Выше мы отметили, что создание света в доме с помощью светодиодов может быть как общим, так и местным. Первый вариант предусматривает использование светильников.

В зависимости от площади помещения можно использовать один светильник, который будет находиться в центре потолка, или много светильников, которые будут рассредоточены по площади потолка. В эти светильники вставляются светодиодные лампы.

Производители оснащают такие лампы стандартными цоколями, благодаря чему их монтаж являются элементарной процедурой. Однако главная сложность заключается не в этом. Она заключается в правильном подборе лампы, а точнее в ее мощности.

Далее мы укажем, что нужно учитывать, чтобы обеспечить качественное внутреннее освещение, используя светодиодные лампы. Специалисты отмечают, что главным критерием в этом является световой поток, который еще называют интенсивностью света или яркостью. Данная величина измеряется в люменах.

Главной нашей задачей является определение максимального количества люмен, т.е. необходимого уровня интенсивности света в помещении. Далее отталкиваясь от этой цифры, мы будем осуществлять выбор самой светодиодной лампы.

Например, будем считать, что нужно осветить комнату, площадь которой равняется 18-ти «квадратам». Если брать во внимание обычные 100-ваттные лампочки накаливания, то нам нужно использовать две единицы таких лампочек.

Одна лампочка создает от 1200 до 1300 люмен. Возьмем меньшую величину — 1200 люмен. Общая потребность в люменах равняется цифре 2400.

Как уже отмечалось выше, светодиод мощностью в один ватт может создать 120 люмен. Однако на рынке лампы такого качества являются очень дорогими и их трудно найти. Обычно продают лампы, которые могут выдать 50-60 люмен на один ватт. Мы учтем 50 люмен.

В результате получается, что для освещения вышеупомянутой комнаты, которая может находиться в любом здании, нужно купить светодиодную лампочку с мощностью 48 ватт (2400/50 = 48).

Конечно, можно использовать как одну мощную лампочку, так и четыре лампочки с мощностью на 12 ватт. Это уже зависит сугубо от вас.

Полезный совет: на практике этот процесс требует учета света отражения, угла излучения света, светового потока, рабочей температуры, а также цвета стен и потолка. Это сложно и будет лучше, если эту работу доверить специалистам.

Особенности светодиодных лент

Что касается местного освещения помещения, то оно может быть осуществлено с помощью светодиодной ленты.

Полезный совет: использование таких лент не может стать полноценной заменой светильников на основе светодиодов. Эти ленты способны подсветить определенное пространство и создать очень хороший визуальный эффект. Они не характеризуются высоким уровнем мощности.

Кроме этого они нуждаются в низком напряжении, которое может равняться или 12-ти, или 24 вольтам. Также на рынке можно найти 36-ти и 48-ми вольтные ленты, однако они используются очень редко. Смотря на это, они нуждаются в блоке питания.

Светодиодная лента в бабине

Сама лента является гибкой печатной платой, на которой производители размещают светодиоды, тогоограничивающие резисторы и соединительные проводники. Максимальная длина ленты может составлять пять метров. Все светодиоды разделены на группки. Каждая состоит из трех единиц.

Такая группка является неделимой и разрезать светодиодную ленту посреди группки нельзя. Разрезать можно только в определенных местах. Каждый производитель обозначает эти места.

Этот тип осветительной ленты может создавать как свет белого цвета, так и свет других цветов. В последнем случае такая лента называется RGB-лентой. В отличие от простой ленты, которая имеет две дорожки, RGB-лента может похвастаться наличием четырех дорожек.

Подбор блока питания

Стоит отметить, что организация местного освещения помещения с помощью светодиодных лент является простой процедурой и ее легко можно сделать своими руками.

Для осуществления этого процесса также нужно запастись блоком питания и коннекторами (они используются для соединения нескольких светодиодных лент), а также кабелем с розеткой.

Для того, чтобы такое освещение работало эффективно, блок питания должен иметь такую же мощность как все подключаемые к нему ленты + еще некоторый запас. Для выбора этого блока нужно определиться с длиной необходимой ленты со светодиодами.

Каждый производитель таких лент указывает суммарную мощность светодиодов, которые размещаются на одном метре.

Вам же нужно перемножить необходимое количество метров на мощность одного метра. Таким образом вы узнаете общую мощность вашего местного освещения. Далее полученную цифру нужно умножить на 1,5 (учитываем запас мощности). В конечном итоге вы получите число ватт, которым должен обладать сам блок питания.

Осуществление местного освещения

Когда вы обладаете необходимыми элементами, можно приступать к созданию светодиодного освещения в доме с помощью своих рук. Этот процесс предусматривает следующие шаги:

1. Подключение к блоку питания светодиодной ленты с необходимой длиной.
2. Подключение кабеля с розеткой к блоку питания.
3. Монтаж всех компонентов в нужном месте.
4. Включение блока в сеть.

Полезный совет: к одному блоку питания рекомендуется подключать не более пяти метров светодиодной ленты. Конечно, можно взять очень мощный блок, который может выдержать и 10 метров такой ленты. Однако это делать не желательно, так как в начале ленты диоды будут перегреваться, а на конце будут получать меньше тока. В итоге они будут светиться с меньшей яркостью. Поэтому рекомендуется использовать два менее мощные блоки питания.

В том случае, когда нужно соединить две части ленты, то их соединяют параллельно. Для этого используют коннекторы.

Использование RGB-ленты

В тех случаях, когда вы используете RGB-ленту, то необходимо использовать RGB-контроллер, который подключается к блоку питания. Далее к этому контроллеру подключается RGB-лента. Она имеет четыре провода, три из которых обозначают три основных цвета: красный, зеленый и синий. Собственно, они покрашены в эти цвета.

На контролере есть четыре выхода, которые имеют надписи V+, R, G и B. К последним трем подсоединяют красный, зеленый и синий провода. К четвертому выходу V+ подключают оставшийся провод. Этот контроллер управляется дистанционным пультом.

Об особенности создания такого освещения также можно узнать из видео:

electricadom.com

Свет на светодиодах. Устройства и преимущества. Применение

Свет на светодиодах переживает этап стремительного развития. С каждым днем появляются устройства, которые заменяют устаревшие лампы, позволяют получать более качественный свет. Так происходит неслучайно. Светильник светодиодный отличается экономичностью и экологической безопасностью, он потребляет мало энергии, а в наше время это одно из главных преимуществ. Преимущество светодиодных ламп очевидно.

Ленты

Особый вид светодиодного источника света представляет лента. На гибкой ленте размещают в ряд светодиоды и резисторы. Готовую ленту наматывают в бобины и продают. Светодиодная лента применяется для подсветки интерьера, освещения контура уличных сооружений, фасадов зданий, деревьев. Широко используют светодиодную ленту в рекламных целях, а также для автомобильного стайлинга. Чтобы защитить источник света от негативных внешних факторов, его зачастую помещают в герметичную оболочку.

Прожекторы

Отдельно стоит сказать о светодиодных прожекторах. Они успешно заменяют галогенные приборы, ни в чем не уступая им по яркости, и потребляя почти в 8 раз меньше энергии. Светодиодный прожектор может иметь мощность от 10 до 150 Вт и более. При этом прожектор мощностью 150 Вт создает световой поток в 13,5 тысяч Лм, что эквивалентно галогенному источнику мощностью 1-1,5 КВт.

Свет на светодиодах: применение

Практически любой источник света, который использует человек, может быть заменен на светильники на светодиодах. Применяют их в быту и на производстве, в общественных помещениях и на улице. Они являются основой для изготовления:

• Бра и ночников.
• Подвесных потолков.
• Прожекторов.
• Ручных фонарей.
• Декоративного освещения.
• Приборов для уличного освещения.

Спектр светодиодной лампы не содержит ультрафиолетового излучения, поэтому ее используют для освещения музейных экспонатов. Ценные предметы не выгорают, а посетитель выставки может в полной мере насладиться всеми деталями экспонатов.

Лампы и мощные светодиодные прожекторы используют для подсветки архитектурных сооружений. С их помощью можно создать узкий направленный пучок света и подчеркнуть красоту линий постройки.

Светодиодное освещение используют на взрывоопасных участках производства. Лампы обладают отличными противопожарными свойствами, поскольку не нагреваются и устойчивы к вибрациям. Их можно использовать для аварийного освещения.

На улицах устанавливают светильники в специальном защитном корпусе, который не пропускает влагу и защищает от грязи. Их применяют для освещения дворов, магистральных улиц, спортивных площадок, стадионов.

С помощью светодиодных лампочек подсвечивают витрины магазинов. Из трехцветных светодиодов делают новогодние гирлянды, занавеси и другие праздничные украшения. Возможность управления, быстрое включение и выключение позволяет создать эффект мерцания и перелива цвета.

Преимущества светодиодных светильников

Если бы светодиодные лампы не имели столько много преимуществ, то вряд ли бы заслужили популярность. Но уже с первых экспериментов стало понятно, что использовать их выгодно. Светодиодный светильник потребляет в несколько раз меньше электроэнергии, чем обычная лампа накаливания. В результате его применения можно сэкономить до 80% средств на оплате электричества за освещение.

Минимальный срок службы у светодиодных ламп составляет порядка 30 тысяч часов. Это более трех лет непрерывного свечения. При этом лампа не боится ударов и рассеивает минимум тепла. Самые качественные светодиоды могут прослужить и более 50 тысяч часов.

Светодиодные светильники легко устанавливать, они имеют компактные размеры, что важно для применения в миниатюрных электронных приборах.

Лампы на основе светодиодов можно выпускать в большом количестве, не опасаясь заражения окружающей среды. Все ее компоненты экологически безопасные, а при необходимости могут быть легко утилизированы. Здесь надо заметить, что при нарушении экологических норм производства, некоторые элементы могут содержать ядовитые вещества. Например, пайка может содержать свинец, а плата может быть пропитана формальдегидными смолами.

Многоцветные светодиодные лампы позволяют создавать красивое и яркое освещение. Они дают чистый направленный свет, который используют при оформлении праздников и для дизайнерских инсталляций.

В перспективе свет на светодиодах будет завоевывать все большие и большие рынки. Существует мнение, что на сегодняшний день внедрять его выгоднее, чем солнечные батареи. Так или иначе, а светодиоды прочно вошли в сферу человеческой жизни, и теперь без них сложно будет обойтись.

 Похожие темы:

electrosam.ru

Лампы на светодиодах. Виды и устройство. Работа и применение

В лампах применяются светодиоды в качестве источника света. Лампы на светодиодах используются для освещения улиц, в промышленности и в быту. Это самые чистые с экологической точки зрения источники освещения.

Их безопасность основана на применении в изготовлении компонентов, не имеющих вредности. Не используется ртуть, поэтому в случае перегорания или разрушения лампы на светодиодах не опасны.

Устройство, принцип действия

Основными составляющими светодиодной лампы являются:

• Корпус.
• Цоколь.
• Драйвер.
• Светодиоды.

Обозначают светоизлучающий диод буквенным сокращением СИД или СД. На английском языке его обозначение LED. Он является в составе светодиодной лампы источником света.

Схема его принципа работы совпадает с процессом любого полупроводникового диода из германия или кремния с р-n переходом. При подаче к аноду положительной разницы потенциалов, а к катоду отрицательной, происходит движение электронов к аноду, движение дырок к катоду. Ток идет по диоду в одном направлении прямо.

Но, в составе светодиода другие материалы из полупроводников, при бомбардировке которых в прямом направлении дырками и электронами осуществляют рекомбинацию, переводят их на следующий энергетический уровень. В результате выделяются фотоны, которые являются элементарными частицами излучения волн светового диапазона.

В электросхемах светодиоды обозначают как обычные диоды, добавляют к ним стрелки (излучение света).

Полупроводники имеют различные свойства излучения фотонов. Прямозонные проводники – вещества нитрид галлия и арсенид галлия прозрачны для световых волн видимого спектра. Выделение света происходит в результате замены слоев р-n перехода.

В светодиоде слои располагаются:

1 — Анод
2 — Катод
3 — Активный слой на основе In-GaN
4 — Буферный слой на основе GaN
5 — Сапфировая подложка
6 — Токопроводящий слой n-GaN
7 — Токопроводящий слой p-GaN

Имеются площадки контактов в слоях для катода и анода.

При переходе электронов в фотоны теряется энергия по следующим причинам:

• Световые волны преломляются на выходе из полупроводника в месте кристалл – воздух, длина волны искажается.
• Внутри слоя часть частиц света теряется, хотя слой очень тонкий.

Световой поток может повыситься, если использовать подложку из сапфира. В лампах такие конструкции нашли применение. В обычных светодиодах для индикаторов подложка не применяется.

Такие диоды имеют линзу из рефлектора, направляющего свет и эпоксидной смолы. Соответственно назначению лампы угол распространения света имеет широкий интервал от 5 до 160 градусов.

Дорогостоящие диоды для ламп производят с ламбертовой диаграммой, то есть в пространстве яркость светодиода постоянная, независимо от угла, направления света.

Размеры кристалла малы, от одного кристалла будет мало света. В лампах содержится группа светодиодов. Сделать освещение равномерным сложно, так как каждый диод – это точечный источник света.

1 — Вывод 1
2 — Корпус
3 — ЧИП
4 — Слой люминофора
5 — Проводник
6 — Рефлектор
7 — Вывод 2
8 — Теплоотвод
9 — Изолятор
10 — Печатная плата

Узкий спектр волн света от полупроводниковых диодов приводит к утомляемости глаз, дискомфорту, в отличие от солнца или ламп накаливания. Чтобы как-то исправить этот недостаток, в конструкцию светодиодов ввели слой люминофора.

Размер потока света, излучаемого полупроводниковым диодом, зависит от силы тока р-п перехода. При большем токе излучение выше, до определенного порога.

Габариты светодиодов малы, поэтому применять большие токи не получается. Ток для индикаторных диодов не превышает 20 мА. Для более мощных ламп освещения делается отвод тепла и защитные меры, которые имеют ограничения.

Поток света в лампе возрастает по мере увеличения тока, затем снижается из-за потери тепла. Выделение тепла не происходит при свечении светодиодной лампы, они считаются холодным светом.

Но, это не значит, что лампа не нагревается. Ток, проходящий через светодиод, в различных контактах проходит через сопротивления участков, что вызывает нагревание лампы. Энергия теряется из-за тепла, при повышении тока тепло может вывести из строя конструкцию лампы на светодиодах.

Кристаллы светодиодов в лампах могут достигать большого количества (более 100). Для подведения тока оптимальной величины сделаны платы из стеклотекстолита с дорожками, проводящими ток, и имеющими разную конфигурацию.

Кристаллы светодиодов припаивают к контактным площадкам по группам, последовательно подают питание, одинаковый ток пропускают по каждой цепочке. Эта схема простая в техническом плане, но имеет серьезный недостаток. Если нарушится какой-либо контакт, то перестают светить все звенья цепи, лампа выходит из строя.

К каждой группе диодов подводится напряжение постоянной величины от устройства – драйвера. Раньше он назывался источником питания. Драйвер преобразовывает напряжение входа сети в питающее напряжение светодиодов. Входное напряжение может быть как 220 В (в квартире), так и 12 В (в автомобиле).

Подключение стабилизированного постоянного тока к каждому светодиоду параллельно выполнить трудно, редко применяется. Драйверы имеют различные схемы: трансформаторная и т.д. Распространенные варианты схем зависят от конфигурации.

Драйверы имеют низкую стоимость при условии, если они подключаются к постоянному напряжению, защищенному от скачков, перепадов и импульсов, не имеют резистора, ограничивающего ток, в цепи выхода питания. Это используется в фонариках на аккумуляторах, в них светодиоды соединены с аккумуляторами.

Они запитаны повышенным током, ярко светят, перегорают довольно часто. Если в драйверах нет защиты от скачков напряжения, то дешевые лампы быстро выгорают, не отработав ресурса по гарантии.

Блоки питания качественного изготовления не нагреваются, перегруженные драйверы нагреваются, энергия расходуется на потерю тепла. Эти потери довольно значительные, они могут превышать энергию выделяемых фотонов (света).

Квартирные лампы на светодиодах имеют цоколь Е27. Он дает возможность применять лампы в обычных патронах. Импортные лампы снабжены другими цоколями, для которых нужны соответствующие патроны, с отличием в шаге резьбы и диаметре. Напряжение питания может быть 110 В. Лампы для автомобилей тоже бывают разными по конструкции цоколей.

Чтобы защитить светодиоды, не нужны герметичные колбы, не требуется выкачивать из них воздух или создавать среду газа. Светодиоды закрыты материалами из пластика, пропускающего свет.

Размещение частей на светодиодах отличается у производителей, для различных целей. Последовательность монтажа у них одинаковая: от драйвера к светодиодной плате, закрывается защитным стеклом. Могут устанавливаться экраны защиты от нагрева, и т.д.

Устройство и конструктивные особенности разных производителей может значительно отличаться в аналогичных лампах, но принципы конструирования у них общие.

Виды и применение лампы на светодиодах

По применяемости лампы на светодиодах делятся:

• Для дома и офиса.
• Уличные.
• Прожекторы.
• Автомобильные.
• Лампы на светодиодах для растений (ультрафиолетовые).
• Светильники для зданий.

По конструкции и световому потоку лампы на светодиодах делятся:

• Общего назначения, для офисов и жилых помещений, похожи на лампы накаливания, свечи, «кукурузы».
• Направленного света – для подсветки витрин, площадей.
• Линейные, в виде трубки, похожи на люминесцентные лампы. Применяются для торговых залов и офисов.

По используемым типам светодиодов на:

• Индикаторных диодах. К ним относятся лампы на диодах 3 мм и на «Пираньях». Качество света от таких ламп низкое.
• SMD диодах, распространенные, имеют малый размер, не греются, широкое применение.
• Диодах 1, 3, 5 Вт, нагрев значительный.
• СОВ диодах, по новой технологии, преимущество перед другими: более надежны за счет монтажа диодов сразу на плату, равномерный световой поток, разные исполнения формы ламп.
• Филаментных диодах, освещение на 360 градусов, малая цена, теплоотвод.

Разделение по типу цоколей

Широко распространены цоколи «Эдисона» с резьбой и обозначением буковой Е с цифрой. Цифра – это диаметр цоколя в мм (Е27, Е14, Е40). Цоколь G – штыревое соединение. Цифра указывает расстояние между штырями (выводами). Такие лампы подключаются только через блок питания. Цоколь Т используется для замены ламп люминесцентных, измеряется в дюймах.

Достоинства, недостатки, особенности

К достоинствам относятся:

• Экономия электроэнергии, энергоэффективность, потребляют в 5 раз меньше энергии.
• Срок эксплуатации, составляет для разных типов 30-50 тысяч часов работы.
• Механическая прочность.
• Безопасность, не содержат вредных веществ, нет сильного нагрева, применяют в любых светильниках, для натяжных потолков.
• Широкий интервал температуры использования, работают до -60 градусов мороза.
• Быстрый запуск, сразу светят ярко.
• Надежность при частых выключениях и включениях.
• Экологически безопасны, можно утилизировать с обычным мусором.

К недостаткам относится:

• Большие размеры из-за технической стороны устройства.
• Боятся перегрева, эффективность уменьшается, тускнеют.
• Не в любую люстру могут поместиться из-за увеличенного размера.
• Световой поток направленный, по бокам и сзади светит хуже.
• Стоимость выше других типов ламп, с каждым годом цена снижается.

Особенности

Лампы на светодиодах состоят из платы со светодиодами, цоколя, корпуса, блока питания, колбы матовой. Ток сразу преобразуется в свет, минуя стадию нагрева, как в лампах накаливания. Потери на нагрев наименьшие, светодиоды экономичны, безопасны.

Светодиоды придуманы еще в 70-х годах, но использовались лишь в приборах, индикаторах, экранах. Светодиоды голубого цвета высокояркие изготовлены в 1993 году, белые в 1996 году. Современные светодиоды имеют отдачу света до 170 лм / Вт.

Похожие темы:

electrosam.ru

Светодиоды. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности

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

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

Устройство

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

Стандартный индикаторный светодиод выполнен из следующих частей;

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

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

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

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

• Основа корпуса, куда крепится кристалл, является отличным проводником тепла. Благодаря этому в разы улучшился отвод тепла от кристалла.
• В структуре белых светодиодов между линзой и полупроводником имеется слой люминофора, который нейтрализует ультрафиолет и задает необходимую цветовую температуру.
• В SMD-компонентах, имеющих широкий угол излучения, линза отсутствует. При этом сам светодиод выделяется формой параллелепипеда.

Chip-On-Board (COB) представляют новейшее практическое достижение, которое должно занять в искусственном освещении лидерство в создании белых светодиодов.

Устройство светодиодов по технологии COB предполагает следующее:

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

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

Принцип действия

Несмотря на технологические особенности и разновидности, работа всех светодиодов основывается на общем принципе функционирования излучающего элемента:

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

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

Разновидности

На текущий момент LED-диоды могут быть следующих видов:

• Осветительные, то есть с большой мощностью. Их уровень освещенности равен вольфрамовым и люминесцентным источникам света.
• Индикаторные – с небольшой мощностью, их применяют для подсветки в приборах.

Индикаторные LED-диоды по типу соединения делятся на:

• Двойные GaP (галлий, фосфор) – имеют зеленый и оранжевый свет в структуре видимого спектра.
• Тройные AIGaAs (алюминий, мышьяк, галлий) – имеют желтый и оранжевый свет в структуре видимого спектра.
• Тройные GaAsP (мышьяк, галлий, фосфор) – имеют красный и желто-зеленый свет в структуре видимого спектра.

По типу корпуса светодиодные элементы могут быть:

• DIP — устаревшая модель низкой мощности, их применяют для подсветки световых табло и игрушек.
• «пиранья» или Superflux – аналоги DIP, но с четырьмя контактами. Они применяются для подсветки в автомобилях, меньше нагреваются и лучше крепятся.
• SMD – самый распространенный тип, применяются во множестве источников света.
• COB – это усовершенствованные светодиоды SMD.

Применение

Область применений светодиодов условно можно разделить на две широкие категории:

• Освещение.
• С использованием прямого света.

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

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

Будущее светодиодов

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

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

Типичные характеристики

Светодиоды характеризуются следующими параметрами:

• Цветовая характеристика.
• Длина волны.
• Сила тока.
• Напряжение (тип применяемого напряжения).
• Яркость (интенсивность светового потока).

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

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

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

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

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

Достоинства и недостатки

Среди достоинств светодиодов можно отметить:

• Малое потребление электроэнергии.
• Долгий срок службы, измеряемый 30-100 тысячами часов.
• Высокая светоотдача. Светодиоды дают 10-250250 люменов светового потока на ватт мощности.
• Нет ядовитых паров ртути.
• Широкое применение.

Недостатки:

• Низкие характеристики у некачественных светодиодов, созданных неизвестными производителями.
• Сравнительно высокая цена качественных светодиодов.
• Необходимость качественных источников питания.

Похожие темы:

electrosam.ru

Светодиодное освещение — теория, типы и применение светодиодов

Вступление

Можно ли сказать, что светодиодное освещение вытесняет или хотя бы заменяет другие, традиционные типы освещения? Однозначно, нельзя. Причин несколько — высокая цена, масса недостатков, спорные пользовательские характеристики и отсутствие законодательных норм и правил.

Теория светодиодное освещение

Прежде всего, разберемся с теорией светодиодного освещения. Источником света светодиодного освещения является светодиод.

Светодиод имеет несколько названий, одно из них, наиболее правильно его характеризует. Светодиод это светоизлучающий диод (СИД).

Физика процесса, основана на выделении фотонов электронами диодов при прохождении p-n перехода. То есть, при определенных физических характеристиках p-n перехода, диод начинает излучать в определенном диапазоне спектра.

Стоит отметить, что для освещения используют диоды, излучающие не только в видимой части спектра, но и диоды, излучающие в ультрафиолетовом спектре. Такие диоды покрывают специальным люминофором, который светиться при выделении диодом ультрафиолетового излучения.

Один из крупнейших производителей мощных полупроводниковых светодиодов является компания Cree Inc. Производят они не только светодиоды, но и другие электронные компоненты. Чтобы cree купить, лучше обратиться в компанию специализирующейся на поставке отечественной и зарубежной измерительной техники и электронных компонентов. Это обезопасит от некачественной покупки и долгих ожиданий.

История светодиода

Первый светодиод был изготовлен в 1962 году, в Иллинойском университете, они излучали красный свет низкой интенсивности.

Отмечу, что полупроводниковый прибор диод, был известен ранее 60-х годов прошлого века. Обычный диод не излучает в видимом диапазоне. Видимое излучение начинается при определенной толщине p-n перехода диода и определенных материалах, из которых изготовлены слои p-n перехода.

Цвет видимого излучения (длина волны) зависит от применяемого в диоде материала полупроводника. На фото видим красный светодиод.

До 90-х годов, светодиоды не находили применение в технологиях освещения, свет был тусклым и не годным для освещения. Только в 90-х годах, был изготовлен сверхяркий синий световой диод, годный для технологий освещения.

Примечательно, нет светодиодов излучающих белый свет. Чтобы добиться белого светодиодного излучения используется следующие технологии:

1. В паре с цветным светодиодом используется линза, на которую наносят различное люминофорное покрытие. Нанося на линзу голубого светодиода, желтое люминофорное покрытие, получаем белый свет светодиода.
2. Второй способ получить белый свет от светодиода, называется RGB. Смысл очень прост. На единой плате размещаются красные, зеленые, синие светодиоды. Именно по этому, эту технологию называют Red-Green-Blue (RGB). Смешивание этих излучений на линзе светодиода, дает монохромный белый свет. Недостаток RGB метода, слабая цветопередача (индекс CRI).
3. На диод, излучающий невидимое ультрафиолетовое излучение, наносят цветное люминофорное покрытие, получают свет различного цвета.

Светодиоды для освещения

Светодиоды нашли широкое применение не только в освещении. Всем знакомы светодиодные подсветки в мониторах и телевизорах. Тип этих светодиодов называется DIP и Superflux.  У них очень слабый световой поток и они не пригодны для освещения.

Для освещения используются следующие типы светодиодов:

• SMD светодиоды (Surface Mounted Device). Эти светодиоды получили наибольшее распространение. Наиболее популярны типы светодиодов: SMD 5050, 5630, 5730, 3030, 3528, SMD 4014,  Маркировки SMD 3528, 5050, 5630, 5730 означают размер корпуса светодиода, 5050 это размер 5 на 5 мм.
• Мощные светодиоды 10;20;30;50 и 100 вт. Имеют угол рассеивания 140˚ и выполняются на теплоотводящей платформе.

• Светодиоды COB (Chip on Board). Новое поколение LED освещения, идущее на смену SMD светодиодам с 2014 года. По этой технологии несколько кристаллов размещаются на единой платформе, что позволяет эффективнее отводить тепло и получать большую световую отдачу.

Примечание: Частое упоминание об отводе тепла требует пояснений. В отличие от традиционных ламп, светодиоды не излучают тепло, свет от них фактически холодный, а отдают тепло в p-n переход светодиода. Отсюда потребность, предпринимать шаги по отводу тепла при увеличении мощности светодиода.

Варианты освещения LED светильниками

Уличное LED освещение. Яркое, мощное освещение готовыми (в сборе) светильниками антивандального исполнения со светодиодами различного типа и высокой IP (степенью защиты корпуса).

LED лампы для дома и офиса. Лампы, идущие на смену лап накаливания, галогенных и люминесцентных ламп. Имеют стандартные винтовые цоколи E 14 и E27 и цоколи GU5.3, GU10. (читать статью: Типы цоколей светодиодных ламп: маркировка, обозначение, фото)

LED подсветка, декоративная. Более известна как светодиодная лента.

Светодиодные прожектора.

Grow light освещения для подсветки растений.

Фонарики с LED светом.

Вывод

Как видите на фото, благодаря компактности светодиодов, их можно «засунуть» в любой стандартный футляр ламп другого типа. Это технически упрощает переход на LED освещение. Однако, есть в светодиодном освещении и недостатки, которые тормозят их повсеместное внедрение:

• Прежде всего, они очень дорогие;
• Требуется отвод тепла для мощных светодиодов;
• Пульсирующий свет светодиодов, плохо влияет на зрение.
• Присутствие эффекта ослепления.

Именно по этому, светодиодное освещение, нашло широкое применение, как освещение декоративное в виде подсветок по потолку и полу, а также в рекламе и садоводстве.

LED светильники активно используются как подсветка лестницы. Они практически незаменимы в частных домах повышенной этажности. Проблема заключается в ночной подсветке лестниц. И здесь отличным решением могут стать LED светильники для лестниц Livolo. По внешнему виду это квадратный светильник небольших размеров, предназначенный для встраивания в стену около ступенек лестниц. По типу освещения это LED светильник, что по определению улучшает освещенность со снижением энергопотребления (их мощность около 1 Вт). Кроме этого, светильники для лестниц Livolo имеют встроенные датчики освещенности, что позволяет автоматизировать их ночное включение.

Кроме этого, светильники для лестниц Livolo имеют встроенные датчики освещенности, что позволяет автоматизировать их ночное включение. Наличие неожиданных, но очень современных и удобных функций характерны для электрооборудования компании Livolo.

Например, бесконтактные и сенсорные выключатели всех типов и диммеры не только украсят любое жилище, но и создадут современные условия для жизни. Интересны и актуальны радиоуправляемые выключатели освещения. Они обеспечить управления светом дома с пульта управления. Вдобавок, к функциональности, розетки и выключатели Livolo выполнены в изящном, современном дизайне, которые невозможно не оценить.

©Ehto.ru

Статьи раздела: Освещение

Похожие статьи:

ehto.ru