Gc-helper.ru

ГК Хелпер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Светодиод световой поток от тока

Светодиодные лампы: виды и технические характеристики

На первый взгляд кажется, что светодиодная лампа – это обычный источник света. Чтобы она работала, ее достаточно вкрутить в патрон и готово. На самом деле это не так. Такие лампы имеют сложное устройство и бывают разных видов. Чтобы они бесперебойно работали, надо знать их технические характеристики и по ним подбирать подходящую модель.

Классификация LED ламп

Светодиодные лампы классифицируются по нескольким признакам, указывающим на их технические характеристики. В частности – это ее назначение, конструкция и тип цоколя. Чтобы иметь лучшее представление о разновидностях, давайте рассмотрим каждый признак отдельно.

Назначение

По назначению светодиодные лампы можно разделить на следующие виды:

  • для освещения жилой постройки. Часто дома используется с цоколем E27, E14;
  • модели, используемые в дизайнерской подсветке;
  • для обустройства наружной освещенности. Это может быть подсветка архитектурных строений или элементов ландшафтного дизайна;
  • для освещенности участка во взрывоопасной среде;
  • модели уличного освещения;
  • много светодиодных ламп используется в прожекторах. Они применяются для освещенности промышленных территорий и зданий.

Конструкция

По типу конструкции светодиодные лампы разделяют на следующие виды:

  • модели общего назначения используются для освещенности офисных и жилых помещений;
  • светодиодная лампа с направленным потоком света устанавливается в прожекторах. Их используют для подсветки элементов архитектурных строений и освещения ландшафта;
  • заменить люминесцентные источники света призваны линейные модели. Эти светодиодные лампы изготовлены в форме трубки и подходят по типу цоколя, что дает возможность быстро заменить один источник света на другой.

Цоколь

У светодиодных ламп, в зависимости от их назначения, существуют разные типы цоколей. В основном встречаются такие разновидности:

  1. Стандартные цоколи с буквенным обозначением «Е» указывают на резьбовой тип. Цифры обозначают диаметр цоколя, например, Е27. Резьбовой цоколь светодиодных ламп идентичен цоколю традиционных источников света с нитью накала. Это легко позволяет их заменять дома в люстрах, настольных моделях, а также в приборах уличного освещения, установленных на столбах. В использовании дома распространены лампы со стандартным цоколем, имеющим обозначение Е27 или Е14. Другое название у Е14 – миньон. Уличное освещение с опор требует использование более мощных светодиодных ламп. Большой размер колбы естественно имеет больший цоколь – Е40.
  2. Разъем GU10 состоит из 2 штырьков с утолщением на концах. Конструкция цоколя идентична разъемам стартеров, используемых в старых источниках дневного света (газоразрядных). Светодиодная лампа с таким цоколем имеет поворотный тип крепления в патроне. Буквенное обозначение разъема указывает, что G – штырьковый тип, U – наличие утолщения концов. Цифра обозначает расстояние между штырьками. В данном случае – это 10 мм. Штырьковый цоколь отличается электробезопасностью и простотой установки. Лампа со штырьковым разъемом в основном предназначена для потолочных светильников с рефлектором.
  3. Аналогичный разъем GU5.3 имеет тот же штырьковый тип с расстоянием между элементами 5,3 мм. Этот тип разъема для светодиодных ламп запустили в производство с увеличением спроса на галогенные источники света с таким же разъемом, устанавливаемые в потолочных приборах освещения. Модели с таким цоколем подходят для точечного освещения, устанавливаемого в подвесные потолки. Цоколь легко вставляется в патрон и является таким же электробезопасным.
  4. У линейных светодиодных изделий в форме трубы установлен цоколь G13. Это тот же штырьковый тип с расстоянием между элементами 13 мм. Такие модели трубчатой формы применяют для замены люминесцентных источников света. Их используют для улучшения освещенности больших площадей, а также устанавливают в помещениях с высокими потолками большой протяженности.
  5. Цоколь GX53 имеет расстояние между штыревыми элементами 53 мм. Лампы с таким разъемом применяют в накладных и встраиваемых светильниках для мебели и потолка.

Таблица типов цоколей

Излучаемый свет

Свет, который излучает светодиодная лампа, также относится к признакам классификации изделия и указывает его технические характеристики.

Световой поток

Одним из важных параметров, который определяет технические характеристики источника света, является световой поток, то есть мощность его излучения и эффективность. Единицей измерения потока света служит люмен. Второй параметр – эффективность, определяет отношение мощности первого параметра к потребляемой мощности источника света Лм/Вт. В принципе, этот показатель отражает экономичность.

Чтобы сравнить светимость светодиодов с обычной нитью накала надо учесть, что источник света мощностью, например, 40 Вт создает световой поток около 400 Лм. Существуют таблицы для сравнения светового потока разных источников света. Из них можно выяснить, что у светодиодных ламп световой поток в десять раз мощнее, чем у обычного источника света.

Покупая для дома лампу, надо изучать маркировку. Добросовестные производители указывают светоотдачу или мощность светового потока. Но, чаще всего, в маркировке встречаются сравнительные характеристики светодиодного источника света по отношению к аналогу с нитью накала. Особенно такие обозначения больше всего присутствуют на упаковке китайских изделий. Вообще, такую маркировку тоже можно считать верной, хотя она больше несет рекламный характер.

Надо подытожить, что со временем светодиоды вырабатывают свой ресурс, уменьшая мощность светового потока. Это указывает на их недостатки, хотя вечного ничего нет.

Цветовая температура

Светодиодные лампы отличаются от традиционных источников света с нитью накала цветопередачей. Нить накала создает один цвет теплого оттенка – желтый. Светодиоды способны излучать свет широкого диапазона цветовой гаммы, который определяется шкалой температуры цвета.

За основу при построении шкалы взят цвет раскаленного металла. Единицей измерения служат градусы Кельвина. Например, желтый цвет раскаленного металла имеет температуру 2700 о К. Температура дневного освещения колеблется в пределах от 4500 до 6000 о К. Хотя белый свет у нижней границы имеет желтоватый оттенок. Все цвета с температурой выше 6500 о К относятся к холодному свету с голубым оттенком. Выбирая для помещения светодиодный источник света, на такие характеристики надо обращать особое внимание. Кроме того, что при освещенности помещения в разном цвете показывается внутренний вид его убранства, некоторые оттенки могут негативно влиять на зрение человека. Усталость глаз подчеркивает недостатки LED освещения, но это легко исправить правильным подбором цветопередачи.

Светораспределение

Если обычные источники света создают максимум освещенности пространства вокруг себя, то светодиоды имеют направление светового потока в одну сторону. Они излучают свет впереди себя. Такое светораспределение подойдет для ночника или другого прибора освещения, от которого требуется направленный пучок света.

Чтобы светодиоды производили равномерную освещенность пространства, их комплектуют рассеивателем. Также равномерного распределения света добиваются путем установки светодиодов на плоскости под разными углами. Все эти методы позволяют создать равномерное распределение света на определенную площадь. Например, светодиодные лампы могут иметь распространение светового потока под углом 60 или 120 о .

Цветопередача

Существует индекс цветопередачи, обозначаемый Ra. Показатель отвечает за естественность цвета предмета, попадающего в поле освещенности определенного источника света. Эталоном индекса является солнечный свет, приравниваемый к показателю 100. Светодиодные лампы имеют индекс 80-90 Ra. Для сравнения, обычная лампа накаливания обладает показателем не менее 90 Ra. Принято считать, что индекс, превышающий 80 Ra, является высоким.

Регулируемые лампы

Светодиодные лампы, так же как и источники света с нитью накала, поддаются регулировке яркости свечения. Управляет свечением светодиодов регулирующий прибор – диммер. Это указывает на достоинства светодиодных ламп, в отличие от их экономных собратьев – люминесцентных источников света. С помощью регулятора можно добиться освещенности помещения, наиболее благоприятного для зрения.

Работа регулятора заключается в формировании импульсов. От их частоты зависит яркость свечения светодиода. Но не все светодиодные лампы являются диммируемыми. Ограничить регулировку может встроенный в лампу драйвер для светодиода, работающий на определенной частоте. Выбирая источник света для дома, надо тщательно прочитать технические характеристики изделия, где на упаковке будет указано, является ли светодиодная лампа диммируемой.

Мощность и рабочее напряжение ламп

Читая технические характеристики на упаковке изделия, многие в первую очередь обращают внимание на такие показатели, как потребляемая мощность и рабочее напряжение. Другими словами, человек желает узнать, какой ток необходим лампе для нормальной ее работы и сколько при этом она израсходует электроэнергии.

Показатель потребляемой мощности играет важную роль в расчете общего потребления освещения дома или улицы. Светодиодные лампы производят разной мощности, в зависимости от их назначения. Например, для дома достаточно будет приобрести изделия мощностью от 3 до 20 Вт. Для обустройства уличного освещения понадобятся более мощные лампы, например, около 25 Вт. Но главное то, что по потребляемой мощности определить яркость свечения не удастся.

Данные для замены ламп накаливания на светодиодные

Другим важным показателем является рабочее напряжение. Источник тока бывает постоянный или переменный. Светодиодам требуется постоянное напряжение 12 V. За их работу отвечает драйвер, который преобразует напряжение сети до необходимых норм. С их помощью светодиодные лампы могут работать от переменного тока напряжением 220 V. Существуют модели, работающие от постоянного и переменного тока напряжением 12–24V. Эти показатели надо учитывать при выборе ламп. Иначе изделие с несоответствующими показателями при подключении к сети откажется работать или просто перегорит.

Маркировка LED ламп

Если взять упаковку любого изделия, то на ней есть маркировка, отражающая все его технические данные. Она схожа с маркировкой экономок и включает следующие параметры:

  • основной параметр – мощность источника света, например, 10 или 25 Вт;
  • срок эксплуатации изделия. У разных брендов показатель может немного отличаться, но основной срок эксплуатации лампы рассчитан на 50 тыс. часов;
  • класс экономичности указан буквенным обозначением. Раньше высоким показателем считали обозначение «А». Сейчас появились «А+» и «А++», что указывает на высокую экономичность;
  • тип колбы указан буквенным и цифровым обозначением. Например, модель А55 имеет стандартную колбу как лампа накаливания. Другая маркировка указывает на зеркальные колбы, в форме свечи, матовые, прозрачные и так далее;
  • обязательно указан тип цоколя, например, Е27 или другой;
  • цветовая температура указана для выбора необходимого цвета свечения;
  • световой поток указывает яркость источника света;
  • на упаковке также отражен индекс цветопередачи;
  • параметры потребления указывают, на какое напряжение рассчитана светодиодная лампа. Например, переменное напряжение 150-220 V частотой 50/60 Гц. Указан диапазон допустимых температур для нормальной работы изделия. Светодиодные лампы стабильно работают при температуре от -40 до +40 о С, что опять-таки указывает на их достоинства.
Читать еще:  Легранд этика выключатель двухклавишный с подсветкой

Правильно подобранный по всем параметрам светодиодный источник света при соблюдении всех требований завода-изготовителя гарантированно прослужит долгие годы. Сейчас основные недостатки изделий заключаются только в высокой стоимости, но со временем они станут доступны всем потребителям.

Также вы можете почитать статью про светодиодные светильники для гаража.

Светодиодное освещение

Появление LED-элементов (light-emitting diode) ознаменовало эволюционный виток в развитии светотехнической продукции. Технология инфракрасного диода была запатентована в 1961 году, но применимый на практике светодиод появился только год спустя. Первые LED-лампы стоили до $200, падение цены на них началось спустя тридцать лет – в начале 90-х, когда создали дешевый диод синего цвета.

В течение последнего десятилетия частные лица и владельцы бизнеса все чаще выбирают доступное светодиодное освещение. Серийный выпуск LED-элементов, демонстрирующий высокие темпы роста, отражает оживленный спрос на них.

Что такое светодиодное освещение? Принцип работы светодиода

Светодиод представляет собой прибор на основе полупроводниковых кристаллов с электронно-дырочным переходом. Он создает оптическое излучение в узком диапазоне спектра при пропускании через него электрического тока. Под действием последнего каждый кристалл начинает излучать лучи в спектре RGB, а белый цвет является результатом их смешения. При изменении соотношения цветов получают оттенки белого света от теплого до холодного.

Если говорить о современных светодиодных лампах, то они состоят из следующих элементов:

  • Плата с диодами
  • Драйвер для выпрямления тока
  • Радиатор для отвода тепла
  • Цоколь (Е27, Е14, Е40, GU10, GU5.3 и др.)
  • Колба (традиционной формы, в виде свечи, шара, эллипса, «кукурузы»)
  • Держатели (нижний и верхний)

Преимущества и недостатки светодиодного освещения

Как и другие популярные источники освещения – традиционные и люминесцентные – они тоже имеют достоинства и недостатки. К преимуществам LED светильников относят следующие характеристики:

  • Срок службы. Они способны работать до 100 000 ч. У лампы накаливания этот показатель составляет до 1 000 ч, у галогенной – до 4 000 ч, у люминесцентной – до 10 000 ч.
  • Экономное потребление энергии. Они расходуют в среднем в 7 раз меньше электричества, чем лампа накаливания, в 2 раза меньше люминесцентной и в 4 раза меньше галогенной при условии, что они дают одинаковую по освещенность помещения.
  • Параметры светоотдачи. Мощность светового потока в них составляет 50-100 лм на 1 Вт. У галогенных эта характеристика составляет до 22 лм, у люминесцентных – до 60 Вт, у ламп накаливания – до 17 лм. В трех последних 40-90 % мощности тратится на нагрев корпуса.
  • Экологичность. В составе LED-лампы отсутствуют токсичные компоненты. Лампы накаливания и галогенные не претендуют на экологичность из-за того объема энергопотребления, которое тратится «впустую». Люминесцентные содержат пары ртути и требуют соблюдения выполнения строгих правил утилизации, утвержденных на законодательном уровне.
  • Запас прочности конструкции. Лампы накаливания и галогенные легко разбиваются при падении с высоты до 1 м и легком механическом воздействии. А сильная вибрация приведет к тому, что в них порвутся нити накаливания. Колбы люминесцентных лампы более прочные, но разбивать их нежелательно из-за потенциального вреда для здоровья. Самый прочный корпус у LED-ламп, так как колба – самый хрупкий элемент конструкции – изготовлена из пластика.
  • Естественный свет. Ближайший к нему спектр дают светодиоды. Их индекс цветопередачи составляет 80-85 единиц, в то время как у естественного солнечного освещения – 100 единиц (абсолютное значение). Среди остальных решений к этой характеристике приближаются только люминесцентные лампы с их 60-65 единицами.

Светодиодные источники света не нуждаются в регулярном техническом обслуживании и подходят для освещения влажных и пыльных помещений. На их срок службы не влияет частое включение и отключение питания, в отличие от галогенных, люминесцентных и ламп накаливания.

С момента появления на рынке источники света на основе светодиодов непрерывно дешевеют, но до сих пор остаются дорогими на фоне альтернативных решений. Это является их главным и единственным недостатком. Но если учитывать срок службы и уменьшенное потребление энергии, установка LED-освещения будет предпочтительнее с экономической точки зрения.

Характеристики светодиодов

Рабочий ток (мА, миллиамперы)

Светодиодные элементы работают от 10-100 мA и более. Чем мощнее диод, тем выше сила тока ему требуется, но тем больше вероятность перегорания светодиода. Для выпрямления характеристики силы тока используют драйверы. Чем более точно они работают, тем дольше прослужит диод.

Напряжение (В, вольты)

Зависит от полупроводников и других химических элементов, использованных при изготовлении LED-элемента. Их качественные и количественные характеристики напрямую влияют на цвет свечения.

Мощность (Вт, ватты)

Определяется силой тока и напряжением. Чем выше мощность, тем сильнее нагревается светодиод, но тем быстрее он выходит из строя. Чтобы не допустить подобного развития событий, их принудительно охлаждают, устанавливая радиаторы из алюминия или других материалов с похожими характеристиками.

Цветовая температура (К, Кельвин)

Она зависит от материалов изготовления диода. Температура определяет оттенок свечения светодиода. Он может теплым желтым (1 800 – 3 500 К), нейтрально белым (3 600 – 5 000 К) или голубовато-холодным (5 100 К и выше).

Световой поток (лк, люксы)

Определяет интенсивность освещения. Означает, какое количество люмен (единиц светового потока) приходится на единицу мощности, равную 1 Вт.

Угол рассеивания (°, градус)

Он зависит от характеристик рассеивающей линзы. Для одного диода угол рассеивания составляет от 50 до 120 °. Если требуется акцентное (точечное) освещение, используют собирательную линзу. Если угол рассеивания требуется увеличить до 270-360°, изготавливают модульные конструкции.

Как светодиодное освещение помогает экономить?

Мы рассмотрели, насколько выгоднее светодиодные решения на фоне галогенных, люминесцентных и ламп накаливания. Главные плюсы LED в экономическом плане определяются их сроком службы и уменьшенным потреблением энергии. Предлагаем убедиться в этом на примере.

Световой потокСветодиодная лампаЭнергосберегающая лампаЛампа накаливания
50 лм.1 вт.4 вт.20 вт.
100 лм.2 вт.5 вт.25 вт.
100-200 лм.2,5-3 вт.6-7 вт.30-35 вт.
300 лм.4 вт.8-9 вт.40 вт.
400 лм.5 вт.10 вт.50 вт.

Возьмем популярную лампу накаливания на 60 Вт. Ближайшей к ней по характеристикам мощности будет светодиодная лампа на 9 Вт. Здесь видна семикратная экономия потребляемой энергии, что отразится на счетах за потребленное электричество. Добавляем к этому преимущество в светоотдаче (78 лм/Вт против 13 лм/Вт) и срок службы, который отличается в 50-100 раз (до 100 000 часов непрерывной работы против 1 000 часов). Отнимаем необходимость в специальной утилизации (для предприятий это не бесплатная услуга) и потребность в замене ламп в результате повреждения – и на выходе получаем экономически обоснованное решение.

Виды светодиодного освещения

Квартирное

Такие лампы устанавливают в люстры, настольные светильники, бра и точечные источники освещения. Их покупают в комплекте со светильниками или отдельно, с целью перейти на экономное потребление электроэнергии.

Офисное

Для офисов и кабинетов светодиоды используются в составе встраиваемых или потолочных накладных светильников. Они дают равномерный рассеянный световой поток со схожими характеристиками на каждом рабочем месте.

Торговое

В этом случае светодиодное освещение играет важную роль в получении прибыли от продаж, так как представляет товар в удачном ракурсе. С этой целью устанавливают светильники-даунлайты, карданные и модульные модели, трековые на шинопроводе и другие виды.

Промышленное

Светодиоды используют в производственных цехах, на складских комплексах, животноводческих фермах. Такие источники света способны выдерживать агрессивные условия эксплуатации: температуру более 35 ° и влажность более 80 %, чрезмерное запыление, регулярное механическое воздействие.

Аварийное

Как запасной вариант, при отключении основного освещения, используют светодиодные светильники на промышленных объектах, в медицинских и развлекательных учреждениях, в торговых сетях. Есть полностью автономные модели и те, которые предназначены для подключения к централизованному электропитанию. Также выделяют категорию эвакуационных аварийных светильников, которые указывают выходные пути в экстренных ситуациях (например, при срабатывании пожарной сигнализации).

Консольное (уличное) и архитектурное

Уличные и архитектурные светильники со светодиодами устанавливают на трассах и городских улицах, парках и вдоль пешеходных дорожек.

LED-элементы в составе лент и отдельных источников освещения используют для подсветки фасадов зданий и скульптур. Для получения различных эффектов применяют оптические системы, отражатели, светильники с углом рассеивания до 180 °. Для выделения архитектурных объектов прибегают к гирляндам, а медиафасады, изготовленные на основе модульных сеток, используют для трансляции рекламы и другого контента.

Прожекторное

Светодиоды являются составными элементами современных прожекторов – приборов дальнего действия с большим охватом: спорткомплексов, паркингов, вокзалов. Количество LED-элементов в них составляет от 30 и более, а мощность варьируется от 20 до 100 Вт. Так достигается высокая концентрация светового потока, позволяющая визуально выделить объекты, расположенные на расстоянии в десятках метров.

Выводы: какое оно, светодиодное освещение?

По основным характеристикам – сроку службы, экономичности, экологичности и параметрам светоотдачи – светодиодное освещение превосходит люминесцентное, галогенное и накаливания. Диоды становятся дешевле в производстве, совершенствуются их конструктивные элементы и одновременно с этим увеличивается популярность. Можно уверенно утверждать: за светодиодными источниками – будущее.

Сложности с выбором светильников?

Подготовим полный расчет стоимости, необходимого оборудования и 3D визуализацию для освещения вашего объекта. Это БЕСПЛАТНО — еще до покупки и заключения договора, вы сможете узнать: «Сколько и какие светильники подойдут?», «Сколько это будет стоить?», «Как это будет выглядеть?» и даже «Сколько будет наматывать счетчик?».

Небольшие рассуждения и расчёты на светодиодную тему.

Последнее время очень активно стала муссироваться тема светодиодного освещения. И как всегда популярные и модные темы обрастают кучей мифов, рождённых маркетологами и нечистыми на руку продавцами с целью погони за прибылью. Я не стану в этой статье развенчивать мифы и ложь про светодиоды, а просто рассмотрю применение этого преобразователя электрической энергии в световую с позиций велотуриста. Это не обзор рынка светодиодов, и я не буду сравнивать разных производителей кристаллов. Если это кому то интересно, то нужную информацию можно легко найти через поисковики. Просто листая форумы на темы построения и практики использования светодиодных фонарей (например Фонарёвка или Веломания) я всё время вижу как народ выжимает из светодиодов максимум фотонов (хотя есть и вменяемые люди, которые весьма профессионально подходят к делу). Идёт постоянная гонка за люменами. С одной стороны это правильно, ведь любой фонарь и создан для производства этих самых фотонов. И если фонарь нужен для ночной покатушки часа на 2. 4, а после его можно дома подзарядить, то «разгон» светодиодов большими токами оправдан. Для велотуриста нет нужды в таком большом количестве люмен, хотя и они не будут лишними. В условиях ограниченного количества энергии большее значение имеет эффективность того или иного источника света. Вот с позиции эффективности я и попытался проанализировать светодиоды. Так как светодиод, как я написал выше, не что иное как преобразователь электрической энергии в световую, то и эффективность данного преобразования вычисляется как количество люменов, произведённое светодиодом при прохождении через него электрического тока определённой мощности. На CandlePowerForums есть ветка, где люди сами измеряют световой поток от светодиода и вычисляют его эффективность. Но одно дело провести какие-либо электротехнические измерения, и совсем другое дело фотометрия. Для неё нужно оборудование совершенно другого класса (и стоимости). Я не силён в английском и весьма приблизительно понимаю, как там ведутся расчёты, но боюсь тот «прибор», что соорудил форумчанин, в лучшем случае имеет огромную погрешность измерения, а в худшем измеряет непонятно что и непонятно как.

Я решил пойти по пути наименьших затрат и просто проанализировать данные из документации на светодиоды. Я уже так делал с аккумуляторами, и методика оцифровки графиков та же самая. Конечно существует определённая доля погрешности при таком методе анализа, и я больше чем уверен, что она немаленькая. Но в оправдание такого подхода хочу заметить следующее: во-первых, светодиоды — это не продукция для широких масс населения (в отличие от аккумуляторов). Это комплектующие для других производств и, следовательно, регламент на техническую документацию здесь более строгий. И во-вторых, анализу подверглись светодиоды одного производителя, поэтому погрешности одинаковые (предположительно) и при сравнении нивелируют друг друга. Этот производитель — Cree, на мой непрофессиональный взгляд самый распространённый в кругах самодельщиков. Про эти светодиоды есть неплохой FAQ, для тех кто не в курсе и только начал осваивать данную тему, а для тех кто вообще не знает что такое светодиод, вот тут неплохо изложено. Так же для сравнения я добавил один светодиод от Seoul Semiconductor, который очень популярен в велосипедном фаростроении.

Итак, наши претенденты: Cree — XR-E, MC-E, XP-C, XP-E, XP-G и SSC P7. Даташиты, которыми я пользовался, можно загрузить с официальных сайтов производителей или единым архивом из моего каталога файлов. Все расчёты построены на результатах обработки трёх графиков: зависимость тока через светодиод от приложенного к нему напряжения, зависимость светового потока от тока через светодиод, и зависимость светового потока от температуры кристалла светодиода. Для начала объединил два первых графика в один и немного подкорректировал величины. Так как подавляющее большинство LED-драйверов являются регуляторами тока, и ток через светодиод — это единственная величина, которая задаётся конечным пользователем этого самого светодиода, то по оси X я оставил значения тока. Значения падения напряжения на светодиоде я заменил на значения рассчитанной электрической мощности в Ваттах (левая шкала, красная линия). На правой шкале отложены значения светового потока в Люменах: две синие линии, тёмная — для самого яркого бина в линейке, светлая — для самого тусклого (некоторые совсем тусклые я не обсчитывал, так как они устарели и купить их — проблема, да и зачем?).

Для MC-E, имеющего в своем составе четыре кристалла, расчёт вёлся на один кристалл. Это связано с тем, что каждый кристалл MC-E имеет независимые от других выводы на корпусе светодиода, в отличие от SSC P7 кристаллы которого соединены параллельно внутри корпуса светодиода, а на корпусе имеются всего два вывода — общий анод и общий катод. Поэтому, если делать какие-то расчёты по диаграмме MC-E, то надо учитывать схему подключения его кристаллов. Если параллельная, то значения по всем шкалам X и Y умножаются на четыре, если последовательное, то умножаются только значения по шкалам Y.

По-сути отношение правой шкалы Y (Световой поток) к левой (Электрическая мощность) это и есть эффективность светодиода. Для этого я для каждого типа светодиода рассчитал эффективность и построил графики зависимости эффективности от мощности, подводимой к светодиоду. Диаграмма получилась немного пересыщенной кривыми, но если разобраться, то видны очень интересные закономерности. Для всех без исключения типов светодиодов наблюдается снижение эффективности светоотдачи при увеличении подводимой электрической мощности (график с растянутой шкалой X). Причём для светодиода от SSC (чёрная линия) это снижение менее выражено, чем для диодов фирмы Cree. Так же бросается в глаза лидер — диод марки XP-G, на мощностях ниже 1 Вт его самый яркий бин R5 выдаёт больше 170 лм/Вт («ксенон» — 93 лм/Вт, 40-ваттная люминесцентная лампа — 62 лм/Вт, 100-ваттная лампа накаливания — 15 лм/Вт). Бин Q5 XR-E тоже имеет высокие показатели на низкой мощности, но его кривая зависимости настолько крутая, что при увеличении мощности от 0,15 Вт до 0,5 Вт он теряет треть своей эффективности и скатывается до довольно стандартных для многих светодиодов 100. 120 лм/Вт. А использовать светодиод на мощностях менее 0,5 Вт крайне нерентабельно из-за высокой стоимости самих светодиодов и оснастки к ним (габаритный и следовательно тяжёлый корпус, большое количество электроники).

Конечно такие цифры могут вскружить голову: 173 лм/Вт при 1 Вт, 153 лм/Вт при 2 Вт, 138 лм/Вт при 3 Вт и даже на максимальной мощности в 5 Вт эффективность XP-G R5 не ниже 115 лм/Вт. Но на грешную землю нас возвращает третий график, данные которого я ещё не применял в расчётах, а именно — зависимость светового потока от температуры кристалла светодиода. Все выше представленные диаграммы справедливы для температуры кристалла 25 град.С. Но как известно чтобы отвести тепло от кристалла, надо преодолеть несколько термобарьеров. Во-первых, переход кристалл-подложка (указывается в документации на светодиод 3. 12 К/Вт). Во-вторых, тепло переходит на алюминиевое основание «звезды» (3,5 К/Вт). В-третьих, тепло через термоинтерфейс (термопаста КПТ-8 0,5 К/Вт) уходит в радиатор (2. 30 и более К/Вт), который отдаёт тепло в окружающую среду. В результате температура окружающей среды должна быть ощутимо ниже 25 град.С, что бы температура кристалла не поднималась выше этого значения, а это не всегда возможно. Поэтому световой поток и эффективность светодиода почти всегда будут ниже, чем представленные на графиках выше. Для расчёта и построения кривых зависимости эффективности и светового потока с учётом температуры кристалла я использовал следующие данные:

Тепловое сопротивление радиатора в 5 К/Вт взято чисто субъективно как среднее значение теплового сопротивления радиатора с пассивным охлаждением. Я исходил из того, что 2 К/Вт — это очень хороший радиатор большого размера и площадью около 260 кв.см., например вот такой. Вряд ли большинство фонарей и велофар дотягивают до таких параметров, поэтому я взял за основу расчёт с менее мощным радиатором с площадью охлаждающей поверхности около 115 кв.см. Эти ссылки даны только для сравнения и анализа и с реальными габаритами и параметрами теплопереноса могут не совпадать. Каждый корпус фонаря или фары имеет свои параметры теплового сопротивления и измерение этих параметров — уже совсем другая история, с другим названием. Сейчас же я хотел просто принять какое-то, на мой взгляд, близкое к реальности и общее для всех анализируемых светодиодов значение, и сделать соответствующие расчёты для выявления каких-либо тенденций и закономерностей. Результаты расчётов представлены ниже в виде графиков. Для лидера — XP-G, я рассчитал дополнительные кривые для радиаторов с тепловым сопротивлением 10 и 30 К/Вт. Во всех легендах графиков указано тепловое сопротивление радиатора, а не суммарное кристалл-окружающая среда.

А закономерность выявляется одна: чем выше мощность светодиода, тем больший радиатор ему нужен, что в принципе логично. Как видно из графиков, радиатор с тепловым сопротивлением 5 К/Вт хорош только до мощности 2. 3 Вт. Если мощность светодиода выше, то 5 К/Вт для него будет мало и при его использовании мы будем терять в эффективности светоотдачи светодиода и к тому же быстрее вырабатывать его ресурс из-за перегрева кристалла. Так что использовать «разогнанные» светодиодные фонари и велофары в туризме не эффективно — много энергии, которую везёшь, как говориться на себе, будет уходить в тепло. С другой стороны нельзя ориентироваться только на эффективность. 190 лм/Вт — это конечно замечательно, но такую эффективность мы имеем при световом потоке 40. 50 лм от одного светодиода XP-G. А это самые яркие из проанализированных мной, то есть для других это число будет меньше. Для освещения палатки этого достаточно, а вот чтобы ехать по просёлочной дороге или искать подходящее место для ночлега этого мало. Можно увеличить световой поток просто подключая нужное количество светодиодов, но тут тоже надо знать меру. Во-первых, светодиоды дороги и большое их количество означает высокую стоимость светового оборудования. Во-вторых, большое количество светодиодов надо где-то поместить, а это влечёт за собой увеличение габаритов корпуса и мы получаем увеличенную эффективность за счёт утяжеления оборудования. Но тяжёлую и очень дорогую фару или фонарь никто не купит, пусть она или он будут хоть сто раз эффективными и двести — экономичными. Получается нужно искать компромисс, между количеством светодиодов, током через них и разумным количеством люменов.

Как выбрать светодиодную лампу для дома: обзор основных параметров

Светодиодные лампы в последнее время вытесняют обычные (накаливания) и энергосберегающие, становясь более популярными среди потребителей. Но далеко не все из них характеризуются высоким качеством и экономичностью.

Производством изделий занимаются различные европейские, китайские и отечественные заводы. Высокая популярность способствовала появлению на рынке многочисленных подделок, нарваться на которые при недостаточной осведомленности проще простого.

Конструкция

Наибольшим спросом у населения пользуются лампы с цоколем E27 и E14, выпускаемые напряжением 220 В. По форме первые выпускаются с колбой, а вторые изготавливаются в виде кукурузного початка. Оба изделия имеют положительные и отрицательные качества, предназначены для квартиры или офисных помещений.

Из-за повышенных требований пожарной безопасности модельный ряд светодиодных «кукуруз» минимален. Обусловлено это наружным расположением контактов, находящихся под постоянным напряжением. Для дополнительной защиты требуется монтаж плафона, снижающего уровень освещенности.

В точечных светильниках применяют светодиодные лампы с цоколем G4, G9 или G13 и выпускаемые для напряжения 12 В.

Мощность ламп с цоколем E14 обычно не превышает 6 Вт, поэтому световой поток составляет не более 600 Лм. Если мощность выше указанной, то продукт изготавливался в Китае, и гарантировать его высокое качество нельзя.

Светодиоды

Светодиод — небольшое электротехническое изделие, состоящее из металлического каркаса с закрепленным полупроводником (обычно кристаллом).

Дешевым и менее долговечным продуктом является лампочка с белыми светодиодами. Характеризуется меньшей эффективностью, поэтому в домашних условиях принято использовать один большой LED-диод и несколько менее мощных синего цвета. В качественных изделиях диоды покрываются люминофором, повышающим яркость свечения.

Трансформатор

Домашняя сеть имеет напряжение 220 В, а светодиод должен питаться от сети постоянного тока напряжением не более 12 В. Поэтому в лампах, основанных на LED-диодах, используются небольшие понижающие трансформаторы с сопротивлением. Данный электротехнический элемент — наиболее дорогостоящий в изделии. Если купить менее качественный трансформатор, то светодиодная лампа прослужит недолго.

Блок питания

Блок питания — самый слабый элемент цепи светодиодной лампы. Его конструкция подразумевает применение электролитических конденсаторов больших размеров, но поскольку многие изготовители пытаются на них сэкономить, то в скором времени теряется стабильность выходного напряжения. Это приводит к мерцанию и пульсации в люминесцентных изделиях.

Видимого эффекта может и не быть, но при продолжительном времяпровождении под такими лампами будут чувствоваться серьезная усталость и утомление.

Коэффициент мощности блока варьируется от 0,9 до 0,99. При подключении низкокачественного изделия оно не выдержит малейших скачков напряжения.

Основные параметры

При сравнении стоимости светодиодных и обычных лампочек нужно учитывать их основные параметры. Первый всегда дороже вторых, но по долговечности и потреблению электроэнергии намного лучше.

Цоколь и разновидности радиаторов

Цоколь светодиодной лампочки подбирается в зависимости от патрона светильника, куда она будет вкручиваться. Современные производители выпускают изделия под цоколи ламп накаливания (E14 и т. д.) или галогенок (G4, GU5 и т. п.). Для мебельной продукции выпускаются цоколи GX53.

Главный минус светодиодов – их нагрев при эксплуатации. Повышенная температура приводит к потере яркости и выходу из строя. По этой причине лампы, оснащенные колбой, дополнительно комплектуются охлаждающими радиаторами.

Виды радиаторов для светодиодных ламп:

  • ребристые и гладкие из алюминия — во-первых, за счет наличия ребер повышается площадь тепловой отдачи, во-вторых, проделываются отверстия (из-за высокого пропускания тока алюминий обязательно покрывается краской или лаком);
  • керамические — лучшие, но более дорогостоящие (не проводят ток);
  • композитные — алюминиевые, покрытые теплопроводящим пластиком (хорошо отводят тепло и недорого стоят);
  • пластиковые — самые дешевые со средней эффективностью.

Мощность и световой поток

Мощность, измеряемая в Ваттах (Вт), уже много десятилетий используется для определения световой эффективности приборов. Но в отличие от ламп накаливания у светодиодных номинальные значения куда меньше, а эффективность выше.

Для лучшего понимания того, о чем идет речь, ознакомьтесь с таблицей ниже (здесь указано, какая мощность должна быть для лампы того или иного типа, чтобы получить определенный световой поток):

Лампа накаливания (мощность, Вт)Экономка (мощность, Вт)Светодиодная (мощность, Вт)Световой поток, Лм
2062250
40124400
60158700
751911900
10027131200
15045191800
20070272500

Примечание. Указаны средние значения мощности ламп разного типа.

Из полученных результатов становится ясно, что современные светодиодные лампы — самые экономичные устройства. При минимальном потреблении электрической энергии они выдают самый мощный световой поток. По сравнению с лампами накаливания эффективность их применения в десять раз выше — на «сотку» требуется светодиодное изделие на 9–10 Вт.

Цветовая температура

Вы могли заметить, что лампы светятся по-разному. Излучаемый свет бывает белым, желтым, а в случае светодиодов — и других цветов. То, каким будет свет, как раз и зависит от цветовой температуры.

В зависимости от данного параметра светодиоды могут излучать разные оттенки света. Ознакомьтесь с таблицей ниже:

Цветовая температура, КОттенки светаСоответствие, сферы применения
2700Белый с красными оттенкамиМаломощные лампы накаливания
3000Белый с желтыми оттенкамиГалогенки
3500Чисто белыйЭнергосберегающие
4000Холодный белыйВ современном интерьере
5000–6000ДневнойОранжереи, зимние сады (для дома не подходит)
6500Холодный дневной с голубыми оттенкамиПовышенная яркость — для фотостудий

При выборе осветительных приборов той или иной температуры ориентируются на предназначение комнат. Для спальни подойдут белые диоды с мягкими желтыми, но еще лучше — красноватыми или матовыми оттенками.

Для чтения в настенные или настольные лампы нужно брать источники с нейтральным белым светом или соответствующую подсветку.

Индекс цветопередачи

Кроме температуры, на восприятие того или иного цвета влияет индекс цветопередачи — CRI. По сути, это коэффициент, и его значение варьируется в диапазоне от 0 до 100.

Чем выше цветовая передача, тем менее искаженным получается цвет, но и существенно возрастает стоимость светильника. При создании домашнего освещения достаточно использовать лампы с цветопередачей не менее 80. В картинных галереях над полотнами устанавливают лампы с максимальным коэффициентом цветопередачи.

Угол рассеивания

Каждый светодиод излучает прямые пучки света, поэтому в стороны отклоняется минимальное число световых волн. С другой стороны, в светильниках используется несколько таких светодиодов, от расположения которых и зависит угол рассеивания. Поток бывает узким или широким, и данная характеристика варьируется от 30 до 360.

Для потолочных осветительных приборов применяют лампу с углом рассеивания не менее 90 и не более 180 градусов. Если выбирается настольный или настенный светильник для чтения, то должно быть более узконаправленное свечение.

Световые потоки до 360 градусов используются в декоративных светильниках.

Возможность диммирования

Обычные светодиодные лампы нельзя эксплуатировать с диммерами, предназначенными для регулировки освещения. Это связано с конструкцией изделий, в соответствии с которой встроенный драйвер изменяет переменное напряжение промышленной сети в рабочий ток LED-диода. Если напряжение будет уменьшено (что и делают диммеры), то драйвер не сработает и на диод не будет подан нужный ток.

Выход из ситуации прост — покупайте диммируемые лампы с модифицированным драйвером.

Форма и другие характеристики

Светодиодные лампы различаются по размерам и форме. Изделия со штырьковым разъемом имеют одинаковую форму.

Резьбовые электротехнические элементы выпускаются в разных исполнениях:

  • грушевидные — стандартные, чаще используются в домашних условиях и по высоте достигают 125 мм;
  • маленькие шарообразные — вставляются в круглые плафоны малого размера;
  • свечеобразные — оснащены цоколем «миньон» и эксплуатируются в узких светильниках;
  • с рефлекторами — применяются в точечных светильниках, устанавливаемых на потолке, имеют ограненную форму;
  • «кукуруза» — длинные изделия, напоминающие початок одноименного злакового растения.

Срок службы

Средняя продолжительность эксплуатации светодиодных ламп составляет 30 000 часов. Если перевести часы в годы, то получится около пяти лет. Дешевые китайские изделия могут выйти из строя спустя несколько недель. Поэтому лучше один раз потратиться на качественную продукцию, чем несколько раз покупать подделку.

Степень защиты

Электротехнические приборы характеризуются определенной степенью защиты. Она обозначается латинскими буквами IP и дополняется двумя цифрами (первая — защита от пыли, вторая — от влаги). Чем выше числовое значение, тем лучше.

Рейтинг производителей

Лучшими производителями светодиодных ламп считаются европейские компании Philips и Osram. Их офисы расположены в разных уголках Европы и Азии, хотя заводы находятся на территории Китая. Тем не менее, это не влияет на качество продукции, и уже долгие годы фирмы поддерживают репутацию надежного изготовителя.

Стоимость первых начинается от 500, вторых — от 100 рублей.

В списке ниже представлены производители светодиодных ламп с лучшим соотношением цены и качества. Здесь есть как российские, так и азиатские производители:

  1. Feron — отечественная фирма, занимающаяся изготовлением светодиодных изделий. Стоимость варьируется от 60 до 400 рублей;
  2. Camelion — базируется в Гонконге, выпускает лампы с разными цоколями (70–400 рублей);
  3. Jazzway — российская компания, производящая трубчатые и колбовые диодные лампы. Есть более мощные и дорогостоящие изделия;
  4. Gauss — отечественный производитель. В модельном ряду есть дешевые и дорогостоящие, но экономичные продукты.

Лампы чаще всего встречаются в быту и промышленности. Несколько лет назад было понятно, что будущее за светодиодными лампами. Они эффективнее обычных и энергосберегающих, излучают менее вредный свет. Производством занимаются фирмы по всему миру, поэтому есть возможность выбрать электротехнические изделия, наиболее подходящие по форме, мощности и другим параметрам.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector