Site Loader
Сага о светодиодных лампах. Часть 1 — история и терминология / ХабрЭтой статьей я хотел бы начать серию публикаций, посвященных приборам, которые человечество применяет для освещения. Как явствует из заголовка, основное внимание планируется уделить светодиодным лампам, их сравнению и рассказу о том, почему одни лампы получаются хорошими, а другие — плохими, сопровождаемому наглядными примерами того и другого. Да-да, все верно — планируются замеры, распиливания и раскручивания. Однако прежде чем начинать что-то мерять и сравнивать, всегда полезно немного погрузиться в историю вопроса и поговорить о том, что же и зачем надо мерять.

Прежде всего я, как и обещал, предлагаю погрузиться в историю. Тем не менее, поскольку копаться в пыли веков — занятие на любителя, я спрятал эту часть под спойлер.Погрузиться в историю освещения.В деле создания искусственных источников света человечество прошло долгий путь – от костров, факелов и плошек с маслом до лампы Арганда, от лампы Арганда к классической керосиновой лампе, и, в конце концов, к электрическому освещению, символом и основным представителем которого по праву является лампа накаливания. Фактически, лампа накаливания была абсолютно господствующим прибором бытового освещения более ста лет, с того момента, как в начале двадцатого века она стараниями Эдисона приобрела современный вид. К слову, вопреки расхожему мнению, Эдисон не изобретал ее — поместить нагреваемое током тело в стеклянную колбу с бескислородной атмосферой первым догадался Лодыгин, и именно ему принадлежат патенты как на собственно лампу накаливания, так и на использование в качестве тела накала тугоплавких металлов, в частности, вольфрама (US Patent No. 575002), который применяется в лампочках и по сей день. Гений же Эдисона состоял в том, что он смог довести идеи всех, работавших над проблемой электрического освещения ранее, до коммерческого применения, приносящего реальную прибыль; именно благодаря ему лампа накаливания из лабораторного прибора стала повсеместным, привычным и удобным источником света.


(Источник картинки)

Несмотря на появление люминесцентных газоразрядных ламп ближе к середине двадцатого века (знакомые всем белые трубки) можно с уверенностью сказать, что за последние сто лет в бытовом освещении не произошло существенных перемен. В домашних условиях классические газоразрядные лампы так и не прижились, поскольку требовали гораздо более сложной, громоздкой, дорогой и порой надоедливо гудящей схемы включения, а при запуске мигали. Конечно, они обеспечивали существенную по сравнению с лампами накаливания экономию энергии, но в быту комфорт важнее экономии… К слову, в некоторых случаях их применение было невозможно и на производстве – поскольку газоразрядной лампе практически не присуща инерция, в классической схеме включения она на самом деле не горит непрерывно, а включается и выключается сто раз в секунду. Казалось бы, что плохого? Ведь человеческий глаз достаточно инерционен, чтобы не замечать этого. Тем не менее, иногда это может быть просто опасно из-за так называемого стробоскопического эффекта: при определенном соотношении частот мерцания и вращения детали, например, на токарном станке, последняя может казаться неподвижной или вращающейся гораздо медленнее истинной скорости. В частности, если за один полупериод сети деталь будет делать полный оборот, при каждой вспышке лампы глаз будет видеть ее в одном и том же положении, а человеку будет казаться, что она неподвижна. Очевидно, чем может окончиться такая ошибка. Именно по этой причине светильники местного освещения рабочей зоны, которые можно наблюдать на станках, никогда не содержат газоразрядных ламп (ГОСТ 12.2.009-99).


(Wikipedia)

Конечно, современная схемотехника в состоянии решить все перечисленные проблемы (и достаточно успешно решает их в «сберегайках»). Однако к тому моменту, как это стало возможно, в мире освещения произошло событие, сравнимое с изобретением лампы накаливания – были изобретены и доведены до промышленного производства белые светодиоды.

Первое известное сообщение об излучении света твердотельным полупроводниковым прибором датируется 1907-м годом, когда Генри Раунд наблюдал свечение нетеплового характера при прохождении тока через контакт металла и карбида кремния; позже, в 1923-м году, Олег Лосев независимо пришел к тем же результатам и создал то, что уже можно было назвать светодиодом. Оба исследователя вполне оценили масштабы своих открытий, однако уровень науки того времени не позволил продвинуться дальше по пути применения обнаруженных эффектов для освещения. Первый светодиод, который смог покинуть лабораторию, был изобретен Ником Холоньяком в 1962-ом году. Тем не менее, до освещения было еще очень далеко – излучаемый свет был неярок и ограничивался красным и оттенками оранжевого.

Со временем ученые существенно улучшили характеристики светодиодов – расширили набор возможных цветов свечения вплоть до зеленого, повысили светоотдачу и яркость кристаллов. Но настоящий прорыв произошел в 1994-ом году, когда Сюдзи Накамура изобрел синий светодиод, подходящий для промышленного производства. Только тогда впервые стало возможно получить белое свечение, скомбинировав уже существующие красные и зеленые со свежеизобретенными синими кристаллами. Вскоре (в 1996-ом году) был изобретен и классический на сегодня белый светодиод – синий кристалл, покрытый люминофором, переизлучающим часть энергии синего света в желтой области. Именно так работают современные осветительные светодиоды – смешение синего света от синего кристалла и желтого от люминофора дает белый свет.


(Источник картинки)

Итак, будем считать, что исторический ликбез проведен. Теперь поговорим о том, какие же параметры есть у светодиодных ламп и зачем их надо мерять, ведь, казалось бы, светодиоды — чистый идеал освещения: долговечны, практически не нагреваются в отличие от ламп накаливания, почти не содержат вредных веществ в отличие от газоразрядных ламп; лучшие их экземпляры превосходят в эффективности газоразрядные лампы, худшие – как минимум гораздо эффективнее сравнимых ламп накаливания.

Однако понятно, что идеалов не бывает. У светодиодов тоже есть свои особенности, делающие технику их применения отдельным инженерным миром. Например, лампа накаливания совершенно спокойно работает при температурах в тысячи градусов – светодиоды очень требовательны к охлаждению: часто заявляемый срок службы в сотни тысяч часов (для сравнения – у лампочки накаливания около тысячи) достигается только при практически комнатной рабочей температуре, или, как минимум, чрезвычайно щадящем режиме. Эффективность светодиодов тоже зависит от качества их охлаждения. Как и газоразрядные трубки, светодиоды нельзя включить в сеть просто так – им нужна особая схема-драйвер, от качества которой напрямую зависит общее качество лампы. Отдельная проблема – обеспечение совместимости с традиционными светильниками. Геометрия лампы накаливания чужда светодиодам – охлаждение (в котором лампа накаливания не нуждалась) часто затруднено; ограниченность объема предъявляет серьезные требования и к габаритам драйвера, что тоже отражается на характеристиках.

Одним словом, природа светодиодов принуждает искать различные компромиссы при создании светильника на их основе. Поиск устойчивого идеала конструкции, для лампы накаливания завершившийся в первой половине двадцатого века, в случае светодиодов еще идет; потому сейчас на рынке одинаково часто встречаются как действительно хорошие продукты, так и явно неудачные модели. При этом, если с лампами накаливания все было просто, то светодиодные лампы обладают большим количеством характеристик, некоторые из которых незаметны «на глаз», а то и вовсе неочевидны для неискушенного человека, но при этом напрямую определяют качество лампы.

В целом, параметры светодиодных ламп можно разделить на две группы: световые и электрические. Внимание ко второй группе объясняется тем, что компактные люминесцентные и светодиодные лампы идеологически гораздо ближе к стиральным машинам, блендерам, бритвам и прочей более-менее сложной бытовой технике, чем к «просто лампочкам». С лампами накаливания все понятно – электрически это просто сопротивление, потому и долго мерять ничего не надо, все и так ясно. В интересующем нас случае мы, напротив, имеем дело с некоторой хитрой схемой, в конечном итоге вносящей ощутимый вклад в общую эффективность; потому игнорировать электрические параметры здесь никак нельзя.

К световым параметрам прежде всего относится полный световой поток лампы ([total] luminous flux). Если по-простому, характеризует, сколько же света она излучает в целом во все стороны. Параметр это интересный и полезный, однако надо сказать, что простому смертному он мало что поясняет. Измеряется поток в идеально сферическом фотометре (правда, не в вакууме), и потому к поведению лампы в обычном светильнике имеет несколько опосредованное отношение. Самое ценное для нас применение оного – сравнение разных ламп по светоотдаче (о которой далее). Единица измерения – люмен (lm).

С точки зрения пользователя гораздо более интересен такой параметр, как освещенность (illuminance) – показатель того, насколько ярко лампа что-то освещает. На самом деле это, конечно, не относится к характеристикам самой лампы, а зависит в том числе и от конструкции светильника, расстояния от него до освещаемой поверхности, расположения этой самой поверхности и прочего, вроде коэффициента отражения окружающих предметов. Поэтому как-либо обобщить его сложно. Измеряется освещенность в люксах (lux, lx). Уровни освещенности нормируются санитарными правилами и нормами.

Световая отдача (luminous efficacy) – важный параметр, световой КПД лампы. Показывает, сколько света лампа выдает на один Ватт потребляемой мощности. Измеряется в люменах на Ватт. Абсолютный теоретический предел световой отдачи равен 683 лм/Вт. Правда, эта цифра справедлива только для монохроматического источника зеленого цвета. Для источника белого света, который, разумеется, с позиций общего освещения интересен более всего, теоретический максимум составляет около 240 лм/Вт.

Цветовая температура (CT, CCT – [correlated] color temperature) – если по простому, показывает оттенок излучаемого света, от красноватого до синеватого. Измеряется в Кельвинах. Надписи на упаковках ламп «2700K», «4200K», «6500K» — это про нее. Почему цвет измеряется в единицах температуры? Смысл в следующем: если нагреть абсолютно черное (неотражающее) тело до указанной температуры, то оно будет светиться таким же цветом, как и тот световой прибор, на котором написаны эти цифры.

Цветовая температура 2700 — 3000 Кельвин соответствует классическому оттенку ламп накаливания. Лампы накаливания, к слову, и не дают в этом смысле особого выбора – свет в них получается в результате настоящего нагревания, а нагреть вольфрам до температуры более примерно трех тысяч Кельвин не получится — при 3700K он уже плавится, а нить накаливания в процессе работы все же должна сохранять достаточную механическую прочность. В светодиодных и люминесцентных лампах процесс получения света не связан с нагреванием непосредственным образом, потому возможно получение любого оттенка.

Для справки, цветовая температура около 4200K соответствует утреннему солнцу, а за 6500K принят стандартный дневной свет.

Коррелированная цветовая температура – термин, применяемый к источникам с линейчатым спектром (газоразрядные лампы), к которым классическое определение цветовой температуры, строго говоря, неприменимо. В смысле восприятия глазом означает то же самое.

Вообще, выбор цветовой температуры ламп для домашнего освещения – вопрос субъективный. Можно только порадоваться, что современные технологии дают нам возможность выбирать.

Индекс цветопередачи (CRI, color rendering index) – показывает, насколько цвета, наблюдаемые в свете искусственного источника освещения, будут близки к тем, которые мы наблюдаем при свете солнца. Измеряется в относительных единицах либо процентах; идеальное значение, соответствующее солнечному свету, – 100% или 1. Этот параметр – пожалуй самый субьективный из объективных параметров освещения. Тестируется он на специально определенных цветах, некоторые из которых имеют поэтичные описания вроде «цвет увядшей розы». Если говорить о его практической значимости, то дело вот в чем: наверняка многим знакомо ощущение, что лампа светит вроде как ярко, но при этом совершенно «не освещает». Именно за это отвечает индекс цветопередачи. В целом можно сказать, что все, у чего CRI выше 80%, будет именно освещать, а не просто светить.

Вообще же цветовая температура и индекс цветопередачи – субъективные по восприятию параметры. Так что тут просто надо пробовать и остановиться на том, что больше нравится.

Пульсации светового потока – из-за того, что напряжение в сети переменное, лампы могут мерцать. Низкочастотные пульсации плохи по многим причинам, одна из которых – упоминавшийся в «исторической» части стробоскопический эффект. Разумеется, производители всеми силами стараются сделать световой поток светильника как можно более равномерным. Измеряются пульсации светового потока в процентах; на пульсации также существуют санитарные нормы.

На этом со световыми параметрами ламп можно закончить и перейти к электрическим характеристикам. Из них наибольший интерес представляют КПД схемы управления и коэффициент мощности.

С КПД схемы управления все понятно – можно поставить в лампу самые лучшие светодиоды на свете, но свести все их преимущества в ноль схемой стабилизации тока, расходующей больше мощности, чем сами излучатели. Имеряется КПД, как известно, в процентах, вычисляется как отношение мощности на выходе к мощности на входе. Идеальное значение, разумеется, 100%.

Коэффициент мощности, «косинус фи» (PF, power factor) – более тонкая материя. Скажем так, он показывает, насколько разумно и аккуратно устройство распоряжается сетевой энергией. Дело в том, что, как уже говорилось, современная продвинутая лампа – это не резистор, потребление тока оной носит сложный характер; при этом потребляемый ток часто не совпадает по форме и фазе с сетевым напряжением. Не вдаваясь (пока что) в подробности скажу, что это приводит к хитрым эффектам, которые в глобальном масштабе могут доставить много головной боли энергетическим компаниям. По простому – чем больше коэффициент мощности, тем лучше. Измеряется он в процентах или относительных единицах, идеальное значение – 100% или 1. Единичный коэффициент мощности имеет простое сопротивление без емкостных и индуктивных составляющих. Для сети это самая дружелюбная нагрузка. Предельное значение коэффициента мощности, которое еще можно считать приличным, составляет 0,8 (ГОСТ 13109-97).

В целом, перечисленные параметры можно считать основными численными характеристиками, описывающими качество светильника. Конечно, сюда еще стоит добавить такие категории, как качество исполнения а также красота и «правильность» схемотехники, но это уже чисто субъективные соображения, которые, вообще говоря, находят некоторое отражение и в объективных параметрах. Кроме того, конкретно для светодиодных ламп необходимо оценивать и качество охлаждения, поскольку оно непосредственно сказывается на эффективности и сроке службы.

На этом пока что все. Если у читателей обнаружится интерес к предложенной мной тематике, то в следующих статьях мы оценим, как параметры, конструкция и схемотехника некоторых распространенных светодиодных ламп соотносятся с вечными идеалами.

Содержание

Примечание

В связи с обилием в статье цифр и фактов, отдельно отмечу, что все утверждения, источник которых не указан явно, взяты из Википедии (англоязычной либо русскоязычной).

Эволюция источников света

19 марта 2014

Со времен изобретения первой угольной лампы накаливания прошло около 180 лет. Революция в мире освещения того времени уже давно осталась позади и мало кто задумывается, как все начиналось. Со временем технологии менялись: лампу с угольной спиралью сменила лампа накаливания с платиновой спиралью, затем лампа с обугленной бамбуковой нитью в вакуумированном сосуде и великое множество других модификаций ламп. Каких только материалов не было испробовано для создания более эффективной лампы накаливания, однако это не принесло существенных результатов. В современных лампах накаливания используется спираль из вольфрама, но и этот редкий материал позволяет добиться, что всего 5% энергии преобразуется в свет. Глобальный переворот пришелся лишь на эпоху энергосберегающих и светодиодных ламп. Основанные на совершенно ином принципе свечения, данные лампы позволили человечеству в разы улучшить качество освещения и сократить на него расходы.

Давайте же попробуем отследить всю историю источников света и существующие в наше время типы ламп.

В наши дни все лампы можно поделить на три основные группы: накаливания, газоразрядные и светодиодные. Люди «старой закалки» наотрез отвергают последние два вида, что напрасно. Но пойдем по порядку.

Лампы накаливания

Лампа накаливания представляет собой электрический источник света, светящимся телом которого служит проводник, нагреваемый протеканием электрического тока до высокой температуры. Все лампы накаливания можно разделить на пять видов:

К преимуществам ламп накаливания можно отнести их низкую стоимость, небольшие размеры, мгновенность включения, отсутствие токсичных компонентов, работа при низкой температуре окружающей среды. Но их недостатки, все же, не сопоставимы с современными требованиями к источникам света. К ним относятся: низкая эффективность (КПД не более 5%), короткий срок службы, резкая зависимость световой отдачи и срока службы от напряжения, цветовая температура в пределах от 2300 до 2900 К, высокая пожароопасность.

Лампы накаливания постепенно остаются в прошлом, но отдадим должное истории, проложившей тропу от истоков к современным источникам освещения:


1838-1854 гг. — первые лампы, работающие от электрического тока. Изобретатели: бельгиец Жобар, англичанин Деларю, немец Генрих Гебель.

11 июля 1874 года российский инженер Александр Николаевич Лодыгин получил патент на нитевую лампу. В качестве нити накала он использовал угольный стержень, помещённый в вакуумированный сосуд.

В 1876 году российский изобретатель и предприниматель Павел Николаевич Яблочков разработал электрическую свечу и получил на неё французский патент. Свеча Яблочкова оказалась проще, удобнее и дешевле в эксплуатации, чем угольная лампа Лодыгина. Изобретение Яблочкова можно отнести также к разрядным лампам.

В 1879 году американский изобретатель Томас Эдисон патентует лампу с платиновой нитью. В 1880 году он возвращается к угольному волокну и создаёт лампу с временем жизни 40 часов. Одновременно Эдисон изобрёл патрон, цоколь и выключатель. Несмотря на столь непродолжительное время жизни его лампы вытесняют использовавшееся до тех пор газовое освещение.


В 1904 году венгры Д-р Шандор Юст и Франьо Ханаман получили патент на использование в лампах вольфрамовой нити. В Венгрии же были произведены первые такие лампы, вышедшие на рынок через венгерскую фирму Tungsram в 1905 году.

В 1906 году Лодыгин продаёт патент на вольфрамовую нить компании General Electric. Из-за высокой стоимости вольфрама патент находит только ограниченное применение.

В 1910 году Вильям Дэвид Кулидж изобретает улучшенный метод производства вольфрамовой нити. Впоследствии вольфрамовая нить вытесняет все другие виды нитей.

Остающаяся проблема с быстрым испарением нити в вакууме была решена американским учёным Ирвингом Ленгмюром, который, работая с 1909 года в фирме General Electric, придумал наполнять колбы ламп инертным газом, что существенно увеличило время жизни ламп.

Газоразрядные лампы

Опыты по созданию свечения в заполненных газом трубках начались в 1856 году. Свечение большей частью было в невидимом диапазоне спектра. И лишь в 1926 году Эдмунд Джермер предложил увеличить операционное давление в пределах колбы и покрывать колбы флуоресцентным порошком, который преобразовывает ультрафиолетовый свет, испускаемый возбуждённой плазмой, в однородный белый свет. В результате, началась эпоха газоразрядных ламп. 

В настоящее время Э.Джермер признан как изобретатель лампы дневного света. General Electric позже купила патент Джермера, и к 1938 году довела лампы дневного света до широкого коммерческого использования.

1927-1933 гг. — венгерский физик Дэнис Габор, работая в компании Siemens&Halske AG (сегодня компания Siemens), разработал ртутную лампу высокого давления, которая сегодня повсеместно используется в уличном освещении.

Серьезный вклад в совершенствование флуоресцентного порошка, позже названного люминофором, сделал в 30-х годах прошлого века советский физик Сергей Иванович Вавилов.

1961 год — создание первых натриевых ламп высокого давления. В конце 70-х годов прошлого века компания General Electric первой выпустила на рынок натриевые лампы, а немного позже и металлогалогенные.

В начале 80-х годов появились первые компактные люминесцентные лампы (КЛЛ). 

В 1985 году компания OSRAM первой представила лампу со встроенным электронным ПРА.

Все многообразие газоразрядных ламп можно представить следующей схемой:

Самые популярные из этой группы, пожалуй, компактные люминесцентные лампы. Они позволяют экономить электроэнергию до 5 раз по сравнению с лампами накаливания, при этом срок их службы составляет около 8 лет. Корпус данной лампы нагревается в незначительной степени, что позволяет использовать их повсеместно. Кроме того, люминесцентные лампы могут иметь различные цветовые температуры и различные варианты внешнего вида.

Но, к сожалению, КЛЛ обладают несколькими недостатками, к которым относятся:

  • Значительное снижение срока службы при работе в сетях с перепадами напряжения, а также при частых включениях и выключениях.
  • Спектр такой лампы — линейчатый. Это приводит не только к неправильной цветопередаче, но и к повышенной усталости глаз.
  • Компактные люминесцентные лампы содержат 3-5 мг ртути.
  • Использование выключателей с подсветкой приводит к периодическому, раз в несколько секунд, кратковременному зажиганию ламп (в качественных лампах невидимому для глаз), что приводит к скорому выходу из строя лампы.
  • Обычные компактные люминесцентные лампы несовместимы с диммерами. Стоимость диммируемых ламп примерно в 2 раза выше.

По этим причинам вопрос о новых технологиях при изготовлении источников света оставался открытым. В свет широко шагнули светодиодные лампы.

Светодиодные лампы

Светодиодные источники света основаны на эффекте свечения полупроводников (диодов) при пропускании через них электрического тока. Малые размеры, экономичность и долговечность позволяют изготавливать на основе светодиодов любые световые приборы. В наши дни светодиоды занимают значительную долю рынка источников света и используются повсеместно.

Первое сообщение об излучении света твёрдотельным диодом было сделано в 1907 году британским экспериментатором Генри Раундом из Marconi Company. Примечательно, что эта компания впоследствии стала частью General Electric и существует по сей день.

В 1923 году Олег Владимирович Лосев в Нижегородской радиолаборатории показал, что свечение диода возникает вблизи p-n-перехода. Полученные им два авторских свидетельства на «Световое реле» (первое заявлено в феврале 1927 г.) формально закрепили за Россией приоритет в области светодиодов, утраченный в 1960-гг. в пользу США после изобретения современных светодиодов, пригодных к практическому применению.

В 1961 году Роберт Байард и Гари Питтман из компании Texas Instruments открыли и запатентовали технологию инфракрасного светодиода.

В 1962 году Ник Холоньяк в компании General Electric разработал первый в мире практически применимый светодиод, работающий в световом (красном) диапазоне.

В 1972 году Джордж Крафорд (студент Ника Холоньяка), изобрёл первый в мире жёлтый светодиод и улучшил яркость красных и красно-оранжевых светодиодов в 10 раз.

В 1976 году Т. Пирсол создал первый в мире высокоэффективный светодиод высокой яркости для телекоммуникационных применений, изобретя полупроводниковые материалы, специально адаптированные к передачам через оптические волокна.

Светодиоды оставались чрезвычайно дорогими вплоть до 1968 года (около $200 за штуку). Компания Monsanto была первой, организовавшей массовое производство светодиодов, работающих в диапазоне видимого света и применимых в индикаторах.

Компании Hewlett-Packard удалось использовать светодиоды в своих ранних массовых карманных калькуляторах.


К преимуществам светодиодных ламп можно отнести:

  • Высокий КПД.
  • Высокая механическая прочность, вибростойкость (отсутствие спирали и иных чувствительных составляющих).
  • Длительный срок службы, более 40 тыс. часов.
  • Малые размеры.
  • Безопасность — не требуются высокие напряжения.
  • Нечувствительность к низким и очень низким температурам. Однако, высокие температуры противопоказаны светодиоду, как и любым полупроводникам.
  • Отсутствие ядовитых составляющих (ртуть и др.) и, следовательно, лёгкость утилизации.

Основные недостатки светодиодов в первую очередь связаны с их высокой стоимостью. Так, например, отношение цена/люмен у сверхъярких светодиодов в 50-100 раз больше, чем у обычной лампы накаливания. Помимо этого можно выделить еще два момента:

  • Светодиоду необходим постоянный номинальный рабочий ток. Из-за этого появляются дополнительные электронные узлы, повышающие себестоимость системы освещения в целом.
  • Относительно низкая предельная температура: мощные осветительные светодиоды требуют внешнего радиатора для охлаждения, потому что имеют конструкционно неблагоприятное соотношение своих размеров к выделяемой тепловой мощности (они слишком маленькие) и не могут рассеять столько тепла, сколько выделяют (несмотря даже на более высокий КПД, чем у ламп прочих видов).

На сегодняшний день специалисты сходятся во мнении, что за светодиодами ближайшее будущее в освещении. Более эффективной и практичной технологии в настоящее время не существует.

Учитывая возрастающую потребность человечества в искусственном освещении можно предположить, что появятся и новые, более эффективные технологии. Но придут они уже на замену светодиодов, которые в ближайшие годы станут такой же обыденностью как когда лампы-то накаливания.

Обзор светодиодных ламп Remez E27 и E14 на корейских светодиодах нового поколения

Качество современных источников света постепенно улучшается и уже стало сравнимо с обычным солнечным светом. Такой источник появился благодаря корейским светодиодам Sunlike, имеющих спектр как у дневного света. Недостатком обычных светодиодов является избыток синего света в излучаемом спектре.

Ширина используемых в обзоре фотографий 1500px. Фото можно открывать в новой вкладке, чтобы рассмотреть более подробно. К тому же здесь нет функции открытия изображения в лайтбоксе, который удобен при большим количестве фотографий.

Заявленные параметры


В обзоре участвуют светодиодные лампы Remez с популярным цоколем E27 и E14. Главное отличие от обычных светодиодных лампочек, это использование корейских светодиодов Sunlike с ровным спектром изготовленных по новой технологии. В основе таких светодиодов фиолетовый кристалл, покрытый сверху желтым люминофором. Благодаря этому спектр света становится ровным, как у дневного солнечного света. Производство таких светодиодов получается дорогостоящим, что сказывается на стоимости светодиодных ламп и светильников.


Цоколь E14 7W 5700K


С цоколем E27 9W 5700K

Модельный ряд


Цветовая температура выпускаемых ламп 3000К и 5700К, что соответствует теплому свету от обычных ламп накаливания и холодному белому свету. Мощность для цоколя Е27 составляет 7W и 9W. Для цоколя Е14 мощность 5W и 7W. Форма колбы классическая и в виде свечки.

Цветопередача и спектр


Тестируемые образцы светодиодных ламп Е14 и Е27 от Remez обеспечивают максимальную цветопередачу, на уровне 97-98 CRI. У обычных источников света он составляет 70-80 CRI. От этого параметра зависит, насколько естественными вы будете видеть цвета. При низком значении CRI цвета предметов будут блеклыми, то есть отличатся от реальных в худшую сторону.

Например, это особенно важно для художников, фотографов, для тех кому важно видеть реальный цвет. Цвета будут отличаться в зависимости от типа освещения, при солнечном свете будут естественными, при использовании обычных LED лампочек будут более тусклыми.

Основной особенностью спектра обычных светодиодов является большое количество синего света, которого нет в лампах накаливания и солнечном свете.

Отличие от обычных светодиодов


Мощность


Мощность образцов измеряется после прогрева в течение 60 минут. Энергопотребление измерялось на светодиодных лампах Remez с цветовой температурой 5700К.

Энергопотребление соответствует обещанным показателям, в пределах погрешности измерительных приборов.

Световой поток


Замеры проводились после прогрева в течение 1 часа. За этот период световой поток немного снижается из-за особенностей работы светодиодов. В 90% теперь используют диодные лампочки с нейтральным дневным светом, у которого нет желтого оттенка.
Эффективность светодиодов зависит от цветовой температуры, поэтому тесты образцов на 3000К и 5700К будут проведены отдельно.

Результаты для 5700К показывают, что реальный светопоток выше заявленного на 35-50%.
Результаты измерения светового потока для 3000К соответствуют заявленным производителем. Допустима погрешность измерений 5-10%.

Пульсации полностью отсутствуют благодаря качественному и стабилизированному источнику питания светодиодов. У дешевых лампочек бывают пульсации на частоте 100 Герц, то есть лампа снижает и повышает яркость 100 раз в секунду.

Нагрев


Предварительно светодиодные лампы E27 9W 5700K и E14 7W 5700K работают в течение 1 часа в положении колбой вниз, тепло поднимается вверх и сильнее нагревает лампу. В этом режиме эксплуатируется большинство ламп в бытовых помещениях. Затем снимается колба и сразу замеряется нагрев светодиодов.

Нагрев LED диодов очень низкий, всего 87° и 89° соответственно. В обычных лампочках они греются 110-130 градусов, что приводит к активной деградации и снижении яркости.

Срок службы


За последние 2 года разобрал более 100 ламп, которые вышли из строя сразу или через полгода эксплуатации. В отличие от большинства лабораторий провожу тестирование на длительность срока службы, постоянно используя образцы для освещения. У многих современных ламп срок службы бывает достаточно короткий из-за плохой сборки и отсутствия термопасты.

У данных светодиодных ламп Remez низкий нагрев светодиодов, что говорит об эффективной системе охлаждения. При разборе не смог найти недостатков в конструкции, тепло отводится очень хорошо. Температура нагрева светодиодов обуславливает срок службы лампочек и светильников. У Remez срок эксплуатации будет большой и качество светодиодов высокое.

Цветовая температура


Большинство покупателей переходят на светодиодные лампы с цветовой температурой 4500К-6000К, что соответствует нейтральному и холодному дневному свету, к которому привыкло наше зрение. У лампочек накаливания цветовая температура составляет 2800К.

Фото внизу на 3000К и 5700К сделаны фотокамерой с настройкой «баланс белого» «дневной свет».

Где купить?


Получить дополнительные консультации и приобрести можно в интернет-магазине официального дистрибьютера
https://remezlight.com/home/led-bulbs/
Так же продаются в Wildberries, OZON и розничной сети магазинов Metro Cash&Carry.

Итоги


Результаты тестирования подтверждают заявленные параметры светодиодных ламп Remez Е14 и Е27. Образцы с температурой 5700К обеспечивают световой поток выше обещанного на 30-50%. Качественная сборка и низкий нагрев максимально увеличат срок службы, производитель даёт гарантию на 5 лет. Источник питания (драйвер) высокого качества, гарантирует стабильную работу даже при напряжении 90 Вольт без снижения яркости. Стоимость зависит от дорогостоящих корейских светодиодов Sunlike, за счет которых свет безопасен и уникален.

Автор: Сергей Казанцев


Образцы протестированы в светотехнической лаборатории, официальный сайт led-obzor.ru
Тестирую светодиодные лампы для дома, светодиодные ленты, светильники, прожекторы. Тестирую по ГОСТ автомобильные светодиодные лампы, галогенные и ксеноновые, противотуманные фары, дневные ходовые огни, светодиодные линзы. Использую фары ближнего-дальнего света, ксеноновые и галогенные линзы, противотуманные фары.

Светодиодная лампа — Википедия

Светодиодная лампа со стандартным цоколем E27, мощностью 10 Вт и цветовой температурой 4500 К

Светодиодные лампы или светодиодные светильники в качестве источника света используют светодиоды (англ. Light-Emitting Diode, сокр. LED), применяются для бытового, промышленного и уличного освещения. Светодиодная лампа является одним из самых экологически чистых источников света. Принцип свечения светодиодов позволяет применять в производстве и работе самой лампы безопасные компоненты. Светодиодные лампы не используют веществ, содержащих ртуть, поэтому они не представляют опасности в случае выхода из строя или повреждения колбы. Различают законченные устройства — светильники и элементы для светильников — сменные лампы.

Светодиодный светильник

Светодиодный светильник

Светодиодный светильник — самостоятельное устройство. Корпус светильника чаще всего уникален, специально спроектирован под светодиодный источник освещения. Конструктивно такой светильник состоит из цоколя, металлического корпуса, служащего одновременно радиатором, платы со светодиодами, электронного драйвера (преобразователя питания) и полупрозрачной пластмассовой полусферы. Иногда светодиодным светильником называют традиционный светильник с установленной сменной светодиодной лампой. Однако, специально спроектированный светильник обладает бóльшей энергоэффективностью и надёжностью. Светодиодные источники света в основном используются для направленного или местного освещения по причине особенностей полупроводникового излучателя светить преимущественно в одном направлении[1].

Преимущества

Значительное снижение светового потока после 40000 часов использования

Преимущество светодиодного светильника по сравнению с лампами накаливания — низкое энергопотребление, заявленный долгий срок службы от 30’000 до 50’000 и более часов[1], простота установки, более низкая температура корпуса по сравнению с лампой накаливания, имеющей сравнимую яркость, высокая механическая прочность, зачастую — небольшие габариты.

Полная экологическая безопасность позволяет сохранять окружающую среду, не требуя специальных условий по утилизации: не содержит ртути, её производных и других ядовитых, вредных или опасных составляющих материалов и веществ. Иногда производители не соблюдают экологические нормы. Лампы таких производителей содержат токсичные пластики, электролиты, свинец-содержащие пайки и т. п., а также печатные платы драйвера пропитывают связующими компонентами (фенол и формальдегидными смолами).

Недостатки

Эффект мерцания светодиодной лампы — один из недостатков светодиодных ламп с простейшим драйвером Низкое качество сборки и компонентов

Основные недостатки — высокая цена, кроме того, многие светодиодные лампы светят только в одном направлении (что может быть и достоинством). Производители ламп в целях повышения светоотдачи, снижения тепловыделения и экономии на радиодеталях часто полностью или частично пренебрегают сглаживанием пульсаций питающего светодиоды тока, вследствие чего такие лампы имеют невидимое невооружённому глазу мерцание с удвоенной частотой питающей электросети (см. фото), а из-за экономии на теплоотводящих элементах возможен перегрев и порча светодиодов, особенно в закрытых плафонах. Кроме того, при выходе из строя любого из элементов светильник чаще всего подлежит замене на аналогичный. Эти недостатки чаще всего компенсируются экономией электроэнергии, экономией на обслуживании за счет большего срока службы[1], что особенно актуально для уличного освещения[2]. Ещё одним недостатком является продажа LED-ламп без указания технических характеристик и не позволяет произвести выбор и подбор ламп в соответствии с требованиями к освещению, требованиями к коэффициенту мощности и прочим критичным параметрам сети.

Большинство светодиодов белого света (синий кристалл — жёлтый люминофор) имеют неоднородный спектр, а именно — большой провал в спектре на длине волны 480 нм. На свет именно этой длины волны должен реагировать зрачок глаза сужением, но этого не происходит и глаз (хрусталик, сетчатка) получает большую травмирующую дозу синего света[3]. Поражение сетчатки глаза мышей синим светом при облучении их белыми светодиодами было экспериметально подтверждено М. А. Островским и П. П. Заком[4]. Однако в настоящее время ряд фирм уже разработал светодиоды, спектр света которых адаптирован для глаз человека[3].

Некоторые СМИ публикуют также статьи о вредности LED-освещения[5][6], ссылаясь на исследование испанских учёных из Университета Комплутенсе. Это исследование, действительно, говорит о бо́льшей вредности холодного излучения светодиодов в сравнении с другими светоизлучающими элементами, но речь идёт о долгом и непосредственном взгляде на источники света — экраны всевозможных устройств, что исключает[6] осветительные приборы[7].

В светодиодных лампах со временем происходит падение яркости из-за выгорания светодиодов. Падение яркости также регламентируется нормативными актами.

К недостаткам также можно отнести чувствительность светодиодов к повышенной температуре и как следствие — невозможность применения в местах возможного перегрева источника света (бани и сауны, закрытые светильники).

Недостатком светодиодных ламп является несовместимость с выключателями с подсветкой из-за появления мерцания или слабого свечения светодиодных ламп в выключенном положении выключателя.

Из-за технологической трудности производства и постоянного ускорения производства в отрасли, светодиодные лампы чаще ламп накаливания подвержены браку[8].

Типы светильников

Влагозащищённый светодиодный светильник

Все типы светильников можно разделить на три группы:

  • Светодиодные светильники для улиц, парков, дорог, для архитектурного освещения[9]. Выполняются в защищенном от влаги и пыли корпусе, кроме того, корпус обычно выполняет роль теплоотвода и изготавливается из хорошо проводящих тепло материалов[10].
  • Светильники для производственных целей, ЖКХ и офисов. К изделиям предъявляются повышенные требования по качеству освещения, в том числе к стабильности и цветопередаче, условиям эксплуатации[11]. Такие светильники чаще производятся в антивандальном исполнении, укомплектованы специальной отвёрткой и специальными саморезами, защищающими корпус от несанкционированного вскрытия. Рассеиватель у современных антивандальных светильников для ЖКХ выполнен из поликарбоната, который в десятки раз крепче традиционного стекла.
  • Светильники для бытовых нужд обычно выпускаются невысокой мощности, но должны удовлетворять многочисленным требованиям к качеству освещения, электробезопасности, пожароопасности и, в немалой степени, — к внешнему виду. Зачастую бытовые светильники имеют сменные лампы.

Кроме указанных применений, светодиодные светильники хорошо подходят для освещения музеев и раритетов, поскольку спектр лампы не содержит ультрафиолетовой составляющей[12][13].

Светильники для уличного освещения

Влагозащищённый светодиодный прожектор для уличного освещения, мощностью 10 Вт.

Светильники для улиц, парков и дорог должны удовлетворять многим критериям. Основные особенности, которые необходимо учитывать[9]:

  • Экономия электроэнергии. Светильники для улицы освещают большие территории и особенно важно, чтобы бóльшая часть излучаемого света направлялась на освещаемую поверхность. Светодиодные приборы наиболее удовлетворяют таким требованиям в исполнениях прямого света и преимущественно прямого света (по ГОСТ 17677-82) и позволяют получить экономию электроэнергии даже по сравнению с аналогичными газоразрядными лампами высокого давления и натриевыми лампами.
  • Прочность конструкции и защищенность от воздействия окружающей среды. Корпус устройства дожен быть сконструирован так, чтобы мусор, испражнения птиц и вода не скапливались на поверхности светильника и не ухудшали его охлаждающую способность, прозрачность защитного стекла, тем самым сохраняя характеристики в течение всего срока службы.
  • Цветопередача. Светодиодные источники освещения в большинстве обладают лучшими характеристиками цветопередачи. Кроме того, цветовой оттенок и индекс цветопередачи могут быть подобраны при выборе светильника для конкретного приложения.
  • Срок службы светодиодных ламп значительно превышает срок службы традиционных уличных источников освещения. Однако, светодиодные источники света чувствительны к повышенной температуре и при плохом теплоотводе срок службы может быть значительно снижен.
  • Равномерность освещения зависит от конструкции светильника и в большинстве обеспечивает необходимую диаграмму направленности для светильников прямого света.
  • Цена светодиодного светильника зачастую значительно выше аналогичных традиционных устройств освещения. Но, поскольку замена ламп в традиционных устройствах наружного освещения связана со значительными затратами, требует специального оборудования, использование светодиодных устройств в некоторых случаях даёт ощутимую экономию в ближайшей перспективе применения[14].

Светильники для производственных целей, офисов и ЖКХ

Светодиодный светильник на АЗС

Светильники предназначены для автоматического управления освещением в жилых домах и общественных местах, а также в производственных, офисных, складских и иных помещениях: лестничные клетки и марши подъездов, коридоры и переходы, козырьки и тамбуры, подвалы и чердаки, лифты и лифтовые площадки, комнаты и подсобные помещения, предподъездные территории, подземные автостоянки, а также другие второстепенные помещения, требующие ухода и освещения.

Умная светодиодная лампа

Умная светодиодная лампа — это осветительный прибор, управляющийся посредством смартфона, который позволяет контролировать параметры работы лампы, такие как цвет, яркость, время работы и другие параметры работы лампы.

Принцип работы

Как правило умная лампа имеет  оснащена алюминиевым корпусом для лучшей теплоотдачи, защитным колпаком от пыли и влаги, внутри которого расположены светодиоды, антенна с модулем Bluetooth, трансформатор и плата контроллера. В некоторых случаях в изделие включают датчики движения, микрофон или видеокамеру.

Если вкрутить лампочку в цоколь, вы получите свет обычной лампы. Чтобы воспользоваться всеми ее преимуществами необходимо установить приложение на свой Android или IOS гаджет. Соединение происходит с помощью Bluetooth-модуля или беспроводной сети Wi-Fi. Далее Вы сможете установить таймеры, необходимый режим света и менять его по надобности. Удобно создать несколько пользовательских режимов чтобы не настраивать каждый раз сначала.

Большинство умных ламп можно объединять между собой с помощью специального хаба к которому подключается до 100 изделий.

Сменная светодиодная лампа

Сменная светодиодная лампа — осветительный прибор, устанавливаемый в существующий светильник, изначально предназначенный как для установки сменных светодиодных ламп, так и для установки ламп другого типа — люминесцентных, накаливания, галогенных, возможно, с некоторой доработкой. В настоящее время выпускаются светодиодные лампы практически под все существующие типы цоколей. Лампы выпускаются мощностью до 40 Вт и предназначены для установки в бытовые осветительные устройства — настольные светильники, потолочные светильники, бра — как быстрая замена менее экономичных традиционных ламп без изменения дизайна и конструкции. Производители, кроме напряжения питания, потребляемой мощности и типа цоколя, указывают оттенок белого света (цветовую температуру, как правило, 2700-3000 K, 4000 K, 6000 K), класс энергоэффективности, срок службы лампы и мощность лампы накаливания сравнимой яркости.

Распространённые виды сменных светодиодных ламп:

  • Лампы с плоской платой и рассеивателем. Как правило, имеют форму «груши», «свечи» или софита. Могут быть оснащены качественным радиатором и драйвером — для него в такой лампе достаточно много места. Бывают также лампы, сделанные по технологии Chip-On-Board. Недостаток такой схемы — сложно получить лампу, диаграмма направленности которой не имеет значительного провала в сторону цоколя, для этого приходится делать достаточно крупногабаритный рассеиватель.
  • Лампа-«кукуруза». Собирается из нескольких плат в форме многогранной призмы, на каждую плату устанавливается несколько маломощных светодиодов, сверху может накрываться колпаком из оргстекла с отверстиями для охлаждения. По форме такая лампа напоминает кукурузный початок. Лампы-«кукурузы» дают более всенаправленную диаграмму распределения света, и потому не требуют крупногабаритных рассевателей. Как правило в лампах-кукурузах светодиоды плохо охлаждаются, отчего быстро теряют яркость или выходят из строя.
  • Филаментные лампы — внешне похожи на ранние лампы накаливания, благодаря чему могут использоваться в декоративных светильниках, рассчитанных на прозрачные лампы накаливания. В таких лампах светодиоды выращиваются на стеклянной подложке, соединяются последовательно в группы, как правило по 28 светодиодов, что позволяет упростить драйвер, так как одна такая «нить» питается напряжением около 100 вольт — благодаря этому не требуется преобразование напряжения, достаточно лишь ограничения тока и выпрямления. Однако в дешёвых филаментных лампах используются простейшие выпрямители даже без сглаживающих конденсаторов.
  • Линейные лампы — предназначены для замены линейных люминесцентных ламп. Для этого из светильника извлекаются балластные дроссели и стартеры (либо электронные пускорегулирующие аппараты).
  • Специальные лампы — для замены индикаторных ламп, ламп со специальным цоколем и т.д. Выполняются в форме заменяемой лампы.
  • Лампа на плоской плате со снятым рассеивателем

  • Лампа типа «кукуруза»

  • Лампы со светодиодами на подложках в виде лепестков

  • Лампа «софитного» типа под цоколь GU10

  • Линейные лампы

  • Лампа с цоколем R7S для установки в прожектор

Примечания

Ссылки

Светодиодная лампа — Википедия. Что такое Светодиодная лампа Светодиодная лампа со стандартным цоколем E27, мощностью 10 Вт и цветовой температурой 4500 К

Светодиодные лампы или светодиодные светильники в качестве источника света используют светодиоды (англ. Light-Emitting Diode, сокр. LED), применяются для бытового, промышленного и уличного освещения. Светодиодная лампа является одним из самых экологически чистых источников света. Принцип свечения светодиодов позволяет применять в производстве и работе самой лампы безопасные компоненты. Светодиодные лампы не используют веществ, содержащих ртуть, поэтому они не представляют опасности в случае выхода из строя или повреждения колбы. Различают законченные устройства — светильники и элементы для светильников — сменные лампы.

Светодиодный светильник

Светодиодный светильник

Светодиодный светильник — самостоятельное устройство. Корпус светильника чаще всего уникален, специально спроектирован под светодиодный источник освещения. Конструктивно такой светильник состоит из цоколя, металлического корпуса, служащего одновременно радиатором, платы со светодиодами, электронного драйвера (преобразователя питания) и полупрозрачной пластмассовой полусферы. Иногда светодиодным светильником называют традиционный светильник с установленной сменной светодиодной лампой. Однако, специально спроектированный светильник обладает бóльшей энергоэффективностью и надёжностью. Светодиодные источники света в основном используются для направленного или местного освещения по причине особенностей полупроводникового излучателя светить преимущественно в одном направлении[1].

Преимущества

Значительное снижение светового потока после 40000 часов использования

Преимущество светодиодного светильника по сравнению с лампами накаливания — низкое энергопотребление, заявленный долгий срок службы от 30’000 до 50’000 и более часов[1], простота установки, более низкая температура корпуса по сравнению с лампой накаливания, имеющей сравнимую яркость, высокая механическая прочность, зачастую — небольшие габариты.

Полная экологическая безопасность позволяет сохранять окружающую среду, не требуя специальных условий по утилизации: не содержит ртути, её производных и других ядовитых, вредных или опасных составляющих материалов и веществ. Иногда производители не соблюдают экологические нормы. Лампы таких производителей содержат токсичные пластики, электролиты, свинец-содержащие пайки и т. п., а также печатные платы драйвера пропитывают связующими компонентами (фенол и формальдегидными смолами).

Недостатки

Эффект мерцания светодиодной лампы — один из недостатков светодиодных ламп с простейшим драйвером Низкое качество сборки и компонентов

Основные недостатки — высокая цена, кроме того, многие светодиодные лампы светят только в одном направлении (что может быть и достоинством). Производители ламп в целях повышения светоотдачи, снижения тепловыделения и экономии на радиодеталях часто полностью или частично пренебрегают сглаживанием пульсаций питающего светодиоды тока, вследствие чего такие лампы имеют невидимое невооружённому глазу мерцание с удвоенной частотой питающей электросети (см. фото), а из-за экономии на теплоотводящих элементах возможен перегрев и порча светодиодов, особенно в закрытых плафонах. Кроме того, при выходе из строя любого из элементов светильник чаще всего подлежит замене на аналогичный. Эти недостатки чаще всего компенсируются экономией электроэнергии, экономией на обслуживании за счет большего срока службы[1], что особенно актуально для уличного освещения[2]. Ещё одним недостатком является продажа LED-ламп без указания технических характеристик и не позволяет произвести выбор и подбор ламп в соответствии с требованиями к освещению, требованиями к коэффициенту мощности и прочим критичным параметрам сети.

Большинство светодиодов белого света (синий кристалл — жёлтый люминофор) имеют неоднородный спектр, а именно — большой провал в спектре на длине волны 480 нм. На свет именно этой длины волны должен реагировать зрачок глаза сужением, но этого не происходит и глаз (хрусталик, сетчатка) получает большую травмирующую дозу синего света[3]. Поражение сетчатки глаза мышей синим светом при облучении их белыми светодиодами было экспериметально подтверждено М. А. Островским и П. П. Заком[4]. Однако в настоящее время ряд фирм уже разработал светодиоды, спектр света которых адаптирован для глаз человека[3].

Некоторые СМИ публикуют также статьи о вредности LED-освещения[5][6], ссылаясь на исследование испанских учёных из Университета Комплутенсе. Это исследование, действительно, говорит о бо́льшей вредности холодного излучения светодиодов в сравнении с другими светоизлучающими элементами, но речь идёт о долгом и непосредственном взгляде на источники света — экраны всевозможных устройств, что исключает[6] осветительные приборы[7].

В светодиодных лампах со временем происходит падение яркости из-за выгорания светодиодов. Падение яркости также регламентируется нормативными актами.

К недостаткам также можно отнести чувствительность светодиодов к повышенной температуре и как следствие — невозможность применения в местах возможного перегрева источника света (бани и сауны, закрытые светильники).

Недостатком светодиодных ламп является несовместимость с выключателями с подсветкой из-за появления мерцания или слабого свечения светодиодных ламп в выключенном положении выключателя.

Из-за технологической трудности производства и постоянного ускорения производства в отрасли, светодиодные лампы чаще ламп накаливания подвержены браку[8].

Типы светильников

Влагозащищённый светодиодный светильник

Все типы светильников можно разделить на три группы:

  • Светодиодные светильники для улиц, парков, дорог, для архитектурного освещения[9]. Выполняются в защищенном от влаги и пыли корпусе, кроме того, корпус обычно выполняет роль теплоотвода и изготавливается из хорошо проводящих тепло материалов[10].
  • Светильники для производственных целей, ЖКХ и офисов. К изделиям предъявляются повышенные требования по качеству освещения, в том числе к стабильности и цветопередаче, условиям эксплуатации[11]. Такие светильники чаще производятся в антивандальном исполнении, укомплектованы специальной отвёрткой и специальными саморезами, защищающими корпус от несанкционированного вскрытия. Рассеиватель у современных антивандальных светильников для ЖКХ выполнен из поликарбоната, который в десятки раз крепче традиционного стекла.
  • Светильники для бытовых нужд обычно выпускаются невысокой мощности, но должны удовлетворять многочисленным требованиям к качеству освещения, электробезопасности, пожароопасности и, в немалой степени, — к внешнему виду. Зачастую бытовые светильники имеют сменные лампы.

Кроме указанных применений, светодиодные светильники хорошо подходят для освещения музеев и раритетов, поскольку спектр лампы не содержит ультрафиолетовой составляющей[12][13].

Светильники для уличного освещения

Влагозащищённый светодиодный прожектор для уличного освещения, мощностью 10 Вт.

Светильники для улиц, парков и дорог должны удовлетворять многим критериям. Основные особенности, которые необходимо учитывать[9]:

  • Экономия электроэнергии. Светильники для улицы освещают большие территории и особенно важно, чтобы бóльшая часть излучаемого света направлялась на освещаемую поверхность. Светодиодные приборы наиболее удовлетворяют таким требованиям в исполнениях прямого света и преимущественно прямого света (по ГОСТ 17677-82) и позволяют получить экономию электроэнергии даже по сравнению с аналогичными газоразрядными лампами высокого давления и натриевыми лампами.
  • Прочность конструкции и защищенность от воздействия окружающей среды. Корпус устройства дожен быть сконструирован так, чтобы мусор, испражнения птиц и вода не скапливались на поверхности светильника и не ухудшали его охлаждающую способность, прозрачность защитного стекла, тем самым сохраняя характеристики в течение всего срока службы.
  • Цветопередача. Светодиодные источники освещения в большинстве обладают лучшими характеристиками цветопередачи. Кроме того, цветовой оттенок и индекс цветопередачи могут быть подобраны при выборе светильника для конкретного приложения.
  • Срок службы светодиодных ламп значительно превышает срок службы традиционных уличных источников освещения. Однако, светодиодные источники света чувствительны к повышенной температуре и при плохом теплоотводе срок службы может быть значительно снижен.
  • Равномерность освещения зависит от конструкции светильника и в большинстве обеспечивает необходимую диаграмму направленности для светильников прямого света.
  • Цена светодиодного светильника зачастую значительно выше аналогичных традиционных устройств освещения. Но, поскольку замена ламп в традиционных устройствах наружного освещения связана со значительными затратами, требует специального оборудования, использование светодиодных устройств в некоторых случаях даёт ощутимую экономию в ближайшей перспективе применения[14].

Светильники для производственных целей, офисов и ЖКХ

Светодиодный светильник на АЗС

Светильники предназначены для автоматического управления освещением в жилых домах и общественных местах, а также в производственных, офисных, складских и иных помещениях: лестничные клетки и марши подъездов, коридоры и переходы, козырьки и тамбуры, подвалы и чердаки, лифты и лифтовые площадки, комнаты и подсобные помещения, предподъездные территории, подземные автостоянки, а также другие второстепенные помещения, требующие ухода и освещения.

Умная светодиодная лампа

Умная светодиодная лампа — это осветительный прибор, управляющийся посредством смартфона, который позволяет контролировать параметры работы лампы, такие как цвет, яркость, время работы и другие параметры работы лампы.

Принцип работы

Как правило умная лампа имеет  оснащена алюминиевым корпусом для лучшей теплоотдачи, защитным колпаком от пыли и влаги, внутри которого расположены светодиоды, антенна с модулем Bluetooth, трансформатор и плата контроллера. В некоторых случаях в изделие включают датчики движения, микрофон или видеокамеру.

Если вкрутить лампочку в цоколь, вы получите свет обычной лампы. Чтобы воспользоваться всеми ее преимуществами необходимо установить приложение на свой Android или IOS гаджет. Соединение происходит с помощью Bluetooth-модуля или беспроводной сети Wi-Fi. Далее Вы сможете установить таймеры, необходимый режим света и менять его по надобности. Удобно создать несколько пользовательских режимов чтобы не настраивать каждый раз сначала.

Большинство умных ламп можно объединять между собой с помощью специального хаба к которому подключается до 100 изделий.

Сменная светодиодная лампа

Сменная светодиодная лампа — осветительный прибор, устанавливаемый в существующий светильник, изначально предназначенный как для установки сменных светодиодных ламп, так и для установки ламп другого типа — люминесцентных, накаливания, галогенных, возможно, с некоторой доработкой. В настоящее время выпускаются светодиодные лампы практически под все существующие типы цоколей. Лампы выпускаются мощностью до 40 Вт и предназначены для установки в бытовые осветительные устройства — настольные светильники, потолочные светильники, бра — как быстрая замена менее экономичных традиционных ламп без изменения дизайна и конструкции. Производители, кроме напряжения питания, потребляемой мощности и типа цоколя, указывают оттенок белого света (цветовую температуру, как правило, 2700-3000 K, 4000 K, 6000 K), класс энергоэффективности, срок службы лампы и мощность лампы накаливания сравнимой яркости.

Распространённые виды сменных светодиодных ламп:

  • Лампы с плоской платой и рассеивателем. Как правило, имеют форму «груши», «свечи» или софита. Могут быть оснащены качественным радиатором и драйвером — для него в такой лампе достаточно много места. Бывают также лампы, сделанные по технологии Chip-On-Board. Недостаток такой схемы — сложно получить лампу, диаграмма направленности которой не имеет значительного провала в сторону цоколя, для этого приходится делать достаточно крупногабаритный рассеиватель.
  • Лампа-«кукуруза». Собирается из нескольких плат в форме многогранной призмы, на каждую плату устанавливается несколько маломощных светодиодов, сверху может накрываться колпаком из оргстекла с отверстиями для охлаждения. По форме такая лампа напоминает кукурузный початок. Лампы-«кукурузы» дают более всенаправленную диаграмму распределения света, и потому не требуют крупногабаритных рассевателей. Как правило в лампах-кукурузах светодиоды плохо охлаждаются, отчего быстро теряют яркость или выходят из строя.
  • Филаментные лампы — внешне похожи на ранние лампы накаливания, благодаря чему могут использоваться в декоративных светильниках, рассчитанных на прозрачные лампы накаливания. В таких лампах светодиоды выращиваются на стеклянной подложке, соединяются последовательно в группы, как правило по 28 светодиодов, что позволяет упростить драйвер, так как одна такая «нить» питается напряжением около 100 вольт — благодаря этому не требуется преобразование напряжения, достаточно лишь ограничения тока и выпрямления. Однако в дешёвых филаментных лампах используются простейшие выпрямители даже без сглаживающих конденсаторов.
  • Линейные лампы — предназначены для замены линейных люминесцентных ламп. Для этого из светильника извлекаются балластные дроссели и стартеры (либо электронные пускорегулирующие аппараты).
  • Специальные лампы — для замены индикаторных ламп, ламп со специальным цоколем и т.д. Выполняются в форме заменяемой лампы.
  • Лампа на плоской плате со снятым рассеивателем

  • Лампа типа «кукуруза»

  • Лампы со светодиодами на подложках в виде лепестков

  • Лампа «софитного» типа под цоколь GU10

  • Линейные лампы

  • Лампа с цоколем R7S для установки в прожектор

Примечания

Ссылки

История лампочки | Основы освещения

Краткая история лампочки

Электрический свет, одно из повседневных удобств, которое больше всего влияет на нашу жизнь, не был «изобретен» в в традиционном понимании Томаса Алвы Эдисона в 1879 году, хотя можно сказать, что он создал первое коммерчески практичное накаливание свет. Он был не первым и не единственным, кто пытался изобрести лампочку накаливания. На самом деле, некоторые Историки утверждают, что до версии Эдисона было более 20 изобретателей ламп накаливания.Тем не менее, Эдисон часто приписывают изобретение, потому что его версия была в состоянии опередить более ранние версии из-за комбинация трех факторов: эффективный материал накаливания, более высокий вакуум, чем другие смогли достичь и высокое сопротивление, которое делало распределение энергии от централизованного источника экономически жизнеспособным.

Ранние лампочки

В 1802 году Хамфри Дэви изобрел первый электрический свет. Он экспериментировал с электричеством и изобрел электрический аккумулятор.Когда он подключил провода к своей батарее и куску углерода, углерод загорелся, производя свет. Его изобретение было известно как лампа электрической дуги. И хотя он производил свет, он не производил его для долго и слишком ярко для практического использования.

В течение следующих семи десятилетий другие изобретатели также создали «лампочки», но для коммерческого использования не было разработано ни одной модели. применение. Более того, в 1840 году британский ученый Уоррен де ла Рю вложил спиральную платиновую нить в вакуумная трубка и пропустила электрический ток через нее.Дизайн был основан на концепции, что высокая температура плавления точка платины позволила бы ей работать при высоких температурах и что в вакуумной камере меньшее количество молекул газа реагирует с платиной, улучшая ее долговечность. Хотя эффективный дизайн, стоимость из платины сделали его непрактичным для коммерческого производства.

В 1850 году английский физик по имени Джозеф Уилсон Свон создал «лампочку», вложив обугленную бумагу нити в вакуумированной стеклянной колбе.И к 1860 году у него был рабочий прототип, но отсутствие хорошего вакуума и адекватное снабжение электричеством привело к появлению колбы, срок службы которой был слишком коротким, чтобы считаться эффективным продукт света. Однако в 1870-х годах стали доступны более качественные вакуумные насосы, и Свон продолжала эксперименты на свете. луковицы. В 1878 году Лебедь разработал более долговечную лампочку с использованием обработанной хлопковой нити, что также устранило проблему. раннего чернения луковицы.

24 июля 1874 г. канадский патент был подан в Торонто медицинский электрик по имени Генри Вудворд и коллега Мэтью Эванс.Они построили свои лампы с различными размерами и формами углерода стержни удерживаются между электродами в стеклянных баллонах, заполненных азотом. Вудворд и Эванс пытались коммерциализировать свою лампу, но безуспешно. В конце концов они продали свой патент Эдисону в 1879 году.

Томас Эдисон и «первая» лампочка

В 1878 году Томас Эдисон начал серьезные исследования по разработке практической лампы накаливания и 14 октября 1878 года Эдисон подал свою первую патентную заявку на «Улучшение в электрическом освещении».Тем не менее, он продолжал тестировать несколько типы материалов для металлических нитей, чтобы улучшить его первоначальный дизайн, и к 4 ноября 1879 года он подал еще один США. патент на электрическую лампу, использующую «углеродную нить или полосу, намотанную и соединенную … с платиновыми контактными проводами».

Хотя в патенте описано несколько способов создания углеродной нити, в том числе с использованием «хлопковой и льняной нити», Эдитон, только через несколько месяцев после того, как патент был выдан и его команда обнаружила, что карбонизированная бамбуковая нить может длиться более 1200 часов.

Это открытие положило начало лампочек промышленного производства, и в 1880 году компания Томаса Эдисона, компания Edison Electric Light маркетинг своего нового продукта.

Оригинальная лампа накаливания от Томаса Эдисона.

Другие известные даты

  • 1906 — Компания General Electric первой запатентовала способ изготовления вольфрамовых нитей для использования в лампах накаливания. Сам Эдисон знал, что вольфрам в конечном итоге окажется лучшим выбором для нитей в лампах накаливания, но в свое время оборудование, необходимое для производства проволоки в таком прекрасном виде, было недоступно.
  • 1910 — Уильям Дэвид Кулидж из General Electric усовершенствовал процесс производства, чтобы изготовить самые долговечные вольфрамовые нити.
  • 1920-е гг. — произведена первая матовая лампочка, регулируемые лампочки накаливания для автомобильных фар и неоновое освещение.
  • 1930-е годы. В тридцатые годы были изобретены маленькие одноразовые лампочки для фотографий и люминесцентная лампа для загара.
  • 1940-е годы — первые лампы накаливания «мягкого света».
  • 1950-е годы — произведено кварцевое стекло и галогенная лампа
  • 1980-е — Созданы новые металлогалогенные лампы низкой мощности
  • 1990-е — Лампы с длительным сроком службы и компактные люминесцентные лампы дебютируют.

Будущее «первой» лампочки?

Современные лампы накаливания не являются энергоэффективными — менее 10% электроэнергии, подаваемой на лампу, преобразуется в видимый свет. Оставшаяся энергия теряется в виде тепла.Однако эти неэффективные лампочки все еще широко используются сегодня из-за многих преимуществ, таких как:

  • широкий, недорогая доступность
  • легкое включение в электрические системы
  • адаптируется для небольших систем
  • работа при низком напряжении, например, в устройствах с батарейным питанием
  • широкая форма и размер наличие

К сожалению, для ламп накаливания законодательство многих стран, в том числе США, обязало отказаться от них для более энергоэффективных вариантов, таких как компактные люминесцентные лампы и светодиодные лампы.Однако эта политика оказала большое сопротивление из-за низкой стоимости ламп накаливания, мгновенного наличия света и опасностей загрязнения ртутью КЛЛ.

Но, несмотря на значительное падение цен на светодиоды, будущее за светодиодами. Здесь, на Bulbs.com, мы предлагаем постоянно растущий каталог светодиодных ламп и светильников. Многие преимущества светодиодной технологии суммированы в этом видео.

Другие полезные ресурсы

,
Лампочка — Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия Лампочка накаливания Дизайн лампы накаливания

Лампа производит свет из электричества. [1] Помимо освещения темного пространства, их можно использовать для отображения включенного электронного устройства, для направления трафика, для обогрева и для многих других целей. Миллиарды используются, некоторые даже в космосе.

Ранние люди использовали свечи и масляные лампы для освещения. Грубые лампы накаливания были сделаны в начале и середине 19 века, но им было мало пользы.Усовершенствованные вакуумные насосы и лучшие материалы позволили им сиять дольше и ярче в конце века. Электростанции доставляли электричество в городские, а затем и в сельские районы для их питания. [2] Более поздние газоразрядные лампы, в том числе люминесцентные, используют меньше электричества, чтобы сделать больше света.

Есть несколько видов лампочек:

  • лампочка накаливания — самая распространенная лампочка в доме примерно до 2003-2010 гг.
    • галогенная лампа’ — более эффективная лампа накаливания
  • газоразрядная лампа — тип лампочки, включающей флуоресцентный свет.Компактные люминесцентные лампы (или КЛЛ) теперь заменяют лампы накаливания в доме
  • Светодиод
  • — ранее использовался только в местах с низким энергопотреблением, теперь их можно использовать в качестве лампочек в доме
  • электрическая дуговая лампа, самый ранний вид, теперь редкий, за исключением больших прожекторов

Лампочки преобразуют электричество в свет и тепло. За исключением тепловых ламп, тепло считается ненужным. Лампочка, которая производит больше света и меньше тепла, более эффективна.

Лампа накаливания [изменить | изменить источник]

] Лампа накаливания превращает электричество в свет, посылая электрический ток через тонкий провод, называемый нитью накала. Электрические нити состоят в основном из вольфрама. Сопротивление нити накала нагревает колбу. В конце концов, нить становится настолько горячей, что светится. [3]

Нить накаливания должна быть защищена от воздуха, поэтому она находится внутри колбы, а воздух в колбе либо удаляется (вакуум), либо чаще заменяется благородным газом, который ничем не влияет, например неон. или аргон.Только около 3% энергии, которая уходит в лампу накаливания, на самом деле производит свет, остальное — тепло. Это одна из причин, почему светодиоды более эффективны.

Этот тип ламп работал плохо и мало использовался, пока Джозеф Свон и Томас Эдисон не улучшили его в 1870-х годах. Это была первая лампочка, которая могла использоваться в домах — она ​​не стоила слишком дорого и работала хорошо. Впервые людям не нужен был огонь (свечи, масляные лампы, керосиновые лампы и т. Д.), Чтобы зажечь свет.Это было достаточно ярко, чтобы люди могли легко читать ночью или делать работу. Он использовался для освещения магазинов и улиц, и люди могли путешествовать после наступления темноты. Это начало общего использования электричества в домах и на предприятиях. В 1900-х годах имелись углеродные нити до вольфрамовых. Они длятся дольше и дают яркий свет.

Ранние вакуумные ламповые устройства были лампами накаливания, предназначенными для работы при более низких температурах, с добавленными электронными деталями.

Лампы дневного света [изменить | изменить источник]

Люминесцентные лампы

являются эффективными и выделяют только heat количества тепла лампы накаливания.Они также служат дольше, чем лампы накаливания, но до конца 20-го века были намного больше и не помещались в розетки для небольших верхних огней и ламп, как лампы накаливания.

Флуоресцентная лампа представляет собой стеклянную трубку, обычно заполненную газообразным аргоном и небольшим количеством ртути. При включении катод нагревается и испускает электроны. Они попали в газообразный аргон и ртуть. Газ аргон создает плазму, которая позволяет электронам двигаться лучше. Когда электроны сталкиваются с атомом ртути, он переводит молекулу в состояние, в котором у нее много энергии (запас энергии).Энергетическое состояние не длится очень долго, и когда энергия высвобождается, она испускает фотон. Фотоны из ртути не видны, как некоторые другие фотоны; они ультрафиолетовые. Так что на стенке колбы есть люминофорное покрытие. Когда фотон попадает в молекулу люминофора, он, в свою очередь, переводит эту молекулу в возбужденное состояние. Когда этот люминофор высвобождает энергию, он испускает фотон, который мы можем видеть, и получается свет. Изменение типа люминофора может изменить цвет, который мы видим, но обычно люминесцентные лампы светлее, чем лампы накаливания, которые слегка желтые.

LED [изменить | изменить источник]

Светодиод (также известный как светодиод) сделан как электроника. Это чип из полупроводникового материала. Светодиодные лампы более эффективны и служат дольше, чем лампы накаливания или люминесцентные. В отличие от люминесцентных ламп, светодиоды не используют ртуть, которая является токсичной. В течение нескольких лет светодиодные лампы не были такими яркими, как другие виды освещения, и стоили дороже.

  • Большинство лампочек встраиваются в розетки, которые обеспечивают высокий уровень напряжения электричества.Если розетка включена, даже если лампа не горит, существует реальная опасность поражения электрическим током.
  • Лампы накаливания очень сильно нагреваются при включении, и им требуется некоторое время для охлаждения. Прикосновение к лампе, когда она горячая, может вызвать ожоги.
  • Большинство лампочек изготовлены из стекла, что означает, что они могут легко разбиться. У битого стекла острые края, которые могут прорезать кожу.
  • Если люминесцентная лампа разбивается, ртуть внутри испускает пары, которые могут вызвать отравление ртутью при вдыхании.
  • Edison Lightbulb Musée des Lettres et Manuscrits

  1. «Как работает лампочка?». 17 июня 1992 г. Получено 20 мая 2012 г.
  2. «Изобретения Эдисона». about.com. Получено 21 марта 2013 г.
  3. Оззи Зенер (2012). «Обещания и ограничения светоизлучающих диодов».Получено 20 мая 2012 г.
,
Компоненты светодиодной лампы и лампочки от специалистов по коммерческому освещению

Чтобы объяснить, как работает светодиод, мы должны объяснить четыре основных компонента светодиодной лампы; светодиодный чип, Драйвер, светодиодный чип излучает свет в лампочке. Теплоотвод и оптический объектив.

  • Затем драйвер регулирует входной ток.
  • Радиатор отводит тепло от светодиодного чипа.
  • Оптика контролирует характеристики светового потока.
Светодиодная микросхема

, обозначающая светоизлучающий диод, является источник, который становится освещенным движением электронов или электрического ток, проходящий через полупроводниковый материал.Полупроводник — это вещество, обычно твердое химическое вещество. элемент или соединение, которое может проводить электричество в некоторых условиях, делая Это хорошая среда для контроля электрического тока.

Твердотельное освещение (SSL) — есть освещение с использованием светодиодов. Поскольку это проданное государственное освещение, оно не требует нагретая нить, как лампа накаливания. Светодиодный свет образуется при переносе P-типа (+) и Полупроводники N-типа (-), которые образуют PN-переход. Энергия высвобождается в виде света, когда N-тип (-) электроны и дырки с положительным зарядом P-типа (+) объединяются.

Светодиодный драйвер — регулирует ток, протекающий через светодиод, похож на балласт в компактных люминесцентных лампах. Светодиодные драйверы могут быть внутренними или внешними. Светодиодная мощность пропорциональна его току; любой небольшой изменение тока может привести к недопустимым изменениям светового потока. Так светодиодный драйвер является очень важным компонентом светоотдачи и сильно влияет на Срок службы лампы светодиодный.

Радиатор — это ключевой компонент хорошего качества светодиодов. Светодиоды не генерируют много внешнего тепла, но они генерируют внутреннее тепло в месте соединения, высокая температура возле светодиода соединение влияет на короткие срок и длительный срок службы и влияют на производительность светодиодов.Нагрев должен быть удален из светодиодного чипа для поддержания ожидаемого световой поток, жизнь и цвет. Кратковременными последствиями неправильного погружения в тепло могут быть снижение светоотдачи, а также цветовой сдвиг длины волны, в то время как долгосрочные эффекты будут иметь меньший срок службы лампы. Радиатор имеет важное значение для удаления тепла, которое удаляется через конвекцию (по воздуху) или по проводимости (при контакте). Большинство металлов являются отличными проводниками, поэтому они используются в качестве монтажных материалов для большинства светодиодов.

  • Optic — это также большой компонент светодиодной лампы, которая имеет многоуровневая оптика.
  • Primary Optic — встроен непосредственно в светодиодный чип.
  • The Secondary Optic — собирает и перераспределяет свет в светодиодная лампа.
,

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *