СумракOFF - светодиодное освещение, LED строки и инфракрасный обогрев


Светодиодные лампы и их устройство

Светодиодные лампы и их устройство

Технические характеристики

Светодиодный световой прибор представляет собой систему, состоящую из светодиодов, источников питания и преобразователей напряжения, драйверов светодиодов, цепей контроля и управления, устройств для отвода тепла, а также линз и других оптических устройств для смешивания, рассеивания и выведения света.

Питание светодиодов

Для образования свечения в кристалле полупроводника используется прямой электрический ток. Как правило, питание светодиодов производится с помощью стабилизированного постоянного тока, при этом необходимо поддерживать его необходимое номинальное значение, от чего зависит стабильность светового потока. Обычно используются линейные аналоговые регуляторы для маломощных светодиодов и специальные сетевые блоки для светодиодов большой мощности. Подключаются светодиоды параллельно либопоследовательно-параллельно. Для диммирования светодиодов применяется два способа – снижение прямого тока либо использование регуляторов широтно-импульсной модуляции. На сегодняшний день, уже разработаны схемы питания, дающие возможность питать светодиоды от сети переменного тока 230V, и создана методика, благодаря которой можно диммировать светодиоды, подключенные к переменному току.

Радиатор

Основной вес светодиодной лампы приходится на радиатор охлаждения, он отводит тепло и не дает деградировать светодиодам. Радиатор исключительно важен для нормальной и долговечной работы лампы. Если он слишком мал, неправильно сделан или имеет плохой контакт со светодиодом, то такая лампа выходит из строя в течение 6-12 месяцев, со временем будет наблюдаться снижение светового потока лампы, так как всё больше энергии будет уходить на нагрев, а не на свечение. Для улучшения теплового режима используются такие параметры как теплопроводность, конвекция и излучение. Корпус светодиодного прибора должен обладать достаточной площадью поверхности, чтобы обеспечить наибольший контакт с воздушными потоками. Нежелательно, чтобы часть светильника, на котором крепится светодиод, была выполнена из металла. Кроме того, в светодиодных светильниках обычно создаются специальные элементы для охлаждения светодиода, например, керамические подложки или металлические теплоотводящие детали.

Драйвер

Основная масса светодиодных ламп представленных на рынке требует питание 220V для работы. Это означает, что в лампу встроен драйвер, который преобразует переменный ток сети в постоянный нужного значения для работы лампы, так как светодиоду для работы требуется не постоянное напряжение, а именно постоянный ток. Кроме того, драйверы оснащены стабилитронами, которые обеспечивают непрерывную работу ламп при скачках напряжения в диапазоне от 160 до 270 V. Блок питания в лампе очень уязвимый узел. Проблема с ним в том, что он очень мал и может сильно греться, причем нагрев идет как от самого блока питания, так и от светодиода. При некачественном исполнении блока питания, использовании дешевых компонентов, не очень хорошей схемы, плохого теплоотвода, низкоэффективного светодиода, блок питания выходит из строя в относительно короткий срок. Замене он не подлежит.

Цоколь

Это нижняя часть лампы, фиксирующая лампу в светильнике. Обеспечивает электрический контакт лампы с сетью питания. Для ламп бытового применения является распространенной форма цоколя Эдисона – Е14, Е27 и Е40, где число обозначает наружный диаметр в миллиметрах. Существуют такие разновидности цоколей как безрезьбовые, которые применяются в железнодорожном или морском транспорте. Предназначены для работы при больших вибрациях, удержание лампы в таких светильниках происходит за счет трения или не резьбовом сопряжении. Цоколь Эдисона - резьбовая система быстрого соединения лампы с патроном, самый популярный тип цоколя. Кроме классических ламп накаливания, такой цоколь теперь имеют и светодиодные лампы, а так же энергосберегающие компактные люминесцентные лампы, галогенные лампы накаливания и газоразрядные. Е14 - это диаметр цоколя 14мм, соответственно GU10 – это расстояние между усиками или шайбочками у ламп. В отличие от ламп, цоколи, создаются по мере развития не самих ламп, а светотехники вообще, и конкретно новых сфер применения цоколей в целом. Например, если раньше не было автомобильных ламп, то не было и цоколя G4. Если раньше не было точечной потолочной подсветки, то не было и цоколей типа GU5.3. Если раньше не было специальных светильников для подсветки картин, то не было цоколя G9. Таким образом, не сложно предположить, что цоколи светодиодных ламп бывают такие же, как и у обычных ламп накаливания, а также галогенных ламп. Использование одинаковых цоколей обусловлено тем, чтобы облегчить переход с устаревших типов ламп на современные лампы - светодиодные.
E27 – классический цоколь, доставшийся светодиодным лампам в наследство от ламп накаливания и энергосберегающих ламп. Удобство использование ламп с таким цоколем заключается в том, что современные лампы подходят к цоколям ламп накаливания, начиняя со времен изобретения лампочки.
E14 – утонченный вариант цоколя E27. Его обычно используют в современных светильниках типа потолочных люстр. При использовании этого цоколя производятся лампы типа «миньон» и «свеча».
GU5.3 – относительно недавно появившийся цоколь, который был разработан одновременно с появлением потолочных галогенных ламп, для создания интерьерного освещения. Светодиодные лампы с таким цоколем полностью заменяют «галогенки» и не требуют внесения конструктивных изменений при замене.
GU10 – цоколь, используемый в различных видах современных светильниках. Однако чаще всего такой цоколь встречается, как ни странно в кухонных вытяжках и используется для подсветки рабочей поверхности. Стоит отметить, что стандартные лампы, установленные в вытяжках, потребляют 20 ватт каждая, а светодиодные с тем же цоколем – всего 2 ватта.
G9 – цоколь с двумя «ушками» на конце, обычно используется в светильниках для интерьерной подсветки и подсветки картин
G4 – как G9, но цоколь с двумя «проводками», также очень часто встречается в вытяжках (лампы 12V с таким цоколем)
G13 – цоколь ламп дневного света (если правильно – лампы Т8)
 

Рассеиватель и форма колбы

 
Рассеиватель предназначен для увеличения угла рассеивания света, основная задача рассеивателя это более равномерно распределять яркий световой поток, так как светодиод дает достаточно узконаправленный луч света. Именно поэтому он так и называется. Матовый рассеиватель позволяет сделать свет не контрастным, а комфортным, и поэтому играют огромную роль в создании правильного и комфортного освещения для глаз, путем равномерного распределения светового потока. Самое широкое применение для создания распылителей пучков света делают органическое стекло (иначе говоря - полиметилметакрилат, полистирол и поливинилхлорид). Главным образом выпускают белые (либо молочные) стекла и стёкла окрашенные в разные цвета. Коэффициент пропускания белого стекла шириной 3-4 мм определяется для разных видов от 7 до 84%, а коэффициент отражения - измеряется величинами от 90 до 10%.