Свет и LED: светодиодное освещение

Дата публикации: 31.12.2013

Современные светодиодные лампы и светильники представляют собой сложные конструкции, созданные с использованием новейших наукоёмких технологий. Прежде всего, это касается полупроводникового кристалла, генерирующего излучение. Светодиоды для обеспечения надёжной работы в течение срока их службы оснащают микросхемой для стабилизации питания с ограничениями по току и защитой от перегрузок. Сборка из двух и более светодиодов с полным набором электрических, оптических, механических и тепловых компонентов, исключая устройства управления, называется светодиодным модулем. Такой модуль, оснащённый цоколем для установки в патрон, — это и есть светодиодная лампа, называемая также LED-лампа (сокр. от Light Emitting Diode).

Сферы применения LED

Лампы с цоколем Е27 или Е14. Очень часто LED-лампы используются для замены ламп накаливания или люминесцентных. В жилых помещениях рекомендуется использовать модели LED-ламп с высоким индексом цветопередачи и комфортной цветовой температурой — в среднем от 2700 (тёплый желтоватый свет) до 6500 К (холодный «дневной»). Выпускают их в основном с матовой колбой, но на рынке существуют модели с прозрачным стеклом — для люстр или настенных бра. При этом особенно интересный эффект получается при оснащении этими лампами люстр и бра с декоративными элементами из хрусталя, которые преломляют лучи света, создавая красивую игру бликов.

LED Интересны и LED-лампы с возможностью диммирования — плавной регулировки светового потока. Сегодня в продаже можно встретить диммируемые лампы с прозрачной и матовой колбами, зеркальные и софитные лампы. Напомним, что LED-лампы обычной конструкции подключать через диммер нельзя — они выйдут из строя.

Направленный свет. Широко используются светодиоды для создания направленных источников света высокой интенсивности. Здесь они не имеют себе равных. Их конструкция позволяет разнообразить приборы для направленной подсветки каких-либо элементов интерьера, мощные прожекторы для строек и наружного освещения (компактные). Даже обычные фонарики из «аварийного запаса» в каждом доме и автомобиле сегодня почти на 100 % комплектуются светодиодными источниками.

Наружное освещение. Очень хороши LED-лампы, например, в саду для подсветки дорожек и водоёмов. Их выгодно устанавливать вне дома в труднодоступных местах, где сложно заменить перегоревшую лампочку. Желательно не размещать светильники под прямыми солнечными лучами, чтобы избежать их перегрева.

Встраиваемые в мебель и технику. Компактные размеры позволяют применять светодиоды для локальной подсветки мебельных гарнитуров, платяных шкафов, кухонных полов. Здесь весьма кстати пришлись такие их особенности, как сравнительно небольшой уровень выделения тепла (ниже, чем у люминесцентных ламп). А в сочетании с высокой яркостью и более долгим сроком службы это приводит к тому, что производители мебели и кухонной техники всё чаще отказываются от ламп галогенных и накаливания в пользу светодиодных, если это не совсем уж бюджетная модель мебели и техники.

Архитектурное освещение. При всех своих достоинствах приспособление LED-ламп под патрон Е27 или Е14 — это полумера, которую очень метко сравнили с попыткой встроить двигатель внутреннего сгорания в карету. Нужны и светильники новой конструкции, и принципиально новый подход к проектированию светового потока в пространстве. Очень интересные схемы могут быть реализованы на базе большого количества точечных источников света. Сегодня можно приобрести готовые наборы светодиодных лент, полос, пластин (плат) разной длины и площади. На их основе проектируются и изготавливаются системы архитектурного освещения.

Наибольшей популярностью у декораторов пользуются светодиодные ленты — тонкие полосы длиной в несколько метров (обычно 5) с закреплёнными на них диодами, количество которых может быть разным (в среднем от 30 до 120 на 1 м), и каждый даёт световой поток в зависимости от типа — в среднем 3-12 лм. Полосу можно нарезать на куски по имеющимся меткам. Выпускаются ленты монохромные и RGB, позволяющие менять т он света. Со степенью защиты IP 23 их используют для установки внутри помещений, а с IP 65 и IP 67 — на улице и во влажных помещениях.

На базе лент, полос, пластин и отдельных модулей создают сложные многовариантные световые композиции. Характер освещения будет меняться по заданной программе: например, в течение суток или согласно пожеланиям заказчика, который может выбирать тот или иной вариант в зависимости от настроения. Все эти технологии отрабатывались в основном для общественных зданий, но они понемногу начинают проникать и в наши жилища.

От LED к OLED. Уже сейчас воображение потрясают широкие возможности светодиодов. А на подходе уже новые технологии — так называемые органические светодиоды (0LED, сокр. от Organic LightEmitting Diode). Основное преимущество OLED заключается в том, что вся их поверхность излучает мягкое неслепящее свечение (при этом рассеиватели в конструкции не нужны). Они нагреваются только до 30 °С, что позволяет использовать их с легковоспламеняющимися материалами. На сегодняшний день перед разработчиками стоят задачи увеличения размера OLED-панелей, создания прозрачных и гибких органических светодиодов, повышения их яркости.

От теории к практике

В теории у светодиодов очень высокие показатели по ряду параметров, и прежде всего это длительный срок службы (до 100 тыс. ч) и высокая световая отдача (до 1 ДО-150 лм/Вт). Кроме того, у них масса чисто конструктивных преимуществ — мгновенное включение, отсутствие присущего люминесцентным лампам пульсирующего эффекта, низкая температура нагрева лампы, стабильная работа в широком диапазоне температур, экологическая безопасность, компактные размеры. Так гласят рекламные проспекты. Однако на практике дело не всегда обстоит настолько замечательно.

Следует помнить, что светодиоды достаточно нежные устройства, чувствительные к воздействию высоких температур, токов и некоторых химических соединений. Именно поэтому они нуждаются в защите от перепадов напряжения и особенно тока. При повышении температуры кристалла на 15-30 °С по сравнению с эталонными условиями (25 °С) оценочное значение полезного срока службы уменьшается почти вдвое, поэтому все мощные LED-лампы должны быть оснащены эффективными устройствами отвода тепла. Отсюда и внушительные размеры металлических радиаторов на дорогих лампах, рассчитанных на длительный срок службы. А в дешёвых моделях, которые в лучшем случае прослужат 3-4 года, радиатор пластиковый либо его вовсе нет.

Телефон Существенную роль играет и качество сборки. Любой брак приводит к сокращению срока службы изделий, а также к деградации люминофора, что выражается в изменении цвета лучей, испускаемых лампой.

Вообще следует отметить, что многие производители произвольно трактуют некоторые параметры, на которые пока не существует единого стандарта. Например, лампа признаётся непригодной к эксплуатации не только тогда, когда она полностью перегорит, но и в т ех случаях, когда выходная мощность светового потока (при зафиксированной подаче тока) снизится на определённую величину. Принята считать, что эта величина должна составлять 30 % от начальной мощности, но она может быть и больше — установка этого предела целиком на совести производителя.

Не ошибиться с полупроводником

Как отличить качественную лампу или модуль от «подделки»? Обратите внимание на следующие моменты.

Торговая марка. Ориентируйтесь на хорошо зарекомендовавших себя производителей полупроводников — Cree, Bridgelux (оба — США), Nichia, Citizen, Panasonic, Verbatim (все — Япония), Samsung Electronics, LG Electronics, Seoul Semiconductor (все — Корея), Osram (Германия), Philips (Нидерланды). Их светодиодные модули отличаются стабильно высоким качеством. Если они испоть-зованы в качестве компонент ов, то выпускающая светильники компания не преминёт это указать и в документации, и в рекламных материалах.

Драйвер (источник тока). Его качество также очень важно. По конструкции драйверы различаются радикально: от примитивных копеечных с ненормированным КПД до дорогих микропроцессорных решений с защитой от скачков напряжения в сети, стабилизацией и сверхвысоким КПД (более 80 %). И если первые довольно быстро «убивают» светодиоды ненормированным режимом работы, вторые обеспечивают им долгую и яркую жизнь. Здесь также можно ориентироваться на марку — например, ведущим мировым производителем является Mean № LI. Производством драйверов занимается и большинство вышеупомянутых производителей полупроводников (Osram, Philips), но в России их продукция пока что мало распространена.

В готовых лампах драйвер вмонтирован в корпус. Это не самый лучший вариант, так как средний срок службы драйвера примерно вдвое меньше, чем у светодиода.

Системы же, основанные, скажем, на применении светодиодных лент, требуют установки отдельного драйвера, который впоследствии можно будет заменить. Желательно, чтобы конструкция светильника позволяла сделать это без особых сложностей. При покупке поинтересуйтесь, можно ли заменить драйвер и если да, то каким образом.

Внешний вид. Обращайте внимание на внешний вид изделия, его упаковку, наличие подробного описания. Должны наличествовать сертификаты соответствия изделия требованиям ГОСТ Р 54350-2011.

Лучше всего проверять технику непосредственно в работе. Если это удаётся сделать, попробуйте оценить коэффициент пульсаций освещённости. При низком качестве драйвера в процессе работы возникает мигание лампы (сам светодиод не мигает), какое можно наблюдать у старых компьютерных мониторов. Оно сильнее заметно при боковом зрении, поэтому оценивайте светильник, глядя на него краем глаза, а не пристально рассматривая в упор. Ещё один способ проверить устройство — сфотографировать его свечение на мобильный телефон. Если на фотографии появляются черные полосы, значит, имеет место пульсация светового потока.

Другие материалы по теме Мой Дом: