Состав ламп светодиодных: Состав отхода светодиодных ламп

Опубликовано в Разное
/
17 Мар 2019

Содержание

Состав отхода светодиодных ламп

Актуальность проблем энергосбережения очень велика. Инженеры направляют свои силы на борьбу за каждый ватт, это позволит сократить потребление ресурсов и замедлить расход природных источников энергии. Но имеет ли экологическое последствие повсеместное внедрение LED освещения?

В сфере осветительных приборов в XXI веке произошла революция, когда светодиоды вышли на большую мощность и световой поток. Сам светодиод был изобретён еще в начале XX века. Led приборы применялись в качестве индикаторов с малым потреблением и источников света для карманных фонарей.

Эволюция освещения

Но все изменилось в 1999 году, когда Ш. Накамура заявил о том, что удалось достичь светового потока в 60лм/Вт. Это стало отличной альтернативой классическим лампам накаливания, более того уже превосходили их. В последние десятилетия светоотдача достигает порядка 100лм/Вт.

Экологическая сторона вопроса

Это все конечно прекрасно, но какие последствия? Нужно ли утилизировать светодиодные лампы и производные от их работы?

С одной стороны, снижение энергопотребления осветительными цепями в планетарных масштабах прекрасно влияет на экологию и количество загрязняющих выбросов.

Но с другой стороны светодиодной эре предшествовала эра люминесцентных ламп, содержащих пары и частицы ртути. Такие источники света требуют особой утилизации. Людям, которые работают на утилизирующих предприятиях, может быть нанесен непоправимый вред. Люминесцентные лампы требуют демеркуризации, то есть удаления ртути.

Люминесцентные лампы для переработки

Состав отхода светодиодных ламп не содержит ни ртути, ни других вредных веществ. Федеральный классификационный каталог отходов имеет свой код ФККО для led продукции вышедшей из строя.

Код по ФККО: 4 82 415 01 52 4 — светодиодные лампы, утратившие потребительские свойства.

Они относятся к отходам с низким уровнем опасности, не наносящие вреда природе при захоронении.

Светодиодная лампа состоит из:

  • Цоколь;
  • корпус из алюминия или с алюминиевой вставкой для теплоотвода;
  • импульсного или балластного блока питания;
  • светодиодного модуля;
  • оптическая система (блок линз/рассеиватель/отражатель).
Общая конструкция светодиодной лампыКонструкция LED лампы

Многие радиолюбители используют светодиодные лампы и КЛЛ в качестве источника радиодеталей, а также ремонтируют источники света.

Исходя из этого, частные лица не должны задаваться вопросами как утилизировать светодиодные лампы и просто их выбрасывать с мусором.

Существуют предприятия утилизирующие лампы в промышленных масштабах. Иногда отработавшие приборы могут обрести вторую жизнь. Сначала они разбираются на части, и затем сортируются и измельчаются на вторсырье. Led лампы имеют такой состав отходов:

  • Корпус – поликарбонат, алюминий;
  • светодиодный модуль – алюминий;
  • цоколь – алюминий или др. металлы.

Световое загрязнение окружающей среды

Кроме прямого воздействия на экологию продуктами жизнедеятельности, отходами, вредными испарениями и веществами человек вредит природе и, казалось бы, совершенно обыденными вещами. Я думаю, что каждый обращал внимание на ночное небо в городе и деревне.

Жители крупных городов с трудом различают звёзды, вернее их просто не видно. В сельской местности, на природе ситуация кардинально отличается: горожанин может быть шокирован их количеством и красотой – это не что иное, как световое загрязнение, чем оно опасно?

Милан, вид из космоса
Милан до и после

Световой «мусор» появляется потому что свет от фонарей, прожекторов отражается и рассеивается в нижних слоях атмосферы, тем самым создавая явление похожее на смог, его часто так и называют – световой смог.

Кроме очевидных эстетических потерь человек не замечает, как вредит экосистеме, ведь биоритмы людей, животных, растений очень сильно зависят от длины светового дня.

С начала повсеместного использования светодиодных ламп количество световых загрязнений возросло в разы, световой поток увеличился и количество точек освещений, зачастую, тоже.

Некоторые специалисты и дизайнеры недолюбливают светодиодные уличные фонари, потому как от них получаются жесткие и резкие тени, а также нейтральный белый или холодный свет, что может раздражать.

Стоит ли использовать LED лампы?

На момент написания статьи светодиоды – наиболее яркий из доступных источник света. Он помогает экономить на электроэнергии не только в частных, но и в государственных масштабах.

Пока не будут изобретены альтернативы – светодиоды будут продолжать распространятся на городских улицах, а также для освещения помещений, вывесок, зданий. Однако стоит применять для каждой из задач соответствующие источники света – это поможет найти оптимальное решение для обеспечения нужной яркости и цветопередачи.

Понравилась статья? Расскажите о ней! Вы нам очень поможете:)

Устройство светодиодной лампы: принцип действия, конструкционные особенности

Содержание статьи:

Освещение играет важную роль в жизни человека. Оно бывает основным, акцентным, декоративным. Для создания подсветки используются различные источники света. Самыми современными, надежными и качественными приборами являются светодиодные лампы. Они имеют множество преимуществ перед классическими источниками света. Однако устройство светодиодной лампочки сложнее.

Принцип работы

Основа светодиода – полупроводниковый кристалл, состоящий из двух материалов разной проводимости.

Светодиодные лампы

Принцип работы светодиодной лампы заключается в следующем: при подаче электрического тока происходит переход частиц из одного полупроводника в другой, сопровождающийся созданием частицы света – фотона. Оба полупроводника способы пропускать ток только в одном направлении, поэтому при подключении важно соблюдать полярность. Во время подачи тока протекают и другие процессы. Часть энергии тратится на выделение тепла.


Светодиоды изготавливаются из разных материалов, поэтому их спектр, интенсивность потока, яркость также отличаются. В настоящее время светоизлучающие диоды охватывают практически весь диапазон излучения.

Принцип работы Led лампы

Светодиоды применяются в самых разных сферах: для создания освещения в доме, на производстве, в административных помещениях. С их помощью делается рекламная, художественная и архитектурная подсветка. Светодиоды можно встретить в фонарях для уличного освещения.

Преимущества светодиодных ламп

Современные источники света должны быть экономичными, эффективными и безопасными. Светодиоды полностью подходят под эти характеристики. Для работы светоизлучающего диода требуется небольшое количество энергии, при этом они выдают яркое освещение с минимальным выделением тепла. Светодиодные источники света обладают пониженной чувствительностью к скачкам в сети и имеют большое количество циклов включения и выключения. При подаче напряжения они загораются сразу, не нужно время для разогрева. Светодиоды для ламп освещения выгодно отличаются от других источников света своим долгим сроком службы – до 50000 часов.

Безопасность светодиодов заключается в отсутствии в них вредных компонентов. В колбе отсутствуют пары ртути и смесь инертных газов, поэтому они не требуют особых условий утилизации. Также светодиоды выполняются в прочном качественном корпусе. Устройства имеют низкий коэффициент пульсаций, поэтому они безопасны для человеческого здоровья.


В продаже можно найти широкий ассортимент светодиодных ламп. Они отличаются своими характеристиками, размерами, цветовой температурой, конструктивными особенностями. Светодиодные лампы выполняются разной формы – свеча, цилиндр, трубка и другие.

Недостаток, ограничивающий широкое распространение светодиодных приборов – высокая стоимость.

Устройство светодиодных источников

Конструкция светодиодной лампы

Общая конструкция ламп идентична, могут быть небольшие отличия. Они сложнее с технической точки зрения, чем лампы накаливания. Чтобы узнать, из чего состоит лампочка, ее нужно разобрать, в то время как в классическом источнике света с нитью накала просмотреть внутреннюю часть можно через стеклянную колбу.

Из чего состоит светодиодный светильник:

  • Led. В лампе устанавливается один или несколько светодиодов. Они отличаются по мощности, цвету свечения, размерам. Количество диодов в матрице может быть различным, вычисляется на производстве для обеспечения оптимального уровня света. Диоды припаиваются к алюминиевой или текстолитовой плате разных размеров и форм. Группы соединяются друг с другом последовательно.
  • Драйвер. Используется для преобразования сетевого напряжения в необходимую для работы светодиодов величину. Схемы драйверов бывают разными, чаще всего применяются трансформаторные. По конструкции выделяют открытые и закрытые, которые устанавливаются прямо в корпус лампочки. В дешевых китайских изделиях часто ставятся некачественные драйверы, которые неэффективны и могут навредить здоровью.
  • Цоколь. Светодиодные лампочки пришли на замену лампам накаливания, поэтому устанавливаться должны аналогичным образом. Изготавливаются приборы со стандартными цоколями Е27 и Е14.
  • Корпус. Колба изготавливается из пластика или стекла. Полная герметичность не требуется, так как в составе нет вредных паров ртути и газов.
  • Радиатор. Так как во время работы выделяется некоторое количество тепла, его нужно отвести, чтобы не было перегрева. Алюминиевая плата понижает негативное влияние температуры, но этого может быть недостаточно. Поэтому дорогие качественные лампочки дополнительно оснащаются радиаторами.

Ассортимент изделий с цоколем Е14 и Е27 можно разделить на три категории — брендовые, низкокачественные и филаментные.

Брендовая продукция

Брендовая Led-лампа

Устройство светодиодного светильника, изготовленного известной компанией, обязательно включает в себя:

  • Рассеиватель в форме полусферы. Может изготавливаться из пластика или стекла.
  • Алюминиевая печатная плата на теплопроводящей пасте.
  • Набор чипов.
  • Драйвер. Состоит из импульсного трансформатора, микросхем, полярных конденсаторов, планарных элементов. Также является соединителем цоколя и радиатора.
  • Основание цоколя из полиэтилентерефталата.
  • Цоколь с резьбой необходимого диаметра, выполненный из латуни с никелевым покрытием.

В качественном приборе обязательно есть радиатор. Он объемный и окрашивается белым полимером. Увеличивает вес и габариты лампочки, но является обязательным элементом для стабильной работы.

Низкокачественные изделия

Разобранная китайская светодиодная лампа

Приборы неизвестного производства обычно имеют низкую стоимость. Это связано с использованием некачественных материалов и отсутствием важных деталей – радиатора и драйвера. Вместо драйвера применяется обычный блок питания, размещенный рядом со светодиодами. Роль радиатора выполняет корпус, в котором проделывают отверстия. Такой способ малоэффективен, поэтому дешевые лампочки быстро выходят из строя.

Плата крепится к корпусу при помощи специальной защелки. Цоколь и плата соединяются пайкой. Такое соединение не может обеспечить высокую надежность и продолжительную работу светодиодов.

Филаментные приборы

Светодиодная филаментная лампа

Внешне филаментная лампочка похожа на лампу накаливания. Ее важное отличительное свойство – не требуется дополнительный отвод тепла. Такая светодиодная лампочка состоит из филамента и колбы.

Работает на основе светодиодных нитей. Их количество выбирается в зависимости от мощности лампы. Светодиоды размещены на тонком стеклянном стержне – эта конструкция и называется филаментом. По всей длине нанесен люминофор, поэтому лампа желтая. Отвод тепла производится через колбу, внутри которой находится смесь газов.

К недостаткам филаментной лампы можно отнести высокий коэффициент пульсаций. Частое моргание негативно влияет на зрение и психику человека, поэтому ведутся работы по модернизации конструкции лампы. Драйвер высокого качества должен устанавливаться в пластиковую вставку в виде кольца между колбой и цоколем.

Способы сборки

Светодиодные лампы можно разделить на несколько категорий по способу сборки:

  • Dip (dual inline package). Это самая старая и простая конструкция. Представляет собой светодиод, расположенный в защитном цилиндрическом корпусе, с двумя или более выводами. Светят ярко, различаются широкой цветовой гаммой и малым нагревом. Бывают одноцветные и многоцветные.

    Светодиоды “пиранья”

  • Пиранья. Эти приборы отличаются высоким световым потоком. Выполняются прямоугольной формы с 4 выводами. По сравнению с предыдущими, пиранья прочно устанавливается на плату. Имеет свинцовую подложку, которая увеличивает теплопроводность. Работает в широком температурном диапазоне.
  • SMD. Это светодиоды с мощностью 0,01 – 0,2 Вт, отличающиеся наличием нескольких кристаллов на одной керамической подложке. Корпус покрывается люминофором. К минусам можно отнести невозможность ремонта. Если сломается хотя бы один светодиод в группе, придется заменять всю плату.
  • COB. Одна из самых надежных технологий изготовления диодов. Полупроводниковый кристалл крепится на плату без корпуса и подложки и покрывается люминофором. Отличаются высокой мощностью и небольшой площадью свечения.

Самой распространенной технологией является COB.

Рекомендации по проверке лампы при покупке

Радиаторы светодиодных ламп

Покупая осветительное изделие, его следует визуально осмотреть в магазине. Корпус должен быть без царапин и вмятин. Нужно убедиться в наличии радиатора. Он может быть монолитным или наборного типа. Размеры зависят от мощности лампы – чем она выше, тем крупнее радиатор.

Также проверяется цоколь. Он должен быть без механических дефектов и люфтов. По возможности нужно проверить работоспособность лампы путем подключения к электросети. На свет нужно посмотреть через камеру телефона, чтобы убедиться в отсутствии пульсаций. Если заметны мигания, лампа некачественная, покупать ее не рекомендуется.

Прежде чем сделать выбор, стоит внимательно изучить технические характеристики: на сколько вольт светодиоды в лампе, цветовую температуру, коэффициент пульсаций.

Основные компоненты в устройстве светодиодных ламп

Как устроены светодиодные лампы

Не смотря на то, что светодиодные лампы уже прочно вошли в нашу жизнь и 60 процентов населения нашей страны давно используют их в своих квартирах, для большинства устройство светодиодных ламп остается «секретом». И не потому, что внутренности лампы сложны, а из-за того, что мало кого интересует из чего состоят любые LED лампы. Мы уже выяснили, что светодиодные лампы не имеют аналогов по энергоэффективности. Но немаловажным является и то, что эти источники света являются экологически чистыми.

Но не будем опять переливать из пустого в порожнее о том, на сколько хороши LED лампы. Цель этой статьи – рассмотреть как устроены светодиодные лампы. В отличии от ламп накаливания состоят они из нескольких важных элементов. Но обо всем по порядку…

Устройство светодиодных лампУстройство светодиодных ламп

Цоколь — одна из важных частей в устройстве LED ламп при их выборе


 

Устройство светодиодных ламп - цоколиЦоколи светодиодных ламп

Эта часть практически ничем не отличается от привычных нам ЛН или КЛЛ. Так же, как и везде при производстве используют либо металл, либо керамику. Хорошие лампы от известных производителей выпускают без применения пайки, что позволяет полностью исключить окисление или прилипание цоколя к патрону. Вроде бы несущественное изменение, но очень приятное, особенно для тех, кто помнит, сколько времени стоит потратить, чтобы «вызволить цоколь из лап патрона» светильника.

Цоколи выпускают разных типов и видов. Наиболее популярные и распространенные представлены на картинке выше. В нашей стране большинство потребителей используют LED лампы с цоколем Е27 и Е14.

Устройство LED ламп не мыслимо без радиатора


Мы рассматривали вопрос о том, что излишнее тепло очень критично сказывается на работоспособности светодиода. И это если мы берем во внимание только один диод. А если рассматривать лампу, то тепловой нагрев в этом случае становится еще более критичным. Без хорошего теплоотвода лампа проживет в лучшем случае год. В худшем – два-три месяца. Поэтому перед покупкой стоит обратить внимание на то, каким образом выполнен теплоотвод в лампе.

Много LED lamp устроены таким образом, что теплоотвод выполнен ТОЛЬКО одними продольными или поперечными отверстиями по всему корпусу лампы. Как показывает эксплуатация, этого не достаточно. Не зря «продвинутые» производители используют металлические радиаторы. Китайцы зачастую вместо металла могут впихнуть керамику. Не скажу, что это плохо, но хрупкое от этого получается детище.

Радиаторы могут быть сплошными, спиралевидными, пластинчатыми и т.д. Толщина зависит от мощности используемых светодиодов.

Устройство светодиодных ламп - радиаторыРадиаторы LEDs lamp

Какой бы радиатор не использовался, как бы не отводилось тепло, мы все-равно до сих пор не можем найти тот единственный радиатор, который смог бы установить необходимое рабочее тепло для светодиодов. Разные производители с попеременным успехом пытаются решить эту проблему.

Есть даже такие, которые внесли кардинальное изменение в устройство светодиодной лампы и в качестве охладителя используют обычную воду. К сожалению, мне еще не попадались такие экземпляры, но я бы с удовольствием их протестировал. Может когда-нибудь и свершится это чудо))).

Драйвер в устройстве светодиодных ламп


Драйверы для светодиодных лампДрайеры для светодиодных ламп

Драйвер – один из главных, если не основных компонентов в устройстве светодиодной лампы. Ни один LED источник света без него не будет работать. Другое дело, что кто-то выполняет его из качественных компонентов, а кто-то использует минимум компонентов. Драйверы можно разделить на электронные и на конденсаторах. Лампа и в том и в другом случае работать будет, но как долго и какая безопасность от этого – другой вопрос.

О том, какие драйвера лучше я рассмотрю в другой статье. А сейчас могу только сказать, что огромным минусом в устройстве светодиодных ламп драйверов на конденсаторах стоит считать пульсацию.

Монтажные платы со светодиодами


Лирическое отступление))) Вообще я не люблю писать материал на очевидные темы. Мне всегда кажется, что понятные вещи мне, должны быть понятны и другим. Так и с этой статьей. Пишу и думаю… А кому эта информация нужна? Ведь все очевидно! Но да ладно… Раз начал, то прийдется закончить и перейти к более интересным темам.

ПлатаМонтажная плата со светодиодами

Монтажная плата. Тут каждый производитель изгаляется по своему. Пытаясь удешевить свою конструкцию за счет использования этих плат. Вернее материалов, на которых выполнена плата. В настоящий момент я отдаю предпочтение лампам, в которых монтажные платы выполнены из сплава алюминия. Т.к. это способствует абсорбции теплового излучения до 90 процентов. При этом не стоит забывать о том, что использование термопасты уменьшит тепловое сопротивление самой платы, тем самым передав тепло на радиатор.

Светодиоды в устройстве диодных ламп


Второй по значимости компонент))

Светодиоды, используемые в лампахСветодиоды в лампах

Тут уж точно, ставят виды светодиодов какие бог на душу положит. Лампы могут быть на smd диодах, мощных или COB. Упоминалось в наших статьях и о филаментных светодиодах. Важным моментом остается только факт «правильного» количества чипов. Чем больше свтодиодов, тем больше тепла выделяется, тем тяжелее его отводить. Чем меньше, тем холоднее будет лампа. Но от этого пострадает мощность. Дилемма…

Рассеиватели и линзы в светодиодных лампах


Рассеиватели LEDs lampРассеиватели светодиодных ламп

Очень мало видов ламп, которые выпускаются без рассеивателей. Они способствуют концентрировать свет под определенным углом. В своем большинстве изготовлены из матового пластика. Плюсом стоит отметить то, что такие рассеиватели безопасны, в отличии от стеклянных колб по вполне понятным причинам. По конструкции могут быть шарообразные, грушевидные, свечеообразные и т.п.

ЛинзыЛинзы для светодиодных ламп

Часто производители вместо рассеивателей используют линзы для светодиодов. Они также имеют огромное количество разновидностей. Производят их из разнообразных материалов. Более полную информацию о рассеивателях и линзах я опубликую не много позднее.

В принципе, устройство любой светодиодной лампы одинаково. И основные компоненты указаны в моей статье. Кто-то может вносить некоторые изменения в форму, корпус, радиатор и т.п. Но от этого ничего не меняется. Улучшаются одни характеристики и занижаются другие. Какие? Это уже необходимо смотреть каждую лампу индивидуально. Но сам факт того, что устройство LED ламп простое не подвергается сомнению. Пока «рожал» в муках ( так как особо писать про устройство не вижу смысла ) статью, появилась мысль о создании другого интересного материала, в частности про светодиодные драйверы лед ламп. Типы, виды и преимущества… Чем и займусь в ближайшее время. А пока можете оставить комментарии, поругать или похвалить…Как говорится, мне все равно…Вообще, у меня стоит задача в настоящее время наполнить наш раздел общей информацией по светодиодным лампам. Для меня это тяжело, т.к. больше люблю освещать не обыденные и обмусоленные всеми темы, а что-то новое и интересное. Жду-не дождусь, когда закончу с общими вопросами и приступлю к публикации тестов и обзоров). Благо материала накопилось вагон и маленькая тележка.

Видео материал по устройству светодиодных ламп


Ну и в конце, как уже повелось, приведу пример видео материала, в котором Вы можете воочию увидеть то, из чего устроена светодиодная лампа. Пишу, пишу… А может заняться и делать видеообзоры? Стоит подумать. Но и времени, как всегда, катастрофически не хватает…( Жаль.

как работает, из чего состоит

Благодаря устройству светодиодной лампы на 220 вольт она потребляет значительно меньше энергии, чем лампа накаливания и прослужит в несколько раз дольше. На LED-лампу при покупке можно получить гарантию, поэтому не стоит спешить выкидывать чек и упаковку.

Светодиодная лампочка спроектирована так, чтобы на выходе напряжение с помощью драйвера понижалось до требуемых показателей. Обычно они не превышают 2-4 Вольта. Единственный недостаток этих устройств – цена. Но стоимость лампы окупается благодаря сроку службы.

СодержаниеПоказать

Принцип работы светодиодных ламп

Несмотря на разный внешний вид светодиодных ламп, принцип работы у них общий. Ток подаётся через диоды, количество которых бывает разным в зависимости от мощности осветительного прибора. Цветовой спектр задаётся специальным составом, которым покрывается каждый кристалл.

Принцип работы лампочки LED.

LED-лампа это полупроводниковый элемент, преобразующий ток питания в свет. Для нужных показателей рассеивания и защиты диодов делается специальная колба (защитное рассеивающее стекло). Внешне изделие напоминает обычную лампу накаливания.

Какие светодиоды используются

Один из главных элементов, который входит в состав светодиодной лампы, это диод. Им называют полупроводниковый кристалл, состоящий из нескольких слоёв. Именно он служит для преображения подаваемого на лампу электричества в свет. Производят диод на основе чипа — кристалла с площадкой, к которой подключены проводники.

Советуем посмотреть видео: Разъяснение по светодиодным лампам, разборка LED-лампы, принцип работы.

Чтобы получить белое свечение, чип необходимо покрыть желтым люминофором. При смешивании синего и желтого цвета образуется белый. Существует 4 типа светодиодов:

  • COB. При такой технологии производства чип монтируют в плату. Контакт получает надёжную защиту от окисления и чрезмерного нагрева. Также это положительно отражается на характеристиках свечения. Если такой чип выйдет из строя, отремонтировать схему нельзя. Это единственный недостаток технологии;
  • DIP. Схема состоит из кристалла, двух присоединённых проводников, линза расположена сверху. Такие осветительные приборы в большинстве случаев используют в качестве подсветки на рекламных табло и световых украшениях;
  • Диод SMD. Устанавливается на плоских поверхностях, что позволяет изготовить устройства разных форм. Отличается улучшенными характеристиками теплоотвода. Такие лампы можно использовать для любых источников света;
  • «Пиранья». Конструкция похожа на схему DIP. Но здесь имеются 4 вывода, что обеспечивает улучшение отвода образующегося тепла и делает технологию более надёжной. Широкое распространение «пиранья» получила в автомобильной промышленности.

Светодиод «пиранья».

Как устроены такие лампы

В составе классической светодиодной лампочки присутствуют:

  • цоколь и несущий корпус;
  • блок питания;
  • рассеивающая линза из пластика;
  • драйвер;
  • чипы;
  • радиатор для отвода тепла;
  • печатная плата.

Конструкция светодиодной лампы.

Форма может быть стандартной, то есть округлой или цилиндрической. Для системы общего пользования рекомендуется выбирать светильники, чья цветовая температура находится на уровне 2700 К, 3500 К. В градации спектра допустимы любые значения. Подобные изделия часто используют, чтобы подчеркнуть элементы интерьера или рекламными агентствами, чтобы подсветить баннер.

Схема светодиодного драйвера

На рисунке ниже изображена упрощённая схема драйвера, который используется в лампах 220 В.

Схема драйвера.

Схема подразумевает использование только основных деталей. Здесь имеются 2 резистора – R1 и R2. К ним по встречно-параллельному принципу подключены диоды HL1 и HL2. Такое устройство обеспечивает схеме защиту от обратного выброса напряжения. При включении сигнал, поступающий на лампу, возрастает до 100 Гц. Напряжение 220 В подаётся через С1 (ограничительный конденсатор). Отсюда оно поступает на выпрямительный мост и чипы.

Виды сборки

Существует 2 основных разновидности сборки светодиодных ламп на 220 вольт:

  • с диодным мостом. В схему включены 4 диода. Мост трансформирует поступающий ток в пульсирующий. Проходя по чипам, синусоидальные волны изменяются, что провоцирует потерю полярности. В процессе сборки перед мостом к выходу нужно подключить конденсатор. Перед клеммой (минусовой) – сопротивление 100 Ом. Чтобы сгладить возможные перепады, ещё один конденсатор монтируют за мостом;
  • с резисторным сопротивлением. Сборка доступна даже неопытным мастерам. Для работы следует подготовить 2 резистора, а также цепочки с одинаковым количеством чипов, установленных последовательно с учетом полярности. Со стороны первого резистора полоса присоединяется катодом, второго – анодом. Светильник будет иметь мягкий свет за счет поочередного включения чипов. Такие устройства часто используются в качестве настольных ламп.

Также будет полезно видео: Комплект для сборки светодиодной лампы. Собираем самостоятельно.

Схема сборки конструкции

Как будет работать светодиодная лампа напрямую зависит от производителя и цены изделия. Отличия можно заметить, если снять рассеиватель. В первую очередь стоит обратить внимание на качество пайки чипов, а также соединительных проводов. Дешевые лампочки служат меньше, чем качественные и дорогие.

Низкокачественные китайские лампочки

Приобретая лампочку не более чем за 3 доллара, не стоит рассчитывать на симметричное расположение светодиодов на плате. Это говорит о том, что пайка выполнялась вручную и на скорую руку, а провода подбирались с минимальным сечением. Надёжного драйвера здесь также не будет. Вместо него реализована бестрансформаторная схема с выпрямителем и конденсатором.

При включении дешевой китайской лампы напряжение сначала снизится металлопленочным конденсатором (неполярным), выпрямится, а после повысится до нужных показателей. Ток будет ограничен стандартным резистором SMD. Он установлен на печатную плату вместе с чипами.

Схема китайской лампочки.

Если приходится проводить диагностику и после ремонтировать лампы подобного типа, следует обязательно придерживаться особой техники безопасности. Каждый элемент, который является составляющей одной цепи, может находиться под напряжением, опасным для человека. Если случайно дотронутся до одной из токоведущих частей, можно получить удар током. То же самое может произойти, если щуп мультиметра случайно соскользнёт и спровоцирует короткое замыкание.

Фирменные светодиодные лампы

Дорогие и качественные лампочки имеют приятный внешний вид, но это далеко не все преимущества. Качество элементной базы будет значительно выше, чем у китайского аналога, приобретённого по низкой цене. Установленный драйвер отличается сложным устройством. Один из способов его сборки подразумевает установку импульсного трансформатора, а также преобразователя тока, который в дальнейшем стабилизирует полученную нагрузку.

Качественная лампа LED.

Трансформатор может не устанавливаться. Основная нагрузка будет направлена на микросхему, стабилизирующую входное напряжение, которая:

  1. имеет систему отрицательной обратной связи;
  2. возможность диммирования;
  3. поддерживает ток с заданной шириной импульса.

Схема без трансформатора.

Выбирая качественную светодиодную лампочку на 220 В с токовым драйвером, покупатель получает защищенное от помех и скачков в сети устройство, которое соответствует характеристикам, указанным в паспорте. Установленный здесь радиатор обеспечит быстрый теплоотвод. Эта лампочка будет служить более чем в 5 раз дольше дешевой китайской.

Советы по выбору и подключению

Выбирая светодиодную лампочку стоит учитывать не только мощность, но и вырабатываемый световой поток. Характеристики можно найти на упаковке. К примеру, лампа мощностью 60 Вт излучает поток 800 Лм, а на 100 Вт – 1600 Лм. Также рекомендуется учесть следующее:

  • цвет освещения. Перед покупкой определитесь, какая лампа нужна, с теплым или холодным оттенком. Лампочка накаливания имеет характеристики 2700-2800 К (теплые тона). Свечение с показателями 4000 К имеет белый цвет. Для дома рекомендуется подбирать теплые тона, так как они подчеркнут домашний уют;
  • частота включения и выключения. Частое включение может повлиять на срок службы лампочки. Она может перегореть из-за некачественной электронной схемы. Светодиодную лампу не стоит устанавливать в комнаты, в которых свет будет часто включаться и выключаться. Например, если нужна лампочка для санузла, стоит приобрести дорогую модель, так как дешевый аналог перегорит достаточно быстро;
  • совместимость с диммером. Диммер – это регулятор интенсивности света. Далеко не все лампы совместимы с этим устройством.

Температура свечения LED-лампочки.

Перед покупкой лампочки её нужно внимательно осмотреть и проверить на наличие видимых дефектов. Обратите внимание не радиатор, он не должен быть наборным. От этого зависит срок службы изделия. Если он будет покрыт термопластиком, это лучший из вариантов. В момент включения лампа не должна мерцать. Если глазу это незаметно, на неё следует посмотреть через камеру телефона. Мерцающую лампочку покупать не стоит.

Отход светодиодных ламп. Код ФККО и расчет норматива образования

Отходы светодиодных ламп, а именно: светильники со светодиодными элементами в сборе, утратившие потребительские свойства и светодиодные лампы, утратившие потребительские свойства — образуются в результате обслуживания освещения помещений.

Код ФККО отхода — светильники со светодиодными элементами в сборе, утратившие потребительские свойства — 4 82 427 11 52 4 . Отход относится к 4-ому классу опасности.

Код ФККО отхода — светодиодные лампы, утратившие потребительские свойства 4 82 415 01 52 4 . Отход относится к 4-ому классу опасности.

Расчет нормативного количества образования отходов светодиодных ламп:

Расчет производится на основании методики расчета объемов образования отходов. МРО-6-99 СПб, 1999. Отработанные ртутьсодержащие лампы.

Расчетная формула:

М = n*m*t / k* 10-6

где:

М – масса образующихся отходов, т/год;

k – срок службы светильника, 10000 – 25000 час;

m – вес светильника, г;

n – количество светильников, шт;

t – время работы светильника, час/год.

Тип лампы Срок службы,час. Вес
Е27 12Вт, 11 Вт  50 000 0,16 кг
Е27 8Вт , 6Вт 50 000 0,08 кг
Е27 15Вт 30 000 0,055 кг
LED-E27-4.5W-01C 40 000 0,2 кг
LED лампа Ba15s 10-30v 13 SMD5050 30 000 0,075 кг
LED лампа Ba15s 10-30v 27 SMD5050 30 000 0,075 кг
Диора 4N2W 40 000 0,050 кг
Диора 6N2W 40 000 0,055 кг

Отход светодиодных ламп — состав:

Корпус (АБС-пластик негорючий) – 30; цоколь (никелированная сталь) – 7,5; плафон (поликарбонат, не поддерживающий горение) – 35; печатная плата (стеклотекстолит фольгированный) – 9; светодиод нитрид-галлиевый – 14; стабилизатор (твердотельный радиоэлектронный компонент) – 1,5; припой свинцово-оловянный – 0,5; провод медный – 0,5; винт крепежный стальной – 2.
Источник информации: 
Письмо производителя ООО «Световод» Исх. № 482 от 01.03.2016 г. о компонентном составе светодиодных ламп производства ООО «Световод»

Светодиодный модуль печатная планка (алюминий) – 95,33; Кремний – 4,49; люминофор – 0,18
Источник информации: 
Письмо производителя ООО «Планар-Светотехника» Исх. № б/н от 24.03.2015 г. о компонентном составе светильника ARM-64

Утилизация отходов

Согласно распоряжения Правительства РФ от 25 июля 2017 г. № 1589-р отход — светильники со светодиодными элементами в сборе, утратившие потребительские свойства с 01.01.2021 г. будет запрещен к захоронению. Привыкайте осуществлять передачу этого отхода на утилизацию как и отработанные ртутные лампы.

Отход — светодиодные лампы, утратившие потребительские свойства запрещен к захоронению с 01.01.2018 года.

способы сборки и конструктивные элементы

По сравнению с обычными лампами накаливания устройство светодиодной лампы с технической точки зрения сложнее. Если для первых используется прозрачный стеклянный корпус, то в случае со вторыми разглядеть что-либо находящееся внутри не выйдет. Для того чтобы узнать, из чего состоит такой источник света, необходимо разобрать его на части.

Общее устройство светодиодных лампочек, независимо от производителя, практически идентичное (с небольшими отличиями). Ассортимент стандартных изделий с цоколем E14 или E27 делится на три категории — фирменные, низкосортные китайские и филаментные.

Светодиодные лампочки с различным цоколемСветодиодные лампочки с различным цоколем

к содержанию ↑

Низкокачественные китайские лампочки

При разборе фирменной лампы можно обнаружить все необходимые для надежности и долговечности конструктивные элементы. Но если заглянуть под корпус дешевого китайского изделия, то первое, чего вы не обнаружите — радиатор и драйвер.

Драйвер обычно заменяют блоком питания с неполярным конденсатором, неспособным стабилизировать ток на выходе. Устанавливают такой блок в центр платы с диодами. Если взглянуть на нее сверху, то можно увидеть диодный мост с резисторами, снизу — два конденсатора. Это позволяет существенно уменьшить стоимость и качество изделия.

Для охлаждения прибора в корпусе проделывают небольшие отверстия. Эффективность низкая, кристаллы очень быстро перегорают. Плата установлена на пластиковом корпусе и закреплена защелками. Для соединения с цоколем используют два спаянных провода.

Разобранная китайская светодиодная лампаРазобранная китайская светодиодная лампа

к содержанию ↑

Филаментные лампы

Филаментный источник света внешне напоминает лампу накаливания, но конструктивно остается светодиодным изделием. В таком случае пропадает необходимость в отводе тепла, но применение устройств в бытовой сфере связано с исключительно эстетическими соображениями.

Основной элемент филаментного прибора — светодиодная нить. В зависимости от количества таких нитей производят изделия разной мощности. Филамент — тонкий стержень из стекла, на поверхности которого имеются SMD-диоды. Верхняя часть покрывается люминофором, дающим желтый оттенок. Для отвода тепла применяют стеклянную колбу, внутренняя часть которой заполняется газом.

Из-за отсутствия места для драйвера внутри производители размещают низкокачественный модуль питания. Это повышает пульсацию, негативно сказывающуюся на зрительных органах. Для избавления от мерцания между цоколем и колбой добавляется пластиковое кольцо с качественным драйвером.

Филаментные светодиодные лампыФиламентные светодиодные лампы

к содержанию ↑

Принцип действия светодиодных ламп

Принцип работы этих приборов построен на сложных физических процессах. При подаче электрического тока происходит соприкосновение двух веществ, изготовленных из разносортных материалов. Это приводит к образованию светового потока.

Парадоксальность системы связана с тем, что ни один из материалов, используемых для изготовления двух веществ, не относится к проводникам электрического тока. Это полупроводники, способные пропускать ток только в одном направлении. Поэтому при подключении светодиодов важно соблюдать полярность. Один материал наделен отрицательными электронами, а другой — положительными ионами.

Также в полупроводниках активизируются иные процессы. В момент смены состояния выделяется тепловая энергия. Экспериментальным методом изобретатели нашли нужное сочетание веществ, при котором помимо энергии появляется и световое излучение.

Все приборы, которые пропускают ток в одном направлении, называются диодами. Светодиоды — диоды, способные выделять световой поток.

Принцип работы LED-лампПринцип работы LED-ламп

Первые LED-диоды излучали свет в узком спектре — красном, желтом или зеленом. При этом сила свечения была минимальной. В течение продолжительного отрезка времени светодиоды использовались исключительно как индикаторы. Сегодня диапазон излучения значительно расширен и охватывает едва ли не весь спектр. С другой стороны, определенные волны всегда длиннее, поэтому данные устройства делятся на источники холодного и теплого света (в зависимости от тепловой температуры).

к содержанию ↑

Способы сборки

По способу сборки изделия делятся на несколько категорий.

DIP

DIP расшифровывается как Dual In-line Package. Конструкция приборов интересна, но существенно устарела. Выделяют следующие размеры светодиодов:

Также полупроводниковые изделия различаются цветом, материалом изготовления, формой чипа. Из преимуществ DIP-сборки выделим малый нагрев и высокую яркость. Бывают одноцветные и многоцветные (RGB-технология). Можно распознать по характерной цилиндрической форме и встроенной линзе выпуклого типа.

Светодиодная лампа типа DIPСветодиодная лампа типа DIP

к содержанию ↑

«Пиранья»

Данная группа осветительных устройств характеризуется высоким световым потоком. Изготавливаются прямоугольной формы, имеют четыре PIN-вывода, бывают красными, синими, белыми или зелеными.

По сравнению с DIP-технологией изделия более жестко и прочно «сидят» на плате. Свинцовая подложка повышает теплопроводность, но в то же время понижает общую безопасность при эксплуатации. Широкая распространенность обусловлена большим диапазоном рабочих температур.

к содержанию ↑

SMD-технология

SMD расшифровывается как Surface Mounting Device (в переводе с англ. — «устройство, фиксируемое на поверхности»). Эти светодиоды характеризуются мощностью в диапазоне 0,01–0,2 Вт. Главная особенность связана с наличием нескольких кристаллов (1–3), монтируемых на керамическую подложку.

Корпус покрыт люминофором. Стандартный припой используется для соединения основной платы и контактных площадок.

Из недостатков выделим низкую ремонтопригодность: если выйдет из строя хотя бы один диод, то придется заменять целую плату.

LED-лампы разработанные на основе SMD-технологииLED-лампы разработанные на основе SMD-технологии

к содержанию ↑

COB-технология

Последняя и наиболее надежная технология изготовления светодиодов получила название Chip On Board (COB). Полупроводники крепятся на плату без корпуса и какой-либо подложки, после чего покрываются люминофором.

Главное преимущество связано с небольшой площадью свечения при высокой мощности. Равномерное свечение изделия гарантируется высокой плотностью светодиодов и наличием люминофора. Такие светодиоды чаще применяются в наши дни.

к содержанию ↑

Устройство светодиодных источников света

Светодиодный источник состоит из следующих конструктивных элементов:

  • LED-диоды;
  • драйверы;
  • корпус;
  • радиатор;
  • цоколь.

Устройство светодиодной лампыУстройство светодиодной лампы

к содержанию ↑

Светодиоды

Несколько лет назад конструкция светодиодной лампы незначительно отличалось из-за отсутствия широкого ассортимента LED-диодов. Самыми распространенными были чипы на 3–5 мм. Позже появились изделия на 10 мм.

Сегодня светодиодов намного больше. Чаще всего используются SMD 5050, SMD 3528, SMD 5730, SMD 2835, 1W, 3W и 5W.

Количество светодиодов бывает разным, его задает производитель. При монтаже нескольких диодов производят специальные расчеты, чтобы вывести оптимальный ток потребления. Припой осуществляется к текстолитовым или алюминиевым платам. Светодиоды собираются в группы, соединяемые последовательно. Опять же, количество групп неограниченно.

Последовательное соединение обеспечивает постоянный ток, но есть существенный недостаток — если выйдет из строя хотя бы один LED-диод, то перестает работать все изделие. С другой стороны, диод можно без проблем заменить на новый.

Платы, к которым припаиваются источники света, классифицируются по форме и бывают круглыми, прямоугольными, овальными, многоугольными и т. д.

Светодиоды используемые для сборки источников светаСветодиоды используемые для сборки источников света

к содержанию ↑

Драйверы

Драйверы предназначены для преобразования входящего напряжения в пригодную для питания устройства величину. Причем питание для каждой группы светодиодов может быть разным. Самыми распространенными являются трансформаторные схемы с драйверами.

Конструктивные элементы могут быть двух типов — открытыми и закрытыми (в корпусе). Монтируют их в корпус ламп, осветительных приборов.

Дешевые драйверы применяют в обычных фонариках, в которых светодиоды питаются от батареек. В таком случае нет необходимости в резисторе, ограничивающем ток. Из-за этого диоды могут получать повышенный ток, что приводит к их скорому выходу из строя.

Китайские производители нередко пытаются сэкономить на приборах, устанавливая вместо драйверов обычные ограничители тока со схемой на основе конденсатора. Избегайте покупки таких изделий, поскольку помимо крайней неэкономичности они негативно воздействуют на здоровье человека (высокая пульсация).

Преобразователь напряжения для светодиодных лампПреобразователь напряжения для светодиодных ламп

к содержанию ↑

Цоколь

Поскольку светодиодные изделия позиционируются как лучшие аналоги лампам накаливания, то нет ничего удивительного в том, что они изготавливаются со стандартными цоколями — E27 и E14. Последние часто применяются в ночных и настенных светильниках.

За рубежом иные стандарты, поэтому там чаще можно встретить светодиодные лампы E26.

Корпус

В отличие от ламп накаливания для светодиодных нет необходимости в полной герметичности колб, да и газовая среда внутри отсутствует. Одна из разновидностей светодиодных светильников — филаментный источник, повторяющий устройство лампы накаливания и нуждающийся в газовой среде.

Потребляя то же количество электроэнергии, изделия светят намного ярче аналогов. Обычная светодиодная лампа имеет закрытую колбу, производимую из стекла или пластика. Матовое покрытие понижает светопропускаемость, но это незначительные издержки производства.

к содержанию ↑

Радиаторы

Данные электротехнические изделия боятся высокой температуры и перегрева. По этой причине для повышения срока эксплуатации необходимо устройство для отвода тепла. Алюминиевые платы частично снижают влияние перегрева, но этого недостаточно. Дорогие и качественные лампы обязательно используют радиаторы, размер которых зависит от количества светодиодов в приборе.

Плата со светодиодами размещается на радиатореПлата со светодиодами размещается на радиаторе

Наличие радиатора повышает стоимость и габариты изделия, но является обязательным условием для создания качественного и долговечного прибора.

к содержанию ↑

Компоновка составных частей

В зависимости от производителя, устройство и конструкция лампы разные. С другой стороны, общий принцип компоновки остается одинаковым. Сборка начинается с цоколя, куда последовательно устанавливают драйвер, радиатор, плату с LED-диодами и колбу.

Для сравнения рассмотрим устройство изделия от двух производителей.

Светодиодная лампа BBK

Цоколь изготавливается из пластика. Внутри установлен качественный драйвер. Для корпуса используется алюминий, выполняющий функции радиатора. Туда крепится плата с диодами и линза. Наличие данной линзы понижает световую отдачу прибора.

Светодиодные лампы производства BBKСветодиодные лампы производства BBK

к содержанию ↑

Лампа Gauss

Опять же цоколь изготовлен из пластика, имеются драйвер и алюминиевый корпус с установленной диодной платой. Конструкция гарантирует долговечность изделия.

Как проверить светодиодную лампу при покупке

Возьмите в руки светодиодную лампу и осмотрите ее внешне, чтобы убедиться в отсутствии каких-либо изъянов. Выполнить это можно только при условии применения прозрачной колбы. Для начала проверьте радиатор (он выпускается литого или наборного типа). Чем выше мощность изделия, тем объемнее должен быть радиатор. Отличным вариантом станет применение алюминиевых или керамических охладителей.

В идеале электротехнический элемент нужно покрыть термопластиком. Убедитесь, что в цоколе отсутствуют люфты и механические дефекты. Также в любом магазине есть возможность подключить лампу к электрической сети, чтобы проверить ее работоспособность. Сделав это, взгляните на излучаемый свет. Используйте фотокамеру на смартфоне, чтобы убедиться в отсутствии мерцания и пульсации. Ни в коем случае не покупайте лампу, которая мерцает при работе.

Полученной информации по устройству и принципу работы светодиодной лампы может быть недостаточно для выбора качественного осветительного прибора, характеризующегося безопасностью, надежностью и долговечностью. Также нужно учитывать другие критерии, включая характеристики и производителя, о чем подробно описано в этой статье.

Устройство светодиодной лампы: способы сборки и конструктивные элементы

Диодная лампа: особенности, состав, преимущества

Диодная лампа – некорректное и упрощённое название, используемое преимущественно в обиходе, для обозначения электрических полупроводниковых осветительных приборов. Принцип работы основывается на явлении электролюминесценции полупроводников.

Полупроводниковые приборы в качестве источников света

Ознакомившиеся с прочей информацией на сайте уже знают, что пик развития светодиодов пришёлся на пору изобретения рубинового лазера. Тогда холодная война обнаруживала ростки местных конфликтов, и сегодня интересы государств часто идут вразрез друг с другом. Поясним: прежде бытовала идея создания лазерного оружия, но ряд затруднений не позволял эффективно работать с излучением:

  1. Рубиновый лазер, равно и газовый, требует интенсивного охлаждения. Нет возможности на авиации или космических кораблях ставить подобные агрегаты: тяжёлые, объёмные и требуют большого количества энергии для работы. По тексту уже рассмотрены доводы на этот счёт академика Иоффе. Последний придерживался мнения о перспективности применения в указанном контексте термопар. Академик Иоффе

    Академик Иоффе

  2. Мощность излучения, сосредоточенная в узком диапазоне, быстро затухает в атмосфере. Даже в окнах прозрачности невыгодно использование подобных технологий. Впрочем, лазеры активно применялись в спутниковой связи. Отыщутся источники, утверждающие, что это стало обыденностью для военных с начала 70-х годов XX века. Разумеется, на примере американских вооружённых сил.
  3. Мощность полупроводниковых лазеров оказалась не слишком большой. И не только по причинам малого КПД (едва достигал 1% для первых приборов). Сейчас появились продвинутые изделия, половину энергии преобразующие в фотоны. В силу вступает технологический фактор практической невыполнимости создания большой площади p-n-перехода.

Выгодно использовать излучение оптического и прилегающего диапазонов для нужд передачи информации – это сегодня лучшие частоты. Из-за малой длины волны (согласно теореме Котельникова) удаётся заложить большой объем данных на коротком участке. Что означает повышение скорости передачи. Сегодня большинство качественных компьютерных сетей работает в оптическом диапазоне, используя методы, схожие с наблюдаемыми в светодиодных лампах.

История создания приборов изложена в упомянутом выше разделе, посмотрим на развитие технологии. Известно, в 60-х годах светодиоды получили активное развитие, но отмечался ряд трудностей. К примеру, КПД голубого излучения оказывался настолько мал, что отсутствовал смысл применять технологию на практике. Стояли трудности изучения свойств новых материалов, их изготовления. Электролюминесценция протекает в три стадии:

  1. Возбуждение пар носителей обоих знаков за счёт приложенного напряжения.
  2. Термализация носителей, уравнивание энергии для заданной температуры.
  3. Рекомбинация с излучением вовне фотонов.
Светодиодная лампочка

Светодиодная лампочка

Химический состав LED

Кристаллические неорганические полупроводники

С английского аббревиатура LED расшифровывается, как Light-Emitting Diode. Перевод на русский получается слишком сложным, о чем прямо говорит профессор Политехнического Института в Трое Шуберт, в связи с чем применяется упрощение – светодиод. Чтобы иметь представление о принципах работы p-n-структуры, полагается узнать базовые вещи. В физике полупроводников материалы принято классифицировать по таблице Менделеева из VIII групп и VII периодов. Выделяют иные графические формы записи закона периодичности, но не в данном контексте. Для обозначения кристалла выбирают первую цифру. Если полупроводник образован двумя элементами, группы перечисляются последовательно.

К примеру, теллурид кадмия, охотно используемый в качестве излучателя фотонов и как приёмник оптического излучения, относится к группе материалов AIIBVI. Последовательность соответствует химической формуле. В этом плане теллурид кадмия выглядит, как CdTe. Легко проследить, что элемент А находится во второй группе, а В – в шестой. Карбид кремния (карборунд), на основе которого впервые продемонстрированы эффекты излучения фотонов, относится к редкой группе AIVBIV, причём стал единственным представителем.

По свойствам самая твёрдая руда на планете стала аналогом простых элементов: алмаз, кремний, германий. Последние два широко используются в чистом и легированном виде. Характеристики полупроводников полностью определяются энергетическими состояниями электронов, шириной запрещённой зоны. Вводя в чистый кристалл примеси, учёные пытаются получить новые качества. К примеру, при легировании германия мышьяком материал обретает проводимость n-типа за счёт наличия свободных электронов в районе неоднородностей, образованных примесями. Итак, полупроводники считаются:

Лампы диодные

Лампы диодные

  • По количеству базовых образующих элементов:
  1. Простыми. Состоят из единственного элемента периодической системы.
  2. Сложными. Образованы двумя (и более) химическими элементами.
  • По источнику приобретения нужных качеств:
  1. Чистыми. Без примесей.
  2. Легированными. С добавками прочих химических элементов в кристаллическую решётку.

Перечисленными выше признаками характеризуются кристаллические неорганические полупроводниковые материалы. Среди них наибольшее распространение, помимо простых, получили соединения: AIIIBV, AIIBIVCV2 (к примеру, CdSnAs2, близкий аналог арсенида индия). Последняя группа имеет кристаллическую решётку халькопирита, хотя указанный материал в упомянутое семейство не входит. Сложные вещества создаются сплавлением исходных веществ в нужной пропорции, часто образовывают электронную или дырочную проводимость без внедрения примесей. Напомним, что первоочередную важность обретают размеры квантовых переходов в материале.

Отдельно от бинарных полупроводников принято классифицировать окислы. Некоторые из материалов (куприт) встречаются в природе. Сейчас недостаточно изучены процессы роста, но оксид меди (AIIBVI) используется в технике. Окислы упоминаются отдельно из-за наличия у избранных материалов группы (к примеру, La2CuO4) сверхпроводимости при сравнительно высоких температурах – 130 К. Кристаллические структуры ряда полупроводников характеризуются слоистостью, ярко выраженными свойствами в двух измерениях (плёнки).

Некристаллические неорганические полупроводники

За счёт изменения технологии отдельные простые и сложные полупроводники возможно сделать аморфными (стекловидными). Тогда кристаллическая структура материала не прослеживается. Все полупроводники группы обладают n-типом проводимости, демонстрируют яркую реакцию на фотоны, что позволяет использовать их в составе солнечных батарей. А значит, наличие специфических уровней предполагает возможность создания и светодиодов на указанной основе.

В глобальном плане аморфные полупроводники делят на группы:

  • Оксидные стекла образуются сплавлением. В процессе участвую окислы элементов с переменной валентностью (переходные), окислы образующего вещества (бор, фосфор), окислы модификаторов (кальций, свинец, барий). Причём переходный элемент содержится как минимум в двух состояниях валентности, что обусловливает наличие особых свойств.
  • Халькогениды – соединения элементов VI группы периодической системы (селен, теллур, сера) с металлами. Название материалы получили за частое включение в состав руды. Часто применяются в оптике, в 60-х описана возможность использования для создания запоминающих устройств (включая энергонезависимые). К недостаткам относят плохую химическую стойкость и склонность к кристаллизации.
  • Органические полупроводники используются для создания светодиодов. Преимущественно полимерной структуры. Впервые эффект свечения продемонстрирован на кристаллах акрихина и акридина. Среди органических материалов выделяют две группы:
  1. С моделью на основе переноса заряда.
  2. С системой развитых сопряжённых двойных и тройных связей.
  • В кристаллической решётке карбида кремния, германия, кремния атомы расположены в углах тетраэдра. Аморфная структура характеризуется отсутствием упорядоченности отдельных кубических составляющих вещества.
Освещение в комнате

Освещение в комнате

Органические полупроводники

Органические полупроводники считаются кристаллами, полимерами или аморфными веществами. Характер происхождения заложен в названии. Эффект электролюминесценции на базе органических полупроводников обнаружен в 1953 году Андрэ Бернанозом. Опыты по изучению хемилюминесценции прямиком привели учёного к открытию свечения акрихина и акридина. Эра органических светодиодов началась в 1987 году, благодаря компании Кодек. Доктор Танг обнаружил свечение полимерной плёнки Alq3 (три-8-оксихинолят алюминия). Новый зелёный светодиод обладал уникальными качествами и поныне применяется в технике.

Аналогичного рода кристаллические структуры элементов таблицы Менделеева проявляют свойство электролюминесценции. Отличительными характеристиками считаются высокий КПД и малая цена. В 1989 году лаборатория Кембриджского университета научилась получать органические полимеры. Открытие Ричарда Френда, Донала Брэдли и Джереми Барроу стало причиной создания в 1992 году Cambridge Display Technology (подразделение Sumitomo Chemical) с оборотом в 285 млн. долларов на 2007 год. Лаборатории предприятия и сегодня занимаются поисками новых полимерных материалов, исследованием их свойств.

Первый черно-белый дисплей с пассивной матрицей на органических светодиодах выпущен компанией Pioneer в 1996 году. Разрешение экрана составило лишь 256х64 пикселя. В том же году CDT представляет собственные наработки в упомянутой области. В 2000 году, благодаря компании LG, появились первые конструкции для мобильных устройств. На момент 2016 года Samsung вложила 325 млн. долларов в технологии гибкие дисплеи на OLED с одновременным удвоением объёма выпускаемой продукции, а новые Мерседесы планируется оснащать экранами с диагональю 12,3 дюйма.

Сегодня органические светодиоды уже применяются в подсветке матриц. Компания LG разработала и изготовила специальные принтеры, способные методом печати выпускать панели для осветительных целей. Это решает вопрос цены органических светодиодов. Большим достоинством стала возможность регулировки яркости. Не за горами день, когда диодные лампы станут функционировать за счёт органики.

Достоинства светодиодных ламп

Несмотря на малый КПД светодиодов, лампы на их основе обладают потрясающими характеристиками. Энергопотребление при прочих равных снижается на порядок. Что позволяет окупить стоимость приборов в течение года, производитель обычно даёт гарантию на 3 и более. Впрочем, получить её на китайские изделия, продаваемые под различными европейскими брендами, непросто. Хитрый производитель в инструкции указывает на необходимость возврата продукции силами продавца, а последний не всегда готов на это пойти.

Главное – сегмент сегодня бурно развивается. Светодиодная лампа уже завтра станет стандартом де-факто для нужд освещения.

Так ли хороши светодиодные лампы накаливания? / Хабр

Приветствую своих поклонников светодиодных ламп!

Сегодня мы поговорим о трепещущей и чрезвычайно популярной в последнее время теме — лампах накаливания LED (Light-Emitted Diode). Здесь, на Хабре (1, 2, 3) и в сети опубликовано множество статей, но ни одна из них не говорит нам ни слова о глубоком анализе ламп (что на самом деле внутри) и сравнении их температурных характеристик. Поэтому специально для вас, дорогие любители светодиодов, я провел детальный анализ таких ламп от разных производителей, в том числе измерение температуры самих светодиодов.

Дальше попробуем ответить на вопрос: настолько ли хороши лампы накаливания, насколько их нам представляют маркетологи?

Отказ от ответственности: это моя первая попытка перевести и перенять статью с Хабра на английский язык, поэтому я попрошу вас дать полезный отзыв и исправить некоторые ошибки, если таковые имеются.

Фон


Когда появляется новая технология, возникает один из самых важных вопросов: как эта технология вписывается в общую «технологическую среду»? Как правило, революционный продукт просто не вписывается в повседневную жизнь, поэтому необходимо приложить немало усилий, чтобы внедрить инновационные продукты и вывести их на рынок.

Например, это было в случае с возобновляемой энергией, установленной в частных домах. Успех технологии был обеспечен постоянным снижением цены «комплекта», а в некоторых точках мира доплатой государства за произведенную электроэнергию. В свою очередь, это потребовало пересмотра взаимоотношений производителей и потребителей электроэнергии. Довольно похожая история произошла с электромобилями. Отрасль пришлось разделить на две части: гибриды и полностью электрические машины с отдельными «заправочными» станциями.Последнее увеличило вовлеченную «аудиторию» и количество клиентов, тем самым увеличив проникновение технологии в наше общество. Сегодня, в 2019 году, брендом является Tesla, но «неизвестный» китайский BYD прямо сейчас кормит национальный рынок электромобилями и автобусами.

Около 5 лет назад светодиодное освещение и решения на основе этой технологии начали стремительно завоевывать своих последователей. В течение долгого времени инженеры пытались адаптировать двухмерные источники света (светодиоды) к трехмерным обычным системам освещения (например, лампочкам в форме кукурузы).В последнее время его публиковали кое-где.

Наконец-то на рынке появились лампы накаливания. Вроде найдено оптимальное решение: лампа мало чем отличается от лампы «Ильич» ни по форме, ни по содержанию, и только одна вольфрамовая нить заменена на несколько светодиодных. Даже самые старые стекольные заводы и мастерские нашли свое место в этом «бизнесе». В настоящее время предлагается использование полупрозрачной керамической подложки для улучшения радиального распределения светового потока от ламп (например, Crystal Ceramic MCOB).

Что это за загадочная нить? Кратко о филаменте Филамент представляет собой «лепешку», состоящую из нескольких компонентов. Тонкая стеклянная (не очень хорошая для рассеивания тепла) или сапфировая / керамическая (довольно хорошая теплопроводность) подложка с двумя контактами с обеих сторон. Выбор подложки зависит от жадности производителя. Затем на эту подложку устанавливаются сверхмалые светодиодные чипы, которые последовательно соединяются сверхмалыми золотыми проводами. Наконец, вся лепешка покрывает некая полимерная матрица с люминофором.Вуа-ля, нить накала готова к установке в лампочку.
Схема внутренней структуры нити

Идея, лежащая в основе этого типа светодиодов, очень проста: мы могли бы получить немного больше лм / Вт за счет «двойного» взаимодействия излучаемого синего света с люминофором (для генерации красного и зеленого компоненты). Поскольку светодиод прозрачный, подложка прозрачна, и свет распространяется почти на 360 градусов вокруг светодиода. Таким образом, не имеет значения, куда идет синий свет, но в светодиодах SMD (поверхностного монтажа) это имеет значение.


Несмотря на неоспоримые преимущества перед SMD светодиодами, лампы накаливания все же имеют некоторые проблемы, которые по некоторым причинам скрыты. Например, в «стандартной» компоновке с SMD-диодами присутствует довольно массивная алюминиевая подложка и радиатор, эффективно отводящий все выделяемое тепло. В то время как в филаментах единственный способ отвести тепло — это конвекция и рассеивание через воздух и стеклянную стенку колбы и немного от поддерживающей подложки, потому что она мала.

Другими словами, перегрев будет медленно убивать диоды (падение яркости и срока службы при повышении температуры) так же, как и люминофор (влияя на индекс цветопередачи, CRI или Ra, и цветовую температуру, CCT).Этот метод «перегрева» работает для вольфрамовой лампы, потому что газ внутри частично способствует регенерации нити, но не более того. Более подробную информацию о перегреве с научной точки зрения можно найти здесь. Следовательно, из этой статьи относительно безобидная температура составляет порядка 60-70 градусов, не более.

В двух словах: перегрев или недостаточный отвод тепла от светодиодов означает только одно — многократное ухудшение характеристик светодиодных ламп.

Чтобы подтвердить или опровергнуть эту точку зрения, я сделаю обзор обычных светодиодных ламп и сравню их в некоторых экспериментах, включая измерения температуры с помощью тепловизионной камеры (Flir 5 Series, 240 на 320 пикселей). С помощью этой камеры в течение получаса измеряли температуру на лампочке, а также на самих светодиодах после снятия лампы.

Традиционно выводы для рушеров представлены в двух итоговых таблицах в конце статьи.Конечно же, энтузиастов ждем в экспериментальной части.

Экспериментальная часть


Для эксперимента я взял три лампы от разных производителей: дешевую китайскую лампу от Ebay от CroLED (фактически по цене эквивалентной Eglo), еще одну лампу от Eglo, распространяемую Leroy Merlin и, конечно же, очень уважаемую и очень популярную Phillips. Дополнительно допускаю, что вероятно лампа с Ebay не имеет отношения к этому CroLED.

CroLED: «Китайское» качество на Ebay


Начнем с лампы накаливания из Китая.Эта лампа прибыла в простой картонной коробке с минимумом информации (температура, мощность, блок питания — и все). Если честно, мои ожидания были совсем другими, но в реальности все было намного резче. Пульсация 67% (!) — кажется, у нас новый рекорд! Фактически лампа погасла и снова загорелась с интервалом в 10 мс. Цветовая температура оказалась на границе 3000К.
NB: Все лампы, представленные в этой статье, имеют стеклянную колбу.Хотя он может упасть на пол, будьте осторожны при обращении с ним!

Анализ интерьера лампы выявил еще одну интересную конструктивную особенность — драйвер, а точнее полное его отсутствие. Лампа питалась от диодного моста MB10F с парой резисторов и огромными твердотельными конденсаторами. Это очень компактно!


На матовой (!) Подложке размещено 18 светодиодов. Каждый светодиодный чип был изготовлен из текстурированной сапфировой подложки («звездочка»). Чипы очень маленькие — тоньше человеческого волоса. Почему производителю выгодно делать сверхмалые светодиоды? Интересный вопрос! Одна из причин просто экономическая. Небольшие светодиодные чипы просты в изготовлении и не требуют дополнительных золотых контактов на верхнем электроде для перераспределения электрического поля, что увеличивает рабочие характеристики.

Другая причина — теплопроводность. Если вы не можете отвести заданное количество тепла, нет смысла использовать более мощные диоды — они очень быстро умирают.


Ну а что с температурой? — Читатель спросит.Температура у лампочки за 5-7 минут доходила примерно до 40 градусов, а в течение часа оставалась такой.

А теперь заглянем под обложку. Измерение температуры после удаления стеклянной колбы показало, что нити нагреваются очень быстро (~ 1 минута) примерно до 90 градусов, а в некоторых местах — предположительно там, где были размещены светодиоды — температура достигала более 100 градусов.


Eglo: Обычные лампы с обычными характеристиками


Следующая лампа — Эгло. Кстати, у этой компании есть представительство в Российской Федерации.В целом его производительность меня порадовала: пульсации на частоте 100 Гц были примерно 6%, а цветовая температура и индекс цветопередачи соответствовали спецификациям.
На вопрос о пульсации Не имею представления о других странах, могу сказать, что в России пульсация света в светодиодах ниже 300 Гц находится под контролем и должна подчиняться определенным правилам. В нормативных документах (1 и 2) указано:
Примечание — Коэффициент пульсации освещения учитывает только пульсацию ниже 300 Гц.Пульсация выше 300 Гц не влияет на общую и визуальную эффективность, как показано в [1].

Поэтому пульсация светового потока ниже 300 Гц нежелательна.

Внутри этой лампы 4 нити накала, похожие на вышеупомянутую китайскую. Также есть скрытый драйвер на основе балластных конденсаторов. Светодиодные чипы немного больше, чем в предыдущем случае — 113 х 57 мкм. Однако на матовой подложке они очень плохо крепятся.


Что касается температуры, то лампа быстро (за те же 5-7 минут) нагрелась примерно до 50 градусов по колбе.Но нити снова показали температуру ~ 90 градусов — источник нагрева!

Philips: когда качество превыше всего


Последнюю протестированную лампу производила компания Phillips. Удивительно, но эта лампа в корпусе Е14 продемонстрировала отличное соответствие заявленным характеристикам и очень низкую пульсацию.
В чем причина такого приятного поведения, если база у E14 намного меньше, чем у E27? — спросите вы. Все довольно просто: у Philips есть очень хорошие инженеры, которые смогли создать сверхкомпактный драйвер (обратноходовой преобразователь), чтобы он поместился в небольшой отсек E14.Этот драйвер обеспечивал крайне низкую пульсацию (

В этой лампе всего две светодиодные нити, так как она потребляет всего 2,3 Вт энергии. Светодиодные микросхемы закреплены на прозрачной подложке. Они были аналогичны по размерам используемым в лампах Eglo, но с другой текстурой подложки («щит»).


Как упоминалось выше, нельзя идти против законов теплофизики. Примерно за 10 минут колба лампы нагрелась до ~ 45 градусов (две нити накала медленно «прогревают» всю лампу). Однако температура нити без стеклянной колбы по-прежнему составляла ~ 95 градусов, а в некоторых местах — опять же, вероятно, там, где светодиодные чипы были установлены на подложке — достигала значений 110-120 градусов.
В заключение я добавил несколько изображений и размеров ламп IKEA и мощных умных ламп от Prestigio. Лампа IKEA нагревается до 75 градусов за полчаса, а умные лампы Prestigio — до 58. Обе эти лампы «SMD LEDs» нагреваются до указанной в начале статьи «безопасной» температуры 60-70 градусов.

Выводы


Подведем итоги и попробуем ответить на вопрос: Стоит ли сейчас покупать лампу накаливания?
0. Я без устали повторял, повторяя сейчас и буду повторять снова и снова: мы должны признать двумерную природу светодиодного света и использовать его как есть. Это значит, что мы должны подчиняться 2D дизайну светодиодных «лампочек». Будущее светодиодного света должно быть за последним «Нанолистом» — осветительными обоями.

1. Все собранные данные представлены в таблицах ниже. На мой взгляд, заявленному световому потоку китайской лампы, а также другим характеристикам я бы не стал доверять. Производители товаров массового потребления имеют привычку переоценивать результаты.В остальном лампы Eglo и Phillips имеют соответствующие характеристики — молодцы! Китай — ну … надеюсь, ты понимаешь.

Берегите свое здоровье и время — запросите результаты тестов перед покупкой LED-светильников на Ebay, а в обычных магазинах скоро придется проделать ту же процедуру…


2. Сравнение спектров не выявило существенных разница между указанными лампами. Скорее всего, все лампы будут использовать один и тот же люминофор (люминофор), который дает теплый «нить накаливания».Есть небольшие вариации синего компонента, которые также можно наблюдать в цветовой температуре в Таблице 1: Eglo был очень теплым, Phillips был в середине, CroLED имел «самую холодную» CCT.
3. Если говорить о технологиях, то только Phillips имеет право называться «хорошей и безопасной лампой» с нормальным непульсирующим драйвером. Philips еще раз подтверждает статус ведущего игрока на рынке.

Все протестированные лампы имели удивительно одинаковый порядок значений для определенного светового потока и удельной мощности.Эти значения сопоставимы со средней SMD-лампой. Судя по всему, теплопередающие и нагревающие светодиоды существенно ограничивают эти характеристики по сравнению с обычными светодиодами, упакованными в SMD-корпуса.


4. Наконец, самое вкусное — на десерт. Температурные измерения накаливания с помощью инфракрасной камеры показали и, я полагаю, доказали, что технология накаливания не может быть полной заменой обычных SMD-ламп с алюминиевым радиатором (гораздо более эффективным радиатором).Кроме того, следует учитывать значительно ограниченное пространство для водителя. В результате мы обнаружим, что яркие и мощные лампы накаливания с длительным сроком службы создать очень сложно (лампы мощностью 12 Вт часто комплектуются радиатором).


Не стесняйтесь и не забывайте подписываться: для вас это несложно — мне приятно и воодушевлено!

Да, этот текст не идеален, поэтому обо всех ошибках, отмеченных в тексте, пишите мне в личку.

.

Новое поколение светодиодных ламп накаливания

До сих пор основная конструкция светодиодной лампы принципиально не изменилась. Общая формула заключалась в использовании одного высокомощного кристалла GaN (или нескольких более крупных кристаллов), добавления люминофора (удаленно или напрямую) и управления микросхемой (ами) с максимальной мощностью, чтобы получить максимальное количество белого. свет. Залогом долговечности ламп является эффективное рассеивание тепла, выделяемого большими светодиодными чипами. Вот почему так много светодиодных ламп имеют большие радиаторы, добавленные к основанию.

(Все фотографии предоставлены AXP Lighting)

Возникла новая технологическая тенденция — светодиоды накаливания. Использование радиаторов для отвода тепла было полностью исключено, что привело к получению более легкой лампы, которая стоит дешевле и имеет вид классической лампы накаливания.

В начале

Впервые представленная в 2008 году компанией Ushio Lighting, первоначальная цель светодиодной лампы накаливания состояла в том, чтобы сохранить внешний вид классической лампы Эдисона, как показано на рисунке 2.К сожалению, этот продукт не получил широкого распространения на рынке из-за плохого рассеивания тепла и неполной геометрии потока.

В ответ производители ламп использовали один большой светодиодный чип (или большую матрицу чипов) и добавили массивные радиаторы для решения тепловых проблем, возникающих при использовании больших чипов. К сожалению, почти все лампы, созданные в течение следующих нескольких лет, в значительной степени полагаются на использование громоздких радиаторов для решения проблемы управления температурой, и поэтому обеспечивают только 180 градусов геометрии потока.Ясно, что это не идеальное решение.

Научное исследование + Реакция рынка

Правительство Швеции при поддержке правительства Бельгии, Европейской программы CLASP и Европейского совета по энергоэффективной экономике 19 ноября 2014 г. представило Европейской комиссии и Консультативному форуму отчет, в котором подчеркивается новая тенденция использования светодиодной нити накала. как используется в новом поколении светодиодных осветительных приборов.

Некоторые из этих новых светодиодных продуктов были представлены в N.А. и европейские рынки по низким ценам. Эта помпа привлекла внимание Шведского энергетического агентства и его филиалов в Европе, которые решили исследовать светодиодную нить накала A19 в третьем квартале 2014 года. В отчете подтверждается, что светодиодные нити, используемые в светодиодных лампах нового поколения, имеют большой потенциал, поскольку они более эффективны. эффективнее многих обычных светодиодных ламп, а новые лампы обеспечивают лучшую геометрию потока.

Даже несмотря на этот положительный отчет, светодиодные продукты с нитью накаливания медленно внедряются на североамериканский рынок по двум причинам.Только два (AXP Lighting and Lighting Science Group) из десятков производителей светодиодных ламп с нитью накаливания сертифицированы UL, и только один (AXP Lighting) получил сертификаты UL и Energy Star.

Светодиодные лампы накаливания — Не все одинаковы

В этой статье будут проанализированы «светодиодные лампы накаливания», как в примере, показанном на рисунке 3. В исследовании также сравниваются несколько конструкций прозрачных светодиодных ламп, основанных на оптических световодах, предлагаемых такими компаниями, как IKEA, OSRAM и Philips.

Чаще всего лампы накаливания используются в ретро-лампах, то есть в лампах из прозрачного стекла, которые позволяют видеть «нити накала». Они особенно хорошо смотрятся в люстрах с пламенным наконечником. Хотя внешний вид может показаться слишком многим как возврат к старым классическим лампам накаливания, практическое преимущество нити накала заключается в том, что светодиоды могут быть настроены на всенаправленный свет, как и лампы накаливания. Этот тип геометрии потока на 360 градусов отсутствует сегодня в большинстве светодиодных ламп на рынке.

Ключевые методы проектирования и строительства

Помимо сходства с оригинальными лампами накаливания Ushio, в новой волне светодиодных ламп накаливания есть много новых и эффективных элементов дизайна, которые делают их лучше светодиодных ламп первого поколения. Во-первых, светодиодная «нить» обычно состоит из множества (иногда сотен) крошечных неупакованных светодиодных чипов, установленных на прозрачной подложке вместо металлической подложки. Это обычно называют Chip-On-Glass (COG).Эти прозрачные подложки изготовлены из стекла или сапфира. Эта прозрачность позволяет излучаемому свету равномерно и равномерно рассеиваться без каких-либо помех. Это улучшает геометрию потока лампы. Затем светодиодная нить инкапсулируется в смолу, состоящую из смеси силикона и люминофора, которая выполняет обычное преобразование синего света светодиодных чипов в белый свет. Этот инновационный дизайн позволяет использовать как синие, так и красные светодиоды для модуляции цветовой температуры.Большинство производителей полагаются исключительно на люминофор для установки цветовой температуры. Эта дополнительная степень контроля позволяет производителю ламп обеспечивать более точный уровень цветовой температуры и гибкость во время производственного процесса. Обратной стороной является то, что производительность CRI не будет такой стабильной при использовании комбинации синего и красного светодиодов.

Следует отметить, что использование низкосортного силикона для снижения затрат — обычная практика среди многих производителей светодиодных ламп накаливания в Китае.Низкокачественный силикон станет хрупким после 200 часов эксплуатации. Это приведет к разрушению структуры нити и разрыву цепочки светодиодов, соединенных проводами. Вот почему использование высококачественного силикона жизненно важно для долгого срока службы светодиодных ламп. На каждом конце нити накала есть металлический электрод для дальнейшей сборки. На рисунке 1 показан пошаговый процесс изготовления светодиодной нити.

Люминофорное покрытие имеет решающее значение для характеристик CRI и безопасности светодиодных ламп накаливания.Неправильное покрытие люминофора может вызвать утечку синего светодиодного света, что может быть вредным для сетчатки, как предполагалось в некоторых отчетах. Один производитель ламп накаливания, AXP Lighting, разработал новый процесс нанесения люминофора, который устраняет утечку синего света.

Светодиодные лампы первого поколения обычно изготавливаются из светодиодов большого размера, а затем они питаются большим током для максимальной производительности. Конструкции светодиодных ламп накаливания обеспечивают даже лучшую производительность, чем их традиционные аналоги светодиодных ламп, за счет использования множества светодиодных чипов меньшего размера с низким энергопотреблением.Результат — меньше тепла, лучшая эффективность и изящный дизайн без радиатора. С другой стороны, светодиодные лампы первого поколения нуждаются в больших радиаторах, которые, помимо увеличения стоимости, также нарушают геометрию потока, поэтому традиционные светодиодные лампы никогда не могут обеспечить истинную геометрию потока на 360 градусов.

Все дело в тепле

В высококачественных светодиодных осветительных приборах с нитью особое внимание уделяется терморегулированию. Схема высокого напряжения — низкого тока — идеальная комбинация для контроля нагрева.Тем не менее, надежная светодиодная лампа накаливания должна иметь несколько путей отвода тепла. Это факт, что температура перехода (Tj) напрямую коррелирует с ожидаемым сроком службы светодиодных чипов. На рис. 2 показаны скорости затухания света светодиода при различных температурах перехода (Tj). Это явление обычно называют «эффектом падения». Чтобы обеспечить ожидаемый срок службы 30 000 часов при сохранении светового потока 90%, температура перехода должна поддерживаться ниже 85 ° C.

Один из новаторских подходов к регулированию температуры — использование специальной газовой смеси внутри стеклянной лампы для более эффективной передачи тепла к поверхности стекла, чем использование одной лишь конвекции.Есть и другие творческие способы рассеять тепло, не жертвуя всенаправленным светом. Один секрет в том, как вы располагаете светодиодные нити. Изучая коммерчески доступные светодиодные лампы накаливания, представленные сегодня на рынке, стоит отметить, что AXP Lighting — единственная компания, получившая сертификаты UL ™ и Energy Star ™ на все свои продукты Filament LED ™. Его запатентованные поперечные нити образуют «центр света», не образуя темных зон, по сравнению с другими конструкциями светодиодных нитей типа «рождественская елка», появляющимися на рынке.На рисунке 4 сравнивается световой эффект лампы AXP и лампы других производителей.

Сравнение светодиодных ламп накаливания и светодиодных ламп без накаливания

Светодиодные лампы накаливания быстро завоевывают долю рынка. Чтобы сравнить трех крупных производителей ламп с продуктом AXP Lighting, большая тройка играет в догонялки. Таблица 1 показывает результаты.

Изменение направления

Примечательно, что даже традиционные производители светодиодных ламп, такие как Cree, признают преимущества классического внешнего вида ламп накаливания, поэтому они представили линейку продуктов 4-Flow, включающую форму лампы накаливания с простой конвекцией воздуха для охлаждения.Это подтверждает, что производители ламп признают стремление к классической лампе в стиле Эдисона, а это то, что потребители действительно хотят в своих домах. Светодиодные лампы накаливания, кажется, разобрались с этим.

Для получения дополнительной информации посетите: www.axplighting.com

.

часто задаваемых вопросов по светодиодам | Светодиодное освещение

Что означает светодиод?

LED — аббревиатура от светодиода.

Как долго работают светодиоды?

Светодиоды

отличаются исключительно долгим сроком службы. Многие светодиоды имеют номинальный срок службы до 50 000 часов. Это примерно в 50 раз дольше, чем у обычной лампы накаливания, в 20-25 раз дольше, чем у типичного галогена, и в 8-10 раз дольше, чем у типичного КЛЛ. При использовании 12 часов в день 50 000 лампочек прослужат более 11 лет.При использовании 8 часов в день прослужит 17 лет!

Где можно использовать светодиоды?

Их можно использовать практически везде. Замена светодиодов уже доступна для таких типов ламп, как А-образные, отражатели PAR, отражатели MR, декоративные, подкладные и другие. При использовании с диммерами, особенно с системами диммирования, которые поддерживают множество ламп, мы рекомендуем сначала протестировать несколько светодиодов для проверки совместимости.

Следует ли использовать светодиоды в закрытых светильниках?

Закрытые приспособления — это не только воздухонепроницаемые приспособления, но также приспособления, закрытые сбоку, сзади и открытые спереди, такие как многие головки гусениц.Светодиоды, которые используются в светильниках, где длина окружности лампы менее 1/2 дюйма при установке в светильник, также считаются закрытым приложением. Если вы планируете использовать светодиоды в этих типах приложений, вам следует использовать светодиоды с номиналом для закрытых светильников.Использование светодиодной лампы, не предназначенной для закрытых светильников, в этом типе применения может вызвать мерцание светодиодной лампы и значительно сократить срок ее службы.

Bulbs.com теперь предлагает широкий ассортимент закрытых светодиодов с различными формами ламп.Светодиоды, не предназначенные для закрытых светильников, следует использовать только в светильниках, открытых спереди, где линзы лампы открыты по бокам и сзади, и должны иметь пространство не менее 1/2 дюйма по окружности лампы.

Какие преимущества перехода на светодиоды?

Преимущества перехода на светодиоды многочисленны. Вот лишь некоторые из преимуществ: светодиоды потребляют гораздо меньше электроэнергии, чем другие лампы, имеют чрезвычайно длительный срок службы, выделяют очень мало тепла, не излучают УФ или инфракрасное излучение, не содержат ртути, устойчивы к ударам и вибрации и могут эффективно работать. в очень холодных условиях.Для получения дополнительной информации о преимуществах светодиодов см. Светодиод: подходит ли он вам ?.

Почему светодиоды стоят больше, чем другие типы лампочек? Они того стоят?

Светодиод

— все еще новая технология, и затраты на производство качественной продукции по-прежнему высоки. Однако цены резко снизились всего несколько лет назад, и ожидается, что цены будут продолжать падать. С точки зрения того, стоят ли светодиоды дополнительных затрат, полезно посмотреть на стоимость эксплуатации лампы в дополнение к первоначальным затратам.Экономия энергии, реализованная при переходе на светодиоды, означает, что дополнительные первоначальные затраты часто окупаются довольно быстро, и в результате вы экономите деньги в течение срока службы лампы. Если вы хотите увидеть это в действии, ознакомьтесь с нашим калькулятором экономии энергии. Вот пример: для частного потребителя, который может включать свет всего 10 часов в неделю — окупаемость составляет более 10 лет. С другой стороны, клиент розничной торговли или ресторана, который горит светом 90-100 часов в неделю, рассчитывает, что окупаемость светодиодного PAR стоимостью 70 долларов составит менее 18 месяцев.При принятии решения о том, подходит ли вам светодиодный светильник, определенно следует учитывать оценку окупаемости.

Есть ли разница между светодиодом за 10 долларов и светодиодом за 50 долларов?

Да. Светодиоды очень похожи на бытовую электронику, и качество действительно имеет значение. Чтобы светодиод работал должным образом и обеспечивал приемлемый световой поток, все компоненты должны быть долговечными. Всегда полезно покупать у производителя или продавца, который, как вы уверены, будет поддерживать продукт.Если вы хотите узнать больше о компонентах и ​​о том, как дешевые светодиоды сочетаются с высококачественным продуктом, посмотрите «Рассказ о двух лампах».

Будет ли светодиод давать достаточно света, чтобы заменить мою нынешнюю лампочку?

Для большинства приложений да. Стандартные светодиодные продукты теперь надежно заменяют лампы накаливания мощностью до 100 Вт, а специальные продукты доступны для замены даже более высоких ватт. Если вы хотите узнать больше о светоотдаче светодиодов, прочтите эту статью о светоотдаче.

Какое качество светодиодного освещения?

При покупке качественного товара качество света отличное. Индекс цветопередачи (CRI) обычно используется для измерения качества света по шкале от 1 до 100. Большинство светодиодов имеют рейтинг CRI не менее 80, а многие — 90 и выше.

CRI

Color Rendering Index — это международная система, используемая для оценки способности лампы отображать цвета объекта.Чем выше индекс цветопередачи (по шкале от 0 до 100), тем более насыщенными и точными становятся цвета. Различия CRI между лампами обычно не видны глазу, если разница не превышает 3-5 баллов.

Насколько зеленые светодиоды?

светодиода очень зеленые. Во-первых, они потребляют гораздо меньше электроэнергии, чем многие другие осветительные приборы. Это означает, что для их эксплуатации необходимо производить меньше электроэнергии, что приводит к снижению выбросов электростанций, особенно в районах, где распространены угольные электростанции.В отличие от КЛЛ они не содержат ртути. Благодаря своему долгому сроку службы они также сокращают объем твердых отходов: если вы замените лампу накаливания на светодиодную, вы предотвратите выброс 50 ламп накаливания на 1000 часов работы. Кроме того, они выделяют очень мало тепла и могут снизить потребление энергии, связанной с HVAC. По оценкам Министерства энергетики США, более широкое внедрение светодиодов в течение следующих 15 лет также снизит потребность в электроэнергии от освещения на 62 процента, предотвратит выбросы углерода на 258 миллионов метрических тонн и устранит необходимость в 133 новых электростанциях.

Можно ли использовать светодиоды с диммерами?

Обычно да. Многие светодиоды специально указаны как регулируемые. Некоторые системы затемнения работают со светодиодами лучше, чем другие, поэтому лучше всего протестировать одну или две, прежде чем полностью повторно осветить пространство.

Существуют ли скидки / льготы / налоговые льготы при переходе на LED?

Во многих случаях да. Чтобы узнать, имеете ли вы право на скидку или другую программу поощрения, вы можете обратиться к сайту DSIRE Министерства энергетики США или позвонить в Bulbs.com Специалист по освещению.

.

Руководство по пайке светодиодов — LEDSupply BLOG

soldering iron & station Пайка: вот что работает!
Бороться с пайкой и повреждением светодиода (ов) и печатной платы (PCB) или печатной платы с металлическим сердечником (MCPCB) легко обойтись без соответствующих инструментов, материалов и техники пайки. Чтобы избежать распространенных проблем при пайке светодиодов, мы оглянулись на наш более чем 20-летний опыт работы с электроникой и изложили здесь все «что можно и чего нельзя» при пайке светодиодов. Наше намерение — помочь вам сэкономить время, деньги и избежать разочарований, поэтому, возможно, вы попробуете второй светодиодный проект вместе с нами! Кроме того, в конце есть видео, в котором показан процесс в действии.

Начнем с простого…

MCPCB LED Star

MCPCB Светодиодная звезда

Припой — это проводящий материал, который плавится около 400 градусов по Фаренгейту и позволяет двум металлическим частям соединяться в цепь. Стандартное соединение «точка-точка» представляет собой два вывода, скажем, катод светодиода и анод второго светодиода, скрученные и спаянные вместе; это более эффективно, чем просто скручивать вместе провода. Другой распространенный тип паяного соединения встречается на печатных платах и ​​MCPCB, где на плате есть токопроводящие дорожки, ведущие к компонентам, на которых выполняется паяное соединение.Большая часть пайки, с которой мы сталкиваемся, связана со светодиодами на MCPCB, которые вы можете видеть справа, и мы показываем пример на видео ниже.

Вот важный лакомый кусочек для запоминания…

Припой обычно на 60% состоит из олова и на 40% из свинца с сердечником из канифольного флюса (центр припоя). Следует упомянуть канифольный стержень, потому что он удаляет загрязнения с контактов и улучшает электрическое соединение; в основном, это помогает припою прилипать к контактной площадке. Поскольку заставить припой течь и прилипать к поверхности иногда сложно, знание того, что флюс находится в центре припоя, означает, что вы можете помочь избежать этой проблемы, целенаправленно расплавив центр припоя непосредственно на поверхность.Это сначала приводит к попаданию канифольного флюса на поверхность и помогает припою прилипать к поверхности.

Наличие и поддержка правильных инструментов для торговли

0.20mm Thick Solder

Припой толщиной 0,20 мм

Припой: Мы предпочитаем припой с содержанием олова 60/40 вместо свинца и толщиной 0,20 мм. Такая толщина припоя идеально подходит почти для всех наших применений, и мы рекомендуем именно это. Подробная информация о припое, который мы используем, здесь.

Common Soldering Iron

Обычный паяльник

Утюг: Наличие качественного паяльника и наконечников разного размера делает любую работу проще и быстрее.Многие проблемы, с которыми мы сталкиваемся со стороны клиентов, связаны с дешевым утюгом и маленькими чаевыми. Если утюг недостаточно мощный или наконечник слишком маленький, температура поверхности никогда не станет достаточно высокой для равномерного стекания припоя. Мы рекомендуем по крайней мере 30-ваттный утюг, к сожалению, он может быть дорогим, и если вы не планируете много паять, эти расходы могут быть трудно оправдать. Есть недорогие паяльники, которые подойдут для небольших работ, но если вам нужно много паять и вы хотите минимизировать хлопоты и увеличить срок службы, сделайте себе одолжение и купите хороший утюг.Для наших собственных светодиодных проектов и светодиодных комплектов, которые мы создаем для клиентов, мы используем такой утюг.

Soldering Iron Tips

Жала паяльника

Паяльное жало: Поскольку не все поверхности паяльных площадок имеют одинаковый размер, часто паяльники поставляются со сменными размерами жала; у некоторых есть тонкие концы, а у других — более широкие клинья. Соответствие размера наконечника размеру поверхности может значительно облегчить нагрев паяльной площадки. Если припой не растекается по контактной площадке, возможно, это связано с тем, что наконечник утюга слишком мал и не распределяет тепло по достаточно широкой площади.

Еще один лакомый кусочек…

Если ваши мощные светодиоды устанавливаются на радиатор (что они часто делают), имеет смысл выполнить пайку перед закреплением светодиода на радиаторе. При попытке припаять светодиод, который уже находится на радиаторе, радиатор иногда может поглотить все тепло от утюга и сделать нагрев поверхности паяльной площадки практически невозможным.

Tinning soldering iron tip

Паяльное жало

Tin the Tip: Паять без луженого наконечника бесполезно.Чтобы правильно залудить кончик утюга, нанесите на него припой и нанесите толстый слой покрытия. Следующий шаг — стереть излишки припоя влажной губкой и, наконец, снова нанести немного припоя на наконечник.

Cleaning the soldering surface

Очистка паяльной поверхности

Чистая поверхность припоя: Очевидно, что чем более чистая поверхность, тем лучше. В идеале убедитесь, что на поверхности нет грязи, пыли, эпоксидной смолы или чего-либо еще.

Tinning a soldering pad

Лужение паяльной площадки

Лужить поверхности (провода, паяльная площадка или печатная плата): В нашем видео мы показываем пример пайки проводов к светодиодной звезде Cree, но перед окончательным подключением выводы проводов сначала покрываются оловом.Подобно лужению утюга, на провода наносится тонкий слой припоя; Важно, чтобы припой прилипал к проводу. Помните высказанное выше предположение о том, что канифоль находится в середине припоя; использование середины припоя помогает ему лучше прилипать к проводу. Кроме того, в примере из нашего видео поверхность паяльной площадки также покрывается лужением. Примените луженый наконечник к контактной площадке и начните наносить припой на контактную площадку. Припой должен равномерно растекаться по всей контактной площадке, и как только он действительно удалит железо, пусть припой затвердеет.

Последнее соединение: На этом вся тяжелая работа сделана. С красиво луженым наконечником и поверхностью просто прикоснитесь к двум припаяемым деталям утюгом. Припой на каждой поверхности должен течь; быстро удалите утюг, и когда припой затвердеет, оба компонента следует спаять вместе.

Может быть сложно паять?

Ruined LED from soldering

Светодиод испорченный от пайки

Да. Сначала не расстраивайтесь, если вы испортите один или два компонента — мы все это сделали! Помните, что утюги горячие, а светодиоды не любят слишком много тепла.Будьте осторожны с настройками температуры на утюге и с тем, как долго вы кладете утюг на поверхность. В большинстве случаев для того, чтобы припой растекся и прилип к поверхности, не требуется больше нескольких секунд. Если это займет больше времени, остановитесь, дважды проверьте этот пост и посмотрите видео еще раз.

Помощь Добавить подсказки?

Если у вас есть вопросы или предложения, пожалуйста, оставьте комментарий, и мы сможем добавить их в сообщение!

Пайка светодиодов в видео!

.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о