Светодиодные лампы

Современные светодиоды

На сегодняшний день светодиоды являются самым развивающимся направлением в области светотехники. На данный момент изобретены светодиоды почти всей видимой области спектра — от красного до фиолетового, а также светодиоды, формирующие излучение в инфракрасной области спектра. К выпуску светодиодов приступили крупнейшие мировые лидеры в сфере светотехники и множество более мелких компаний в большинстве развитых стран.

На данный момент светодиоды массового выпуска могут достигать следующих параметров:

• светоотдача белых светодиодов до 35 лм/Вт, красных и зеленых — до 50 лм/Вт, продолжительность службы — 50 000 часов.
• На опытных экземплярах белых светодиодов была достигнута светоотдача 125 лм/Вт. Компания HP заявляла о продолжительности службы светодиодов 1 миллион часов (120 лет постоянной работы). Американская компания TREE в 2005 году сообщала в своих рекламных кампаниях о массовом выпуске белых светодиодов мощностью 1 Вт, имеющих светоотдачу 87 лм/Вт (больше, чем у абсолютного большинства люминесцентных ламп).

Тенденция развития технологий в области светодиодов говорит о том, что в ближайшие годы они смогут вытеснить с рынка другие источники света.

Конструктивное построение светодиодного источника света

Основу конструкции светодиодов составляет полупроводниковый кристалл, находящийся на проводящей подложке. К кристаллу и подложке через вводы подведено напряжение. Вокруг кристалла находится отражатель, который направляет световой поток в определенную сторону. От воздействия внешних факторов кристалл защищен специальным корпусом из эпоксидной смолы или поликарбоната. Верхний участок корпуса обычно выполнен в форме купола и выполняет функции линзы, которая формирует пучок света. В некоторых случаях вместо купола используются наборы кольцевых микроскопических линз на плоском основании.

Встроенный отражатель и корпус создают световой поток, который излучается кристаллом, поэтому в светильниках для светодиодов нет необходимости в использовании дополнительной специальной оптической системы, как в традиционных лампах.

Светодиоды питаются постоянным током с низким напряжением, величина которого обуславливается цветностью излучения: у красных светодиодов это значение достигает 2,1 В, у зеленых светодиодов - 3 В, у синих и белых — приблизительно 4 В.

Наибольшую долю производимых на сегодняшний день светодиодов составляют светодиоды с куполообразным корпусом (диаметр 5 мм). Их номинальный ток составляет 20 мА. В некоторых случаях фирмы-производители выпускают светодиоды с диаметром корпуса 10 мм и рабочим током 40 мА. Максимальная достигнутая мощность одного светодиода на сегодняшний день составляет 5 Вт.

Помимо длительного срока службы, светодиоды обладают рядом других преимуществ:

• Высокая степень надежности;
• повышенная устойчивость к воздействию факторов внешней среды (температуре и влажности воздуха, механическим воздействиям);
• малые размеры;
• достаточно высокий коэффициент светового потока;
• простота управления;
• наивысшая экологическая безопасность из-за отсутствия ртутных паров и стеклянных компонентов.
• Широкий диапазон цветов и возможность задать любое направление луча (от 3° до 180°) обуславливают применение светодиодов в большом количестве световых приборов.

На сегодняшний день светодиоды применяются, в первую очередь, в светосигнальных устройствах — автодорожных светофорах и железнодорожных семафорах, информационных и рекламных табло на вокзалах, аэропортах, пунктах обмена валют и стадионах и т.д. Многие российские и зарубежные компании в последнее время начали выпуск настольных и переносных осветительных приборов, использующих белые светодиоды.

Практически все московские светофоры и указатели на дорогах работают с использованием светодиодов. На некоторых московских площадях установлены огромные (10x5 метров) светодиодные информационные щиты, формирующие устойчивое изображение даже в яркие солнечные дни.

Достижения отечественных производителей светодиодов

Российские компании на сегодняшний день выпускают светодиоды, которые способны конкурировать с лучшими изделиями зарубежных производителей. К примеру, российская фирма «Корвет-Лайтс» впервые в мире начала производить полноцветные светодиоды, в которых красные, зеленые и синие кристаллы соединены в едином корпусе, вследствие чего становится возможным получать огромное количество оттенков излучения от одного светодиода. Эта же компания впервые выпустила светодиод в корпусе с шестью гранями, который позволяет производить сплошной монтаж и равномерное освещение поверхностей. В научном центре «ОПТЭЛ» производятся очень мощные светодиоды и светодиодные модули различных оттенков света, а также инфракрасные диоды. Светоотдача этих светодиодов достигает 40 лм/Вт у белых и 50 лм/Вт у красных и зеленых.

Негативными качествами светодиодов являются:

низкая мощность, которая приводит к необходимости применения одновременно нескольких светодиодов для формирования определенного уровня освещенности; пониженное напряжение питания, которое требует зажигания светодиодов лишь с применением дополнительных понижающих трансформаторов и выпрямителей; относительно высокая стоимость.

Обобщенные выводы относительно характеристик источников света

1. Главные показатели источников света: светоотдача и продолжительность службы.
2. Все существующие массовые электрические источники могут быть тепловыми, газоразрядными и полупроводниковыми.
3. Каждый вид источников света имеет свои преимущества и недостатки.

При выборе определенного источника света необходимо в первую очередь обращать внимание на лампы с наибольшей продолжительностью службы и наибольшей светоотдачей, независимо от высокой стоимости источников света, все начальные затраты окупятся при их эксплуатации в осветительных системах.

Светодиодные лампы – это одна из форм, в которую помещаются светодиоды как первичные источники света, получаемого полупроводниковым способом. За короткий промежуток времени технология получения видимого излучения новым, третьим способом, получила всеобщий интерес и признание.