Светодиодные лампы

Светодиодный светильник

Светодиодный светильник

Светодиодный светильник — самостоятельное устройство. Корпус светильника чаще всего уникален, специально спроектирован под светодиодный источник освещения. Конструктивно такой светильник состоит из цоколя, металлического корпуса, служащего одновременно радиатором, платы со светодиодами, электронного драйвера (преобразователя питания) и полупрозрачной пластмассовой полусферы. Иногда светодиодным светильником называют традиционный светильник с установленной сменной светодиодной лампой. Однако, специально спроектированный светильник обладает бóльшей энергоэффективностью и надёжностью. Светодиодные источники света в основном используются для направленного или местного освещения по причине особенностей полупроводникового излучателя светить преимущественно в одном направлении.

Распространенные разновидности изделий

В отличие от других
видов ламп при изготовлении светодиодных моделей нет строгих ограничений по
форме и размеру колбы. Поэтому и существует такое огромное разнообразие их типов по этим параметрам,
среди которых наиболее популярными все же выделяются следующие три:

1. Груша. Большинство led-лампочек изготавливается именно в такой модификации, так как напоминают по внешнему виду всем привычную и еще не вышедшую из обихода стандартную лампу накала. Угол распространения светового потока варьируется от 180 до 360 градусов. Это позволяет применять их в любых люстрах, плафонах, фонарях и прочих светильниках для дома или офиса с возможностью вкручивания цоколем вперед.
2. Свеча. Благодаря компактности и рассеиванию излучения светоисточники подобного вида устанавливаются в небольшие светильники, ночники, торшеры, настольные лампы. Небольшие размеры не позволяют оснащать их мощными лед-элементами, и потому их светимость, как правило, не превышает 500-600 лм.
3. Кукуруза. Цилиндрическая колба с равномерно распределенными лэд-кристаллами по ее внутренней поверхности, позволяющая создавать широкое светорассеивание излучения до 300, – главная особенность строения этого вида светодиодных ламп. Используется преимущественно в горизонтальных и точечных светильниках с затеняющими плафонами.

Кроме того, по
назначению светодиодные лампы чаще всего распространены в трех основных видах:

1. Общего
   использования. Характеризуются широким диапазоном угла рассеивания – от 20
   до360 градусов, применяются в жилых и общественных помещениях.
2. Узконаправленного
   светового потока. Блок светильника включает от одного до нескольких диодов.
   Применяется в приборах освещения для специализированной интерьерной или внешней
   подсветки – для выделения конкретной области.
3. Линейные
   светоисточники. Светодиодные элементы помещены в лампу-трубку. Среди их главных
   характеристик – экономичность, возможность работать от сети с низким
   напряжением, пожаробезопасность, герметичность и влагозащищенность.
   Характеризуются широкой сферой применения.

Индикаторные led

Чтобы выбрать подходящий индикаторный ЛЕД-элемент, нужно ознакомиться с их видами и типами. В эту группу входят такие разновидности диодов: DIP, Super Flux «Piranha», Straw Hat, SMD. Все они отличаются конструкцией, размерами, яркостью излучения и т. д. Их применяют в разных сферах.

DIP светодиоды

Это разновидность светоизлучающих устройств, которые имеют выводной корпус и часто выпуклую линзу. Разные виды светодиодов из это группы отличаются формой и диаметром корпуса. Цилиндрические элементы имеют окружность колбы от 3 мм. Также в продаже есть диоды с прямоугольным корпусом.

Они имеют широкий спектральный диапазон, бывают одноцветными и многоцветными (RGB ленты). Однако их угол свечения не превышает 60°.

Их используют для уличной рекламы, индикаторов.

Super Flux Piranha

Этот вид светодиодов отличается самым высоким показателем по световому потоку. Он имеет прямоугольный корпус с 4 пинами (выводы), поэтому его можно жестко присоединить к плате.

В продаже есть светодиоды с красным, зеленым, синим и белым светом, последние отличаются цветовой температурой. Вы можете приобрести ЛЕД-элементы с линзой (3, 5 мм) или без нее. Угол, в пределах которого расходиться световой поток достаточно широкий – от 40° до 120°.

Пиранью монтируют в приборы автомобиля, дневные ходовые огни, магазинные вывески и т. д.

Straw Hat

Эти диоды еще называют «соломенная шляпа», это связано с их конструкцией. Они выглядят, как обычные led-лампочки с колбой в форме цилиндра и двумя выводами, но их высота меньше, а радиус линзы больше.

Светодиод размещен близко к передней стенке колбы, поэтому угол свечения достигает 100 — 140°. ЛЕД-устройства представлены в красном, синем, зеленом, желтом и белом цвете. Они излучают направленный световой поток, поэтому их применяют в качестве интерьерной подсветки или заменяют ими лампы аварийной сигнализации.

SMD светодиоды

Кроме выводных индикаторных светодиодов в продаже имеются устройства типа SMD. В эту группу входят цветные диоды с очень ярким светом, а также белые элементы с низкой мощностью (до 0.1 Вт) для поверхностной установки.

Размеры лампочек отличаются, например, изделие SMD 0603 – это сверхмалый светодиод, который используют для декоративной подсветки, монтируют в автомобильные лампы, приборные панели и т. д. Кроме того, выпускаются устройства 0805, 1210 и т. д. Лампочка может быть с линзой или без нее.

Чаще всего светодиоды типа SMD применяют для создания ЛЕД-лент. Это обусловлено тем, что их легко монтировать на основание.

Информация о компании

IEK GROUP

IEK GROUP — один из ведущих российских поставщиков и производителей светотехнического и электротехнического оборудования под брендом IEK, оборудования промышленной автоматизации ONI и продукции для IT технологий ITK.

Компания предлагает самый широкий ассортимент оборудования для формирования комплексных решений в сфере строительства, ЖКХ, транспорта, инфраструктуры, промышленности, энергетики и телекоммуникаций. Обладая современной научно-производственной базой, компания в первую очередь инвестирует в развитие производства на территории России и стремится максимально реализовать собственный производственный потенциал, способствуя развитию электротехнической отрасли в целом. Продукция IEK дважды, в 2014 и 2016 гг., становилась лауреатом рейтинга народного доверия Марка № 1 в России в категории «Электротехника». Это подтверждение успешного импортозамещения и большого доверия потребителей, а также признание компании как российского производителя.

Непрерывный вывод новых продуктов – это визитная карточка IEK GROUP. Сейчас в активе компании около 10 тысяч наименований изделий. IEK GROUP предлагает не просто отдельные товары, а комплексные решения, с помощью которых можно организовать энергообеспечение любого объекта любой отрасли.

Компания создает изделия, отвечающие всем мировым стандартам. В то же время продукция IEK максимально приспособлена к требованиям отечественного рынка и соответствует ожиданиям российских потребителей.

Люминофоры и спектр излучаемого света

Люминофор превращает ультрафиолетовые лучи в видимый свет. У дешёвых моделей однослойное люминесцирующее вещество на внутренней поверхности трубки. У ламп жёлтое или голубоватое свечение с цветовым искажением.

У дорогих видов покрытие люминофора состоит из трёх или пяти слоёв. Это позволяет равномерно распределяться излучению и добиваться подобие естественного освещения. В специальных типах ламп используют ультрафиолетовые лучи. Они применяются для птицеферм и для обеззараживания помещений в больницах.

В зависимости от состава спектрального излучения лампы бывают:

• Стандартные. Поверхность покрыта однослойным люминофором. Свечение имеет различные оттенки белого цвета. Источники света применяют для освещения общественных зданий.
• Улучшенной цветопередачи. Применяют трёх и пятислойный люминофор. Световой поток повышается на 12%, по сравнению со стандартными лампами. Более точная передача цвета создаёт лучшие условия для восприятия. Лампы применяют в местах, где требуется точная информация об освещаемых предметах: в витринах, мебельных салонах, музеях, выставках.
• Специальные. Применяют напыление с добавками или особый тип. В спектре выделяются полосы заданной частоты, зависящие от назначения лампы. Примером служат бактерицидные лампы, обеззараживающие воздух, помещения, воду.

Выбор светодиодных ламп для дома

Если с мощностью всё более-менее понятно, то вот ещё на какие характеристики стоит обратить внимание:

1. Напряжение. Светодиодные лампы выпускаются для работы с напряжением 220 вольт или 110 вольт. В наших квартирах используется сеть с напряжением 220 вольт.
2. Конструкция и форма изделия. Как было сказано выше, LED-лампы бывают различного варианта исполнения и размеров. Какой именно выбрать, зависит от ваших личных предпочтений и требуемого угла освещённости.
3. Материалы корпуса. При компоновке используют матовое или прозрачное стекло, алюминий, пластик и даже керамику. Определяясь между стеклом и пластиком, предпочтение лучше отдать стеклу, так как оно имеет лучшую пропускаемую способность.
4. Цоколь. Он может быть винтового и штыревого типа. Первый тип обозначается буквой E и числом, показывающим диаметр в миллиметрах. Второй тип обозначается буквой G и числом, указывающим на расстояние между выводами в миллиметрах.
5. Цветовая температура. Чем его значение меньше, тем цвет теплее, т. е. лежит в более жёлтом спектре. Для ванн можно использовать нейтральный свет, а для жилых комнат лучше в пределах 2700−3000К.
6. Срок службы. Если производитель даёт большую гарантию на своё изделие, то это подразумевает то, что он уверен в качестве своего товара.
7. Производитель. Его следует выбирать из именитых брендов. Дело в том, что такие заводы соблюдают технологию изготовления и гарантируют соответствие товара заявленным характеристикам. Для этого на изделии должен быть сертификат. Известные производители следят за качеством и отвечают за безопасность здоровья при использовании своих изделий. Производитель всегда указывается на внешней упаковке.

Цокали бывают следующих видов:

• E27 — стандартный цоколь с наружной резьбой. Применяется в люстрах и светильниках, предназначенных для использования любого вида ламп.
• E14 — отличается от цоколя E27 уменьшенным диаметром. Используется во многих популярных светильниках. Такая нижняя часть обычно применяется с LED-лампами типов «миньон» и «свеча».
• GU5.3, G9 — светодиодные источники с таким цоколем могут использоваться вместо галогенных.
• GU10 — этого вида цоколь нашёл применение в кухонных вытяжках, а также в организации встроенной подсветки какой-либо поверхности.
• G4 — имеет гибкие выводы на конце. Чаще ставится в маленьких лампах для подсветки экспозиций.

LED-лампы выпускают многие производители как стран Европы, так и Азии, наиболее известные: Philips, Osram, Foton Lighting, Nichia Самые известные отечественные производители — Gauss, «Оптоган», ASD

При покупке следует обратить внимание и на упаковку. Обычно по упаковке можно получить исчерпывающий ответ о её содержимом

На ней указывается:

• торговая марка;
• рабочее напряжение;
• мощность;
• тип цоколя;
• световой поток;
• степень защиты.

Важно отметить следующий нюанс: не рекомендуется устанавливать LED-источники освещения в детских комнатах. Это связано с тем, что они имеют в своём спектре излучения оттенки синего

Как научно доказано, синий свет отрицательно влияет на сетчатку глаза и психику человека. Также немаловажно проверить при покупке лампу на пульсации: для этого можно воспользоваться камерой от телефона. Она способна уловить мигания, неразличимые простым зрением.

Устройство и принцип действия

Светодиоды излучают свет благодаря наличию p-n-перехода. На этом участке контактируют носители заряда p- и n-типа. Катод (n-тип) – это полупроводник с отрицательным зарядом, а анод (p-тип) является носителем положительного заряда (дырки). То есть, в первом образуются дырки (участки, где нет электронов), а второй скапливает электроны. На их поверхности размещены контактные площадки из металла, к которым прикреплены выводы методом пайки.

Когда к полупроводнику р-типа поступает положительный заряд, а к электрону n-типа – отрицательный, то на границе между диодом и катодом начинает протекать ток. При прямом включении отрицательные и положительные электроны встречаются, и на участке перехода (p-n-переход) происходит их рекомбинация (обмен). При подаче отрицательного напряжения со стороны катода на область р-типа, то происходит прямое смещение. Свечение появляется при выделении фотонов в результате обмена.

Рейтинг производителей

Рейтинг светодиодных ламп сегодня составить не просто, ведь слишком сложно разделить их на хорошие и плохие. Существует масса оттенков, и если один хорош в какой-то одной характеристике, не обязательно он будет так же хорош и в другой.

Однако можно говорить о том, что самые качественные, отвечающие практически всем запросам современного пользователя модели поставляют европейские производители. Единственный их минус – это достаточно высокая стоимость. Одним из лидеров европейского рынка можно назвать компанию Osram, чуть ниже по стоимости, но с приемлемым качеством компания Wolta.

Среди российских производителей выделяется компания «СветаЛед». Данная компания занимается полным циклом производства. Кроме того, в России есть несколько компаний, которые разрабатывают чертежи будущих ламп, после чего отправляют их в Китай, и уже там на заводе происходит сборка конструкции. К таким компаниям можно отнести достаточно популярные сегодня Navigator, Feron, Gauss. Данные товары имеют стоимость гораздо ниже прочих, однако, и качество не всегда отвечает всем требованиям и здесь, как говорится, как повезет. Поэтому ориентироваться только на рейтинги и популярность моделей в данном случае нельзя, нужно лишь попробовать и найти максимально подходящий вариант.

Проблемы связанные с заменой

Размеры типичной капсульной ГЛН с цоколем G9 составляют: длина — 53 мм, диаметр цилиндрической части — 18 мм. Для цоколя G4 типичные размеры колбы: длина — 32 мм, диаметр — 8 мм. Для сравнения, типичная лампа накаливания с цоколем E27 имеет высоту 110 мм, а диаметр шарообразной части составляет 60 мм. Из-за маленьких размеров в ретрофитах G9 и G4 можно разместить только самый простой драйвер, который не позволяет обеспечить стабильность тока, протекающего через светодиоды. Малые размеры корпуса ограничивают параметры применяемых компонентов, например, емкости сглаживающих конденсаторов. Самые дешевые ретрофиты G9 и G4 построены по бездрайверной схеме, характеризующейся высоким уровнем пульсаций. Простейший драйвер, а также бездрайверная схема требуют электрической изоляции светодиодов для предотвращения поражения пользователя электрическим током при их случайном касании.

Если предположить, что светодиодный ретрофит должен по форме и размерам соответствовать аналогичной лампе накаливания или ГЛН, площадь поверхности ретрофита E27 приблизительно в 6 раз больше, чем у G9 и в 20 раз больше, чем у G4. Чем меньше площадь поверхности, тем хуже способность отводить тепло.

Тем не менее, дать приблизительную оценку параметров светодиодных ламп G9 и G4 можно по их конструкции. Следующим шагом может стать приобретение одного экземпляра на пробу, а, если он себя хорошо зарекомендует, и недостающих до нужного количества ламп.

Расчет конденсатора для светодиодов

Необходимость подключить светодиод к сети – частая ситуация. Это и индикатор включения приборов, и выключатель с подсветкой, и даже диодная лампа.

Существует множество схем подключения маломощных индикаторных LED через резисторный ограничитель тока, но такая схема подключения имеет определённые недостатки. При необходимости подключить диод, с номинальным током 100-150мА, потребуется очень мощный резистор, размеры которого будут значительно больше самого диода.

Вот так бы выглядела схема подключения настольной светодиодной лампы. А мощные десяти ваттные резисторы при низкой температуре в помещении можно было бы использовать в качестве дополнительного источника отопления.

Применение в качестве ограничителя тока конде-ров позволяет значительно уменьшить габариты такой схемы. Так выглядит блок питания диодной лампы мощностью 10-15 Вт.

Принцип работы схем на балластном конденсаторе

В этой схеме конде-р является фильтром тока. Напряжение на нагрузку поступает только до момента полного заряда конде-ра, время которого зависит от его ёмкости. При этом никакого тепловыделения не происходит, что снимает ограничения с мощности нагрузки.

Чтобы понять, как работает эта схема и принцип подбора балластного элемента для LED, напомню, что напряжение – скорость движения электронов по проводнику, сила тока – плотность электронов.

Для диода абсолютно безразлично, с какой скоростью через него будут «пролетать» электроны. Расчет конде-ра основан на ограничении тока в цепи. Мы можем подать хоть десять киловольт, но если сила тока составит несколько микр оампер, количества электронов, проходящих через светоизлучающий кристалл, хватит для возбуждения лишь крохотной части светоизлучателя и свечения мы не увидим.

В то же время при напряжении несколько вольт и силе тока десятки ампер плотность потока электронов значительно превысит пропускную способность матрицы диода, преобразовав излишки в тепловую энергию, и наш LED элемент попросту испарится в облачке дыма.

Расчет гасящего конденсатора для светодиода

Разберем подробный расчет, ниже сможете найти форму онлайн калькулятора.

Расчет емкости конденсатора для светодиода:

С(мкФ) = 3200 * Iсд) / √(Uвх² — Uвых²)

С мкФ – ёмкость конде-ра. Он должен быть рассчитан на 400-500В;Iсд – номинальный ток диода (смотрим в паспортных данных);Uвх – амплитудное напряжение сети  — 320В;Uвых – номинальное напряжение питания LED.

Можно встретить еще такую формулу:

C = (4,45 * I) / (U — Uд)

Она используется для маломощных нагрузок до 100 мА и до 5В.

Подключение одного светодиода

Для расчета емкости конде-ра нам понадобится:

• Максимальный ток диода – 0,15А;
• напряжение питания диода – 3,5В;
• амплитудное напряжение сети  — 320В.

Для таких условий параметры конде-ра: 1,5мкФ, 400В.

Подключение нескольких светодиодов

При расчете конденсатора для светодиодной лампы необходимо учитывать, что диоды в ней соединены группами.

• Напряжение питания для последовательной цепочки – Uсд * количество LED в цепи;
• сила тока – Iсд * количество параллельных цепочек.

Для примера возьмём модель с шестью параллельными линиями из четырёх последовательных диодов.

Напряжение питания – 4 * 3,5В = 14В; Сила тока цепи – 0,15А * 6 = 0,9А;

Для этой схемы параметры конде-ра: 9мкФ, 400В.

Простая схема блока питания светодиодов с конденсатором

Разберём устройство без трансформаторного блока питания для светодиодов на примере фабричного драйвера LED ламы.

• R1 – резистор на 1Вт, который уменьшает значимость перепадов напряжения в сети;
• R2,C2 – конде-р служит в качестве токоограничителя, а резистор для его разрядки после отключения от сети;
• C3 – сглаживающий конде-р, для уменьшения пульсации света;
• R3 – служит для ограничения перепадов напряжения после преобразования, но более целесообразно вместо него установить стабилитрон.

Какой конденсатор можно использовать для балласта?

В качестве гасящих конденсаторов для светодиодов используются керамические элементы рассчитанные на 400-500В. Использование электролитических (полярных) конденсаторов недопустимо.

Меры предосторожности

Безтрансформаторные схемы не имеют гальванической развязки. Сила тока цепи при появлении дополнительного сопротивления, например прикосновение рукой с  оголённому контакту в цепи, может значительно увеличится, став причиной электротравмы.

Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:) (14 4,79 из 5) Загрузка…

Что там светится?

В 1923 году советский физик Олег Лосев обнаружил электролюминесценцию полупроводникового перехода. Первые светодиоды, использующие этот принцип, так и называли — «Losev Light» (свет Лосева). Первым появился красный светодиод, затем в начале 70-х годов появились жёлтые и зеленые светодиоды. Cиний светодиод был создан в 1971 Яковом Панчечниковым, но он был чрезвычайно дорог. В 1990 году японец Суджи Накамура создал дешёвый и яркий синий светодиод.

Ещё 20 лет назад считалось, что белый светодиод создать невозможно, однако, после появления синего светодиода стало возможным делать белые источники света с тремя кристаллами (RGB).

В 1996 году появились первые белые люминофорные светодиоды. В них свет ультрафиолетового или синего светодиода преобразуется в белый с помощью люминофора.

К 2005 году световая эффективность таких светодиодов достигла значения 100 лм/Вт и более. Это позволило начать использовать люминофорные светодиоды для освещения, ведь светодиод является одним из самых экономичных источников света.