Светодиоды и светодиодные светильники

Содержание статьи: 1.История изобретения светодиодов 2.Применение светодиодов сегодня 3.Преимущества светодиодного освещения 4.Разнообразие светодиодных чипов 5.Разбираем типичный светодиодный прожектор 1. История изобретения светодиодов Первые светодиодные излучатели появились в 1962 году. Как и сегодня, их работа была основана на физическом эффекте, связанном со способностью полупроводниковых материалов испускать фотоны во время рекомбинации электронов и «дырок» в зоне перехода n-p. Оказалось достаточным подобрать подходящую толщину перехода, изготовить диод со сложной структурой из прозрачных полупроводников – и при прохождении тока диод излучал свет. Первый светодиод был красным. Но спустя всего несколько лет были созданы светодиоды зеленого и синего цветов, а это означало возможность конструирования полупроводниковых излучателей абсолютно любого света при размещении в одном корпусе излучателей трех основных цветов различной интенсивности. Однако создать эффективный светодиод, пригодный для использования в бытовых и промышленных светильниках, а также наладить промышленное производство такого светодиода удалось только в XXI веке.

2. Применение светодиодов сегодня

Первые светодиоды Первые светодиоды обеспечивали крайне малую светоотдачу и имели малую наработку на отказ. Поэтому сфера их применения ограничивалась небольшими электронными устройствами. Эксплуатационные показатели современных светодиодов настолько высоки, что сегодня они используются в составе:

• экранов мобильных и переносных устройств;
• дисплеев компьютеров и экранов телевизоров;
• рекламных инсталляций, баннеров и вывесок;
• излучателей оптических датчиков систем автоматизации;
• бытовых, промышленных и уличных светильников.

3. Преимущества светодиодного освещения

Экономия электроэнергии Для осуществления рекомбинации на границах p-n перехода требуется минимум активной энергии. И в своем большинстве эта энергия затрачивается только на излучение света. В этом и состоит основное преимущество светодиодных светильников: тепловые потери минимальны, а КПД максимально высок. Это позволяет добиться существенной экономии электроэнергии при использовании светодиодного освещения. Долговечность Однако низкий уровень тепловых потерь вовсе и не означает их полное отсутствие. А светодиоды «не любят» перегрева, который становится одной из причин явления, известного как «деградация диодного кристалла». При деградации нарушается структура полупроводника, появляются области, не излучающие свет, но зато активно выделяющие тепло, усугубляющее проблему. Попутно происходит и изменение химической структуры кристалла светодиода за счет взаимной диффузии атомов металлических электродов и полупроводника. Однако стоит отметить два пункта:

1. Деградация кристалла – это практически единственная причина, по которой может выйти из строя светодиодный светильник. «Практически», потому что выход из строя простейшего блока питания – случай чрезвычайно редкий, а больше там просто нечему ломаться.
2. Светодиодные прожекторы и светильники последнего поколения практически не подвержены деградации, а их светодиоды могут излучать свет на протяжении сколь угодно длительного времени без всякого для себя ущерба.

Таким образом, современный светодиодный светильник отличается очень высокой надежностью работы вне зависимости от окружающих условий. Возможность использования кабельно-проводниковой продукции меньшего сечения Низкий уровень потребления электроэнергии позволяет использовать проводники меньшего сечения в осветительных сетях со светодиодными светильниками. Это особенно ценно для крупных производственных помещений и цехов: достаточно посчитать и сравнить нагрузку в осветительных сетях на галогенных и на светодиодных прожекторах одной и той же светоотдачи. Очевидно, что можно добиться ощутимой экономии не только на электроэнергии, но и на структуре самих сетей за счет более тонких и дешевых проводников. Возможность получения освещения практически любого спектра «Желтый», «теплый белый», «холодный белый», «естественный солнечный» – свет диодных светильников может быть практически любым. Это позволяет в полной мере соблюсти все требования норм охраны труда и добиться предельного комфорта для человека и его зрения.

4. Разнообразие светодиодных чипов

Светодиодные чипы Светодиодный чип является самой важным и ответственным элементом прожектора или светильника. Все производители постоянно работают над конструкциями этих чипов, повышая их качество и улучшая параметры. Главными из этих параметров являются световая отдача (люмен на ватт электрической мощности – лм/Вт) и долговечность. Конечно, проверить долговечность светильника и вывести какой-то реальный числовой показатель ее величины практически невозможно. И если мы видим на коробке со светильником надпись «Столько-то часов непрерывной безотказной работы», то этому не стоит придавать особое значение, как и любому другому рекламному трюку. Однако следует помнить, что, в общем, чем выше светоотдача чипа, тем более долговечным он является. Объясняется это тем, что электрическая энергия, потребленная чипом, но не потраченная на излучение света, неизбежно преобразуется в энергию тепловую. А тепловая энергия в перспективе может стать причиной выхода чипа из строя. Светодиодные чипы последнего поколения, производимые такими фирмами, как, например, Epistar, имеют светоотдачу на уровне 85-90 лм/Вт. По сравнению с чипами других производителей, выпускаемыми на оборудовании прошлого поколения, современные светодиоды светят ярче примерно на 30%. У устаревших чипов светоотдача составляет около 60 лм/Вт, а кроме этого они имеют склонность к потере яркости, связанную с упоминавшейся деградацией кристалла. Поскольку светодиодные чипы последнего поколения пришли на российский рынок относительно недавно, они еще не успели вытеснить с него устаревшие образцы. При этом, разумеется, светильники на современных светодиодах пока стоят заметно дороже. Однако общие тенденции говорят о том, что в перспективе чипы последнего поколения упадут в цене, полностью заменив на рынке устаревшую технику. Пока же, имея желание приобрести светильник или прожектор со светодиодами последнего поколения, необходимо ориентироваться не только и не столько на более высокую цену, сколько на уровень световой отдачи в отношении к электрической мощности. Так, к примеру, современный светодиодный светильник мощностью 10 Вт должен обеспечивать свет силой не менее 800 люмен. Если же сила света при этой мощности меньшая, или при той же силе света светильник потребляет мощность более 10 ватт, то перед вами – светильник на светодиодах прошлого поколения, сколько бы он ни стоил.

5. Разбираем типичный светодиодный прожектор

Устройство прожектора на светодиодах совсем несложное. 1. Его передняя крышка притягивает стекло к корпусу через уплотнительную резинку. Разбираем светодиодный прожектор шаг 1 2. Внутри корпуса расположен отражатель с отверстием в центре для чипа с несколькими рядами светодиодов. Чип со светодиодами держится на специальной термопроводящей пасте и закреплен к корпусу винтами. Разбираем светодиодный прожектор шаг 2   Разбираем светодиодный прожектор шаг 2 3. К светодиодам выведены два провода из-под задней крышки, где находится импульсный блок питания. Разбираем светодиодный прожектор шаг 3 4. Импульсный блок питания защищается задней крышкой, которая тоже притягивается к корпусу четырьмя винтами с использованием уплотнителя из силикона. Разбираем светодиодный прожектор шаг 4 5. Герметичный кабельный ввод (подключение к блоку питания) выполнен через сальник и специальное отверстие в задней крышке. Разбираем светодиодный прожектор шаг 5 На этом все. Вся конструкция внешне очень напоминает хорошо знакомый многим электрикам галогенный прожекторный светильник.

В ассортименте электротехнической компании Атлас представлены светодиодные прожекторы, которые вы можете купить, оформив заказ через сайт или позвонив по телефону +7(495) 543-43-06 (Пн-Пт 09:00-17:30), так же заявку можно отправить по электронной почте info@atlastpk.ru.  Ждем ваших заказов на качественную электротехническую продукцию!