Светодиодные светильники какие бывают

Обновлено: 16.05.2024

Классификация и характеристика светодиодных светильников для дома

Лед-элементами оснащают светильники бытового, общественного и промышленного назначения. Главные их преимущества в сравнении с другими приборами освещения – экономичность, долговечность и высокие светотехнические показатели. Рассмотрим, какие виды современных светодиодных ламп существуют, какие их модификации наиболее распространены, какими основными параметрами они характеризуются и по каким критериям различаются.

Распространенные разновидности изделий

В отличие от других видов ламп при изготовлении светодиодных моделей нет строгих ограничений по форме и размеру колбы. Поэтому и существует такое огромное разнообразие их типов по этим параметрам, среди которых наиболее популярными все же выделяются следующие три:

Груша. Большинство led-лампочек изготавливается именно в такой модификации, так как напоминают по внешнему виду всем привычную и еще не вышедшую из обихода стандартную лампу накала. Угол распространения светового потока варьируется от 180 до 360 градусов. Это позволяет применять их в любых люстрах, плафонах, фонарях и прочих светильниках для дома или офиса с возможностью вкручивания цоколем вперед.
Свеча. Благодаря компактности и рассеиванию излучения светоисточники подобного вида устанавливаются в небольшие светильники, ночники, торшеры, настольные лампы. Небольшие размеры не позволяют оснащать их мощными лед-элементами, и потому их светимость, как правило, не превышает 500-600 лм.
Кукуруза. Цилиндрическая колба с равномерно распределенными лэд-кристаллами по ее внутренней поверхности, позволяющая создавать широкое светорассеивание излучения до 300 , – главная особенность строения этого вида светодиодных ламп. Используется преимущественно в горизонтальных и точечных светильниках с затеняющими плафонами.

Кроме того, по назначению светодиодные лампы чаще всего распространены в трех основных видах:

Общего использования. Характеризуются широким диапазоном угла рассеивания – от 20 до360 градусов, применяются в жилых и общественных помещениях.
Узконаправленного светового потока. Блок светильника включает от одного до нескольких диодов. Применяется в приборах освещения для специализированной интерьерной или внешней подсветки – для выделения конкретной области.
Линейные светоисточники. Светодиодные элементы помещены в лампу-трубку. Среди их главных характеристик – экономичность, возможность работать от сети с низким напряжением, пожаробезопасность, герметичность и влагозащищенность. Характеризуются широкой сферой применения.

Важно! Для установки на улице, в душе, на кухне или другом влажном месте нужно выбирать только те виды светодиодных ламп, которые имеют специальную защиту и способны работать при повышенном содержании влаги и пыли в атмосфере, а также при непосредственном контакте с водой.

Параметры для классификации

На сегодняшний день пока еще не существует общепринятой единой системы классификации всех видов светодиодных ламп по строго заданным параметрам. Однако по общим характерным признакам можно выделить их разновидности по следующим направлениям:

Рассмотрим эти характеристики в более подробном ключе.

По сфере применения

Производитель, как правило, указывает, в каких условиях и для каких конкретных целей предназначено его устройство. Для светодиодных ламп это следующие области:

Наружные. Устанавливаются под открытое небо, поэтому характеризуются высоким значением IP-индекса – степенью защиты от воды, влажности и мелких пылевых частиц. Это всевозможная подсветка зданий, парков, пешеходных переходов, стоянок, парковок, тротуаров. Кроме того, светильники такого типа оснащаются ударопрочными корпусом и рассеивателем.
Для жилых и общественных помещений. Лампы этого типа по внешнему исполнению и светотехническим показателям похожи с аналогами – особенно люминесцентными и галогеновыми. Однако в отличие от последних более безопасны и долговечны.
Лед-прожекторы. Это отдельный класс приборов освещения, комплектуемый только особого вида светодиодными лампами. Главное их преимущество – высокой светосилы направленный поток и долговечность. Ранее чтобы изготовить подобный светильник требовалось привлечение больших средств.
Автолампы. Еще отдельный подтип лэд-источников, применяемый исключительно для оснащения оптических системы транспортных средств – от главных фар до подсветки салона, поворотных и сигнальных фонарей и тюнинга.
Grow light, или «свет для растений». Отличие этого вида ламп в том, что они излучают не только в видимом диапазоне, но и в значительной степени в ультрафиолетовой области. Это дает большое преимущество для роста различных сельскохозяйственных и декоративных культур. Устройства могут идти в комплекте для изменения параметров светимости программным способом с диммерами и контроллерами.
Промышленные лампы. Обладают большой светосилой, мощностью и степенью защиты от внешних факторов. Устанавливаются для освещения цехов, складов и прочих просторных заводских помещений.

Светодиодные лампы универсальны и применяются практически во всех областях благодаря большому сроку эксплуатации (до 100 тыс. часов), сочетанию экономичности и высокой светимости (при одинаковой яркости потребляют в 10 раз меньше лампочек накаливания) и безопасности (не вызывают пожара и не содержат вредных веществ).

По конструкции и световому потоку

Особенность распределения светового потока в пространстве напрямую зависит от конструкции светильника. В случае светодиодных ламп выделяются три основные вида:

Линейные приборы освещения. Как правило, изготавливаются в форме светящихся трубок. Они аналогичны люминесцентным аналогам по размерам и сфере применения, например, в офисах, торговых залах.
С плоской световой поверхностью. Это приборы освещения в форме небольших спот-фонариков или прожекторов. Они создают узконаправленное излучение. Главное их назначение – подсветка ограниченной области – витрин, полок, элементов декора, рабочей зоны.
Общего назначения. Дают характерный рассеянный световой поток – как у стандартных ламп. По форме выполняются в виде груши, свечи, кукурузы. Устанавливаются в жилых помещениях и общественных местах.

Рекомендация! Для каждого вида помещения есть свои нормативы освещенности, выражаемые в люксах. Так, при необходимой величине для спальной комнаты в 100 Лк на каждый метр квадратный площади должно приходиться полноценные 100 люмен светового потока. Например, для помещения в 10 м 2 и одной лампочки посередине потолка светимость последней должна равняться 1000 Лм.

По разновидности светодиодов

В популярных моделях светодиодных ламп применяются следующие виды лед-кристаллов:

Диоды типа «Пиранья» и 3-миллиметровые лэд-элементы. Использовались в лампах первого поколения. Не отличаются хорошей мощностью, энергоэффективностью и безопасностью.
SMD. Наиболее распространенная разновидность светодиодов. Монтируются прямо на поверхность матрицы, отличаются малыми габаритами, небольшим нагревом, хорошей яркостью и долговечностью.
Мощные диоды (до 10 Вт). Главный минус эксплуатации – существенный нагрев, из-за чего требуется монтировать большой радиатор.
СОВ. Одна из новейших разработок в области лед-освещения. Отличие от аналогов – светодиод устанавливается прямо в основание, что существенно повышает теплоотдачу, а значит, и способствует снижению габаритов. При одинаковых размерах с SMD-типом удается получить более яркий светильник. Еще один плюс – большое разнообразие геометрических форм кристаллов.
Филаментные светодиоды. Пока технология в стадии разработки. Главные плюсы уже выпущенных экземпляров этого вида ламп – полноценное освещение на 360 градусов, оптимальный теплоотвод и низкая стоимость.

Светодиодная лампа вида Filament отличается оригинальностью и необычностью. В отличие от лед-аналогов производит свет в естественном, дневном диапазоне спектра излучения, характерном для лампочек накала. При этом она сохраняет достоинства led-элемента – долговечность и экономичность.

По виду цоколя

По конструкционным особенностям цоколя светодиодные лампы разделяются на три главных вида:

Е – резьбовое соединение Эдисона. Наиболее распространены стандарты – Е27, Е14 и Е40 (цифра обозначает диаметр в миллиметрах). Подключаются, как правило, сразу в бытовую сеть 220В.
G – штыревого типа. Оснащены от 1 до 5 контактами. Для питания требуется понижающий трансформатор.
Т – аналог люминесцентных светильников.

Важно! При выборе светодиодной лампы в первую очередь следует обращать внимание на вид ее цоколя. Его конфигурация должна быть аналогична патрону светильника. Подробную информацию о последнем можно узнать из его технической документации.

По температуре цвета

Самым важным параметром светодиодной лампы, напрямую влияющим на комфорт пребывания человека в освещаемом ею помещении, является температура цвета излучения. Наиболее оптимальным с точки зрения медицинских показателей является диапазон – от 3700 до 4200 К – соответствующий дневному естественному свету.

На рисунке наглядно представлена зависимость оттенка светового потока от значения температуры светодиодной лампы:

Выбор конкретного вида прибора освещения по этому показателю должен происходить в соответствии с условиями его будущей эксплуатации. Кроме того, следует знать, что малоизвестные компании обычно выпускают лампы, излучающие в диапазоне от 2700К и ниже, что уже выходит за рамки комфортного восприятия освещения.

По материалу радиаторной части

Главным элементом, продлевающим срок службы любой светодиодной лампы, является радиатор. Разные производители изготавливают его из следующих видов материала:

Алюминий. Хорошо отводит тепло, но может привести к ожогу или удару током при контакте.
Керамика. Обладают электроизоляцией, но имеют высокую цену.
Композит. Отличаются оптимальными свойствами безопасности и теплоотвода.
Пластик. Применимы только для маломощных лед-кристаллов, недорого стоят.

Для монтажа светильников на базе светодиодных ламп в натяжной или навесной потолок лучше использовать экземпляры, оснащенные алюминиевыми или керамическими радиаторами. Именно они способны максимально отводить тепло в подобных условиях – замкнутом пространстве и продлить срок их эксплуатации без изменения изначальных характеристик.

По мощности

Приведенная на рисунке таблица показывает примерное соотношение подобных видов светоисточников по рассматриваемому параметру.

Важные замечания

Каким бы количеством преимуществ не обладали светодиодные лампы, при их выборе нужно обращать внимание не только на их внешний вид, но и на ряд параметров, напрямую влияющих на их дальнейшую эксплуатацию. Это прежде всего следующие требования:

Даже если лед-лампа подходит по техническим характеристикам, нужно проверить, насколько она будет соответствовать люстре, плафону или иному типу светильника – войдет ли она вообще в него, не будет ли выпирать наружу и т. п.
Для светодиодного прибора освещения требуется свой блок питания, аналог, например, от галогенки к нему не подойдет.
Устройства программного управления (диммеры и контроллеры) для led-источника также должны быть соответствующими.

Совет! Приобретая светодиодную лампу в интернет-магазине, нельзя ориентироваться только на ее представленное изображение. Нужно удостовериться из описания в ее реальных технических характеристиках, представленных в цифровых значениях. Внешне она может подходить по форме и размерам, а в действительности – отличаться, что обнаружится только в момент ее установки в светильник.

Основные выводы

Светодиодные лампы получили наибольшее распространение в форме груши, кукурузы и свечи. При этом по назначению они разделяются на три основные вида – общие, направленные и линейные. Кроме того, между собой они различаются по следующему ряду технических характеристик:

Сфере применения.
Особенностям конструкции и параметрам производимого потока света.
Разновидности применяемых led-кристаллов.
Структуре цокольного элемента.
Температуре цвета.
Материалу охлаждающей части.
Мощности.

При выборе светодиодной лампы нужно учитывать не только ее светотехнические свойства, но также внешний вид и его соответствие светильнику, параметры блока питания и управляющего оборудования (диммера и контроллера).

Если вы знаете другие характеристики различного вида светодиодных ламп, или у вас есть опыт их применения в конкретных условиях, обязательно напишите об этом в комментариях.

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.

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?».

Типы светодиодных светильников

На основе светодиодов производятся эффективно работающие светильники любых типов — в области как бытового, так и технического освещения. Однако, LED светотехника имеет принципиальные отличия от аналогов, рассчитанных на применение ламп накаливания и газоразрядных ИС. Обзор посвящен типологии светодиодных светильников с акцентом на этих отличиях.

Элементная база

Светодиоды и аппаратная часть бытовых LED лампочек, трековых софитов и промышленных прожекторов значительно отличаются друг от друга. Поэтому перед изучением типов светильников важно разобраться с их элементной базой. Без этого сложно оценивать плюсы и минусы разных коммерческих предложений.

В схеме светотехнических устройств на основе LED выделяются следующие структурные уровни:

Собственно светодиод (СД) — бескорпусный, систем RGB, SMD, PCB Star, COB, Filament.
ИС на основе светодиода(ов) — лампа, LED лента, либо сам светодиод без дополнительных элементов.
Светильник — состоит из ИС, драйвера, радиатора охлаждения, объединяющего корпуса, линз, рассеивателя, рефлектора (отражателя).

Каждый светодиод состоит из подложки, чипа (излучающего кристаллического диода) и оптической линзы или слоя люминофора. Белый свет в диапазоне цветовых температур от 2200 К (теплый) до 6500 К (холодный) генерируется при прохождении излучения от синего или фиолетового светодиода сквозь слой цветного люминофора (обычно желтого или оранжевого цвета). На этом принципе построены все СД кроме RGB.

Объединяет в одном корпусе красный, синий и зеленый диоды под общей линзой. Такие устройства используются в лампах с переключением или регулировкой цвета излучения. С их помощью получают и белый свет, но его спектр далек от приемлемого для длительного восприятия. Поэтому область применения ИС на основе RGB светодиодов — декоративное освещение.

Рис. 1. Лампа с регулировкой цвета излучения

SMD и PCB Star

Устройства, состоящие из одного или нескольких кристаллов в корпусе под линзой или люминофором. Потребляемая мощность SMD (от 1 до 9 чипов) не превышает 1 Вт, а вот PCB Star, хоть и содержат в схеме только 1 кристалл — гораздо более мощные СД (до 10 Вт). Оба этих вида СД отличаются узконаправленным потоком, самой высокой светоотдачей Лм/Вт и рекордным сроком службы.

Рис. 2. СД SMD

Матрицы из множества (кол-во может быть более 100) чипов на общей пластине, залитой люминофором. Диапазон мощностей СД COB составляет 3,0 - 150 Вт (!) У этих светодиодов чуть меньше светоотдача и срок службы, чем у SMD, зато самая лучшая цветопередача (CRI = 80 – 96 %). Еще одно их принципиальное отличие от SMD — более широкий угол рассеивания света. Матрицы COB могут быть гибкими и иметь любую форму — прямоугольную, круглую, линейную и т.д.

Рис. 3. СД COB

Filament

СД, внешний вид которых имитирует нити накала в традиционной лампочке Эдисона. На узкой стеклянной полоске зафиксировано несколько крохотных чипов, и вся полоска покрыта люминофором. Этот вид светодиодов обеспечивает самое равномерное рассеивание света. Недостаток — сравнительно небольшой срок службы.

Рис. 4. СД Filament

Бескорпусные СД

Чипы малого размера и мощности под люминофором, но без корпуса или металлической пластины. Множество таких чипов, смонтированных на пластине (или объемном элементе), находящейся внутри светорассеивающей колбы — самая типичная начинка LED лампочки.

Лампы, ленты и мощные светодиоды как самостоятельные ИС

LED лампы производятся с патронами и штырьевым контактами всех видов. Это позволяет использовать их в светильниках, рассчитанных на ИС других типов. Лампы с негерметичными полимерными колбами делают на базе бескорпусных СД и очень редко — на базе SMD. В лампах LED filament со светодиодными «нитями» используют герметичные стеклянные колбы, наполненные гелием для улучшения теплоотвода.

SMD находят применение в производстве светодиодных лент. СД этого типа используются также в точечных и линейных светильниках.

Рис. 5. СД SMD и светодиодные ленты на их основе

Мощные COB служат главными элементами светодиодных ламп без колб, а в прожекторах и других технических светильниках их монтируют непосредственно на радиаторы охлаждения.

Аппаратная и конструкционная начинка LED светильников

Светодиоды нагреваются меньше, чем лампы накаливания. Почему же тогда радиатор теплоотвода является обязательным элементом конструкции светодиодного светильника? Дело в том, что эффективность (светоотдача) и срок службы светодиода заметно падают, если превышается температурный порог 60 – 70 °C. Радиатор может входить в конструкцию лампы, помещаться в корпус светильника, либо заменять собой этот корпус.

СД работают от постоянного тока низкого напряжения. Поэтому в лампочку или светильник устанавливают драйвер — устройство, выполняющее функции выпрямителя и трансформатора. Драйвер также называют блоком питания.

В схему управления ламп с регулировкой цвета (цветовой температуры) входит контроллер, обеспечивающий избирательное включение отдельных чипов.

Рис. 6. Главные конструктивные элементы LED светильника

В конструкцию некоторых светодиодные ИС включен диммер для изменения яркости свечения. Следует различать светильники с внутренним диммером и диммируемые светодиоды/лампы. Яркость вторых можно изменять внешними диммерами, например, встроенными в выключатели.

Диммеры в LED лампах иногда встраивают не для функционального затемнения, а с целью продления срока их службы. Термореле при повышении температуры выше установленного предела снижает напряжение, подаваемое на светодиоды. Можно рассматривать такой механизм как сомнительную альтернативу эффективным радиаторам охлаждения.

Важную роль в распределении светового потока от СД играют рефлекторы, линзы и рассеиватели. Наряду с аппаратной частью эти элементы определяют эффективность и внешний вид LED светильников.

Функциональные типы LED светильников

Рассмотрим основные группы LED светотехники, уделяя внимание конструкции, элементной базе, функциональным возможностям и сфере применения.

Точечные и узконаправленные софиты

3 основных приема для получения поток света с минимальным углом рассеивания — это применение:

ИС на базе SMD.
Узкоугольных рефлекторов.
Фокусирующих линз.

Такие светильники позволяют подсвечивать с необходимой яркостью отдельные зоны и объекты. Находят применение в декоративной и рекламной подсветке, освещении рабочих мест в помещениях с высокими потолками, а также в музеях, галереях и на выставочных экспозициях.

Рис. 7. Софит с рефлектором, обеспечивающим малый угол рассеивания

В экспозиционных софитах системы линз необходимы, так как расстановка экспонатов, их размер и расположение периодически меняются.

Софиты с переменным углом светового потока

Альтернативой дорогим системам оптической фокусировки с помощью линз выступают LED светильники с наборами сменных рефлекторов. Они обычно конструируются по схеме, включающей:

Один мощный СД типа COB круглой формы, закрепленный на радиатор.
Набор рефлекторов, фиксирующихся на радиатор или корпус.
Внешний драйвер.

Схема успешно работает в трековых и карданных светильниках. Область применения — коммерческие зоны, офисы, жилой интерьер.

Рис. 8. Софиты типа «комбо» на базе СД COB с набором рефлекторов 15°; 25°; 38°; 60°

Прожекторы и мощные светильники заливающего света

Формально прожектор — это уже рассмотренный узконаправленный софит. Разница заключается в масштабах явления. Прожекторы нужны для освещения зон и объектов большой площади, зачастую — расположенных на значительном удалении. Светильник заливающего света отличается от прожектора более широким углом светового потока. Но внешне устройства этих двух видов могут выглядеть почти одинаково.

Одним светодиодом SMD в мощном прожекторе уже не обойдешься. Востребованы конструкции, основанные на:

Матрице из нескольких SMD с общим рефлектором.
Матрице из нескольких SMD с индивидуальными линзами
Одном мощном СOB с рефлектором.
Матрице из нескольких COB с общим рефлектором.

Типичный пример светильника заливающего света — плоская панель с радиатором и матрицей с SMD или COB без рефлектора.

Прожекторы нужны для освещения территорий, зданий, площадок хранения техники и других м/c. Востребованы они и в системах внутреннего света — в гаражных боксах, театрах, спортивных и актовых залах.

Светильники верхнего заливающего света часто применяют в офисах, торговых и промышленных зонах с высокими потолками, а также в теплицах и оранжереях большой площади.

Светильники Omni и широкоугольного рассеивания

Термином «Omni» в световом проектировании называют условно-точечные ИС, распространяющие поток света равномерно во всех направления, т.е., сферически. Пример светодиодного источника света, близкого к omni — лампа LED filament с колбой грушевидной формы или типа «свеча» без внутреннего рефлектора. Похожее распределение света дает светодиодная лампа с распределением чипов типа «кукуруза» и матированной колбой.

В жилом, общественном и офисном интерьере источники omni применяются в светильниках традиционного дизайна. Примеры: рожковые люстры классического типа, люстры, бра и торшеры с абажурами, а также светильники с рассеивающими плафонами.

Достаточно поместить ИС omni под конический, полусферический или параболический рефлектор — и мы получим самый распространенный тип технического светильника с широкоугольным световым потоком. Но наибольший экономический эффект дает схема с мощными COB сборками под такими рефлекторами. Широкоугольными LED светильниками на подвесах часто оборудуют склады, промышленные цеха, общественные пространства большой площади. Кроме открытых СД COB в них применяют и LED лампы с люминофором, нанесенным на колбу.

Рис. 10. Широкоугольные параболические подвесные светильники для складских, коммерческих и промышленных помещений

Линейные

Светодиодные светильники данного типа — одно из самых эффективных средств устройства эргономичного и энергосберегающего освещения. Сложно представить что-то более универсальное по своим функциональным возможностям. С помощью линейных LED светильников можно:

Обеспечивать как общее, так и местное освещение.
Оборудовать помещения с любой высотой потолков (регулировка за счет длины подвесов).
Освещать рабочие места в офисах и на производстве.
Равномерно освещать большие площади в коммерческих и общественных пространствах.
Использовать в жилых интерьерах в стилистиках хай-тек и минимализм.

Эффективный линейный трековый светильник имеет корпус с охлаждающим оребрением, смонтированную на нем прямоугольную или линейную плату со светодиодами и линейный рассеиватель в виде трубки с овальным или прямоугольным сечением.

Следует отличать современные линейные LED светильники от трубчатых светодиодных ламп, предназначенных для замены люминесцентных трубок в линейных светильниках старого типа. Первые на 20 % - 30 % эффективнее по светоотдаче и эксплуатируются в 3 – 5 раз дольше из-за лучших условий охлаждения.

Рис. 11. Линейные светодиодные светильники. Сверху — на базе SMD, снизу — на базе линейного COB

Линейные промышленные LED светильники отличаются от офисных и коммерческих более сложной конструкцией корпуса, удовлетворяющей специальным условиям эксплуатации.

Встраиваемые панели

Плоские светодиодные потолочные панели обеспечивают равномерный заливающий свет. В них могут использоваться как SMD, так и COB матрицы. Определяющую роль играет качество светорассеивающего экрана. Светильники этого типа создаются для монтажа на подвесных потолках, так как отдача тепла от радиаторов охлаждения возможна только в подпотолочное пространство.

Большинство серийных моделей LED панелей для подвесных потолков типа «Армстронг» рассчитана на крепление в секциях 600 х 600 мм.

Рис. 12. Типы рассеивания света поликарбонатными экранами встраиваемых LED панелей

Требования к условиям эксплуатации

В плане соответствия условиям эксплуатации LED светильники независимо от своего функционального типа нормируются так же, как и любая другая светотехника. То есть, всем изделиям присваивается определенная категория по:

Типу монтажа — потолочный, подвесной, консольный, напольный и т.д.
Классу энергопотребления — существует 7 классов от А до G, но светодиодная техника соответствует двум верхним классам (А и B).
Классу электробезопасности — от 0 до 3.
Степени пылезащищенности (от 2 до 6) и влагозащищенности (от 0 до 8) — маркируется двузначным индексом IP, например, IP20 (достаточно для чистых, сухих помещений) или IP67 (для уличного размещения и промышленных помещений с тяжелыми условиями эксплуатации).

Сложности с выбором светильников?

Суть, виды и преимущества светодиодного освещения

Освещение является важнейшим элементом благоустройства любых зданий или помещений. Без него возможность нормальной эксплуатации исчезает, вне зависимости от назначения или прочих особенностей. В настоящее время приоритетным видом является светодиодное освещение, демонстрирующее значительное преимущество перед всеми альтернативными вариантами.

Что такое светодиодное освещение

Система подсветки любого типа представляет собой комплекс приборов, обеспечивающих внутреннее или наружное освещение зданий, земельных участков, улиц и т.д. Освещение светодиодными светильниками выполняет те же функции, отличаясь только конструкцией ламп. При этом, существует заметная разница в способе организации и обеспечения питания осветительных приборов. Потребление электроэнергии у ЛЕД приборов многократно понижено, чем у традиционных ламп накаливания или люминесцентных конструкций. Это меняет технологии прокладки проводов, а в последнее время появились автономные лампы, питающиеся от собственного источника.

Изначально светодиодные источники света были дороги и использовались только в освещении помещений соответствующего уровня и назначения. Однако, цены быстро упали, сделав LED приборы наиболее эффективными и экономичными. Начался массовый переход с люминесцентных (энергосберегающих) ламп на полупроводниковые устройства, поскольку расходы на содержание и обслуживание подобных систем гораздо ниже, чем у любого альтернативного варианта.

Не менее широко LED освещение используется в наружных системах. Разработаны автономные фонари, снабженные блоком питания от солнечных батарей. Они накапливают заряд в светлое время суток, а при наступлении темноты отдают его светильникам. Такие приборы не нуждаются в проведении кабеля, могут быть перемещены в любое удобное место. Они снабжаются детекторами освещенности, автоматически включающими приборы при падении освещенности до определенного уровня.

Также есть датчики движения, включающие фонарь только при появлении на обслуживаемой территории движущихся объектов достаточно большого размера.

Принцип работы светодиодных источников освещения

Светодиод — это полупроводниковый прибор, способный к преобразованию электрического тока в световой поток. Основным элементом конструкции является светоизлучающий кристалл. Он установлен на алюминиевом или медном основании, фиксируется с помощью слоя силикона. К поверхности кристаллов подведены анод и катод, на которые подается напряжение питания. Сверху установлена линза из силикатного стекла или эпоксидного компаунда (в дешевых моделях). Вокруг кристалла находится рефлектор, формирующий световой поток и определяющий угол раскрытия данного светодиода.

Свечение возникает вследствие рекомбинации электронов и дырок на p-n переходе. Для усиления процесса границу между полупроводниками легируют специальными материалами, увеличивающими эффект. Рекомбинация происходит при ударе электрона о поверхность слоя n, когда возникает т.н. туннельный эффект — электрон ударяется о противоположные границы слоев, и при каждом ударе образуется фотон света.

Важно! Любой дефект поверхности исключает возможность рекомбинации в этой точке. Для получения интенсивного и стабильного процесса используют многослойные кристаллы — гетероструктуры.

Это базовая конструкция светодиода, которая послужила основой для создания множества более мощных и ярких устройств. Для создания таких конструкций изготавливаются матрицы из множества кристаллов, которые излучают световой поток одновременно, демонстрируя высокую яркость.

Читайте также: