Светодиодные лампы холодного свечения. Светодиодное освещение

Светодиодные лампы холодного свечения. Светодиодное освещение

Светодиодный светильник – один из наиболее популярных видов приборов для освещения.

Цветовая температура ламп накаливания светодиодов представлена такими оттенками:

• теплый белый (Warm White) – до 3300 К;
• натуральный белый (Natural White) – до 5000 К;
• холодный белый (Cold White или Cool White) – более 5000 К.

Характеристики температуры диодов являются определяющим фактором при выборе сферы их использования. Они применяются для освещения улиц, подсветки рекламных щитов и осветительного оборудования для автомобиля.

К преимуществам холодного света можно отнести контрастность, благодаря которой он находит широкое применение в освещении затемненных территорий. Такие светодиодные лампы могут распространять свет на большие расстояния, поэтому их часто используют в освещении дорог.

Светодиоды, излучающие теплое свечение, используются в основном для освещения небольших территорий. Световой поток теплых и нейтральных тонов создает нужный эффект при пасмурной и дождливой погоде. Наличие атмосферных осадков оказывает влияние на излучение холодного света, в то время как теплый свет не претерпевает какого-либо существенного искажения при дождливой или снежной погоде.

Особенность теплого свечения светодиодных ламп заключается в том, что они позволяют четко увидеть как освещаемый предмет, так и окружающую его территорию. Благодаря такой специфике теплая гамма эффективно применяется при подводном освещении.

Цветопередача светодиодных ламп имеет свои особенности: холодные оттенки свечения неправильно передают цвета окружающих вещей. Такой свет создает резкость и яркость, что негативно отражается на зрении. Теплый цвет свечения более благотворно влияет на глаза.

Свечение энергосберегающих ламп характеризуется теплой цветовой гаммой. Они близки к естественным источникам света, благодаря этому их хорошо использовать, чтобы освещать жилища.

Люминесцентные лампы

Устройство и принцип работы ламп

Люминесцентные лампы низкого давления явились первыми газоразрядными лампами, которые благодаря высокой световой отдаче, хорошему спектральному составу и большому сроку службы нашли применение для целей общего освещения, несмотря на некоторую сложность их включения в электрическую сеть. Высокая световая отдача люминесцентных ламп достигнута благодаря сочетанию дугового разряда в парах ртути низкого давления, отличающегося высокой эффективностью перехода электрической энергии в ультрафиолетовое излучение, с преобразованием последнего в видимое в слое люминофора.

Люминесцентные лампы представляют собой длинные стеклянные трубки, в торцы которых впаяны ножки, несущие электроды (рисунок 1). Электроды представляют собой вольфрамовую биспираль или триспираль с нанесенным на нее слоем активного вещества, обладающего низкой работой выхода при температуре нагрева около 1200 К (оксидные катоды), либо холодный оксидный катод с увеличенной поверхностью, исключающей превышение его температуры во время горения лампы.

Оксидный катод покрыт слоем эмитирующего вещества, состоящего из оксидов щелочноземельных металлов, получаемых при нагреве и разложении карбонидов (BaCO₃, CaCO₃, SrCO₃). Покрытие активировано малыми примесями щелочноземельных элементов. В результате наружная поверхность катода превращается в полупроводниковый слой с малой работой выхода. Оксидные катоды работают при 1250 – 1300 К, обеспечивая большой срок службы и малые катодные падения напряжения.

В трубку люминесцентной лампы введены небольшое количество ртути, создающее при 30 – 40 °С давление ее насыщающих паров, и инертный газ с парциальным давлением в несколько сотен паскалей. Давление паров ртути определяет снижение напряжения зажигания разряда, а также выход ультрафиолетового излучения резонансных линий ртути 253, 65 и 184,95 нм. В качестве инертного газа в люминесцентной лампе используют главным образом аргон при давлении 330 Па. В последнее время для наполнения ламп общего назначения применяют смесь, состоящую из 80 – 90 % Ar и 20 – 10 % Ne при давлении 200 – 400 Па. Добавка инертного газа к парам ртути облегчает зажигание разряда, снижает распыление оксидного покрытия катода, увеличивает градиент электрического потенциала столба разряда и повышает выход излучения резонансных линий ртути. В люминесцентных лампах 55% мощности приходится на долю линии 253,65 нм, 5,7% – линии 184,95 нм, 1,5 – 2% – линии 463,546 и 577 нм, на световое излучение других линий – 1,8%. Остальная мощность расходуется на нагрев колбы и электродов. На внутреннюю поверхность трубки равномерно по всей ее длине наносят тонкий слой люминофора. Благодаря этому световая отдача ртутного разряда, равная 5 – 7 лм/Вт, возрастает до 70 – 80 лм/Вт в современных люминесцентных лампах мощностью 40 Вт. При использовании люминофоров на основе редкоземельных элементов световая отдача люминесцентной лампы диаметром 26 мм повышается до 90 – 100 лм/Вт.

Светодиодная лента. №1. Как работает светодиодная лента?

Наверняка, в интернете или у кого-то из знакомых вы встречали эффектную подсветку плинтуса , потолка или рабочей зоны на кухне , выполненную из сплошного ряда лампочек. Это и есть светодиодная (LED) лента. Её основой является полоса диэлектрика толщиной всего 0,2 мм. На нее наносят токопроводящие дорожки, а на них, в свою очередь, располагаются контактные площадки, на которые осуществляется монтаж светодиодов. Также на ленте есть резисторы, которые ограничивают потребляемый ток.

Светодиоды на ленте расположены на одинаковом расстоянии друг от друга, благодаря чему достигается равномерное свечение. Чем крупнее светодиоды и чем выше их плотность, тем ярче будет свечение.

Ленты выпускают в бобинах длиной по 5 м и шириной от 8 до 40 мм. Каждая лента – это множество отдельных модулей длиной 2,5-10 см, на каждом модуле установлено определенное количество светодиодов и резисторов. Между модулями есть места для разреза . Это значит, что вы сможете отрезать фрагмент необходимой длины и/или соединить несколько отрезков в одну цепь. Обратная сторона ленты часто бывает самоклеящейся, что значительно упрощает ее монтаж.

Для подключения светодиодной ленты понадобится блок питания, который будет подавать на светодиоды ток 12 В (реже 24 В или 36 В), понижая исходные 220 В. Для многоцветных лент также потребуется контроллер. Для регулировки яркости могут использоваться диммеры . 

Все данные о напряжении, цветах свечения, размере диодов, их количестве на метр и прочие сведения указываются в маркировке. Пример: LED 12V RGBW SMD 5050 120 IP65. Расшифровка в таблице ниже.

Плюсы светодиодных лент :

• минимальное потребление энергии при достаточно высокой яркости свечения;
• возможность монтажа в самых труднодоступных местах, лента практически не отнимает полезное пространство;
• относительная простота монтажа;
• долговечность. Если вы выбрали качественную ленту и обеспечили ей требуемые условия температуры и влажности, то она честно просветит обещанные 20-50 тысяч часов. Некачественные ленты неизвестных производителей могут выйти из строя в первый же год эксплуатации;
• если перегорит один из светодиодов, перестанут светить только 3 диода, а не все. Это связано с особенностями строения ленты;
• светодиоды не боятся ударов и низких температур;
• возможность реализовать интересные идеи в плане освещения, например, эффект парящего потолка. Выпускаются ленты с свечением разных цветов, а в некоторых предусмотрена возможность менять цвет и яркость свечения.

Минусы :

• необходимость использования блока питания;
• через 20-50 тысяч часов яркость светодиодов уменьшается.

Светодиоды. Технические характеристики светодиодов. Сравнительные таблицы

Условно все светодиоды можно разделить на две большие группы:

Осветительные это те, которые могут обеспечить световой поток не меньше, чем у традиционных источников света. Некоторые модели даже их превосходят.
К ним можно отнести 4 популярных вида:

• SMD

• COB

• Filament

• PCB STAR

К индикаторным относится dip светодиоды. Рассмотрим сперва их.

Сокращение DIP расшифровывается как Direct In-line Package. Именно их в первую очередь начали массово выпускать в недалеком прошлом.

Трудно представить, но первые неказистые экземпляры для рядовых пользователей стоили от 200$ за штуку.

На сегодняшний день они уже не так распространены, но все же применяются:

• в устройствах индикации

• в панелях электронных приборов

• световых табло

• или елочных украшениях

По форме корпуса они могут быть круглыми, овальными или прямоугольными. Самые популярные типоразмеры с выпуклыми линзами – 3,5,8,10мм.

Напряжение питания 2,5-5В, при токе до 25мА.

Бывают разноцветными и многоцветными (RGB). Это когда в одном корпусе спрятано 3 перехода, а внизу есть 4 вывода.

В электрических схемах все светодиоды обозначаются как обычный диод с двумя стрелочками.

Обратите внимание

Несмотря на малые размеры и свою “древность”, отдельные модели из-за специфической формы корпуса, могут выдать в 1,5-2 раза больше яркости, чем некоторые SMD.

К тому же потребление энергии у DIP меньше чем SMD, да и стоят они дешевле. Однако SMD технология не стоит на месте и с каждым годом их параметры стремительно сближаются.

Вот таблицы с основными техническими характеристиками (сила света, рабочее напряжение, сила тока, угол свечения, цена) для индикаторных светодиодов DIP разных типоразмеров.

А также расшифровка маркировки их названий и обозначений (для просмотра нажмите на соответствующую вкладку):

Данный вид на сегодня является самым популярным. SMD расшифровывается с английского = Surface-Mount-Device.

В своей конструкции они имеют полупроводниковый чип или кристалл, установленный на подложку. Снизу расположены контакты для подключения.

Каждый такой светодиод закрывается в корпусе, который напрямую можно припаивать к любой поверхности. Поэтому то их и называют ”изделиями поверхностного монтажа”.

Несмотря на одинаковое название “СМД”, в продаже можно встретить модели обладающие абсолютно разными:

О популярности данного типа могут говорить следующие цифры. Общее количество производимых светодиодов SMD, только в одном корпусе 2835, за год составляет несколько миллиардов штук.

Почему они так популярны? Конечно из-за своих достоинств:

• продолжительный срок службы

• ну а самое главное – высокая светоотдача

Именно SMD вид используется в большинстве светодиодных лампочек и светильников.

Таблицы всех технических характеристик наиболее популярных марок светодиодов марки SMD 2835, 3528, 5050, 5730:

COB – Chip On Board. У этого вида большое количество маленьких кристаллов размещено на единой подложке и все это собрано в одном корпусе.

Схема соединения этих кристаллов – последовательно параллельная. Сверху они заливаются люминофором.

По-другому их называют светодиодными матрицами. Их достоинства:

• разнообразная форма сборки светодиодов

Все эти преимущества очень кстати подошли для изготовления ярких и компактных прожекторов. Также КОБы активно применяют там, где нужна акцентированная и декоративная подсветка.

Однако из-за близости расположения кристаллов друг к другу, происходит сильный нагрев корпуса, даже если вы и обеспечите нормальное охлаждение. Поэтому если вам нужна качественная фокусировка, придется использовать силиконовую оптику.
Она стойка не только к высоким температурам, но самое главное выдерживает без последствий огромное количество циклов нагрев-остывание.

На абы какую поверхность COM матрицы ставить нельзя. Ее необходимо предварительно подготовить.

Энергосберегающие лампы. Что такое :: энергосберегающая лампа

Энергосберегающая люминесцентная лампа - это трубка с электродами, наполненная парами ртути и инертным газом аргоном. Ее внутренние стенки покрываются люминофором. По сравнению с лампами накаливания энергосберегающие лампы - это более передовой и качественный источник света.

Наиболее привычный для нас способ освещения своих домов – это использование ламп накаливания. Они дешевы, но недолговечны. Существует альтернативный вариант.

Всем хорошо известны трубчатые люминесцентные лампы, которые часто используют для освещения учреждений.

А вот для освещения квартир выпускают компактные люминесцентные лампы. Стоят они недешево, однако экономия электроэнергии при их использовании очень существенна.

Люминесцентные энергосберегающие лампы – качественно новый источник света. Под действием высокого напряжения в лампе происходит движение электронов. Столкновение электронов с атомами ртути образует невидимое ультрафиолетовое излучение, которое, проходя через люминофор, преобразуется в видимый свет.

Энергосберегающие лампы выпускаются разной формы. Это могут быть двух-, трех- и четырехдуговые лампы, спиралевидные лампы, лампы формы ЛОН (лампы общего назначения, или GLS), а также лампы формы "свеча".

Расчет экономии электроэнергии и денежных затрат при использовании энергосберегающих ламп

Расчет ведется, исходя из того, что лампа включена 6 часов в день. Также считается, что 1 энергосберегающая лампа в 20 Вт по светоотдаче приравнивается к лампе накаливания в 100 Вт.

Лампа накаливания (100 Вт) имеет срок службы 1000 часов. То есть при использовании 6 часов в сутки такой лампы хватит примерно на полгода.

0,1 кВт*12000часов*1,4 руб/кВтч = 1680 руб

Лампы энергосберегающей (20 Вт), срок службы 12000 часов, хватит на 5,5 лет.

0,02 кВт*12000часов*1,4руб/кВтч = 336 руб.

Таким образом, получается, что энергосберегающая лампа, несмотря на высокую стоимость, экономичнее в 5 раз, чем дешевая лампа накаливания.

У энергосберегающих ламп гораздо дольше срок использования - 8000-15000 часов непрерывного горения, по сравнению с лампами накаливания – 1000 часов, намного выше световая отдача (у ламп накаливания 85-90% электроэнергии превращается не в свет, а в тепло).

Расширяют области применения энергосберегающих ламп их компактный размер, способность надежно работать при температурах от -20 до +40 ºС и высокий уровень передачи цвета (Ra=82).

Незначительное тепловыделение позволяет использовать компактные люминесцентные лампы большой мощности в хрупких бра, светильниках и люстрах, в которых от ламп накаливания с высокой температурой нагрева может оплавляться пластмассовая часть патрона, либо сам провод.

Cвечение у энергосберегающей лампы ровное, без мерцания. Благодаря равномерному распределению света по колбе, энергосберегающая лампа не слепит глаза.

В отличие от традиционных ламп накаливания спектральный состав видимого излучения люминесцентных энергосберегающих ламп зависит от состава люминофора, в связи с чем последние могут иметь разную цветовую температуру, которая определяет цвет лампы (2700 º К – мягкий белый свет, 4200 º К – дневной свет, 6400 º К – холодный белый свет - цветовая температура измеряется градусами по шкале Кельвина).

Чем ниже цветовая температура, тем ближе цвет к красному; чем выше – тем ближе к синему.

У таких ламп есть, пожалуй, только один недостаток – в ней используется ртуть, поэтому лампы требуют особой утилизации.

Энергосберегающие лампы - это, несмотря на кажущуюся дороговизну, более экономичный источник света, чем традиционные лампы накаливания. Люминесцентные лампы долго служат, обеспечивают ровное качественное и комфортное для человеческого глаза освещение.