Лампочки диодовые – советы для покупателей диодных лампочек LED

Содержание

Обзор филаментных светодиодных ламп Томича на 6W и 8W

В настоящее время большая часть производства диодной продукции находится в Китае. Но на территории России существуют заводы по производству ламп накаливания. Постепенно они модернизируются под современную продукцию. Самый простой и недорогой способ модернизации текущего производства, это изготовление светодиодных ламп для дома с нитевидными светодиодами, которые еще называются филаментными, то есть «Filament LED».

При этом почти полностью сохранятся основа классической:

цоколь;
стеклянная колба;
центральный прозрачный стержень с проводниками.

Но вместо спиралей стоят длинные led диоды, которые располагаются параллельно.

Содержание

1. Результаты тестов шокируют
2. Томичи
3. Характеристики
4. Конструкция
5. Размеры
6. Разборка
7. Филаментные светодиоды
8. Нагрев
9. Световой поток
10. Энергопотребление
11. Драйвер, блок питания
12. Цветовая температура
13. Коэффициент пульсации
14. Упаковка
15. Видео о производстве
16. Итоги

Результаты тестов шокируют

Я получил около 30 Томских лампочек от 4 до 8W , в течение 2 месяцев из строя вышли 26 штук, то есть количество брака 90%. Так же получил очень много жалоб от своих читателей, которых у меня 12.000 человек за 1 день. Они жалуются, что практически все лампочки выходят из строя.

Об этом писал производителю, что ситуация получается очень нехорошая. Предлагал им снова отправить образцы на тестирование, в надежде что проблему они исправили. Но они больше не отвечают на мои письма, ведь можно было всё решить переговорами и новыми образцами. Видимо есть причины, по которым нежелательно, чтобы тестировал их продукцию. Я всегда открыт к диалогу, надеюсь они передумают.

Этот обзор был написан в течение недели, поэтому проблемы небыли обнаружены сразу. Более подробно описал неисправности ламп Томича в отдельном обзоре.

Томичи

В интернете я заметил, что свою продукцию пытается рекламировать Томский завод светотехники, официальный сайт http://rusled.net Поэтому решил безвозмездно поддержать отечественного производителя и предложил им прислать продукцию на обзор. На рынке полно китайской продукции, характеристики которой часто завышаются. Будет гораздо лучше, если Россия будет независима в эпоху санкций, привязки к курсу доллара, и противостояния с Европой. И наши лампочки будут со знаком качества и запасом прочности как при СССР.

Предоставленные образцы рекламируются под названием «Лампочка Томича», по аналогии с популярной фразой «Лампа Ильича».

Характеристики

Надеюсь, характеристики Томских образцов не будут завышены. Когда изготовители и продавцы используют китайский завышающий маркетинг, то становиться совсем непонятно, как выбирать светодиодные лампы для дома. На рынке, чаще всего, будет больше продаж у того кто будет больше завышает параметры изделий.

При подготовке посылки не добавили образцов на 4Вт, только у них есть цоколь Е14, у остальных только Е27. Так как они отличаются только количеством светодиодных элементов, то существенных отличий нет.

Параметр	СА 220-4	СА 220-6	СА 220-8
Яркость, Лм	400лм	600лм	800лм
Мощность, Вт	4W	6W	8Вт
Количество диодов	4 led	6 led	8 led
Форма колбы	шар, свеча	шар, А55	шар, А55
Размеры, мм.	110×55	110×55	110×55
Напряжение питания	220V	220В	220В
Сила тока	40мА	50мА	65мА
Цветовая температура	2700К и 4000К	2700К и 4000К	2700К и 4000К
Индекс цветопередачи	>90Ra	>90Ra	>90Ra
Диммируемость	нет	нет	нет
Срок службы, часов	15,000	15,000	15,000
Цоколь	Е27 и E14	E27	E27
Коэффициент пульсация	<1%	<1%	<1%
Эффективность	100 лм/Вт	100 лм/Вт	100 лм/Вт
Цена розница
Гарантия	2 года	2 года	2 года

Менеджер Томича сообщил, что комплектующие они закупают на тех же заводах, что и остальные. Если для примера возьмем изделия Джазвей на филаментах, модель Jazzway PLED-OMNI-A60, то у них срок службы указан 30.000 часов. Поэтому у недобросовестных изготовителей срок службы вместо реальных 15,000 может быть указан 30,000 часов. Ведь вы на самом деле всё равно не узнаете, сколько часов она проработала и насколько снизилась яркость.

Срок службы Томича указан в 15 т. часов, но это не означает, что после этого периода она потухнет. По истечению этого времени световой поток (яркость) снизится на 30% и составит 70% от первоначальной. Это значение соответствует международным стандартам. Но китайцы могут указать время службы при снижении яркости до 50%.

На сайте производители используется сокращение ЛОН, расшифровывается как Лампа Общего Назначения.

Конструкция

Конструктивно сильно отличаются от обычных светодиодок для дома. Но основное отличие это отсутствие радиатора. А в остальном используются те же элементы, драйвер и нитевидные светодиоды.

В данной конструкции, и это её главное достоинство, вопрос охлаждения решён принципиально иным методом. Конструкция светодиодных нитей специально предполагает использование очень маломощных светодиодных кристаллов рассредоточенных по её длине. Данное обстоятельство обеспечивает равномерное выделение тепла по длине нити, которое легко переносится на колбу лампы газом наполняющим колбу. Из законов физики следует, что самый эффективный теплоперенос осуществляется лёгкими газами с высокой подвижностью. Поэтому в лампе в качестве наполнителя применяется самый лёгкий и химически инертный газ — гелий. И именно эти принципы позволили создать данную лампу. При этом условия охлаждения кристаллов в нашей лампе значительно более комфортные, чем в уже привычных лампах на корпусных светодиодах с радиаторным охлаждением.

В итоге ресурс данных ламп значительно выше, но с дальнейшим ростом мощности будет расти размер колбы, так же как и размер радиатора в упоминаемых аналогах.

Размеры

Размеры полностью эквивалентны стандартной «шестидесятке», потому что выпускаются на тех же модифицированных линиях.

Разборка

На первый взгляд образец простой, как три рубля, только вместо нити накала желтые спички вставлены. На самом деле это полный аналог обычной светодиодной лампы, но слегка упрощенный конструктивно.

Производители преимущественно делают колбы из пластика поликарбоната, прочного и безопасного. Стеклянные встречаются редко, мне попадались в основном на маломощных на 3-5 Ватт.

В разборке участвует модель на 6Вт. Электрическая часть состоит из 2 блоков ЛЕД филаментов, подключенных последовательно. В каждом блоке 3 диода подключенных параллельно.

В нашем случае предоставленные модели выпускаются на технической базе обычных накаливания, поэтому колба стеклянная. Шаровидная форма придает высокую прочность. Когда пытался её разбить, то она выдержала 2 приличных удара молотком, что даже табуретка подскакивала. Третий удар был сильным, и она сразу вся развалилась с громким хлопком. Получилось множество мелких осколков и пара покрупней.

Филаментные светодиоды

Нитевидные светодиоды представляют из себя множество led кристаллов, расположенных на одной длинной и узкой подложке и подключенных последовательно. Это как отрезок светодиодной ленты в миниатюре, сверху они покрыты желтым люминофором.

В отличие от других SMD, они работают без радиатора, который должен охлаждать их. Соответственно они нагреваются сильнее, это сказывается на сроке службы, теоретически с охлаждением они работали бы дольше.

При использовании нитевидных диодов в стеклянной колбе имеется преимущество по сравнению с обычными светодиодками. Исключены проблемы связанные с плохой сборкой, а именно плохой контакт с системой охлаждения, состоящей из металлического или керамического радиатора. Это выражается в неровностях соприкасаемых поверхностей, что затрудняет отвод тепла. Еще часто встречается плохое нанесение термопасты или её малое количество.

По сечению в разрез filament не квадратный, а прямоугольный. Размеры составляют:

длина 39мм;
ширина 2мм;
толщина 1,2мм.

Проволочные контакты, на которых они закреплены, достаточно гибкие. Их можно разогнуть и расположить филаментные диоды в одной плоскости.

Нагрев

Главное отличие от классических «внутреннего сгорания», это отсутствие нагрева колбы. Если раньше при попадании воды лампочка взрывалась из-за перепада температур, то тут ничего не произойдёт. Прогреваем в течение 30 минут до рабочей температуры. Замеры проводим в положении цоколем E27 вниз, чтобы узнать максимальный нагрев колбы, ведь тепло поднимается вверх. В большинстве случаем она эксплуатируется в цоколем вверх.

Для 6Вт получилось 52,8°, для 8Вт показал 53,5°. площадь колбы достаточно большая, остывать должна хорошо.

Нагрев филамент светодиода

Измерить температуру нагрева led диода возможно только на открытом воздухе. Из-за его малых размеров с первого раза сделать не получилось. Пришлось долго поводит по нему пирометром, чтобы найти точное положение.

Температура получилась 102,7°, в закрытом объеме будет конечно больше примерно на 10°. Современные led элементы уже свободно могут переносит 110° и более градусов без активной деградации кристалла.

Световой поток

Заранее предупреждаю, что измеренные значения не являются очень точными. Погрешность составляет до 5%, и она подтверждена многочисленными измерениями. Предварительно прогреваем до рабочей температуры в течение 30 минут. Максимальная яркость на холодном образце бывает максимальная, с повышением температуры эффективность падает.

Измеренные параметры	СА 220-6	СА 220-8
Яркость после включения, Лм	652лм	815лм
Яркость после прогрева, Лм	568лм	699лм
Заявленный световой поток	600лм	800лм
Эффективность Лм/Вт	97,9лм	97,4лм
Разница в % между обещанной и полученной	-5,3%	-12,6%

Угол свечения большой, но с торца нитевидного элемента света гораздо меньше, в некоторых светильниках этот показатель играет большую роль. Свет, отраженный от белого потолка даёт более равномерное освещение помещения. При замерах на расстоянии 30 см сбоку и с торца освещенность получилась 990 Люкс и 150 Люкс соотвественно, разница в 6,5 раз.

Измерения проводились в кубе со светоотражающими стенками. Значения люксметра делим на коэффициент 2,16, чтобы из Люксов получить световой поток в Люменах.

1510 делим на 2,16 = 699лм

1228 делим на 2,16 = 568лм

Результаты получились ниже заявленных по Люменам. Но различимость объектов так же зависит от количества Кельвинов. Различимость при 3000К и 7000К отличается в 2 раза. Проще говоря при дневном свете видно лучше, чем при желтом от нити накала.

Возьмем условно, что Томич дает на 25% лучшую различимость по которой мы обычно оцениваем хорошая лампочка или нет.

Стандартные изделия Ильича имеют характеристики:

60вт даёт 650лм;
75вт даёт 850лм.

Посчитаем эквивалент источника накаливания, с учетом этого коэффициента:

568лм * 1,25 = 710лм
699лм * 1,25 = 873лм

С учетом коэффициента мы получили значения, подтверждающие, что они действительно подходят для прямой замены на 60вт и 75вт, которые равные указанным на упаковках.

Энергопотребление

Энергопотребление Filament LED на 8W

Энергопотребление измеряем ваттметром с точностью до 0,2Вт, на эталонном источнике погрешность была всего 2%. Сделаем замеры сразу после включения и после прогрева.

Измеренные параметры	СА 220-6W	СА 220-8W
Мощность, Вт	5,8W	7.17W
Заявленная мощность	6вт	8вт
Напряжение на диодах	151,6В	153,7
Сила тока	33,1мА	40,1мА
Мощность чисто на светодиодах	5Вт	6,16Вт
Потребление драйвера	0,8Вт	1Вт

Потребление энергии филаментом на 6W

Сила тока на СА 220-6

Напряжение на СА 220-6

Напряжение на СА 220-8

Сила тока на СА 220-8

Драйвер, блок питания

Блок питания образца на 6W, называемый драйвер, находится в самом цоколе. Использование интегральных стабилизаторов напряжения и тока позволило сделать их размеры миниатюрными. А высокий КПД снижает нагрев стабилизатора.

Посмотрев китайский даташит, пришел к выводу, что в нашем случае схема является урезанной, отсутствуют 2 конденсатора, один из которых стабилизирует на выходе. По паспорту он рассчитан на нагрузку до 9W, но у нас всего 5 ватт. Поэтому она вполне хорошо работает и без конденсаторов, судя по пульсациям света.

Типовая схема включения

В цоколь E27 блок питания законопатили сильно, сверху он залит слегка вспененным компаундом, который и герметизирует корпус. Отковыривается очень плохо, пришлось резать цоколь. Источник тока собран на SM735P, шестиногая микросхема. Другая на 4 ноги это диодный мост, выпрямитель тока. Два голых проводка это плюс и минус. Желтый крепиться к резьбе цоколя, черный штырек в центре, к центральному контакту.

По типу питания филаментные диодные лампочки для дома разделяются на две группы:

полноценный драйвер, коэффициент пульсаций менее 1%. По СанПин этот показатель должен быть менее 20% для обычных помещений, и менее 10% для детских и учебных учреждений и рабочих мест;
дешевый драйвер на конденсаторе, с высокими пульсациями светового потока до 80%. Такие продают в основном китайцы в интернет-магазинах, например популярный Aliexpress. Это конечно снижает стоимость, цена становится очень привлекательной. Но они не соответствуют нормам и вредны для здоровья, особенно для детей. Китайцы пользуются этим, потому что многие просто не знают про этот параметр. Как выбрать светодиодные лампы для дома и не ошибиться вы найдете в статье.

Цветовая температура

Цветовая температура для тестируемых образцов бывает 2700К для теплого и 4000К для белого света. 4000К, это среднее между теплым и дневным, нейтрально белым.

слева накаливания 2700К, теплый белый;
по середине Томич 4000К, желтоватый;
справа 5000К, дневной нейтральный.

Практически везде дневным считают 4000К-4500К, лично мне нравится 5000К, это реально дневной свет. Но такой встречается редко, потому что в основном выпускаются 4000К с желтизной и 6000К с голубизной. Чисто дневной всегда приходится искать.

Как показывает моя практика, даже активный сторонних теплого света, через пару дней использования чисто белого, не хочет возвращаться обратно на желтый.

Коэффициент пульсации

Филаментная Томич

Измерять пульсации пришлось камерой смартфона Lenovo A850, результат будет косвенный, без лабораторной точности. Воспользоваться полноценным прибором не было возможности. Сначала сравним пульсации обычной «шестидесятки» с нитью накаливания, у которой этот параметр находится в районе 15%. На камере видно что она сильно полосатит. У филаментной слегка заметно при съемке видео, на статичной картинке совсем не видно. Пульсации есть, но, примерно не более 1-2%. Этому способствует отсутствие конденсатора на выходе в блоке питания.

Классика на 60W

Упаковка

Маркетологи отчаянно постарались, разукрасив упаковку узорами, наверно под хохлому или томскими народными. Указана сумма, которую вы сэкономите за время работы современного светового прибора.

Видео о производстве

Итоги

По потребительским характеристикам Томичи находятся между Ильичём и популярными светодиодными лампами на SMD светодиодах. Томский завод указывает вполне реальные параметры своих изделий, что позволяет сделать обдуманный выбор. А параметры китайской продукции могут отличаться от заявленных до 30% в меньшую сторону по мощности и до 50% по световому потоку. Эти значения я получил во время тестирования продукции различных брендов.

Кроме отсутствия сильного нагрева учитываем тот фактор, что колба всё-таки стеклянная и дети могут её разбить, а сломать они могут что угодно.

led-obzor.ru

Диодные лампы для дома – основные преимущества и недостатки

Со времен изобретения лампочки человечество находится в постоянном поиске наиболее оптимального варианта осветительного прибора. Устав от постоянной замены ламп, многие из нас задумываются о том, чтобы освещение дома или квартиры было не только качественным, но и долговечным. Еще одним не менее важным условием, предъявляемым к современным лампам, становится экономия электроэнергии. Именно поэтому практичные люди стали выбирать для дома преимущественно диодные лампы. Но давайте рассмотрим, насколько это правильно.

Преимущества и недостатки светодиодов

Перед тем, как сделать правильный выбор светодиодных ламп для дома, рекомендуется внимательно изучить их особенности. Оценим достоинства данных осветительных приборов.

Энергопотребление

Безвредность

Led лампы не содержат таких вредных для организма веществ, как ртуть или фосфор. Поэтому транспортировка, утилизация и эксплуатация этих ламп весьма проста и относительно экологична.
Высокая световая отдача
По этому параметру светодиоды достигают таких показателей, как 150 Люмен на Ватт.
Механическая прочность
Это стало возможным благодаря отсутствию таких чувствительных составляющих, как, например, нить накаливания. В светодиодных лампах также нет газовых составляющих, в результате чего эти лампы стали устойчивыми не только к повреждениям, но и к вибрациям.
Большой срок службы

В зависимости от лампы он может составлять от 30 тыс до 100 тыс.часов. То есть, если лампа, в среднем, в сутки будет работать 8 часов, то она прослужит верой и правдой 3 года. Тем не менее срок не бесконечен: при плохом охлаждении, а также при длительной работе пропадает яркость из-за «отравления» кристалла.
Малая инерционность
Лапа на полную яркость включаются сразу. Для сравнения: ртутно-фосфорным лампам требуется от 1 до 60 сек.
Угол излучения
Он составляет от 15 до 180 градусов.
Нечувствительность к низким, а также очень низким температурам
Тем не менее светодиоду противопоказаны высокие температуры, впрочем, как и любому полупроводнику.

Во время монтажа электропроводки следует заранее продумать местонахождение всех осветительных приборов и выключателей. Правильно подключить выключатель к лампочке совсем не сложно. Главное, разобраться в схеме установке и придерживаться основных практических рекомендаций.
Пользуясь единственным выключателем с несколькими клавишами, можно включать лампы в люстре группами. Эта статья поможет любому домашнему электрику самостоятельно подключить такой осветительный прибор к выключателю.
Проанализируем также недостатки светодиодных ламп для дома.
Высокая стоимость
При этом производители, в среднем, дают гарантию на срок от трех до пяти лет, то есть стоимость этой лампы может не окупиться.
Деградация кристаллов
При длительной работе становится заметна деградация кристаллов: сначала светодиодные лампы теряют яркость, а спустя время и вовсе гаснут.
Неприятный спектр свечения
Психологи утверждают, что некоторым людям он не нравится.
Направленный свет
Из-за этого недостатка для получения необходимой освещенности потребуется большее количество таких ламп.

Дорогие системы охлаждения и источники питания
Для стабильной и долговечной работы разных видов светодиодных ламп для дома требуются отнюдь недешевые источники питания и системы охлаждения, иначе быстро начинается процесс деградации.
Сравнение диодных и обычных ламп
Пары ртути, содержащиеся во всех люминесцентных лампах, могут нанести вред человеку. Именно поэтому к их утилизации предъявляются повышенные требования. В этом плане Led диоды экологичнее других ламп.

В отличие от обычных ламп, у бытовых светодиодных ламп для дома отсутствует стробоскопический эффект. Благодаря отсутствию пульсаций, нагрузка на глаза и общая утомляемость уменьшается.
Благодаря высокой контрастности диодных ламп, их коэффициент использования потока света составляет около 100%. Обычные лампы предлагают лишь 60-75%.
Лампы накаливания, как правило, из потребляемой электрической мощности расходуют около 20% мощности непосредственно на освещение, в то время, как остальные 80% расходуются на нагрев. Поэтому обычные лампы сильно нагреваются при включении. Галогенные лампы для дома тратят на нагрев 65%, энерносберегающие – 25%, а светодиодные — лишь 2-5%. Таким образом, преимущество остается за диодными лампами.

Устройства защитного отключения обеспечивают безопасную эксплуатацию электропроводки. Принцип работы УЗО основан на измерении токов утечки дифференциальным трансформатором с тремя обмотками, срабатывание которого отключает электросеть.
Здесь можно прочитать, какие характеристики необходимо учитывать при выборе конкретного вида УЗО, а в этой статье можно найти подходящую схему подключения устройства и советы, как предотвратить ошибки при установке устройства.
Благодаря отсутствию теплового излучения, диодные лампы являются пожаробезопасными. Диодные лампы, в отличие от обычных, при включении не создают опасность перегрузки электросетей. Это связано с тем, что они используют существенно меньшую силу тока.

Где можно применять светодиоды?

Благодаря пожаробезопасности, эти лампы успешно используют в дизайне помещений: диодными лампами можно выгодно обыграть интерьер комнаты, акцентировав внимание при помощи направленного света на нужных деталях или предметах мебели.Кроме того, диодные светильники используют в качестве потолочной подсветки, они делают дом уютнее и светлее. Они создают необычную и интересную подсветку картин, зеркал и аквариумов. Диодными лампами можно выгодно разделить комнату на несколько зон.
Диодные лампы применяют также и на улице для подсветки различных сооружений, их используют в оранжереях, парниках и теплицах. они становятся незаменимы в ландшафтном оформлении скверов, аллей, парков и улиц.
При помощи диодных светильников можно создавать различные геометрические фигуры для праздничной иллюминации.
Они гарантируют яркое свечение рекламных вывесок, логотипов и щитов. Их применяют для освещения дорожных знаков и автомобиля, как внутри, так и снаружи.
Итак, главным и самым существенным «минусом» Led ламп для дома является их дороговизна. Тем не менее это компенсируется тем, что светодиоды безопасны и их не нужно менять в течение длительного времени. При этом диодные лампы экономят электроэнергию и у них лучше качество освещенности. Применение диодных ламп не знает границ: их можно использовать в любой области светотехники.
Характеристики светодиодных ламп для дома на видео
elektrik24.net
преимущества и недостатки, основные критерии и принципы выбора
Если вы хотите сократить затраты на электроэнергию в несколько раз, то один из способов – это применение светодиодных ламп. При замене диодными лампочками обычных ламп накаливания и даже энергосберегающих моделей, счета на оплату электроэнергии могут стать в три раза меньше.
Сравнение диодных ламп для дома с другими моделями
Светодиодная лампа — это прибор для освещения, который устанавливается в уже имеющийся светильник, предназначенный как для работы сменных светодиодных лампочек, так и для установки осветительных приборов другого типа (энергосберегающие, накаливания).
Принцип работы диодных лампочек основан на светодиодах. Основной элемент каждого светодиода – это полупроводниковый кристалл, созданный искусственно. Он преобразует электрический ток в излучение. Светодиоды практически не допускают потерь электроэнергии, ведь полупроводниковым источникам света не нужно нагреваться в отличие от ламп накаливания.
Для того чтобы обезопасить электроприборы и для приобретения оптимальных моделей освещения жилых помещений нужно использовать светодиодные лампочки. Производятся диодные осветительные элементы, работающие от напряжения в 220 вольт и идеально подходящие для освещения жилья. К тому же светодиодные элементы освещения имеют ту же форму, что и обычные лампочки накаливания. Это значит, что они подойдут для использования и в современных светильниках, и в других, более устаревших моделях.
Преимущества диодных лампочек
У светодиодных осветительных элементов много достоинств:
Низкий уровень энергопотребления. При одинаковой интенсивности светового потока светодиодной лампе требуется в три раза меньше электроэнергии, чем энергосберегающему элементу, не говоря уже о лампочке накаливания. Например, максимальная мощность потребления электроэнергии у обычной светодиодной лампы равна 3 Вт. А даже самая экономная энергосберегающая лампочка потребляет не менее 9 Вт.
Увеличенный ресурс эксплуатации. В обычных лампочках накаливания нить перегорает при воздействии неравномерности напряжения, поэтому несколько раз в год приходится производить замену лампы в одном конкретном месте. Диодные элементы освещения, выпущенные серьёзными производителями, имеют гарантийный срок эксплуатации 5 лет. Их срок службы составляет десятки тысяч часов, что в 10 раз больше по сравнению с энергосберегающими моделями. При этом долговечность не оказывает негативного влияния на световую отдачу источника освещения. Осветительный элемент не теряет яркости на протяжении всего срока службы.
Свет, который максимально приближен к натуральному. Люминесцентные элементы придают неестественные оттенки при освещении, глаза человека воспринимают цвета в искажённой форме. В отличие от энергосберегающих ламп, диодные лампочки обеспечивают цветопередачу, более приближённую к естественной, ведь их световой поток более похож на природный.
Отсутствие мерцания. Люминесцентные лампы при работе имеют недостаток – мерцание, которое замечает человеческий глаз. Дома или в офисе это просто раздражает, а вот на производстве такая проблема может привести к ухудшению зрения сотрудников и снижению качества работ. При работе светодиодных осветительных элементов нет мерцания, заметного глазу.
Широкий модельный ряд. Диодные лампочки производятся в разнообразных по стилю решениях. Это даёт возможность подобрать элемент, соответствующую дизайну помещения. Не составит труда выбрать светодиодный элемент освещения, который по виду цоколя и яркости подойдёт для конкретного светильника.
Отсутствие времени нагрева. Яркость светодиодных ламп становится доступной в полном объёме с момента включения в отличие от энергосберегающих элементов освещения, которым нужно время для разогрева и достижения максимальной яркости.
Работа в условиях отрицательных температур.
Безопасность в использовании.
Факторы безопасности при эксплуатации следующие:
ударопрочная конструкция в сравнении со стеклянными лампочками накаливания;
отсутствие в составе паров ртути и других вредных веществ и соответственно отсутствие специального подхода к утилизации;
диодный элемент освещения не нагревается выше 60° C, гарантируя пожарную безопасность во время работы.
Недостатки светодиодных элементов освещения
Несмотря на огромное количество преимуществ, недостатки у светодиодных лампочек также имеются. Вот они:
высокая цена. Есть предпосылки для того, что светодиодные элементы освещения будут в дальнейшем снижать свою стоимость, но выйти на уровень цен обычных ламп накаливания у них не получится;
необходимость блока питания и радиатора. Светодиоды требовательны к источнику питания. Возникает проблема, как разместить блок питания, чтобы он не бросался в глаза. Без хорошего устройства для отвода тепла светодиод с течением времени тускнеет и освещение становится менее ярким. Необходимость в наличии качественного блока питания и радиатора существенно увеличивает стоимость светодиодной лампочки;
невозможность замены диода. Если в светодиодной лампочке перегорел хотя бы один диод, то заменить его будет практически невозможно. Нужно менять элемент в целом.
Как правильно выбрать диодный осветительный элемент?
По причине стремительного развития технологий на рынке осветительных элементов появляются различные новинки, к которым относятся и светодиодные лампочки. Их выбор огромен. Человек, который мало разбирается во всех тонкостях диодного освещения, не всегда сможет сделать правильный выбор при покупке. В силу этого появляется множество вопросов, особенно у людей, живущих в мире hand made и мало смыслящих в современных новинках.
Правила выбора светодиодных элементов освещения
При выборе диодных лампочек необходимо обратить внимание на следующие критерии.
Мощность и яркость свечения. Современные диодные лампочки позволяют получить до семидесяти люменов светового потока с одного ватта мощности. Наилучшие показатели имеются у эффективных диодов высокой стоимости. При покупке светодиодной лампы нужно ориентироваться на мощность лампы накаливания, уменьшая её в пять-десять раз. То есть, для замены лампочки накаливания мощностью шестьдесят ватт понадобится диодная лампа мощностью шесть ватт. Если при таком расчёте света кажется недостаточно, нужно приобрести лампочку большей мощности.
Напряжение. Производятся лампы, работающие от двенадцати вольт и питающиеся напряжением двести двадцать вольт. Для того чтобы подключить первые, необходим специальный трансформатор для понижения напряжения. Такие диодные лампочки используются в помещениях, где присутствует повышенная влажность (например, ванная комната). Энергопотребление светодиодных осветительных элементов не зависит от того, какое напряжение необходимо для работы этой лампочки.
Тип цоколя. Из всего многообразия типов цоколей светодиодных ламп выбраны и указаны те, которые используются в домах и квартирах:
E 27 – стандартный для ламп накаливания. Лампа с таким цоколем может быть просто вкручена в привычный для всех патрон;
E 14 – в народе имеет название «маленький». Этот тип цоколя стандартный для ламп «Миньон». Он вкручивается в патрон, но имеет меньший диаметр в сравнении с E 27;
GU 10 – состоит из двух штырей, расширенных на концах. Чаще всего этот цоколь принадлежит лампам для точечных светильников. Лампы с таким типом цоколя устанавливаются путём вращения, что обеспечивает надёжность крепления;
GU 5.3 – тип цоколя похожий на GU 10, установлен на лампах для точечных светильников с рабочим напряжением в двенадцать вольт. Лампы с этим цоколем устанавливаются без поворота;
T 8 – предназначен для установки на лампочки, которые ставятся взамен люминесцентных трубчатых ламп. Лампы с таким типом цоколя бывают длиной в 0,6 и 1,2 метра;
G 9 – состоит из двух штырей, изогнутых в дугу. Они предназначены для замены одиночных галогенных ламп. Применяются в декоративных точечных светильниках.
Выбор необходимого типа цоколя зависит исключительно от вида осветительного прибора, в который будет устанавливаться лампа.
Форма лампы. Диодные лампы бывают самых разнообразных форм: круглые, грушеобразные, в форме свечей, в виде початка кукурузы, таблетки, вытянутые и прочие. Выбор лампы определённой формы зависит от дизайна осветительного прибора, в котором будет использоваться лампа, и от ваших личных предпочтений.
Цветовая температура. От величины этого показателя зависит цвет светового излучения диодной лампы. Если цветовая температура лампочки равна 2700 Кельвинам, то освещение от неё будет иметь желтоватый оттенок, присущий обычным лампам накаливания. При показателе 2800 – 3200 Кельвинов свет будет тёплым белым. А если цветовая температура элемента освещения равна 4000 – 5000 Кельвинов, то цвет излучения будет аналогичен нейтральному дневному освещению. То есть, при увеличении показателя цветовой температуры белое световое излучение будет приобретать более холодный оттенок.
Наличие радиатора. Радиатор светодиодной лампы – алюминиевая полоска или более сложная конструкция из алюминия (в зависимости от мощности лампочки). Предназначен для отвода тепла, выделяемого светодиодами, во избежание их перегрева. Не рекомендуется приобретение ламп с корпусом из матового стекла. Из-за непрозрачности конструкции нет возможности увидеть, расположены ли диоды на радиаторе. Корпус из пластика не способен обеспечить приемлемую степень охлаждения светодиодов. Если производитель не позаботился об охлаждении диодов, лампочка прослужит недолго.
Блок питания. Нормативный показатель коэффициента мощности блока питания должен быть больше или равен 0,9. Качественная работа осветительного устройства зависит от того, насколько качественно функционирует блок питания. Он должен быть оснащён встроенной защитой от перепадов напряжения, пробоев и перегревов. Если в блоке питания установлен некачественный выпрямитель, то свет диодной лампочки будет пульсировать, что заметно для невооружённого глаза. А если даже и незаметно, то это всегда можно проверить с помощью камеры мобильного телефона. Для этого необходимо направить объектив на работающую лампочку. Если пульсация присутствует, изображение на экране мобильного будет мерцать. От покупки такого элемента освещения лучше отказаться.
Внешний вид лампочки. В целом на внешний вид этого элемента освещения также следует обратить внимание. Лампочка должна быть гладкой, не должны присутствовать заусенцы и шероховатости. Торчащие провода и плохо прокрашенные поверхности тоже должны насторожить вас при выборе.
Упаковка. Качественный осветительный элемент упакован должен быть соответствующе. На упаковке обязательно должна присутствовать следующая информация:
световой поток, лм;
потребляемая мощность, Вт;
средний срок службы, ч;
цветовая температура, К;
тип цоколя;
коэффициент цветопередачи;
угол, °;
напряжение питания, В;
частота переменного тока, Гц;
рабочая температура, °C;
изготовитель;
штрих-код.
7. Производитель. Светодиодные осветительные элементы имеют высокую стоимость, что заставляет особо пристально обращать внимание при покупке на фирму, изготовляющую лампочку. Следует покупать лампы только у знаменитых компаний, которые в состоянии гарантировать качество и долгий срок работы устройств. На сегодняшний день самыми надёжными производителями считаются следующие:
Osram Opto Semiconductors из Германии;
Nichia из Японии;
Seoul Semiconductors из Кореи;
Philips Lumileds и CREE из США.
У диодных осветителей, произведённых в Германии и Америке, в состав входит карбид кремния (на сегодняшний день — это лучшая технология). А в состав недорогих лампочек из Китая входит сапфир, характеризующийся невысокой надёжностью. Хотя максимально длительную гарантию среди всех производителей даёт именно изготовитель из Китая Maxus.
Светодиодные элементы и диммеры
Многие домовладельцы, следуя модным тенденциям, произвели замену обычных выключателей света на диммеры, которые служат для плавного регулирования яркости освещения. К сожалению, при смене одного типа ламп на другие эти модные устройства являются не только неэффективными, но и в случае со светодиодными элементами мешают должной производительности осветительных приборов. Ведь при уменьшении напряжения, что и делает диммер, светодиодная лампочка меняет оттенок цвета и свечение становится менее интенсивным.
Такой неправильный режим работы для диодных элементов является причиной их быстрого выхода из строя. Следовательно, при смене люминесцентных ламп на светодиодные необходимо поменять и сами диммеры. Эти устройства регулирования интенсивности освещения работают по другому принципу, который подходит диодным осветительным элементам.
Светодиодные лампы для дома – это отличная замена как для обычных ламп накаливания, так и для энергосберегающих элементов освещения. На сегодняшний день переход на диодные лампочки стал экономически и технически обоснованным и выгодным. Ведь светодиодные осветительные элементы – это прорыв в области энергосбережения. Они обеспечивают высокий уровень комфорта и идеальную рабочую атмосферу в квартире или доме с помощью излучения мягкого света и возможности долгосрочного использования.
elektro.guru
Диодные лампы для автомобиля — плюсы, минусы, как выбрать
Ни одна поездка на автомобиле в ночное время суток не могла бы состояться в том случае, если бы наши машины не были оснащены фарами и освещением. Для того, чтобы поездка проходила безопасно, водитель всегда должен следить за тем, чтобы горели все лампочки, а свет не отвлекал других водителей. Проще говоря, автомобильные фары должны хорошо освещать дорогу, но не ослепляя при этом других участников движения. И здесь нельзя не поспорить о том, что далеко не каждый автомобиль наделен хорошей оптикой, поэтому автолюбители всячески пытаются ее улучшить. Кто-то ставит галогеновые лампы, кто-то ксеноновые, а мы сегодня поговорим о не менее популярном источнике света – диодные лампы для автомобиля.

Диодные лампы для автомобиля и их преимущества
Светодиоды для авто неспроста стали так популярны в последнее время. И дело даже не в кропотливой работе маркетологов и PR-менеджеров, вся востребованность кроется в самом продукте. Диодные лампы для автомобиля появились несколько лет назад, и быстро опередили по росту продаж галогеновые и ксеноновые лампы. Такой рост популярности показался нам весьма необычным, поэтому мы решили разобраться, в чем преимущество светодиодов для авто.

Диодные лампы для автомобиля имеют больший КПД, чем любая другая лампа, которую можно установить в автомобиль. Это значит, что при одной и той же единице энергии, светодиоды произведут больше света, чем галоген или ксенон.
Светодиоды для авто, или как их еще называют, LED-лампы не нагреваются в процессе эксплуатации. Это является большим преимуществом, по сравнению с лампами накаливания, вследствие использования которых пластик изнутри фары со временем портиться.
Малозаметный, но все же доказанный факт, — светодиоды производят чистый белый свет, а это значит, что пучки света никоем образом не искажаются. Также, благодаря этому, LED-лампы могут вырабатывать свет разных цветов (красный, синий и т.д.), что актуально для любителей тюнинга.
Ничто не сравниться и со сроком службы светодиодных ламп. Если рассматривать это преимущество в сравнении, то срок службы LED-ламп больше срока службы ламп накаливания и люминесцентных ламп в 50 и 10 раз соответственно.
Это лишь основные и самые значимые аргументы для покупки и установки диодных ламп в свой автомобиль. Помимо этого, к приятным достоинствам можно отнести высокую прочность конструкции, моментальное включение при подаче энергии и небольшой размер. Не менее важен и тот факт, что угол излучения можно настраивать, а сами диоды полностью чисты и не вредят экологии.
Светодиоды для авто – это не предел совершенства
Как и любой другой продукт, который мы можем найти на полках автомобильных магазинов, диодные лампы для автомобиля не являются совершенством. Несмотря на внушительный список достоинств, такие лампочки имеют и явные недостатки, на которые стоит обратить внимание. Однако не будь этих недочетов, мы уверены, что светодиоды для авто уже давно бы устанавливались во всех автомобилях.
Диодные лампы для автомобиля стоят достаточно дорого. Этот факт вполне легко объяснить тем, что на их производство уходит большое количество дорогих деталей. Помимо этого, не обойтись и без не менее дорогостоящего оборудования, что также добавляет наценку.
Некоторые автолюбители и эксперты считают, что приобретение и установки диодов никоим образом не окупятся, ведь их цена не окупается ни высоким качеством сборки, ни длительным сроком службы.
Также отмечается непригодность диодной лампы к ремонту. Как только нарушается работа хотя-бы одного элемента, совершенно весь диод подлежит замене.
Непонятно, насколько это весомый недостаток для автолюбителя, но найти качественные, а главное, соответствующий стандартам РФ диод, достаточно сложно. Некоторые производители продают свой товар вообще без маркировок и характеристик, из-за чего их использование можно считать незаконным.
При неправильной настройке светодиодных ламп на вашем автомобиле, велика вероятность того, что вы будете слепить встречных водителей. Именно поэтому после установки необходимо отправиться в сервис для настройки угла наклона диодов.
Несмотря на долгий срок службы, диодные лампы для автомобиля имеют свойство портиться. Проще говоря, они выгорают, что сказывается на степени их освещения.
Диодные лампы для автомобиля – какие особенности существуют?
Если вы решили приобрести диодные лампы для автомобиля, то вам определенно стоит знать, как выбирать такие лампы. На самом деле, здесь нет ничего сложного. Единственное, что стоит понимать, это цели, которых вы хотите добиться, приобретая диодные лампы для автомобиля. Если вы представите желаемый результат, то вам будет гораздо проще подобрать наиболее подходящие для вашего случая светодиоды.
Большинство автолюбителей, который приобретают диодные лампы для автомобиля руководствуются одним из трех наиболее популярных критериев. К ним можно отнести тюнинг автомобиля, который возможен благодаря способности диодов воспроизводить свет разных цветов или возможность для экономии заряда автомобильного аккумулятора. Также немало водителей приобретают светодиоды, полагаясь на долгий срок их службы.
Стоит учитывать и то, что диодные лампы для автомобиля различаются еще и температурой свечения. Другими словами, вы можете найти светодиоды, которые испускают чистый белый свет или же наоборот теплый желтый, наиболее приближенный к свету от ламп накаливания. Из всех этих особенностей светодиодных ламп можно выделить некоторые критерии выбора, о которых мы сейчас и поговорим.
Как критерии выбора существуют?
Подбор светодиодных ламп необходимо начинать, ориентируясь на следующие критерии:
Область применения
Личные желания
Вид светодиода
Марка автомобиля, на которую будут установлены светодиодные лампы
Область применения подразумевает собой то место, куда будет устанавливаться светодиод. Это может быть, как салон фары ближнего или дальнего света, так и габариты, задние стоп-фонари, боковые сигналы и даже освещение салона. Естественно, для каждой из этих задач требуется определенный тип светодиода, который наверняка подходит для тех или иных задач. Более того, делается это еще и для того, чтобы не нарушать стандарты, при которых возможна эксплуатации диодных ламп для автомобиля.
К личным желаниям можно отнести температуру света и его цвет. Об этом мы уже говорили ранее, где рассказывали о возможности использования красных, синих и других светодиодов. Вид светодиода – это его размер, форма, мощность освещения и так далее. Однако выбирая область применения, вы автоматически определяетесь с нужным видом светодиода.
И последняя немаловажная составляющая, это марка автомобиля, на который будут установлены светодиоды. Тут важно понимать, что не каждый автомобиль сможет разжечь диодные лампы, поэтому может понадобиться блок розжига. Теперь, изучив все преимущества и недостатки диодных ламп, вам остается решить для себя – стоят ли они своих денег, и нужно ли их устанавливать в свой автомобиль.

avtomoto-best.ru
Устройство светодиодной лампы — конструкция и принцип работы
Прежде чем понять, как устроена светодиодная лампа на 220 вольт, нужно разобраться, что она собой представляет и в чем ее преимущество перед лампами накаливания или люминесцентными светильниками. Конечно же, основной их плюс – это долговечность в работе и минимальное потребление электроэнергии. Почему так недолго работают обычные лампы, объяснять не приходится. И так понятно, что вольфрамовая нить – не слишком надежный материал. Но все же до недавнего времени лампы на основе этого материала практически не имели конкуренции. Сейчас же, хотя цена светодиодных ламп выше, чем у их предшественников, они быстро завоевывают рынок, пользуясь у потребителя все большим спросом.
Что же такое светодиод?
По своему строению это многослойный полупроводниковый кристалл, который преобразует электроэнергию в обычный свет. А как это происходит, нужно разобрать более детально.
При различных вариациях компоновки чипов можно создать четыре варианта светодиодов:
Схема светодиодной лампы
Поняв суть устройства светодиодной лампы, легко разобраться в особенностях работы и даже изготовить ее самому (схема светодиодной лампы на 220 вольт представлена на рисунке ниже). Естественно, в любом из магазинов можно приобрести такой светильник, но иногда бывает трудно подобрать таковой именно с необходимыми параметрами. А кому-то просто не интересно покупать, а куда более привлекательно изготовить самому. Главное – решить вопросы расположения схемы и светодиодов, изолирования системы, а также обеспечения теплообмена.
Итак, с чего следует начать сборку? Есть множество систем, позволяющих этим осветительным приборам функционировать от сети 220 V. У всех них существует 3 главные цели:
Получение пульсирующего тока из сети 220 V.
Выравнивание тока до постоянного.
Трансформирование тока до 12 V.
Для этого можно воспользоваться 2 вариантами – изготовить либо плату с диодным мостом, либо резисторную схему. При втором варианте необходимо использование четко определенного количества светодиодов. Нужно понять, какие плюсы и минусы есть у каждого из этих вариантов.
Схема с диодным мостом
Схема с диодным мостом
Устройство этой схемы включает в себя четыре диода, подключенных разнонаправлено. По своему принципу диодный мост должен ток из сети 220 V трансформировать в пульсирующий. Суть действия в следующем: синусоидальные полуволны при проходе по двум диодам изменяются, в результате минус теряет полярность. При сборке нужно подключить к плюсовому выходу конденсатор до моста в месте подачи переменного тока. Сопротивление в 100 Ом присоединяется перед минусом. Для сглаживания перепадов напряжения сзади моста нужен еще один конденсатор.
Такую схему несложно собрать, даже любитель при минимальных навыках справится с этой работой. Саму плату лучше позаимствовать от отработавшего свое светильника. Главное запомнить – светодиоды нужно соединять по 10 шт. последовательно, после получившиеся несколько цепей соединить параллельно.
Резисторная схема
Ее тоже совершенно несложно изготовить. При даже небольших навыках вполне по силам собрать подобную лампу даже новичку. Собирается эта схема из 2 резисторов и 2 цепочек светодиодов, состоящих из одинакового числа элементов, соединенных последовательно, но имеющих разную направленность. От первого резистора соединение идет от одной полосы светодиодов к катоду, от другой – к аноду. От второго резистора – наоборот. Оптимальное число диодов в полосе – 10-20. Вывод: изготовить самодельный драйвер и в последующем лампу на светодиодах – совершенно несложная задача.
Устройство LED-лампы на 220 V.
Устройство LED-ламп
Основные 6 частей LED-лампы – это корпус, цоколь, рассеиватель, радиатор, блок светодиодов LED и бестрансформаторный драйвер (на картинке представлено устройство светодиодной лампы на 220 V). Эти лампы вполне подлежат ремонту, если один или несколько кристаллов прогорели. Вообще в LED-светильниках обычно горит драйвер, для которого чаще всего используются такие микросхемы, как bp 3122, bp 2832а или bp 2831а. Помимо прочего, драйвер стабилизирует скачки напряжения.
На рисунке сверху изображена лампа варианта СОВ. Ее светодиод представляет собой единую пластину, в которую включено множество чипов. Если у такой лампы перегорает светодиод, то он меняется целиком, т. к. отдельные чипы невозможно поменять.
Схема светодиодного драйвера
Схема драйвера светодиодной лампы (можно понять на примере MR-16) настолько проста, насколько это возможно (драйвер LED-лампы ничем от него не отличается). Она работает так: переменный ток в 220 V проходит на мост (диодный) через конденсатор С1. Далее уже прямой ток идет на светодиоды НL1–НL27, которые подключены последовательно. Число их может достигать 80 шт. Ну а более ровного света, без мерцания, добиваются как раз при помощи конденсатора С2. Желательно, чтобы он был как можно большей емкости. Схема драйвера для светодиодов от сети 220 V представлена на рисунке.
Простейшая схема драйвера MR-16
Ремонт LED–лампы
Устройство светодиодного светильника представляет собой обычную LED-лампу, и если светодиоды в ней отдельные, а не единой пластиной с кристаллами, то ее возможно отремонтировать, заменив сгоревшие (прогоревшие) элементы. Ее с легкостью можно разобрать. Нужно разделить корпус с цоколем. Если для примера взять лампу МR-16, то как раз внутри будет находиться 27 светодиодов. Подобраться к плате с элементами можно путем снятия защитного стекла. Делается это при помощи обычной отвертки.
Иногда именно этот этап становится самым трудным. Если светодиод прогорел, то это сразу видно. Сгоревшие элементы придется поискать при помощи тестера, либо подавая на них по 1.5 V. Неисправные светодиоды необходимо заменить. Причиной мигания лампы может быть поломка конденсатора С1. При этом нужно поставить другой, с напряжением 400 V.
Особенности ламп со штыревым цоколем
По сути, лампа со штыревым цоколем практически ничем не отличается. Единственное, что необходимо знать, это маркировку, которая наносится на корпус. Относится она именно к особенностям цоколя.
G – это как раз указывает на то, что у лампы штыревой цоколь.
U – маркер того, что лампа энергосберегающая.
10 – расстояние от одного до другого штыря в миллиметрах.
Как проверить светодиодную лампу при покупке?
Светодиодная лампа с цоколем Е-27
Примером послужит лампа с цоколем Е-27 и питанием в 220 V. Как при покупке не ошибиться, выбрав качественный товар? Необходимо внимательно осмотреть всю конструкцию светодиодной лампы. Изначально нужно посмотреть на радиатор. Он должен быть литым, а не наборным, т. к. в том числе и от него зависит долговечность работы выбранной лампы. Радиатор стоит в прямой зависимости от мощности, следовательно, чем мощнее лампочка, тем больше охладитель. Очень хорошо себя показывают алюминиевые, керамические либо графитовые.
Наилучший вариант – термопластиковое покрытие радиатора. После необходимо убедиться в отсутствии люфтов в цоколе, а также видимых механических повреждений. В любом магазине электротоваров имеется возможность включения лампы в сеть для проверки. При подаче питания на лампу нужно обратить внимание на исходящий от нее свет. Даже если мерцания не видно, необходимо посмотреть на прибор через камеру сотового телефона. На экране будет четко видно наличие или отсутствие мерцания. Если же имеется пульсация, такую лампу покупать не стоит. Что касается маркировки, то она должна быть четкой и хорошо читаемой, т. к. именно на основе этой информации выбирается тип светодиодной лампы.
Общие сведения
Применение светодиодных ламп необычайно широко. Это и бытовое освещение, и промышленное, и даже уличное. По своей сути такие световые приборы являются самыми экологически чистыми, т. к. не содержат опасных веществ (таких, как ртуть и т. п.) в отличие от люминесцентных или ртутных (ДРЛ) ламп. Световые приборы, имеющие в основе нить из вольфрама, дают много света, но их эффективность весьма сомнительна, т. к. 95 процентов уходит на выработку тепла, в чем и состоит отличие от принципа работы светодиодной лампы. Очень интересно, что после того, как было запрещено продавать лампы мощностью свыше 100 Ватт, их все равно не перестали выпускать. Только теперь они называются не лампочки, а «теплоизлучатели», что по своей сути правильно. Есть различные корпуса светодиодных ламп, а также различные типы цоколя. На картинке указаны маркировки, по которым можно определить, какая именно лампа нужна для того или иного прибора. Интересен также и цвет таких ламп. С первого взгляда может показаться, что он просто белый, однако это не так. Есть специальный индекс цветопередачи – CRI. Если он низок, то освещение будет казаться неприятным, хотя будет непонятно почему, ведь оно визуально не отличается. Если брать за пример солнце или обычную лампочку, то их CRI будет равен 100. Качественная светодиодная лампа имеет CRI 90. Ну а если CRI менее 80, то такие световые приборы не рекомендуется использовать в местах проживания.
Виды светодиодных ламп
Так что же в итоге? Конечно, личное дело каждого, какие осветительные приборы использовать, но то, что светодиодные лампы помимо своей экологичности еще и очень экономичны – это неоспоримый факт, а значит, они будут продолжать завоевывать рынок электротехники до тех пор, пока не появится что-то новое.
lampagid.ru
Диодная лампа: особенности, состав, преимущества
Диодная лампа – некорректное и упрощённое название, используемое преимущественно в обиходе, для обозначения электрических полупроводниковых осветительных приборов. Принцип работы основывается на явлении электролюминесценции полупроводников.
Полупроводниковые приборы в качестве источников света
Ознакомившиеся с прочей информацией на сайте уже знают, что пик развития светодиодов пришёлся на пору изобретения рубинового лазера. Тогда холодная война обнаруживала ростки местных конфликтов, и сегодня интересы государств часто идут вразрез друг с другом. Поясним: прежде бытовала идея создания лазерного оружия, но ряд затруднений не позволял эффективно работать с излучением:
Рубиновый лазер, равно и газовый, требует интенсивного охлаждения. Нет возможности на авиации или космических кораблях ставить подобные агрегаты: тяжёлые, объёмные и требуют большого количества энергии для работы. По тексту уже рассмотрены доводы на этот счёт академика Иоффе. Последний придерживался мнения о перспективности применения в указанном контексте термопар.
Академик Иоффе
Мощность излучения, сосредоточенная в узком диапазоне, быстро затухает в атмосфере. Даже в окнах прозрачности невыгодно использование подобных технологий. Впрочем, лазеры активно применялись в спутниковой связи. Отыщутся источники, утверждающие, что это стало обыденностью для военных с начала 70-х годов XX века. Разумеется, на примере американских вооружённых сил.
Мощность полупроводниковых лазеров оказалась не слишком большой. И не только по причинам малого КПД (едва достигал 1% для первых приборов). Сейчас появились продвинутые изделия, половину энергии преобразующие в фотоны. В силу вступает технологический фактор практической невыполнимости создания большой площади p-n-перехода.
Выгодно использовать излучение оптического и прилегающего диапазонов для нужд передачи информации — это сегодня лучшие частоты. Из-за малой длины волны (согласно теореме Котельникова) удаётся заложить большой объем данных на коротком участке. Что означает повышение скорости передачи. Сегодня большинство качественных компьютерных сетей работает в оптическом диапазоне, используя методы, схожие с наблюдаемыми в светодиодных лампах.
История создания приборов изложена в упомянутом выше разделе, посмотрим на развитие технологии. Известно, в 60-х годах светодиоды получили активное развитие, но отмечался ряд трудностей. К примеру, КПД голубого излучения оказывался настолько мал, что отсутствовал смысл применять технологию на практике. Стояли трудности изучения свойств новых материалов, их изготовления. Электролюминесценция протекает в три стадии:
Возбуждение пар носителей обоих знаков за счёт приложенного напряжения.
Термализация носителей, уравнивание энергии для заданной температуры.
Рекомбинация с излучением вовне фотонов.
Светодиодная лампочка
Химический состав LED
Кристаллические неорганические полупроводники
С английского аббревиатура LED расшифровывается, как Light-Emitting Diode. Перевод на русский получается слишком сложным, о чем прямо говорит профессор Политехнического Института в Трое Шуберт, в связи с чем применяется упрощение – светодиод. Чтобы иметь представление о принципах работы p-n-структуры, полагается узнать базовые вещи. В физике полупроводников материалы принято классифицировать по таблице Менделеева из VIII групп и VII периодов. Выделяют иные графические формы записи закона периодичности, но не в данном контексте. Для обозначения кристалла выбирают первую цифру. Если полупроводник образован двумя элементами, группы перечисляются последовательно.
К примеру, теллурид кадмия, охотно используемый в качестве излучателя фотонов и как приёмник оптического излучения, относится к группе материалов AIIBVI. Последовательность соответствует химической формуле. В этом плане теллурид кадмия выглядит, как CdTe. Легко проследить, что элемент А находится во второй группе, а В – в шестой. Карбид кремния (карборунд), на основе которого впервые продемонстрированы эффекты излучения фотонов, относится к редкой группе AIVBIV, причём стал единственным представителем.
По свойствам самая твёрдая руда на планете стала аналогом простых элементов: алмаз, кремний, германий. Последние два широко используются в чистом и легированном виде. Характеристики полупроводников полностью определяются энергетическими состояниями электронов, шириной запрещённой зоны. Вводя в чистый кристалл примеси, учёные пытаются получить новые качества. К примеру, при легировании германия мышьяком материал обретает проводимость n-типа за счёт наличия свободных электронов в районе неоднородностей, образованных примесями. Итак, полупроводники считаются:
Лампы диодные
По количеству базовых образующих элементов:
Простыми. Состоят из единственного элемента периодической системы.
Сложными. Образованы двумя (и более) химическими элементами.
По источнику приобретения нужных качеств:
Чистыми. Без примесей.
Легированными. С добавками прочих химических элементов в кристаллическую решётку.
Перечисленными выше признаками характеризуются кристаллические неорганические полупроводниковые материалы. Среди них наибольшее распространение, помимо простых, получили соединения: AIIIBV, AIIBIVCV2 (к примеру, CdSnAs2, близкий аналог арсенида индия). Последняя группа имеет кристаллическую решётку халькопирита, хотя указанный материал в упомянутое семейство не входит. Сложные вещества создаются сплавлением исходных веществ в нужной пропорции, часто образовывают электронную или дырочную проводимость без внедрения примесей. Напомним, что первоочередную важность обретают размеры квантовых переходов в материале.
Отдельно от бинарных полупроводников принято классифицировать окислы. Некоторые из материалов (куприт) встречаются в природе. Сейчас недостаточно изучены процессы роста, но оксид меди (AIIBVI) используется в технике. Окислы упоминаются отдельно из-за наличия у избранных материалов группы (к примеру, La2CuO4) сверхпроводимости при сравнительно высоких температурах — 130 К. Кристаллические структуры ряда полупроводников характеризуются слоистостью, ярко выраженными свойствами в двух измерениях (плёнки).
Некристаллические неорганические полупроводники
За счёт изменения технологии отдельные простые и сложные полупроводники возможно сделать аморфными (стекловидными). Тогда кристаллическая структура материала не прослеживается. Все полупроводники группы обладают n-типом проводимости, демонстрируют яркую реакцию на фотоны, что позволяет использовать их в составе солнечных батарей. А значит, наличие специфических уровней предполагает возможность создания и светодиодов на указанной основе.
В глобальном плане аморфные полупроводники делят на группы:
Оксидные стекла образуются сплавлением. В процессе участвую окислы элементов с переменной валентностью (переходные), окислы образующего вещества (бор, фосфор), окислы модификаторов (кальций, свинец, барий). Причём переходный элемент содержится как минимум в двух состояниях валентности, что обусловливает наличие особых свойств.
Халькогениды — соединения элементов VI группы периодической системы (селен, теллур, сера) с металлами. Название материалы получили за частое включение в состав руды. Часто применяются в оптике, в 60-х описана возможность использования для создания запоминающих устройств (включая энергонезависимые). К недостаткам относят плохую химическую стойкость и склонность к кристаллизации.
Органические полупроводники используются для создания светодиодов. Преимущественно полимерной структуры. Впервые эффект свечения продемонстрирован на кристаллах акрихина и акридина. Среди органических материалов выделяют две группы:
С моделью на основе переноса заряда.
С системой развитых сопряжённых двойных и тройных связей.
В кристаллической решётке карбида кремния, германия, кремния атомы расположены в углах тетраэдра. Аморфная структура характеризуется отсутствием упорядоченности отдельных кубических составляющих вещества.
Освещение в комнате
Органические полупроводники
Органические полупроводники считаются кристаллами, полимерами или аморфными веществами. Характер происхождения заложен в названии. Эффект электролюминесценции на базе органических полупроводников обнаружен в 1953 году Андрэ Бернанозом. Опыты по изучению хемилюминесценции прямиком привели учёного к открытию свечения акрихина и акридина. Эра органических светодиодов началась в 1987 году, благодаря компании Кодек. Доктор Танг обнаружил свечение полимерной плёнки Alq3 (три-8-оксихинолят алюминия). Новый зелёный светодиод обладал уникальными качествами и поныне применяется в технике.
Аналогичного рода кристаллические структуры элементов таблицы Менделеева проявляют свойство электролюминесценции. Отличительными характеристиками считаются высокий КПД и малая цена. В 1989 году лаборатория Кембриджского университета научилась получать органические полимеры. Открытие Ричарда Френда, Донала Брэдли и Джереми Барроу стало причиной создания в 1992 году Cambridge Display Technology (подразделение Sumitomo Chemical) с оборотом в 285 млн. долларов на 2007 год. Лаборатории предприятия и сегодня занимаются поисками новых полимерных материалов, исследованием их свойств.
Первый черно-белый дисплей с пассивной матрицей на органических светодиодах выпущен компанией Pioneer в 1996 году. Разрешение экрана составило лишь 256х64 пикселя. В том же году CDT представляет собственные наработки в упомянутой области. В 2000 году, благодаря компании LG, появились первые конструкции для мобильных устройств. На момент 2016 года Samsung вложила 325 млн. долларов в технологии гибкие дисплеи на OLED с одновременным удвоением объёма выпускаемой продукции, а новые Мерседесы планируется оснащать экранами с диагональю 12,3 дюйма.
Сегодня органические светодиоды уже применяются в подсветке матриц. Компания LG разработала и изготовила специальные принтеры, способные методом печати выпускать панели для осветительных целей. Это решает вопрос цены органических светодиодов. Большим достоинством стала возможность регулировки яркости. Не за горами день, когда диодные лампы станут функционировать за счёт органики.
Достоинства светодиодных ламп
Несмотря на малый КПД светодиодов, лампы на их основе обладают потрясающими характеристиками. Энергопотребление при прочих равных снижается на порядок. Что позволяет окупить стоимость приборов в течение года, производитель обычно даёт гарантию на 3 и более. Впрочем, получить её на китайские изделия, продаваемые под различными европейскими брендами, непросто. Хитрый производитель в инструкции указывает на необходимость возврата продукции силами продавца, а последний не всегда готов на это пойти.
Главное – сегмент сегодня бурно развивается. Светодиодная лампа уже завтра станет стандартом де-факто для нужд освещения.
vashtehnik.ru