Технические характеристики светодиодный светильник: Светодиодные светильники (LED): виды, особенности, варианты оформления

Содержание

Типы светодиодных светильников | Intera Lighting

Содержание:

На основе светодиодов производятся эффективно работающие светильники любых типов — в области как бытового, так и технического освещения. Однако, LED светотехника имеет принципиальные отличия от аналогов, рассчитанных на применение ламп накаливания и газоразрядных ИС. Обзор посвящен типологии светодиодных светильников с акцентом на этих отличиях.

Элементная база

Светодиоды и аппаратная часть бытовых LED лампочек, трековых софитов и промышленных прожекторов значительно отличаются друг от друга. Поэтому перед изучением типов светильников важно разобраться с их элементной базой. Без этого сложно оценивать плюсы и минусы разных коммерческих предложений.

В схеме светотехнических устройств на основе LED выделяются следующие структурные уровни:

  1. Собственно светодиод (СД) — бескорпусный, систем RGB, SMD, PCB Star, COB, Filament.
  2. ИС на основе светодиода(ов) — лампа, LED лента, либо сам светодиод без дополнительных элементов.
  3. Светильник — состоит из ИС, драйвера, радиатора охлаждения, объединяющего корпуса, линз, рассеивателя, рефлектора (отражателя).

Каждый светодиод состоит из подложки, чипа (излучающего кристаллического диода) и оптической линзы или слоя люминофора. Белый свет в диапазоне цветовых температур от 2200 К (теплый) до 6500 К (холодный) генерируется при прохождении излучения от синего или фиолетового светодиода сквозь слой цветного люминофора (обычно желтого или оранжевого цвета). На этом принципе построены все СД кроме RGB.

RGB

Объединяет в одном корпусе красный, синий и зеленый диоды под общей линзой. Такие устройства используются в лампах с переключением или регулировкой цвета излучения. С их помощью получают и белый свет, но его спектр далек от приемлемого для длительного восприятия. Поэтому область применения ИС на основе RGB светодиодов — декоративное освещение.

Лампа с регулировкой цвета излучения
Рис. 1. Лампа с регулировкой цвета излучения

SMD и PCB Star

Устройства, состоящие из одного или нескольких кристаллов в корпусе под линзой или люминофором. Потребляемая мощность SMD (от 1 до 9 чипов) не превышает 1 Вт, а вот PCB Star, хоть и содержат в схеме только 1 кристалл — гораздо более мощные СД (до 10 Вт). Оба этих вида СД отличаются узконаправленным потоком, самой высокой светоотдачей Лм/Вт и рекордным сроком службы.

Светодиоды SMD Рис. 2. СД SMD

COB

Матрицы из множества (кол-во может быть более 100) чипов на общей пластине, залитой люминофором. Диапазон мощностей СД COB составляет 3,0 — 150 Вт (!) У этих светодиодов чуть меньше светоотдача и срок службы, чем у SMD, зато самая лучшая цветопередача (CRI = 80 – 96 %). Еще одно их принципиальное отличие от SMD — более широкий угол рассеивания света. Матрицы COB могут быть гибкими и иметь любую форму — прямоугольную, круглую, линейную и т.д.

Светодиоды COB Рис. 3. СД COB

Filament

СД, внешний вид которых имитирует нити накала в традиционной лампочке Эдисона. На узкой стеклянной полоске зафиксировано несколько крохотных чипов, и вся полоска покрыта люминофором. Этот вид светодиодов обеспечивает самое равномерное рассеивание света. Недостаток — сравнительно небольшой срок службы.

СД Filament Рис. 4. СД Filament

Бескорпусные СД

Чипы малого размера и мощности под люминофором, но без корпуса или металлической пластины. Множество таких чипов, смонтированных на пластине (или объемном элементе), находящейся внутри светорассеивающей колбы — самая типичная начинка LED лампочки.

Лампы, ленты и мощные светодиоды как самостоятельные ИС

LED лампы производятся с патронами и штырьевым контактами всех видов. Это позволяет использовать их в светильниках, рассчитанных на ИС других типов. Лампы с негерметичными полимерными колбами делают на базе бескорпусных СД и очень редко — на базе SMD. В лампах LED filament со светодиодными «нитями» используют герметичные стеклянные колбы, наполненные гелием для улучшения теплоотвода.

SMD находят применение в производстве светодиодных лент. СД этого типа используются также в точечных и линейных светильниках.

СД SMD и светодиодные ленты на их основе Рис. 5. СД SMD и светодиодные ленты на их основе

Мощные COB служат главными элементами светодиодных ламп без колб, а в прожекторах и других технических светильниках их монтируют непосредственно на радиаторы охлаждения.

Аппаратная и конструкционная начинка LED светильников

Светодиоды нагреваются меньше, чем лампы накаливания. Почему же тогда радиатор теплоотвода является обязательным элементом конструкции светодиодного светильника? Дело в том, что эффективность (светоотдача) и срок службы светодиода заметно падают, если превышается температурный порог 60 – 70 °C. Радиатор может входить в конструкцию лампы, помещаться в корпус светильника, либо заменять собой этот корпус.

СД работают от постоянного тока низкого напряжения. Поэтому в лампочку или светильник устанавливают драйвер — устройство, выполняющее функции выпрямителя и трансформатора. Драйвер также называют блоком питания.

В схему управления ламп с регулировкой цвета (цветовой температуры) входит контроллер, обеспечивающий избирательное включение отдельных чипов.

Главные конструктивные элементы LED светильника Рис. 6. Главные конструктивные элементы LED светильника

В конструкцию некоторых светодиодные ИС включен диммер для изменения яркости свечения. Следует различать светильники с внутренним диммером и диммируемые светодиоды/лампы. Яркость вторых можно изменять внешними диммерами, например, встроенными в выключатели.

Диммеры в LED лампах иногда встраивают не для функционального затемнения, а с целью продления срока их службы. Термореле при повышении температуры выше установленного предела снижает напряжение, подаваемое на светодиоды. Можно рассматривать такой механизм как сомнительную альтернативу эффективным радиаторам охлаждения.

Важную роль в распределении светового потока от СД играют рефлекторы, линзы и рассеиватели. Наряду с аппаратной частью эти элементы определяют эффективность и внешний вид LED светильников.

Функциональные типы LED светильников

Рассмотрим основные группы LED светотехники, уделяя внимание конструкции, элементной базе, функциональным возможностям и сфере применения.

Точечные и узконаправленные софиты

3 основных приема для получения поток света с минимальным углом рассеивания — это применение:

  • ИС на базе SMD.
  • Узкоугольных рефлекторов.
  • Фокусирующих линз.

Такие светильники позволяют подсвечивать с необходимой яркостью отдельные зоны и объекты. Находят применение в декоративной и рекламной подсветке, освещении рабочих мест в помещениях с высокими потолками, а также в музеях, галереях и на выставочных экспозициях.

Софит с рефлектором, обеспечивающим малый угол рассеивания Рис. 7. Софит с рефлектором, обеспечивающим малый угол рассеивания

В экспозиционных софитах системы линз необходимы, так как расстановка экспонатов, их размер и расположение периодически меняются.

Софиты с переменным углом светового потока

Альтернативой дорогим системам оптической фокусировки с помощью линз выступают LED светильники с наборами сменных рефлекторов. Они обычно конструируются по схеме, включающей:

  • Один мощный СД типа COB круглой формы, закрепленный на радиатор.
  • Набор рефлекторов, фиксирующихся на радиатор или корпус.
  • Внешний драйвер.

Схема успешно работает в трековых и карданных светильниках. Область применения — коммерческие зоны, офисы, жилой интерьер.

Софиты типа «комбо» на базе СД COB с набором рефлекторов Рис. 8. Софиты типа «комбо» на базе СД COB с набором рефлекторов 15°; 25°; 38°; 60°

Прожекторы и мощные светильники заливающего света

Формально прожектор — это уже рассмотренный узконаправленный софит. Разница заключается в масштабах явления. Прожекторы нужны для освещения зон и объектов большой площади, зачастую — расположенных на значительном удалении. Светильник заливающего света отличается от прожектора более широким углом светового потока. Но внешне устройства этих двух видов могут выглядеть почти одинаково.

Одним светодиодом SMD в мощном прожекторе уже не обойдешься. Востребованы конструкции, основанные на:

  1. Матрице из нескольких SMD с общим рефлектором.
  2. Матрице из нескольких SMD с индивидуальными линзами
  3. Одном мощном СOB с рефлектором.
  4. Матрице из нескольких COB с общим рефлектором.
Типы светодиодных прожекторов Рис. 9. Типы прожекторов

Типичный пример светильника заливающего света — плоская панель с радиатором и матрицей с SMD или COB без рефлектора.

Прожекторы нужны для освещения территорий, зданий, площадок хранения техники и других м/c. Востребованы они и в системах внутреннего света — в гаражных боксах, театрах, спортивных и актовых залах.

Светильники верхнего заливающего света часто применяют в офисах, торговых и промышленных зонах с высокими потолками, а также в теплицах и оранжереях большой площади.

Светильники Omni и широкоугольного рассеивания

Термином «Omni» в световом проектировании называют условно-точечные ИС, распространяющие поток света равномерно во всех направления, т.е., сферически. Пример светодиодного источника света, близкого к omni — лампа LED filament с колбой грушевидной формы или типа «свеча» без внутреннего рефлектора. Похожее распределение света дает светодиодная лампа с распределением чипов типа «кукуруза» и матированной колбой.

В жилом, общественном и офисном интерьере источники omni применяются в светильниках традиционного дизайна. Примеры: рожковые люстры классического типа, люстры, бра и торшеры с абажурами, а также светильники с рассеивающими плафонами.

Достаточно поместить ИС omni под конический, полусферический или параболический рефлектор — и мы получим самый распространенный тип технического светильника с широкоугольным световым потоком. Но наибольший экономический эффект дает схема с мощными COB сборками под такими рефлекторами. Широкоугольными LED светильниками на подвесах часто оборудуют склады, промышленные цеха, общественные пространства большой площади. Кроме открытых СД COB в них применяют и LED лампы с люминофором, нанесенным на колбу.

Широкоугольные параболические подвесные светильники Рис. 10. Широкоугольные параболические подвесные светильники для складских, коммерческих и промышленных помещений

Линейные

Светодиодные светильники данного типа — одно из самых эффективных средств устройства эргономичного и энергосберегающего освещения. Сложно представить что-то более универсальное по своим функциональным возможностям. С помощью линейных LED светильников можно:

  • Обеспечивать как общее, так и местное освещение.
  • Оборудовать помещения с любой высотой потолков (регулировка за счет длины подвесов).
  • Освещать рабочие места в офисах и на производстве.
  • Равномерно освещать большие площади в коммерческих и общественных пространствах.
  • Использовать в жилых интерьерах в стилистиках хай-тек и минимализм.

Эффективный линейный трековый светильник имеет корпус с охлаждающим оребрением, смонтированную на нем прямоугольную или линейную плату со светодиодами и линейный рассеиватель в виде трубки с овальным или прямоугольным сечением.

Следует отличать современные линейные LED светильники от трубчатых светодиодных ламп, предназначенных для замены люминесцентных трубок в линейных светильниках старого типа. Первые на 20 % — 30 % эффективнее по светоотдаче и эксплуатируются в 3 – 5 раз дольше из-за лучших условий охлаждения.

Линейные светодиодные светильники Рис. 11. Линейные светодиодные светильники. Сверху — на базе SMD, снизу — на базе линейного COB

Линейные промышленные LED светильники отличаются от офисных и коммерческих более сложной конструкцией корпуса, удовлетворяющей специальным условиям эксплуатации.

Встраиваемые панели

Плоские светодиодные потолочные панели обеспечивают равномерный заливающий свет. В них могут использоваться как SMD, так и COB матрицы. Определяющую роль играет качество светорассеивающего экрана. Светильники этого типа создаются для монтажа на подвесных потолках, так как отдача тепла от радиаторов охлаждения возможна только в подпотолочное пространство.

Большинство серийных моделей LED панелей для подвесных потолков типа «Армстронг» рассчитана на крепление в секциях 600 х 600 мм.

Типы рассеивания света поликарбонатными экранами Рис. 12. Типы рассеивания света поликарбонатными экранами встраиваемых LED панелей

Требования к условиям эксплуатации

В плане соответствия условиям эксплуатации LED светильники независимо от своего функционального типа нормируются так же, как и любая другая светотехника. То есть, всем изделиям присваивается определенная категория по:

  • Типу монтажа — потолочный, подвесной, консольный, напольный и т.д.
  • Классу энергопотребления — существует 7 классов от А до G, но светодиодная техника соответствует двум верхним классам (А и B).
  • Классу электробезопасности — от 0 до 3.
  • Степени пылезащищенности (от 2 до 6) и влагозащищенности (от 0 до 8) — маркируется двузначным индексом IP, например, IP20 (достаточно для чистых, сухих помещений) или IP67 (для уличного размещения и промышленных помещений с тяжелыми условиями эксплуатации).

Характеристика светодиодных ламп

К основным характеристикам светодиодных ламп, которые вы можете увидеть на упаковке, относятся:

— Тип используемого цоколя

— Потребляемая мощность

— Световой поток

— Диапазон рабочих температур

— Степень защиты

— Цветовая температура

— Срок службы

— Рабочее напряжение питания

— Габаритные размеры

— Вес


Тип используемого цоколя

В светильниках разных типов, в зависимости от поставленной задачи, используется большое количество разнообразных разъемов и лампы для подключения к ним, имеют соответствующие цоколи. Для ламп накаливания, основных цоколя всего три – E40, E27 и E14. При этом E27 «большой цоколь» – самый распространенный, встречается практически везде и должен быть знаком каждому. У люминесцентных или галогенных ламп, разновидностей цоколей гораздо больше, разобраться и запомнить их все очень тяжело. Поэтому если вы решили заменить лампу другого типа на светодиодную, проще всего, взять с собой в магазин экземпляр и консультанты подберут вам аналог, с нужным цоколем. 

 

 

Потребляемая мощность

 

Мощность – это величина характеризующая скорость потребления или преобразования энергии т.е. сколько лампа потребляет энергии в единицу времени.

У светодиодных ламп очень высокая энергоэффективность, поэтому не пугайтесь, когда встретите на упаковке такие показатели мощности как 3 — 7Вт и т.д. Привыкшие, за долгое время, к лампам накаливания и, соответственно, к их мощности, людям трудно представить, что светодиодная лампа в десять раз меньшей мощности, может давать столько же света, но это правда! Подробнее это описано, в статье «Замена ламп на светодиодные», в разделе «Яркость ламп». Ниже приведена небольшая таблица соответствия ламп разного типа.

 

 

Световой поток

Световой поток – это физическая величина, которая характеризует количество излучаемой световой мощности. Измеряется она в Люменах, обозначатся как «лм» или «lm».

Эта общая характеристика для ламп любых типов, опираясь на нее, легко можно подобрать необходимые аналоги.
В представленной выше таблице, в последнем столбце указана эта характеристика и если вы решили заменить лампы накаливания мощностью 60 Вт, то необходимо приобрести светодиодные лампы, световой поток которых около 700лм, в зависимости от производителя и модели, обычно это светодиодные лампы мощностью 6-10 Вт.

 


Диапазон рабочих температур

 

Эта характеристика показывает, стандартные температурные режимы ламп, при которых производитель гарантирует их безотказную работу.
Обращайте внимание на эту характеристику, особенно при покупке светодиодных ламп, предназначенных для работы вне отапливаемых помещений.

 

Степень защиты

 

Характеристика показывающая степень защиты лампы от попадания пыли и влаги. Подробнее можно почитать здесь.


Цветовая температура светодиодных ламп

 

Важной характеристикой светодиодных ламп, как и ламп любого другого типа, является так называемая «цветовая температура». Если сказать просто, эта характеристика показывает какого цвета свечение излучает лампа.

Появление этой характеристики, связано с тем, что при различной степени нагрева, материалы излучают свет разных цветов и оттенков. Так, например, если вольфрамовая спираль лампы накаливания нагревается до 1200 Кельвинов она начинает излучать свет красного спектра и с увеличением температуры, цвет излучения будет меняться.

Для удобства, приведу цветовую температуру некоторых источников света. Так например солнечный свет в 12 часов дня соответствует цветовой температуре примерно 4000К, свет неба, т.к. оно голубое, соответствует температуре около 7000К.
Очень часто, в повседневной жизни, мы встречаемся с понятием «дневной свет», его цветовая температура 5500К, это среднее между солнечным и цветом неба.

Лампы накаливания, в зависимости от мощности, имеют цветовую температуру в диапазоне 2200К – 2800К.
При выборе цветовой температуры светодиодной лампы, учитывайте следующие моменты -лампы тёплого света располагают к релаксации и уюту, а более холодные повышают работоспособность.

В жилых помещениях лучше всего использовать лампы с температурой 2700..3300K — ровный, спокойный, тёплый свет располагает к отдыху и наиболее естественен для  глаз, а на рабочем месте, а так же в ванной комнате лучше повесить лампы дневного света (4200..5400K).

Стандартная цветовая температура светодиодных ламп

 

Срок службы

 

Срок службы — это период, в течение которого производитель светодиодных ламп обязуется обеспечивать потребителю (п. 1 ст. 5 Закона РФ N 2300-1) — возможность использования ламп по назначению и несет ответственность за существенные недостатки, возникшие по его вине. Не путайте этот показатель с гарантийным периодом. Срок службы, это величина характеризующая ресурс изделия. Обычно для светодиодных ламп этот показатель 30000-50000 часов. А вот гарантийный период, производители дают в среднем 2-3 года, что тоже немало.

 

Рабочее напряжение питания

 

Характеристика, показывающая какое напряжение требуется лампе для работы. Чаще всего это 220В при 50Гц. Это стандартный показатель напряжения, принятый в нашей стране. Именно такое напряжение в наших розетках. Чуть подробнее, это описано в статье «Замена ламп на светодиодные» в разделе «Питание светодиодных ламп»

 

Габаритные размеры

 

Габаритные размеры – это размеры ламп, указанные в формате – ДхШхВ (длинна — ширина — высота).
Обращайте внимание на эту характеристику, так как плафоны в светильниках бывают разных размеров и не любого типа светодиодная лампа может подойти.


Вес

 

Характеристика показывающая сколько весит светодиодная лампа.

 

Часто на упаковке, для удобства потребителя, так же указывается соответствие данной светодиодной лампы, лампе накаливания определенной мощности.

Еще несколько лет назад, светодиодные лампы были большой редкостью и не воспринимались потребителями, как достойная замена ламп накаливания. Тем более первые экземпляры были очень дорогими, подходили для замены далеко не всех других типов ламп и имели ограниченную цветовую температуру.

Но это уже в прошлом, развитие светодиодных ламп идет очень динамично, сейчас на рынке присутствуют лампы практически любого формата и вида, широкого диапазона цветовой температуры и по приемлемой цене. Которые подходят для замены большинства ламп другого типа в светильниках любого уровня.

Более того, производители постоянно совершенствуют свои продукты, появляются новые светодиоды, улучшаются драйверы для них и не исключено, что в будущем, светодиодные лампы полностью вытеснят другие типы ламп. 

На свой объекты, я, чаще всего, заказываю светодиодные лампы через интернет — ВОТ ЗДЕСЬ. Эти магазины предлагают большой выбор разнообразных светодиодных ламп, с разными цоколями, разной конфигурации, а главное можно выбрать и недорогие модели и качественные, в зависимости от ситуации. К сожалению, такое разнообразие встречается лишь в крупных сетях, походы в которые съедают слишком много времени. Поэтому я выбираю и заказываю сразу все необходимые позиции через интернет, а затем или просто забираю их в офисе компании, либо заказываю доставку прямо на объект — очень удобно!

 

Светодиодные светильники. Мощность или световой поток? / Статьи и обзоры / Элек.ру

Длительное применение светильников с лампами накаливания не прошло бесследно. Появились некоторые стереотипы, мешающие правильному выбору светодиодных светильников. В лампах накаливания была прямая и однозначная связь — больше мощность — больше света. Это связано с тем, что эффективность ламп накаливания (количество люмен на ватт) практически постоянна и почти не от чего не зависит.

В светодиодах дело обстоит сложнее. Эффективность светодиодов зависит от многих факторов, кроме того достаточно часто производители светодиодов выпускают всё новые серии своих изделий с постоянно возрастающей световой эффективностью. Это, видимо, будет продолжаться ещё долго, пока не будет достигнут предел возможного КПД. Для белого света 100% КПД — это примерно 350 Лм/Вт.

В связи с этим достаточно часто можно встретить светодиодный светильник большей мощности, но дающий меньший световой поток или наоборот – светильник меньшей мощности, дающий больший световой поток. Например, вовсе не обязательно светодиодный светильник мощностью 50 Вт будет давать больше света, чем светильник 40 или 30 Вт. Кроме того, светодиодные светильники теплого свечения дают на треть меньше света, чем светильники холодного свечения той же мощности.

Традиционный подход приводит к тому, что светодиодные светильники выбирают по их мощности, имея в виду стереотип — «больше мощность — больше света». Светодиодные светильники необходимо выбирать в первую очередь по световому потоку и светораспределению (КСС). Потребляемая мощность — как параметр светодиодного светильника — величина обманчивая.

Учитывая стереотипность мышления потребителя, было бы, наверное, правильным в наименовании светодиодного светильника указывать не его потребляемую мощность, а мощность соответствующей ему по количеству света лампы накаливания.

Например, выражение «светодиодный светильник, заменяющий 100 ваттную лампу накаливания по свету» — понятно большему числу потребителей, чем выражение — «светодиодный светильник, дающий 1400 Лм». Основной характеристикой светодиодной лампы, например, де-факто считают мощность соответствующей по свету лампы накаливания.

Светильники, собранные на светодиодах с меньшей световой отдачей, например 70 Лм/Вт, дающие 1400 Лм, будут потреблять 20 Вт, а светильники, собранные на более современных светодиодах со световой отдачей 140 Лм/Вт будут потреблять всего 10 Вт, давая тот же световой поток(!). В этом примере светильник меньшей мощности значительно лучше светильника большей мощности.

Практически все производители светодиодов пошли по пути уменьшения мощности новых серий светодиодов (с большей световой отдачей) при сохранении излучаемого ими светового потока. Для производителей светильников это правильная идея — при замене светодиодов не нужно менять конструкцию светильника, при том же количестве светодиодов будет тот же световой поток. Светотехнические характеристики светильников не изменяются, однако общая потребляемая мощность при этом уменьшается. С точки зрения экономии электроэнергии всё очень хорошо, но для потребителя принять решение о применении светильника меньшей мощности очень часто мешает стереотип — «меньше мощность — меньше света».

При выборе светодиодного светильника необходимо в первую очередь обращать внимание на количество вырабатываемого им света, а не на потребляемую им мощность!

потолочные диодные LED-лампочки c датчиком движения

В современном мире огромную популярность начинают набирать светодиодные светильники, у них немало преимуществ перед устаревшими лампами накаливания. На рынке сейчас их довольно много, в связи с этим возникают резонные вопросы о том, как правильно выбрать из всего этого объема хорошую продукцию.

Преимущества и недостатки

Светодиодные светильники обязаны своей популярностью обилием преимуществ:

  • Одним из основных плюсов использования таких светильников является длительный срок службы – они могут работать на протяжении 20-25 лет по десять часов в день; по сравнению с лампочками Ильича, светодиодные светильники работают в 6, а то и в 15 раз дольше. Немаловажным фактором, говорящим в пользу выбора, может также послужить то, что световой поток на протяжении всего периода эксплуатации не становится меньше или слабее.
  • Диодные элементы в таких светильниках можно использовать достаточно долго без замены или потребности в ремонте.
  • Изделие является энергосберегающим, что помогает семейному бюджету и наносит меньше вреда экологии.
  • Им не нужна специфическая утилизация, что также говорит в их пользу.
  • Очень хорошо освещают помещения, так называемый индекс цветопередачи сравним с естественным светом.
  • Светодиодные светильники могут быть совершенно разных оттенков, что поможет им легко вписаться в любой интерьер.
  • Во время работы не выделяют никаких вредных для организма веществ, в отличии от тех же люминесцентных светильников.
  • Могут быть укомплектованы пультом дистанционного управления или реагировать на движения.
  • Имеют функцию энергосбережения, если случается перепад напряжения или иные неприятности со подачей энергии, светильники не перестают работать, лишь светят немного более тускнее.

Несмотря на свои положительные качества, светодиодные лампы имеют и некоторые недостатки, к примеру, обязательно необходимо позаботиться о блоке питания для такой продукции, они обычно довольно объемные и их тяжело скрыть и вписать в обстановку. Естественно, с течением времени лампа может работать немного хуже, как и любое изделие при интенсивной эксплуатации.

Конструкция и принцип работы

Важно при выборе светодиодных светильников отталкиваться не только от технических характеристик, но и учитывать саму конструкцию и принцип ее работы. Особого внимания заслуживает соответствие определённым характеристикам: устойчивость к пыли и влажности, а также устройство должно иметь хорошую теплопроводность. При работе в офисе необходимо обратить внимание, установлены ли на лампы определенные корпуса, которые рассеивают свет и не дают высокой яркости светильников испортить работникам зрение. Как правило, такие рассеиватели бывают прозрачного или же матового цвета, отличительной чертой плохого по качеству изделия будет отсутствие такого корпуса или замена его на зеркальные светоотражатели.

Перед покупкой следует полностью ознакомиться с конструкцией светодиодных ламп в целом. Они имеют корпус, выполненный обычно из арматуры, в нем располагаются сами светодиоды и отражатель. Также в комплектации предусмотрен охлаждающий радиатор, который служит превентивной мерой при нагревании светильника. Для того, чтобы изделие работало, нужно предусмотреть и теплоотвод. В этом помогает специальная термопаста, ею смазываются контактирующие с радиатором элементы для лучшей проводимости.

Технические характеристики

Также следует учитывать при покупке и технические данные, которыми располагают светильники. Существуют определенные типы таких светодиодных ламп, разным присущи различные характеристики потребления. К примеру, модульные светодиодные лампы предназначены для помещений, которые необходимо ярко осветить, но в то же время создать уютную и комфортную атмосферу. Как правило, их устанавливают в учебных классах и аудиториях, офисных помещениях или же в супермаркетах и торговых центрах. Особенностью данного типа светильников является их довольно низкое потребление энергии, но при этом световой поток у них довольно мощный. Также интересным моментом является то, что при помощи новых модификаций можно получить различные варианты модульных светильнико. Технические параметры позволяют им быть даже в виде непрерывающейся светящейся линии, которая формирует различные образы и фигуры.

Помимо того, что модульные светильники отлично вписываются в интерьер, они имеют различный температурный разброс, при этом эргономичны и не наносят вреда глазам. Одной из самых распространенных марок светодиодных светильников можно считать Faldi. Корпус их выполняется из алюминия толщиной до 1,5 мм, они могут быть подвесными, накладными или же встраиваемыми. Светодиодные светильники могут работать во влажном помещении, в котором нет никакой возможности использовать 220В, к примеру, тоннелях метро. Это возможно благодаря тому, что они низковольтные. Другим техническим параметром, говорящими о преимуществе светодиодов над другими видами освещения является отсутствие пусковых токов. Пусковые токи представляют собой, грубо говоря, потребление большого количества мощности на этапе подключения к сети. У светодиодных светильников нет такой потребности.

При выборе лампы следует обратить внимание на мощность света. У светодиодной она будет очень высокой, начиная с 70 до порядка 90 Лм/Вт. Также у таких ламп довольно обширный диапазон света, который они излучают, поэтому есть возможность приобрести как тусклый, так и яркий светодиодный светильник. В комплектации светодиодных ламп могут быть приборы, позволяющие регулировать яркость – диммеры. У этого устройства интересный принцип работы – он меняет частоту мигания в светодиодной лампе и, таким образом, для человека свет становится немного более приглушенным. Однако иногда у светильника сразу имеется определенный уровень яркости и даже с помощью диммера от него не получиться отклониться.

Сфера применения

В настоящее время на рынке представлено великое множество светодиодных светильников. Различаются они по различным параметрам, но одним из самых основных является сфера их будущего применения. К примеру, если есть необходимость приобрести освещение в офис, то замечательно подойдут светодиодные светильники, так как корпус для таких моделей изготавливается из алюминия высокого качества. Такой материал является отличным защитником от загрязнений и пыли, к тому же выглядит он довольно привлекательно. Дополнительным плюсом станет то, что такие устройства рассчитаны на рассеянный свет, который не причиняет вреда глазам, они меньше устают. Таким образом, если необходимо первосортное и устойчивое к различным перепадам освещение, светодиодные светильники подойдут идеально, к тому же они помогут сэкономить бюджет. Приобретая такие лампы в офис нужно отталкиваться от того, что для работы необходимо выбрать холодный диапазон свечения.

Светодиодные светильники для дома также имеют свои преимущества – рассчитаны на 220 В, могут удаленно управляться диммерами, что позволит контролировать яркость света в комнате. Домашние светодиоды также можно подбирать различных оттенков: теплого, нейтрального или холодного белого. Приятно отразится на семейном бюджете то, что такие лампы являются энергосберегающими и будут использовать всего лишь 11Вт/час в противовес 20 Вт обычных ламп. Они безопасны для здоровья, не производят никакого ультрафиолетового или иного излучения, поэтому их спокойно можно использовать даже в комнате, где живет ребенок.

Совершенно иные показатели для освещенности медицинских помещений, так как от этого напрямую зависит самочувствие находящихся там людей. К тому же особый свет нужен при проведении различных операций, он должен быть ярким и не гаснуть от внезапного перепада напряжения.

Разработан специальный свод правил, которому должно соответствовать медицинское освещение, в нем указано, что лампы должны быть безопасными для здоровья, экологичными, работающими без перебоев. Использование светодиодов для освещения помещений в лечебных стационарах, больницах или иных медицинских помещениях продиктовано тем, что они не наносят вред здоровью людей, имеют довольно продолжительный срок эксплуатации, при этом не требуют ремонта или специального обслуживания, свет льется непрерывным потоком без какого-либо шума. Для медицинских учреждений больше подойдут светильники с холодным диапазоном белого света.

Светодиодные светильники используют не только для помещений, но и для наружного освещения. К примеру, для бассейнов и фонтанов применяют так называемый подводный светильник, он дарит свет струям воды, что поможет создать своеобразный дизайн ландшафта. Выбор падает именно на них, потому что такие лампы очень просты и удобны при монтаже, не требуют специального ухода, долгое время они могут работать совершенно без замены и у них есть специальный уровень защиты – IP68.

Разновидности

Существует великое множество разновидностей светильников, как правило, они отличаются друг от друга по типу монтажа или же по его будущему назначению.

  • Одним из самых распространенных видов можно назвать врезной или встраиваемый светильник. Их можно назвать светодиодами последней модели. Среди положительных качеств таких ламп будет мощная светоотдача, возможность длительной эксплуатации без ремонта или замены, большая рабочая продуктивность, а также возможность встроить такой светодиод в любое удобное место. Их можно применять в различных помещениях и целях. Этому способствует то, что врезные светодиодные светильники не имеют пусковых токов, работают исправно и стабильно, а также помогут воплотить в жизнь интересные задумки по оформлению интерьера.
  • Еще одним видом светодиодного светильника является купольный светильник. Используется он, в основном, в промышленности и для освещения складских помещений и торговых площадей. Преимуществом такого типа светодиодов является то, что он имеет достаточно большой уровень защиты, высокую степень передачи света. У таких ламп нет нити накаливания, они являются гораздо более безопасными в применении. К тому же они также быстро начинают свою бесперебойную работу, как и другие виды светодиодных светильников. Для освещения торговых помещений можно также использовать светодиоды на шинопроводе, они еще именуются трековыми. Такие лампы выдерживают большую нагрузку и размещаются по несколько штук на одной цепи.
  • Потолочные или, как их еще иначе называют, накладные светодиодные лампы или светильник «таблетка» будут хорошим решением для подвесных или модульных потолков. У них также довольно высокий индекс освещения, а многие модели имеют ручное управление яркостью. Дополнительным плюсом этого типа является то, что он имеет стенки нестандартного размера, которые длиннее по бокам, а также предохранительный экран, которой позволяет исключить блики на мониторах.
  • Следующей распространенной разновидностью светодиода будет переносной светильник. Этот вид часто используется при ремонтных работах в автомастерских или же просто обычными автолюбителями. Такие изделия работают без перерывов долгое время, компактны и удобны при переноске. Так называемый профильный светильник используются для того, чтобы сделать акцент на места, которые должны быть подчеркнуты, они могут быть подвесные, ленточные или длинные.
  • Существуют светодиоды на прищепке. Их преимущество над обычным торшером или настольной лампой состоит в том, что они могут поворачиваться в любую сторону благодаря подвижной конструкции, и направлять мощный поток света на необходимую область. Возвращаясь к уличному освещению, стоит упомянуть, что набирают популярность уличные светодиодные прожекторы. Их преимуществом будет то, что они смогут подстроиться под любую архитектурную конструкцию. К тому же они потребляют несравнимо меньшее количество энергии, всего от 25 до 35 Ватт, срок службы у них порядка 10 лет, что существенно поможет сэкономить бюджет.

Диммер для LED-ламп

В настоящее время все большую популярность набирают диммируемые светильники, они значительно увеличивают функционал LED-ламп и экономят энергию. Существует несколько видов диммеров:

  • механический – простое устройство, которой при помощи ручек регулирует яркость;
  • сенсорный – изделие немного дороже, регулирование освещения происходит при помощи сенсора;
  • с пультом управления или через Wi-Fi – регулировка происходит дистанционно при помощи инфракрасных сигналов пультом или с планшета, телефона при помощи системы «умный дом».

Стоит отметить, что существуют определенные отличия при использовании диммера светодиодного светильника, ведь к нему нужно в обязательном порядке иметь драйвер. Также подбирается устройство, рассчитанное на меньшую мощность накаливания.

Как выбрать?

Естественно, одним из основных вопросов будет являться вопрос правильного выбора светодиодного светильника. Для этого необходимо обращать внимание на некоторые основные модификации и параметры. К примеру, светильники с датчиком движения оснащены специальным устройством, закрепленным в корпусе, который помогает уловить движение ипосле этого начинает работать автоматически. Есть различные варианты настройки такого датчика: он может реагировать на тепло или же обращать внимание на изменения в частоте движения. Большинство останавливаются на первом варианте, так как он более удобный для освещения территории перед домом. Зачастую устанавливать там светильники на ручном управлении не так экономично, поэтому прибегают к светодиодам с датчиками движения.

Другим распространенным вариантом стали светодиодные светильники, управляемые пультом, это, как правило, домовое освещение. Получили они большую популярность благодаря тому, что способствуют экономии энергии и просты в применении, однако не в установке. Плюсом такого вида освещения является то, что сигнал от пульта может проходить в любую комнату, стены и другие перекрытия не будут являться помехой. Допускается огромный диапазон цветов для люстр с дистанционным управлением, которые легко впишутся в любой интерьер. Интересной находкой стал светодиодный светильник-ночник, который включается в розетку. Он потребляет небольшое количество энергии, некоторые модели также имеют датчики движения. Такой ночник станет прекрасным украшением детской и поможет использовать электроэнергию с умом.

Декоративные модели для интерьера

Выбор правильного освещения квартиры является очень важным этапом в формировании интерьера, ведь если сделать свет слишком ярким или очень приглушенным, можно свети на нет все усилия по декорированию помещения. Отличным выходом из ситуации стали светодиоды, они стильные, монтируются вполне легко, могут быть именно такого вида и формы, какие необходимы для декора. Плюсом такого освещения будет то, что они смогут помочь воплотить любые авторские проекты не только в помещении, но и на придомовой территории.

Если необходимо оформить освещение в стиле лофт или прованс, то можно смело обращаться к светодиодам, так как они представляют собой универсальный продукт. Рынок наполнен точечными светодиодными светильниками, современные модели способны осветить помещение и акцентировать внимание на задуманных дизайнером элементах. Такие светильники зачастую состоят из двух элементов – один встраивается в поверхность (подойдет также и для натяжных потолков), а другой остается на виду.

Изготовители могут предложить великое множество вариантов дизайна для светодиодов – это может быть прямоугольный или круглый светильник, бывают плоские, матовые или прозрачные лампы. Их можно декорировать золотыми, серебряными или иными оттенками, что создаст стильные вкрапления в интерьере. Также есть специально разработанный вариант светодиода – поворотный, его можно повернуть в различные направления, осветить тот участок комнаты, который необходимо подчеркнуть.

Если потолок в помещении высокий, используются споты – дизайнерские модели светодиодов, напоминающие прожекторы благодаря своему мощному излучению света. Они также предусмотрены в различных вариантах – одинарные или же двойные, связанные в единую цепь.

Современные модели настенных светильников также имеют множество вариаций. Разработанные не так давно лампы на липучке уже сыскали большую популярность. Они очень удобны своим простым способом монтажа, не нужно сверлить стены и устанавливать крепеж – их достаточно просто приклеить. Их можно размещать не только на стенах, но и на мебели или других предметах интерьера, все зависит от фантазии. Они внесут футуристическую нотку в оформление комнаты.

Вообще, использование подсветки, устанавливаемой на мебель, используется довольно часто в современном оформлении помещений. Очень удобно высветить определенную зону на кухне или же сделать подсветку светодиодами в гардеробе и кладовой. Для такого интерьерного решения лучше использовать круглый светодиод с тонким металлическим корпусом. Однако есть небольшой нюанс – подключать светодиоды к выключателям, имеющим режим подсветки не следует, так как это может сократить срок службы светильника, а также мешать его нормальной эксплуатации.

Обзор светодиодных светильников смотрите в следующем видео.

Типы светодиодных светильников. Классификация светильников

Энергосберегающие светодиодные светильники отличаются от традиционных тем, что в них в качестве источника света используются модуль со светодиодом (LED), а в остальном к ним можно применить классификацию как и к остальным осветительным приборам с газоразрядными лампами, люминесцентными лампами или лампами накаливания по основным и дополнительным признакам.

Главные признаки классификации светодиодных светильников

  • Характер светораспределения — светильники, прожекторы, проекторы
  • Условия эксплуатации — для помещений, для открытых пространств, для экстремальных сред
  • Основное назначение — для производственных помещений, для улиц, архитектурные сооружения и пр.

Дополнительные признаки

По типу установки

По типу кривой силы света — КСС

Кривая силы света — важнейшая характеристика любого осветительного прибора, в том числе и светодиодных светильников любого типа. КСС описывает характер светораспределения светового потока в виде графического изображения зависимости силы света от направления распространения света. Применяется для того, что бы оценить долю светового потока попадающего на освещаемое место. Любой светильник разрабатывается не для одного конкретного объекта, а для типового применения. Поэтому есть несколько стандартных типов диаграмм углового распределения силы света, или кривых силы света (КСС), подробное описание которых можно найти в ГОСТ 17677—82. В основу их классификации положены два независимых друг от друга признака: зона направлений максимальной силы света и коэффициент формы КСС, под которым понимают отношение максимальной силы света в данной меридиональной плоскости к среднеарифметической силе света светового потока для этой плоскости. ГОСТ РФ устанавливает семь типов КСС:

Концентрированная К (угол раскрытия светового потока 30°)

​        

Глубокая Г (угол раскрытия светового потока 60°)

       

Косинусная или диффузная Д (угол раскрытия светового потока 120°)

      

Полуширокая Л (угол раскрытия светового потока 140°)

      

Широкая Ш (угол раскрытия светового потока 160°)

      

Синусная С (угол расскрытия светового потока 90°)

     

Равномерная М (угол раскрытия светового потока 180°)

      

Для производственных помещений рекомендуется применять типы светильников прямого света с КСС типа К, Г, Д. Чем больше высота подвеса, тем уже зона направлений максимальной силы света. КСС светодиодных светильников для промышленных помещений нашего производства NL-Prom указаны в технических характеристиках каждого из них.

Для общего освещения офисов применяют типы светильников прямого и рассеянного света с КСС типа Г и Д.

Для подсветки особых, выделенных зон, внутренних архитектурных решений и деталей интерьера подходят световые приборы с КСС типа К.

Для формирования отраженного или приглушенного света (например, в холле здания) применяют светильники преимущественно отраженного света с КСС типа С.

Для освещения автострад, улиц, автотранспортных туннелей, надземных и подземных пешеходных переходов и вытянутых коридоров общественных зданий применяют светильники с КСС типа Л и Ш. Посмотрите технические характеристики наших светодиодных светильников уличного освещения серии NL-Street в них указаны КСС для каждого из них.

Для освещения подсобных помещений, подъездов, бытовок применяют светильники с КСС типа М.

По степени защиты

Международная система классификации по степени степени защищенности от пыли и влаги обозначается IP (Ingress Protection) и в виде двух цифр. Первая указывает на степень защищенности светильника от пыли и посторонних тел и принимает значение от 2 до 6:

  • 2 — Специальная защита отсутствует. Есть защита от проникновения твердых тел размером 12мм
  • 3 — Защита тоже отсутствует, но исключена возможность прикосновения к токоведущим элементам твердых тел размером 12мм
  • 4 — Защита тоже отсутствует, но исключена возможность прикосновения к токоведущим элементам твердых тел размером 1мм
  • 5 — Полная защита от соприкосновения к токопроводящим элементам, защита от проникновения пыли на токоведущие элементы и колбы ламп
  • 6 — Полная защита от попадания пыли во внутренний объем светильника

Вторая цифра обозначает степень защищенности светильника от воды, значение от 0 до 8:

  • 0 — Защита от воды отсутствует
  • 1 — Не используется
  • 2 — Каплезащищенные. Защита от капел
Светодиоды

Схема, принцип работы и применение

Светодиод представляет собой двухпроводной полупроводниковый источник света. В 1962 году Ник Холоняк придумал светоизлучающий диод, и он работал в компании General Electric. Светодиод — это особый тип диода, который имеет электрические характеристики, аналогичные диодам с PN переходом. Следовательно, светодиод позволяет току течь в прямом направлении и блокирует ток в обратном направлении. Светодиод занимает небольшую площадь, которая меньше 1 мм 2 .Применение светодиодов в различных электрических и электронных проектах. В этой статье мы обсудим принцип работы светодиода и его применение.

Что такое светоизлучающий диод?

Светоизлучающий диод представляет собой диод с p-n переходом. Это специально легированный диод, сделанный из особого типа полупроводников. Когда свет излучается в прямом смещении, он называется светоизлучающим диодом.


Light Emitting Diode Light Emitting Diode Светоизлучающий диод

Как работает светоизлучающий диод?

Светоизлучающий диод просто, мы его знаем как диод.Когда диод смещен в прямом направлении, электроны и дырки быстро перемещаются через переход, и они постоянно объединяются, удаляя друг друга. Вскоре после того, как электроны переходят из кремния n-типа в кремний p-типа, он соединяется с дырками, а затем исчезает. Следовательно, он делает атом в целом более стабильным и дает небольшой всплеск энергии в форме крошечного светового пакета или фотона.

Working of Light Emitting Diode Working of Light Emitting Diode Работа светоизлучающего диода

На приведенной выше диаграмме показано, как работает светоизлучающий диод, и пошаговый процесс диаграммы.

  • Из диаграммы мы можем видеть, что кремний N-типа имеет красный цвет и содержит электроны, они обозначены черными кружками.
  • Кремний P-типа синего цвета, в нем есть дырки, они обозначены белыми кружками.
  • Источник питания через p-n переход вызывает прямое смещение диода и перевод электронов из n-типа в p-тип. Продвигая отверстия в обратном направлении.
  • Электрон и дырки на стыке совмещены.
  • Фотоны испускаются при рекомбинации электронов и дырок.

Типы светоизлучающих диодов

Существуют различные типы светодиодов, некоторые из которых упомянуты ниже.

  • Арсенид галлия (GaAs) — инфракрасный
  • Фосфид арсенида галлия (GaAsP) — красный к инфракрасному, оранжевый
  • Фосфид арсенида галлия алюминия (AlGaAsP) — красный, оранжево-красный, оранжевый и желтый
  • Фосфид галлия (GaP) — красный, желтый и зеленый
  • Фосфид алюминия-галлия (AlGaP) — зеленый
  • Нитрид галлия (GaN) — зеленый, изумрудно-зеленый
  • Нитрид галлия-индия (GaInN) — ближний ультрафиолетовый, голубоватый- зеленый и синий
  • Карбид кремния (SiC) — синий в качестве подложки
  • Селенид цинка (ZnSe) — синий
  • Нитрид алюминия и галлия (AlGaN) — ультрафиолетовый

Принцип работы светодиода

Принцип работы светоизлучающего диод основан на квантовой теории.Квантовая теория утверждает, что когда электрон спускается с более высокого энергетического уровня на более низкий энергетический уровень, энергия излучается фотоном. Энергия фотона равна энергетической щели между этими двумя энергетическими уровнями. Если диод с PN-переходом смещен в прямом направлении, то ток течет через диод.

PCBWay PCBWay
Working Principle of LED Working Principle of LED Принцип работы светодиода

Поток тока в полупроводниках вызывается как потоком дырок в противоположном направлении тока, так и потоком электронов в направлении тока.Следовательно, будет рекомбинация из-за потока этих носителей заряда.

Рекомбинация показывает, что электроны в зоне проводимости прыгают вниз в валентную зону. Когда электроны переходят из одной полосы в другую, электроны излучают электромагнитную энергию в виде фотонов, а энергия фотонов равна запрещенной энергетической щели.

Для примера рассмотрим квантовую теорию, энергия фотона является произведением постоянной Планка и частоты электромагнитного излучения.Математическое уравнение показано

Eq = hf

Где h известна как постоянная Планка, а скорость электромагнитного излучения равна скорости света, т.е. c. Частота излучения связана со скоростью света как a f = c / λ. λ обозначается как длина волны электромагнитного излучения, и приведенное выше уравнение превратится в

Eq = he / λ

Из приведенного выше уравнения мы можем сказать, что длина волны электромагнитного излучения обратно пропорциональна ширине запрещенной зоны. .В обычных кремниевых и германиевых полупроводниках этот запрещенный энергетический зазор находится между условием и валентными зонами так, что полное излучение электромагнитной волны во время рекомбинации находится в форме инфракрасного излучения. Мы не можем видеть длины инфракрасных волн, потому что они находятся вне нашего видимого диапазона.

Инфракрасное излучение называется тепловым, потому что кремний и германий полупроводники не являются прямозонными полупроводниками, а являются непрямозонными полупроводниками.Но в прямозонных полупроводниках максимальный уровень энергии валентной зоны и минимальный уровень энергии зоны проводимости не возникают в один и тот же момент электронов. Следовательно, во время рекомбинации электронов и дырок происходит миграция электронов из зоны проводимости в валентную зону, импульс электронной зоны будет изменяться.

Вольт-амперные характеристики светодиода

На рынке доступны светоизлучающие диоды различных типов, и существуют различные характеристики светодиодов, в том числе цветовой свет или длина волны излучения, интенсивность света.Важная характеристика светодиода — цвет. При запуске светодиода используется только красный цвет. Поскольку использование светодиодов расширяется с помощью полупроводникового процесса и исследования новых металлов для светодиодов, были сформированы различные цвета.

I-V Characteristics of LED I-V Characteristics of LED ВАХ светодиода

На следующем графике показаны приблизительные кривые между прямым напряжением и током. Каждая кривая на графике обозначает свой цвет. В таблице приведены сводные характеристики светодиодов.

Characteristics of LED Characteristics of LED Характеристики светодиода
Применение светоизлучающих диодов

Существует множество применений светодиода, некоторые из которых описаны ниже.

  • Светодиод используется в качестве лампочки в домах и на производстве.
  • Светодиоды используются в мотоциклах и автомобилях.
  • . Они используются в мобильных телефонах для отображения сообщений.
  • . На светофорах используются светодиоды.
Преимущества светодиодов
  • Стоимость светодиодов меньше и они крошечные.
  • С помощью светодиодов регулируется электричество.
  • Яркость светодиода меняется с помощью микроконтроллера.

В этой статье мы обсудили принцип работы и применение светоизлучающих диодов. Надеюсь, прочитав эту статью, вы получили некоторую основную и рабочую информацию о светодиодах. Если у вас есть какие-либо вопросы об этой статье или о электрическом проекте последнего года, пожалуйста, не стесняйтесь оставлять комментарии в разделе ниже.Вот вам вопрос, Что такое светодиод и как он работает?

.

Характеристики светодиода, требующие внимания < Зависят от температуры перехода > | Основы электроники

Изменение характеристик в зависимости от температуры (светимость, длина волны, прямое напряжение)

Некоторые характеристики светодиода будут варьироваться в зависимости от температуры кристалла (Tj: температура перехода светоизлучающего блока), которая включает температуру окружающей среды и тепловыделение светодиода во время работы.

Типичные изменения характеристик описаны ниже.

Светимость

Обычно, когда Tj увеличивается, интенсивность света уменьшается. Это связано с повышенной рекомбинацией электронов и дырок, которые не вносят вклад в излучение света.

Длина волны

Длина волны излучения изменяется в зависимости от изменений температуры так же, как изменяется светимость. В первую очередь ширина запрещенной зоны полупроводника изменяется в зависимости от температуры, что приводит к изменению длины волны.

Величина изменения длины волны будет отличаться в зависимости от материала, но со светодиодами InGaAlP изменение будет происходить в сторону более длинных волн, при этом? D изменяется на 0.1 нм / ° C в зависимости от повышения температуры. В приложениях с ограниченными требованиями к температуре необходимо учитывать изменение длины волны в пределах гарантированного диапазона рабочих температур устройства.

прямое напряжение (VF)

За исключением особых случаев, изменения VF вызваны изменениями длины волны излучения и ширины запрещенной зоны полупроводника. При повышении температуры VF уменьшается на 2 мВ / ° C. Изменение VF — важное соображение при проектировании схем.

Когда светодиод работает при постоянном токе, изменение VF не должно вызывать серьезных проблем в качестве постоянной цепи.Однако при постоянном напряжении VF будет падать при повышении температуры, вызывая увеличение тока.

По мере роста тока Tj будет продолжать увеличиваться, что приведет к дальнейшему падению VF до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие. Напротив, при низких температурах VF увеличивается, вызывая падение тока, что может затруднить получение требуемой яркости при работе с постоянным напряжением.

Характеристики Колебания

Светодиоды

по своей природе обладают распределенными характеристиками и вариациями в процессе производства.По этой причине установлены минимальные значения ранга светимости и даже электрических характеристик.

В результате необходимо учитывать эти различия в оптических и схемотехнических конструкциях. Например, до того, как возникнут какие-либо колебания V F из-за температуры, изменения будут основаны на конкретном распределении.

Следовательно, при недостаточном расчетном запасе, когда изменение V F велико, важно учитывать, можно ли получить желаемые характеристики с учетом колебаний температуры.В зависимости от схемы и заданных характеристик может потребоваться сузить диапазон вариаций характеристик. В этом случае важно определить, можно ли рассмотреть и поддержать введение специальных стандартов.

.

Характеристики света

Уравнения Максвелла объединили исследования электромагнетизма и оптики. Свет — это относительно узкая полоса частот электромагнитных волн, к которым чувствительны наши глаза. На рисунке показан спектр видимого света . Длины волн обычно измеряются в единицах нанометров (1 нм = 10 −9 м) или в единицах ангстрем (1Å = 10 −10 м). Цвета видимого спектра простираются от фиолетового с самой короткой длиной до красного с самой длинной волной.

Рисунок 1

Спектр электромагнитного излучения, в который входит видимый свет.


Скорость света

Свет распространяется с такой высокой скоростью, 3 × 10 8 м / сек, что исторически было трудно измерить.В конце 1600-х годов Клаус Ремер наблюдал различия в периодах спутников Юпитера, которые варьировались в зависимости от положения Земли. Он правильно предположил конечную скорость света. Он пришел к выводу, что годовое изменение связано с изменением расстояния между Юпитером и Землей; поэтому более длительный период указывал на то, что свету нужно было пройти дальше. Его оценка 2,1 × 10 8 м / с, основанная на его значении радиуса земной орбиты, была неточной, но его теории были здравыми. Арман Физо первым измерил скорость света на поверхности Земли.В 1849 году он использовал вращающееся зубчатое колесо, чтобы найти близкое приближение скорости света, 3,15 × 10 8 м / с. Как показано на рисунке, луч света прошел через колесо, отразился зеркалом на расстоянии ( d ) от него, а затем снова прошел через отверстие между зубьями.


Рисунок 2

Аппарат Физо для измерения скорости света.

Предположим, что скорость колеса отрегулирована так, что свет, проходящий через отверстие a, , затем проходит через отверстие b после отражения. Если зубчатое колесо вращается с угловой скоростью ω и угол между двумя отверстиями равен θ, то время прохождения света 2 d равно

, поэтому скорость света можно рассчитать по

, где c обозначает скорость света.Более современные методы с использованием лазеров позволяют проводить измерения с точностью до девяти десятичных знаков.

Свет и другое электромагнитное излучение могут быть поляризованными, поскольку волны поперечные. Колебательное движение, перпендикулярное направлению движения волны, является отличительной чертой поперечных волн. Продольные волны, такие как звук, не могут быть поляризованы. Поляризованный свет имеет колебания, ограниченные одной плоскостью, перпендикулярной направлению движения.Луч света можно представить системой световых векторов. На рисунке 3 неполяризованный свет излучается лампочкой. Луч, идущий вверху страницы, просматривается по направлению движения (как конец). Векторы в луче, идущем в сторону страницы, видны перпендикулярно направлению движения (как вид сбоку).

.

Характеристики светодиодов »Примечания к электронике

Как и все другие электронные компоненты, светодиоды, светодиоды имеют свои технические характеристики, кратко описанные в технических описаниях. Поймите, что они означают.


Light Emitting Diode Tutorial Включает:
LED Как работает светодиод Как делается светодиод Технические характеристики светодиодов Срок службы светодиода Светодиодные пакеты Светодиоды высокой мощности / яркости Светодиодное освещение Органические светодиоды, OLED

Другие диоды: Типы диодов


При выборе светодиодов необходимо понимать технические характеристики, чтобы можно было выбрать оптимальную светодиодную часть для конкретного применения.

Существует огромное количество различных светодиодов, каждый из которых имеет свои технические характеристики и спецификации. Все: от цвета до упаковки, светоотдачи до падения напряжения и многих других технических характеристик.

Эта страница поможет понять значение основных спецификаций светодиодов и внести некоторую ясность в понимание спецификаций светодиодов.

Цвет светодиода

Очевидно, что цвет светодиода имеет большое значение при выборе светодиода.

Светодиоды

, как правило, дают то, что фактически является одним цветом. Фактически, световое излучение распространяется в относительно узком световом спектре.

Цвет, излучаемый светодиодом, определяется в терминах его максимальной длины волны (lpk), то есть длины волны, которая имеет максимальный световой поток. Это измеряется в нанометрах (нм).

Цвет светодиода, то есть пиковая длина волны излучения светодиода, в основном определяется материалом, используемым для светодиода, а также процессом изготовления кристалла.Изменения в процессе могут привести к изменению пиковой длины волны до значений примерно ± 10 нм.

При выборе цветов в рамках общей спецификации светодиода следует помнить, что человеческий глаз наиболее чувствителен к оттенку или цветовым вариациям в желто-оранжевой области спектра, то есть от 560 до 600 нм. Незначительные изменения процесса могут вызвать небольшие изменения цвета, которые могут быть заметны, если оранжевые светодиоды выбраны и расположены рядом друг с другом на передней панели.Это может повлиять на выбор цвета или положения светодиодов, если это может быть проблемой.

Длина волны
Диапазон (нм)
Цвет В F при 20 мА Материал
<400 Ультрафиолет 3,1 — 4,4 Нитрид алюминия (AlN)
Нитрид алюминия-галлия (AlGaN)
Нитрид алюминия-галлия-индия (AlGaInN)
400–450 фиолетовый 2.8 — 4,0 Нитрид индия-галлия (InGaN)
450–500 Синий 2,5 — 3,7 Нитрид индия-галлия (InGaN)
Карбид кремния (SiC)
500–570 Зеленый 1,9 — 4,0 Фосфид галлия (GaP)
Фосфид алюминия-галлия-индия (AlGaInP)
Фосфид алюминия-галлия (AlGaP)
570–590 Желтый 2.1 — 2,2 Фосфид арсенида галлия (GaAsP)
Фосфид алюминия галлия-индия (AlGaInP)
Фосфид галлия (GaP)
590–610 Оранжевый / янтарный 2,0 — 2,1 Фосфид арсенида галлия (GaAsP)
Фосфид алюминия галлия-индия (AlGaUInP)
Фосфид галлия (GaP)
610–760 Красный 1,6 — 2,0 Арсенид алюминия-галлия (AlGaAs)
Фосфид арсенида галлия (GaAsP)
Фосфид алюминия-галлия-индия (AlGaInP)
Фосфид галлия (GaP)
> 760 Инфракрасный <1.9 Арсенид галлия (GaAs)
Арсенид алюминия-галлия (AlGaAs)

Значение силы света светодиода, Iv

Технические характеристики светодиода для интенсивности света важны. Интенсивность света зависит от множества факторов, включая сам светодиодный чип (включая дизайн, индивидуальную пластину, материалы и т. Д.), Текущий уровень, герметичность и другие факторы.

Спецификация интенсивности света светодиодов не имеет решающего значения для большинства индикаторных приложений, но, если светодиоды используются для освещения, этот параметр необходим, чтобы иметь возможность точно указать, что требуется во многих ситуациях.

Световой поток светодиода количественно выражается в виде одной точки на оси значения силы света (Iv). Он обозначается как millicandella, mcd.

Измерение lv для светодиодов нелегко сравнить со значениями средней мощности сферической свечи, MSCP, используемой для ламп накаливания.

Значение силы света светодиода должно быть указано для данного тока. Многие светодиоды работают при токе около 20 мА, но световой поток светодиода увеличивается с увеличением тока.

Спецификация тока / напряжения светодиода

Светодиоды

— это устройства, управляемые током, и уровень яркости является функцией тока — увеличение тока увеличивает светоотдачу. Необходимо следить за тем, чтобы не превышался максимальный номинальный ток. Это может привести к чрезмерному рассеиванию тепла внутри самого светодиодного чипа, что может привести к снижению светоотдачи и сокращению срока службы.

 Light emitting diode colours & voltage Типичные примерные кривые напряжения светодиодов

При работе светодиоды будут иметь заданное падение напряжения, которое зависит от используемого материала.Напряжение также будет немного зависеть от уровня тока, поэтому ток будет указан для этого.

Для большинства светодиодов требуется внешний резистор, ограничивающий последовательный ток. Некоторые светодиоды могут включать последовательный резистор и отображать общее рабочее напряжение.

Светодиод обратного напряжения

Светодиоды

не терпят больших обратных напряжений. Они никогда не должны работать выше заявленного максимального обратного напряжения, которое обычно довольно мало. Если они возникнут, то это почти наверняка приведет к необратимому разрушению устройства.

Если есть вероятность появления на светодиодах обратного напряжения, то всегда лучше встроить защиту в схему, чтобы предотвратить это. Обычно можно использовать простые диодные схемы, которые будут адекватно защищать любой светодиод.

Спецификация угла обзора светодиода

Ввиду того, как работают светодиоды, свет излучается только под определенным углом. Хотя эта спецификация светодиода может быть не важна для некоторых приложений, она имеет большое значение для других.

Угол обзора обычно определяется в градусах — °. Для ранних устройств угол обзора обычно был относительно небольшим. Более современные устройства могут иметь гораздо более широкий угол обзора.

Спецификация светодиода на срок службы

Интенсивность света светодиода со временем постепенно уменьшается. Это означает, что светодиод имеет срок службы.

Эта спецификация светодиодов имеет особое значение, когда светодиод или светодиоды должны использоваться для освещения. Обычно это не так важно, когда светодиод используется в качестве индикатора — здесь катастрофический отказ имеет большее значение.

Срок службы светодиода обычно определяется следующим образом:

L 70% = Время до 70% освещенности (поддержание светового потока)

L 50% = Время до 50% освещенности (поддержание светового потока)

В стандартах указано, что в это время светодиоды не должны демонстрировать каких-либо значительных сдвигов цветности.

Обоснование этих цифр состоит в том, что сохранение светового потока на 70% означает снижение светового потока на 30%.Это примерно порог для обнаружения постепенного снижения светоотдачи.

Если светоотдача не критична, может быть более применимо значение сохранения светового потока 50%. Однако для приложений, где источники света могут быть размещены рядом, любые различия будут очень заметны, и поэтому показатель сохранения светового потока 80% может быть более подходящей спецификацией.

Показатели срока службы светодиода могут составлять порядка 50 000 часов и более в зависимости от используемого значения светового потока.Существует мнение, что светодиоды не являются предметами для жизни, но особенно там, где светодиоды используются для освещения, необходимо очень внимательно следить за сроком службы компонентов.

Это некоторые из основных спецификаций светодиодов, которые, вероятно, будут видны в технических описаниях. Перед тем, как выбрать конкретный светодиод, необходимо проверить все параметры, чтобы убедиться, что он подходит, и дает хороший запас для разброса параметров в пределах спецификации.

Другие электронные компоненты:
Резисторы Конденсаторы Индукторы Кристаллы кварца Диоды Транзистор Фототранзистор Полевой транзистор Типы памяти Тиристор Разъемы Разъемы RF Клапаны / трубки Аккумуляторы Переключатели Реле
Вернуться в меню «Компоненты».. .

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *