Светодиодное освещение это: Светодиодное освещение — что это такое и где их используют?

Светодиодное освещение — что это такое и где их используют?

светодиодные лампы

Рост интереса к светодиодам возрастает с каждым днем, притом это происходит гораздо быстрее, чем растет область их применения. Но создается впечатление, что потребители и производители, покупатели и продавцы не совсем понимают тенденции в этой сфере. И лишь смелые решения дизайнеров в полную силу используют весь потенциал светодиодов.

Прошло то время, когда только ученые занимались светодиодами. Сейчас об этом продукте знают даже школьники. Светодиод отличается тем, что излучает свет, отличающийся по своим характеристикам и перспективами в своей области применения. Активно внедряют светодиоды в оформление интерьеров и светодизайна.

Для того, чтобы как можно более полно представить себе всю значимость такой разработки как светодиоды, нужно разобраться, что же такое светодиод, выяснить его недостатки и положительные стороны.

Что такое светодиод?

светодиод состоящий из полупроводников

Светодиод – это прибор, состоящий из полупроводников. Он предназначен для обработки электрического тока в световое излучение, то есть, электромагнитное излучение видимой части спектра. Что касается названия, то аббревиатура «LEG», расшифровывается как – «Light Emitting Diode» и обозначает все тот же «светодиод».

Из чего состоит светодиод?

Светодиод состоит из полупроводникового кристалла с оптической системой и контактного вывода. Вся эта несложная конструкция находится в корпусе. Современные светодиоды совсем не похожи на те, что использовались раньше лишь для индикации.

схема светодиодного полупроводника

Основные преимущества светодиодов

Светодиод преобразовывает электрический ток в световое излучение почти без выделения тепла, вследствие чего КПД светодиода достаточно высок.
Вырабатываемый свет светодиода, с точки зрения дизайнеров, является более чистым.
В сравнении с другими лампами срок службы светодиода значительно больше.
Конструкция светодиода прочна и надежна.
Для работы светодиодов не требуется высоких напряжений, а значит, они безопасны.

Получение белого света, используя светодиод

светодиод — получение белого света

Тремя способами получается белый свет при помощи светодиода.

1. При помощи технологии RGB (аббревиатура расшифровывается как «RED GREEN BLUE»), то есть, путем смешивания трех цветов – зеленого, синего и красного. Вплотную на матрице хаотично размещаются светодиоды трех цветов. При помощи оптической системы эти цвета смешиваются.
2. На поверхность светодиода, который работает в ультразвуковом диапазоне, наносят люминофоры из трех все тех же цветов – красный, зеленый, синий. По своему принципу метод работы в этом случае похож на действие люминесцентной лампы.
3. На излучающий синий цвет светодиод наносится желто-зеленый люминофор или красно-зеленый. После смешивания цветов получается белый свет.

Оптические и электрические характеристики светодиодов

Светодиоды – это низковольтные приборы. Если использовать данный прибор для индикации, то будет достаточно 2-4 вольт напряжения при силе тока до 50 мА. Если использовать светодиоды для освещения, то ток в цепи будет колебаться от нескольких сотен мА до одного мА при напряжении 2-4 вольта. В светодиодных модулях светодиоды в электрической цепи соединены последовательно, подобно гирлянде, и для их работы нужно напряжение в 12 или 24 вольт.

Светодиоды работают от постоянного тока в цепи, поэтому при подключении очень важно соблюдать его полярность, иначе прибор просто-напросто не будет работать или совсем выйдет из строя. Часто производители на корпусе светодиодного модуля указывают их рабочее напряжение. По правилам для одного диода оно не должно превышать 5 вольт.

Яркость светодиода зависит от диаграммы направленности и осевой силы светового потока. Излучающий светодиодом свет находится в телесном углу от 4є до 140є, последнее зависит от конструкции светодиода. Цветовые параметры определяются координатами цветности, так называемой длиной волны света и цветовой температурой. Эффективность светодиода определяется отношением величины светового потока к затраченной на него энергии.

яркость светодиода

Для чего нужно стабилизировать ток для светодиодов

Как известно, в рабочей цепи сила тока прямо пропорциональна напряжению, то есть, любое изменение напряжения приведет к увеличению тока. При превышении допустимых значений тока можно уменьшить срок использования светодиодов или совсем вывести их из строя. Так же при нестабильном токе яркость светодиода будет постоянно колебаться.

Допустимо ли регулировать яркость светодиодов

Регулировать яркость светодиодов можно, но с одним примечанием. Регулировка яркости возможна с помощью широтно-импульсивного метода модуляции, но ни в коем случае не за счет снижения напряжения. Широтно-импульсную модуляцию можно достигнуть с помощью управляющего блока ШИМ (часто этот блок совмещен вместе с коллектором управления цветом и блоком питания). Метод заключается в том, что в цепи создается импульсивно-модулированный ток вместо постоянного, и от ширины и частоты импульсов тока будет зависеть яркость свечения. Теперь яркость светодиода можно регулировать. Так же изменить температуру цвета светодиода можно при помощи метода диммирования.

светодиодная лента

От чего зависит срок службы светодиода

Существует мнение, что светодиоды долговечны. Но это не совсем верное мнение. Срок использования светодиодов зависит от их нагрева, а это непосредственно зависит от того, какой силы ток проходит через них. Из этого вытекает, что светодиоды с большей мощностью прослужат меньше, чем те, у которых мощность меньше. В среднем срок использования светодиодов с большой мощностью составляет от 20 тысяч часов до 50. Если яркость светодиода уменьшилась, это является признаком его старения. При снижении яркости на 30% и более следует сменить светодиод на новый.

Вредны ли светодиоды для зрения

По своим свойствам свет, излучаемый светодиодом, очень схож с характеристиками света от люминесцентной лампы. Это значит, что светодиодное излучение похоже на монохроматический свет, что являемся основным отличием от солнечного освещения или лампы накаливания. На данный момент отсутствуют глубокие исследования в этой области, поэтому хорошо это или плохо сказать сложно. Так же нет никаких данных о вреде света, излучаемого светодиодами.

Где наиболее выгодно использовать светодиодное освещение

Область, где применяются светодиоды, достаточно обширна. Их можно применять практически везде, можно лишь исключить производственные помещения, в которых их допускается использовать в качестве аварийного освещения.

Дизайнеры широко используют светодиоды в своих проектах из-за их чистого цвета. Так же светодиодное освещение будет незаменимо в условиях жесткой экономии электричества или при высоких требованиях к электробезопасности.

светодиодное освещение квартирыприменение светодиодов для освещения

Применение и возможности светодиодов

светодиоды в электронных устройствахсветодиоды для обозначения дорожных знаков

Впервые светодиоды были изобретены примерно в 60-е годы 20-го века. Но массовое производство и их применение как основного источника света было довольно ограниченно, так как их изготовление требовало достаточно больших денежных средств, и отсутствовал белый и синий цвет. Из-за этих факторов использование светодиодов было ограничено. В основном их применяли для регулировки дорожного движения, в медицинской технике и для передачи информации в опто — волоконных системах.

Лишь к середине 90-х годов начали появляться сверхяркие светодиоды, а вначале 2000х – синие и белые. Постепенно себестоимость светодиодов снизилась, что привлекло внимание производителей и спонсоров к этому источнику света. После этого область, где применяются светодиоды, значительно расширилась. Сначала их использовали как индикаторы в бытовых электронных устройствах и в качестве подсветки в жидкокристаллических экранах. После того, как стало возможным получать любые оттенки с помощью основных цветов, светодиоды стали использовать для конструирования дисплеев, которые позволяют выводить анимацию и полноцветную графику.

Из-за низкого уровня потребляемой мощности LEG-технологии являются самым оптимальным материалом для декоративного освещения. В отличие от люминесцентных ламп, срок использования светодиодов гораздо больше, — примерно в 6-8 раз. Простота сборки и антивандальные качества делают светодиоды конкурентоспособными наряду с остальными искусственными источниками.

светодиоды в массовое использование

Оцените качество статьи:

Что такое LED?

13 Января 2009

Интерес к светодиодам растет быстрее, чем территория их применения в светотехнике. Производители и потребители, продавцы и покупатели — все как будто замерли на старте, боясь отстать от других. И только дизайнеры уже вовсю пользуются уникальными возможностями светодиодов. Давно прошло то время, когда светодиоды были интересны одним лишь ученым. Теперь тема про светодиодные светильники у всех на слуху. Говорят, за ними будущее. Но, может статься, ожидания преувеличены? Узнать бы поточнее!

1. Что такое светодиод?

Светодиод — это полупроводниковый прибор, преобра­зующий электрический ток непосредственно в световое излучение.

Кстати, по-английски светодиод называется light emitting diode, или LED.

2. Из чего состоит светодиод?

Из полупроводникового кристалла на подложке, корпуса с контактными выводами и оптической системы. Современ­ные светодиоды мало похожи на первые корпусные свето-диоды, применявшиеся для индикации. Конструкция мощного светодиода серии Luxeon, выпускаемой компа­нией Lumileds, схематически изображена на рисунке.

Конструкция светодиода Luxeon фирмы Lumileds lighting

3. Как работает светодиод?

Свечение возникает при рекомбинации электронов и дырок в области p-n-перехода. Значит, прежде всего ну­жен p-n-переход, то есть контакт двух полупроводников с разными типами проводимости. Для этого приконтакт-ные слои полупроводникового кристалла легируют раз­ными примесями: по одну сторону акцепторными, по другую — донорскими.

Но не всякий p-n-переход излучает свет. Почему? Во-первых, ширина запрещенной зоны в активной обла­сти светодиода должна быть близка к энергии квантов света видимого диапазона. Во-вторых, вероятность излу­чения при рекомбинации электронно-дырочных пар должна быть высокой, для чего полупроводниковый кри­сталл должен содержать мало дефектов, из-за которых рекомбинация происходит без излучения. Эти условия в той или иной степени противоречат друг другу.

Реально, чтобы соблюсти оба условия, одного р-п-пе-рехода в кристалле оказывается недостаточно, и прихо­дится изготавливать многослойные полупроводниковые структуры, так называемые гетероструктуры, за изуче­ние которых российский физик академик Жорес Алфе­ров получил Нобелевскую премию 2000 года.

4. Означает ли это, что чем больший ток проходит через светодиод, тем он светит ярче?

Разумеется, да. Ведь чем больше ток, тем больше элект­ронов и дырок поступают в зону рекомбинации в едини­цу времени. Но ток нельзя увеличивать до бесконечно­сти. Из-за внутреннего сопротивления полупроводника и p-n-перехода диод перегреется и выйдет из строя.

5. Чем хорош светодиод?

В светодиоде, в отличие от лампы накаливания или люми­несцентной лампы, электрический ток преобразуется не­посредственно в световое излучение, и теоретически это можно сделать почти без потерь. Действительно, светоди­од (при должном теплоотводе) мало нагревается, что дела­ет его незаменимым для некоторых приложений. Далее, светодиод излучает в узкой части спектра, его цвет чист,что особенно ценят дизайнеры, а УФ- и ИК-излучения, как правило, отсутствуют. Светодиод механически про­чен и исключительно надежен, его срок службы может достигать 100 тысяч часов, что почти в 100 раз больше, чем у лампочки накаливания, и в 5 — 10 раз больше, чем у люминесцентной лампы. Наконец, светодиод — низко­вольтный электроприбор, а стало быть, безопасный.

6. Чем плох светодиод?
Только одним — ценой. Пока что цена одного люмена, излученного светодиодом, в 100 раз выше, чем галоген­ной лампой. Но специалисты утверждают, что в ближай­шие 2 — 3 года этот показатель будет снижен в 10 раз.

7. Когда светодиоды начали применяться для освещения?

Первоначально светодиоды применялись исключитель­но для индикации. Чтобы сделать их пригодными для освещения, необходимо было прежде всего научиться изготавливать белые светодиоды, а также увеличить их яркость, а точнее светоотдачу, то есть отношение све­тового потока к потребляемой энергии.

В 60-х и 70-х годах были созданы светодиоды на осно­ве фосфида и арсенида галлия, излучающие в желто-зе­леной, желтой и красной областях спектра. Их применя­ли в световых индикаторах, табло, приборных панелях автомобилей и самолетов, рекламных экранах, различ­ных системах визуализации информации. По светоотда­че светодиоды обогнали обычные лампы накаливания. По долговечности, надежности, безопасности они тоже их превзошли. Одно было плохо — не существовало све-тодиодов синего, сине-зеленого и белого цвета.

К концу 80-х годов в СССР выпускалось более 100 млн светодиодов в год, а мировое производство со­ставляло несколько десятков миллиардов.

8. От чего зависит цвет светодиода?

Исключительно от ширины запрещенной зоны, в кото­рой рекомбинируют электроны и дырки, то есть от мате­риала полупроводника, и от легирующих примесей. Чем «синее» светодиод, тем выше энергия квантов, а значит, тем больше должна быть ширина запрещенной зоны.

9. Какие трудности пришлось преодолеть ученым, чтобы изготовить голубой светодиод?

Голубые светодиоды можно сделать на основе полу­проводников с большой шириной запрещенной зо­ны — карбида кремния, соединений элементов II и IV группы или нитридов элементов III группы. (Помните таблицу Менделеева?)

У светодиодов на основе SiC оказался слишком мал кпд и низок квантовый выход излучения (то есть число излученных квантов на одну рекомбинировавшую пару). У светодиодов на основе твердых растворов селенида цинка ZnSe квантовый выход был выше, но они перегре­вались из-за большого сопротивления и служили недол­го. Оставалась надежда на нитриды.

Нитрид галлия GaN плавится при 2000 °С, при этом рав­новесное давление паров азота составляет 40 атмосфер; яс­но, что растить такие кристаллы непросто. Аналогичные соединения — нитрилы алюминия и индия — тоже полу­проводники. Их соединения образуют тройные твердые растворы с шириной запрещенной зоны, зависящей от со­става, который можно подобрать так, чтобы генерировать свет нужной длины волны, в том числе и синий. Но… проб­лему не удавалось решить до конца 80-х годов.

Первым, еще в 70-х, голубой светодиод на основе пле­нок нитрида галлия на сапфировой подложке удалось по­лучить профессору Жаку Панкову (Якову Исаевичу Панчечникову) из фирмы IBM (США). Квантовый выход был достаточен для практических применений, однако руководство сказало: «Ну, это ж на сапфире — дорого и не так уж ярко, к тому же p-n-переход нехорош…» — и работы Панкова не поддержали.

Между тем группа Сапарина и Чукичева из МГУ об­наружила, что под действием электронного пучка GaN с примесью цинка становится ярким люминофором, и да­же запатентовала устройство оптической памяти. Но то­гда загадочное явление объяснить не удалось.

Это сделали японцы — профессор И. Акасаки и док­тор X. Амано из университета Нагоя. Обработав плен­ку GaN с примесью магния электронным пучком со сканированием, они получили ярко люминесцирую-щий слой р-типа с высокой концентрацией дырок. Од­нако разработчики светодиодов не обратили должного внимания на их публикации.

Лишь в 1989 году доктор Ш. Накамура из фирмы Nichia Chemical, исследуя пленки нитридов элементов III группы, сумел воспользоваться результатами про­фессора Акасаки. Он так подобрал легирование (Мд, Zn) и термообработку, заменив ею электронное скани­рование, что смог получить эффективно инжектирую­щие слои р-типа в GaN-гетероструктурах. Вот как был получен голубой светодиод.

Фирма Nichia запатентовала ключевые этапы техно­логии и к концу 1997 года выпускала уже 10 — 20 млн го­лубых и зеленых светодиодов в месяц, а в январе 1998 го­да приступила к выпуску белых светодиодов.

10. Что такое квантовый выход светодиода?

Квантовый выход — это число излученных квантов све­та на одну рекомбинировавшую электронно-дырочную пару. Различают внутренний и внешний квантовый вы­ход. Внутренний — в самом p-n-переходе, внешний — для прибора в целом (ведь свет может теряться «по до-роге» — поглощаться, рассеиваться). Внутренний кван­товый выход для хороших кристаллов с хорошим тепло-отводом достигает почти 100%, рекорд внешнего кван­тового выхода для красных светодиодов составляет 55%, а ддя синих — 35%.

Внешний квантовый выход — одна из основных ха­рактеристик эффективности светодиода.

11. Как получить белый свет

с использованием светодиодов?

Существует три способа получения белого света от све­тодиодов. Первый — смешивание цветов по технологии RGB. На одной матрице плотно размещаются красные, голубые и зеленые светодиоды, излучение которых смешивается при помощи оптической системы, напри­мер линзы. В результате получается белый свет. Второй способ заключается в том, что на поверхность светоди­ода, излучающего в ультрафиолетовом диапазоне (есть и такие), наносится три люминофора, излучающих, со­ответственно, голубой, зеленый и красный свет. Это похоже на то, как светит люминесцентная лампа. И на­конец в третьем способе желто-зеленый или зеленый плюс красный люминофор наносятся на голубой свето-диод, так что два или три излучения смешиваются, об­разуя белый или близкий к белому свет.

12. Какой из трех способов лучше?

У каждого способа есть свои достоинства и недостатки. Технология RGB в принципе позволяет не только полу­чить белый цвет, но и перемещаться по цветовой диа­грамме при изменении тока через разные светодиоды. Этим процессом можно управлять вручную или по­средством программы, можно также получать различ­ные цветовые температуры. Поэтому RGB-матрицы широко используются в светодинамических системах. Кроме того, большое количество светодиодов в матри­це обеспечивает высокий суммарный световой поток и большую осевую силу света. Но световое пятно из-за аберраций оптической системы имеет неодинаковый цвет в центре и по краям, а главное, из-за неравномер­ного отвода тепла с краев матрицы и из ее середины светодиоды нагреваются по-разному, и, соответствен­но, по-разному изменяется их цвет в процессе старе­ния — суммарные цветовая температура и цвет «плы­вут» за время эксплуатации. Это неприятное явление достаточно сложно и дорого скомпенсировать.

Белые светодиоды с люминофорами существенно деше­вле, чем светодиодные RGB-матрицы (в пересчете на еди­ницу светового потока), и позволяют получить хороший бе­лый цвет. И для них в принципе не проблема попасть в точку с координатами (0.33, 0.33) на цветовой диаграмме МКО. Недостатки же таковы: во-первых, у них меньше, чем у RGB-матриц, светоотдача из-за преобразования света в слое люминофора; во-вторых, достаточно трудно точно проконтролировать равномерность нанесения люминофо-ра в технологическом процессе и, следовательно, цветовую температуру; и наконец в-третьих — люминофор тоже ста­реет, причем быстрее, чем сам светодиод.

Промышленность выпускает как светодиоды с люми­нофором, так и RGB-матрицы — у них разные области применения.

13. Каковы электрические и оптические характеристики светодиодов?

Светодиод — низковольтный прибор. Обычный свето­диод, применяемый для индикации, потребляет от 2 до 4 В постоянного напряжения при токе до 50 мА. Свето­диод, который используется для освещения, потребля­ет такое же напряжение, но ток выше — от нескольких сотен мА до 1 А в проекте. В светодиодном модуле от­дельные светодиоды могут быть включены последова­тельно и суммарное напряжение оказывается более высоким (обычно 12 или 24 В).

При подключении светодиода необходимо соблюдать полярность, иначе прибор может выйти из строя. Напря­жение пробоя указывается изготовителем и обычно со­ставляет более 5 В для одного светодиода.

Яркость светодиода характеризуется световым пото­ком и осевой силой света, а также диаграммой направ­ленности. Существующие светодиоды разных конструк­ций излучают в телесном угле от 4 до 140 градусов. Цвет, как обычно, определяется координатами цветности и цве­товой температурой, а также длиной волны излучения.

Для сравнения эффективности светодиодов между собой и с другими источниками света используется све­тоотдача: величина светового потока на один ватт элект­рической мощности. Также интересной маркетинговой характеристикой оказывается цена одного люмена.

14. Как реагирует светодиод на повышение температуры?

Говоря о температуре светодиода, необходимо различать температуру на поверхности кристалла и в области p-n-перехода. От первой зависит срок службы, от второй — световой выход. В целом с повышением температуры p-n-перехода яркость светодиода падает, потому что уменьшается внутренний квантовый выход из-за влияния колебаний кристаллической решетки. Поэтому так важен хороший теплоотвод.

Падение яркости с повышением температуры не одинаково у светодиодов разных цветов. Оно больше у AlGalnP- и AeGaAs-светодиодов, то есть у красных и желтых, и меньше у InGaN, то есть у зеленых, синих и белых.

15. Почему нужно стабилизировать ток через светодиод?

Как видно из рисунка, в рабочих режимах ток экспонен­циально зависит от напряжения и незначительные изме­нения напряжения приводят к большим изменениям тока.Поскольку световой выход прямо пропорционален току, то и яркость светодиода оказывается нестабильной. Поэ­тому ток необходимо стабилизировать. Кроме того, если ток превысит допустимый предел, то перегрев светодиода может привести к его ускоренному старению.

16. Для чего светодиоду требуется конвертор?

Конвертор (в англоязычной терминологии driver) для светодиода — то же, что балласт для лампы. Он стаби­лизирует ток, протекающий через светодиод.

17. Можно ли регулировать яркость светодиода?

Яркость светодиодов очень хорошо поддается регули­рованию, но не за счет снижения напряжения пита­ния — этого-то как раз делать нельзя, — а так называе­мым методом широтно-импульсной модуляции (ШИМ), для чего необходим специальный управляю­щий блок (реально он может быть совмещен с блоком питания и конвертором, а также с контроллером упра­вления цветом RGB-матрицы). Метод ШИМ заключа­ется в том, что на светодиод подается не постоянный, а импульсно-модулированный ток, причем частота сиг­нала должна составлять сотни или тысячи герц, а ши­рина импульсов и пауз между ними может изменяться. Средняя яркость светодиода становится управляемой, в то же время светодиод не гаснет.

Небольшое изменение цветовой температуры свето­диода при диммировании несравнимо с аналогичным смещением для ламп накаливания.

18. Чем определяется срок службы светодиода?

Считается, что светодиоды исключительно долговеч­ны. Но это не совсем так. Чем больший ток пропуска­ется через светодиод в процессе его службы, тем вы­ше его температура и тем быстрее наступает старение. Поэтому срок службы у мощных светодио­дов короче, чем у маломощных сигнальных, и состав-ляет в настоящее время 20 — 50 тысяч часов. Старение выражается в первую очередь в уменьшении яркости. Когда яркость снижается на 30% или наполовину, све­тодиод надо менять.

19. «Портится» ли цвет светодиода с течением времени?
Старение светодиода связано не только со снижением его яркости, но и с изменением цвета. В настоящее вре­мя нет стандартов, которые позволили бы выразить ко­личественно изменение цвета светодиодов в процессе старения и сравнить с другими источниками.

20. Не вреден ли светодиод для человеческого глаза?

Спектр излучения светодиода близок к монохроматиче­скому, в чем его кардинальное отличие от спектра солн­ца или лампы накаливания. Хорошо это или плохо — доподлинно не известно, потому что, насколько я знаю, серьезных исследований в этой области нигде не прово­дилось. Какие-либо данные о вредном воздействии све­тодиодов на человеческий глаз отсутствуют.

Есть надежда, что вскоре влияние светодиодов на зрение будет изучено досконально. Проблемой заинте­ресовался академик Михаил Аркадьевич Остров­ский — крупный специалист в области цветного зре­ния. Тема, за решение которой он взялся, называется так: «Психофизическое восприятие светодиодного ос­вещения системой зрения человека».

21. Когда и как сверхъяркие светодиоды появились в России?

Об этом лучше всех расскажет профессор Юнович.

— Люминесценцию карбида кремния впервые на­блюдал Олег Владимирович Лосев в Нижегородской радиотехнической лаборатории в 1923 г. и показал, что она возникает вблизи p-n-перехода. Первая науч­ная статья о кристаллах нитрида галлия была опубли­кована профессором МГУ Г.С. Ждановым в 30-х гг. Люминесценцию в гетероструктурах на основе арсе-нида галлия впервые исследовали в лаборатории Ж.И. Алферова в 60-х гг. и показали, что можно соз­дать структуры с внутренним квантовым выходом близким к 100%. Разработки структур и светодиодов на основе нитрида галлия велись в ленинградских По­литехническом и Электротехническом институтах, в Калуге, в Зеленограде в 70-х гг., но они тогда не при­вели к созданию эффективных голубых светодиодов.

В 1995 году я прочел первые статьи Накамуры и понял, что «голубая проблема» в принципе решена. Тогда же я получил грант соросовского фонда. В декабре на эти день­ги я смог поехать на конференцию в США, и там профес­сор Жак Панков познакомил меня с Ш. Накамурой. Я за­бросил наживку: мол, хочу приобщить студентов Московского университета к передовым достижениям вобласти голубых светодиодов и рассказать им о столь за­мечательном изобретении. Рыбка клюнула, и в феврале я получил от д-ра Ш. Накамуры из Японии бандеролью 10 светодиодов от фиолетового до зеленого. Все потом ока­залось просто — фирма Nichia Chemical начинала выпуск светодиодов на рынок и была заинтересована в научной рекламе. В лаборатории МГУ мы их досконально исследо­вали, сняли все характеристики и получили новые науч­ные результаты. Д-р Ш. Накамура дал любезное согласие на совместную публикацию наших первых статей.

Одновременно специалисты из группы Бориса Фера-понтовича Тринчука в Зеленограде продемонстрировали образцы зеленых светодиодов начальникам из ГАИ и по­лучили положительный отзыв. Все дело в том, что эта группа сделала опытный образец светодиодного светофо­ра, но у них не было хороших зеленых светодиодов. Све­тофоры с новыми сверхъяркими зелеными светодиодами намного превосходили светофоры с лампами, и москов­ское правительство сделало заказ на 1000 светодиодных светофоров к 850-летию Москвы. Такое везение!

Как раз тогда у нас гостила киргизская скрипачка Райкан Карагулова — выпускница Московской консер­ватории, ученица моей жены, которая работала в Япо­нии первым концертмейстером симфонического оркест­ра в Осаке. Выяснилось, что место ее работы находится неподалеку от фирмы Nichia Chemical! Б.Ф. Тринчук дал ей тысячу долларов и попросил купить на них и при­слать на мой адрес 200 зеленых светодиодов. Из них бы­ли изготовлены первые светофоры из той юбилейной тысячи. Москва стала первым в мире городом с массо­вымприменением светодиодных светофоров.

Наши ученые и инженеры в НИИ «Сапфир» пыта­лись повторить достижение японцев и изготовитьструк­туры на основе нитридов для голубых и зеленых свето­диодов на старой эпитаксиальной установке, которую пришлось модернизировать, чтобы достичь более высо­ких температур и давлений. Но инициатива заглохла из-за отсутствия денег и интереса руководства.

22. Какие на сегодняшний день существуют технологии изготовления светодиодов и светодиодных модулей?

Что касается выращивания кристаллов, то основная тех­нология — металлоорганическая эпитаксия. Для этого процесса необходимы особо чистые газы. В современных установках предусмотрены автоматизация и контроль состава газов, их раздельные потоки, точная регулировка температуры газов и подложек. Толщины выращивае­мых слоев измеряются и контролируются в пределах от десятков ангстрем до нескольких микрон. Разные слои необходимо легировать примесями, донорами или акцеп­торами, чтобы создать p-n-переход с большой концентра­цией электронов в n-области и дырок — в р-области.

За один процесс, который длится несколько часов, мож­но вырастить структуры на 6 — 12 подложках диаметром50 — 75 мм. Очень важно обеспечить и проконтролировать однородность структур на поверхности подложек. Стои­мость установок для эпитаксиального роста полупроводни­ковых нитридов, разработанных в Европе (фирмы Aixtron и Thomas Swan) и США (Emcore), достигает 1,5 — 2 млн долла­ров. Опыт разных фирм показал, что научиться получать на такой установке конкурентоспособные структуры с необ­ходимыми параметрами можно за время от одного года до трех лет. Это — технология, требующая высокой культуры.

Важным этапом технологии является планарная об­работка пленок: их травление, создание контактов к п- и р-слоям, покрытие металлическими пленками для кон­тактных выводов. Пленку, выращенную на одной под­ложке, можно разрезать на несколько тысяч чипов раз­мерами от 0,24×0,24 до 1×1 мм2.

Следующим шагом является создание светодиодов из этих чипов. Необходимо смонтировать кристалл в кор­пусе, сделать контактные выводы, изготовить оптиче­ские покрытия, просветляющие поверхность для вывода излучения или отражающие его. Если это белый свето-диод, то нужно равномерно нанести люминофор. Надо обеспечить теплоотвод от кристалла и корпуса, сделать пластиковый купол, фокусирующий излучение в нуж­ный телесный угол. Около половины стоимости светоди-ода определяется этими этапами высокой технологии.

Необходимость повышения мощности для увеличе­ния светового потока привела к тому, что традиционная форма корпусного светодиода перестала удовлетворять производителей из-за недостаточного теплоотвода. Надо было максимально приблизить чип к теплопроводящей поверхности. В связи с этим на смену традиционной тех­нологии и несколько более совершенной SMD-техноло-гии (surface montage details — поверхностный монтаж деталей) приходит наиболее передовая технология СОВ (chip on board). Светодиод, изготовленный по техноло­гии СОВ, схематически изображен на рисунке.

Светодиоды, выполненные по SMD- и СОВ-техноло-гии, монтируются (приклеиваются) непосредственно на общую подложку, которая может исполнять роль радиа­тора — в этом случае она делается из металла. Так созда­ются светодиодные модули, которые могут иметь линей­ную, прямоугольную или круглую форму, бытьжесткими или гибкими, короче, призваны удовлетворить любую прихоть дизайнера. Появляются и светодиодные лампы с таким же цоколем, как у низковольтных гало­генных, призванные им на замену. А для мощных све­тильников и прожекторов изготавливаются светодиод­ные сборки на круглом массивном радиаторе.

Раньше в светодиодных сборках было очень много светодиодов. Сейчас, по мере увеличения мощности, светодиодов становится меньше, зато оптическая систе­ма, направляющая световой поток в нужный телесный угол, играет все большую роль.

 23. Кто в мире сегодня производит светодиоды?

Чтобы делать качественные светодиоды в нужном количест­ве, понадобилось слияние двух отраслей — электронной и светотехнической. Все западные гиганты, производящие све­тодиоды для светотехники по полному циклу, начиная с про­изводства чипов и заканчиваяразличными светодиодными модулями и сборками, а также светильниками на их основе, идут по этому пути. General Electric заключила союз с произ­водителем полупроводниковых приборов Emcore, создав компанию GEL Core. Philips Lighting совместно с Agilent, до­черней компанией Hewlett-Packard, создали предприятие LumiLeds. Osram объединяет усилия с полупроводниковыми предприятиями своей материнской компании Siemens. Как заметил Макаранд Чипалкатти, менеджер по маркетингу из подразделения Opto Semiconductorsкомпании Osram Sylvania, специализирующемуся на устройствах LED, произ­водители светотехники сами уничтожают свой бизнес. Но если сегодня не «наступить на горло собственной песне», то завтра придут другие и сделают это куда более жестко.

Впрочем, существуют компании, специализирующи­еся только на производстве чипов. Это предприятия ра­диоэлектронной промышленности, и они не занимаются светотехникой. К их числу относится Nichia Chemical.

Итак, перечислим основных производителей.

Чипы и отдельные светодиоды производят компании Сгее (www.cree.com), LumiLeds Lighting (www.lumileds.com), Nichia Corporation (www.nichia.com), Opto Technology (www.optotech.com), Osram Opto Semiconductors (www.osram-os.com), GEL Core (www.gelcore.com).Массо­вое производство структур и чипов для светодиодов ведут тайваньские фирмы Lite-On, Taiwan Oasis и др.

В России светодиоды производят компании «Корвет Лайт» (www.corvette-lights.ru), «Светлана Оптоэлектро-ника» (www.svetlana-o.spb.ru), «Оптэл», «Оптоника» (www.optonica.ru). По конструкции и технологическому исполнению наши светодиоды не уступают зарубежным,специалисты перечисленных компаний имеют соответ­ствующие патенты. В Москве и Санкт-Петербурге есть возможность выращивать собственные чипы — напри­мер, эпитаксиальная установка имеется в Санкт-Петер­бургском физтехе, — но для промышленного производ­ства необходимо крупное финансирование, и пока наши компании используют зарубежные чипы. 24. Каковы основные производители светодиодных модулей и сборок и представленные ими модельные ряды?

Светодиоды и светодиодные модули на основе чипов собственного или чужого производства выпускают ком­пании Lumileds Lighting, OsramOpto Semiconductors, GEL Core, Vossloh-Schwabe (www.vossloh-schwabe.com, www.vs-optoelectronic.com), Color Kinetics(www.colorkinetics.com), Tridonic Atco (www.tridonic.com) и др. В этой статье приводятся мо­дельные ряды светодиодных модулей компанийOsram Opto Semiconductors, Vossloh-Schwabe и LumiLeds Lighting, представленные на российском рынке.

Алексей Рябов

Светодиодное освещение — Энергетика и промышленность России — № 15-16 (131-132) август 2009 года — WWW.EPRUSSIA.RU

Газета «Энергетика и промышленность России» | № 15-16 (131-132) август 2009 года

В последнее время у ламп накаливания и люминесцентных ламп появился конкурент – светодиоды. Развитие последних задерживает высокая цена, а также отсутствие рациональных конструкций. Разработав практичные виды светильников, их можно будет использовать прежде всего в промышленном секторе, где эффективность более важный фактор, чем стоимость.

Светодиодные светильники обладают, по сравнению с предшественниками, многими достоинствами: монохромность света, малые размеры, стойкость к механическим повреждениям. Кроме того, светодиоды слабо греются.

То, что светодиоды питаются малыми напряжениями, позволяет свести на нет опасность коротких замыканий, а также избавиться от крупных проводов, которые являются неотъемлемой частью систем освещения газоразрядных ламп.

Светодиодные светильники не только будут более эффективными и экономичными, но и смогут принципиально решать проблемы экологической, пожаро- и взрывобезопасности, то есть светодиоды не требуют громоздких защитных конструкций, как, например, газоразрядные лампы.

В работе проведен анализ рынка освещения, а также определение главных критериев оценки рентабельности освещения различными потребителями. Этот анализ показал, что в сектор промышленного освещения светодиодные световые приборы могут успешно внедряться уже сейчас.

На сегодняшний день светодиоды применяются для узкого спектра работ – рекламное освещение и подсветка.

Это не только ограничивает в действии уже существующие достоинства светодиодов, но и не позволяет им развиваться по многим направлениям.

Идеи по созданию светодиодных светильников не новы, и сегодня существует достаточно много моделей светодиодных световых приборов. Они имеют множество недостатков.

Например, их несовершенная и нерациональная конструкция приводит к тому, что светильники эти дороги, обладают низким КПД, неподходящей для освещения кривой распределения силы света, а также сильнейшим слепящим эффектом. Для промышленного освещения это недопустимо, поэтому вопрос разработки рациональных конструкций светодиодных светильников остается открытым.

Перед нами была поставлена задача по разработке светодиодных светильников для промышленного освещения, в первую очередь для таких областей, как шахтное, аварийное и судовое освещение. Для начала следовало определить основные требования к таким светильникам. Это взрывобезопасность, пожаробезопасность, низкий слепящий эффект, ударостойкость, экономичность, эффективность.

Одним из важных недостатков всех существующих источников света является слепящий эффект, который снижает производительность рабочих. Несмотря на узкий пучок света светодиодов, именно благодаря этому свойству несложно уменьшить слепящий эффект. Направленный слепящий свет можно рассеять с помощью менее сложных оптических систем и с меньшими потерями энергии, чем рассеянный слепящий свет газоразрядных ламп.

Вопрос о материале для корпуса светильника был решен в пользу поликарбоната или оргстекла, потому что эти материалы очень прочны, просты для обработки, сравнительно недороги, имеют различные светопропускные способности. Большинство поликарбонатов при горении не выделяют вредных химических веществ, что немаловажно для шахтного и судового освещения.

В результате исследований был создан первый опытный образец светодиодного светильника. На двух гранях прямоугольного листа поликарбоната толщиной 10 мм расположены две светодиодные линейки. Созданием полукруглых скосов мы добиваемся максимально равномерного рассеяния света с минимумом потерь.

Светодиодные линейки состоят из кластеров, включенных параллельно. Внутри кластера расположены три светодиода, включенных последовательно. Эти параметры были подобраны как наиболее удобные при подключении к блокам питания.

Были определены основные параметры светильника. В первую очередь был определен т. н. КПД светильника, т. е. отношение выходящего светового потока к световому потоку источников света. Он оказался равен 60 %. Реальный КПД может быть меньше на 10‑20 %, т. к. не учтен КПД светодиодов.

Главнейшей характеристикой светильника в светотехнике является кривая распределения силы света – график зависимости силы света от направления в полярных координатах. Была проведена серия экспериментов, позволившая построить кривую распределения силы света, а также освещенности и яркости в зависимости от направления. Сравнение полученной кривой с аналогичными характеристиками у газоразрядных ламп показало, что достигнуто сильное рассеяние света, а визуальная оценка и оценка изменения яркости от направления показали, что слепящий эффект очень мал.

Характерен участок кривой распределения в направлениях больше 90 °С. Сила света в этих направлениях больше нуля и постепенно убывает до нуля в направлении около 110 градусов. Это позволяет избежать резких теней на потолках, благодаря чему глаз не должен адаптироваться при переводе взгляда.

Также был проведен эксперимент по определению зависимости освещенности белого экрана от высоты светильника над ним, а затем построен график. Анализ эксперимента показал, что из‑за большого рассеяния света освещенность быстро убывает, однако при этом светильник не дает светового пятна на поверхностях и равномерно освещает помещение.

Светодиоды питаются постоянным током, что вынуждает к использованию блоков питания. Однако это имеет и свои преимущества. В первую очередь, расположить в комнате или цехе блок питания и тонкие провода гораздо безопаснее, чем проводку под 220 В. 

Следующий образец позволяет нам обойтись без перехода линза – воздух – стекло, что делает выше КПД, а также принципиально позволяет использовать любые светодиоды. Эта конструкция проста в сборке и обладает малой себестоимостью.

Светильник состоит из системы отражателей и корпуса. Корпус представляет собой одну большую и две малые оси, на которые надеты кластеры. Оси крепятся к верхнему отражателю – тонкой пластине поликарбоната, покрытой отражающим слоем, рассеивающей свет и отражающей его в необходимом направлении. Кластеры могут вращаться около оси, а малые оси – еще и вокруг своей оси, что позволяет немного регулировать направление лучей от светильника. Отражатели сделаны таким образом, чтобы отраженный от них свет не попадал на источники. При необходимости можно монтировать нижний отражатель под главной осью, для уменьшения потерь света.

Любой источник света может быть лишь в двух состояниях – включенным или выключенным. При наличии дополнительного солнечного – естественного – освещения на производстве это может приводить либо к нарушениям норм освещения, либо к нерациональному использованию электроэнергии. Поэтому решено создать систему, которая будет регулировать яркость светильника.

Такие технологии далеко не новы, однако в силу простоты работы светодиода в нашем случае будут проще. Фотометр фиксирует освещенность, компьютер сравнивает ее с ГОСТом и, при необходимости, изменяет ток, благодаря чему яркость светильника изменяется на разницу между стандартом и результатом измерений.

Система позволяет в любое время суток и при любой погоде поддерживать одинаковую освещенность в помещении.

Светодиодные светильники принципиально могут обладать свойством конструктора, то есть мы можем создавать так называемые элементарные модули освещения, а затем предоставлять потребителю возможность монтировать свою индивидуальную систему освещения.

Светильник состоит из трубки или пластинки из молочного поликарбоната. Длина корпуса подбирается так, чтобы в середине корпуса свет каждого светодиода рассеялся на вкраплениях практически до нуля. Это позволит создать равнояркость. В процессе дальнейшей работы была разработана табличка для аварийного освещения, которая имеет множество преимуществ в сравнении с ныне существующими, использующими лампы накаливания.

Использование светодиодов позволило в два раза сократить толщину таблички. А также существенно понизить напряжение питания и питаемую мощность, что значительно повышает ее жизнеспособность и надежность при аварийных ситуациях. К тому же она обладает большой ударостойкостью в отличие от табличек с лампами накаливания.

Состоит она из листа поликарбоната, в котором размещаются 6 светодиодов в два кластера. На другой стороне листа напротив светодиодов располагаются линзы, которые рассеивают свет. На некотором расстоянии от линз закрепляется на болтах непосредственно светящаяся часть таблички – лист молочного поликарбоната, на который наклеена полупрозрачная цветная пленка с вырезанными на ней символами. Номинальная мощность таблички – 18 Вт, номинальное напряжение – 12 В.

Расстояние от молочного листа до линз подбиралось из геометрических расчетов, чтобы достигалась максимальная равнояркость листа.

Таким образом, в данной работе не только глубоко рассмотрена современная ситуация на рынке освещения. Были проанализированы потенциал светодиодов, области, в которых они могут применяться сейчас и в будущем.

Также было предложено несколько конструктивных моделей светодиодных светильников, модель светодиодов, а также таблички для аварийного освещения, которые позволяют решить множество существующих проблем в освещении и увеличить степень безопасности систем освещения. Также были предложены системы авторегулировки освещения и питания от солнечных батарей, что позволит в будущем светодиодным светильникам стать гораздо более функционально богатыми, чем другие виды освещения сейчас.

Преимущества светодиодного освещения перед традиционными источниками света

Мир выбирает светодиоды вместо ламп. Президент США Джордж Буш подписал закон, согласно которому обычные бытовые лампочки будут практически полностью заменены на энергосберегающие в 2014 году. Но по мнению российских ученых, одним из самых перспективных направлений в освещении является внедрение светодиодов. Разработками этого направления в рамках госпрограмм занимаются в Соединенных Штатах, в Китае, в Японии, Корее, Австралии, на Тайване. В России необходимо создание программы развития светодиодной промышленности, светотехнических устройств на основе светодиодов и применения этих устройств в общем освещении, считает доктор физико-технических наук, профессор МГУ Александр Эммануилович Юнович.

По мнению профессора, светодиодное освещение — проблема глобальная, имеющая научное обоснование; ее решение будет иметь не только экономические, но и социальные последствия. Этой проблеме был посвящен его доклад «Современное состояние и тенденции развития светодиодов и светодиодного освещения» на выставке «Интерлайт-2007». Стенды выставки демонстрировали как готовую светотехническую продукцию (уличные светильники, светодиодные лампы с цоколем, гирлянды), так и светодиоды и компоненты для их изготовления. Больше половины участников выставки составили отечественные компании — больше половины выставленной ими продукции оказалась импортной. Часть электрической энергии, расходуемой на освещение, составляет в мире около 21% от общего количества потребляемой электроэнергии.

Светодиод — это прибор, который с высоким коэффициентом полезного действия преобразует электрическую энергию в световую. Новые источники света, светодиоды, позволят сэкономить электроэнергию, оцениваемую миллиардами долларов, и решить часть экологических проблем, связанных с глобальным потеплением. Исследования в области светодиодов проводились еще в начале 20 века: в 1907 году Дж. Раунд в Америке наблюдал электролюминесценцию в карбиде кремния, а позже, независимо от него, в 20-е годы Олег Владимирович Лосев открыл «эффект Лосева». В 1939 году О.В.Лосев написал, что это явление возникает на границе р и n областей. Эта статья опережала работы 1949 г. о р-n переходах и основанных на них транзисторах, за которые В. Шокли, Дж.Бардин и У.Браттейн получили нобелевскую премию. Следующим важнейшим шагом в истории светодиодов стало открытие Жоресом Ивановичем Алферовым и его школой свойств гетеропереходов (Нобелевская премия 2000 г.). Гетеропереход — контакт двух различных по химическому составу полупроводников.

Полупроводниковые структуры, имеющие несколько гетеропереходов, называются гетероструктурами. В 90-е годы японские ученые, И.Акасаки, Х.Амано, Ш.Накамура добились значимых результатов в области изучения светодиодов на основе нитрида галлия. Физика, связанная с гетеропереходами, была использована в структурах с контактами нитрид галлия — нитриды индия/галлия и галлия/алюминия. «В этих приборах используются десятки слоев, толщина которых составляет несколько или десятки постоянных кристаллической решетки (постоянная решетки — это шаг размером порядка нанометров, при сдвиге решётки на этот шаг она совпадает сама с собой).

Светодиодное освещение в школах, противоречия требований

     При применении светодиодных светильников в детских садах и лечебных учреждениях крайне трудно выполнить требование, касающееся недопущения попадания в поле зрения прямого излучения светодиодов (требование п. 3.1.5 СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03).  Так как и дети в детских садах, и проходящие лечение в медицинских учреждениях могут находиться в лежачем положении, и в этом случае направление взгляда может совпасть с осью светового отверстия светильника. В таком случае никакие защитные углы осветительного прибора не защитят глаза от слепящего воздействия источников света. Проблема в том, что значительный световой поток излучается сравнительно малой поверхностью светодиода, что и вызывает зрительный дискомфорт при попадании в поле зрения прямого излучения светодиодов – светящаяся поверхность светодиода очень яркая.

     Хотя, если использовать светильники отраженного света, у которых световой поток направлен на потолок, то можно обеспечить хорошую световую среду и в спальных помещениях. В этом случае помещение освещается светом, отраженным от потолка. Если такие светильники подвесить на расстоянии 0,5 – 1 метра от потолка, а потолок покрасить качественной белой краской с хорошей отражательной способностью, то лишь 15 – 20 % светового потока будет потеряно. Но зато таким образом можно обеспечить комфортное освещение.

     Основные проблемы светодиодного освещения:

1. Пульсации светового потока. Некоторые светильники имеют пульсации 30-50%, а пульсации светового потока у отдельных экземпляров достигают 90%.  Многие производители светодиодных осветительных приборов эту проблему давно решили. Но, пока еще значительная часть светильников не удовлетворяет современным требованиям.

      А механизма контроля качества осветительных приборов по существу нет. Это одна из главных причин, почему внедрение светодиодных источников света проходит столь медленно, несмотря на запрет использования ламп накаливая мощностью 100 Вт и выше и планов по запрету производства ламп накаливания мощностью 60 и 75 Вт.

     Наш зрительный аппарат воспринимает пульсации освещенности с частотой электрической сети, но мозг проделывает большую работу, что бы мы видели окружающую обстановку как бы при неизменной во времени освещенности. При уровне пульсаций более 20% мозг перегружается, в результате чего появляется синдром «вечной усталости», который сопровождается повышенной утомляемостью, головными болями и другими неприятными явлениями. У взрослых наблюдается потеря трудоспособности на десятки процентов. А школьники перестают усваивать изучаемый материал.

     Аналогичная проблема наличия пульсаций светового потока присуща и светильникам с люминесцентными лампами. Но использование электронных пускорегулирующих аппаратов позволяет обеспечить пульсации не боле 2-3% в течение всего срока службы светильника.

2. Увеличение пульсаций светового потока после 1 — 2 лет эксплуатации светильника. Сам светодиод может проработать и 50 тысяч часов. Но электронные компоненты, входящие в состав блоков управления светильников часто выходят из строя значительно раньше. Особенно если блок управления расположен непосредственно в корпусе самого источника света и подвергается значительному нагреву. В первую очередь выходят из строя электролитические конденсаторы, осуществляющие сглаживание пульсаций напряжения. Именно поэтому на упаковке светодиодной лампы, предназначенной для прямой замены ламп накаливания, можно прочитать две противоречивые надписи:

— время работы 25 лет;

— гарантийные обязательства 1 год.

     То есть производитель гарантирует сохранение параметров лампы всего лишь в течение одного года. Поэтому производители светодиодов часто «забывают» указывать важнейший параметр источника света – пульсации светового потока. Но в течение 25 лет ни один электролитический конденсатор, работающий при высокой температуре окружающей среды, не сохранит своих параметров. Очень часто уже по прошествии 2 – 3 лет они вспучиваются и выходят из строя. Поэтому блок управления всегда, если есть возможность, стараются выполнить отдельно от самой лампы, что позволяет избежать нагрева электронных компонентов и увеличить их срок службы.

     У ламп накаливания пульсации светового потока находятся в пределах 10 – 15% (чем мощнее лампа, тем меньше пульсации) и практически не меняются в течение всего срока службы лампы. Если лампа накаливания подключена к электрической сети без использования регулятора яркости (диммера), изменяющего напряжение на лампе, то она всегда работает хорошо весь свой срок службы (около 1000 часов, галогенные лампы накаливания могут работать 2 – 3 тысячи часов). Использование диммеров часто приводит к возникновению пульсаций при  низких напряжениях на лампе и лампы иногда даже гудят. Лампа накаливания вследствие инерционности нагретой нити спирали не может иметь пульсации светового потока десятки процентов. Она работает либо хорошо, либо не работает после перегорания нити спирали. И, к сожалению, все ограничения на использование ламп накаливания преждевременны, так как пока взамен этим источникам света с гарантированным качеством (качество обеспечивается самой конструкцией лампы накаливания) не предложены никакие другие источники света с таким же гарантированным качеством. Обустраивая светодиодное освещение, мы можем приобрести светильники, имеющие как лучшие параметры по сравнению с лампами накаливания, так и существенно худшие. Качество светодиодного светильника или лампы, заменяющей лампу накаливания, в первую очередь зависит не от качества самих светодиодов, а от использованной схемы блока управления и от качества использованных электронных компонентов. Причем у одного и того же производителя светодиодных светильников могут быть как качественные осветительные приборы, так и не отвечающие современным требованиям.

3. Наличие опасной для глаз синей составляющей в спектре излучения. Эта неприятная особенность светодиодных источников света широко описана в литературе, например в подборке статей  в журнале  «Светотехника» №3 за 2012 год, (http://www.sveto-tekhnika.ru/files/2012/2012_3_ru.pdf) и отражена в стандартах: ГОСТ Р МЭК 62471-2013 «Лампы и ламповые системы. Светобиологическая безопасность» и в статье Освещение — требования к спектру ламп.

     Что бы избежать воздействия на глаза синей составляющей света следует использовать светодиоды с цветовой температурой не выше 4000К , а для освещения помещений для детей 3000К и ниже. Лампы с более низкими значениями цветовой температуры используют в спальных помещениях.

4. Светодиодные светильники, как отмечалось выше, часто слепят глаза из-за большой яркости  поверхности светодиода. Поэтому следует использовать светильники, у которых либо световой поток направлен на потолок, либо с качественными рассеивателями, обеспечивающими равномерную яркость выходного отверстия светильника. Но если в поле зрения попадают светящиеся поверхности светодиодов, то комфортной световой среды добиться не удастся.

     По мере совершенствования качества изготовления светодиодов и блоков управления светодиодное освещение  со временем займет достойную нишу рынка осветительного оборудования.

Об основных качественных показателях осветительных установок можно прочитать в статье Искусственное освещение (основные критерии качества).

Дополнение. Вступил в действие свод правил СП 52.13330.2016, в котором разрешено использовать светодиодные светильники в учебных классах школ.  Но, в СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 пока действует запрет на применение светодиодов в школах, поэтому без предварительного согласования с санэпидемнадзором лучше не начинать строительство школ со светодиодным освещением.

 Виктор Чернов

К ОГЛАВЛЕНИЮ (Все статьи сайта) 

 15.07.2016

Светодиодное освещение: сферы использования | Файл к статье

Сегодня энергосберегающие светодиодные источники света набирают все большую популярность при организации систем ландшафтного, архитектурного, промышленного, офисного, торгового, бытового и аварийного освещения. Благодаря ряду преимуществ светодиоды постепенно вытесняют как традиционные лампы накаливания (включая галогенные), так и более энергоэффективные газоразрядные (люминесцентные).

 

Преимущества светодиодного освещения

Высокая энергоэффективность. Светодиоды отличаются самым низким энергопотреблением. При равной световой отдаче (люмен на ватт) светодиоды потребляют в 1,5-2 раза меньше электроэнергии, чем люминесцентная лампа (за исключением индукционных), и в 5-10 раз меньше обычной лампы накаливания.

Долговечность. Срок службы энергосберегающих LED-светильников в среднем в 50 раз больше срока службы лампы накаливания и более чем в 10 раз —  люминесцентной лампы (за исключением индукционных).

Широкий спектр свечения. Современные светодиоды позволяют получать практически любую цветовую температуру от источника света в отличие от ламп накаливания и люминесцентных ламп. Светодиоды без применения светофильтров могут светиться десятками различных цветов в RGB-диапазоне.

Особым преимуществом энергосберегающего освещения светильников является отсутствие вредного для здоровья человека ультрафиолетового и инфракрасного излучения. Высокий индекс цветопередачи световых приборов данного типа обеспечивает четкое цветовосприятие, что особенно важно в полиграфии и в других отраслях, работающих с красками и цветом.

Возможность регулировать мощность свечения. Светодиодное энергосберегающее освещение также, как и  световые приборы на прочих источниках света, можно подключить к диммеру — устройству для регулирования мощности, когда необходимо сделать свет более тусклым или более ярким.

Направленное излучение. LRF-приборы излучают направленный свет без рефлектора, что значительно упрощает конструкцию светильника.

Простота в эксплуатации. Светодиодные светильники просты в монтаже и обслуживании. Кроме того присутствует  возможность использования вторичной оптики, позволяющей создавать любые типы КСС.

Безопасность и экологичность. В светодиодах отсутствуют вредные для человека и окружающей среды соединения ртути.

Энергосберегающее  светодиодное освещение: области использования

Декоративное освещение
Основная цель декоративного светодиодного освещения – выгодно подчеркнуть детали интерьера, создать необходимую атмосферу, визуально расширить или, наоборот, уменьшить пространство помещения.

Декоративное светодиодное потолочное освещение
Декоративное потолочное освещение применяется в жилых домах и квартирах, ресторанах, кафе, барах, гостиницах, торгово-развлекательных центрах и других помещениях. Светодиодные светильники могут выгодно подчеркнуть многоуровневый навесной потолок в квартирах, стать альтернативой люстрам с лампами накаливания, помочь в зонировании помещения в торговом центре или объекте общественного питания, например, подсветить зону бара в ресторане, не мешая общему свету в зале, или зону ресепшн в гостинице.
Благодаря небольшому размеру энергосберегающих светильников на основе светодиодов и низкой температуре нагревания такие устройства можно встраивать практически в любой тип потолков.

Декоративное светодиодное освещение стен

Светодиодное освещение стен зрительно увеличивает помещение. Чаще всего такое освещение применяется в современных жилых интерьерах, объектах общественного питания, а также музеях и выставочных залах, поскольку оно не наносит вреда предметам искусства, в отличие от лампы накаливания, излучение которой является причиной выгорания красок. Кроме того, встраиваемые светодиодные источники существенно экономят пространство помещения.

Декоративное светодиодное освещение пола

Энергосберегающее светодиодное освещение пола реже используется дома, за исключением создания подсветки ступенек лестниц и многоуровневых полов, и чаще – в торгово-развлекательных центрах и других объектах, где необходимо обозначить пешеходную зону или просто создать декоративный элемент. Еще одно решение для организации подсветки в жилых помещениях – установка встраиваемых светодиодных светильников в пол ванной комнаты. Для этих целей существуют специальные светильники с повышенным классом защиты от влаги.

Подсветка определенных зон

Существует множество способов применения светодиодных приборов для точечной подсветки. Чаще всего объектами подсветки становятся: предметы искусства (картины, скульптуры, арт-объекты), мебель, шторы (существуют специальные светильники для встраивания в карнизы) и даже бытовая техника.

Уличное светодиодное освещение

Светодиодная техника может как выполнять декоративную функцию, так и служить основным источником света в темное время суток на городских пешеходных тротуарах, парках, автомагистралях и т. д. — согласно изменениям, внесенным в 2011 году в СНиП 23-05-95 (утв. постановлением Минстроя Российской Федерации от 2 августа 1995 г. N 18-78).

Подсветка зданий и дворовых территорий
Энергосберегающее светодиодное (Led) освещение зданий, архитектурных ансамблей и других объектов городской инфраструктуры значительно дешевле и практичнее, чем использование альтернативных источников света. Светодиоды потребляют меньше электроэнергии, не перегреваются и реже выходят из строя. Светильники, использующие в качестве источника света  RGB-светодиоды,  способны удовлетворить любым дизайнерским решениям как в наружной, так и во внутренней подсветке зданий, а также создать любое светоцветовое решение с их использованием.
Сегодня также приобретает популярность светодиодная подсветка коттеджей, таунхаусов, загородных домов и приусадебных участков. Объектами для освещения могут стать скульптурные композиции на территории участка, растения, живые изгороди, заборы, фонтаны и бассейны. Удобным решением для организации уличного энергосберегающего освещения является автоматизация включения/выключения светодиодных светильников, например, от датчика движения или датчика света.

Освещение улиц, дорог, площадей, тротуаров

Светодиодные светильники обеспечивают комфортное и равномерное освещение согласно требованиям ГОСТа в темное время суток на автомагистралях, городских улицах, парках, пешеходных дорожках и площадях. Энергосберегающее светодиодное освещение находит широкое применение в подсветке дорожных знаков, где очень важна высокая надежность и длительный срок службы, при зонировании пешеходных переходов, монтаже наружной рекламы. В качестве декоративных элементов LED-приборы могут быть интегрированы в бордюры и дорожное покрытие.

Прочее уличное освещение

Среди прочего уличного освещения энергосберегающие светодиодные светильники широко применяются при освещении элементов транспортной инфраструктуры (стоянок, авто- и железнодорожных вокзалов, аэропортов, морских портов, станций метро). От того, насколько правильно будет подобрано оборудование для освещения этих объектов, зависит безопасность движения транспорта.

Освещение торговых площадей
Планирование освещения торговой площади – важная составляющая маркетинговой политики магазина. Торговое освещение – гибкое акцентное освещение с использованием светильников на шинопроводе. От того, как будут расставлены световые акценты, зависит привлекательность реализуемой продукции. Акцентное освещение помогает обратить внимание на акционный товар или особые категории товара, которые необходимо выделить.

Светодиодные светильники применяются для организации акцентного и общего освещения больших торговых площадей (гипермаркеты, торговые центры, продуктовые рынки и т.д.). Для этих целей подходят подвесные светильники, настенные и встраиваемые светильники. 

Офисное освещение
Энергосберегающие светодиодные светильники применяются для решения задач по освещению рабочего пространства в офисе. Они обеспечивают необходимую цветопередачу, контрастность и достаточное количество света для комфортной работы на протяжении всего заявленного срока эксплуатации. Отсутствие вредных пульсаций светового потока в светодиодных светильниках способствует зрительному комфорту, тем самым влияя на увеличение работоспособности.

Промышленное освещение
Современное энергосберегающее светодиодное освещение отвечает всем требованиям функциональности и безопасности для работы на промышленных предприятиях. LED-приборы устойчивы к высоким температурам, возможным механическим повреждениям, долговечны. Отсутствие стробоскопического эффекта при использовании таких светильников уменьшает травматизм на производстве.

Аварийное освещение
Для организации бесперебойного освещения объектов в случаях отказа основных источников света во вовремя перебоев с электроснабжением или возникновения чрезвычайных ситуаций (пожаров, взрывов и т. п.) применяется аварийное освещение. Длительный срок службы и низкое энергопотребление светодиодов делают их незаменимыми на любых потенциально опасных аварийных объектах.

Взрывозащищенное освещение
Энергосберегающие светодиодные светильники выполняются в специальных, взрывонепроницаемых оболочках (корпусах), которые препятствуют попаданию искры и распространению взрыва во внешнюю среду с высокой концентрацией взрывоопасной смеси. Как правило, взрывозащищенные  световые приборы используются  на предприятиях нефтегазовой, химической и горнодобывающей отрасли.

Освещение чистых помещений
Чистые помещения — это помещения, в которых контролируется концентрация аэрозольных частиц, пыли, химических паров и микроорганизмов за счет регулирования влажности и температуры воздуха, а также создания разности давления со смежными площадями. Наличие чистых помещений необходимо в больницах и некоторых поликлиниках, при производстве медицинского оборудования, электроники и фармакологических средств и т.д. 

К световым приборам, применяемым в чистых помещениях, предъявляется ряд требований, регламентируемых нормами СанПиН 2.1.3.2630-10. Светильники должны обладать высокими эксплуатационными свойствами, такими как: высокое качество света, надежность, безопасность, экологичность, высокая степень защиты. Освещение чистых помещений, организованное с помощью энергосберегающих светодиодных светильников, позволяет создать оптимальные условия для сотрудников и значительно сократить расходы на электричество.

Системы управления освещением
Системы управления освещением – это многофункциональные устройства для автоматического или дистанционного включения/выключения световых приборов, настройки их мощности, мониторинга работы сети и других целей. С их помощью можно запрограммировать включение/выключение светильников при наступлении темноты или определенного времени суток, а также управление освещением при наличии движения. Такие системы можно интегрировать с другими домашними или офисными инженерными системами (отопление, вентиляция воздуха, противопожарная система, сигнализация).

Использование таких систем вместе со светодиодным энергосберегающим освещением  сможет существенно снизить потребление электроэнергии и помочь создать комфортное освещение дома, приусадебного участка или рабочего места.

Особенности и перспективы светодиодного освещения

Установка современных систем светодиодного освещения помогает сэкономить расходы на электроэнергию в 3-5 раз. Это источники света, которые работают по совершенно новым и уникальным технологиям. Во всем мире уже утверждают законодательную базу для того, чтобы постепенно запретить изготовление устаревших ламп накаливания, которым приходят на смену энергоэффективные светодиодные лампы. Также из оборота исчезнут ртутные, галогенные и люминесцентные светильники, заменяемые энергосберегающими источниками освещения, изготовленными по LED технологии.

За счет чего достигается энергоэффективность?

Любое светодиодное освещение имеет два неоспоримых преимущества в сравнении с устаревшими источниками света – это длительный срок эксплуатации и высокие показатели светоотдачи. Чтобы эти достоинства сохранялись долгое время, необходимо соблюдать рабочие параметры, установленные производителем. В противном случае уже через первые 10 000 часов работы начнется спад интенсивности свечения. Через 1.5-2 года использования данных систем их энергосбережение полностью окупит расходы на закупку светодиодных ламп.

Заявленный срок непрерывной работы достигается за счет того, что 25% потребляемой светодиодом электроэнергии преобразуется в свет. Традиционная лампа накаливания преобразует только 5 процентов, что приводит к колоссальной растрате электроэнергии во всем мире.

Использование светодиодных систем

Эти современные источники света можно устанавливать в домах, офисах, на предприятиях и даже на улицах. Существует множество разных моделей, которые отличаются своими характеристиками. К примеру, есть светодиодный прожектор, используемый для подсветки внешних рекламных конструкций, светодиодная лента, применяемая для праздничного оформления или в рекламных целях. Он защищен от воздействия окружающей среды и способен выдавать мощный поток света.
Из светодиодов также делают небольшие фонарики. Но чаще всего их используют для создания офисного освещения. Они создают идеальные условия для работы и снижают нагрузку на зрение.
Светодиодное офисное и торговое освещение проектируется с учетом расстановки мебели, общей площади и величины светового потока. Обычно всеми расчетами занимаются профессиональные инженеры.

Что нужно учитывать при выборе светодиодных светильников?

Чтобы сохранить, либо существенно улучшить, освещенность в офисе при переходе на потолочные светодиодные светильники, необходимо учитывать световые потоки заменяемого и светодиодного прибора.
При установке светодиодов нужно учесть нормативные требования. Это 300 Лк для кабинета и рабочего пространства, а также 20 Лк для коридоров и входных вестибюлей.
Конструкция светодиодного светильника должна иметь систему отвода тепла от кристалла. За счет этого обеспечивается длительный срок службы и не ухудшается световой поток. Кроме того, качество и количество излучаемого света должно соответствовать нормам СанПин.

Перспективы

Производство светодиодных прожекторов и систем освещения с каждым годом увеличивается на 20-30 процентов. Появляются новые бренды, заводы и компании, которые постоянно работают над совершенствованием технологий светодиодного освещения.

8 Преимущества светодиодного освещения

Узнайте, почему имеет смысл распрощаться с люминесцентными, галогенными и другими технологиями.

Светодиоды

захватили рынок обычного освещения по разным причинам, в первую очередь из-за их увеличенного срока службы, снижения энергопотребления и меньших требований к техническому обслуживанию. По оценкам Министерства энергетики, к 2030 году светодиодное освещение может сэкономить 190 тераватт-часов электроэнергии в год, что составляет колоссальные 15 миллиардов долларов. Поскольку закупочная цена ламп и светильников продолжает падать, все больше и больше руководителей предприятий стремятся модернизировать свои системы освещения с помощью светодиодов, учитывая их многочисленные преимущества по сравнению с традиционными технологиями.Ниже приведены восемь преимуществ, которые следует учитывать всем, кто принимает решения в отношении магазинов:

1 | Энергоэффективность

Светодиодные лампы

потребляют примерно на 50 процентов меньше электроэнергии, чем традиционные лампы накаливания, люминесцентные и галогенные лампы, что приводит к существенной экономии затрат на электроэнергию, особенно для помещений с освещением, которое включено в течение длительного времени. Светодиоды также направляют свет в определенном направлении, в отличие от обычных ламп, которые излучают свет — и тепло — во всех направлениях (поскольку светодиоды установлены на плоской поверхности, они излучают свет полусферически, а не сферически). Эта возможность направленного освещения снижает потери света и энергии.

2 | Продленный срок

В отличие от ламп накаливания, светодиоды не «перегорают» и не выходят из строя, они просто тускнеют со временем. Ожидаемый срок службы качественных светодиодов составляет 30 000–50 000 часов или даже больше, в зависимости от качества лампы или светильника. Обычная лампа накаливания работает всего около 1000 часов; Срок службы сопоставимого компактного люминесцентного лампы составляет от 8 000 до 10 000 часов. Обладая более длительным сроком службы, светодиоды могут снизить трудозатраты на замену лампочек в коммерческих условиях, снижая затраты на обслуживание системы освещения.

3 | Работа при низких температурах

Светодиоды

любят холод, в отличие от люминесцентных ламп. При низких температурах для включения люминесцентных ламп требуется более высокое напряжение, а световой поток (воспринимаемая мощность или интенсивность света) уменьшается. Напротив, характеристики светодиодов повышаются при понижении рабочих температур. Благодаря этому светодиоды идеально подходят для охлаждающих витрин, морозильных камер и холодильных камер, а также для наружных применений, таких как парковка, периметр здания и вывески.При испытаниях светодиодного светильника для холодильного шкафа, проведенного Министерством энергетики США, была выявлена ​​на 5% более высокая эффективность (эффективность источника света в люменах на ватт, например, в милях на галлон) при -5 ° C по сравнению с работой при 25 ° C.

4 | Прочность

Светодиоды без нитей или стеклянных корпусов устойчивы к поломке и в значительной степени невосприимчивы к вибрациям и другим ударам. Традиционное освещение обычно заключено в стеклянный или кварцевый корпус, который может быть поврежден. В светодиодах, как правило, не используется стекло, вместо этого они устанавливаются на печатной плате и соединяются с припаянными выводами, которые могут быть уязвимы для прямого удара, но не в большей степени, чем мобильные телефоны и аналогичные небольшие электронные устройства.

5 | Моментально на

Большинство люминесцентных и HID-ламп не обеспечивают полную яркость в момент включения, при этом многим требуется три или более минут для достижения максимального светового потока. Однако светодиоды включаются со 100-процентной яркостью почти мгновенно и без задержки повторного включения. Это может быть полезно после отключения электричества или в любое время, когда сотрудники открывают здание ранним утром, когда на улице еще темно.

6 | Велоспорт

Традиционные источники света, как правило, имеют более короткий срок службы, чем чаще они включаются и выключаются, тогда как на светодиоды не влияет быстрое переключение.Помимо мигающих световых индикаторов, эта возможность делает светодиоды подходящими для использования с датчиками присутствия или дневного света.

7 | Управляемость

Чтобы сделать коммерческие системы люминесцентного освещения регулируемыми, может потребоваться больше нескольких долларов, но светодиоды, как полупроводниковые устройства, по своей сути совместимы с элементами управления. Некоторые светодиоды могут быть затемнены до 10 процентов светоотдачи, в то время как большинство люминесцентных ламп достигает только 30 процентов полной яркости. Светодиоды также предлагают непрерывное, а не ступенчатое регулирование яркости (при котором переход от 100 до 10 процентов светоотдачи происходит плавно и плавно, а не по уровням).

8 | Отсутствие инфракрасного или ультрафиолетового излучения

Менее 10 процентов энергии, используемой лампами накаливания, фактически преобразуется в видимый свет; большая часть энергии преобразуется в инфракрасное (ИК) или излучаемое тепло. Чрезмерное нагревание и ультрафиолетовое излучение (УФ) представляют опасность ожога для людей и материалов. Светодиоды практически не излучают ни инфракрасного, ни ультрафиолетового излучения. Быстрое развитие технологий светодиодного освещения с дальнейшими улучшениями на горизонте привело к снижению затрат и повышению надежности светодиодов.И хотя может возникнуть соблазн предположить, что светодиоды являются правильным выбором для всех приложений из-за их энергоэффективности, выбор должен основываться на сочетании факторов, включая качество и распределение света, диммируемость и ожидаемый срок службы.

БОНУС | Разведка

Сегодня свет может гораздо больше, чем просто украшать наш путь. Это может уменьшить наше воздействие на окружающую среду, сделать наше окружение более безопасным или повысить комфорт и продуктивность любого внутреннего пространства.Сочетание светодиодного освещения с интеллектуальными датчиками и элементами управления может помочь в создании более разумных и экологически безопасных решений.

Цвет без компромиссов

Компания

Current разработала узкополосный красный люминофор, который увеличивает как CRI, так и R9, при этом значительно улучшая эффективность светодиодов и системы по сравнению с другими светодиодными продуктами или системами на рынке. Узнайте больше о том, как раскрыть технологию TriGain ^TM меняет все.

Узнайте о возможностях светодиодного освещения от Current.Мы готовы помочь вашему бизнесу — от внутренних и наружных светодиодных ламп и светильников до интеллектуальных решений, которые помогут решить самые сложные проблемы с энергопотреблением и производительностью вашего предприятия.

Действительно ли они имеют значение?

Если вы недавно попали на рынок новых лампочек, вы, вероятно, сталкивались с бесконечными возможностями. Последние инновации принесли нам всевозможные новые световые технологии. От лампочек, предназначенных для реакции на звуковые волны (ага), до ламп, предназначенных для борьбы со смертельными бактериями (серьезно, это настоящая вещь), то, что раньше было простым источником света, продолжает развиваться.

Но когда вам просто нужна новая лампочка для прикроватной лампы, как вы узнаете, что принимаете правильное решение? Какие лампочки предназначены для защиты окружающей среды и помогают нам сократить счета за электричество?

Мы ответим на эти и другие часто задаваемые вопросы о лампочках ниже.

Простой факт заключается в том, что светодиодные лампы потребляют на 75% меньше энергии, чем лампы накаливания.

Какие у меня есть варианты, когда дело доходит до лампочек?

Одним словом: много! Но вот три из самых популярных:

• Лампы накаливания — это старомодные, «типичные» лампы, с которыми многие из нас выросли. Они не очень энергоэффективны и недолговечны.
• Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) — это «спиральные» лампы, которые могут прийти в голову, когда мы думаем об энергоэффективных лампах.
• Светодиоды — Светодиодные лампы очень энергоэффективны, но при этом сохраняют внешний вид лампы накаливания.

Лампы накаливания, КЛЛ и светодиодные лампы требуют разного количества энергии. Но мы действительно думаем, что вам стоит обратить внимание именно на светодиодные лампы.

Что такое светодиодные лампы?

Технически светодиодные лампы не являются лампочками — LED расшифровывается как «светоизлучающий диод.«Это крошечные полупроводники (диоды), завернутые в пластик для защиты элементов и фокусировки света. Согласно Dictionary.com, диод — это «полупроводниковый прибор с двумя выводами, обычно позволяющий току течь только в одном направлении». Ток поступает на анод (+) и вытекает из катода (-). У светодиодов нет даже проволочной нити, как у лампочки.

Чем светодиод отличается от лампы накаливания?

Когда мы говорим об «обычной лампочке», мы имеем в виду лампочку накаливания, тип которой появился с тех пор, как Томас Эдисон запатентовал свое изобретение в 1879 году.У этих лампочек есть светящиеся нити, которые при прохождении через них энергии выделяют как тепло, так и свет. В светодиодах, с другой стороны, есть электроны, которые текут, чтобы создать фотоны — свет, который мы можем видеть. Фотоны почти не выделяют тепла. Светодиоды также требуют гораздо меньше энергии для создания такой же яркости, как лампы накаливания, и служат намного дольше.

Экономят ли светодиоды электроэнергию?

Светодиоды потребляют намного меньше энергии, чем лампы накаливания, потому что диодные лампы намного эффективнее с точки зрения мощности, чем лампы накаливания.

Светодиодные лампы потребляют на 75% меньше энергии, чем лампы накаливания. На низких уровнях мощности разница еще больше. Яркие светодиодные прожекторы потребляют всего от 11 до 12 Вт, а световой поток сравним с лампой накаливания мощностью 50 Вт.

Еще одним преимуществом светодиодов является «фактор хлопот». Светодиоды служат намного дольше, чем обычная лампа.

А как насчет лампочек КЛЛ?

Лампы CFL также более эффективны, чем лампы накаливания, из-за того, как они излучают свет.Согласно Energy Star, «в КЛЛ электрический ток проходит через трубку, содержащую аргон и небольшое количество паров ртути. Это генерирует невидимый ультрафиолетовый свет, который возбуждает флуоресцентное покрытие (называемое люминофором) внутри трубки, которое затем излучает видимый свет ».

Вы можете знать КЛЛ как лампы, которые сначала тусклые, и требуется время, чтобы прогреться до полной яркости. Однако, как только электричество начинает двигаться внутри них, эти лампы потребляют примерно на 70% меньше энергии, чем лампы накаливания.Таким образом, они не так эффективны, как светодиоды, и имеют меньший срок службы.

Получите 8 светодиодных ламп в подарок, экологически чистую энергию и ежемесячную экономию.

Проверить наличие

Но разве светодиоды не стоят дороже?

Первоначальная стоимость светодиода была примерно вдвое выше, чем стоимость лампы накаливания. Но цены снижаются, и теперь уже трудно найти лампочки, которые бы не не были светодиодами . Это потому, что они намного эффективнее ламп накаливания, что в долгосрочной перспективе экономят деньги.Это сделало их популярным продуктом в осветительной отрасли.

В среднем в американском доме около 40 лампочек. Замена всех этих ламп на светодиоды может привести к экономии 300 долларов в год на расходах на электроэнергию (если это лампы накаливания — если у вас есть КЛЛ, вы можете подождать, пока они не перегорят, чтобы заменить их светодиодами). Это более чем компенсирует несколько более высокую первоначальную стоимость светодиодов.

Лампочки различаются как по качеству, так и по стоимости?

Первоначально многие люди предпочитали КЛЛ светодиодам, потому что они излучают более широкий луч света, что делает их лучше в торшерах. Но светодиодная технология постоянно совершенствуется, и теперь светодиоды излучают более широкий и теплый свет.

Что делает светодиоды и лампы CFL намного более эффективными, чем лампы накаливания, так это то, сколько энергии они затрачивают на создание определенного количества света. Когда мы говорим о мощности, нет двух одинаковых лампочек. В то время как лампа любого типа мощностью 1000 Вт будет использовать такое же количество энергии, она будет излучать совершенно другой уровень света с этой энергией. Вот почему так важно смотреть на яркость или люмен при сравнении лампочек.

Люмен — это мера света. Если светодиоды, КЛЛ и лампы накаливания имеют одинаковый люмен, они имеют одинаковую яркость. Вы можете найти люмен, указанный на упаковке лампочки. Для наиболее эффективного освещения найдите желаемый световой поток (чем больше, тем ярче), и выберите лампу с наименьшей мощностью. Светодиоды, вероятно, выиграют во всех случаях.

Еще одно преимущество светодиодов — это «фактор хлопот». Светодиоды служат намного дольше, чем обычные лампы, а это означает, что вы избавляетесь от хлопот по поиску ящика, в котором спрятали лампочки, не говоря уже о деньгах на новые лампы.Производители говорят, что срок службы светодиода составляет примерно 10 лет или 100 000 часов непрерывного использования.

Можно ли сэкономить на светодиодах?

Большинство людей теперь понимают, что светодиоды экономят энергию, но все же могут не решаться платить более высокую цену за светодиоды. Но оно того стоит.

Давайте сделаем простой расчет, чтобы сравнить эффективность и экономию от разных ламп. Предположим, что у нас есть лампа накаливания на 100 ватт, чтобы упростить вычисления, и что киловатт-час энергии стоит 15 центов.

• Лампа накаливания: 100-ваттная лампа накаливания, работающая в течение полного года, потребляет 876 кВтч энергии, что обойдется в 131,40 доллара США в виде затрат на электроэнергию. Имейте в виду, что вам также нужно будет заменять лампочку, вероятно, примерно раз в месяц.
• Лампа CFL: Лампа CFL на 25 Вт будет соответствовать яркости лампы накаливания на 100 Вт, но потребляет только 216 кВтч энергии в течение года. Затраты на электроэнергию составляют 32,40 доллара, и вам, вероятно, потребуется заменить лампочку только дважды.
• Светодиод: всего 16-ваттная лампа излучает столько же света, как 100-ваттная лампа накаливания, а в течение года она будет потреблять всего 140 кВтч энергии. Стоимость электричества составит всего 21 доллар. Да, еще одного светодиода хватило бы на целый год.

Цифры у всех будут немного отличаться в зависимости от стоимости электроэнергии в их районе, но посмотрите эти диаграммы от Viribright и Eartheasy для более реальных сравнений. Тогда начните заменять лампочки на светодиоды! Они действительно имеют значение.

Если я заменю свои лампы на светодиоды, что мне делать со старыми лампочками?

Не выбрасывайте! Вы всегда должны утилизировать лампы, частично из соображений безопасности — лампы CFL содержат пары ртути, которые могут быть выброшены в атмосферу и ливневые стоки, если лампа сломается на свалке, а частично из соображений эффективности. Части лампы можно использовать повторно. Тщательно соберите луковицы и отнесите их в местный центр утилизации опасных отходов.

Светодиоды

не содержат ртути, поэтому их можно законно выбросить в мусор, но их все же лучше утилизировать.До конца доведите до конца их положительное воздействие на окружающую среду!

Получите 8 бесплатных светодиодных ламп, экологически чистую энергию и ежемесячную экономию

Проверить наличие

Светодиодное освещение — потолочные светильники, настенные светильники и лампы на Lumens.com

Почему мы любим светодиодное освещение

Современные светодиоды долговечны, имеют регулировку яркости, доступны как в теплых, так и в холодных цветах и, конечно же, чрезвычайно энергоэффективны. LED означает «светоизлучающий диод», и, хотя название звучит довольно технически, преимущества использования светодиодного освещения кристально очевидны.Эти энергосберегающие светильники обладают рядом преимуществ перед источниками света накаливания, которые включают более длительный срок службы, большую долговечность и, что наиболее важно, они потребляют на 75% меньше энергии. Рассмотрите возможность использования любого из этих современных светодиодных светильников, чтобы освежить свой дом.

Использование светодиодных технологий в освещении

Светодиодная технология

за последние несколько лет добилась гигантских успехов в области качества, дизайна и долговечности. Сегодняшние светодиоды предлагают так много преимуществ … они регулируемые, энергоэффективные, бесшумные, долговечные и доступны во многих цветовых температурах, как теплых, так и холодных.Хотя начальная цена светодиодного освещения может быть выше, при сравнении срока службы этих ламп и светильников со сроком службы ламп накаливания или даже люминесцентных ламп, преимущества намного перевешивают стоимость. Вы не поверите, но многие светодиоды, изготовленные в 1970-х и 80-х годах, все еще работают!

Где светодиодное освещение работает лучше всего

LED — это приветствуемый выбор освещения практически для любой комнаты дома или в коммерческих применениях светодиодного освещения, таких как отели, больницы, рестораны и образовательные учреждения. Потолочные и настенные светильники со светодиодной технологией гарантированно сохранят яркость и энергоэффективность, сэкономив при этом ваши деньги с течением времени. Рассмотрите возможность установки светодиодной подвески над обеденным столом или встроенного светодиодного освещения в помещениях с высокими труднодоступными потолками. Благодаря сроку службы встроенного светодиода вам не придется беспокоиться о замене лампы в приборе в течение очень и очень долгого времени. Прихожая и открытые зоны фойе становятся уютными благодаря светодиодным подвескам и люстрам.Они дружелюбны к окружающей среде и на глазах у гостей, входящих в ваш дом. Сложите количество освещения в любом пространстве с помощью светодиодных бра и настенных светильников и подумайте о светодиодном столе или настольной лампе для домашнего офиса. Если вы проглотили полуночное масло, яркость лампы поможет вам не сбиться с пути. А если вам нужно украсить жилые помещения на открытом воздухе в вашем доме, обратите внимание на доступное светодиодное ландшафтное освещение. Вы обязательно оцените ассортимент, от ярких столбов и светодиодных фонарей до светильников, которые можно использовать на террасе или патио.

Светодиодное освещение для любого стиля

Несмотря на то, что эти светодиодные светильники являются современными по своему дизайну и оригинальности, они могут использоваться в различных интерьерах. Modern Forms — лидер в производстве светильников для ванн и наружного освещения, а также лучших производителей светодиодной продукции. Обладая гладкими формами, четкими линиями и новейшими энергосберегающими технологиями, Modern Forms предлагает широкий выбор продуктов, идеально подходящих для любого применения. Встраиваемые светодиодные планки и корпуса WAC Lighting для повседневных помещений в доме.Эти низкопрофильные светильники оптимальны для помещений с высокими потолками и для тех, где на потолке мало места. Поддерживайте циркуляцию воздуха в доме с помощью потолочного вентилятора со светодиодной подсветкой от Fanimation. В этих ультрасовременных конструкциях даже есть технология Bluetooth, которая упрощает управление вентилятором . Artemide сочетает свою коллекцию произведенных в Италии дизайнов со светодиодной технологией, чтобы предоставить широкий выбор светильников. Наконец, если вы покупаете портативную лампу, вам стоит обратить внимание на предложение Koncept.

Как выбрать лучшие светодиодные осветительные приборы

Как и любой светильник, выбор светодиодного светильника зависит от ваших эстетических предпочтений и размера светильника, который вам нужен для вашего помещения, а также от цвета, отделки и важных характеристик. Во-первых, решите, где вам нужно освещение в доме. Большие светодиодные потолочные светильники хорошо подходят для столовых, открытых гостиных и кухонь, а светодиодные настольные лампы станут идеальным компаньоном в компактных офисах. И не все светодиоды созданы равными — вы обнаружите, что каждый светильник имеет разный уровень яркости и цветовой оттенок в зависимости от цветовой температуры светодиода внутри.Вы можете выбрать более теплые светодиоды для общего освещения и светодиоды с более низкой температурой для сфокусированного светового потока. Ознакомьтесь с нашим руководством по изучению люменов, чтобы получить лучшее представление о яркости, которую вы можете ожидать от конкретного светильника со светодиодной подсветкой. Затем выберите цвета и отделку светильников, которые лучше всего будут гармонировать с вашим существующим декором. Или вы можете выбрать цвета, которые помогут придать комнате индивидуальность. Если у вас есть какие-либо вопросы о светодиодных светильниках и лампах, представленных здесь, позвоните нашим специалистам по свету по телефону 877.445.4486 .

Другие соображения

Когда дело доходит до затемнения светодиодных светильников, вам наверняка захочется увидеть линейку современных диммеров и переключателей света от Legrand Adorne. Legrand предлагает уникальный выбор настенных панелей, розеток и переключателей яркости, чтобы обеспечить целостный дизайн всего вашего пространства. Большинство светодиодных светильников имеют возможность затемнения, но вы захотите дважды проверить любой светильник, который вас интересует. Если вам нравятся гладкие люстры, представленные в этой коллекции, вы также можете увидеть все доступные современные люстры.От больших люстр до люстр с кристаллами Swarovski — вы обязательно найдете вариант, который вам понравится. И пока вы модернизируете освещение в своем доме, подумайте об обновлении и своей мебели. От новых предметов для столовой и кухни до предметов, которые дополняют внешний вид спальни, вы найдете именно то, что вам нужно.

Что такое светодиодное освещение? — Решения CStore

Множество отраслей подключаются к экономичному, яркому, жесткому и безопасному варианту

Томас Маллой | 19 апреля 2019 г.

С технической точки зрения, светодиод означает «светоизлучающий диод».По сути, это полупроводник, который загорается, когда через него проходит электричество. Электролюминесценция.

Хотя развитие светодиодного освещения — недавнее явление, оно было разработано в начале 1960-х годов вместе с компьютерными технологиями. Первые светодиодные фонари излучали инфракрасные лучи. Затем они излучали красный цвет. В последующие 50 лет количество вариантов расцветки увеличилось, а стоимость производства снизилась.

Современные светодиоды потребляют меньше энергии, чем лампы накаливания и люминесцентные лампы, которые в течение нескольких десятилетий были стандартом в осветительной отрасли — на 50-80% меньше энергии.Срок службы типичной светодиодной лампы составляет от 35 000 до 50 000 часов. Это делает их в два-три раза более долговечными, чем у люминесцентных ламп, и в 25-50 раз дольше, чем у ламп накаливания Томаса Эдисона. В отличие от перегоревшей лампочки или мерцающей лампы, когда светодиодные лампы выходят из строя, они со временем тускнеют.

Световые блоки меньшего размера позволяют размещать светодиодные ленты под полками для освещения товаров внизу. Они даже лучше подходят для освещения продуктов в холодильниках. Поскольку светодиоды работают при температуре 42 градуса, напитки и замороженные продукты остаются более холодными, и холодильным установкам не приходится работать так тяжело. Бонус: это также может продлить более прохладную жизнь.

Безопасность — важный фактор в развитии светодиодного освещения. Из-за их значительно более длительного срока службы светодиоды необходимо заменять реже. Рабочие будут реже подниматься и спускаться по лестницам или добираться до арендованного тяжелого оборудования, например, сборщика вишен.

И поскольку они сделаны из полупроводников, это так называемые твердотельные устройства. Вот что делает их жестче. Бросьте агрегат, и он, скорее всего, по-прежнему будет работать. Попробуйте сделать это с хрупкой лампой накаливания, и очистка стекла будет на ваших руках.Хуже того, разбитая люминесцентная лампа также выделяет опасную ртуть и порошок люминофора, которые опасны при прикосновении или вдыхании.

Все эти факторы объясняют стремительный рост использования светодиодов во множестве отраслей. Светодиоды теперь являются предпочтительным выбором не только для интерьеров c-store и газовых навесов, но и для уличных фонарей и настольных ламп, фонарей и стоп-сигналов, и даже для больших экранов от подвала до футбольных стадионов.

Все эти вещи составляют технологию освещения, которая намного превосходит своих предшественников.

Руководство по покупке светодиодного освещения

Светодиодное освещение. Ты знаешь что это. И вы знаете, что это путь в будущее — если не в настоящее — когда дело доходит до освещения всего, от наших домов до общественных мест до световых индикаторов на нашей электронике. Но с каждым годом технологии развиваются все больше и больше, светодиодное освещение позволило добиться большей гибкости в дизайне, большей эффективности использования и множества других преимуществ, влияющих на нашу повседневную жизнь.

Вот ускоренный курс по светодиодному освещению 101, который поможет вам начать процесс создания переключателя:

Покупка светодиодного освещения: краткая история

LED означает «светоизлучающий диод», но это только начало понимания этой передовой технологии и ее роли в дизайне освещения для наших домов.Коротко о том, что вам следует знать:

• Эффективность : По сравнению с обычными лампами накаливания светодиодное освещение служит дольше, долговечнее и более чем в пять раз эффективнее. Светодиодные лампы обычно потребляют от 2 до 10 Вт электроэнергии.
• Яркость : светодиодное освещение измеряется в люменах, а не в ваттах.
• Стоимость : Светодиодные осветительные приборы имеют более высокую первоначальную стоимость, но в долгосрочной перспективе они будут иметь больший срок службы.
• Дизайн : Компактные размеры светодиодов делают их сверхгибким элементом дизайна, который позволяет дизайнерам и производителям создавать формы, силуэты и технологии, которые раньше были просто невозможны.
• Холодно, но не жарко : светодиоды преобразуют электричество в свет и не вызывают накопления тепла.
• Без ртути : При производстве светодиодов ртуть не используется.
• Медленный отказ : светодиоды постепенно тускнеют в конце срока службы, а не внезапно выгорают.
• Затемнение : Раньше светодиоды не «затемняли», как лампы накаливания, но они прошли долгий путь. Все больше и больше светильников предлагают «теплое затемнение», которое снижает не только светоотдачу, но и цветовую температуру.

Покупка светодиодного освещения: длинная история

Если вы хотите по-настоящему разобраться в тонкостях светодиодов, мы, безусловно, можем охватить гораздо больше, от выбора правильной яркости до модернизации ваших текущих осветительных приборов и многого другого.

Эффективность светодиодного освещения

Это не просто модное слово — эффективность — это главное в игре со светодиодами. Светодиоды более чем в пять раз превосходят лампы накаливания. Чтобы произвести такое же количество света, они потребляют лишь около 20 процентов электроэнергии.

Качественная светодиодная лампа может прослужить от 20 000 до 50 000 часов. Если вы используете лампу 6 часов в день, 365 дней в году, светодиодная лампа прослужит 20 лет.

Яркость светодиодов

Яркость измеряется в люменах, а энергия, потребляемая лампой, измеряется в ваттах.Для получения одинакового количества света светодиодные и люминесцентные лампы потребляют гораздо меньше ватт, чем лампы накаливания или галогенные лампы. Стандартная лампа накаливания мощностью 60 Вт дает 800 люмен, тогда как светодиоды потребляют 13-15 Вт для получения 800 люмен.

Рекомендации

Energy Star рекомендуют следующее:

Светодиоды против флуоресцентного освещения

И светодиодное, и флуоресцентное освещение более эффективно, чем лампы накаливания: светодиоды потребляют до 90% меньше энергии, а люминесцентные лампы — до 75% меньше. Флуоресцентные лампы сделаны из стеклянных трубок и могут разбиться при падении, тогда как светодиоды более долговечны. Кроме того, люминесцентные лампы содержат следовые количества ртути, и в некоторых штатах действуют особые правила утилизации.

Недостатки светодиодов

Светодиоды

имеют более высокую начальную стоимость по сравнению с традиционными лампами. Однако люди обычно окупают затраты через пару лет из-за энергоэффективности и длительного срока службы светодиодов. Кроме того, более ранние светодиоды излучали направленный свет, что делало их более подходящими для рабочего освещения, чем для обычного освещения.В наши дни всенаправленные светодиодные светильники стали более распространенными, направляя свет на отражающие поверхности или через высококачественные линзы, чтобы излучать равномерное и рассеянное свечение. И хотя первые светодиоды были связаны с плохой точностью цветопередачи и четкостью, измеряемой индексом цветопередачи (CRI), в последние годы они улучшились.

Почему светодиоды дороже

Компоненты светодиодов дороги: печатные платы, драйверы, а в некоторых используется желтый люминофор — соединение редкоземельных элементов.Однако с развитием технологий и ростом популярности цены неуклонно падают. Учтите, что качество светодиодов сильно варьируется, что скажется на цене. Ищите те, которые обеспечивают наилучшую цветопередачу и лучшую светоотдачу с течением времени, от известного производителя.

В ветровом светодиодном подвесном свете от NEMO. Компактные размеры светодиодных модулей позволили добиться больших успехов в современном дизайне освещения, например, благодаря почти плоской форме абажура.

Наилучшие варианты использования светодиодов

В наши дни ответ действительно таков: где угодно.Светодиодное освещение обеспечивает красивое освещение практически в любом пространстве — от люстр в столовой до пейзажей.

Но одним большим преимуществом светодиодов является их отличная направленность, поэтому они являются особенно отличным вариантом для:

• Рабочие лампы и лампы для чтения
• Освещение бухты
• Подсветка шкафа
• Освещение лестниц и переходов
• Встраиваемый светильник
• Труднодоступные места (из-за долговечности светодиодов и неприхотливости)
• Художественное освещение (в отличие от ламп накаливания и люминесцентных ламп светодиоды не излучают УФ-излучение, что делает их безопасными для художественных работ)

Срок службы светодиодов

Светодиод не перегорает, как обычная лампа, поэтому отдельные диоды не требуют замены. Вместо этого диоды постепенно снижают выходной уровень в течение очень длительного периода времени. Светодиод обычно считается «мертвым» при 70% исходной светоотдачи.

Маленький подвесной светильник Heracleum II, автор — Бертьян Пот из Moooi. Moooi был одним из первых современных брендов освещения, которые использовали светодиоды для разработки декоративных осветительных приборов, что стало возможным только с технологией светодиодов, представленных на столе.

Как теплое и холодное освещение работают со светодиодами

Когда кто-то спрашивает, «Это теплый белый или холодный белый?» относится к цветовой температуре светодиода по отношению к шкале цветовой температуры Кельвина.Светодиод с температурой 2700K излучает очень теплый почти золотисто-белый свет, а 7000K — очень холодный белый цвет, который в некоторых приложениях может казаться голубым. 3000K — это мягкий теплый белый цвет, 3500K или 4000K — в диапазоне яркого теплого белого цвета, а за его пределами становится ярко-холодным белым.

Возникает вопрос — насколько ярким будет 2700K по сравнению с 3500K? Или 4000К? Хотя личные вкусы могут быть разными, менее 2700K лучше всего использовать для помещений, где яркий свет не требуется — например, для акцентной лампы в гостиной, которая предназначена для создания согревающего свечения.От 2700K до 3500K будет производиться умеренно теплое свечение, и их можно использовать для освещения большинства комнат дома, где важна атмосфера, таких как столовая или гостиная. Освещение начинает приобретать естественный белый цвет около 4000K, что отлично подходит для рабочего освещения, поэтому многие кухни имеют тенденцию варьироваться от 3500K до 5000K в зависимости от склонности домовладельца к теплому или холодному освещению. Освещение более 5000K редко используется в доме, но очень распространено в коммерческом освещении.

Что такое CRI?

CRI — это количественная мера того, насколько точно светодиодная лампа передает цвета по сравнению с естественным источником света. Имея в виду, что лампа накаливания имеет индекс цветопередачи 100, светодиод с индексом цветопередачи 80 подойдет. CRI от 80 до 90 процентов — это самый распространенный показатель CRI светодиодов, который вы можете встретить на рынке сегодня. Однако CRI не всегда является точным индикатором, так как некоторые светодиоды с низким CRI в 20–30 процентилях могут давать более четкий и точный белый свет, чем один рейтинг при 90%. Вот почему рейтинг CRI не так важен, как мощность и цветовая температура.

Регулировка яркости светодиодов

Некоторые из них могут быть затемнены, но вам необходимо проконсультироваться со спецификациями производителя для совместимости с вашей текущей системой, потому что некоторые могут не справиться с более низкой мощностью, на которой работают светодиоды.

Модернизация освещения

Возможность приобрести светодиодную лампу и вкрутить ее в существующий люминесцентный светильник или компактный люминесцентный светильник (как это можно сделать с КЛЛ) называется дооснащением. В наши дни модернизация более популярна, и доступно множество вариантов. Тем не менее, вы можете найти светодиодный модуль, который физически впишется в существующую лампу накаливания, но приспособление не обязательно максимизирует эффективность светодиода.

Купите всю нашу коллекцию светодиодного освещения и уличного светодиодного освещения в YLighting.

16 преимуществ светодиодного освещения, от энергоэффективности до диапазона цветов

Краткий рассказ:

• Популярность светодиодных фонарей в последние годы постоянно растет.
• Среди множества преимуществ светодиодного освещения можно отметить тот факт, что они потребляют значительно меньше энергии, чем лампы накаливания и даже лампы накаливания.

Светодиодные фонари

• можно адаптировать, направлять, регулировать яркость и постоянно совершенствовать по сравнению с другими вариантами освещения.

Технология светодиодных фонарей существует уже несколько десятилетий, но только недавно они стали доступными и достаточно надежными, чтобы их популярность резко возросла. Благодаря преимуществам, начиная с энергоэффективности для достижения практически любых энергетических целей и долгого срока службы, светодиодные фонари являются экологически ответственными и экономичными.

По данным Министерства энергетики США, светоизлучающие диоды или светодиоды представляют собой твердотельное осветительное решение, в котором для преобразования электричества в свет используются полупроводники. Это означает, что светодиодные фонари не требуют бьющейся стеклянной колбы, как традиционные фонари.

Plus, светодиодные фонари можно использовать где угодно: от спортивных арен до промышленных предприятий и дома.Они надежно и безопасно работают в различных дизайнерских приложениях. Если этого краткого списка преимуществ светодиодного освещения недостаточно, чтобы убедить вас, что это решение, в которое стоит инвестировать, возможно, подойдет одно из следующих 16.

1. Энергоэффективность

По данным The New York Times, светодиодные лампы

потребляют на 85% меньше энергии, чем традиционные лампы. Это означает, что светодиоды сокращают расходы на электроэнергию и не вредят окружающей среде. В 2007 году Конгресс принял Закон об энергетической независимости и безопасности, который, хотя и оспаривается администрацией Трампа, помогает США не отставать от глобального перехода к светодиодным и другим энергоэффективным осветительным решениям для повседневных лампочек.

2. Рентабельность инвестиций

В независимом школьном округе Биг-Сэнди светодиодные фонари от Energy Focus позволили школам значительно сэкономить электроэнергию. Фото любезно предоставлено Energy Focus

По мере того, как светодиоды становятся все более распространенным явлением, люди и США в целом заметят значительную экономию энергии. По данным Министерства энергетики США, «полный переход на светодиодное освещение в течение следующих двух десятилетий может сэкономить 250 миллиардов долларов США на затратах на электроэнергию, снизить потребление электроэнергии для освещения почти на 50% и избежать 1,800 миллионов метрических тонн выбросов углерода». ”

В меньшем масштабе компания E3 использовала светодиодные фонари Energy Focus для модернизации независимого школьного округа Биг Сэнди в Восточном Техасе в 2016 году. «Стоимость была основным компонентом для Биг Сэнди. Светодиоды потребляют от 15 до 18 Вт на лампу, в отличие от ламп дневного света от 32 до 36 Вт. Таким образом, школы экономят деньги и получают хорошую отдачу от инвестиций », — сказал Тим Эванс, вице-президент E3, gb & d .

3. Длительный срок службы

Светодиоды

потребляют значительно меньше ватт, чем традиционные лампы, для получения яркого света, а это значит, что они служат намного дольше.По данным NOPEC, некоммерческого поставщика энергии в северо-восточном Огайо, срок службы большинства светодиодов составляет не менее 25 000 часов. NOPEC утверждает, что если вы будете держать светодиодную лампу включенной весь день каждый день, то вам потребуется около 15 лет, прежде чем вам придется менять лампочку.

4. Слабое лучистое тепло

Одним из преимуществ светодиодного освещения является то, что они излучают очень мало тепла, особенно по сравнению с КЛЛ и лампами накаливания. По данным Министерства энергетики США, лампы накаливания выделяют 90% своей энергии в виде тепла, а КЛЛ выделяют около 80% своей энергии в виде тепла по сравнению со светодиодами.Это делает светодиодные фонари менее опасными, особенно с точки зрения пожарной безопасности.

5. Яркий и интенсивный свет

Подвесные светильники Globe и встроенные светодиодные фонари в библиотеке Спрингдейла напоминают покровителям ночное небо. Фото Ник Лехоукс

Светодиоды

не снижают яркость или интенсивность ради энергоэффективности. По яркости они конкурируют с лампами накаливания и CFL, что делает их хорошим дополнением к рабочим местам, где яркий свет способствует повышению производительности.

6. Мгновенный свет

Светодиодные лампы

имеют меньшее время прогрева по сравнению с другими лампами, осветляя комнаты и открытые пространства с момента щелчка переключателя.

7. Гибкость конструкции

В клубном лаундже Yotel креативное использование светодиодного освещения поддерживает выбранный бренд отеля. Фото Николаса Кенига

Конструкция светодиодных фонарей позволяет использовать их как функционально, так и художественно. В помещениях любого типа светодиодные светильники обеспечивают гибкость дизайна.В отеле Yotel NYC компания Focus Lighting использовала светодиодные светильники во всех сферах применения, от точечных прожекторов до торшеров и потолочных панелей, чтобы соответствовать сильному фирменному стилю отеля.

8. Индекс высокой цветопередачи

Многие варианты светодиодного освещения имеют очень высокий индекс цветопередачи (CRI), что означает, что они раскрывают истинный цвет всего, что они освещают. Philips, одна из ведущих компаний в области светодиодного освещения, производит светодиодные светильники с индексом цветопередачи не менее 80 по сравнению с естественным освещением 100.Это позволяет потребителям дома предсказать, как будет выглядеть их одежда, например, когда они выйдут на улицу. Высокий индекс цветопередачи светодиодов также полезен в трансляциях, где яркий и точный по цвету свет позволяет ночным спортивным играм выглядеть яркими и реалистичными даже на телевидении.

9. Возможность затемнения

Светодиодные лампы

могут иметь такое же затемнение, как лампы накаливания и КЛЛ. Это увеличивает экономию энергии и позволяет регулировать свет в соответствии с потребностями помещения в течение дня.

10.Цветовая гамма

В отделении поведенческого здоровья Шведского медицинского центра Балларда не хватало дневного света, поэтому ZGF использовала регулируемое светодиодное освещение. Фото Бенджамина Беншнайдера. Фотография

.
Светодиоды

бывают разных цветов с удивительной и все более впечатляющей точностью с точки зрения соответствия цветов. В одной из растущих тенденций современного велнес-дизайна светодиоды играют решающую роль. В соответствии с циркадными ритмами людей светодиоды можно запрограммировать на регулировку цвета и тепла в течение дня.

11. Прочный

В светодиодах

используется полупроводниковый материал, а не нить накала или неоновый газ. По данным Министерства энергетики, светодиод представляет собой крошечный чип, заключенный в растительную эпоксидную смолу, что делает светодиоды намного более прочными, чем традиционные лампы накаливания или неоновые лампы.

12. Отлично на случай ЧП

Одним из преимуществ светодиодного освещения является то, что его яркость и долгий срок службы делают его отличным вариантом для аварийного освещения в школах и других местах.Фото любезно предоставлено Фулхэмом

Поскольку светодиодное освещение обеспечивает яркий свет при такой низкой мощности и, следовательно, может длиться очень долго, они являются отличным решением для аварийного освещения.

13. Экологичность

Светодиоды

не содержат ртути, и если бы их алюминиевые радиаторы были переработаны, их влияние на жизненный цикл было бы заметно сокращено. В целом их экономия энергии и базовая конструкция позволяют светодиодам выиграть билет на самый экологически чистый свет, согласно исследованию, финансируемому Министерством энергетики, из трех частей.

14. Работоспособен при различных температурах и климате

Светодиодные высокие отсеки Essentials Series 4.0 компании

Flex Lighting Solutions увеличили уровень освещенности на 80% на промышленном предприятии Dana Incorporated. Фото предоставлено Future Energy Group

Светодиодные лампы работают особенно хорошо в холодных условиях. В последнее время они также научились работать в жарких и влажных средах. В промышленных помещениях часто отсутствует климат-контроль, но Flex Lighting Solutions — одна из компаний, чьи светодиоды являются ведущим вариантом для промышленного освещения из-за их впечатляющих технологий управления температурным режимом.

15. Направленный свет

По самой своей природе светодиоды излучают свет в одном направлении, а не вокруг себя. Эта 180-градусная подсветка позволяет получать более точный и полезный свет — идеально подходит для встраиваемого и рабочего освещения — и способствует экономии энергии, поскольку световая энергия не теряется и не задерживается.

16. Надежная работа

Опять же, основная технология, лежащая в основе светодиодов, существует уже много лет. Хотя лампы тускнеют к концу своего очень, очень длительного срока службы, в целом их характеристики надежны и надежны в любом помещении, даже в условиях плохой погоды или частых ударов.

Основы мощного светодиодного освещения

Светодиоды

подходят для многих систем освещения, они разработаны для получения большого количества света за счет малого форм-фактора при сохранении фантастической эффективности. Здесь, в LEDSupply, есть множество светодиодов для всевозможных осветительных приборов, главное — знать, как их использовать. Светодиодная технология немного отличается от другого освещения, с которым знакомо большинство людей. Этот пост здесь, чтобы объяснить все, что вам нужно знать о светодиодном освещении: как безопасно подключать светодиоды, чтобы получить как можно больше света и как можно более длительный срок службы.

Что такое светодиод?

Светодиод — это диод, преобразующий электрическую энергию в свет. Для тех, кто не знает, диод — это электрический компонент, который работает только в одном направлении. По сути, светодиод — это электрический компонент, который излучает свет, когда электричество проходит в одном направлении, от анода (положительная сторона) к катоду (отрицательная сторона). LED — это аббревиатура от « L ight E miting D iode». По сути, светодиоды похожи на крошечные лампочки, им просто требуется намного меньше энергии для освещения и они гораздо более эффективны в производстве высокой светоотдачи.

Типы светодиодов

В целом мы предлагаем два разных типа светодиодов:

Сквозное отверстие 5 мм и поверхностное крепление.

5мм светодиоды

5-миллиметровые светодиоды — это диоды внутри линзы диаметром 5 мм с двумя тонкими металлическими ножками внизу. Они используются там, где требуется меньшее количество света. 5-миллиметровые светодиоды также работают при гораздо меньших управляющих токах, максимальных около 30 мА, тогда как светодиоды для поверхностного монтажа требуют минимум 350 мА.Все наши 5-миллиметровые светодиоды от ведущих производителей доступны в различных цветах, интенсивности и схемах освещения. Светодиоды со сквозным отверстием отлично подходят для небольших фонарей, вывесок и всего, где вы используете макетную плату, поскольку их можно легко использовать с их проводами. Ознакомьтесь с нашим руководством по настройке 5-миллиметровых светодиодов, чтобы узнать больше об этих крошечных источниках света.

Светодиоды для поверхностного монтажа (SMD)

Рисунок 1 — Эмиттер без покрытия

Светодиоды

для поверхностного монтажа — это диоды, которые могут быть размещены на подложке (печатной плате) с кремниевым куполом над диодом для его защиты (см.рис.1). Мы поставляем мощные светодиоды для поверхностного монтажа от лидеров отрасли Cree и Luxeon. Оба на наш взгляд отличные, поэтому мы их все-таки носим. Некоторые предпочитают одно другому, но это приходит с опытом и знанием того, что искать. Cree, как правило, имеет более высокие показатели мощности Lumen и является лидером на рынке светодиодов высокой мощности. Luxeon, с другой стороны, имеет отличные цвета и терморегулятор.

Светодиоды высокой мощности

поставляются в виде неизолированных эмиттеров (как показано на рис. 1) или устанавливаются на печатную плату с металлическим сердечником (MCPCB). Платы изолированы и содержат токопроводящие дорожки для упрощения подключения цепей. Наши 20-миллиметровые конструкции с правым бортом 1 и 3 являются бестселлерами. Мы также предлагаем QuadPod, которые могут содержать 4 мощных светодиода на плате, немного превышающей размеры 20-миллиметровых звезд (см. Рис. 2). Все наши варианты мощных светодиодов также могут быть построены на линейной конструкции. LuxStrip вмещает 6 светодиодов на фут и легко подключается до 10 футов в длину.

Рисунок 2 — Варианты MCPCB

Полярность имеет значение: светодиоды подключения

Электронная полярность указывает, является ли схема симметричной или нет.Светодиоды представляют собой диоды, поэтому ток может течь только в одном направлении. Когда нет тока, не будет света. К счастью, это означает, что если мы подключим светодиод назад, он не сожжет всю систему, он просто не загорится.

Положительная сторона светодиода — это анод, а отрицательная сторона — катод. Ток течет от анода к катоду и никогда не течет в другом направлении, поэтому важно знать, как отличить анод от катода. Для светодиодов для поверхностного монтажа это просто, поскольку соединения промаркированы, но для 5-миллиметровых светодиодов нужен более длинный провод, который является анодом (положительным), посмотрите на Рисунок 3 ниже.

Рисунок 3 — Поиск анода и катода светодиода

Варианты цвета

Одна из замечательных особенностей светодиодов — это различные варианты и типы света, которые вы можете получить от них.

Белые светодиоды

Коррелированная цветовая температура (CCT) — это процесс создания разного белого света при разных температурах. Цветовая температура указывается в градусах Кельвина (K), что представляет собой шкалу температур, в которой ноль соответствует абсолютному нулю, а каждый градус равен одному Кельвину.Более низкие температуры от 3000K до 4500K имеют тенденцию быть более теплыми до нейтрально-белого цвета. Более высокие температуры 5 000K + — это холодные белые цвета, также известные как «дневной белый».

Цветные светодиоды

Для цветов действительно важна длина волны в нанометрах (нм). Для некоторых применений цвета необходимы для визуального эффекта, но иногда для таких применений, как лечение, выращивание, освещение рифовых аквариумов и многое другое, необходимы определенные длины волн. См. Рис. 4, где показано, при каких длинах волн и при каких температурах получаются определенные цвета.

Рисунок 4 — Цвета светодиодов и цветовая температура

Мы стараемся обеспечить одинаковую цветовую температуру и длину волны для каждой марки и типа светодиодов. Вы всегда можете найти цвет или длину волны наших светодиодов в подразделе страницы продукта и даже можете выполнить поиск по цвету в раскрывающемся меню светодиодов на главной странице. В белом цвете мы несем 3000K, 4000K, 5000K и 6500K. Что касается цветов, мы работаем с диапазоном 400-660 нм.

Яркость светодиода

Светодиоды

известны не только своими цветами, но и намного ярче, чем другие источники света.Иногда трудно сказать, насколько ярким будет светодиод, потому что он измеряется в люменах. Люмен — это научная единица измерения светового потока или общего количества видимого света от источника. Обратите внимание, что светодиоды диаметром 5 мм обычно указываются в милликанделах (мкд). Угол обзора 5-миллиметровых светодиодов также влияет на световой поток, который они излучают, подробнее об этом см. Здесь.

Почему ток имеет значение…

Количество света (люмен), излучаемого светодиодом, зависит от величины подаваемого тока.Ток измеряется в миллиамперах (мА) или амперах (А). Мощные светодиоды выдерживают ток от 350 мА до 3000 мА. Светодиоды различаются по своим текущим параметрам, поэтому обязательно следите за этим при выборе светодиода и драйвера.

Определение яркости

А теперь самое сложное — выбрать комбинацию светодиода и драйвера, которая будет выдавать необходимый свет. Мы проделали большую работу здесь, в посте, измеряющем яркость каждого мощного светодиода при разных токах возбуждения.Обратите внимание, что это меры для звезд 1-Up, поэтому, если вы хотите больше света, светодиоды 3-Up — хороший вариант, поскольку они в три раза больше света в том же месте.

Указанный выше ресурс всегда можно использовать для определения светоотдачи светодиода, но найти его вручную не очень сложно.

Для этого необходима информация из технического описания светодиода. На всех наших светодиодных страницах мы ссылаемся на технические данные производителя в нижней части страницы.

Пример: определение яркости Cree XP-L при 2100 мА

В этом примере мы используем Cree XP-L.Сначала найдите таблицу характеристик потока (рисунок 5). Мы коснемся группировки позже, которая помечена в столбце «Группа», но предположим, что мы собираемся использовать холодный белый XP-L из самого верхнего контейнера (v5). Выделенное число — это типичный поток при 1050 мА, который является током, при котором измеряется XP-L. Справа от него указаны типичные значения люменов для управляющих токов 1500, 2000 и 3000 мА.

Рисунок 5 — Таблица светового потока светодиодов

Для этого примера предположим, что мы хотим запустить этот светодиод с драйвером светодиода BuckBlock 2100 мА, и нам нужно определить, какой будет световой поток. При управлении промежуточным приводным током, которого нет в списке, найдите график относительного потока в зависимости от тока в таблице данных, который выглядит как график справа.

Стрелка — проверенный (базовый) выход (при 100% относительном потоке). Следуя кривой до 2100 мА (?), Мы видим, что это увеличение освещенности на 75%. Взяв 460 люмен сверху и умножив его на 1,75, мы увидим, что холодный белый XP-L при 2100 мА дает около 805 люмен.

При переходе на светодиоды может быть трудно найти светодиоды и световой поток, необходимый для этого.Это связано с тем, что свет всегда измерялся мощностью лампочки. Светодиоды имеют гораздо лучшую эффективность, что делает практически невозможным измерение таким образом, поскольку светодиод на 50 Вт будет значительно ярче, чем лампа накаливания на 50 Вт. На рисунке 7 показаны различные лампы накаливания и количество люменов, которые они дают. Это помогает получить лучшее представление о том, сколько света можно ожидать от светодиода, и будет ли оно таким же, как от старого освещения.

Рисунок 6 — Мощность лампы накаливания в люменах

Угол обзора и оптика

У наших 5-миллиметровых светодиодов указаны углы обзора для каждого, поэтому просто найдите тот, который вам подойдет.Что касается светодиодов для поверхностного монтажа, большинство из них излучают очень широкий угол в 125 градусов! К счастью, правые светодиодные борта совместимы и просты в использовании со светодиодной оптикой. Эта вторичная оптика используется для фокусировки света, они могут отражать свет от светодиода в пятно, среднее пятно, широкое пятно или эллиптические и овальные узоры.

Как видно на рис. 8, оптика 1-Up имеет конусообразную форму и требует держателя оптики. В случае наших светодиодных панелей держатели оптики имеют четыре ножки, которые входят в пазы звезды.Тройные светодиодные звезды также совместимы с оптикой Carclo, в плате которой есть три отверстия для ножек оптики.

Рисунок 7 — Светодиодная оптика и держатели

Как подключить светодиоды

Светодиоды

известны своей лучшей эффективностью среди всех других источников света. Эффективность — это мера того, насколько хорошо источник света излучает видимый свет, также называемый люменами на ватт. Другими словами, сколько света мы получаем на наш ватт мощности? Чтобы узнать это, сначала выясните мощность используемого светодиода.Чтобы найти ватты, вам необходимо умножить прямое напряжение (напряжение, при котором ток начинает течь в нормальном направлении) на ток возбуждения в амперах (обратите внимание, что он ДОЛЖЕН быть в амперах… а не в миллиамперах). Давайте посмотрим на светодиод Cree XP-L 1-up в качестве примера.

Рисунок 8 — Прямое напряжение светодиода

Допустим, мы используем Cree XP-L при 2000 мА. Из рисунка 8 видно, что при таком токе возбуждения прямое напряжение равно 3,15. Итак, чтобы найти ватт, мы умножаем 3,15 (прямое напряжение) на 2 А (2000 мА = 2 А), что дает 6.3 Вт.

Итак, теперь, чтобы определить эффективность, нам просто нужно разделить 742 люмен (проверенное количество люмен для этого светодиода при 2000 мА) на 6,3 Вт. Таким образом, эффективность (люмен / ватт) этого Cree XP-L составляет 117,8. Это большая эффективность, но также следует отметить, что Cree может похвастаться тем, что светодиод XLamp XP-L имеет прорывную эффективность 200 люмен / ватт при токе 350 мА. Приятно знать, что эффективность снижается по мере того, как вы пропускаете больший ток на светодиод, поскольку это увеличивает тепло, что делает светодиод немного менее эффективным. Иногда вам нужно смириться с этим, если вам нужно, чтобы светодиод был очень ярким, но если вы хотите получить максимальную эффективность, вам следует использовать светодиоды с более низким током.Все это помогает определить, сколько энергии потребуется вашим приложениям, а также сэкономить энергию в будущем.

Подробнее о драйверах светодиодов

Это означает, что вам нужно найти драйвер светодиода, который может управлять светодиодами с током, который вам нужен, чтобы получить желаемое количество люменов. Драйвер светодиодов — это электрическое устройство, которое регулирует мощность светодиода или цепочки светодиодов. Драйвер реагирует на меняющиеся потребности светодиода, подавая на светодиод постоянное количество энергии, поскольку его электрические свойства меняются с температурой.Хорошая аналогия для понимания этого — автомобиль с круиз-контролем. Когда автомобиль (светодиод) движется по холмам и долинам (изменения температуры), круиз-контроль (водитель) следит за тем, чтобы он оставался на постоянной скорости (свет), регулируя при этом газ (мощность), необходимый для этого. Драйвер так важен, потому что светодиоды требуют очень специфической электроэнергии для правильной работы. Если напряжение, подаваемое на светодиод ниже, чем требуется, через переход проходит очень небольшой ток, что приводит к тусклому освещению и плохой работе.С другой стороны, если напряжение слишком велико, к светодиоду течет слишком большой ток, и он может перегреться и получить серьезное повреждение или полностью выйти из строя (тепловой разгон). Всегда проверяйте техническое описание светодиодов, чтобы знать, какой ток рекомендуется использовать, чтобы избежать этих проблем.

Какое напряжение мне нужно, чтобы загорелся светодиод?

Это часто задаваемый вопрос, и на самом деле его довольно легко понять. Все, что вам нужно знать, это прямое напряжение на светодиодах. Если у вас несколько светодиодов, подключенных последовательно, вам необходимо учитывать все прямые напряжения вместе взятые, если у вас параллельная схема, вам нужно учитывать только прямое напряжение того количества светодиодов, которое у вас есть на цепочку.Подробнее о настройке проводки см. Здесь. Рекомендуется поддерживать как минимум 2-вольтовые накладные расходы, поскольку некоторые драйверы (например, драйверы LuxDrive) требуют этого для правильной работы драйвера. Так что, если ваше общее прямое напряжение для последовательной цепи составляет 9,55, вы должны быть в безопасности с источником питания 12 В. Для автономных драйверов (вход переменного тока) просто знайте выходное напряжение, на которое они рассчитаны, и убедитесь, что вы защищены, поэтому драйвер входа переменного тока с выходным диапазоном 3–12 В постоянного тока также подойдет для этого приложения.

Контроль нагрева

Определение мощности вашей системы также поможет вам узнать больше о необходимом вам регуляторе нагрева.Поскольку эти светодиоды обладают большой мощностью, они выделяют тепло, что может быть очень плохим, как вы можете узнать здесь. Слишком большое количество тепла приведет к тому, что светодиоды будут излучать меньше света, а также сократят срок службы. Мы всегда рекомендуем использовать радиатор и говорим, что на каждый ватт светодиодов приходится около 3 квадратных дюймов. Для большей мощности я бы порекомендовал поискать радиатор, который рекомендован для того количества ватт, которое вы используете.

Светодиодный биннинг и качество

В связи с тем, что индустрия светодиодов сейчас растет довольно быстрыми темпами, важно понимать разницу в светодиодах.Это частый вопрос, поскольку светодиоды могут варьироваться от очень дешевых до очень дорогих. Я был бы осторожен при покупке дешевых светодиодов, так как вы всегда получаете то, за что платите. Да, светодиоды могут работать отлично вначале, но обычно они не работают так долго или быстро перегорают из-за плохого тестирования.

Все светодиоды, представленные здесь, на LEDSupply, тщательно отобраны. У нас есть только лучшие марки и цветовые температуры. Наш обширный опыт в отрасли помог нам понять важность качественного производства и сборки светодиодов.При производстве светодиодов характеристики могут отличаться от средних значений, указанных в технических паспортах. По этой причине производители разделяют светодиоды по световому потоку, цвету и прямому напряжению. Мы выбираем бункеры с самым высоким световым потоком (видимый свет) и самым низким прямым напряжением, так как это гарантирует, что у нас есть светодиоды с максимальной эффективностью. Большое количество светодиодной продукции производится дешево и не документируется должным образом, что приводит ко многим неудачным проектам и заставляет людей думать, что светодиоды на самом деле не служат так долго, как говорят.