Температура работы светодиодных ламп

Снижение розничных цен на светодиодные лампы привело к резкому росту их продаж. Однако ситуация с выбором качественного товара для многих по-прежнему остаётся тупиковой.

Если купить лампочку накаливания было просто, с появлением КЛЛ задача не значительно усложнилась за счет более широкого ассортимента и оттенков излучаемого света.

Параметры светодиодных ламп имеют значительно больше пунктов, чем у лампочек предыдущих поколений.

Но не стоит пугаться. Чтобы купить хорошую светодиодную лампу, углублённых познаний товара не понадобится. Достаточно один раз разобраться с основными параметрами, чтобы потом легко ориентироваться среди чисел, указанных на упаковке. Так что же нужно знать покупателю о светодиодных лампах, и на какие технические характеристики обратить внимание перед покупкой?

Основные характеристики

Следуя пословице: «Встречают по одёжке…» достаточно взять в руки коробку с лампочкой, чтобы ознакомиться с её основными техническими характеристиками. Обратить внимание следует не на крупные яркие цифры, а на напечатанное мелким шрифтом описание из 10 и более позиций.

Световой поток

Во времена, когда лампа накаливания была источником света №1, понятие светового потока мало кого интересовало. Яркость свечения определялась номинальной мощностью лампочки. С появлением светодиодов мощность потребления источников света снизилась в разы, а КПД вырос. За счет этого появилась экономия, о которой так часто напоминают рекламные ролики.

Температура работы светодиодных ламп

Бывает, что после замены лампы накаливания на светодиодную её яркость оказывается ниже заявленной. Первая причина такого явления – установка дешёвых китайских светодиодов. Вторая – заниженная мощность потребления. Эти обе причины говорят о товаре низкого качества.

Температура работы светодиодных ламп

Мощность

Мощность потребления светодиодной лампы (P, Вт) – вторая по важности техническая характеристика, которая показывает на то, сколько электроэнергии потребляет светодиодная лампа за 1 час.

Суммарное энергопотребление складывается из мощности светодиодов и мощности драйвера.

Наиболее востребованы в наше время led осветительные приборы мощностью 5-13 Вт, что соответствует 40-100 ваттным лампам с нитью накала.

Качественные драйвера импульсного типа потребляют не более 10% энергии от общей мощности.

В качестве рекламы производители часто пользуются понятием «Эквивалентная мощность», которая выражается в надписи на упаковке наподобие 10 Вт=75 Вт. Это означает, что светодиодную лампу в 10 Вт можно вкрутить вместо обычной «груши» в 75 Вт, не потеряв при этом в яркости.

Разнице в 7-8 раз можно верить. Но если на коробке красуется надпись вроде 6 Вт=60 Вт, то зачастую это не более чем рекламный трюк, рассчитанный на рядового покупателя.

Это не значит, что изделие плохого качества, но реальная светоотдача будет, скорее всего, совпадать с лампой накаливания не в 60, а гораздо меньше.

Напряжение и частота питания

Напряжение питания (U, В) принято указывать на коробке в виде диапазона, в пределах которого производитель гарантирует нормальную работу изделия. Например, параметр 176–264В свидетельствует о том, что лампочка уверенно справится с любыми перепадами сетевого напряжения без существенной потери яркости.

Как правило, светодиодная лампа со встроенным токовым драйвером имеет широкий диапазон входных напряжений.

Если источник питания не содержит качественного стабилизатора, то перепады напряжения в сети питания будут сильно сказываться на светоотдаче и влиять на качество освещения. В России наибольшее распространение имеют led-лампы с питанием от сети переменного тока 230В частотой 50/60 Гц и от сети постоянного тока 12В.

Тип цоколя

Температура работы светодиодных ламп

Цветовая температура

Цветовая температура (TC, °K) указывает на оттенок излучаемого света. Применительно к светодиодным лампам белого свечения всю шкалу условно делят на три части: с тёплым, нейтральным и холодным светом.

При выборе следует учесть, что тёплые тона (2700-3500°K) успокаивают и располагают к уюту, а холодные (от 5300°K) бодрят и возбуждают нервную систему. Температура работы светодиодных лампВ связи с этим для дома рекомендуется использовать тёплого свечения, а на кухне, в ванной и для работы – нейтрального. Светильники на светодиодах с TC≥5300°K пригодны только для выполнения специфической работы и в качестве аварийного освещения.Температура работы светодиодных ламп

Угол рассеивания

Температура работы светодиодных ламп

Возможность диммирования

Возможность диммирования (управление яркостью освещения) светодиодной лампы подразумевает её корректную работу от светорегулятора (диммера). Диммируемые лампы стоят дороже, так как их электронный блок имеет более сложное устройство. Обычная led-лампочка при подключении к регулятору света не станет работать или будет моргать.

Коэффициент пульсации

Коэффициент пульсации (Кп) не всегда приводится в перечне характеристик, несмотря на то, что имеет первостепенное значение и оказывает влияние на здоровье.

Необходимость в измерении данного параметра возникла ввиду наличия в лампе электронного блока и высокого отклика светодиодов.

Низкокачественные источники питания не способны идеально сгладить пульсации выходного сигнала, в результате чего светодиоды начинают мерцать с некоторой частотой.Температура работы светодиодных ламп

Коэффициент пульсации светодиодных ламп с питанием от сети стабильного постоянного тока равен нулю.

Наиболее качественными принято считать светодиодные лампы с Кп ниже 20%. В моделях с драйвером тока коэффициент пульсаций не превышает 1%. Определить данный параметр на практике несложно с помощью осциллографа. Для этого нужно измерить амплитуду переменной составляющей сигнала на светодиодах и разделить её на напряжение, измеренное на выходе блока питания.

По частоте переменного сигнала в нагрузке можно определить тип применённого драйвера.

Диапазон рабочих температур

Следует внимательно отнестись к данной характеристике, если предполагается эксплуатировать светодиодную лампочку в нестандартных условиях: на улице, в производственных цехах. Некоторые модели способны корректно работать только в узком диапазоне температур.

Индекс цветопередачи

С помощью индекса цветопередачи (CRI или Ra) можно оценить, насколько естественным виден цвет предметов, освещённых светодиодной лампой. Хорошим считается Ra≥70.

Степень защиты от влаги и пыли

Температура работы светодиодных ламп

Дополнительные параметры

Срок службы изделия

Срок службы – весьма абстрактная характеристика светодиодной лампы. Дело в том, что под сроком службы производитель понимает общее время работы светодиодов, а не лампы. При этом наработка на отказ остальных деталей схемы остаётся под большим сомнением.

Кроме того, на время работы влияет качество сборки корпуса и пайки радиоэлементов. К тому же не один производитель, в связи с долгим сроком службы, не проводит полноценных тестов по деградации светодиодов в лампе. Так что заявленные 30 тыс.

часов и более – это теоретический показатель, а не реальный параметр.

Тип колбы

Температура работы светодиодных ламп

Масса

Весом изделия редко кто интересуется в момент покупки, но для некоторых облегчённых светильников он имеет значение.

Габариты

Сколько производителей – столько и корпусов, отличающихся внешним видом и габаритами. Например, светодиодные лампы мощностью 10 Вт от разных изготовителей могут отличаться в длину и ширину более чем на 1 см. Выбирая новую led лампу для освещения, не стоит забывать о том, что она должна поместиться в уже имеющийся светильник.

Рынок светодиодной продукции продолжает динамично развиваться, вследствие чего характеристики ламп изменяются и совершенствуются. Надеемся, что в ближайшее время применительно к светодиодным лампам будут выработаны стандарты качества, которые упростят покупателю задачу с выбором. Пока же собственные знания – это главная опора при выборе и покупке.

Параметры и технические характеристики светодиодных ламп

Абсолютное большинство людей при покупке светодиодной лампы обращают внимание на два параметра – цена и яркость (световой поток).  На самом деле существует еще десяток критериев выбора, которым следует уделить внимание.

  • Основные критерии выбора: производитель, световой поток (яркость), мощность, напряжение питания, цветовая температура, тип цоколя, угол рассеивания, размеры.
  • Дополнительные критерии: возможность диммирования, диапазон рабочих температур, пульсация светового потока.
  • Давайте разбирать каждый пункт технических характеристик подробно.

Производитель

При выборе светодиодов желательно отдать предпочтения хорошо известным маркам. Возможно Osram и Philips будут дороже Superledstar, но и уверенности в том, что характеристики будут соответствовать заявленным на упаковке больше.

Если стоимость готового изделия не является первостепенным фактором при покупке, выбор нужно делать в пользу именитых производителей.

Световой поток

Для большинства светодиодных лам световой поток 80-100 лм/Вт. Существуют светодиоды на СОВ технологии, у которых световой поток достигает 180 лм/Вт, но в изделиях бытового назначения их не используют. В китайских лампочках нормальная яркость – 70-80 лм/Вт.

Сравнительная таблица светоотдачи различных типов ламп

Подробный разбор: Что такое световой поток диодных ламп.

Мощность

Мощность светодиодной лампы – производное от светового потока, либо наоборот. Следует учесть, что в параметрах светодиодов указывается суммарная мощность лампы и драйвера.

Напряжение питания

В наших магазинах все лампочки рассчитаны на 12В или 220В. В некоторых странах сетевое напряжение 110В, соответственно и источники света такого типа у них на 110В.

Все цоколи с маркировкой E рассчитаны на 220В, с маркировкой G как на 220В, так и на 12В.

Цветовая температура

Температура работы светодиодных ламп

Цветовая температура очень важный критерий при выборе LED.

Теплый белый свет (2700-3200К). Теплый свет по спектру соответствует обыкновенной лампочке накаливания.

Нейтральный белый свет (3200-4500К). Лампочки с нейтральным белым светом максимально близки к дневному солнечному свету. Идеальное решение для освещения рабочей зоны.

Читайте также:  Аспекты здорового сна и бодрого утра

Холодный белый свет (более 4500К). У этих светодиодных ламп бело-голубой цвет свечения. Оптимальный вариант для рабочих помещений, где требуется повышенная концентрация внимания.

Подробный разбор: температура свечения светодиодных ламп.

Тип цоколя

Самый распространённый тип цоколя E27. В сети большинство технических характеристик именно под эти светодиодные лампы. Это классический размер цоколя под обыкновенные лампочки накаливания.

Угол рассеивания

Температура работы светодиодных ламп

Для цоколя E27 производители выпускают лампы всевозможных форм и размеров. В зависимости от дизайна и конструктивных особенностей угол рассеивания может быть от 300 до 3200. В зависимости от угла рассеивания отличается и освещаемая площадь. Наглядно это можно понять по рисунку ниже.

  1. Температура работы светодиодных ламп
  2. Для общего освещения, например, люстры в гостиной требуется модель с максимальным углом рассеивания, для настольной лампы, напротив, с минимальным.
  3. Понять примерный угол рассеивания светового потока можно по формфактору диодной лампочки.
  4. Температура работы светодиодных ламп

Размеры светодиодных ламп

Температура работы светодиодных ламп

Следует учесть, что LED лампочка при сопоставимой яркости может быть больше по размерам, чем обыкновенная лампа накаливания.

Диммирование

Диммеры позволяют произвольно изменять яркость свечения светодиодной лампочки. Если вы планируете делать освещение регулируемым по яркости, следует учесть, что не все драйверы для светодиодов поддерживают такую возможность.

Описание светодиодных светильников, размещенное на упаковке, зачастую не содержит информации о возможности диммирования. Уточнить можно у официального продавца или на сайте производителя.

Диапазон рабочих температур

По умолчанию нормальная рабочая температура светодиодов от -30С0 до +60С0. В некоторых регионах температура на улице в зимний период может опускаться ниже указанных пределов.

Так же такие лампы не рекомендуется устанавливать в помещения с высокой температурой, например, парилка сауны, и вблизи мощных источников тепловыделения.

Работа в условиях экстремальных температур

  • Для светодиодов верхняя граница температуры окружающей среды соответствует падению светового потока на 30%.
  • Температура работы светодиодных ламп
  • Работа светодиодных ламп при низких температурах существенно уменьшает нагрев полупроводникового кристалла, что увеличивает время его бесперебойной работы.

Пульсация светового потока

Этот параметр редко указывается в паспортных данных. Тем не менее особо добросовестные производители не упускают и этот параметр.

Для бытовых целей допустим коэффициент пульсации до 40%. А для зрительных работ он не должен превышать 20%.

Фактические параметры светодиодных ламп

В таблице ниже приведены результаты тестирования двадцати шести светодиодных лампочек различных производителей. У именитых брендов Osram, Philips паспортные данные всегда соответствуют реальным параметрам. У других световой поток изделия может быть на четверть ниже заявленных параметров.

Температура работы светодиодных лампТаблица соответствия номиналов различных производителей

Обратите внимание на нижнюю позицию. Светодиоды Bellight, производимые в Польше, имеют значительные несоответствия по паспортным параметрам. Такие диоды покупать однозначно не стоит. Мало того, что вы вдвойне переплатите за «виртуальные» люмены, при таком коэффициенте пульсации устанавливать их в жилых помещениях опасно для здоровья.

Для наглядности приведём данные тестирования китайских лампочек.

Температура работы светодиодных ламп

Выводы

При всей своей привлекательности покупка светодиодной лампы имеет много подводных камней.

Покупка изделий от брендов с мировым именем исключает возникновение «сюрпризов» в процессе эксплуатации. Только такая лампа обойдётся 2-3 раза дороже. Самые известные производители светодиодов – Philips, Osram, Bosh, Ikea.

К среднему ценовому диапазону, когда снижение цены не сказывается на качестве можно отнести таких производителей: Jazzway, Feron, Navigator, Unitel, Lexman, Wolta. Среди их ассортимента встречаются не совсем удачные модели, но в основном сталкиваются с небольшими несоответствиями между реальным и паспортным световым потоком.

Супер бюджетные LED. Периодически на рынке появляются очень недорогие светодиодные лампы преимущественно китайского происхождения. В этих изделиях гарантированно завышен световой поток и стоят простейшие стабилизаторы тока. Время жизни таких лапочек не на много больше энергосберегающих.

Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:) (3

Уместны ли светодиоды там, где жарко?

  • 26 июня 2019 г. в 11:59
  • 8695

В современных условиях просто неудобно использовать в проектах освещения что-либо, кроме светодиодов — рискуешь прослыть ретроградом.

Вот и ставят светодиодные светильники не только в прохладные кондиционируемые офисы, но и в литейные цеха, а то и в бани. И только печальный опыт эксплуатации способен научить некоторых потребителей, что светодиоды не любят высокие температуры.

Неужели современные технологии так и не решили эту проблему?

Светодиод представляет собой полупроводниковый прибор, который чувствителен к изменению температуры. При увеличении температуры происходит увеличение количества дефектов в кристаллической решетке, из-за чего падает КПД устройства.

Выводы, через которые на светодиод подается питание, выполнены из металла. При повышении температуры увеличивается диффузия атомов металла в структуру полупроводника, что также ухудшает параметры светодиодов.

Вот почему при увеличении температуры светодиода срок его службы снижается.

Температура работы светодиодных ламп

Используемые для освещения белые светодиоды имеют еще один «фактор риска». У них кристалл, дающий синее излучение, покрыт слоем люминофора, благодаря которому в итоге и получается белое свечение.

При высоких температурах люминофор деградирует, что сопровождается не только снижением светового потока, но и изменением спектра, в частности, увеличением размера так называемого «синего пика» до опасных для здоровья значений.

Но каким образом определить температурный предел, до которого можно эксплуатировать светодиоды и светильники на их основе?

Температура внутри и снаружи

Заглянув в технические данные современного светодиода, вы обнаружите, что он, как правило, способен работать при температуре до +125°C. Для более дорогих и продвинутых моделей светодиодов верхний предел простирается еще выше.

В то же время температура в русской бане не поднимается выше +70°C, в финской сауне — выше +110°С. В рабочей зоне литейного цеха температура в реальности не более +37,4°C. Правда, светильники устанавливаются там под потолком, где температура может достигать +60°С, но, все-равно, она значительно ниже предельно допустимой.

Казалось бы, нет никаких проблем для внедрения светодиодов. Но это только на первый взгляд.

Температура работы светодиодных лампГалогенные лампы с цоколем G9 до сих пор разрешены в Евросоюзе

В технических данных на светодиод указываются номинальное и максимально допустимое значения температуры p-n-перехода. Если отбросить технические подробности, то этот показатель означает температуру внутри кристалла светодиода. Под максимально допустимой подразумевается такая температура, выше которой светодиод очень быстро выйдет из строя.

Для номинальной температуры p-n-перехода производитель нормирует основные технические параметры. При более низких температурах, чем номинальная, светодиоды показывают характеристики лучше заявленных. При более высоких — резко уменьшается срок службы и падает энергоэффективность. У самых современных светодиодов значение номинальной температуры p-n-перехода составляет 85°C.

То есть в финскую сауну светодиодные светильники точно поставить невозможно.

На интуитивном уровне можно вывести правило: внутри светодиода температура выше, чем на внешней поверхности его корпуса. В свою очередь, внешняя поверхность корпуса светильника нагревается до меньшей температуры, чем внешняя поверхность корпуса светодиода. Но как это можно описать в виде формул?

Для определения срока службы светодиодов полный прогон на протяжении заявленного времени не применяется, так как за 50 000 часов (более 5 лет) испытываемая модель светодиода просто устареет. Опытные образцы тестируются за более короткие сроки (порядка 2000 часов) при повышенной температуре, далее определяется степень деградации, исходя из которой по специальным формулам вычисляется срок службы при номинальной температуре.

Тепловое сопротивление

  • Отвод тепла от светодиода с помощью пассивной системы подчиняется закону теплопроводности Фурье: в установившемся режиме поток энергии, передающийся посредством теплопроводности, прямо пропорционален градиенту температуры T на единице пути x этого потока со знаком «минус». В рассматриваемом случае поток энергии равен мощности P, рассеиваемой светодиодом:
  • P =  λ dT / dx
  • где λ — коэффициент теплопроводности материала.
  • Для практических целей удобно пользоваться понятием теплового сопротивления Rt. Тепловое сопротивление между двумя точками определяется как отношение разницы температур между ними к проходящему между ними тепловому потоку, в нашем случае — выделяемой светодиодом мощности:
  • Rt=
  1. T / P
  2. Если мы имеем дело с однородной средой, то этот показатель связан с λ следующим соотношением:
  3. Rt= h/(λS)
  4. где h — толщина слоя материала, через который проходит поток тепловой энергии, а S — площадь теплообмена.
  5. Тепловое сопротивление в системе СИ выражается в кельвинах на ватт (K/Вт). Но поскольку в формуле (2) используется только разность двух температур, а

T, выраженные в K и °C численно равны, для инженерных целей используется также размерность °C/Вт.

Большинство правил, действующих для электрического сопротивления, точно так же действуют и для теплового сопротивления. В частности, при прохождении потока тепловой энергии через несколько элементов конструкции светильника их тепловые сопротивления суммируются. Исходя из (3), можно составить уравнение:

  • Rd + Rl = (Tj — Tout)/P
  • где Rd — тепловое сопротивление между p-n-пере-ходом и контактной площадкой корпуса светодиода, Rl — тепловое сопротивление между контактной площадкой корпуса светодиода и окружающей средой (включает в себя, при наличии, тепловое сопротивление монтажной платы, термопасты и радиатора), Tj — температура p-n-перехода светодиода, Tout — температура окружающей среды.
  • Отсюда следует, что значение температуры окружающей среды, при котором температура p-n-перехода будет иметь заданное значение, составит:
  • Tout = Tj — P(Rd + Rl)
Читайте также:  Фанера для пола: выбор, плюсы и минусы, лучшее решение

Устойчивость драйвера к высокой температуре

Надежность светодиодного светильника определяется не только источником света, но и драйвером. Современной тенденцией является использование в драйверах транзисторов на основе GaN.

Максимальная температура p-n-перехода для них составляет около 200°C.

Поскольку в современных драйверах транзисторы работают в ключевом режиме, характеризующемся минимальным нагревом, продолжительная работа GaN транзисторов при температуре окружающей среды около +70°C вполне возможна.

Наиболее уязвимыми элементами драйвера являются электролитические конденсаторы.

Температура работы светодиодных лампТеплоотвод для светодиодов, в котором используются трубки, заполненные жидкостью. Для заводского цеха вполне нормально, но в тесной парилке такой не поставишь

Поскольку они практически не выделяют тепла, то будут работать при температуре окружающей среды. Для современных электролитических конденсаторов номинальной температурой является +85°C.

То есть современный уровень развития технологий позволяет создать драйвер для светодиодного светильника, который может работать в русской бане или в литейном цеху.

Но способны ли выдержать такие условия светодиоды?

Оценка для лучшего типа светодиодов

Для того, чтобы дать оценку верхнего предела температуры окружающей среды, при которой может работать светильник, оснащенный пассивным радиатором, рассмотрим конструкцию на основе одного светодиода, специально предназначенного для работы в сложных условиях. Выберем один из самых современных светодиодов Cree Xlamp XP-L2. Его отличительными особенностями являются номинальная температура p-n-перехода +85°С и малое тепловое сопротивление между p-n-переходом и контактной площадкой — всего 2,2°C/Вт.

Если вам предлагают приобрести светодиодные светильники, предназначенные для установки внутри сауны, это, скорее всего, обман. Современные светодиоды не могут стабильно работать при температуре, характерной для сауны.

При токе, протекающем через светодиод, 1 А, падение напряжения на нем составляет около 3 В. То есть светодиод в нормальном режиме работы потребляет мощность 1 A х 3 В = 3 Вт. Световой поток в таком режиме будет составлять около 500 лм.

КПД данного светодиода составляет около 40%, отсюда следует, что примерно 60% потребляемой энергии уходит в нагрев устройства.

Но компания Cree рекомендует при расчетах теплоотвода в светильниках на основе данной серии светодиодов принять, что в нагрев уходит 75% потребляемой мощности, тем самым обеспечивается необходимый «запас прочности». Таким образом, светодиод рассеивает мощность, равную 0,75 х 3 Вт = 2,25 Вт.

Конструкция светодиода Cree Xlamp XP-L2 требует установки его на монтажную плату, которая, в свою очередь, крепится к теплоотводу. Минимальное значение теплового сопротивления платы на металлической основе с конструкцией, рекомендованной Cree, составляет 3,5°C/Вт. Тепловое сопротивление термопасты примем за 1°C/Вт.

Запрет на галогенные лампы в Евросоюзе относится главным образом к лампам с цоколями E14 и E27 и GU10. Галогенные лампы с цоколем G9 до сих пор разрешены, что позволяет финнам париться в сауне с искусственным освещением, а китайским производителям — выпускать для них светильники с соответствующими патронами. Под запрет также не попадают галогенные лампы, питающиеся от сети через понижающий трансформатор, а именно они должны использоваться по нормам во влажных условиях русской бани. В общем, еврочиновники не обидели своим запретом любителей попариться.

Используем в данной конструкции один из лучших радиаторов в своем классе MechaTronics CoolStar Black 8630 с тепловым сопротивлением 2,1°C/Вт. Получаем Rl = 3,5°C/Вт + 1°C/Вт + 2,1°C/Вт = 6,6°C/Вт.

Подставляя данные в формулу (5), получаем, что температура p-n-перехода не превысит номинального значения +85°C, если Tout не превысит 65°C.

Разница между температурой p-n-перехода и окружающей средой составит не менее 20°C.

Из этого следует, что такой светильник может использоваться в горячих цехах на производстве.

Температура работы светодиодных лампВ русской бане возможно применение светодиодного освещения, но дорогостоящие светильники не окупятся за счет экономии электроэнергии

В русской бане температура p-n-перехода составит более +90°C, что приведет к уменьшению срока службы светодиода и падению его энергоэффективности. Наконец, в финской сауне температура p-n-перехода составит +130°C, что означает практически мгновенный выход светодиода из строя.

Несколько улучшить тепловые показатели можно, заменив простой радиатор на систему охлаждения с трубками, заполненными специальной жидкостью. Ее тепловая температура составляет около 0,5°C/Вт. Тогда Rl = 5°C/Вт. Согласно формуле, Tout не должна превышать +69°C.

Да, если все идеально изготовлено, то такой светильник можно и поставить, с некоторым допущением, в русскую баню. Только вот стоимость его будет настолько велика, что никогда не окупится выигрыш от замены галогенных ламп на светодиоды.

А вот на производстве снижение температуры p-n-перехода даже на несколько градусов позволяет получить ощутимую выгоду за счет увеличения срока службы и повышения энергоэффективности светильника.

Выводы

  1. Современные светодиоды и драйверы, специально разработанные для использования при высоких температурах, позволяют создавать светодиодные светильники, надежно работающие на производстве в горячих цехах при условии, что температура в месте их установки не превышает +60°C.

  2. Использование светодиодных светильников в русской бане в случае применения теплоотвода с трубками, заполненными жидкостью, возможно, но с точки зрения экономии в настоящее время нецелесообразно.
  3. Применение светодиодов для внутреннего освещения в финской сауне недопустимо.

Для того, чтобы правильно выбрать светодиодный светильник для работы в условиях высоких температур, следует ознакомиться с техническими характеристиками применяемых в нем светодиодов и драйвера. Их параметры должны нормироваться при высокой температуре (около +85°C).

Без этих данных высокая предельная температура ничего не означает, поскольку при приближении к ней технические характеристики могут значительно снижаться.

И, самое главное, помните, что применение именно светодиодов не может быть самоцелью. В том случае, если температура в освещаемом помещении слишком высока для нормальной работы светодиодов, применение традиционных источников света (например, галогенных ламп) оказывается более выгодным.

Источник: Алексей Васильев, журнал «Электротехнический рынок» № 3 май-июнь 2019

Особенности работы светодиодных светильников при низких температурах

Является достоверным фактом, что повышенные температуры сокращают срок службы светодиодов и светильников на их основе. Сфера максимально низких температур менее изучена, но ряд закономерностей работы светодиодных светильников в этой области позволяет принимать взвешенное решение при выборе светильников для северных регионов страны.

Прохождение электрического тока через светодиод вызывает его нагрев и это обстоятельство вынуждает разработчиков принимать меры для отвода тепла. Выделение тепла на единицу светового потока у светодиодных кристаллов существенно меньше, чем у ламп накаливания, однако для мощных LED светильников это обстоятельство представляет серьезную проблему.

Второй стороной этой проблемы являются температура окружающего воздуха. Ее повышенное значение накладывается на нагрев светодиодного кристалла и вызывает его световую и функциональную деградацию. Так, повышение температуры эксплуатации светодиодного кристалла с 25 до 50°С в три раза сокращает срок службы светодиодной лампы или светильника.

Светодиод и его долговечность при низких температурах

Пониженная температура эксплуатации является для светодиода фактором увеличивающим его безупречную работу до неизвестных пока величин. Проверенным фактом выступают данные, что при температуре корпуса меньше 20°С, срок работы светодиодных кристаллов превышает 100 000 часов, что составляет более 11-ти лет непрерывной эксплуатации.

Дальнейшее снижение температурных условий эксплуатации светодиода и источников света на его основе приводит к полному отсутствию деградации светового потока кристаллов. Научные эксперименты не выявили временных изменений каких либо световых характеристик при температурах кристалла ниже 0°С.

Конструктивные особенности низкотемпературного светодиодного светильника

Кроме положительного влияния низкотемпературных факторов на работу самого светодиода, есть несколько особенностей, влияющих на эксплуатацию светодиодных светильников, которые существенным образом отражаются на их цене:

  • сочетание низких температур окружающей среды и ее более высоких значений при работе светодиодных кристаллов или матриц приводит к эффекту конденсации влаги из воздуха на холодных частях корпуса светильника. В низкотемпературных источниках света должны присутствовать специальные меры по отводу конденсата, без потери класса пыле и влагозащиты;
  • наличие в блоках питания таких элементов сглаживания пульсаций напряжения, как электролитические конденсаторы, требует от производителя применения качественных изделий. Электролит обычных конденсаторов на холоде густеет и емкость конденсатора падает. Специальные, низкотемпературные серии электролитов способны работать без потери характеристик до температуры минус 60°С.

При выборе способа установки светильника в северных регионах следует учитывать, что светодиоды не содержит в своем спектре инфракрасных лучей, и намерзающий из-за осадков лед на нижней поверхности плафонов, горизонтально установленных источников света, не будет оттаивать, как это происходит в источниках света с лампами накаливания.

Перед тем как купить светодиодный светильник с хорошими низкотемпературными параметрами, следует внимательно ознакомиться с его характеристиками. Специалисты компании Коэнко всегда готовы оказать любую квалифицированную помощь в выборе таких источников света.

Часто задаваемые вопросы

Что такое светодиод? Светодиод представляет собой полупроводниковое устройство,  испускающее излучение в оптическом диапазоне при пропускании через него электрического тока.

От чего зависит цвет излучения светодиодных ламп? Цвет излучения светодиодных ламп зависит от того, какой полупроводниковый материал используется для изготовления светодиодов.  То есть, цвет свечения светодиодных ламп не зависит  ни от напряжения, ни от температуры, а исключительно от типа используемого полупроводника и примесей, включенных в его состав.

Читайте также:  Cae системы что это

В какой части спектра могут работать светодиодные лампы? Светодиодные лампы могут испускать свет в любой части оптического диапазона, а также в инфракрасной и ультрафиолетовой (невидимые глазом) областях спектра. Кроме того, существуют светодиодные лампы, способные светить в широком спектре и давать белый свет, близкий по своим характеристикам к дневному свету.

Каков срок службы светодиодных ламп? Срок службы светодиодных ламп составляет от 50 000 до 100 000 часов работы, что в разы превышает  срок службы любого другого источника света. Однако нужно помнить, что под конец этого срока яркость свечения светодиодной лампы может снизиться до 30%.

Могут ли светодиодные лампы работать при низких и высоких температурах окружающей среды? Они прекрасно работают в диапазоне температур, соответствующем климату России от самых низких температур на севере страны до высоких температур южных регионов, хотя светодиодные лампы не стоит подвергать аномально высоким температурам.

Для чего нужен драйвер? Драйвер/блок питания/адаптер предназначен для того, чтобы преобразовать напряжение сети (220 вольт) в рабочее напряжение светодиода (12 или 24 вольта).  Кроме того, такое устройство играет роль стабилизатора, обеспечивающего высокую стабильность напряжения, подаваемого на светодиод.

Где могут применяться светодиодные лампы? Область применения светодиодных ламп практически не ограничена.

  Они могут использоваться в качестве различных индикаторов в бытовых  и промышленных устройствах, для освещения (декоративного, дежурного и основного) помещений, для устройства наружной рекламы, в качестве источников света в фонарях, светофорах и пр., в игрушках и USB-устройствах, для подсветки ЖК экранов и мониторов, а также в огромном количестве разнообразных устройств.

Как понять, что светодиодную лампу пора менять? Светодиодные лампы по мере старения имеют свойство несколько снижать яркость своего свечения. Однако не всякое снижение яркости служит поводом для их замены.

Критическим считается снижение яркости на 30% от первоначального уровня. Только в этом случае можно считать, что светодиод выработал свой ресурс.

И, разумеется, поводом для замены светодиодной лампы служит полное прекращение ее работы.

На какие параметры светодиодной лампы  нужно обратить внимание? Основными параметрами светодиодных ламп, на которые нужно обратить внимание при покупке — это цвет светодиодной лампы, рабочее напряжение, диаграмма направленности светильника и светоотдача  на 1 ватт потребленной мощности.

  Еще необходимо знать рабочее напряжение для приобретения соответствующего адаптера. Цвет свечения светодиодной лампы и диаграмма направленности необходимы для того, чтобы правильно подобрать их, исходя из того, в каком помещении и с какой целью они будут применяться.  Последний параметр характеризует экономность светодиодной лампы.

Чем больше светоотдача, тем большую экономию вы получите от применения лампы.

Можно ли изменять яркость светодиодных ламп? Можно. Яркость светодиодных ламп  изменяется в довольно широких пределах, однако делать это простым снижением напряжения нельзя, больше того, делать это нельзя.

Для регулировки яркости свечения светодиодной лампы используется метод широтно-импульсной модуляции и осуществляется он при помощи специального устройства – блока управления,  который нередко применяется совместно с контроллерами.

  При использовании метода ШИМ регулируется не напряжение, подаваемое на светодиод, а частота сигнала, доходящая до тысяч герц.

Каковы преимущества светодиодных источников света? Светодиоды имеют целый ряд преимуществ, которые делают их весьма выгодным приобретением: низкое потребление электроэнергии, длительный срок службы, высокая механическая и вибрационная стойкость, широкий спектр цветов и направленностей,  низкое рабочее напряжение, возможность регулирования яркости в широких пределах, высокая безопасность.

Каковы недостатки светодиодных источников света? По мнению большинства экспертов, основным и главным недостатком светодиодов является их цена, которая на данный момент довольно высока. Однако по мере развития технологии получения светодиодов она будет снижаться.

Можно ли применять светодиодные светильники в замкнутых пространствах (шкафах и т.д.)? Да, более того, эти источники света как никакие другие подходят для этого. Ведь они мало нагреваются и, благодаря этому, не имеют высоких требований к отводу тепла в окружающую среду.

Пожароопасны ли светодиодные светильники? Нет. В связи с тем, что светодиодные лампы очень слабо нагреваются, они не могут вызвать воспламенение даже легковоспламеняющихся материалов (например, пластика). 

Могут ли светодиодные лампы применяться в сырых помещениях (подвалах, банях и т.д.)? Да. Это связано с тем, что рабочее напряжение светодиодных источников света не превышает 24 вольт, что сводит риск поражения электрическим током, в результате попадания влаги или воды, к нулю.

Вредно ли излучение светодиодных ламп для глаз и организма человека? В отличие от люминесцентных  (энергосберегающих) ламп, светодиодные лампы, во-первых, не имеют мерцаний, во-вторых, обладают коэффициентом цветопередачи равным 1.

Это делает их максимально безопасными и комфортными для глаз человека. Кроме того, свет таких ламп не вызывает аллергию и не вредит коже человека.

То есть, можно говорить о полной безвредности светодиодных ламп, чем не может похвастаться ни один другой источник света (кроме Солнца, разумеется).

Можно ли просто заменить стандартную лампочку накаливания  светодиодным светильником? Существующие лампочки накаливания или энергосберегающие люминесцентные лампы имеют цоколь Е-27 или Е-14 (миньон) и для их замены на светодиодные лампы необходимо всего лишь приобрести светодиодную лампу с соответствующим типом цоколя. После этого, нужно всего лишь выкрутить старую неэффективную лампу и вкрутить вместо нее энергосберегающую.

Какова годовая экономия от замены 10 ламп накаливания мощностью 100Вт? Максимальная мощность светодиодной лампы, обеспечивающей такое же свечение, как лампочка накаливания мощностью 100Вт, составляет 10 Вт.

Допустим, что такая лампа работает не более 5 часов в день, а стоимость электроэнергии составляет 3 руб./кВт.

Таким образом, за 18250 часов работы 10 ламп в год будет сэкономлено почти 1643 кВт, что в деньгах выражается суммой почти в 5000 рублей (175 долларов). И это всего за 1 год!

Можно ли использовать диммеры со светодиодными светильниками? Можно. Однако это можно делать не для всех светодиодных ламп. О возможности применения диммеров производитель, как правило, указывает в характеристиках к светодиодной лампе.  Однако светодиодную лампу можно  подключать к диммеру с применением специального устройства.

У нас в деревне очень нестабильное напряжение. Можно ли использовать светодиодные лампы без применения стабилизатора? Да, можно. Ведь светодиодные лампы подключаются через адаптер, который не только снижает напряжение с 220 вольт переменного тока до 12 (24) вольт постоянного тока, но и выполняет функции стабилизатора напряжения.

В итоге, на выходе адаптера получается довольно стабильное напряжение.

Однако даже в том случае, если бы светодиодный источник света был предназначен для включения в сеть без адаптера, то и в этом случае он работал бы стабильно, ведь светодиодные лампы способны работать  при перепадах напряжения в широком диапазоне, не выходя из строя и не прекращая работы. 

Мой дом не подключен к сети переменного тока и для обеспечения собственных нужд я использую дизельный генератор. Могу ли я поменять в доме лампы накаливания на светодиодные? При использовании  светодиодной лампы не имеет значения, как  получена питающая ее электроэнергия.

Важно, чтобы напряжение соответствовало параметрам, на которые рассчитана лампа или установленный перед ней адаптер.

На сегодняшний день, многие генераторы обеспечивают даже более высокое качество напряжения чем то, которое есть в централизованной сети электрического тока и, следовательно, их  применение абсолютно безопасно. 

Можно ли подобрать светодиодные ленты, которые будут служить постоянным источником света в помещении? Изначальное назначение светодиодных лент – это подсветка различных дизайнерских элементов помещения (ниш, потолков, плинтусов и т.п.).

  Именно с этой целью они применяются в большинстве помещений, однако это не значит, что они не могут использоваться в качестве основного освещения.

  На современном рынке электроосветительного оборудования широко представлены светодиодные ленты, которые можно  использовать в качестве источников основного освещения. Такие ленты могут иметь удельную мощность 28 ватт на погонный метр светодиодной ленты и даже 36 ватт на метр.

Иначе говоря, светодиодная  лента длиной всего 3 метра дает мощность, большую, чем лампочка накаливания мощностью 100 ватт. Этого  вполне достаточно для основного освещения небольшого помещения. Для освещения больших помещений используются ленты большей длины.

Какие светодиодные источники света на данный момент являются самыми популярными у жителей нашей страны? На сегодняшний день самыми популярными светодиодными изделиями на нашем рынке являются: — светодиодные ленты, которые широко используются в декоративных целях; — прожектора, применяемые для подсветки зданий и территории; — светодиодные лампы с патроном Е27, которые предназначены для замены стандартных ламп накаливания и люминесцентных ламп; — светодиодные лампы с патроном mr16 или gu10, служащие для замены галогенных ламп с таким же типом патрона.

Последние два типа светодиодных ламп позволяют быстро легко получить видимую экономию электроэнергии, что делает их особенно привлекательными.

Led7 — Future Lighting

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector