляющие ток.

Устройство такой платы оказывает серьезное влияние на срок эксплуатации лампы. В некоторых моделях перед диодным мостом устанавливается лишь резистор, а в некоторых случаях недобросовестные производители обходятся без него. В результате, лампы дают очень яркое свечение, но очень быстро сгорают из-за отсутствия стабилизирующих устройств. Поэтому качественные светильники непременно оборудуются стабилизаторами, например, балластными трансформаторами. В наиболее распространенных управляющих схемах используются сглаживающие фильтры, в состав которых входит конденсатор и резистор. В наиболее дорогих моделях в блоках управления и питания используются микросхемы.

Каждый отдельно взятый светодиод излучает довольно слабый свет. Поэтому для достижения нужного светового эффекта, группируется необходимое количество элементов. С этой целью используется плата, изготовленная из диэлектрического материала, с нанесенными токопроводящими дорожками. Примерно такие же платы применяются в других электронных устройствах.

Светодиодная плата является еще и понижающим трансформатором. С этой целью все элементы включаются последовательно в общую цепь, и сетевое напряжение равномерно распределяется между ними. Единственным существенным недостатком такой схемы является обрыв всей цепочки в случае перегорания хотя-бы одного светодиода.

Защиту всей лампы от попадания влаги, пыли и других негативных воздействий обеспечивает прозрачный колпак. Некоторые свойства колпака позволяют усилить общее свечение. Дело в том что его внутренняя сторона покрыта слоем люминофора, который начинает светиться под действием энергии квантов. Поэтому снаружи поверхность колпака выглядит матовой. Люминофор обладает более широкий спектр излучения, в несколько раз превышающий аналогичный показатель у светодиодов. В результате, излучение становится сравнимо с естественным солнечным светом. Без такого покрытия светодиоды оказывают раздражающее действие на глаза, вызывая усталость и болевые ощущения.

Лучше всего изучать полезные качества, устройство и принцип действия светодиодных ламп на схемах при напряжении электрической сети 220 вольт. Чаще всего такие светильники применяются в промышленном и уличном освещении, а в бытовых условиях традиционные источники света заменяются светодиодными лампочками, работающими при низком напряжении, в основном от 12 вольт. Однако мощность лампы и ее светоотдача не имеют прямой зависимости между собой. Этот фактор следует учитывать при выборе светодиодных светильников.

В светодиодных лампах, рассчитанных на 220 вольт, в схеме отсутствует трансформатор. В связи с этим возникает дополнительная экономия при эксплуатации таких светильников. Данная особенность отличает их от светодиодных ламп с другими мощностями. Поэтому выбор светильников происходит не по мощности, а по степени освещенности, создаваемой ими.

Преимущества светодиодных ламп

В настоящее время большое значение придается экономичной и долговечной работе осветительных приборов. Поэтому на первый план выходят светильники, создающие яркое освещение с выделением минимального количества тепла и небольшим энергопотреблением. Они обладают низкой чувствительностью к перепадам тока и напряжения, могут выдерживать большое количество включений и выключений.

Всеми этими качествами в полной мере обладают светодиодные лампы. Они имеют несколько разновидностей, отличающихся по конструктивным и техническим характеристикам, что позволяет выбрать наиболее подходящий вариант. Все лампы отличаются наличием или отсутствием мерцания, степенью экологической безопасности, необходимостью в использовании выпрямителей тока и других дополнительных приборов.

Электрооборудование, свет, освещение

Постоянное увеличение стоимости энергоресурсов, необходимость их экономии, актуальность сохранности окружающей среды подтолкнули человечество к использованию светодиодов в качестве источников света. Легкие в монтаже, удобные в использовании, не оказывающие негативного влияния на человека и природу в целом, они постепенно вытесняют еще недавно популярные компактные энергосберегающие лампы.

Итак, чтобы понять преимущества светодиодных ламп, необходимо разобраться, из чего они состоят и какой у них принцип работы.

Устройство светодиодного светильника

Лампа состоит из набора светодиодов, которые соответствуют суммарной мощности лампы, управляющей схемы и корпуса с отражателем. Светодиодные лампы, предназначенные для бытового использования, оборудуются стандартным цоколем Е14 или Е27 для замены обычных ламп накаливания. Количество светодиодов может быть различно – от одного до нескольких десятков, включенных в одну цепочку и подключенных к управляющей схеме через блок питания.

Так как светодиод при своей работе выделяет значительное количество тепла, его обязательно нужно охлаждать. Прекрасно справляются с отводом тепла радиаторы, к которым прикрепляются светодиоды. Следует обратить внимание, что в точке соприкосновения светодиода и радиатора должна использоваться специальная термопаста, обеспечивающая хорошую теплопередачу. В противном случае, при постоянном перегреве светодиода, его срок службы значительно сокращается.

На фото представлено несколько видов радиаторов для светодиодов.

Схема светодиодного светильника

Обычная схема управления светодиодами в светильнике выглядит так:

На входе устанавливаются гасящий резистор и емкость – они исполняют роль понижающего блока питания. Далее, так как светодиоды питаются только постоянным током, устанавливается диодный мост, преобразующий переменное напряжение в постоянное. В представленной схеме все светодиоды соединены последовательно, но это не единственный способ их соединения. Такие «лампочки» можно соединить параллельно друг ко другу или смешанным способом, как показано ниже.

Параллельное соединение светодиодов. Обязательно последовательно к каждой лампе должен присоединяться токоограничивающий резистор для предохранения светодиода от пробоя.

Смешанное соединение светодиодов. В данном случае каждая группа из последовательно соединенных ламп соединена параллельно по отношению друг ко другу.

Недостатком последовательного соединения является то, что в случае выхода из строя одного элемента цепи, вся сборка не сможет работать, так как в цепи образовался обрыв. Если светодиод не просто перегорит, а произойдет его пробой, то в таком случае цепь не прервется, но так как напряжение питания осталось неизменным, а количество потребителей уменьшилось, они все начнут работать с перегрузкой и, в конце концов, перегорят. Это касается и схем смешанного соединения. Наиболее надежная в этом случае параллельная схема подключения светодиодного светильника, даже если выйдет из строя половина ламп, он сможет продолжать выполнять свои функции, пусть и не в полную силу. Но такие схемы наиболее дорогие, поэтому используются достаточно редко.

Как собрать светодиодный светильник?

Благодаря современным технологиям и разнообразию светодиодов, которые продаются в электротехнических магазинах и строительных супермаркетах, собрать светильник из светодиодов не представляет большого труда. Для начала нужно определиться, какой вид освещения предпочтителен для выбранного помещения. Например, если это коридор в прихожей, то нет необходимости устанавливать точечные светильники, а будет более эстетично использовать светодиодную ленту, которую вполне можно смонтировать самостоятельно, приклеив ее по периметру потолка.

Продается она полностью готовой к монтажу, с одной стороны ее конец закрыт заглушкой, предохраняющую контакты от окисления, а другая имеет выводные провода, которые присоединяются к блоку питания с соблюдением полярности. В зависимости длины ленты и, соответственно, ее мощности, необходимо подобрать блок питания (LED-драйвер), который бы смог питать всю цепочку без перегрузки. В одном метре такой ленты может быть размещено до 60 светодиодов. Как правило, выбирают блок питания, который имеет мощность на 10-15% выше номинальной нагрузки. Такие устройства крайне не рекомендуется закрывать в небольших нишах с ограниченной вентиляцией, так как LED-драйверы могут при своей работе выделять значительное количество тепла. Как вариант – использовать блоки питания с принудительной вентиляцией.

Если для прихожей вполне пойдет светодиодная лента, то для зала или спальни она окажется слишком неэффективной в качестве основного освещения. Ее в больших комнатах применяют как подсветку, а основные светильники располагают на потолке или стенах для максимального комфорта. При планировании светодиодного освещения нужно учитывать площадь комнаты, высоту потолков в ней, оттенки поверхности стен и, соответственно, мощность ламп. Когда весь комплект оборудования будет закуплен, приступают к сборке светильников.

Для этого на радиаторе с нанесенной термопастой закрепляется светодиод. В случае, если площадь радиатора позволяет отводить тепло от нескольких ламп, допускается закрепление номинального количества светодиодов на нем. Как выбираются светильники светодиодные, статьи в интернете достаточно подробно описывают этот процесс. Главное, на что нужно обращать внимание – это их мощность и размеры. Так, одними из самых популярных считаются светодиоды SMD. Они имеют маркировку smd3528/1210, smd5050/5060 и smd5070 (наиболее мощные). Цифры в маркировке светодиодов означают их размер. Например, smd5050 имеет размер 5х5 мм, а smd5070 – 5х7 мм. Благодаря малым размерам подобные светодиоды применяются практически везде: в светодиодных лентах и светильниках, в линейках и в прочих осветительных приборах.

Светодиодные светильники разделяются на виды:

• линейные,
• потолочные,
• настенные,
• промышленные,
• прожекторы,
• подводного исполнения (для бассейнов и фонтанов),
• светодиодные контроллеры (для реализации цветодинамики, например, на дискотеках или концертных выступлениях).

Светильники могут оснащаться датчиками движения, чтобы значительно увеличивать ресурс работы светодиодов, которые включаются лишь в то время, когда необходимо. Подобное оборудование отлично работает в подъездах домов, длинных коридорах офисов и в других местах, где постоянное освещение не является необходимостью.

Существуют готовые светильники, которые оборудованы радиаторами, рассчитанными на установленные в него светодиоды. Если знаний для самостоятельной сборки недостаточно, то можно воспользоваться готовыми решениями и приобрести, например, светодиодный светильник для дома – собранные светодиоды на радиаторах. Их заключают в корпус, который может стать украшением любой квартиры.

Монтаж светодиодного светильника

Разнообразие светильников со светодиодами позволяет использовать их практически в любых местах, включая помещения с повышенной влажностью. Но светодиодные лампы при своей работе выделяют значительное количество тепла, поэтому следует исключить их установку на кухне над варочной плитой. От дополнительного нагрева и плохого отвода тепла светодиоды долго не прослужат и быстро выйдут из строя.

Отлично зарекомендовали себя светодиодные светильники в гостиных и спальных комнатах. Они великолепно и без особых проблем монтируются на любые поверхности. Вот так, например, происходит установка светодиодного светильника на натяжной потолок:

Руководствуясь данной несложной схемой, аналогичным образом устанавливаются такие светильники и на подвесные потолки из гипсокартона.

Но если в комнате, в которой планируется установить светодиодное освещение, потолки представляют собой монолитную бетонную плиту, тогда необходимо выбирать светильники накладного или подвесного типа.

В таком случае крепление светодиодного светильника или его подвесной конструкции происходит непосредственно на бетонную поверхность при помощи специальных отверстий в корпусе или других приспособлений.

Подключение светодиодного точечного светильника

Внимание! Все работы, связанные с подключением светильников к электросети, должны производиться с выключенным напряжением, во избежание поражения электрическим током!

Конечно же, чтобы подключить точечный светильник, необходимо проложить к месту его установки токоведущие провода. Если планируется установка подвесного или натяжного потолка, то в таком случае провод протягивается в гофрированный пластиковый рукав, который, в свою очередь, закрепляется скобами на потолке.

После прокладки всех проводов и установки LED-драйверов в удобном для их обслуживания месте с хорошей вентиляцией монтируется подвесной потолок. Далее аккуратно вырезаются в нем отверстия, соответствующие диаметру светильников и аккуратно выводятся провода, которые подключаются на клеммы светильника. После подключения лампы ее устанавливают в прорезанное отверстие, соблюдая осторожность, чтобы не сломать светильник или не повредить пленку натяжного потолка. Причем, если в комнате потолок натяжной, то обязательно на светильник устанавливаются термокольца, которые предотвращают перегрев пленки. А вот для гипсокартонных потолков эта процедура не обязательна.

Подключение производится согласно схеме:

Если сборка светильников и их подключение выполнено правильно, то при подаче напряжения на блоки питания лампы должны зажечься.

Как заменить точечную лампу в светильнике?

Конечно же, производители светодиодных ламп заявляют огромные сроки эксплуатации своей продукции, но при неправильном использовании светодиодов их срок жизни может значительно уменьшиться и они потребуют замены.

Чтобы заменить лампу точечного светильника, необходимо:

• отключить напряжение в комнате или в квартире;
• аккуратно извлечь стопорное кольцо, которое удерживает защитное стекло;
• бережно достать вышедшую из строя лампу и заменить ее на новую;
• установить на место стекло и зафиксировать ее стопорным кольцом.

Замену ламп следует производить в хлопчатобумажных перчатках, чтобы не повредить светодиод и не оставить на его поверхности жир, который находится на наших пальцах.

После выполнения данных операций можно подавать напряжение и радоваться результатам своей работы.

Цены на новостройки, квартиры в ипотеку для молодых семей. Вы можете выбрать планировку квартир по своему вкусу. Квартиры в балашихе отличный выбор.

Что такое светодиодное освещение

Дата публикации: 03 июля 2015 .
Категория: Освещение.

Светодиодные лампы освещения – революция в мире светотехники. Их разработка позволила решить целый комплекс задач: увеличить срок службы приборов освещения и безопасность их использования, снизить потребление электроэнергии, улучшить светоотдачу и так далее. Первый светодиод был разработан еще в 1962 году и выдавал красное свечение. Спустя еще несколько лет появились желтые и зеленые светодиоды, в 1971 году американский инженер создал первый, но дорогостоящий диод синего цвета, а в 1993 году японский физик изобрел ярко-синий светодиод, но уже менее дорогостоящий.

Чтобы использовать светодиоды для освещения и наладить серийное производство, нужно было добиться от них белого свечения. Это удалось сделать в 1995 году, однако уровень освещенности светодиодов был настолько низким, что использовать их приходилось только в качестве декоративной подсветки. Только в 2005 году разработчики смогли добиться от светодиодов светового потока в 100 люмен на ватт и запустить на их базе серийное производство ламп и светильников освещения. В России светодиодные лампы по разным данным появились в период с 2007 по 2010 год. Сейчас этот рынок активно развивается. Основными российскими компаниями по производству ламп являются: “Оптоган”, “Вартон”, “Оптилюкс”, “Новый свет”, “Долгая жизнь света” и некоторые другие.

Конкурентные преимущества светодиодных источников света

Повышенный спрос на светодиодные лампы и светильники возник неспроста. Сравним светодиодные лампы с другими типами ламп и выделим ключевые преимущества:

1. Увеличенное время работы

Лампа накаливания (которую уже запретили использовать) должна гореть не менее 1000 часов. На деле она перегорает гораздо быстрее из-за перепадов напряжения и низкого сопротивления вольфрама в холодном состоянии на момент включения. Через 750 часов работы лампы ее светоотдача заметно снижается.

Галогенная лампа имеет лучшие показатели долговечности, она горит от 2000 до 4000 часов.

Люминесцентная компактная лампа горит 8000-10000 часов. По истечении половины срока ее службы световой поток снижается на 30-35 процентов.

Для сравнения светодиодная лампа горит до 100000 часов! Если переводить в годы, то это примерно 11 лет. Освещение светодиодными светильниками самое выгодное.

1. Высокая светоотдача и экономия электроэнергии

90 процентов мощности, потребляемой лампой накаливания из сети, тратится на нагрев, и только 10 процентов – на освещение. Световая отдача лампочки “Ильича” – 7-17 люмен на ватт.

Галогенные лампы тоже сильно “греются”, но их эффективность лучше, чем у ламп “Ильича” на 20-50 процентов. Световая эффективность лампы – 15-22 люмен/ватт, лампы с кварцевым стеклом – 24-28 люмен/ватт.

Люминесцентные лампы дают световой поток при потреблении 1 ватта мощности из сети – 40-60 люмен. 1 ватт компактных люминесцентных ламп (энергосберегающих) равен 5 ваттам ламп накаливания. Это напрямую сказывается на экономии электроэнергии.

Светодиодные лампы дают световой поток 50-100 люмен на ватт. И это опять же лучший показатель среди всех ламп. 1 ватт мощности светодиодной лампы = 3 ваттам компактной люминесцентной лампы (энергосберегающей). Но светодиодные лампы также относятся к классу энергосберегающих, однако по этому показателю они эффективнее компактных люминесцентных.

1. Экологичность

У светодиодных ламп лучшие показатели экологичности, так как внутри них отсутствуют вредные компоненты и при работе они не излучают инфракрасное и ультрафиолетовое излучение. Поэтому светодиодное освещение дома так востребовано. Самыми вредными лампами являются люминесцентные, в том числе и компактные, так как внутри них содержатся ртуть и ее пары.

Светодиодные лампы самые прочные. Лампы накаливания и галогенные лампы нельзя трясти, у них порвется нить накала. Их стекло, как и стекло люминесцентных компактных ламп хрупкое, и легко разобьется при падении. У светодиодных ламп вместо стекла – пластик, который легко выдержит нагрузку при падении, а внутри конструкции отсутствует нить накала.

Недостатки светодиодных источников освещения

Главный недостаток светодиодных ламп и светильников – высокая цена. Стоимость ламп варьируется в пределах 150-2000 рублей, а светильников – 5000-40000 рублей и выше. Как правило, лампы и светильники по низкой цене плохого качества. Они могут “сгореть” спустя месяц использования и дают неравномерный световой поток. Поэтому целесообразнее отдавать предпочтение продукции ведущих компаний в этой области. С каждым годом технология производства светодиодных источников освещения совершенствуется, поэтому цена на них постепенно снижается. Но даже потратив один раз 500-700 рублей на лампу или купив светодиодные светильники уличного освещения за 10000-15000 рублей, вы точно окупите эти затраты в будущем.

Принцип работы светодиодных источников освещения

Светодиоды – полупроводниковые кристаллы, которые начинают светиться при прохождении через них электрического тока. Каждый кристалл излучает лучи своего спектра (красного, желтого, зеленого). Белый свет получают путем смешения этих спектров или методом покрытия самого яркого светодиода синего цвета слоем желтого фосфора. Изменяя соотношение цветов можно получать либо холодный, либо теплый свет.

Конструкция стандартных светодиодных ламп включает в себя:

• Пластиковую белую или цветную колбу;
• Плату со светодиодами;
• Драйвер, выпрямляющий переменный ток (электронная плата);
• Радиатор теплоотвода;
• Цоколь;
• Нижний и верхний держатель.

Колбы светодиодных ламп бывают разной формы: обычная, как у лампы накаливания и колбы типа “Свечка”, “Шар”, “Эллипс”. Есть еще лампы “кукурузины”, они имеют цилиндрическую форму, а по бокам их корпуса установлены светодиоды.

Плата, в зависимости от требуемого светового потока и потребляемой мощности имеет разное количество светодиодов. Нижний и верхний держатели нужны для того, чтобы удерживать плату со светодиодами и драйвер, с установленными на нем элементами. Радиатор теплоотвода отводит тепло от корпуса лампы, предотвращая его перегрев. Цоколь у светодиодных ламп бывает разным, основные типы это:

• Е27. Классический цоколь, такой же у ламп накаливания, поэтому светодиодные лампочки можно смело использовать на их месте;
• Е14. С таким цоколем производят лампы типа “Свеча” и “Миньон”, он внешне выглядит так же, как цоколь Е27, только уже его;
• GU10 – поворотный штырьковый цоколь. Чтобы зафиксировать лампу в патроне, ее надо вставить в него и повернуть в сторону;
• GU5.3. Отличить цоколь этого типа можно по торчащим контактам, как у электрической вилки. Он тоже относится к типу “штырьковые” и соединяется со спецпатроном штыревым способом (аналогично вилке с розеткой).

Конструкция светодиодных светильников:

• Корпус;
• Светодиоды, расположенные на определенном расстоянии друг от друга;
• Защитный экран;
• Источник питания;
• Драйвер;
• Плата.

Виды светодиодного освещения

Светодиодное освещение делится на 2 типа: внутренне светодиодное освещение и наружное светодиодное освещение или уличное светодиодное освещение. К внутреннему освещению относится:

• Квартирное;
• Офисно-административное;
• Торговое (в том числе в развлекательных центрах);
• Промышленное;
• Аварийное освещение.

Квартирное

В жилых помещениях используются стандартные светодиодные лампы разного размера и формы, которые вкручиваются в классический патрон определенного диаметра или “идут в комплекте” со светильником, встраиваемым в мебель, подвесной или натяжной потолок, пол. Также в интерьере широко используются настенные светильники, настольные лампы, светодиодные ленты которые прокладывают в нишах мебели, в двухуровневых потолках из гипсокартона.

Офисно-административное

В административных зданиях и офисах в основном используются встраиваемые или накладные потолочные светодиодные светильники квадратной или прямоугольной формы как под короткие и длинные лампы дневного света. Диоды внутри могут быть расположены в один, два или более рядов.

Торговое

Для торгового освещения используют светильники-даунлайты с направленным светом, трековые светодиодные светильники, устанавливаемые на шинопроводе, карданные светильники с направленным светом и регулировкой яркости, обычные модульные светильники, точечные светильники. Их главная задача – обеспечить комфортное освещение для глаз клиентов и сделать акцент на определенных товарах (например, на эксклюзивном ювелирном украшении).

Промышленное

Для освещения промышленных объектов используют светильники настенные, подвесные, встраиваемые и накладные с определенной степенью защиты от влаги, высокой температуры, пыли и механических повреждений. Форма и размеры светильников бывают самыми разнообразными.

Аварийное

Аварийное светодиодное освещение необходимо тогда, когда отключается основное. Оно должно использоваться повсеместно, начиная от промышленных объектов, заканчивая торговыми и развлекательными центрами, учреждениями здравоохранения, вокзалами, спортивными центрами и так далее. Светильники аварийного освещения светодиодные выпускают двух типов – светильники централизованного электропитания и автономные модели. Светильники первого типа запитываются от централизованной аварийной системы, а приборы освещения второго типа представляют собой готовый комплект (все элементы расположены внутри или в пределах 0,5-1 м).

Аварийные светильники светодиодные бывают резервными и эвакуационными. Резервные поддерживают определенный уровень освещения на социальных и промышленных объектах необходимый для продолжения процессов, а эвакуационные указывают работающему персоналу пути к выходу и имеют обозначение “Выход”.

Наружное светодиодное освещение бывает:

• Консольным;
• Архитектурным;
• Прожекторным;
• Ландшафтным.

Консольное

Консольные светодиодные светильники предназначены для освещения городских и загородных улиц, магистралей, пешеходных и парковых зон, площадей с интенсивным движением пешеходов, железнодорожных станций, внутридомовых территорий и т. д. Они дают куда более равномерное и обширное освещение, значительно экономят электроэнергию, но их цена – 5000-35000 рублей. Типы консольных светильников: СДКУ-М-LED54, 72, 108, 144, BLD-SL40W, 60-160W, SMART ECO LED 65-200 и другие.

Архитектурное

Когда требуется сделать наружную подсветку скульптур, сооружений и зданий используют светильники для архитектурного освещения и светодиодные ленты. Выделяют 6 типов светодиодного архитектурного освещения: скрытое, локальное, заливающее, “графика”, “иллюминация”, “медиафасад”.

Скрытая подсветка выполняется так, чтобы источника света не было видно, а наружу пробивался только свет от него. Ее используют для выделения отдельных форм фасада или создания новых световых композиций. Локальная светодиодная подсветка применяется в том случае, когда надо сделать акцент на определенной детали или конструкции (оформление оконных проемов, колонн, карнизов и тому подобного). Заливающая подсветка – освещение всего объекта (равномерное или неравномерное). Чтобы его организовать, используют мощные светильники с широким углом рассеивания, которые устанавливают на определенном расстоянии от объекта на земле или опорах.

Графика – подсветка зданий и прочих объектов специальными светодиодными светильниками с оптической системой. Оптические линзы и отражатели источников света позволяют рисовать на фасадах любой красоты узоры. Кроме светильников для освещения используют светодиодные ленты.

Иллюминация – подсветка при помощи гирлянд, светящихся фигур или “бегущих” огней. Ее используют для оформления внешнего вида торговых и развлекательных центров, а также для выделения объектов в праздничные дни.

Медиафасад – экран любого размера и формы из светодиодной сетки, которая создана из отдельных модулей с установленными на них светодиодами. Такие экраны используются для создания рекламы (фото, видео, слайд-шоу), трансляции ТВ и просто преобразования фасада здания.

Прожекторное

Когда требуется осветить территорию промышленных предприятий, спортивных комплексов, железнодорожных станций, автостоянок и тому подобного, используют освещение светодиодными прожекторами, мощностью 20, 50, 100 и более ватт с количеством светодиодов 15-30 и более. Светильники могут устанавливаться как на опору освещения, так и крепиться к стенам зданий и сооружений. Для освещения сцен используют светильники на стойке или переносные.

Ландшафтное

Ландшафтное освещение используется для подсветки бассейнов, фонтанов, лестниц, дорожек, деревьев. Для этой цели используют специальные светодиодные светильники: газонные, для дорожек и аллей, светильники отраженного света, сферические ландшафтные светильники, встраиваемые в стены и грунт, светящиеся камни и тому подобные.

Светодиодные светильники и светодиодные лампы – идеальное решение для организации внутреннего и внешнего освещения. Особо выгодны они при оформлении уличной подсветки, поэтому смело можно сказать, что будущее именно за светодиодами.

Светодиодное освещение

Появление LED-элементов (light-emitting diode) ознаменовало эволюционный виток в развитии светотехнической продукции. Технология инфракрасного диода была запатентована в 1961 году, но применимый на практике светодиод появился только год спустя. Первые LED-лампы стоили до $200, падение цены на них началось спустя тридцать лет – в начале 90-х, когда создали дешевый диод синего цвета.

В течение последнего десятилетия частные лица и владельцы бизнеса все чаще выбирают доступное светодиодное освещение. Серийный выпуск LED-элементов, демонстрирующий высокие темпы роста, отражает оживленный спрос на них.

Сложности с выбором светильников?

Подготовим полный расчет стоимости, необходимого оборудования и 3D визуализацию для освещения вашего объекта. Это БЕСПЛАТНО – еще до покупки и заключения договора, вы сможете оценить:
“Сколько это будет стоить?”, “Как это будет выглядеть?”, “Сколько будет наматывать счетчик?”.

Что такое светодиодное освещение? Принцип работы светодиода

Светодиод представляет собой прибор на основе полупроводниковых кристаллов с электронно-дырочным переходом. Он создает оптическое излучение в узком диапазоне спектра при пропускании через него электрического тока. Под действием последнего каждый кристалл начинает излучать лучи в спектре RGB, а белый цвет является результатом их смешения. При изменении соотношения цветов получают оттенки белого света от теплого до холодного.

Если говорить о современных светодиодных лампах, то они состоят из следующих элементов:

• Плата с диодами
• Драйвер для выпрямления тока
• Радиатор для отвода тепла
• Цоколь (Е27, Е14, Е40, GU10, GU5.3 и др.)
• Колба (традиционной формы, в виде свечи, шара, эллипса, «кукурузы»)
• Держатели (нижний и верхний)

Преимущества и недостатки светодиодного освещения

Как и другие популярные источники освещения – традиционные и люминесцентные – они тоже имеют достоинства и недостатки. К преимуществам LED светильников относят следующие характеристики:

• Срок службы. Они способны работать до 100 000 ч. У лампы накаливания этот показатель составляет до 1 000 ч, у галогенной – до 4 000 ч, у люминесцентной – до 10 000 ч.
• Экономное потребление энергии. Они расходуют в среднем в 7 раз меньше электричества, чем лампа накаливания, в 2 раза меньше люминесцентной и в 4 раза меньше галогенной при условии, что они дают одинаковую по освещенность помещения.
• Параметры светоотдачи. Мощность светового потока в них составляет 50-100 лм на 1 Вт. У галогенных эта характеристика составляет до 22 лм, у люминесцентных – до 60 Вт, у ламп накаливания – до 17 лм. В трех последних 40-90 % мощности тратится на нагрев корпуса.
• Экологичность. В составе LED-лампы отсутствуют токсичные компоненты. Лампы накаливания и галогенные не претендуют на экологичность из-за того объема энергопотребления, которое тратится «впустую». Люминесцентные содержат пары ртути и требуют соблюдения выполнения строгих правил утилизации, утвержденных на законодательном уровне.
• Запас прочности конструкции. Лампы накаливания и галогенные легко разбиваются при падении с высоты до 1 м и легком механическом воздействии. А сильная вибрация приведет к тому, что в них порвутся нити накаливания. Колбы люминесцентных лампы более прочные, но разбивать их нежелательно из-за потенциального вреда для здоровья. Самый прочный корпус у LED-ламп, так как колба – самый хрупкий элемент конструкции – изготовлена из пластика.
• Естественный свет. Ближайший к нему спектр дают светодиоды. Их индекс цветопередачи составляет 80-85 единиц, в то время как у естественного солнечного освещения – 100 единиц (абсолютное значение). Среди остальных решений к этой характеристике приближаются только люминесцентные лампы с их 60-65 единицами.

Светодиодные источники света не нуждаются в регулярном техническом обслуживании и подходят для освещения влажных и пыльных помещений. На их срок службы не влияет частое включение и отключение питания, в отличие от галогенных, люминесцентных и ламп накаливания.

С момента появления на рынке источники света на основе светодиодов непрерывно дешевеют, но до сих пор остаются дорогими на фоне альтернативных решений. Это является их главным и единственным недостатком. Но если учитывать срок службы и уменьшенное потребление энергии, установка LED-освещения будет предпочтительнее с экономической точки зрения.

Характеристики светодиодов

Рабочий ток (мА, миллиамперы)

Светодиодные элементы работают от 10-100 мA и более. Чем мощнее диод, тем выше сила тока ему требуется, но тем больше вероятность перегорания светодиода. Для выпрямления характеристики силы тока используют драйверы. Чем более точно они работают, тем дольше прослужит диод.

Напряжение (В, вольты)

Зависит от полупроводников и других химических элементов, использованных при изготовлении LED-элемента. Их качественные и количественные характеристики напрямую влияют на цвет свечения.

Мощность (Вт, ватты)

Определяется силой тока и напряжением. Чем выше мощность, тем сильнее нагревается светодиод, но тем быстрее он выходит из строя. Чтобы не допустить подобного развития событий, их принудительно охлаждают, устанавливая радиаторы из алюминия или других материалов с похожими характеристиками.

Цветовая температура (К, Кельвин)

Она зависит от материалов изготовления диода. Температура определяет оттенок свечения светодиода. Он может теплым желтым (1 800 – 3 500 К), нейтрально белым (3 600 – 5 000 К) или голубовато-холодным (5 100 К и выше).

Световой поток (лк, люксы)

Определяет интенсивность освещения. Означает, какое количество люмен (единиц светового потока) приходится на единицу мощности, равную 1 Вт.

Угол рассеивания (°, градус)

Он зависит от характеристик рассеивающей линзы. Для одного диода угол рассеивания составляет от 50 до 120 °. Если требуется акцентное (точечное) освещение, используют собирательную линзу. Если угол рассеивания требуется увеличить до 270-360°, изготавливают модульные конструкции.

Как светодиодное освещение помогает экономить?

Мы рассмотрели, насколько выгоднее светодиодные решения на фоне галогенных, люминесцентных и ламп накаливания. Главные плюсы LED в экономическом плане определяются их сроком службы и уменьшенным потреблением энергии. Предлагаем убедиться в этом на примере.

Световой поток	Светодиодная лампа	Энергосберегающая лампа	Лампа накаливания
50 лм.	1 вт.	4 вт.	20 вт.
100 лм.	2 вт.	5 вт.	25 вт.
100-200 лм.	2,5-3 вт.	6-7 вт.	30-35 вт.
300 лм.	4 вт.	8-9 вт.	40 вт.
400 лм.	5 вт.	10 вт.	50 вт.

Возьмем популярную лампу накаливания на 60 Вт. Ближайшей к ней по характеристикам мощности будет светодиодная лампа на 9 Вт. Здесь видна семикратная экономия потребляемой энергии, что отразится на счетах за потребленное электричество. Добавляем к этому преимущество в светоотдаче (78 лм/Вт против 13 лм/Вт) и срок службы, который отличается в 50-100 раз (до 100 000 часов непрерывной работы против 1 000 часов). Отнимаем необходимость в специальной утилизации (для предприятий это не бесплатная услуга) и потребность в замене ламп в результате повреждения – и на выходе получаем экономически обоснованное решение.

Виды светодиодного освещения

Квартирное

Такие лампы устанавливают в люстры, настольные светильники, бра и точечные источники освещения. Их покупают в комплекте со светильниками или отдельно, с целью перейти на экономное потребление электроэнергии.

Офисное

Для офисов и кабинетов светодиоды используются в составе встраиваемых или накладных потолочных светильников. Они дают равномерный рассеянный световой поток со схожими характеристиками на каждом рабочем месте.

Торговое

В этом случае светодиодное освещение играет важную роль в получении прибыли от продаж, так как представляет товар в удачном ракурсе. С этой целью устанавливают светильники-даунлайты, карданные и модульные модели, трековые на шинопроводе и другие виды.

Промышленное

Светодиоды используют в производственных цехах, на складских комплексах, животноводческих фермах. Такие источники света способны выдерживать агрессивные условия эксплуатации: температуру более 35 ° и влажность более 80 %, чрезмерное запыление, регулярное механическое воздействие.

Аварийное

Как запасной вариант, при отключении основного освещения, светодиодное используют на промышленных и режимных объектах, в медицинских и развлекательных учреждениях, в торговых сетях. Есть полностью автономные модели и те, которые предназначены для подключения к централизованному электропитанию. Также выделяют категорию эвакуационных аварийных светильников, которые указывают выходные пути в экстренных ситуациях (например, при срабатывании пожарной сигнализации).

Консольное (уличное) и архитектурное

Светильники со светодиодами устанавливают на трассах и городских улицах, парках и вдоль пешеходных дорожек.

LED-элементы в составе лент и отдельных источников освещения используют для подсветки фасадов зданий и скульптур. Для получения различных эффектов применяют оптические системы, отражатели, светильники с углом рассеивания до 180 °. Для выделения архитектурных объектов прибегают к гирляндам, а медиафасады, изготовленные на основе модульных сеток, используют для трансляции рекламы и другого контента.

Прожекторное

Светодиоды являются составными элементами современных прожекторов – приборов дальнего действия с большим охватом: спорткомплексов, паркингов, вокзалов. Количество LED-элементов в них составляет от 30 и более, а мощность варьируется от 20 до 100 Вт. Так достигается высокая концентрация светового потока, позволяющая визуально выделить объекты, расположенные на расстоянии в десятках метров.

Выводы: какое оно, светодиодное освещение?

По основным характеристикам – сроку службы, экономичности, экологичности и параметрам светоотдачи – светодиодное освещение превосходит люминесцентное, галогенное и накаливания. Диоды становятся дешевле в производстве, совершенствуются их конструктивные элементы и одновременно с этим увеличивается популярность. Можно уверенно утверждать: за светодиодными источниками – будущее.

Как устроена светодиодная лампа и принцип ее работы

По сравнению с обычными лампами накаливания устройство светодиодной лампы с технической точки зрения сложнее. Если для первых используется прозрачный стеклянный корпус, то в случае со вторыми разглядеть что-либо находящееся внутри не выйдет. Для того чтобы узнать, из чего состоит такой источник света, необходимо разобрать его на части.

Общее устройство светодиодных лампочек, независимо от производителя, практически идентичное (с небольшими отличиями). Ассортимент стандартных изделий с цоколем E14 или E27 делится на три категории — фирменные, низкосортные китайские и филаментные.

Низкокачественные китайские лампочки

При разборе фирменной лампы можно обнаружить все необходимые для надежности и долговечности конструктивные элементы. Но если заглянуть под корпус дешевого китайского изделия, то первое, чего вы не обнаружите — радиатор и драйвер.

Драйвер обычно заменяют блоком питания с неполярным конденсатором, неспособным стабилизировать ток на выходе. Устанавливают такой блок в центр платы с диодами. Если взглянуть на нее сверху, то можно увидеть диодный мост с резисторами, снизу — два конденсатора. Это позволяет существенно уменьшить стоимость и качество изделия.

Для охлаждения прибора в корпусе проделывают небольшие отверстия. Эффективность низкая, кристаллы очень быстро перегорают. Плата установлена на пластиковом корпусе и закреплена защелками. Для соединения с цоколем используют два спаянных провода.

Филаментные лампы

Филаментный источник света внешне напоминает лампу накаливания, но конструктивно остается светодиодным изделием. В таком случае пропадает необходимость в отводе тепла, но применение устройств в бытовой сфере связано с исключительно эстетическими соображениями.

Основной элемент филаментного прибора — светодиодная нить. В зависимости от количества таких нитей производят изделия разной мощности. Филамент — тонкий стержень из стекла, на поверхности которого имеются SMD-диоды. Верхняя часть покрывается люминофором, дающим желтый оттенок. Для отвода тепла применяют стеклянную колбу, внутренняя часть которой заполняется газом.

Из-за отсутствия места для драйвера внутри производители размещают низкокачественный модуль питания. Это повышает пульсацию, негативно сказывающуюся на зрительных органах. Для избавления от мерцания между цоколем и колбой добавляется пластиковое кольцо с качественным драйвером.

Принцип действия светодиодных ламп

Принцип работы этих приборов построен на сложных физических процессах. При подаче электрического тока происходит соприкосновение двух веществ, изготовленных из разносортных материалов. Это приводит к образованию светового потока.

Парадоксальность системы связана с тем, что ни один из материалов, используемых для изготовления двух веществ, не относится к проводникам электрического тока. Это полупроводники, способные пропускать ток только в одном направлении. Поэтому при подключении светодиодов важно соблюдать полярность. Один материал наделен отрицательными электронами, а другой — положительными ионами.

Также в полупроводниках активизируются иные процессы. В момент смены состояния выделяется тепловая энергия. Экспериментальным методом изобретатели нашли нужное сочетание веществ, при котором помимо энергии появляется и световое излучение.

Все приборы, которые пропускают ток в одном направлении, называются диодами. Светодиоды — диоды, способные выделять световой поток.

Первые LED-диоды излучали свет в узком спектре — красном, желтом или зеленом. При этом сила свечения была минимальной. В течение продолжительного отрезка времени светодиоды использовались исключительно как индикаторы. Сегодня диапазон излучения значительно расширен и охватывает едва ли не весь спектр. С другой стороны, определенные волны всегда длиннее, поэтому данные устройства делятся на источники холодного и теплого света (в зависимости от тепловой температуры).

Способы сборки

По способу сборки изделия делятся на несколько категорий.

DIP расшифровывается как Dual In-line Package. Конструкция приборов интересна, но существенно устарела. Выделяют следующие размеры светодиодов:

Также полупроводниковые изделия различаются цветом, материалом изготовления, формой чипа. Из преимуществ DIP-сборки выделим малый нагрев и высокую яркость. Бывают одноцветные и многоцветные (RGB-технология). Можно распознать по характерной цилиндрической форме и встроенной линзе выпуклого типа.

«Пиранья»

Данная группа осветительных устройств характеризуется высоким световым потоком. Изготавливаются прямоугольной формы, имеют четыре PIN-вывода, бывают красными, синими, белыми или зелеными.

По сравнению с DIP-технологией изделия более жестко и прочно «сидят» на плате. Свинцовая подложка повышает теплопроводность, но в то же время понижает общую безопасность при эксплуатации. Широкая распространенность обусловлена большим диапазоном рабочих температур.

SMD-технология

SMD расшифровывается как Surface Mounting Device (в переводе с англ. — «устройство, фиксируемое на поверхности»). Эти светодиоды характеризуются мощностью в диапазоне 0,01–0,2 Вт. Главная особенность связана с наличием нескольких кристаллов (1–3), монтируемых на керамическую подложку.

Корпус покрыт люминофором. Стандартный припой используется для соединения основной платы и контактных площадок.

Из недостатков выделим низкую ремонтопригодность: если выйдет из строя хотя бы один диод, то придется заменять целую плату.

COB-технология

Последняя и наиболее надежная технология изготовления светодиодов получила название Chip On Board (COB). Полупроводники крепятся на плату без корпуса и какой-либо подложки, после чего покрываются люминофором.

Главное преимущество связано с небольшой площадью свечения при высокой мощности. Равномерное свечение изделия гарантируется высокой плотностью светодиодов и наличием люминофора. Такие светодиоды чаще применяются в наши дни.

Устройство светодиодных источников света

Светодиодный источник состоит из следующих конструктивных элементов:

Светодиоды

Несколько лет назад конструкция светодиодной лампы незначительно отличалось из-за отсутствия широкого ассортимента LED-диодов. Самыми распространенными были чипы на 3–5 мм. Позже появились изделия на 10 мм.

Сегодня светодиодов намного больше. Чаще всего используются SMD 5050, SMD 3528, SMD 5730, SMD 2835, 1W, 3W и 5W.

Количество светодиодов бывает разным, его задает производитель. При монтаже нескольких диодов производят специальные расчеты, чтобы вывести оптимальный ток потребления. Припой осуществляется к текстолитовым или алюминиевым платам. Светодиоды собираются в группы, соединяемые последовательно. Опять же, количество групп неограниченно.

Последовательное соединение обеспечивает постоянный ток, но есть существенный недостаток — если выйдет из строя хотя бы один LED-диод, то перестает работать все изделие. С другой стороны, диод можно без проблем заменить на новый.

Платы, к которым припаиваются источники света, классифицируются по форме и бывают круглыми, прямоугольными, овальными, многоугольными и т. д.

Драйверы

Драйверы предназначены для преобразования входящего напряжения в пригодную для питания устройства величину. Причем питание для каждой группы светодиодов может быть разным. Самыми распространенными являются трансформаторные схемы с драйверами.

Конструктивные элементы могут быть двух типов — открытыми и закрытыми (в корпусе). Монтируют их в корпус ламп, осветительных приборов.

Дешевые драйверы применяют в обычных фонариках, в которых светодиоды питаются от батареек. В таком случае нет необходимости в резисторе, ограничивающем ток. Из-за этого диоды могут получать повышенный ток, что приводит к их скорому выходу из строя.

Китайские производители нередко пытаются сэкономить на приборах, устанавливая вместо драйверов обычные ограничители тока со схемой на основе конденсатора. Избегайте покупки таких изделий, поскольку помимо крайней неэкономичности они негативно воздействуют на здоровье человека (высокая пульсация).

Цоколь

Поскольку светодиодные изделия позиционируются как лучшие аналоги лампам накаливания, то нет ничего удивительного в том, что они изготавливаются со стандартными цоколями — E27 и E14. Последние часто применяются в ночных и настенных светильниках.

За рубежом иные стандарты, поэтому там чаще можно встретить светодиодные лампы E26.

Корпус

В отличие от ламп накаливания для светодиодных нет необходимости в полной герметичности колб, да и газовая среда внутри отсутствует. Одна из разновидностей светодиодных светильников — филаментный источник, повторяющий устройство лампы накаливания и нуждающийся в газовой среде.

Потребляя то же количество электроэнергии, изделия светят намного ярче аналогов. Обычная светодиодная лампа имеет закрытую колбу, производимую из стекла или пластика. Матовое покрытие понижает светопропускаемость, но это незначительные издержки производства.

Радиаторы

Данные электротехнические изделия боятся высокой температуры и перегрева. По этой причине для повышения срока эксплуатации необходимо устройство для отвода тепла. Алюминиевые платы частично снижают влияние перегрева, но этого недостаточно. Дорогие и качественные лампы обязательно используют радиаторы, размер которых зависит от количества светодиодов в приборе.

Наличие радиатора повышает стоимость и габариты изделия, но является обязательным условием для создания качественного и долговечного прибора.

Компоновка составных частей

В зависимости от производителя, устройство и конструкция лампы разные. С другой стороны, общий принцип компоновки остается одинаковым. Сборка начинается с цоколя, куда последовательно устанавливают драйвер, радиатор, плату с LED-диодами и колбу.

Для сравнения рассмотрим устройство изделия от двух производителей.

Светодиодная лампа BBK

Цоколь изготавливается из пластика. Внутри установлен качественный драйвер. Для корпуса используется алюминий, выполняющий функции радиатора. Туда крепится плата с диодами и линза. Наличие данной линзы понижает световую отдачу прибора.

Лампа Gauss

Опять же цоколь изготовлен из пластика, имеются драйвер и алюминиевый корпус с установленной диодной платой. Конструкция гарантирует долговечность изделия.

Как проверить светодиодную лампу при покупке

Возьмите в руки светодиодную лампу и осмотрите ее внешне, чтобы убедиться в отсутствии каких-либо изъянов. Выполнить это можно только при условии применения прозрачной колбы. Для начала проверьте радиатор (он выпускается литого или наборного типа). Чем выше мощность изделия, тем объемнее должен быть радиатор. Отличным вариантом станет применение алюминиевых или керамических охладителей.

В идеале электротехнический элемент нужно покрыть термопластиком. Убедитесь, что в цоколе отсутствуют люфты и механические дефекты. Также в любом магазине есть возможность подключить лампу к электрической сети, чтобы проверить ее работоспособность. Сделав это, взгляните на излучаемый свет. Используйте фотокамеру на смартфоне, чтобы убедиться в отсутствии мерцания и пульсации. Ни в коем случае не покупайте лампу, которая мерцает при работе.

Полученной информации по устройству и принципу работы светодиодной лампы может быть недостаточно для выбора качественного осветительного прибора, характеризующегося безопасностью, надежностью и долговечностью. Также нужно учитывать другие критерии, включая характеристики и производителя, о чем подробно описано в этой статье.