Принцип работы и особенности светодиодной лампы

Как выбрать светодиодные лампы для дома: критерии

Чтобы правильно подобрать хорошую светодиодную лампу для дома, важно учитывать не только конструкцию и особенности энергопотребления, но и все нюансы интерьера и даже состояние здоровья жильцов. Разберёмся в этом подробнее

Филоменовые светильники могут стать необычным украшением интерьера

Таблица мощности светодиодных ламп и ламп накаливания и их окупаемость

Отечественный обыватель привык измерять мощность прибора освещения в Ваттах. Часто возникает вопрос: каково соотношение мощности LED и устройства накаливания?

На коробке с дюралайтом обычно указывают мощность в Ваттах, это упрощает сравнение.

Затраты электрической энергии на освещение дома с заменой приборов на светодиодные уменьшится в среднем в пять – шесть раз.

Сравнение энергозатрат

Заменяя приборы освещения в доме, нужно убедиться, что возможности электропроводки позволяют использовать новую систему. На что ещё стоит обратить внимание и как выбрать для дома светодиодную лампу? На тех же упаковках СИД ламп есть ещё один показатель, он замеряется в Люменах и характеризует величину светоизлучения. Таблица мощности светодиодных ламп

Таблица мощности светодиодных ламп

Температура светового потока

Температура светового потока измеряется в Кельвинах. Она бывает трёх основных видов:

• нейтральной – 4 тыс. К;
• тёплой – 2.7 тыс К;
• холодной – 6.5 тыс.К.

Врачи и дизайнеры советуют подбирать температуру света в зависимости от назначения освещения. Для работы за письменным столом больше подходят прохладные тона, в спальне и детской комнате отдайте предпочтение тёплым оттенкам освещения.

Световые сценарии в комнате могут быть разными

В коридоре или ванной комнате устанавливают лампы нейтральной температуры. На кухне оптимальным вариантом станет комбинирование разных оттенков. Над рабочим местом – холодный свет, в обеденной зоне – тёплый.

Статья по теме:

Дополнительные критерии выбора

Форма лампы имеет значение в основном с точки зрения эстетики. Вариантов много: груша, свечка, шар, кукуруза. Угол освещения при использовании таких приборов – около ста двадцати градусов. В продаже есть и узконаправленные устройства, от тридцати до девяноста градусов.

Филаментные лампы в форме свечей

Ресурс лампы – ещё один важный критерий выбора. Разумеется, каждому покупателю хочется, чтобы изделие проработало как можно дольше. Китайские компании указывают на упаковке большой срок – это в большинстве случаев теоретические данные о ресурсе дюралайта. Серьёзные производители декларируют проверенные данные – от трёх до пяти лет.

Если указания о гарантийном сроке отсутствуют, воздержитесь от покупки

Приборы для подсветки шкафов, полок и ниш

Часто бывает, что, открыв шкаф, невозможно разглядеть, что находится в глубине полок. Это довольно просто исправить, приклеив на двусторонний скотч посадочное место для светодиодного аккумуляторного светильника с зарядным устройством. С его помощью можно без труда найти нужные вещи, а включается он одним движением руки. Частая зарядка такой лампе не требуется – достаточно подключать ее к сети один раз в 3-6 месяцев (в зависимости от интенсивности использования).

Весьма удобны такие светильники при установке их в сервант или даже над рабочей поверхностью в кухне. Это позволит хозяйке лишний раз не напрягать глаза, разделывая мясо или убирая кости из рыбы. Кладовка, балкон, темный угол прихожей – подобному устройству везде найдется место, где необходимо дополнительное освещение, но при этом нет желания протягивать провода, выполняя электромонтаж.

Виды светодиодов:

– индикаторные;

– осветительные.

Индикаторные представляют собой слабые по яркости и мощности элементы, применяемые чаще всего в различных электронных приборах в качестве индикаторов включения/выключения той или иной функции: подсветка панели приборов в транспортном средстве, жидкокристаллическом телевизоре, компьютерном блоке питания и прочее. Их распространение весьма широко, т.к. эти маломощные LED-приборы не требуют дорогостоящего оборудования для изготовления, а потому их себестоимость мала.

Осветительные диоды – это элементы с высокой мощностью и яркостью, основная область применения которых – осветительные электрические приборы.

Изготовление драйвера светодиодов на 220В своими руками

Схема лед драйвера на 220 вольт представляет собой не что иное, как импульсный блок питания.

В качестве самодельного светодиодного драйвера от сети 220В рассмотрим простейший импульсный блок питания без гальванической развязки. Основное преимущество таких схем – простота и надёжность. Но будьте осторожны при сборке, поскольку у такой схемы нет ограничения по отдаваемому току. Светодиоды будут отбирать свои положенные полтора ампера, но если вы коснётесь оголённых проводов рукой, ток достигнет десятка ампер, а такой удар тока очень ощутимый.

Схема простейшего драйвера для светодиодов на 220В состоит их трёх основных каскадов:

• Делитель напряжения на ёмкостном сопротивлении;
• диодный мост;
• каскад стабилизации напряжения.

Первый каскад – ёмкостное сопротивление на конденсаторе С1 с резистором. Резистор необходим для саморазрядки конденсатора и на работу самой схемы не влияет. Его номинал не особо критичен и может быть от 100кОм до 1Мом с мощностью 0,5-1 Вт. Конденсатор обязательно не электролитический на 400-500В (эффективное амплитудное напряжение сети).

При прохождении полуволны напряжения через конденсатор, он пропускает ток, пока не произойдет заряд обкладок. Чем меньше его ёмкость, тем быстрее происходит полная зарядка. При ёмкости 0,3-0,4мкФ время зарядки составляет 1/10 периода полуволны сетевого напряжения. Говоря простым языком, через конденсатор пройдет лишь десятая часть поступающего напряжения.

Второй каскад – диодный мост. Он преобразует переменное напряжение в постоянное. После отсечения большей части полуволны напряжения конденсатором, на выходе диодного моста получаем около 20-24В постоянного тока.

Третий каскад – сглаживающий стабилизирующий фильтр.

Конденсатор с диодным мостом выполняют функцию делителя напряжения. При изменении вольтажа в сети, на выходе диодного моста амплитуда так же будет меняться.

Что бы сгладить пульсацию напряжения параллельно цепи подключаем электролитический конденсатор. Его ёмкость зависит от мощности нашей нагрузки.

В схеме драйвера питающее напряжение для светодиодов не должно превышать 12В. В качестве стабилизатора можно использовать распространённый элемент L7812.

Собранная схема светодиодной лампы на 220 вольт начинает работать сразу, но перед включением в сеть тщательно изолируйте все оголённые провода и места пайки элементов схемы.

Принцип работы светодиодных ламп

Рассмотрим, как работает светодиодная лампа. Светодиодные кристаллы являются полупроводниками. Они испускают свет при пропускании через них электрического тока в одном направлении.

Многих интересует, при какой температуре работают светодиодные лампы. От лампы накаливания, которая чтобы засветиться должна накалиться более чем до 2000 °C, здесь есть принципиальное отличие.

Простая схема диодной лампы

Свет получается за счёт движения свободных электронов, которые стремятся от минуса к плюсу (к дыркам). Температура нагрева светодиода всего 38 °C.

Лампа накаливания тратит 96 % потреблённой энергии на разогрев вольфрама. У светодиода на нагрев уходит 4 % энергии.

Принцип работы

Для свечения требуется p-n переход (два полупроводника, обладающие различной проводимостью) и 2 вывода (катод и анод). Один полупроводник (донор) содержит электроны, другой (реципиент) – «дыры». При подключении к источнику питания электроны заполняют «дыры», выделяются фотоны. Свечение появляется, если в кристалле отсутствуют дефекты. Ток должен быть определенной величины, чтобы диод не перегревался.

Принципиальная полноценная схема создается на основе стабилизатора тока. Напряжение сначала подается на диодный мост, только потом – на конденсатор, который шунтирован резистором, не принимающим участия в работе схемы. Из конденсатора выходит постоянный ток, номинал перед переходом на диоды регулирует резистор.

Почему мигают светодиодные лампы после выключения, что делать и стоит ли беспокоиться?

Причин моргания прибора после срабатывания выключателя может быть две:

1. В комнате неисправна электропроводка.
2. Это обусловлено особенностями выключателей (у них есть подсветка).

В обоих случаях в сети остаётся незначительный ток, который воздействует на пусковой механизм дюралайта. После получения импульса лампа на мгновение включается и снова угасает.

Моргание лампы – причина беспокойства

Как решить эту проблему? Если дело в выключателе – его проще заменить. Подберите простую модель без индикаторной подсветки. Есть более сложная идея: установите резистор с небольшим сопротивлением. Его устанавливают непосредственно у лампы или возле выключателя и скрывают термоусадочной трубкой. Третий способ решения вопроса – заменить первую в цепи точку освещения на прибор накаливания. Мощности остаточного импульса не хватит для её запуска.

Сложнее обстоят дела, если выключатель без подсветки, а лампочка продолжает мигать. Придётся искать повреждение проводки. Лучше не откладывать этот процесс в долгий ящик. Сами понимаете, чем дольше ждёте – тем больше вероятности, что маленькая проблема превратиться в большой пожар.

Мигание осветительных приборов может быть предупреждением о проблемах в сети

Установка и обслуживание светодиодных светильников

Каждый производитель дает свои советы по этому поводу. Именно поэтому не стоит игнорировать инструкцию по эксплуатации. Выполнение рекомендаций производителя позволит значительно увеличить срок службы изделия. К тому же при подключении легко допустить ошибку, что исключено при соблюдении инструкций.

Все работы по монтажу следует выполнять только после отключения вводного автомата. Но даже при отсутствии напряжения в сети необходимо использовать только качественный инструмент с неповрежденной изоляцией. Любая трещина на ручке отвертки должна стать причиной отказа работать ею.

Пусковое устройство для светодиодных светильников не ремонтируется (конечно, если домашний мастер не профессиональный радиотехник). Миниатюрные SMD-компоненты очень чувствительны к перегреву. И даже если каким-то чудом удастся перепаять один из них, больше двух-трех дней он не проработает.

Все ли светодиодные лампы хорошие и если нет, чем хорошие отличаются от плохих?

В обычных лампах накаливания всё просто: колба и вольфрамовая нить. Светодиодная лампа устроена гораздо сложнее и её качество зависит от качества светодиодов, люминофора и электроники.

Есть три важных параметра, влияющих на качество света, которое даёт лампа:

• Пульсация света. Многие некачественные лампы имеют высокий уровень пульсации (мерцания) света. Такой свет визуально некомфортен и человек от него быстро устаёт. При переводе взгляда с одного предмета на другой виден стробоскопический эффект (видно как бы несколько предметов вместо одного). Человеческий глаз воспринимает пульсацию более 40%. Есть два способа проверить наличие пульсации света — карандашный тест (берём обычный длинный карандаш за кончик и начинаем быстро-быстро двигать им по полукругу туда и обратно. Если отдельных контуров карандаша не видно, — мерцания нет, если же видно «несколько карандашей» — свет мерцает) и проверка с помощью камеры смартфона (если посмотреть на свет через камеру смартфона, как правило при мерцании света по экрану будут идти полосы, причём чем они ярче, тем мерцание сильней). Лампы с видимой пульсацией нельзя использовать в жилых помещениях.
• Индекс цветопередачи (CRI). Спектр света светодиодной лампы отличается от спектра солнечного света и света обычной лампы накаливания. Хоть свет и выглядит белым, некоторых цветовых компонентов в нём больше, а некоторых меньше. CRI показывает, насколько равномерен уровень разных цветовых компонентов в свете. При низком CRI света хуже видны оттенки. Такой свет визуально неприятен, причём понять, что в нём не так, очень сложно. У ламп накаливания и солнца CRI=100, у обычных светодиодных ламп он больше 80, у очень хороших больше 90. Лампы с CRI ниже 80 в жилых помещениях лучше не использовать.
• Угол освещения. Светодиодные лампы типа «груша» бывают двух видов. У первых защитный колпак имеет форму полусферы, имеющей такой же диаметр, как и корпус. Такие лампы совсем не светят назад и если в люстре они светят вниз, потолок будет оставаться тёмным, что может быть визуально некрасиво. У второго вида ламп прозрачный колпак имеет диаметр больше корпуса и лампа немного светит и назад. Лампы на светодиодных нитях или прозрачных дисках имеют такой же большой угол освещения, как обычные лампы накаливания. Галогенные софиты дают узкий луч света с углом освещения около 30 градусов, а большинство светодиодных софитов светят рассеянным светом с углом около 100 градусов. Такие лампочки в подвесном потолке «слепят» из-за слишком широкого угла. Только некоторые светодиодные софиты имеют линзы и такой же узкий угол освещения, как у галогенных ламп.

И ещё три проблемы, с которыми можно часто столкнуться у светодиодных ламп:

• Несоответствие светового потока и эквивалента заявленным значениям. К сожалению, часто на упаковке светодиодных ламп пишут завышенные значения светового потока и эквивалента. Можно встретить лампы, на которых указан световой поток 600 Лм и то, что лампа заменяет 60-ваттную ламу накаливания, а по факту она светит только, как 40-ваттная лампа.
• Несоответствие цветовой температуры заявленной. Очень часто встречаются лампы, цветовая температура света которых отличается от того, что обещает производитель. Вместо 2700К можно встретить 3100К, а вместо 6000К даже 7200K.
• Преждевременный выход ламп из строя. Производители указывают срок службы светодиодных ламп от 15000 до 50000 часов, по факту же лампы иногда ломаются через несколько месяцев работы.

Основные виды и характеристики

К основным видам ламп накаливания относятся:

1. Лампы общего назначения. Обозначают аббревиатурой ЛОН. Обычно это устройства с мощностью 25, 40, 60, 75 и 100 Вт. Самые распространенные – 60 Вт. Но промышленно выпускаются ЛОН мощностью 150, 200, 500 и даже 1000 Вт.
2. Галогенные лампы накаливания. Производят для работы от высоковольтной сети 220 или 110 В и от низковольтной. В этом случае они питаются от понижающего трансформатора.

Низковольтная лампа накаливания

Разновидности низковольтных галогенных ЛН:

• капсюльные, имеют вид полностью стеклянных трубок с разными цоколями – торцовыми штыревыми GY6,35 или G4;
• рефлекторные, имеющие светоотражающий элемент, диаметром от 35 до 111 мм, цоколь GZ10 с вариантами.

Высоковольтные. Основное напряжение 220-230 В, 50 Гц. У этих ламп вариантов исполнения больше:

• линейные в виде трубки из стекла с цоколями R7S;
• цилиндрические – цоколи E27, E14 или B15D;
• с вынесенной или дополнительной колбой.

В последней модели внутри лампы жестко смонтирована малогабаритная галогенная лампа-капсюль или трубка. Она приварена к центральному стержню обычной колбы ЛОН, имеет гибкие выводы, соединенные со стандартным цоколем Эдисона Е27 или Е14. При потреблении мощности 70-100 Вт она обеспечивает световой поток на 20-30% больше, чем обычная лампа накаливания.

Срок службы галогенных моделей составляет от 4-5 до 10-12 тыс. часов.

Декоративные лампы

В последние годы появились ретро-лампы, имитирующие старинные ЛН Эдисона.

Кроме того, они формой колбы имитируют «свечу», «свечу на ветру», «шишку», «грушу», «шар» и т.д.

Лампы Эдисона – с цветовой температурой 2000 K, с разными по форме нитями накаливания, с разными колбами.

Зеркальные

Зеркальные лампы имеют часть колбы, покрытую изнутри отражающим слоем. Чаще всего это напыление из металла – серебра, алюминия, золота и пр. Этот слой может быть тонким, полупрозрачным или толстым, непрозрачным.

Зеркальная инфракрасная лампа.

Зеркальные конструкции используют в производстве для абсолютно чистого технологического нагрева, например, в полупроводниковом производстве с высочайшей чистотой материалов. В этом случае недостаток ламп накаливания – большой поток ИК-излучения – становится их непревзойденным достоинством.

Сигнальные

Сигнальные лампы – это мигающие источники света. Обычно в виде проблесковых маячков, например, на служебных автомобилях, на самолетах и вертолетах, для передачи световых сообщений на флоте и т.п. Имеют тонкую нить накаливания, обеспечивающую быстрый набор яркости.

Транспортные

Этот вид ламп предназначен для использования на разных видах транспорта – автомобилях, железной дороге и в метро, речных и морских судах. Главное требование к ним – стойкость к вибрациям и ударам. Для этого нить накаливания делают короткой и устанавливают на множестве поддерживающих элементов. Цоколи таких ламп – байонетные Свана, штифтовые или софитные. Они не дают устройству выкрутиться и выпасть из патрона.

Лампы транспортные со штифтовым цоколем.

Транспортные, автомобильные лампы с разными видами невыпадающих цоколей: д), е), ж) – со штифтовыми, з) с софитным.

Иллюминационные

Из названия понятно, что лампы используют для иллюминации. Поэтому их колбы изготавливают из стекла разных цветов – синего, зеленого, желтого, красного и т.д.

Иллюминационные лампы разного цвета с резьбовым цоколем Эдисона E27.

Двухнитевые

Схема такой лампы накаливания: в одной колбе две отдельные нити накаливания. Например, в автомобильной фаре двухнитевая лампа используется так:

• при подаче напряжения на одну нить включается ближний свет – поток света «прижат» к полотну дороги и луч распространяется на несколько десятков метров;
• после переключения на вторую нить свет поднимается и его дальность может достигать сотен метров, а поток будет значительно больше.

Такие лампы могут быть и в заднем фонаре. Первая нить – для габаритных огней, вторая – для стоп-сигнала.

В светофорах двухнитевые лампы повышают их надежность. Дублирование позволяет устройству работать или с одной нитью, или включать вторую, после того как первая перегорела. А, например, на железных дорогах надежность сигнализации – это гарантия безопасности перевозок.

Общего, местного назначения

Лампы разного назначения.

Верхний ряд, слева направо – лампа с цоколем Е14 – для люстр, бра и малогабаритных светильников; с цоколем Е27 – общего назначения; зеленая, красная, желтая – иллюминационные.

Нижний ряд: синяя – медицинского назначения для процедур; зеркальная с отражателем – для фоторабот или специального освещения, с виолевым стеклом, две крайние – декоративные с колбой «свеча» и цоколями Е27 и Е14.

Принцип работы устройства

Когда диод смещен вперед, электроны быстро движутся через соединение. Они постоянно объединяются, удаляя друг друга. Вскоре, после того как электроны начинают движение от n-типа к кремнию p-типа, диод соединяется с отверстиями, а затем исчезает. Следовательно, он делает полный атом более стабильным и дает небольшой импульс энергии в виде фотона света.

Принцип образования световой волны

Чтобы разобраться как устроен светодиод, необходимо узнать о его материалах и их свойствах. Светодиод представляет собой специализированную форму PN-перехода, которая использует составное соединение. Составным должен быть полупроводниковый материал, используемый для соединения. Обычно используемые материалы, включая кремний и германий, являются простыми элементами, и соединение, изготовленное из этих материалов, не излучает свет. Что же касается таких полупроводников, как арсенид галлия, фосфид галлия и фосфид индия — они являются составными, и соединения из этих материалов излучают свет.

Эти составные полупроводники классифицируются по валентным зонам, которые занимают их составляющие. Арсенид галлия имеет валентность трех, а мышьяк — валентность пяти. Это и называют полупроводником группы III-V. Существует ряд других полупроводников, которые соответствуют обозначенной категории. Есть полупроводники, которые образуются из материалов группы III-V.

Светоизлучающий диод излучает свет, когда он смещен вперед. Когда напряжение накладывается на соединение, чтобы заставить его смещаться вперед, ток течет, как и в случае любого PN-соединения. Отверстия из области р-типа и электроны из области n-типа входят в соединение и рекомбинируют, как нормальный диод, чтобы обеспечить протекание тока. Когда это происходит, выделяется энергия.

Обнаружено, что большая часть света получается из области перехода ближе к области Р-типа. Конструкция диодов выполнена таким образом, что эта область располагается как можно ближе к поверхности устройства для поглощения конструкцией минимального количества света.

Чтобы получить свет, который можно увидеть, соединение следует оптимизировать, а материалы должны быть правильными. Чистый арсенид галлия выделяет энергию в инфракрасной части спектра. Для приведения световой эмиссии алюминий добавляется к полупроводнику в видимый красный спектр с последующим получением арсенида аргицида галлия (AlGaAs). Можно добавить и фосфор, чтобы получить красный свет. Для других цветов используются иные материалы. Например, фосфид галлия дает зеленый свет, а фосфид алюминия кальция используется для получения желтого и оранжевого света. Большинство светодиодов основаны на галлиевых полупроводниках.

Квантовая теория

Рекомбинация показывает, что электроны в зоне проводимости спускаются к валентной зоне. Когда они перескакивают из одной полосы в другую, то излучают электромагнитную энергию в виде фотонов, а энергия фотона равна запрещенной энергетической щели.

Отображено математическое уравнение:

Eq = hf

H известна как постоянная Планка, а скорость электромагнитного излучения равна скорости света. Частотное излучение связано со скоростью света как f = c / λ. λ обозначается как длина волны электромагнитного излучения, а уравнение станет таким:

Eq = he / λ

Исходя из этого уравнения можно понять, как работает светодиод, основываясь на том, что длина волны электромагнитного излучения обратно пропорциональна запрещенной щели. В целом полное излучение электромагнитной волны при рекомбинации имеет вид инфракрасного излучения. Невозможно увидеть длину волны инфракрасного излучения, потому что она находится вне видимого диапазона.

Инфракрасное излучение называется теплотой, потому что кремний и германиевые полупроводники не являются прямыми щелевыми полупроводниками, а относятся к непрямым промежуточным разновидностям. Но в полупроводниках с прямым зазором максимальный уровень энергии валентной зоны и минимальный уровень энергии зоны проводимости не происходит одномоментно с электронами. Поэтому во время рекомбинации электронов и дырок происходит миграция электронов из зоны проводимости в валентную зону, и импульс электронной зоны будет изменен.

Способы сборки

DIP

DIP расшифровывается как Dual In-line Package. Конструкция приборов интересна, но существенно устарела.

Выделяют следующие размеры светодиодов:

• 0,3;
• 0,5;
• 0,8;
• 1,0 см.

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

«Пиранья»

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

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

SMD-технология

SMD расшифровывается как Surface Mounting Device (в переводе с англ. — «устройство, фиксируемое на поверхности»). Эти светодиоды характеризуются мощностью в диапазоне 0,01–0,2 Вт.

Главная особенность связана с наличием нескольких кристаллов (1–3), монтируемых на керамическую подложку.

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

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

COB-технология

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

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.

Лампочки большой мощности — миф?

К сожалению, мощность всех филаментных ламп ограничена объемом колбы. Конечно, теоретически вы туда можете запихать 20-30 стержней, но светиться они у вас будут всего несколько секунд.

Малое пространство и небольшой объем газа в нем, просто не успеют оперативно отвести образовавшееся тепло и светодиоды моментально перегреются. Понадобятся колбы совершенно других форм и размеров.

Поэтому филаментные лампочки привычных габаритов А60 стараются не делать большой мощности. Экономия здесь не причем.

Все дело в технической составляющей и ограничениях по
перегреву.

Секрет №4
Запомните, филаментные лампы формата свеча или шарик, не могут соответствовать своим заявленным характеристикам, если их мощность превышает 9 Вт.

Реальные показатели будут раза в два меньше указанного на упаковке.

11 ваттные модели по люменам и уровню освещения не заменят вам полноценные 80-100 Вт, которые дают простые лампы накаливания.

Они будут соответствовать максимум 60 Вт. То же самое относится и к индексу цветопередачи CRI.

В лучшем случае он будет превышать показатель 80, но
никак не CRI>90.

Вот таблица наиболее распространенных тип ламп, их
максимальная мощность и световой поток, которые они способны выдать.

Данные получены известным специалистом в области световых
технологий Алексеем Надёжиным, в результате независимых тестов и лабораторных
замеров.

Каждый раз, когда вы видите в магазине лампочку, на
упаковке которой будут написаны показатели превышающие эти измерения, знайте –
вас дурят. Это чистый маркетинг и гонка производителей.

Напишешь на своем изделии 7Вт, а рядом будет стоять
конкурент с надписью 9Вт, причем за те же деньги, то 9 из 10 купят именно его
продукцию, а не твою. 99% потребителей попросту не имеют соответствующих
приборов для измерений и проверки.

Им главное, чтобы изделие служило подольше.

Секрет №5
Некоторые производители, дабы их не обвинили во лжи, на упаковке сознательно пишут — не мощность 10 Вт, а МОДЕЛЬ 10 Вт!

Обращайте на это внимание

Как изготовить линейный светодиодный драйвер своими руками?

Имея готовые микросхемы, собрать драйвер для светодиодов может любой новичок-радиолюбитель. Для этой работы надо уметь две вещи – читать электрические принципиальные схемы и владеть паяльником.

Например, собрать токовый стабилизатор для светодиодов на 3 Вт можно с помощью микросхемы PowTech – PT4115 (Китай). Преобразователь, созданный на основе этой микросхемы, имеет минимум элементов и высокую эффективность.

Простейший токовый преобразователь собирают даже из зарядки от телефона. Далее представлена инструкция по сборке драйвера для трёх светодиодов мощностью по 1 Вт.

Для работы вам понадобится:

• Старая зарядка от мобильного телефона. Например, от «Самсунга» – они надёжнее. Параметры устройства – 5 В и 700 мА.
• Подстроечный резистор сопротивлением 10 кОм.
• Три светодиодных элемента мощностью по 1 Вт.
• Шнур с вилкой.

Как собрать драйвер:

1. Разберите зарядку, стараясь не повредить её элементы.
2. С помощью паяльника выпаивайте резистор на входе сопротивлением 5 кОм. Вместо него поставьте резистор с регулировкой.
3. Определите выход для нагрузки и полярности, чтобы правильно припаять светодиоды. Их заранее собирают в последовательную цепь.
4. Отпаяйте контакты от шнура и поставьте туда провод с вилкой. Прежде чем проверить, работает ли стабилизатор, убедитесь, что всё подключено правильно. Если допустите ошибку, может быть короткое замыкание.
5. С помощью подстроечного резистора отрегулируйте ток так, чтобы светодиоды засветились.
6. Если светоизлучающие элементы горят, проверьте при помощи тестера напряжение, ток, мощность.

Если светодиоды горят, нет искрения или дыма, сборка прошла хорошо – ваша самоделка готова.

Применение правильно подобранного драйвера является важным условием качественной и долгосрочной работы светодиодных источников питания. Самый надёжный вариант – покупка фирменного устройства вместе со светодиодными светильниками. Если вы разбираетесь в схемах и «дружите» с паяльником, всегда сможете собрать подходящий драйвер для LED-элементов.

Плюсы и минусы

Преимущества ламп накаливания:

• небольшая цена – простые и недорогие материалы, конструкция и технология отработаны десятилетиями, массовое автоматизированное производство;
• относительно небольшие размеры;
• броски напряжения в сети не вызывают немедленный выход из строя;
• запуск в работу, как и перезапуск – мгновенный;
• при питании переменным током частотой 50-60 Гц пульсации яркости малозаметны;
• яркость свечения регулируется диммерами;
• спектр излучения сплошной и привычный глазу – сходен с солнечным;
• практически полная повторяемость характеристик ламп у разных производителей;
• индекс цветопередачи Ra или CRI – качество воспроизведения оттенков цвета освещаемых предметов – равен 100, что полностью соответствует показателю солнца;
• небольшие размеры компактной нити накаливания дают четкие тени;
• высокая надежность в условиях сильного мороза и жары;
• конструкция позволяет массово изготавливать модели с рабочим напряжением от долей до сотен вольт;
• питание от переменного или постоянного напряжения при отсутствии устройств пуска;
• активный характер сопротивления нити накаливания обеспечивает коэффициент мощности (косинус φ) равный 1;
• безразличны к радиации, электромагнитному импульсу, помехам;
• практически отсутствует УФ-составляющая в излучении;
• обеспечена штатная работа с частыми включениями/выключениями света и мн.др.

К недостаткам можно отнести:

• номинальный срок службы ЛОН – 1000 часов, у галогенных ламп накаливания – от 3 до 5-6 тыс., у люминесцентных – до 10-50 тыс., у светодиодных – 30-150 тыс. часов и более;
• стекло колбы и тонкая нить чувствительны к ударам, при вибрации возможны резонансы на некоторых частотах;
• высокая зависимость энергоэффективности и срока службы от напряжения питания;
• КПД преобразования электроэнергии в видимый свет не превышает 3-4%, но растет с увеличением мощности;
• температура поверхности колбы зависит от мощности и составляет: для 100 Вт – 290°C, для 200 Вт – 330°C, 25 Вт – 100°C;
• при включении скачок тока до прогрева нити может быть в десять раз выше номинала;
• патроны и арматура светильников должны быть теплостойкими.

Принцип работы светодиодной лампы

Принцип работы светодиодной лампы основан на излучении света в очень узком диапазоне длин волн: то есть, с цветовой характеристикой энергии полупроводникового материала, который используется для изготовления светодиодов.

Для излучения белого света от светодиодной лампы надо смешивать излучения от красного, зеленого и синего светодиодов или использовать люминофор для преобразования частей света в другие цвета.

Один из методов — RGB (red, green, Blue), это использование нескольких светодиодных матриц, каждая из которых излучает различную длину волн, в непосредственной близости, для создания общего белого цвета.

Принцип работы светодиодов

Видимый свет определяется, как волны, движущиеся с постоянной скоростью (в вакууме). Точнее говоря, свет состоит из частиц с нулевой массой и представляет собой энергию, высвобождаемую электронами, движущимся внутри орбит атома. Столетие назад это свойство атомов было обнаружено сэром Исааком Ньютоном, он назвал эти легкие частицы фотонами – фундаментальными единицами света.

Материалом, используемым в светодиодах, в основном, является сплав алюминий-галлий-арсенид (AlGaAs). В исходном состоянии атомы этого материала сильно связаны. Без свободных электронов прохождение электричества здесь становится невозможным. Проблема решается добавлением полупроводниковой примеси – процесс, известный как легирование. Вводятся лишние атомы, эффективно нарушающие баланс материала и позволяя свободным электронам перемещаться по различным атомным орбитам. Побочный эффект этого – выделение света (люминисценция).

Различные длины испускаемых волн и определяют возможность получения широкой цветовой гаммы испускаемого света, что только дополняет все преимущества светодиодных ламп.