Как правильно понимать технические характеристики светодиодов – краткое разъяснение
Многие производители светодиодов пытаются сохранить свои позиции на рынке за счет того, что предоставляют минимальный объем технической информации о своих продуктах, и даже та информация, которую мы получаем, не рассказывает нам всю правду. Но это информация, которая нам действительно нужна, когда мы хотим указать в спецификации технические характеристики светодиодного продукта.
Фотометрические характеристики
Номинальный световой поток (люмены: лм)
Традиционно показатель светового потока зависел от интенсивности света, излучаемого источником освещения, независимо от влияния светильника и любого оптического устройства управления. Нет причин, по которым производители светодиодов должны были указывать какие-либо характеристики иначе, чем они есть на самом деле, но этот простой параметр намеренно вводил в заблуждение из-за того, что некоторые светодиоды не являются независимыми устройствами, а встроены непосредственно в светильник.
Эфективность светодиодного светильника (люмен на Ватт: лм / Вт)
Это тот показатель, за которым «гнался» каждый производитель последние десять лет и даже более длительный период. Сначала настоящей целью было превысить уровень эффективности, который требовался в соответствии с нормативными положениями, регламентирующими уровень энергоэффективности. Эта цель была достигнута несколько лет назад.
Есть предположение, что стремление к постоянному повышению показателей энергоэффективности приведет к ухудшению качества осветительных систем, поскольку более высокая светоотдача светильников будет способствовать меньшей равномерности освещенности в пространстве, и все это в попытке удержать показатели световой эффективности.
Световая отдача (коэффициент полезного действия источника света: LOR)
Существуют два показателя светового потока; световая отдача самого источника света и показатель световой отдачи светильника, который учитывает потери, получаемые внутри корпуса и оптической системы. Коэффициент полезного действия источника света (LOR) — это разница между этими двумя значениями.
В мире не существует на 100% эффективного светильника, несмотря на заявления некоторых производителей светодиодов об обратном. Как только источник света подключается к светильнику, выходные характеристики источника света меняются. Каждый светильник должен иметь коэффициент полезного действия, хотя многие производители и предпочитают не рассказывать вам, что это такое.
Распределение интенсивности (измеряется в канделах: кд)
Кривая в полярной системе координат — это краткая характеристика, которая говорит вам, с каким светильником вы имеете дело.
Она моментально выявляет, например, имеет ли потолочный светильник узко направленный луч света или широко направленный.
Показатель максимальной интенсивности обычно находится в центре светового луча. Параметр интенсивности по краям луча обычно указывается в половину от максимальной интенсивности.
Несмотря на то, что ситуация в какой-то степени улучшилась, все еще есть ощущение, как будто производители светодиодов решили, что фактические эксплуатационные качества светильника не имеют значения, будь то узко направленный луч точечного светильника или широко направленный луч осветительного прожектора, это не важно.
Номинальный срок службы светодиодов
Инженер по устройствам освещения Джеймс Хукер проводит испытания на проверку срока службы устройств
Просто указывать параметр номинального срока службы как некое количество часов, пожалуй, не имеет смысла.
Указанный параметр «50 000 часов при L70» означает, что светильник потеряет 30% света за 50 000 часов.
«50 000 часов при L90» говорит нам о том, что светильник теряет только 10% света за тот же период времени.
С данным параметром связана другая метрика – «процент отказов». Речь идет о процентной доле светодиодных модулей, которые могут выйти из строя к тому моменту, когда светильник достигнет номинального срока службы. Вы не увидите этот параметр в технических спецификациях.
Цветовые характеристики
Все источники света деградируют в процессе эксплуатации, и светодиод не является исключением.
В процессе использования светодиодов, с ними происходят две вещи, световая отдача снижается и ухудшается качество цвета. Правильно описанные технические характеристики будут содержать данные об этих изменениях в процессе эксплуатации.
Индекс цветопередачи (CRI)
Индекс цветопередачи показывает, насколько эффективно работает источник белого света, точно отображая цвета, которые он освещает. Идеальный параметр CRI будет равен 1; приемлемый CRI для большинства систем освещения в сфере жилой и коммерческой недвижимости — выше 0,8. Следует избегать устройств с индексом цветопередачи ниже 0,8.
Коррелированная цветовая температура (CCT)
Цветовая температура источника белого света обозначает то, насколько «теплым» или «холодным» кажется свет. Данный параметр измеряется в кельвинах (К) — чем выше показатель, тем «холоднее» свет. В домашних условиях обычно предполагается использование освещения с цветовой температурой около 2700K, что похоже на цветовую температуру традиционных ламп накаливания; в помещениях в сфере коммерческой недвижимости обычно используют освещение в диапазоне 3000K — 4000K.
Исторически сложилось так, что одной из основных проблем многих источников освещения была тенденция продолжать использовать лампу долгое время после того, как ее цветовые характеристики ухудшились до такой степени, что лампу уже нельзя использовать. Светодиод здесь не является исключением, и в течение расчетного срока службы можно ожидать, что цветовые характеристики могут ухудшиться. Параметр расчетного срока службы светодиода должен учитывать эту деградацию, а также снижение показателя светового потока. Лишь некоторые компании учитывают этот аспект.
Есть два показателя, которые действительно полезно указывать: цветопередача и цветовая температура в конце расчетного срока службы (L70 и прочие)
Пороги цветоразличия (бины)
Упрощенная версия порогов цветоразличия.
Предоставлено: Xicato
В отношении светодиодов также введена новая метрика; «пороги цветоразличия» (McAE). Это стало необходимо из-за несоответствия цветовых характеристик светодиодов после того, как они миллионами штук выходят с промышленных сборочных линий. Параметр «порогов цветоразличения» основан на принципе «едва заметной разницы» между светодиодными чипами. Когда партия чипов имеет одинаковую светоотдачу, их относят к одному порогу цветоразличения. Чем больше разброс показателей, тем большее количество порогов цветоразличения получается.
Хороший производитель, как правило, поставляет продукцию, имеющую два или три порога цветоразличения. Если заявленное количество порогов превышает шесть, ищите другой светодиод.
Опять же, по мере того, как светодиоды приобретают большой срок службы и их цветовые характеристики ухудшаются, количество порогов цветоразличения увеличивается, показывая деградацию изначально заданных показателей цветопередачи.
Таким образом, еще одна метрика была бы ценной: отклонение показателя порогов цветоразличения в течение номинального срока службы.
Настраиваемые белые цвета
То, что не так давно стало важным — это цветовые характеристики «настраиваемых источников белого цвета». Это многоканальные источники светодиодного света, где настройки белого света можно смещать в диапазоне между «теплыми» и «холодными» температурами. Что редко указывают — это влияние на цветопередачу, когда идут по всему диапазону. В идеале, изменяющиеся цветовые температуры будут следовать за кривой «идеального излучателя» в соответствующем цветовом диапазоне температур. Появятся системы освещения, для которых эта информация будет чрезвычайно важна.
Электрические характеристики
Любой светодиодный светильник является, прежде всего, электрическим устройством, и есть параметры работы светодиодов, о которых необходимо сообщать в технической спецификации.
Номинальная входная мощность (в Вт)
Входная мощность имеет отношение к общей мощности, потребляемой светильником, включая любое управляющее устройство в цепи.
Управляющий ток (в мА)
Яркость светодиода зависит от управляющего тока драйвера. Чем выше управляющий ток, тем выше светоотдача, но срок службы светодиода снизится. Стандартное значение управляющего тока составляет 350 мА, но может быть и по-другому.
Хорошие или неожиданно высокие показатели световой отдачи могут быть результатом того, что драйвер имеет более высокое напряжение, и, как следствие, показатели расчетного срока службы могут колебаться.
Коэффициент мощности
По своей природе электрическая схема светодиода имеет низкий коэффициент мощности, менее 0,5.
Хотя от производителей не требуется улучшать коэффициент мощности любого светильника с номинальной мощностью менее 26 Вт, это должно быть само собой разумеющимся для любого производителя, который привержен хорошим технологиям и заявляет хорошие показатели.
Ни один светодиодный светильник не должен иметь коэффициент мощности ниже 0,85.
Светодиоды Cree: особенности, технические характеристики
Компания CREE (Америка) – ведущий производитель светоизлучающих диодов. На основе его диодов XLamp (таких серий, как XR, XP и MC) изготавливаются современные технологичные фонари и другие осветительные приборы. Особенность упомянутых диодов – они очень эффективны и экономичны.
О чем же говорит аббревиатура, указываемая по отношению к светодиодам? Допустим, вы видите надпись CREE XP-E R2. Расшифровывается она следующим образом:
- указывается название узнаваемого по всему миру бренда-производителя CREE;
- XR-E – название модели светодиода;
- R2 – отражает типа бина, который характеризует яркость. Он же – “flux bin” в англ.языке. Это значение рассказывает о том, сколько люменов (лм) способен выдать светодиод, потребляя 1 Вт энергии (350 мА).
Сегодня часто встречаются обозначения Q2- Q5 (в линейке XR-E), R2-R3 (в XP-E), R4, R5 и S2 (в серии XP-G).
Сегодня часто встречаются обозначения Q2- Q5 (в линейке XR-E), R2-R3 (в XP-E), R4, R5 и S2 (в серии XP-G).Кроме яркости светодиоды отличаются также другими возможностями и характеристиками.
XR-E – один из самых старых. Можно встретить только у фонарей, давно присутствующих на рынке. Легко узнается среди других: его диод покрыт большой полусферой, а кристалл крупнее всех последующих серий (диоды XP, например, напоминают капельку, а размер XP-E уменьшен на 80% если сравнить с XR-E. Серия XP имеет также следующие отличия: XP-Е на светодиоде присутствует три полоски, у XP-G – четыре, что увеличивает его площадь.
Таким образом, несмотря на один размер и одинаковое строение, все перечисленные выше светоотражатели отличаются. XP-E легко фокусируется в узкий пучок света, по причине использования наименьшего источник света и кристалла при его изготовлении. XR-E создает луч пошире, а наиболее широкий у XP-G, но не из-за размера кристаллов, а особенностей фокусировки, о чем мы расскажем далее.
По эффективности использования энергии на самой низкой ступени рейтинга находится XR-E, средней – XP-E, и наиболее энергоэффективный XP-G. Причем для каждого из них необходим специально отражатель, спроектированный определенным образом, который создавал бы нужный световой пучок. Далеко не у всех производителей световых приборов есть возможность оснащать диоды такими светоотражателями. Это главная причина, почему менее функциональные диоды используются до сих пор, и все популярные производители не спешат переходить на самый яркий и энергоэффективный XP-G.
Серии светодиодов и их особенности
Теперь расскажем и о других сериях. Для примера и описания характеристик будем рассматривать пятно света, которое получим на ровной стене, посветив на нее фонарем с определенным диодом.
XP-E выдает идеальную картину: хороший, равномерно сфокусированный луч света с ровной засветкой по бокам без провалов и недостатков.
XP-G может выдавать картинку в форме круга с потемнением внутри при использовании отражателя для фокусировки.
И виноваты в таком свете не производители фонарей. Это просто особенность данного диода. Вот почему Fenix, Nitecore, 4sevens, Jetbeam и Zebra не обновляли сразу свои серии фонарей, а другие бренды в погоне за новинками устанавливали специальные текстурированные отражатели или вообще использовали отражатели, предназначенные для других светодиодов. В любом случае, эти решения плохо влияли на возможности фокусировать пучок света и его дальнобойности. Мнения специалистов, сходятся в том, что фонари с этими светодиодами уступают по дальности более старым XR-E или XP-E.
XM-L – шедевр от CREE. Был разработан и выпущен на рынок в 2011 г. после чего 95% мощных фонарей начали производить именно с ним. Главное преимущество XM-L – высочайшая яркость в 1000 лм при использовании всего лишь силы тока в 3А.
XM-L2 — отличается от базовой модели линейки XM-L подложкой серебристого,а не зеленого цвета. КПД увеличено на 15-20% по сравнению с исходным светодиодом.
Эта модель выдает более яркий луч света, при более низком теплоотводе. Позволяет изготавливать более мощные, но компактные фонари, фары для велосипедов.
XHP — новые надежные и мощные светодиоды, превзошедшие предшественника (XM-L). Здесь компания CREE использует новый тип обозначения, не схожий с традиционным. XHP — аббревиатура, сокращенно от Extreme High Power, а числовая приставка 35/50/70 указывает на размеры корпуса. Так, новая линейка светодиодов дублирует уже имеющиеся параметры: XHP35 — повторяет размеры диодов XP-G2, XT-E, XP-L, равные 3,45×3,45 мм, XHP50 схож с XM-L2, параметры — 5,0×5,0 мм, а габариты XHP70 одинаковы с MK-R (7,0×7,0 мм). Светодиоды этой линейки обеспечивают увеличение потока света более, чем в два раза. При этом они совместимы со стандартными печатными платами и оптикой. Совместимость и сила светового потока определенных моделей отражены ниже на графике.
Далее для наглядности приведем в таблицах характеристики различных диодов, используемых в фонарях.
XP-E
XP-E2
XP-G
XP-G2
XM-L
LED (светоизлучающие диоды) | Продукция
TOP > Продукция > LED (светоизлучающие диоды)
Светодиоды— это полупроводники, которые светятся при подаче на них электричества. Благодаря высокой эффективности, длительному сроку службы и другим выдающимся характеристикам светодиоды пришли на смену традиционным источникам света в самых разных областях. Теперь основное внимание уделяется созданию новой ценности с помощью таких ключевых слов, как «качество света» и «функция света».
*На этой странице описаны только основные приложения. Для получения более подробной информации о каждом светодиоде и приложениях, не перечисленных на этой странице, см. сайт Nichia LED/LD.
Automotive
Светодиоды Nichia для автомобильной промышленности отличаются высокой надежностью и сертифицированы по стандартам IATF16949. Светодиоды Nichia используются для наружного освещения в автомобилестроении (например, фары, ДХО [дневные ходовые огни], ADB [адаптивные фары дальнего света], указатели поворота и т.
д.) и для внутреннего освещения (например, окружающее освещение, приборные панели, переключатели, HUD [головы вверх дисплей] и т. д.). Nichia будет стремиться и дальше поддерживать расширение рынка электромобилей и автономных транспортных средств.
УЗНАТЬ БОЛЬШЕ（Сайт LED/LD）
Подсветка ЖК-дисплеев
Жидкокристаллические дисплеи (ЖК-дисплеи) сегодня используются в различных телевизорах, смартфонах, планшетах и ноутбуках. ЖК-дисплеи могут отображать изображения в сочетании со светодиодной системой подсветки. В последние годы возникла потребность в светодиодах с более высокими характеристиками из-за тенденции к более низкому энергопотреблению, более широкой цветовой гамме и более высокому разрешению. Компактные высокоэффективные светодиоды Nichia для подсветки ЖК-дисплеев способствуют улучшению качества изображения.
УЗНАТЬ БОЛЬШЕ（Сайт LED/LD）
Освещение
Светодиоды стали основным источником света в отрасли общего освещения отчасти из-за их превосходящей светоотдачи и срока службы по сравнению с обычными лампочками накаливания и люминесцентными лампами.
Светодиоды общего освещения Nichia, ориентированные на качество света, предлагаются в широком спектре продуктов, от внутреннего освещения до наружного освещения (например, уличного, районного и стадионного освещения). Кроме того, Nichia также фокусируется на эффективности облученных объектов, исследуя новые рынки, такие как продукты, которые способствуют оптимизации циркадного ритма человеческого тела.
УЗНАТЬ БОЛЬШЕ（Сайт LED/LD）
Дисплей
Благодаря разработке компанией Nichia первых в отрасли синих светодиодов высокой яркости, а затем и чисто зеленых светодиодов, светодиоды Nichia внесли свой вклад в развитие полноцветных дисплеев. Сегодня светодиоды Nichia для дисплеев используются в различных местах по всему миру, таких как рекламные дисплеи в больших городах, информационные щиты на транспортных средствах, всемирно известные концерты и цифровые табло на стадионах. Nichia будет продолжать стремиться к более высокой яркости, более низкому энергопотреблению, более высокому разрешению и более высокой видимости для светодиодов, а также будет разрабатывать продукты для дальнейшего улучшения крупномасштабных дисплеев.
УЗНАТЬ БОЛЬШЕ（Сайт LED/LD）
УФ-светодиоды
В отрасли известно, что часто трудно обеспечить постоянное качество УФ-светодиодов. Тем не менее, Nichia обеспечивает высокую надежность своих УФ-светодиодов за счет интегрированного управления всем процессом, от производства пластин до отгрузки продукции. УФ-светодиоды Nichia уже более 20 лет выбираются широким кругом клиентов, которым требуются высококачественные светодиоды (например, устройства для обнаружения банкнот, отверждение чернил для принтеров и высокоточное отверждение).
УЗНАТЬ БОЛЬШЕ（Сайт LED/LD）
Технические характеристики светодиодных светильников
Светодиодные светильники (светодиодные светильники), впервые появившиеся на рынке в 1998 году, были единодушно признаны осветительными приборами нового поколения. Инновационные источники света имеют настолько очевидные преимущества перед лампами накаливания и люминесцентными лампами, что удивительно, что большинство потребителей до сих пор не перешли на альтернативные устройства.
Аналитики считают, что единственным барьером является высокая цена продукции, и это действительно главное. Но есть и ряд других существенных факторов, которые нельзя не учитывать.
Для того чтобы сделать объективные выводы о целесообразности использования светодиодов в быту, на промышленных или коммерческих объектах, следует рассмотреть основные характеристики светодиодных светильников, хотя бы в самом упрощенном виде. Рядовой потребитель, не являющийся специалистом в области электричества, должен понимать, почему он предпочитает тот или иной вид освещения.
Характеристики осветительных приборов
При сравнении источников света специалисты учитывают значения следующих показателей:
- мощность;
- световой поток;
- световая температура;
- напряжение питания;
- условия эксплуатации (температурный диапазон, степень защиты, адаптация к системе связи и т.д.).
Это приоритетные характеристики, помимо которых учитывается ряд других параметров, о которых будет сказано ниже.
Мощность
Это показатель, отражающий количество потребляемой электроэнергии в единицу времени.
На упаковке светодиодных ламп указываются необычно низкие значения мощности (от 3 до 17 Вт), но этот факт никак не влияет на яркость света.
Для грубого сравнения можно привести следующий пример – если показатель мощности Led источника умножить на 7, то получится число, соответствующее мощности лампы накаливания (светодиодному прибору мощностью 9-12 Вт соответствует лампа накаливания мощностью 75-100 Вт, энергосберегающая – 24 Вт).
Мощность на упаковках марочных иностранных товаров обозначается буквенными обозначениями Ш или Р.
Световой поток
Параметр, указывающий мощность излучения, создаваемого источником света (измеряется в люменах, обозначается как Лм). Покупателю важно знать, что светодиодная лампа с показателем 600 Лм может быть использована для замены лампы накаливания мощностью 60 Вт.
Расчет энергоэффективности светодиодной лампы
Энергоэффективность научно исходя из энергопотребления.
Чем ниже энергозатраты на обеспечение освещения, соответствующего современным нормам (эргономика, экология, санитарная гигиена), тем выше показатель энергоэффективности.
Расчет производится по формуле: показатель светового потока делится на мощность источника света.
Энергетическая эффективность Led лампы со световым потоком 200 Лм и мощностью 5 Вт составляет 40 Лм/Вт (для лампы накаливания с аналогичными параметрами эта характеристика равна 10 Лм/Вт), то есть энергия эффективность светодиодного источника в 4 раза выше, чем у традиционной лампы
Световая температура
Световая температура – шкала оттенков свечения по Кельвину. Цветовая температура 6000 Кельвинов соответствует оттенку солнечного света днем. В быту чаще всего используются лампы с показателем 2600-3100 К – цветовая температура вечернего солнечного света, наиболее комфортно воспринимаемая человеком.
Вы можете выбрать подходящий оттенок по таблице соответствия параметров и цветовой шкале, в которой указаны оттенки, создаваемые источником света.
Их очень много – несколько оттенков белого, синего, желтого. Светильники с показателями 7000К (холодный дневной свет) используются в офисных залах, банках, торговых центрах и других общественных зданиях. Оптимальным индексом цветопередачи является максимальное значение, близкое к 100 (97 и 98 — хороший показатель, 100 — идеальный).
Степень защиты
Показатель, отражающий гарантированный производителем уровень защиты изделия от факторов внешней среды. Значение обозначается символами IP и двумя следующими за ними цифрами. Первая цифра (от 0 до 6) показывает степень защиты от пыли и механических частиц, соответственно 0 – нет защиты, 6 – максимальная защита. Вторая характеристика — влагостойкость (от 0 до 8, причем последняя цифра гарантирует защиту устройства при погружении в воду на длительное время).
Светодиодные светильники с показателями IP 21 вполне подходят для домашних помещений, а для ванных комнат следует выбирать IP 44 и выше.
Напряжение питания
Большинство светодиодных светильников работают от постоянного тока, с напряжением питания 4 В.
Суммарное напряжение светодиодов в осветительном приборе редко превышает 60 В, тогда как электрические сети в среднем дают 100-240 В переменного текущий. Для приведения параметров сети и светодиодов в режим согласования необходимо использовать блок питания, или, как сегодня называют это устройство, «драйвер».
Основной задачей драйвера (блока питания) является преобразование напряжения, стабилизация и выпрямление тока, а также (в некоторых случаях) регулирование светового потока. Светодиодные светильники, люстры, панно продаются в комплекте с этими устройствами.
Диммеры, создающие мощные световые импульсы (при малых импульсах лампочка горит тускло), представляют собой отдельное устройство, регулирующее интенсивность светового потока.
Диапазон рабочих температур
Точных данных на этот счет не существует. Производитель гарантирует сохранение эксплуатационных характеристик в диапазоне от – 40 до + 40 градусов (по Цельсию), хотя светодиодные источники света успешно эксплуатируются в суровых климатических условиях, где температура опускается ниже 50 градусов.
Этот показатель не важен при использовании устройств в домашних условиях, производственных мастерских или офисах.
Пульсация
Пульсация света оказывает негативное влияние на органы зрения и нервную систему. В обычных лампах накаливания заметной пульсации нет, поэтому освещение воспринимается комфортно.
В светодиодных светильниках пульсация зависит от качества сборки технического устройства.
В фирменных устройствах, оснащенных сетевыми драйверами, значение пульсации составляет всего 0,3% (например, лампы Ledcraft или Navigator). Вместо этого дешевые китайские лампы могут пульсировать с коэффициентом 80-9.0%! Вывод – нельзя покупать товар у непроверенных производителей, без сертификатов и документации компании-поставщика. Это приведет к неоправданным затратам, и уж точно к отсутствию того результата, на который рассчитывал покупатель.
Цоколь и колба
Наиболее распространены патроны форматов Е 14 и Е 27, а также ГУ5.
3 и ГУ10 для ламп с направленным потоком света. Цоколь GX53 — для светильников, встраиваемых в подвесные потолочные системы и мебель, E40 — для уличного освещения, ландшафтного освещения, больших помещений.
Колба светодиодной лампы, соответствующая форме лампы накаливания, имеет условное обозначение А60, цоколь Е27. Также выпускаются лампы в форме шара или свечи (условные обозначения Р45 и С 37) с цоколем U 14. Эти модификации устанавливаются в люстры и декоративные светильники. В софитах используются источники света с лампочками R50 и R63.
Немного о минусах
Итак, светодиодная лампа – это экономичный, энергоэффективный, экологически чистый, безопасный прибор с длительным сроком службы (производители гарантируют 5 лет, но на самом деле светодиоды функционируют долго, что, по данным разработчиков, колеблется в пределах 50-100 тыс. часов).
Минусом является не только высокая цена, о которой все и так знают. Есть и другие недостатки, которые меньше всего проявляются в качественной продукции европейского и отечественного производства.
Это неравномерное распределение светового потока в помещении (точечное освещение), холодный оттенок, сложность конструктивного устройства (необходимо наличие системы охлаждения, драйвера, диммера).
Для эффективного функционирования светодиодного светильника техническая база должна быть подготовлена таким образом, чтобы все параметры электросети соответствовали показателям источника света. В некоторых случаях необходимо менять старые плинтуса и проводку.
Еще один важный момент – в некачественных лампах кристалл светодиода довольно быстро деградирует, поэтому через пару лет освещение станет тусклым, невнятным, что вызывает раздражение.
Покупая качественные источники света таких известных производителей, как Philips (Нидерланды), Osram (Австрия), Cree (Дания), Gauss (Россия), вы можете быть уверены, что покупаете качественную продукцию. Однако для принятия такого непростого решения лучше воспользоваться помощью профессионалов, которые хорошо знают особенности товаров этой группы и смогут в полной мере учесть требования покупателя.
