≡

Использование светодиодного освещения для всего дома

Светодиодные лампы для освещения дома в последнее время применяются все более широко. Главными аргументами в пользу этих осветительных устройств является их энергоэффективность и обещанная производителем долговечность.

В то же время вы наверняка слышали множество историй о том, как светодиодные лампы негативно влияют на зрение, на организм человека, да и вообще они не очень удобны в плане эксплуатации. Поэтому в нашей статье мы решили разобраться со всеми аспектами LED освещения и определить их главные достоинства и недостатки.

Содержание

• Основные параметры выбора светодиодных ламп
  • Выбираем светодиоды
  • Выбираем радиатор
  • Выбор драйвера
• Эксплуатация светодиодных ламп
• Вывод

Основные параметры выбора светодиодных ламп

Для того чтобы разговаривать о деталях и правилах выбора светодиодной лампы, давайте сначала разберем как она устроена и каков принцип ее работы. Для этого нам придётся погрузиться немного в теорию, но мы постараемся все рассказать максимально доступным языком.

Отдельные светодиоды

• Итак, еще в 1907 году исследователи заметили, что определенные пары металлов при протекании через них тока испускают свет. В дальнейшем эта технология развивалась и в 1962 году сотрудник компании General Electric разработал первый в мире светодиод. Суть данного устройства состоит в том, что при протекании тока через полупроводники носители зарядов рекомбинируют фотоны, которые и являются частицами света.

Светодиодная лампа — это определенное число отдельных светодиодов, подключённых по определённой схеме

• Первоначально светодиоды были очень дорогими, но с развитием технологий и науки удалось добиться того, что цена таких устройств стала комфортной для их широкого распространения. В результате появились светодиодные лампы, которые по сути представляют собой набор светодиодов, расположенных на специальном радиаторе и имеющих специальную схему питания.
• Исходя из этого качество светодиодной лампы зависит от типа и качества самих светодиодов, от схемы их расположения на радиаторе, от типа радиатора и от схемы питания. Все эти вопросы давайте и рассмотрим более детально.

Выбираем светодиоды

Данную главу мы обозначили как выбор светодиодов, но в реальности выбирать светодиоды в лампе вам некто не даст. Вы приобретаете лампу с уже установленными диодами. Но вот хаpaктеристики лампы, которые зависят от светодиодов вы выбрать можете.

Конструкция светодиода

• И для начала давайте определимся с цветом светодиодной лампы. Он зависит от материала, из которого изготовлен сам светодиод. Например, изделия на основе фосфида и арсенида галлия излучают красный, желтый и желтый с зеленоватым оттенком цвета, гoлyбой цвет дает такой материал, как карбид кремния. Но некоторые цвета, например, такие как белый, можно получить только за счет смешения других цветов.

Шкала цветовых температур света

• Выбирая светодиодные лампы освещения для дома вы должны ориентироваться на так называемую цветовую температуру. Дабы получить теплый желтый цвет вам нужны лампы в районе 2700К, естественным белым принято считать цвет в районе 4000К, а холодным белым в районе 6000К. Цветовая температура каждой отдельной лампы обязательно указана на упаковке лампы.

Спектр светодиодной лампы

• Но здесь есть один нюанс. Дело в том, что, выбирая светодиоды белого цвета вы можете сами себе навредить. Это связано с тем, что для получения белого цвета как мы уже говорили выше используется смешение цветов. Из-за этого у многих диодов имеется провал на диапазоне волны в 480нм.

Световой спектр различных ламп

• Естественный свет в этом диапазоне попадая на сетчатку глаза дает ему комaнду прищуриться. Это позволяет защитить оболочку глаза от вредного синего цвета. Но в данном случае глаз не получает такой комaнды, а синий спектр присутствует в свете светодиодной лампы. При длительном воздействие — это может привести к повреждению оболочки глаза. Конечно, эта проблема известна, и многие именитые производители уже нашли пути ее решения, но у многих китайских производителей еще можно встретить такие лампы.
• Следующим важным аспектом выбора светодиодной лампы является схема расположения самих светодиодов. Ведь в одной лампе их может быть от нескольких штук до сотни, а иногда и больше. Все зависит от требуемой световой отдачи.

Выбираем радиатор

Теперь пришло время определиться с радиатором. Разобраться что это такое и зачем оно вообще нужно в обычной лампочке.

Конструкция светодиодной лампы

• Основное назначение радиатора в светодиодной лампе — это отводить тепло. Дело в том, что светодиод при работе излучает большое количество тепла, и чем больший ток через него проходит, тем большее количество света он излучает и, соответственно, греется.
• Теоретически это может привести к перегоранию лампы. Чтобы этого не происходило, и применяют радиаторы, которые увеличивают площадь теплообмена и позволяют диодам не достичь той температуры, при которой он перегорит.

На фото перегоревший светодиод в лампе

• Чем меньше мощность диода и лампы, тем меньший радиатор ему нужен. Небольшие диоды в 1 – 2 Ватта вовсе могут обходится без них. И тут возникает дилемма использовать много маломощных светодиодов в одной лампе или несколько, но с большей мощностью.

Последовательная схема подключения светодиодов

• Чтобы ответить на него следует вспомнить принцип подключения диодов – последовательный, либо при большом их количестве последовательно-параллельное. То есть каждый последующий диод питается от предыдущего. И в случае перегорания одного из них не будет работать вся лампа.

Последовательно-параллельная схема подключения светодиодов

• В итоге при покупке вы своими руками выбираете тот или иной вариант. Если вы видите лампу с большим значением светового потока, но малым количеством диодов обязательно убедитесь в наличии качественного алюминиевого радиатора. Если же вы видите в лампе много светодиодов, то знайте, что вероятность ее поломки значительно выше.

Обратите внимание! Иногда, например, на архитектурное освещение светодиодное применяют специальные светильники с диодными лампами. Эти светильники выполнены из металла и сами по себе являются радиаторами. Поэтому в этом случае даже мощные светодиоды могут быть без дополнительных теплоотводов.

Выбор драйвера

Для многих слово драйвер ассоциируется с чисто компьютерным понятием. Но в микроэлектронике это понятие обозначает электронное устройство, которое обеспечивает питание и управлением чем-либо. В нашем случае это светодиодная лампа.

Драйвер светодиодной лампы

• Для работы светодиода, на него следует подать постоянный ток. В нашей сети ток переменный. Номинальное напряжение у разных светодиодов в зависимости от цвета колeблется от 1,9 до 4,5В. Но главным для светодиода является его ток. Для обычных светодиодов он составляет 20м А, для средней мощности до 100м А, и для особо ярких до 300м А.
• Соответственно наш драйвер должен обеспечить понижение напряжение до требуемой величины, преобразование переменного тока в постоянный и главное обеспечить требуемое значение тока.

Схема драйвера светодиодной лампы

Обратите внимание! Вторичное напряжение драйвера может существенно колeбaться в зависимости от количества установленных светодиодов. Путем их последовательного подключения можно добиться работы и от сети с напряжением в 220В, но для этого может потребоваться до 100 диодов. Поэтому одним из наиболее распространённых случаев является трaнcформация до 100В.

• Но напряжение для светодиодов — это не столь важный параметр. Главное — соблюдение номинального тока. Достичь этого можно за счет установки резистора с требуемым активным сопротивлением. Но тут, опять-таки, возникает проблема. Чем больше сопротивление резистора, тем больше он греется.
• Поэтому в более продвинутых моделях применяются специальные корректоры коэффициента мощности, которые контролируют номинальный ток за счет обрезания определенного фрагмента полуволны.

Схема драйвера светодиодных ламп с корректором мощности

• Но все это мы рассмотрим немного ниже. Сейчас же нас интересует чем конструкция драйвера может отразится на нас. Дело в том, что не самые качественные драйверы не имеют конденсатора. Это приводит к тому, что светодиод мерцает с частотой в 100Гц как на видео.
• Такое мерцание человеческий глаз пpaктически не видит, но оно пагубно влияет на его здоровье. Этот параметр называется пульсация света и он строго нормируется. Для жилых помещений он не должен превышать 10%. В нашем же случае он будет порядка 30%, а то и больше.

Пульсация LED ламп

• Исходя из этого, не стоит отдавать предпочтение дешевым изделиям с некачественным драйвером. Это будет себе дороже. Тем более что определить пульсацию вы можете и самостоятельно. Для этого попросите продавца вкрутить эту лампу и включить. А сами посмотрите на нее через объектив вашей камеры на мобильном телефоне. Чем больше темных полос вы увидите, тем выше пульсация.

Эксплуатация светодиодных ламп

Отдельно хотелось бы сказать несколько слов и об эксплуатации LED ламп, ведь в этом вопросы так же есть свои нюансы, которые стоит учитывать.

Более подробно о светодиодном освещении дома можете узнать из этого видео.

• Прежде всего это места, в которых можно устанавливать такие лампы. Для них достаточно важным аспектом является отвод тепла. Поэтому бани и сауны сразу отпадают. Хотя этот запрет не является категоричным. При использовании диодов небольшой яркости вы можете поставить такую лампу и в сауну, но тут нет никаких гарантий.

Светодиодное освещение зданий

• Если вы используете архитектурное светодиодное освещение, то обязательно обратите внимание не является ли корпус светильника его радиатором. Если это так, то не в коем случае нельзя его утеплять или иным образом снижать теплоотдачу корпуса.
• Отдельным вопросом является схема управления яркостью светодиодной лампы. У обычных ламп накаливания это происходит путем изменения напряжения. Но здесь такая схема не даст никаких результатов.

Диммер для светодиодной лампы

• Дело вот в чем. Лампы обычно имеют собственный трaнcформатор, который снижает напряжение до требуемой величины. Поэтому снижая напряжения диммером, вы лишь снижаете первичное напряжение трaнcформатора. Да, вторичное напряжение тоже снижается, но как мы помним, для диодов более важен ток, чем напряжение.

Схема диммера для LED лампы

• Но это не значит, что что у светодиодных ламп нельзя регулировать яркость свечения. Просто диммеры для этого должны быть специальными. Делается это за счет высокочастотного включения и отключения диодов. Обычно эта частота превышает 300Гц.
• Говоря более простым языком специальный диммер позволяет включать и отключать диоды в лампе 500 – 1000 раз в секунду. Чем большее количество этих включений и отключений, тем ниже визуальная яркость диода, так как фотонов выделяется меньше. Причем для человека на такой частоте эти включения и отключения не заметны.

Вывод

Светодиодное архитектурное освещение, бытовое использование LED ламп, а также их промышленное использование при должном качестве ламп является вполне разумным выбором. Ведь такие лампы обладают хорошими показателями цветопередачи, очень экономны, долговечны, экологичны и главное не предъявляют особых требований по эксплуатации. Главное использовать качественные лампы от именитых производителей, которые не разменяют низкую стоимость на ваше здоровье.