Примеры использования светодиодов

Актуальность светодиодного освещения в 2020 году: экономичность, плюсы и минусы

Светодиодное (led) освещение все больше проникает в повседневную жизнь. Давайте разберем, на самом ли деле оно обладает максимальными достоинствами/минимальными недостатками.

Что такое светодиодное освещение

Светодиодное освещение – это одна из перспективных технологий искусственного освещения, базирующаяся на использовании светодиодных источников света.

Применение светодиодов в качестве источников света стало возможным после получения диодов, которые испускают белый спектр. Принцип действия led основывается на физике полупроводников. Диод представляет собой два соприкасающихся друг с другом полупроводниковых материалов, в одном из которых преобладают электроны, а в другом – положительный ионы. При прохождении через границу соприкосновения электрического тока происходит рекомбинация электронов и ионов. В результате электроны переходят на другой энергетический уровень, появляется избыток энергии. У светодиодов этот излишек выходит в виде светового излучения (в малой степени в виде тепла).

Схема появления излучения

В зависимости от используемых полупроводниковых веществ различается длина испускаемых световых волн. Самыми первыми (1962 год) были придуманы led-элементы, которые светили красным. Потом появились желтые и зеленые цвета. В 1971 году изобрели диод синего цвета, но лишь спустя 20 лет была придумана недорогая технология его изготовления.

Белый свет был придуман самым последним: в 1995 году. Но потребовалось еще несколько лет, чтобы создать лампочку, которая бы светила с яркостью, достаточной для бытового и промышленного применения.

С тех пор уже примерно 10-15 лет доля светодиодного освещения постоянно растет за счет многочисленных достоинств и постоянного снижения стоимости.

Качественная led-лампа состоит из нескольких элементов: цоколь, драйвер, радиатор, светодиод, рассеиватель (колба).

Конструкция LED лампы

Цоколь необходим для подключения к патрону светильника. Для удобства использования и взаимозаменяемости источников света цоколи у led выпускаются тех же видов, что и у других часто применяющихся ламп. Это винтовые е14, е27, штырьковые g4, g9, gu5,3 и другие.

Драйвер – самый важный элемент, который не видим глазу, он прячется в цоколе. Он стабилизирует поступающее напряжение, преобразует переменный ток в постоянный. За счет стабилизации электричества достигается долгий срок службы led-ламп и некоторые другие достоинства. Также драйвер питает светодиоды.

Драйвер состоит из микросхем, импульсного трансформатора, конденсаторов. Во многом высокая цена на светодиодные лампы объясняется ценой драйвера. Для снижения стоимости готовой лампочки производители заменяют этот элемент на простой блок питания. Блок питания не обеспечивает стабилизации тока и напряжения, что негативно сказывается на качестве источника света. Кроме того драйвер невозможно установить в миниатюрные лампочки: не хватает места.

Радиатор отводит от светодиода возникающее тепло. Чем он больше, тем лучше охлаждается источник света, что важно для мощных и больших ламп.

Рассеиватель помогает распределить световой поток в пространстве, защищает корпус от пыли, влаги.

Светодиоды – основной рабочий элемент, за счет которого появляется свечение.

Область применения

Квартира

Led устанавливают в потолочных, настенных, декоративных светильниках. Распространены светодиодные ленты для подсветки шкафов, ниш, потолков, мебели. Продаются неразъемные светодиодные светильники и модели с заменяемой лампой. Также за счет унификации led подходят к большинству уже имеющихся люстр, бра и торшеров.

Светодиодное освещение квартиры

Офисное

Для офисов и промышленных зданий применяются встраиваемые или накладные потолочные led-светильники. Часто они монтируются в навесные потолки (ПВХ или типа Армстронг). Led-модели дают равномерный рассеянный свет, не гудят и моментально выходят за рабочую мощность.

led освещение офиса

Торговое

От освещения в магазинах напрямую зависят продажи. Главная цель света: представить товар в нужном удачном ракурсе. Для этого используются светодиодные трековые, модульные, карданные, точечные модели светильников, а также светильники-даунлайты. Задача светильников – создать направленный световой поток для выделения товара.

Промышленное

В промышленности используются не только в офисах и кабинетах. Светодиодное освещение с нужной степенью защиты применяется для производственных цехов, складов, ферм, теплиц. Led-модели хороши тем, что выдерживают жесткие условия эксплуатации: повышенную влажность, разные температуры, пыль, грязь.

Промышленное led освещение

Аварийное

Используется при отключении основного освещения. Применяется в промышленности, медицинских, развлекательных учреждениях, торговых центрах. Светодиодные аварийные светильники бывают полностью автономными или подключающимися к отдельной аварийной линии питания.

Консольное (уличное)

Освещает трассы, городские дороги, улицы, парки, пешеходные дорожки. Также led применяются для подсветки фасадов исторических зданий, скульптур, торговых центров. Используется для трансляции рекламы на щитах и экранах, для создания световых инсталляций и картин.

Прожекторное

Светодиодами оснащаются прожекторы для подсветки стадионов, вокзалов, аэропортов и других общественных площадок большого размера.

Декоративные варианты светодиодного освещения

Декоративная подсветка придает законченность интерьеру, некую изюминку.

Один из способов сделать акцент на определенном предмете – подсветить его направленным световым лучом.

Световой акцент на картины

Напольная и потолочная подсветка визуально расширят пространство. Такой же цели служат миниатюрные светильники и светодиодные ленты: маленьким комнатам они придадут дополнительный объем.

Подсветка пола и потолка

Разноцветный свет сделает акцент на нишах и полках.

Читайте также:
Почему зимой мокнут стены

Удобно зонировать пространство при помощи разноцветной потолочной подсветки.

Лампы красиво подчеркнут потолочные балки, колонны и другие выступающие части стен.

Подсветка потолочной балки

Широко применяются светодиодные ретро-лампы. Светодиоды дали второе дыхание лампам Эдисона

LED лампы Эдисона

Удобно использовать для уличного украшения домов и городов.

Преимущества и недостатки

Светодиодные лампы во многом выигрывают у ламп накаливания, галогенных и люминесцентных. Сравнительные свойства приведены в таблице.

К достоинствам led можно отнести:

  • Долгий срок службы. При соблюдении всех параметров, которые указаны производителем, светодиодная лампа способна работать до 50 тысяч часов и даже больше. Это в 50 раз больше, чем у лампы накаливания, в 12,5 – чем у «галогенок», и в 3,3 раза выше, чем у люминесцентных.
  • Максимальная светоотдача при минимальном энергопотреблении. Их светоотдача примерно в два раза выше, чем у люминесцентных, в 4-5 раз выше, чем у «галогенок» и в 7-8 раз превышает лампы накаливания. Соответственно, энергопотребление, мощность led-ламп одинакового светового потока меньше в такое же количество раз.
  • Большое количество цветовых температур.
  • Экологическая безопасность, отсутствие проблем с утилизацией.
  • Прочность конструкции. Лампа способна работать даже с разбитым рассеивателем.
  • Низкий нагрев при работе.
  • Мгновенное включение (в отличие от люминесцентных).
  • Количество циклов включения-выключения не сказывается на работоспособности (в отличие от люминесцентных).
  • Красивый внешний вид.
  • Возможность синхронизации с технологией «умного дома».
  • Работа не зависит от влажности и перепадов температур.
  • Снижение требований к проводке из-за низкой мощности led-ламп.

Не обходятся led без недостатков:

  • Высокая цена. Она заметно выше, чем у других типов источников света. Производители работают над снижением себестоимости, но, к сожалению, часто это происходит за счет качества. Снижение цены происходит из-за замены драйвера на блок питания. После этого светодиодная лампа быстро выходит из строя.
  • Чувствительность к перепадам сетевого напряжения. Драйвер нивелирует перепады, поэтому дешевые модели без стабилизатора быстро выходят из строя.
  • Мерцание (пульсация) светового потока. Мерцание крайне опасно для зрения человека. Оптимальный коэффициент пульсации не должен превышать 5%, свыше 30% использовать в домашних условиях опасно. Мерцание зависит от качества конструкции. Отсутствие драйвера резко снижает качество света.
  • Падение яркости в процессе работы, связанное с физической деградацией светодиодов.
  • Высокий процент брака, особенно среди недорогих ламп.

Какова экономия светодиодного освещения

Светодиодные источники света – действительно экономичные осветительные приборы. Следует лишь внимательно относиться к качеству покупаемых ламп и не гнаться за недорогими моделями, которые, вероятно, быстро выйдут из строя.

В целях максимальной экономии для освещения квартир и домов светодиодами экономически целесообразно заменять лампы накаливания мощностью свыше 60 Вт. Иначе стоимость самой светодиодной лампы не окупится.

Также стоит заменять только источники света, которые работают максимальное количество часов. Светильник в кладовке, который включается раз в неделю на полчаса, вполне может остаться оснащенным лампой накаливания.

При применении этих правил светодиодное освещение оправдает себя, но не в первый месяц работы. Срок окупаемости led-ламп составляет 1-2 года. Рассчитывается окупаемость по следующему алгоритму.

Допустим, надо заменить все лампы на led. Примем число ламп за n=10 штук. Сравнительная мощность при равном световом потоке указана в таблице.

Допустим, мы заменяем лампы накаливания мощностью 75 Вт. Заменим на аналогичные светодиодные или люминесцентные. Стоимость замены составит:

Характеристика Накаливания Светодиодная Osram Люминесцентная Osram
Цена, руб 15 200 150
Общая стоимость замены, руб 150 2000 1500
Мощность,(P), Вт 75 14 20
Срок службы, час 1000 15000 8000

Примем, что за год электричество горит 5000 часов. Цена одного кВт электричества – 5 руб/кВт. Тогда:

Накаливания Светодиодная Люминесцентная
Суммарная потребляемая мощность, (n×P/1000), кВт 0,75 0,14 0,2
Суммарное годовое потребление электроэнергии, кВт*ч 3750 700 1000
Годовые затраты на электроэнергию, тыс.руб. 18750 3500 5000
Затраты на покупку светильников, руб. 150 2000 1500
Затраты на обслуживание, тыс. руб. 750 рублей (5 раз в год заменять лампы: каждую 1000 часов) 2000 рублей каждые 15000 часов (замена ламп примерно каждые 3 года). 1500 руб. каждые 8000 часов (замена ламп примерно через 1,5 года.)
Суммарные затраты за 1 год, тыс.руб. 19,65 5,5 6,5
Суммарные затраты за 3 года, тыс.рублей 58,95 18,5 22,5

Таким образом, капитальные затраты на покупку новых ламп выше у светодиодных моделей. Но уже за первый год эксплуатации за счет экономии электроэнергии светодиодное освещение выигрывает и у ламп накаливания, и у люминесцентных. А за три года – срок службы led-ламп – суммарные затраты на светодиодное освещение самые минимальные.

В таблице не учитаны затраты на утилизацию (если таковые будут) люминесцентных ламп при их замене каждые 1,5 года. Также не учитывается падение яркости led с течением времени, из-за чего заменять панели придется чаще, чем каждые 9 года. Однако, и лампы для расчета брались не с максимальным заложенным сроком службы.

Читайте также:
Режимы аргонной сварки нержавейки

Актуальность светодиодного освещения в 2020 году

Снижение себестоимости часто происходит за счет качества

Доля светодиодных ламп на рынке электротехнических товаров постоянно увеличивается. Это связано с популяризацией led-технологий, удешевлением конструкции лампочек, появлением новых марок и брендов в широком доступе в магазинах. При помощи led можно освещать дом не только внутри, но и снаружи. Можно без лишних трудностей подсвечивать участки, бассейны, гаражи и любые другие помещения. В Европе и США постоянно растет доля «умного освещения», которое невозможно представить без светодиодов.

С другой стороны, тенденцией 2019-2020 годов является высокий процент брака среди выпускаемых моделей led. Это тоже связано с удешевлением конструкции, которая зачастую происходит за счет замены дорогого драйвера на дешевый блок питания. В итоге цена становится небольшой, но одновременно теряются и все преимущества led-технологий. Срок службы сильно снижается: без драйвера любой скачок напряжения приводит к выходу лампы из строя. Выросло количество случаев, когда светодиодные лампы возвращаются в магазины по гарантии, что совсем неудобно для пользователей. К сожалению, по внешнему виду невозможно понять, есть драйвер внутри или нет. Остается полагаться на добросовестность известных брендов.

Альтернативы светодиодному освещению

Из уже выпускаемых перспективных альтернативных источников света можно назвать индукционные лампы. Они имеют долгий срок службы (до 150000 часов), высокую светоотдачу (до 160 лм/Вт). Индукционные источники света нечувствительны к скачкам напряжения, частым включениям-выключениям. Правда, подходят они только для освещения больших пространств: промышленного, уличного. Использование индукционных ламп в быту ограничивается большими габаритами и вредными излучениями (ультрафиолетовым и электромагнитным).

По всему миру ведутся разработки новых технологий освещения. В США предложили альтернативный источник света, работающий на основе поливинилкарбазола с ирридием с углеродными многослойными нанотрубками. В России ученые опробуют технологию катодолюминесцентных ламп.

Но пока это только разработки, которым далеко до внедрения в производство. Светодиодное освещение остается на лидирующих позициях.

Вывод

При некоторых недостатках светодиодное освещение обладает весомыми преимуществами:

  • экономичность;
  • долгий срок службы;
  • хорошее качество света;
  • разнообразие цветов и оттенков света.

Производители стремятся к унификации, поэтому выпускают модели, которые без проблем заменяют другие типы лампочек, как в быту, так и в промышленности.

Несмотря на высокую цену качественных лампочек, за 1-1,5 года они окупятся за счет уменьшения платежей за электричество.

Светодиоды: виды и схема подключения

Светодиодами называют полупроводниковые приборы, которые при подаче напряжения создают оптическое излучение. Их международное буквенное обозначение – LED (LightEmittingDiode).

Содержание статьи

Устройство светодиода

Хотя и существует множество светодиодов, самая распространённая форма состоит из 5-миллиметрового полимерного корпуса с линзой, медного или алюминиевого основания, катода, параболического рефлектора (отражателя) и кристалла, который соединяется с анодом при помощи тонкой золотой проволоки.

Устройство светодиода

Как работает светодиод?

Принцип работы изделия основывается на взаимодействии двух полупроводников, положительного и отрицательного типа (p-n-переход). Когда электрический ток проходит через полупроводники, в месте соприкосновения выделяется энергия, излучающая свет. Это обусловлено переходом от одного типа проводимости к другому, когда ионы положительно заряженных дырок соединяются с отрицательными зарядами электронов.

Виды и основные параметры светодиодов

На схеме светодиод обозначается как обычный диод с двумя параллельными стрелками, направленными наружу и указывающими на его излучающий характер. В продаже имеется большое количество типов светодиодов, которые различаются между собой функциональным назначением, конструкцией, мощностью, цветом свечения и другими свойствами.

По назначению светодиоды разделяют на два вида – индикаторные и осветительные.

  • светодиоды SMD;
  • сверхъяркие Super Flux “Piranha”;
  • DIP светодиоды (Direct In-line Package);
  • Straw Hat («соломенная шляпа»).
  • COB (Chip On Board) светодиоды;
  • SMD LED;
  • филаментные (Filament LED).

Индикаторные светодиоды отличаются малой мощностью и умеренной яркостью свечения. Используются для цветовой индикации режимов работы различных приборов и оборудования, а также для подсветки дисплеев и приборных щитов. Разновидности индикаторных светодиодов:

  • DIP-светодиоды. Кристалл-излучатель находится в выводном корпусе, который чаще всего представляет собой выпуклую линзу. Минус – малый угол рассеивания излучения.
  • «Пиранья» – излучатель сверхвысокой яркости с четырьмя выводами, обеспечивающими его удобное крепление на плате. Востребован для подсветки приборов в автомобилях и в рекламных вывесках.
  • «Соломенная шляпа». Цилиндрический двухвыводный прибор со значительным углом рассеивания излучения и увеличенным диаметром линзы. Применяется в декоративных конструкциях и светосигналах тревоги.
  • SMD-светодиоды. Приборы сверхвысокой яркости располагаются в корпусах, рассчитанных на SMT-монтаж. В их маркировке указываются размеры в дюймах (их сотых долях) или в мм. На базе SMD-светодиодов изготавливаются светодиодные ленты.

Осветительные светодиоды встречаются в конструкции фонарей, фар, лент. Отличаются мощностью и яркостью свечения. Большинство осветительных приборов размещают в корпусах для SMT-монтажа. Изготавливаются в двух разновидностях белого цвета:

  • cool white – холодный;
  • warm white – теплый.

Осветительный SMD-светодиод представляет собой теплоотводящую подложку, на которой смонтирован излучающий кристалл, обработанный люминофорным составом.

Применение светодиодов

Такая продукция активно применяется в разных областях: световая реклама, домашние и промышленные осветительные приборы, автомобильная светотехника, светофоры и дорожные знаки, дизайн помещений, ландшафтная и архитектурная подсветка, а также многое другое.

  • значительная длительность эксплуатации;
  • экологическая безопасность;
  • высокая надежность и безотказность;
  • экономия электроэнергии;
  • высокое качество освещения;
  • низкие эксплуатационные расходы.
Читайте также:
Радиусные фасады для кухни: гид по выбору и созданию идеального дизайна

Основные правила подключения светодиодов

Конструкция светодиодов рассчитана на их подключение только к источникам постоянного тока с соблюдением полярности. Существует три варианта определения полярности:

  • По длине ножки (кроме SMD). Более длинная ножка является катодом, а короткая – анодом. В SMD-светодиодах имеется срез (ключ), который всегда располагается ближе к катоду.
  • С помощью мультиметра. Прибор устанавливают в режим «Прозвонка». Красный и черный щупы устанавливают на выводы. Если прибор засветился, то, значит, что красный щуп был подключен к аноду, а черный – к катоду. Если свечение не возникло, значит, надо поменять положение щупов. Если результат не изменился (свечение отсутствует), значит, прибор вышел из строя.

Основные характеристики светодиодов

Две главные характеристики, указываемы в паспорте светоизлучающего прибора:

  • Падение напряжения на приборе. Типичное значение – 3,2 В. Также для каждого светодиода существуют максимально допустимые напряжения Umax и Umaxобр – для прямого и обратного включений.
  • Номинальный ток. Обычно эти приборы рассчитаны на силу тока в 20 мА.

Способы подключения

Простейший вариант – подключение к низковольтному источнику постоянного тока.

Самый удобный и безопасный вариант – подключить светодиод к батарейке или аккумулятору с помощью включения в схему маломощного резистора. Его функция – ограничение тока, протекающего через p-n-переход, определенным значением. Без этого элемента LED быстро утратит рабочие свойства.

Светодиоды: виды и схема подключения

Резистор выбирают по сопротивлению и мощности. Расчет сопротивления по формуле:

R = (Uпитания – Uпаспорт.)/Iном., Ом, в которой:

  • Uпитания – напряжение электропитания, В;
  • Uпаспорт. – падение напряжения, паспортное значение, В;
  • Iном. – номинальный ток.

Полученное значение округляют в большую сторону до ближайшей номинальной величины из ряда Е24. После этого рассчитывают мощность, которую должен рассеивать резистор.

P = Iном. 2 х R, где R – выбранное по таблице значение сопротивления.

Провести все эти действия можно быстро и просто с использованием онлайн-калькулятора.

Как подключить светодиоды к сети переменного тока 220 В через блок питания

Существует несколько типов блоков питания:

  • Стабилизированные источники постоянного напряжения для светодиодов на 5 Вольт и 12 Вольт. При колебаниях параметров сети напряжение на выходе такого источника питания остается постоянным и равным заявленной в паспорте величине. LED-светильники подсоединяют через резисторы.
  • Драйвер – импульсный блок питания со стабилизированным током. Характеристики, которые учитывают при его выборе: максимальное и минимальное выходное напряжение, выходной (рабочий) ток. В драйвере присутствует схема, стабилизирующая ток при скачках входного напряжения 220 В. При подключении светодиодного излучателя к драйверу резистор не требуется.

Способы создания схем из нескольких светодиодов – последовательное и параллельное соединение

При подключении нескольких светоизлучающих приборов к источнику питания может использоваться два варианта соединения – последовательное и параллельное.

Последовательное соединение представляет цепь полупроводниковых приборов, в которой катод первого излучателя спаян с анодом следующего – и так далее. Через все элементы последовательной цепи протекает ток одного значения, а падение напряжения суммируется. Мощность БП выбирается равной или превышающей сумму мощностей каждого элемента.

Минусы последовательного соединения:

  • При значительном количестве элементов цепи необходимо выбирать БП большого вольтажа.
  • При выходе из строя одного LED-диода перестает работать вся цепь.

В длинных лентах на 60-70 диодов на каждом элементе происходит падение напряжения примерно на 3 В, то есть такие ленты можно присоединять к сети 220 В через выпрямитель.

При параллельном подсоединении напряжение на всех элементах цепи будет равным, а суммируются токи каждого LED. Основная проблема в данном случае состоит в том, что LED-светильники, даже из одной партии, часто имеют различные характеристики. Поэтому, если поставить один общий резистор, на лампочки может подаваться ток разного значения, вследствие чего некоторые элементы будут светить слишком ярко, а некоторые – тускло. Решение проблемы – установка отдельных резисторов для каждого диода.

Минусы параллельного подключения:

  • большое количество элементов цепи из-за необходимости использования индивидуальных резисторов для каждого диода;
  • существенный рост нагрузки при перегорании одного LED-диода (если используется один мощный резистор на всю цепь).

Это самый подходящий вариант соединения светодиодов, поскольку он позволяет хотя бы частично скомпенсировать недостатки последовательного и параллельного подключений. В этом случае параллельно соединяются цепочки последовательно расположенных элементов. Этот способ применяется в современных елочных гирляндах или лентах. Преимущество такого решения: если даже выйдут из строя одна или несколько параллельных цепочек, остальные будут исправно светить.

Светодиоды. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности

Светодиоды для человечества стали одним из наиболее распространенных источников света для промышленных и бытовых нужд. Этот полупроводниковый прибор имеет один электрический переход, он преобразует электроэнергию в энергию видимого светового излучения. Явление открыто Генри Джозефом Раундом в 1907 году. Первые эксперименты были поставлены советским физиком-экспериментатором О.В. Лосевым, которому в 1929 году удалось получить рабочий прототип современного светодиода.

Читайте также:
Пеноплекс: описание и характеристики, фото, отзывы

Первые современные светодиоды (СД, СИД, LED) были созданы в начале шестидесятых годов. У них было слабое красное свечение, их применяли в качестве индикаторов включения в самых разных приборах. В 90-х появились синие, желтые, зеленые и белые светодиоды. Их стали выпускать в промышленных масштабах многие компании. Сегодня LED-диоды применяются повсеместно: в светофорах, лампочках, автомобилях и т.д.

Устройство

Светодиод представляет полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, который создает оптическое излучение при прохождении через него тока в прямом направлении.

Стандартный индикаторный светодиод выполнен из следующих частей:

Ustroistvo

1 — Эпоксидная линза
2 — Проволочный контакт
3 — Отражатель
4 — Полупроводник (Определяет цвет свечения)
5 и 6 — Электроды
7 — Плоский срез

В основании светодиода закрепляются катод и анод. Все устройство сверху герметично закрыто линзой. На катоде установлен кристалл. На контактах имеются проводники, которые подсоединены к кристаллу p-n-переходом (проволока соединения для объединения двух проводников с различными типами проводимости). Для создания стабильной работы светодиода применяется теплоотвод, который необходим для осветительных приборов. В индикаторных приборах тепло не имеет решающего значения.

DIP-диоды имеют выводы, которые монтируются в отверстия печатной платы, они при помощи пайки подсоединяются на электрический контакт. Имеются модели с несколькими кристаллами различного цвета в одном корпусе.

SMD-светодиоды сегодня являются наиболее востребованными источниками света любых форматов.

Svetodiody vidy 1

  • Основа корпуса, куда крепится кристалл, является отличным проводником тепла. Благодаря этому в разы улучшился отвод тепла от кристалла.
  • В структуре белых светодиодов между линзой и полупроводником имеется слой люминофора, который нейтрализует ультрафиолет и задает необходимую цветовую температуру.
  • В SMD-компонентах, имеющих широкий угол излучения, линза отсутствует. При этом сам светодиод выделяется формой параллелепипеда.
Chip-On-Board (COB) представляют новейшее практическое достижение, которое должно занять в искусственном освещении лидерство в создании белых светодиодов.

Svetodiody vidy 2

Устройство светодиодов по технологии COB предполагает следующее:
  • На алюминиевую основу посредством диэлектрического клея крепят десятки кристаллов без подложки и корпуса.
  • Полученная матрица покрывается общим слоем люминофора. В итоге получается источник света, который имеет равномерное распределение светового потока без возможности появления теней.

Svetodiody vidy 3

Разновидностью Chip-On-Board является Chip-On-Glass (COG) технология, предусматривающая размещение на поверхности из стекла множества мелких кристаллов. К примеру, это филаментные лампы, где излучающим элементом является стеклянный стержень со светодиодами, которые покрыты люминофором.

Принцип действия
Несмотря на технологические особенности и разновидности, работа всех светодиодов основывается на общем принципе функционирования излучающего элемента:
  • Преобразование электроэнергии в световой поток осуществляется в кристалле, который выполнен из полупроводников с самым разным типом проводимости.
  • Материал с n­-проводимостью обеспечивают путем легирования его электронами, а материал с p-проводимостью при помощи дырок. В результате в сопредельных слоях появляются дополнительные носители заряда разной направленности.
  • При подаче прямого напряжения стартует движение электронов, а также дырок к p-n-переходу.
  • Заряженные частицы проходят барьер и начинают рекомбинировать, вследствие этого протекает электрический ток.
  • Процесс рекомбинации электрона и дырки в зоне p-n-перехода идет выделением энергии в качестве фотона.

В целом, указанное физическое явление свойственно всем полупроводниковым диодам. Однако длина волны фотона в большинстве случаев располагается за пределами видимого спектра излучения. Чтобы элементарная частица двигалась в диапазоне 400-700 нм, ученые проводили множество опытов и экспериментов с разными химическими элементами. В итоге появились новые соединения: фосфид галлия, арсенид галлия и более сложные формы. У каждой из них своя длина волны, то есть свой цвет излучения.
К тому же, кроме полезного света, который испускает светодиод, на p-n-переходе образуется некоторое количество теплоты, которое уменьшает эффективность полупроводникового прибора. Именно поэтому в конструкции мощных светодиодов предусматривается эффективный отвод тепла.

Разновидности
На текущий момент LED-диоды могут быть следующих видов:
  • Осветительные, то есть с большой мощностью. Их уровень освещенности равен вольфрамовым и люминесцентным источникам света.
  • Индикаторные – с небольшой мощностью, их применяют для подсветки в приборах.

Indikatornye

Индикаторные LED-диоды по типу соединения делятся на:
  • Двойные GaP (галлий, фосфор) – имеют зеленый и оранжевый свет в структуре видимого спектра.
  • Тройные AIGaAs (алюминий, мышьяк, галлий) – имеют желтый и оранжевый свет в структуре видимого спектра.
  • Тройные GaAsP (мышьяк, галлий, фосфор) – имеют красный и желто-зеленый свет в структуре видимого спектра.
По типу корпуса светодиодные элементы могут быть:
  • DIP — устаревшая модель низкой мощности, их применяют для подсветки световых табло и игрушек.
  • «пиранья» или Superflux – аналоги DIP, но с четырьмя контактами. Они применяются для подсветки в автомобилях, меньше нагреваются и лучше крепятся.
  • SMD – самый распространенный тип, применяются во множестве источников света.

COB – это усовершенствованные светодиоды SMD.

Применение
Область применений светодиодов условно можно разделить на две широкие категории:
  1. Освещение.
  2. С использованием прямого света.

Светодиод в освещении применяется для освещения объекта, пространства или поверхности, вместо того, чтобы быть непосредственно видимым. Это интерьерная подсветка, фонарики, освещение фасадов зданий, освещение в автомобилях, подсветка клавиш мобильных телефонов и дисплеев и так далее. Широкое применение LED-диоды находят в коммуникаторах и сотовых телефонах.

Прямой светодиодный свет применяется для передачи информации, к примеру, в полноцветных видео дисплеях, в которых LED-диоды формируют пиксели дисплея, а также в алфавитно-цифровых табло. Прямой свет также применяется сигнальных устройствах. К примеру, это индикаторы поворота и стоп-сигналы автомобилей, светофоры и знаки.

Будущее светодиодов

Ученые создают светодиоды нового поколения, к примеру, на основе нано-кристаллических тонких пленок из перовскита. Они дешевые, эффективные и долговечные. Исследователи надеются, что такие LED-диоды будут применяться вместо обычных экранов ноутбуков и смартфонов, в том числе в бытовом и уличном освещении.

Создаются и волоконные LED-диоды, которые предназначены для создания носимых дисплеев. Ученые считают, что создаваемый метод производства волоконных светодиодов позволит наладить массовый выпуск и сделать интеграцию носимой электроники в одежду и текстиль совершенно недорогой.

Типичные характеристики
Светодиоды характеризуются следующими параметрами:
  • Цветовая характеристика.
  • Длина волны.
  • Сила тока.
  • Напряжение (тип применяемого напряжения).
  • Яркость (интенсивность светового потока).

Светодиодная яркость пропорциональна протекающему через него току, то есть чем напряжение будет выше, тем будет больше яркость. Единицей силы света служит люмен на стерадиан, она также измеряется в милликанделах. Бывают яркие (20-50 мкд.), а также сверх яркие (20000 мкд. и более) LED-диоды белого свечения.

Величина падения напряжения – характеристика допустимых значений прямого и обратного включений. Если подача напряжений выше этих значений, то наблюдается электрический пробой.

Сила тока определяет яркость свечения. Сила тока осветительных элементов обычно равняется 20 мА, для индикаторных светодиодов она составляет 20-40 мА.

Цвет излучения светодиода зависит от активных веществ, внесенных в полупроводниковый материал.

Длина волны света определяется разностью энергий при переходе электронов на этапе рекомбинации. Она определяется легирующими примесями и исходным полупроводниковым материалом.

Светодиоды и их применение

Светодиоды, или светоизлучающие диоды (СИД, в английском варианте LED — light emitting diode)— полупроводниковый прибор, излучающий некогерентный свет при пропускании через него электрического тока. Работа основана на физическом явлении возникновения светового излучения при прохождении электрического тока через p-n-переход. Цвет свечения (длина волны максимума спектра излучения) определяется типом используемых полупроводниковых материалов, образующих p-n-переход.

Светодиоды

Достоинства:

1. Светодиоды не имеют никаких стеклянных колб и нитей накаливания, что обеспечивает высокую механическую прочность и надежность(ударная и вибрационная устойчивость)
2. Отсутствие разогрева и высоких напряжений гарантирует высокий уровень электро- и пожаробезопасности
3. Безынерционность делает светодиоды незаменимыми, когда требуется высокое быстродействие
4. Миниатюрность
5. Долгий срок службы (долговечность)
6. Высокий КПД,
7. Относительно низкие напряжения питания и потребляемые токи, низкое энергопотребление
8. Большое количество различных цветов свечения, направленность излучения
9. Регулируемая интенсивность

Недостатки:

1. Относительно высокая стоимость. Отношение деньги/люмен для обычной лампы накаливания по сравнению со светодиодами составляет примерно 100 раз
2. Малый световой поток от одного элемента
3. Деградация параметров светодиодов со временем
4. Повышенные требования к питающему источнику

Внешний вид и основные параметры:

У светодиодов есть несколько основных параметров:

1. Тип корпуса
2. Типовой (рабочий) ток
3. Падение (рабочее) напряжения
4. Цвет свечения (длина волны, нм)
5. Угол рассеивания

В основном, под типом корпуса понимают диаметр и цвет колбы (линзы). Как известно, светодиод – полупроводниковый прибор, который необходимо запитать током. Так ток, которым следует запитать тот или иной светодиод называется типовым. При этом на светодиоде падает определенное напряжение. Цвет излучения определяется как используемыми полупроводниковыми материалами, так и легирующими примесями. Важнейшими элементами, используемыми в светодиодах, являются: Алюминий (Al), Галлий (Ga), Индий (In), Фосфор (P), вызывающие свечение в диапазоне от красного до жёлтого цвета. Индий (In), Галлий (Ga), Азот (N) используют для получения голубого и зелёного свечений. Кроме того, если к кристаллу, вызывающему голубое (синее) свечение, добавить люминофор, то получим белый цвет светодиода. Угол излучения также определяется производственными характеристиками материалов, а также колбой (линзой) светодиода.

В настоящее время светодиоды нашли применение в самых различных областях: светодиодные фонари, автомобильная светотехника, рекламные вывески, светодиодные панели и индикаторы, бегущие строки и светофоры и т.д.

Схема включения и расчет необходимых параметров:

Так как светодиод является полупроводниковым прибором, то при включении в цепь необходимо соблюдать полярность. Светодиод имеет два вывода, один из которых катод (“минус”), а другой – анод (“плюс”).

Подключение счетодиода

Светодиод будет “гореть” только при прямом включении, как показано на рисунке

При обратном включении светодиод “гореть” не будет. Более того, возможен выход из строя светодиода при малых допустимых значениях обратного напряжения.

Зависимости тока от напряжения при прямом (синяя кривая) и обратном (красная кривая) включениях показаны на следующем рисунке. Нетрудно определить, что каждому значению напряжения соответствует своя величина тока, протекающего через диод. Чем выше напряжение, тем выше значение тока (и тем выше яркость). Для каждого светодиода существуют допустимые значения напряжения питания Umax и Umaxобр (соответственно для прямого и обратного включений). При подаче напряжений свыше этих значений наступает электрический пробой, в результате которого светодиод выходит из строя. Существует и минимальное значение напряжения питания Umin, при котором наблюдается свечение светодиода. Диапазон питающих напряжений между Umin и Umax называется “рабочей” зоной, так как именно здесь обеспечивается работа светодиода.

Зависимости тока от напряжения

1. Имеется один светодиод, как его подключить правильно в самом простом случае?

Чтобы правильно подключить светодиод в самом простом случае, необходимо подключить его через токоограничивающий резистор.

Имеется светодиод с рабочим напряжением 3 вольта и рабочим током 20 мА. Необходимо подключить его к источнику с напряжением 5 вольт.

Рассчитаем сопротивление токоограничивающего резистора

R = Uгасящее / Iсветодиода
Uгасящее = Uпитания – Uсветодиода
Uпитания = 5 В
Uсветодиода = 3 В
Iсветодиода = 20 мА = 0.02 А
R =(5-3)/0.02= 100 Ом = 0.1 кОм

То есть, надо взять резистор сопротивлением 100 Ом

P.S. Вы можете воспользоваться on-line калькулятором расчета резистора для светодиода

2. Как подключить несколько светодиодов?

Несколько светодиодов подключаем последовательно или параллельно, рассчитывая необходимые сопротивления.

Имеются светодиоды с рабочим напряжением 3 вольта и рабочим током 20 мА. Надо подключить 3 светодиода к источнику 15 вольт.

Производим расчет: 3 светодиода на 3 вольта = 9 вольт , то есть 15 вольтового источника достаточно для последовательного включения светодиодов

Расчет аналогичен предыдущему примеру

R = Uгасящее / Iсветодиода
Uгасящее = Uпитания – N * Uсветодиода
Uпитания = 15 В
Uсветодиода = 3 В
Iсветодиода = 20 мА = 0.02 А
R = (15-3*3)/0.02 = 300 Ом = 0.3 кОм

Пусть имеются светодиоды с рабочим напряжением 3 вольта и рабочим током 20 мА. Надо подключить 4 светодиода к источнику 7 вольт

Производим расчет: 4 светодиода на 3 вольта = 12 вольт, значит нам не хватит напряжения для последовательного подключения светодиодов, поэтому будем подключать их последовательно-параллельно. Разделим их на две группы по 2 светодиода. Теперь надо сделать расчет токоограничивающих резисторов. Аналогично предыдущим пунктам делаем расчет токоограничительных резисторов для каждой ветви.

R = Uгасящее/Iсветодиода
Uгасящее = Uпитания – N * Uсветодиода
Uпитания = 7 В
Uсветодиода = 3 В
Iсветодиода = 20 мА = 0.02 А
R = (7-2*3)/0.02 = 50 Ом = 0.05 кОм

Так как светодиоды в ветвях имеют одинаковые параметры, то сопротивления в ветвях одинаковые.

Если имеются светодиоды разных марок то комбинируем их таким образом, чтобы в каждой ветви были светодиоды только ОДНОГО типа (либо с одинаковым рабочим током). При этом необязательно соблюдать одинаковость напряжений, потому что мы для каждой ветви рассчитываем свое собственное сопротивление

Например имеются 5 разных светодиодов:
1-ый красный напряжение 3 вольта 20 мА
2-ой зеленый напряжение 2.5 вольта 20 мА
3-ий синий напряжение 3 вольта 50 мА
4-ый белый напряжение 2.7 вольта 50 мА
5-ый желтый напряжение 3.5 вольта 30 мА

Так как разделяем светодиоды по группам по току
1) 1-ый и 2-ой
2) 3-ий и 4-ый
3) 5-ый

рассчитываем для каждой ветви резисторы:
R = Uгасящее/Iсветодиода
Uгасящее = Uпитания – (UсветодиодаY + UсветодиодаX + …)
Uпитания = 7 В
Uсветодиода1 = 3 В
Uсветодиода2 = 2.5 В
Iсветодиода = 20 мА = 0.02 А
R1 = (7-(3+2.5))/0.02 = 75 Ом = 0.075 кОм

аналогично
R2 = 26 Ом
R3 = 117 Ом

Аналогично можно расположить любое количество светодиодов

При подсчете токоограничительного сопротивления получаются числовые значения которых нет в стандартном ряде сопротивлений, ПОЭТОМУ подбираем резистор с сопротивлением немного большим чем рассчитали.

3. Что будет если имеется напряжение источник с напряжением 3 вольта (и меньше) и светодиод с рабочим напряжением 3 вольта?

Допустимо (НО НЕЖЕЛАТЕЛЬНО) включать светодиод в цепь без токоограничительного сопротивления. Минусы очевидны – яркость зависит от напряжения питания. Лучше использовать dc-dc конвертеры (преобразователи повышающие напряжение).

4. Можно ли включать несколько светодиодов с одинаковым рабочим напряжением 3 вольта параллельно друг другу к источнику 3 вольта (и менее)? В «китайских» фонариках так ведь и сделано.

Опять, это допустимо в радиолюбительской практике. Минусы такого включения: так как светодиоды имеют определенный разброс по параметрам, то будет наблюдаться следующая картина, одни будут светится ярче, а другие тусклее, что не является эстетичным, что мы и наблюдаем в приведенных выше фонариках. Лучше использовать dc-dc конвертеры (преобразователи повышающие напряжение).

RGB-светодиод

Полноцветный светодиод или по другому RGB-светодиод – Red, Green, Blue. Смешивая эти три цвета в разной пропорции можно отобразить любой цвет. К примеру, если зажечь все три цвета на полную мощность (Red: 100%, Green: 100%, Blue: 100%), то получится свечение белого цвета. Если зажечь только два (Red: 100%, Green: 100%, Blue: 0%), то будет светиться желтый цвет.

Конструктивно, RGB-светодиод состоит из трех кристаллов под одним корпусом и имеет 4 вывода: один общий и три цветовых вывода.
RGB-светодиоды бывают:
1. С общим анодом (CA)
2. С общим катодом (CC)
3. Без общего анода или катода (6 выводов). Как правило в SMD-исполнении.

Структурная схема RGB-светодиода

Самый длинный вывод RGB-светодиода, обычно является общим (анодом или катодом).

При подключении данных светодиодов, следует учесть, что напряжение, подаваемое для свечения цвета может быть разным для разных цветов.
К примеру, возьмем 5мм светодиод MCDL-5013RGB (I=20мА):
Ured = 2.0 Вольт
Ugreen = 3.5 Вольт
Ublue = 3.5 Вольт

Свечение RGB-светодиода

Также следует отметить то, что для некоторых типов RGB-светодиодов необходимо использовать рассеиватель, иначе будут видны составляющие цвета.

Представленные выше схемы не отличаются высокой точность рассчитанных параметров, это связано с тем, что при протекании тока через светодиод происходит выделение тепла в нем, что приводит к разогреву p-n перехода, наличие токоограничивающего сопротивления снижает этот эффект, но установление баланса происходит при немного повышенном токе через светодиод. Поэтому целесообразно для обеспечения стабильности применять стабилизаторы тока, а не стабилизаторы напряжения. При применении стабилизаторов тока, можно подключать только одну ветвь светодиодов.

Sivent Опубликована: 2008 г. 0 2

Вознаградить Я собрал 0 1

Светодиоды: прикладное использование

Светодиоды можно классифицировать по следующим признакам:

  • по форме корпуса прибора;
  • по типу индикатора: символьный или графический;
  • по диапазону излучаемого спектра – видимый, инфракрасный (ИК) или ультрафиолетовый (УФ);
  • по мощности прибора;
  • и ряду других.

Корпуса единичных светодиодов весьма разнообразны и представлены на следующем рисунке.

Разнообразные корпуса светодиодов

Разнообразные корпуса светодиодов

Символьные индикаторы отличаются между собой:

  • цветом символа – красные, зеленые, оранжевые и другие;
  • количеством сегментов символа – семисегментные и другие;
  • схемой включения индикатора: различают включение с общим анодом или с общим катодом.

Символьные индикаторы

Символьные индикаторы

Графические светодиодные индикаторы отличаются между собой:

  • цветом элементарного пиксела;
  • размером самой сборки элементов;
  • количеством элементов в сборке;
  • схемой включения: так же как и в символьных индикаторах, в графических светодиодных индикаторах различают включение с общим анодом или с общим катодом.

Графические светодиодные индикаторы

Графические светодиодные индикаторы

В последнее время интенсивно развивается такое направление, как светодиодные фито лампы; строго говоря, под этим термином понимается единичный фитосветодиод, размещенный на радиаторе и обладающий способностью интенсивного излучения в видимом спектре.

Светодиодная фито лампа

Светодиодная фито лампа

Существуют OLED-дисплеи. Под OLED (Organic LED) понимают органические светодиоды, т.е. некие органические структуры, способные излучать свет в видимом диапазоне при воздействии на них электрического тока. Они дают возможность создавать гибкие дисплеи. Кроме того, яркость OLED-дисплея может контролироваться попиксельно, что является недоступным в LED и LCD дисплеях.

Структура OLED дисплея

Структура OLED дисплея

Использование светодиодов

Применение светодиодов весьма разнообразно: быт, промышленность, транспорт, связь и т. д.

Единичные ИК-светодиоды с давних пор применяются в пультах дистанционного управления (ПДУ) различных бытовых приборов, в выключателях освещения и т.д.

Существует группа стандартов IrDA, описывающая протоколы физического и логического уровня передачи данных с использованием ИК-диапазона в качестве носителя.

Группа стандартов IrDA

Группа стандартов IrDA

Аппаратная реализация, как правило, представляет собой пару, состоящую из передатчика в виде светодиода и приемника в виде фотодиода, которые распложены на каждой из сторон линии связи. Наличие передатчика и приемника на каждой из сторон является необходимым для использования протоколов гарантированной доставки данных.

Символьные светодиодные индикаторы применяются в электронных приборах для индикации величины измеряемого параметра – тока, напряжения, сопротивления, и т.д.

Символьные светодиодные индикаторы

Символьные светодиодные индикаторы

Графические светодиодные индикаторы применяются для создания дисплеев; обычно их называют “бегущая строка”.

Светодиодный дисплей

Светодиодный дисплей

Светодиодные лампы получают все большее распространение практически везде – в источниках наружного освещения, фарах автомобилей, декоративной подсветке зданий, светофорах, фонарях, обозначающих границы аэропорта и т. д.

Использование светодиодов в наружной рекламе

Использование светодиодов в наружной рекламе

Отдельной областью применения светодиодов являются OLED-дисплеи. Преимуществом таких дисплеев считается их дешевизна по сравнению с жидкокристаллическими. Недостатком – малый срок службы люминофоров некоторых цветов. Постепенно эти недостатки устраняются. При сравнении с индикаторами STN и FSTN, OLED технология позволяет получить намного более высококонтрастное изображение. Для сравнения, контрастность STN-индикатора составляет 5:1, контрастность FSTN-индикатора составляет 10:1, контрастность OLED-индикатора достигает значения 3000:1 без использования поляризатора, с использованием поляризатора контрастность может достигать значения 10000:1. Информация, отображаемая на индикаторе OLED, будет хорошо видна как в темноте, так и при солнечном свете, так же такой индикатор обладает хорошим показателем угла обзора, свыше 160°. Символьный OLED-индикатор может найти применение в устройствах с высоким требованием к читаемости изображения при наличии интенсивного внешнего освещения и широких углах обзора.

OLED дисплей

OLED дисплей

Светодиоды с успехом применяются в оптопарах. Оптопары делятся на диодные, транзисторные, тиристорные и т. д. Применяются оптопары для гальванической развязки электрических цепей.

Оптопара, в центре виден светодиод

Оптопара, в центре виден светодиод

Светодиоды применяются в различных дисплеях для подсветки (backlight), для замены CCFL ламп. Это позволяет уменьшить потребляемую подсветкой мощность и сулит другие конструктивные преимущества, например, позволяет уменьшить толщину дисплея.

Светодиодная подсветка мониторов

Светодиодная подсветка мониторов

Светодиодные ИК-кластеры применяются для подсветки теле- и видеокамер.

Светодиодная ИК-подсветка видеокамеры

Светодиодная ИК-подсветка видеокамеры

Мощные светодиоды видимого спектра применяются в качестве вспышки в фотоаппаратах.

Светодиодная фотовспышка

Светодиодная фотовспышка

Мощные УФ-светодиоды применяются для обеззараживания воды вместо ртутной бактерицидной лампы. Достоинством светодиодов является компактность, разнообразие корпусов приборов, механическая прочность, отсутствие времени прогрева перед началом работы, экономия энергии, долгий срок службы, отсутствие, собственно, ртути (канцерогена).

Применение УФ-светодиодов

Применение УФ-светодиодов

В отдельную группу можно отнести оптические прерыватели и отражательные оптроны. И прерыватели, и отражательные оптроны – это оптопары с открытым оптическим каналом. Оптические прерыватели применяются для подсчета количества прерываний светового потока между передатчиком (светодиодом) и фотоприемником (обычно – фотодиодом).

Отражательные оптроны – применяются для обнаружения поворота объекта или отклонения его от вертикали.

Отдельной областью применения светодиодов являются оптоволоконные линии связи, где светодиоды применяются в качестве преобразователя электрического сигнала в оптический.

NASA планирует применять светодиоды в космической медицине на длинах волн оптимальных для заживления ран и лечения рака.

В качестве альтернативы лазерному, фирмой OKI был создан светодиодный принтер.Нетрадиционной областью является применение единичных светодиодов в электрических схемах в качестве стабилизаторов напряжения вместо стабилитронов при обратном включении и в цепях смещения транзисторов при прямом включении.

Литература:
У. Титце, К. Шенк Полупроводниковая схемотехника, М. Мир, 1982

В нашу линию поставок входит широкий ассортимент электронных компонентов – более 2 миллионов радиодеталей ведущих мировых производителей. Вы можете купить электронные компоненты оптом или в розницу, со склада или под заказ.

  • проспект Шаумяна, 10, к1
    Санкт-Петербург, 195027
  • ПН–ПТ с 9:00 до 18:00
  • +7 (812) 622-17-70
  • +7 (981) 743-00-06
  • elcomp@t-way.ru

Отправляя любую форму на сайте, Вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности и условиями пользовательского соглашения данного сайта.

Обращаем Ваше внимание на то, что данный Сайт носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях информационные материалы и цены, размещенные на Сайте, не являются публичной офертой, определяемой положениями Статей 435 и 437 Гражданского кодекса РФ.

Диодное освещение в квартире: плюсы и минусы, особенности

Изучаем способы светодиодного освещения, сравниваем LED-приборы с другими лампами, выбираем светильники.

  • 9599 просмотров

Ирэн Гайдукова

LED-освещение — популярный тренд в светодизайне. В этой статье мы расскажем все о светодиодных лампах. Вы узнаете, почему они экономичнее, удобнее и долговечнее, чем другие варианты источников света.

Что такое светодиодное освещение

Диодное освещение — способ подачи искусственного света с помощью энергосберегательных светодиодных ламп. Технология получила распространение относительно недавно, но уже заслужила признание дизайнеров интерьера.

С помощью светодиодных приборов легко воплощать любые сценарии освещения. Устройства привлекательно выглядят в интерьере и прекрасно совмещаются с системой “умный дом”.

Можно вставить LED-лампы в обычные световые приборы или сразу приобрести светодиодные устройства. Однако прежде чем выбирать изделия, важно разобраться, как они функционируют.

Пример диодного освещения в квартире

Устройство и принцип работы светодиодов

Светодиоды — устройства, созданные на основе полупроводниковых элементов с электронно-дырочный переходом. Приборы излучают свечение только в том случае, когда через них проходит электрический ток.

В одном из полупроводников преобладают положительные ионы, в другом — электроны. Когда через точку их соприкосновения проходит ток, возникает рекомбинация элементов. В результате появляется излишек энергии, который преобразуется в световое излучение.

Диоды испускают лучи в зеленом, голубом и красном спектрах. В результате смешения этих тонов получается свечение белого цвета. В зависимости от типа лампы потоки могут быть как теплыми, так и холодными.

Стандартная конструкция светодиодной лампы:

  • Плата с расположенными на ней диодами.
  • Радиатор.
  • Драйвер.
  • Рассеиватель.
  • Цоколь.
  • Колба любой формы.
  • Нижний и верхний держатели.

Самый важный элемент системы — драйвер, который располагается в цоколе устройства. Он представляет собой комбинацию трансформатора, конденсаторов и микросхем. Именно от качества этой детали зависит стоимость светодиодных источников освещения. Драйвер служит для преобразования переменного тока в постоянный и стабилизации поступающего напряжения. Еще одна функция — питание светодиодов.

Цоколь — необходимый элемент для подключения лампы к патрону светильника. Существует несколько типов деталей, но самыми распространенными считаются штырьковые и винтовые.

Радиатор служит для отвода тепла от светодиодных кристаллов. Чем больше по размеру деталь, тем лучше эффект от ее работы.

Немаловажную роль в системе играет рассеиватель. Он помогает равномерно распределять световые потоки, защищает корпус лампы от попадания влаги и пыли.

Круглая светодиодная лампа

Светодиодные лампы: плюсы и минусы

Чтобы принять решение в пользу светодиодного освещения, важно изучить достоинства источников света. Главные преимущества:

  • Длительный срок эксплуатации: LED-лампы способны работать до 50 000 часов.
  • Экологичность и безопасность: при изготовлении ламп не используются токсичные компоненты.
  • Экономный расход электроэнергии: диодные лампы требуют намного меньше электричества, чем другие светильники, но при этом дают оптимальную насыщенность освещения.
  • Прочность корпуса: LED-лампы не разобьются, если случайно уронить их с небольшой высоты.
  • Отличные параметры светоотдачи. Средняя мощность светового потока — 50-100 Лм на 1 Вт.
  • Оптимальный спектр света: светодиоды дают комфортное освещение, аналогичное солнечному. Для сравнения: индекс цветопередачи естественных потоков — 100 единиц, светодиодных светильников — 80-85.

Светодиодные лампы освещения подходят для любых помещений, в том числе и с повышенной влажностью. Устройства не нуждаются в техническом обслуживании и дополнительных мерах защиты.

Важно! Срок службы приборов не зависит от частоты выключения и включения.

Минусы светодиодных ламп выделить гораздо сложнее. Можно назвать один — сравнительно высокая стоимость. Однако недостаток окупается за счет снижения потребления электроэнергии.

Светодиодные лампы в интерьере квартиры

Применение светодиодов: виды освещения

Благодаря отличным параметрам работы, светодиодные лампы подходят для использования внутри и снаружи зданий. Виды освещения:

  • Квартирное.
  • Офисное.
  • Торговое.
  • Промышленное.
  • Уличное.
  • Прожекторное.
  • Аварийное.

Особенно часто LED-освещение организовывают в жилых комнатах. Диодные лампы могут присутствовать в любых светильниках: настенных, потолочных, декоративных. Также можно использовать светодиодные ленты. Они хороши для подсветки предметов интерьера, мебели, многоуровневых потолков, ниш, лестниц.

Квартирное освещение светодиодными светильниками

Цвет излучения LED-ламп

Светодиодные лампы могут иметь разные оттенки свечения. Для определения параметров существует цветовой диапазон, основные показатели из которого указаны в таблице.

Показатели цветовой температуры

Теплый белый Естественный белый Холодный белый
2700-3000 К 4000-4500К 6000-6500 К

Чем выше цветовая температура, тем ярче свет от лампы. Холодное свечение с голубым оттенком может показаться не слишком комфортным для освещения квартиры. Поэтому для домашних светильников идеально подойдет естественный белый.

Совет! Для освещения спальни можно выбрать лампы теплого свечения.

Оттенки свечения светодиодных ламп

Ресурс светодиодной лампы

В зависимости от типа лампы и производителя ресурс изделия — от 20 000 до 50 000 часов эксплуатации. То есть качественный источник освещения может прослужить более 5 лет при условии ежедневного использования.

Обычно информация о сроке эксплуатации указана на упаковке, но не всегда можно верить тому, что пишут. Например, часто производители указывают впечатляющий ресурс работы, хотя изделия стоят дешево. Вряд ли недорогая лампочка прослужит максимально возможный срок.

Даже если производитель не обманул с ресурсом, стоит учитывать внешние факторы, которые могут влиять на срок службы. Это: перепады электричества, скачки напряжения, некачественная электропроводка, повреждения светильника. Если LED-источники располагаются на улице, на их работу негативно влияют неблагоприятные погодные условия. Нежелательные факторы могут сократить ресурс лампы примерно на треть.

Нельзя заранее предугадать, сколько прослужит та или иная лампа. Однако есть способы продления срока эксплуатации диодных источников света:

  • Использование диммера. Устройство с рычагом переключения применяется для регулировки яркости свечения. Диммер подавляет пусковой ток, который зачастую является главной причиной преждевременного перегорания ламп.
  • Организовать “умное освещение”. Автоматическое включение-выключение ламп по команде или сигналу датчиков позволит избежать лишних манипуляций.
  • Купить качественный светильник. Устройство с продуманной конструкцией — важный фактор для корректной работы лампы.

Если для подсветки используются светодиодные ленты, лучше наклеивать их на алюминиевые поверхности. Материал поглощает часть тепловой энергии, поэтому осветительный прибор не выйдет из строя в результате перегревания.

Чем светодиодные источники света отличаются от других

Мы уже обсудили характеристики и преимущества светодиодных лампочек. Перейдем к сравнению этих источников света с другими. Рассмотрим отличия от люминисцентных, галогенных ламп и приборов накаливания.

Галогенные лампы

Главный недостаток таких светильников — сильный нагрев. Температура внутри колбы повышается из-за циркулирующих газов. С диодными источниками подобного не происходит, потому что основное отличие — принцип работы.

Галогенные светильники способны функционировать до 4 000 часов. Это значит, что срок их эксплуатации почти в 10 раз меньше, чем у светодиодных приборов.

Галогенная лампа для точечного светильника

Люминесцентные лампы

Главный элемент люминесцентного устройства — трубка с люминофором. Со временем материал выгорает, и лампа приходит в негодность. Стоит отметить, что у нее довольно длительный срок эксплуатации. Однако максимальное время работы прибора — 20 000 часов. То есть в 2,5 раза меньше, чем у LED-устройств.

Еще один аргумент против люминесцентных приборов — они со временем меняют цветопередачу и теряют яркость. Это происходит как раз в результате выгорания люминофора.

Люминесцентная лампа для светильника

Лампы накаливания

Основное отличие ламп накаливания от светодиодных изделий — световой элемент. В этих устройствах он представляет собой металлическую спираль, которая, накалившись, начинает излучать потоки. Такие изделия приходят в негодность примерно через 1 000 часов работы. Однако в основном от их использования отказываются по причине высокого энергопотребления.

Лампа накаливания для светильников

Светодиодная лента или светодиодная лампа: что лучше

Помимо светильников с LED-лампами для организации подсветки используются светодиодные ленты. Они представляют собой гибкую плату с последовательно размещенными маленькими светодиодами. Подобные изделия могут излучать как разноцветное, так и монохромное свечение.

Разновидности лент цветного свечения:

  • RGB: система, в которой комбинируется свечение синего, зеленого и красного оттенков.
  • RGBW: лента, где помимо трех основных оттенков присутствует холодный белый. Благодаря дополнительному диоду расширяется цветовой спектр свечения.
  • RGBWW: лента, куда помимо всех перечисленных выше оттенков добавляется теплый белый.

Не совсем корректно сравнивать лампы и ленты, потому как последние выполняют немного другие задачи. Они не предназначены для основного освещения — только для декоративного.

Какие-то моменты для сравнения все же есть. Например, мощность, нюансы размещения, срок эксплуатации. Краткий обзор светодиодных лент и ламп, основанный на реальном опыте использования LED-освещения поможет вам выбрать свой вариант.

Монохромная светодиодная лента

Как выбрать светодиодные лампы: полезные советы

Если вы уже оценили преимущества светодиодного освещения, можно переходить к выбору источников света. На что обратить внимание:

  • Индекс цветопередачи: лучше всего выбирать модели с показателем от 80 CRI. Они дают освещение, максимально приближенное к естественному.
  • Диапазон пульсации: чтобы избежать дискомфорта, отдавайте предпочтение лампам с показателями мерцания не более 15%.
  • Цветовой спектр: для дома оптимальными считаются лампы с характеристиками 2700-3000 К.
  • Форму: в продаже есть изделия в виде колбы, таблетки, капсулы, груши, свечи, шара. Также популярны плоские светодиодные лампы. От формы зависит мощность и угол рассеивания потоков.
  • Размер цоколя: важно выбрать параметры, которые будут совместимы с вашим светильником.

Еще один параметр, с которым придется столкнуться при выборе — матовое или прозрачное покрытие колбы. Стоит заранее решить, какой цвет вам нужен: насыщенный или рассеянный и мягкий. Если голосуете за второй вариант, лучше остановиться на приборе с матовой поверхностью.

Совет! Не стоит приобретать приборы, на упаковке которых указан большой ресурс работы, но при этом там гарантия составляет всего год или два. Вряд ли такие устройства окажутся качественными и прослужат долго.

Декоративное светодиодное освещение: возможные варианты

Если вы хотите поставить завершающие штрихи в интерьере, не забудьте о декоративной подсветке. Ее можно организовать с помощью различных LED-приборов. Предлагаем 5 интересных идей.

Потолочная подсветка

Существует два варианта реализации задумки. Первый — монтаж миниатюрных встроенных светильников. Второй — светодиодная лента, расположенная по периметру потолочной конструкции, на фигурных элементах или карнизах.

Диодная подсветка потолка

Напольная подсветка

С помощью встроенных диодных светильников и LED-ленты можно оформить плинтусы, лестничные ступени, выступы на напольном покрытии. Допускаются комбинации разных световых приборов для воплощения смелых идей.

Светодиодная подсветка для пола

Подсветка зеркал и картин

По периметру задней поверхности картины или зеркала можно наклеить светодиодную ленту. Таким образом легко получить ненавязчивое рассеянное освещение, которое позволит взгляду сфокусироваться на предметах декора.

Более распространенный вариант — использование специальных светильников. Такие приборы монтируют на верхнюю или нижнюю часть рамы, после чего настраивают поток света так, чтобы он падал под определенным углом. Точные параметры зависят от вида зеркала или картины.

Светодиодная подсветка для картин

Настенная подсветка

На стенах превосходно смотрятся светильники, которые излучают световые потоки, направленные вниз. Рассеянные лучи света подчеркнут предметы декора и оригинальную отделку. Если стена длинная, достаточно трех-четырех приборов. Для узких поверхностей вполне хватит двух устройств.

Светодиодная подсветка для стен

Подсветка ниш

Для оформления ниш лучше использовать монохромную светодиодную ленту, разместив ее по периметру углубления. Оттенок свечения следует выбирать, отталкиваясь от типа общего освещения и базовых цветов в интерьере.

Идея! Для декора комнат можно использовать светодиодные гирлянды, сети, занавесы.

Светодиодная подсветка для стен

Выгодны ли светодиодные лампы: поговорим об экономии

Использование светодиодных светильников считается отличным способом сэкономить электроэнергию. Разберемся, как это происходит.

В среднем рабочее напряжение светодиода колеблется в промежутке между 2 и 4 В. Показатель потребления мощности — не более 1 Вт. При этом светоотдача приборов составляет приблизительно 80 лм/Вт.

Для сравнения: лампы накаливания отдают всего 10 лм/Вт, а люминесцентные устройства до 60 лм/Вт. При этом они потребляют гораздо больше энергии.

Получается, что при минимальных затратах электроэнергии световой поток светодиодных светильников гораздо ярче, чем у ламп накаливания и люминесцентных приборов. Если учесть, что LED-устройства еще и дольше служат, можно сделать однозначный выбор в их пользу.

Альтернатива светодиодному освещению

Мода на светодиодные светильники в интерьере набирает обороты. Многие довольны эффектом от освещения, поэтому не рассматривают иные варианты. Однако есть источники света, которые могут посоревноваться с LED-приборами в технических характеристиках, но при этом дешевле стоят. Это индукционные лампы.

Индукционные источники относятся к категории люминесцентных. Излучение потоков света происходит за счет комбинации физических процессов: свечения люминофора в трубке, электрических разрядов и электромагнитной индукции.

Срок службы таких приборов значительно превышает показатели обычных люминесцентных ламп и многих других источников света. Период от эксплуатации может достигать 100 000 часов — это примерно 10-12 лет ежедневной работы. Светодиодные светильники пока не отличаются столь впечатляющими результатами. Однако производители стараются модернизировать приборы, и у них это замечательно получается.

Круглая индукционная лампа

Подборка светодиодных светильников для дома

В комнатах всегда потрясающе смотрятся светодиодные люстры. Можно подобрать изделия под любой стиль интерьера и поэкспериментировать с основным освещением. Предлагаем три оригинальные модели: винтажная бронзовая люстра Vintage Birdcage, полупрозрачная золотистая Nicolette и кольцевая двухъярусная ST Luce Onze.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: