Популярные виды светодиодов для источников света и различия между ними
Светотехника в настоящее время характеризуется очень быстрым техническим развитием, особенно в области источников света и управления системами освещения.
Полупроводниковые источники света не только открывают новые возможности в проектировании оптических систем и управления освещением, но и сопровождаются новыми терминами и определениями, которые изменяются, дополняются и уточняются в связи с динамичным развитием.
Электрические источники света для общего освещения, предназначенные для преобразования электрической энергии в оптическое излучение, делятся на тепловые, разрядные и полупроводниковые источники света. В данной статье для простоты тепловые и разрядные источники называются традиционными источниками света.
Чем отличаются светодиоды
Полупроводниковые источники света делятся на светодиоды (LED) и органические светодиоды (OLED).
Светоизлучающий диод или светодиод (известный также под аббревиатурой LED) — источник света, изготовленный из полупроводникового материала с двумя выводами. Это диод с электронно-дырочным p-n переходом, который излучает свет при активации.
Если на клеммы подается подходящее напряжение, электроны рекомбинируют с дырками в области p-n перехода устройства, высвобождая энергию в виде фотонов. Этот эффект называется электролюминесценцией, а цвет генерируемого света (в зависимости от энергии испускаемых фотонов) определяется шириной запрещенной зоны полупроводника.
В органическом светоизлучающем диоде (OLED) электролюминесцентный материал, из которого состоит излучающий слой диода, представляет собой органическое соединение. Органические материалы могут быть небольшими органическими молекулами в кристаллической фазе или полимерами.
Сегодня дисплеи на основе OLED используются в мобильных телефонах, цифровых камерах, гарнитурах виртуальной реальности (VR), планшетах, ноутбуках и телевизорах.
Они обеспечивают большой угол обзора, высокое разрешение, высокую скорость, хорошую цветовую гамму и невероятно быстрое время отклика. Каждый пиксель подсвечивается независимо, и свет можно увидеть от углов обзора до 180°, поскольку OLED-пиксели излучают свет напрямую.
В то время как эффективные органические светодиоды все еще находятся в стадии разработки, светодиоды за последние десять лет захватили область электрических источников света таким образом, что традиционные источники света больше не разрабатываются и очень быстро вытесняются из ассортимента производителей новыми светодиодными лампами.
Некоторые производители уже предлагают только лампы на светодиодах, а у других производителей ламп большую часть ассортимента составляют такие лампы.
При таких темпах развития можно ожидать, что светильники для традиционных источников света будут полностью исключены из предложения производителей уже через несколько лет.
В то же время для традиционных светильников стали выпускаться более энергоэффективные заменители традиционных источников света (тепловых и разрядных) в виде светодиодных источников света.
Светодиоды представляют собой твердотельные источники света, способные излучать свет высокой интенсивности, если они правильно встроены в светильники.
За счет изменения состава материала полупроводника светодиоды обладают уникальной способностью среди всех упомянутых источников света излучать свет с определенной длиной волны, что позволяет точно настраивать их световой спектр.
Выходной сигнал светодиода может варьироваться от красного (при длине волны примерно 700 нм) до сине-фиолетового (примерно 400 нм). Некоторые светодиоды излучают инфракрасную (ИК) энергию (830 нм или длиннее). Такое устройство известно как инфракрасный диод (IRED).
В отличие от других источников света, светодиоды рассеивают большую часть тепла, образующегося при преобразовании электрической энергии в свет, вдали от излучающей свет поверхности. Таким образом, при освещении светодиодами окружающие предметы меньше нагреваются от источника света.
Крупный план сверхъяркого 5-мм светодиода
Основой полупроводниковых источников света является светодиодный чип, который при возбуждении электрическим током испускает оптическое излучение в узком диапазоне длин волн, т. е. почти чистую спектральную окраску света.
Белый цвет света, т. е. так называемое полноспектральное оптическое излучение, можно получить с помощью светодиодов тремя способами:
- В первом методе используется так называемый светодиод с люминофорным преобразованием, состоящий из синего светодиода и люминофора. Спектр синего светодиода дополняется зеленым и красным участками спектра, полученными при возбуждении люминофора синим светодиодом. Цветовой тон белого света можно выбрать, выбрав люминофор.
- Второй метод использует так называемый гибридный светодиод, опять же состоящий из синего светодиода и люминофора. При этом люминофор создает только зеленую область спектра, красная область дополняется спектром красного светодиода.
- В последнем методе используется так называемый светодиод со смешанным цветом, состоящий из отдельных цветных светодиодов (синий, зеленый, желтый, красный), а белый свет получается путем смешивания основных цветов отдельных светодиодов.
Виды светодиодных чипов
Сам полупроводниковый источник света, светодиодный чип, необходимо механически закрепить и электрически соединить для следующего применения. Поэтому он монтируется в корпус или на механическую площадку и снабжен контактами.
Устройство светодиода с люминофорным преобразованием в DIP-корупсе и его обозначение на электрической принципиальной схеме
Самым старым конструктивным исполнением является так называемый DIP (Dual In-Line), который из-за малых световых потоков в современных источниках света не применяется. Такие светодиоды можно встретить в различных электронных устройствах в цепях индикации и сигнализации.
Второе конструктивное исполнение, SMD (Surface Mounted Device), предназначен для поверхностного монтажа на печатной плате (светодиоды для поверхностного монтажа). Они меньше и компактнее предыдущих, допускают более сложные дизайнерские решения и могут содержать один или несколько светодиодных чипов.
Компоненты SMD LED могут иметь несколько контактов (два, четыре или шесть) в зависимости от количества светодиодных чипов на печатной плате. Это позволяет создать в одном светодиодном компоненте светодиод с регулируемыми спектральными свойствами излучаемого света, на практике именуемый RGB-светодиодом.
Светодиоды типа SMD монтируются на алюминиевой или керамической подложке и залиты эпоксидной смолой.
Такие светодиоды упрощают и ускоряют установку большого количества светодиодных чипов на печатные платы и ленты для машин для захвата и размещения.
Для типа конструкции SMD светодиодов существует определенная классификация по рабочим параметрам, которая используется производителями, но границы между отдельными классами официально не определены.
Относительно новая конструкция COB (Chip On Board). Конструктивно SMD и COB светодиоды похожи, светодиодные микросхемы размещены на печатной плате, но в конструкции COB их обычно несколько десятков или сотен. Вот почему эту конструкцию иногда называют светодиодной матрицей. В настоящее время это самый универсальный тип светодиода.
Важным отличием COB от SMD является то, что при SMD каждый светодиодный чип имеет отдельное питание, что позволяет создать «цветной» источник света с регулируемыми спектральными свойствами излучаемого света (светодиод RGB).
В конструкции COB все светодиодные чипы подключены к одной цепи с двумя соединительными контактами. Поэтому COB-светодиоды не производятся цветными.
Будучи упакованным в несколько чипов, область излучения COB-светодиода может содержать во много раз больше источников света на той же площади, что и стандартные светодиоды, что приводит к значительному увеличению светового потока на квадратный милиметр и большей однородности света.
Например, использование технологии COB LED на квадратной матрице 10 мм x 10 мм дает в 38 раз больше светодиодов по сравнению с технологией DIP LED и в 8,5 раз больше светодиодов по сравнению с технологией SMD LED.
Разница между светодиодами COB и SMD
Светодиоды COB характеризуются относительно большим световым потоком, достигающим нескольких люмен (4-5 люмен в среднем на один светодиод на кристалле), а коэффициент цветопередачи у качественных SMD-светодиодов может быть выше Ra > 80. Среднее время работы составляет примерно 50 000 часов при хорошем отводе тепла.
Существует несколько систем классификации COB-светодиодов по размеру несущей пластины, диаметру осветительной поверхности.
Более новые компоненты COB LED в основном используются для прожекторов с диффузным излучением или направленным световым потоком (фары головного света, потолочные светильники).
Новая конструкция светодиодных компонентов — MCOB (Multiple Chip on Board), где соединено несколько светодиодов COB, работающих как единое целое. Такие светодиоды используются при производстве сменных светодиодных ламп с цоколями Е14 и Е27, например, для замены ламп накаливания и компактных люминесцентных ламп светодиодными источниками света.
Популярные виды светодиодов
В настоящее время наиболее часто используемыми типами светодиодных компонентов являются светодиоды SMD и COB.
На практике светодиодные компоненты SMD используются для создания точечных, прямых, поверхностных и объемных источников света, а их световой поток может быть направлен рассеивающими крышками, рефлекторами, рефракторами или оптическими линзами.
С точки зрения спектрального состава света компоненты SMD LED производятся в широком диапазоне тонов белого света или альтернативные температуры цветности (от 2700 до 6500 К) и в разных цветовых вариантах (синий, зеленый, желтый, красный).
High Power LED — светодиоды высокой мощности для наружного и промышленного освещения, например, для уличных фонарей и светильников для помещений с высокими потолками. Они обеспечивают высокую яркость в одном корпусе, что позволяет создавать экономичные однооптические и направленные конструкции светильников.
Чаще всего это светодиодные чипы с линзами таких производителей как Luxeon и CREE. Они имеют мощность от нескольких Вт до десятков Вт, установленны на радиаторах в корпусах COB и предназначены для приложений, требующих максимальной световой отдачи.
Для создания источников света с регулируемыми спектральными свойствами излучаемого света используется либо комбинация SMD светодиодных компонентов с разной температурой цветности, где можно изменять цветовой тон белого света, так называемый настраиваемый белый (TW LED), или светодиодные компоненты SMD, оснащенные светодиодными чипами с различным спектральным составом, для которых могут быть установлены трихроматические светодиоды (светодиод RGB, светодиод RGBW).
Перечисленные светодиодные компоненты (SMD, COB) предназначены не для непосредственной установки в осветительные приборы, а для производства светодиодных источников света, которые уже предназначены для непосредственной установки в осветительные приборы.
Применение светодиодных источников света
В настоящее время преобладают сменные источники света на основе светодиодов.
В последние несколько лет наблюдается «подавляющее» наступление светодиодов в результате беспрецедентного технического и технологического прогресса в области базового конструктивного элемента всех светодиодных источников света, светодиодных модулей и светодиодных ламп — чипов.
Применяются новые, особо чистые материалы, более совершенное и очень дорогое технологическое оборудование, которое есть только у ведущих мировых компаний.
Освоение производства синих светодиодов (за которые была присуждена Нобелевская премия) позволило впервые разработать чипы белого света с беспрецедентными значениями удельной мощности с очень хорошей цветопередачей при коэффициенте цветопередачи Rа > 80 и буквально произвел революцию в практике освещения.
Использование их превосходных свойств также требует разработки новых светильников, концептуально совершенно отличных от светильников для традиционных видов источников света.
Светодиодные чипы становятся их неотъемлемой частью, поэтому речь идет не об удельной мощности источника света, а только об удельной мощности ламп.
В то же время у традиционных источников света потери в восходящих цепях и в лампах не всегда учитываются при сравнении друг с другом, поэтому результирующий световой поток традиционных ламп даже значительно ниже, а значит и реальная выгода светодиодных источников еще более значительна.
Однако за эти параметры приходится платить, поэтому неудивительно, что новые системы освещения все еще довольно дороги, но они также обеспечивают ряд других функций, которые не обеспечивали традиционные источники света: непрерывную регулировку цветности света, диммирование в очень широком интервале, мгновенный переход в номинальные параметры, чрезвычайно долгий срок службы и т. д.
Можно с уверенностью сказать, что, как и на другие виды источников света и электронных элементов, цена на светодиоды будет постепенно снижаться.
Световая отдача светодиодных источников света (точнее, светодиодных ламп) составляет примерно 130-150 лм/Вт с перспективой достижения еще одного магического предела: до 200 лм/Вт. При этом даже светодиодные источники не избежали тенденции развития взаимозаменяемых вариантов, скорее наоборот.
В последнее время появляются десятки и сотни их новых типов светодиодных ламп для всех традиционных вариантов применения, и в настоящее время они достигают очень интересных параметров.
Присоединяйтесь к нашему каналу в Telegram «Современное освещение» и погружайтесь в мир инновационных технологий и стильного дизайна света! Подписывайтесь, чтобы быть в курсе последних трендов: Современное освещение в Telegram
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Источники света
Искусственные источники света — технические устройства различной конструкции, преобразовывающие энергию в световое излучение. В источниках света используется в основном электроэнергия, но так же иногда применяется химическая энергия и другие способы генерации света (например, триболюминесценция, радиолюминесценция, биолюминесценция и др.).
Источники света, наиболее часто применяемые для искусственного освещения, делят на три группы — газоразрядные лампы, лампы накаливания и светодиоды. Лампы накаливания относятся к источникам света теплового излучения. Видимое излучение в них получается в результате нагрева электрическим током вольфрамовой нити. В газоразрядных лампах излучение оптического диапазона спектра возникает в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов и паров металлов, а также за счет явлений люминесценции, которое невидимое ультрафиолетовое излучение преобразует в видимый свет.
В системах производственного освещения предпочтение отдается газоразрядным лампам. Использование ламп накаливания допускается в случае невозможности или экономической нецелесообразности применения газоразрядных.
Основные характеристики источников света:
· номинальное напряжение питающей сети U, B;
· электрическая мощность W, Вт;
· световой поток Ф, лм;
· световая отдача (отношение светового потока лампы к ее мощности) лм/Вт;
· срок службы t, ч;
· Цветовая температура Tc, К.
Лампы накаливания
Лампа накаливания — источник света, в котором преобразование электрической энергии в световую происходит в результате накаливания электрическим током тугоплавкого проводника (вольфрамовой нити). Эти приборы предназначаются для бытового, местного и специального освещения. Последние, как правило, отличаются внешним видом — цветом и формой колбы. Коэффициент полезного действия (КПД) ламп накаливания составляет около 5-10%, такая доля потребляемой электроэнергии преобразуется в видимый свет, а основная ее часть превращается в тепло. Любые лампы накаливания состоят из одинаковых основных элементов. Но их размеры, форма и размещение могут сильно отличаться, поэтому различные конструкции не похожи друг на друга и имеют разные характеристики.
Существуют лампы, колбы которых наполнены криптоном или аргоном. Криптоновые обычно имеют форму «грибка». Они меньше по размеру, но обеспечивают больший (примерно на 10%) световой поток по сравнению с аргоновыми. Лампы с шаровой колбой предназначены для светильников, служащих декоративными элементами; с колбой в форме трубки — для подсветки зеркал в стенных шкафах, ванных комнатах и т. д. Лампы накаливания имеют световую отдачу от 7 до 17 лм/Вт и срок службы около 1000 часов. Они относятся к источникам света с теплой тональностью, поэтому создают погрешности при передаче сине-голубых, желтых и красных тонов. В интерьере, где требования к цветопередаче достаточно высоки, лучше использовать другие типы ламп. Также не рекомендуется применять лампы накаливания для освещения больших площадей и для создания освещенности, превышающей уровень 1000 Лк, так как при этом выделяется много тепла и помещение «перегревается».
Несмотря на эти ограничения, такие приборы все еще остаются классическим и излюбленным источникам света.
Галогенные лампы накаливания
Лампы накаливания со временем теряют яркость, и происходит это по простой причине: испаряющийся с нити накаливания вольфрам осаждается в виде темного налета на внутренних стенках колбы. Современные галогенные лампы не имеют этого недостатка благодаря добавлению в газ-наполнитель галогенных элементов (йода или брома).
Лампы бывают двух форм: трубчатые — c длинной спиралью, расположенной по оси кварцевой трубки, и капсульные — с компактным телом накала.
Цоколи малогабаритных бытовых галогенных ламп могут быть резьбовыми (тип Е), которые подходят к обычным патронам, и штифтовые (тип G), которые требуют патронов другого типа.
Световая отдача галогенных ламп составляет 14-30 лм/Вт. Они относятся к источникам с теплой тональностью, но спектр их излучения ближе к спектру белого света, чем у ламп накаливания. Благодаря этому прекрасно «передаются» цвета мебели и интерьера в теплой и нейтральной гамме, а также цвет лица человека.
Галогенные лампы применяются повсюду. Лампы, имеющие цилиндрическую или свечеобразную колбу и рассчитанные на сетевое напряжение 220В, можно использовать вместо обычных ламп накаливания. Зеркальные лампы, рассчитанные на низкое напряжение, практически незаменимы при акцентированном освещении картин, а также жилых помещений.
Люминесцентные лампы
Люминесцентные лампы (ЛЛ) — разрядные лампы низкого давления — представляют собой цилиндрическую трубку с электродами, в которую закачаны пары ртути. Эти лампы значительно меньше расходуют электроэнергию, чем лампы накаливания или даже галогенные лампы, а служат намного дольше (срок службы до 20 000 часов). Благодаря экономичности и долговечности эти лампы стали самыми распространенными источниками света. В странах с мягким климатом люминесцентные лампы широко применяются в наружном освещении городов. В холодных районах их распространению мешает падение светового потока при низких температурах. Принцип их действия основан на свечении люминофора, нанесенного на стенки колбы. Электрическое поле между электродами лампы заставляет пары ртути выделять невидимое ультрафиолетовое излучение, а люминофор преобразует это излучение в видимый свет. Подбирая сорт люминофора, можно изменять цветовую окраску испускаемого света.
Разрядные лампы высокого давления
Принцип действия разрядных ламп высокого давления — свечение наполнителя в разрядной трубке под действием дуговых электрических разрядов.
Два основных разряда высокого давления, применяемых в лампах — ртутный и натриевый. Оба дают достаточно узкополосное излучение: ртутный — в голубой области спектра, натрий — в желтой, поэтому цветопередача ртутных (Ra=40-60) и особенно натриевых ламп (Ra=20-40) оставляет желать лучшего. Добавление внутрь разрядной трубки ртутной лампы галогенидов различных металлов позволило создать новый класс источников света — металлогалогенные лампы (МГЛ) , отличающиеся очень широким спектром излучения и прекрасными параметрами: высокая световая отдача (до 100 Лм/Вт), хорошая и отличная цветопередача Ra=80-98, широкий диапазон цветовых температур от 3000 К до 20000К, средний срок службы около 15 000 часов. МГЛ успешно применяются в архитектурном, ландшафтном, техническом и спортивном освещении. Еще более широко применяются натриевые лампы . На сегодняшний день это один самых экономичных источников света благодаря высокой светоотдаче (до 150 Лм/Вт), большому сроку службы и демократичной цене. Огромное количество натриевых ламп используется для освещения автомобильных дорог. В Москве натриевые лампы часто из экономии используются для освещения пешеходных пространств, что не всегда уместно из-за проблем с цветопередачей.
Светодиоды
Светодиод — это полупроводниковый прибор, преобразующий электрический ток в световое излучение. Специально выращенные кристаллы дают минимальное потребление электроэнергии. Великолепные характеристики светодиодов (световая отдача до 120 Лм/Вт, цветопередача Ra=80-85, срок службы до 100 000 часов) уже обеспечили лидерство в светосигнальной аппаратуре, автомобильной и авиационной технике.
Светодиоды применяются в качестве индикаторов (индикатор включения на панели прибора, буквенно-цифровое табло). В больших уличных экранах и в бегущих строках применяется массив (кластер) светодиодов. Мощные светодиоды используются как источник света в фонарях и прожекторах. Так же они применяются в качестве подсветки жидкокристаллических экранов. Последние поколения этих источников света можно встретить в архитектурном и интерьерном освещении, а так же в бытовом и коммерческом.
· Высокая механическая прочность, вибростойкость (отсутствие спирали и иных чувствительных составляющих).
· Длительный срок службы.
· Специфический спектральный состав излучения. Спектр довольно узкий. Для нужд индикации и передачи данных это — достоинство, но для освещения это недостаток. Более узкий спектр имеет только лазер.
· Малый угол излучения — также может быть как достоинством, так и недостатком.
· Безопасность — не требуются высокие напряжения.
· Нечувствительность к низким и очень низким температурам. Однако, высокие температуры противопоказаны светодиоду, как и любым полупроводникам.
· Отсутствие ядовитых составляющих (ртуть и др.) и, следовательно, лёгкость утилизации.
· Недостаток — высокая цена.
· Срок службы: среднее время полной выработки для светодиодов составляет 100000 часов, это в 100 раз больше ресурса лампочки накаливания.
Другие статьи
Цветовая температура
Под цветовой температурой мы понимаем насколько желтый или синий оттенок белого света имеет тот или иной источник света в зависимости от значения в градусах Кельвина. За нейтральную цветовую температуру принято считать диапазон 4000-5000К, теплый свет — 2000-3500К и холодный — 5200-10000К.
Газоразрядные лампы
Продолжая тему энергосберегающего освещения, стоит упомянуть такие распространенные источники света как газоразрядные лампы. К разрядным источникам света относятся: ртутные лампы, натриевые лампы низкого и высокого давления, металлогалогенные, а так же люминесцентные и ксеноновые лампы. Непосредственно, к энергосберегающим лампам относятся: НЛВД, МГЛ и ЛЛ.
Негативные факторы влияющие на выход из строя трековых светильников
Помимо очевидных причин, таких как: некачественные комплектующие (драйвера, светодиодные модули, соединительные элементы и корпуса приборов), есть косвенные причины, о которых мало кто задумывается, а зря, ведь они могут привести не только к выходу из строя осветительного оборудования, но и к более плачевным последствиям, например пожару в магазине.
Светодиод: устройство, принцип работы, преимущества
Светодиод: устройство, принцип работы, преимущества
Интерес к светодиодам растет быстрее, чем территория их применения в светотехнике. Производители и потребители, продавцы и покупатели — все как будто замерли на старте, боясь отстать от других. И только дизайнеры уже вовсю пользуются уникальными возможностями светодиодов. Давно прошло то время, когда светодиоды были интересны одним лишь ученым. Теперь светодиодная тема у всех на слуху. Говорят, за ними будущее.
Светодиоды излучают не только уникальный по своим характеристикам свет, но и завидный оптимизм по поводу своего места на рынке светотехники. Особенно активно экспансия LED разворачивается в области интерьерного оформления и светодизайна.
Настоящая публикация не случайно построена в форме вопросов и ответов (FAQ, frequently asked questions — часто задаваемые вопросы). Именно так заинтересованный человек подходит к новому для него объекту, с тем чтобы «пощупать» его с разных сторон и уж потом решить: нужен — не нужен. А мне задавать правильные вопросы и находить на них верные ответы помогал профессор МГУ Александр Эммануилович Юнович, один из ведущих российских специалистов по светодиодам.
1. Что такое светодиод?
Светодиод — это полупроводниковый прибор, преобразующий электрический ток непосредственно в световое излучение. Кстати, по-английски светодиод называется light emitting diode, или LED.
2. Из чего состоит светодиод?
Из полупроводникового кристалла на подложке, корпуса с контактными выводами и оптической системы. Современные светодиоды мало похожи на первые корпусные светодиоды, применявшиеся для индикации.
Рис. 1. Конструкция светодиода Luxeon фирмы Lumileds lighting.
3. Как работает светодиод?
Свечение возникает при рекомбинации электронов и дырок в области p-n-перехода. Значит, прежде всего нужен p-n-переход, то есть контакт двух полупроводников с разными типами проводимости. Для этого приконтактные слои полупроводникового кристалла легируют разными примесями: по одну сторону акцепторными, по другую — донорскими.
Но не всякий p-n-переход излучает свет. Почему? Во-первых, ширина запрещенной зоны в активной области светодиода должна быть близка к энергии квантов света видимого диапазона. Во-вторых, вероятность излучения при рекомбинации электронно-дырочных пар должна быть высокой, для чего полупроводниковый кристалл должен содержать мало дефектов, из-за которых рекомбинация происходит без излучения. Эти условия в той или иной степени противоречат друг другу.
Реально, чтобы соблюсти оба условия, одного р-п-перехода в кристалле оказывается недостаточно, и приходится изготавливать многослойные полупроводниковые структуры, так называемые гетероструктуры, за изучение которых российский физик академик Жорес Алферов получил Нобелевскую премию 2000 года.
4. Означает ли это, что чем больший ток проходит через светодиод, тем он светит ярче?
Разумеется, да. Ведь чем больше ток, тем больше электронов и дырок поступают в зону рекомбинации в единицу времени. Но ток нельзя увеличивать до бесконечности. Из-за внутреннего сопротивления полупроводника и p-n-перехода диод перегреется и выйдет из строя.
5. Чем хорош светодиод?
В светодиоде, в отличие от лампы накаливания или люминесцентной лампы, электрический ток преобразуется непосредственно в световое излучение, и, теоретически, это можно сделать почти без потерь. Действительно, светодиод (при должном теплоотводе) мало нагревается, что делает его незаменимым для некоторых приложений. Далее, светодиод излучает в узкой части спектра, его цвет чист, что особенно ценят дизайнеры, а УФ- и ИК-излучения, как правило, отсутствуют. Светодиод механически прочен и исключительно надежен, его срок службы достигает 100 тысяч часов, что в 100 раз больше, чем у лампочки накаливания, и в 10 раз больше, чем у люминесцентной лампы. Наконец, светодиод — низковольтный электроприбор, а стало быть, безопасный.
6. Чем плох светодиод?
Только одним — ценой. Пока что цена одного люмена, излученного светодиодом, в 100 раз выше, чем галогенной лампой. Но специалисты утверждают, что в ближайшие 2-3 года этот показатель будет снижен в 10 раз.
7. Когда светодиоды начали применяться для освещения?
Первоначально светодиоды применялись исключительно для индикации. Чтобы сделать их пригодными для освещения, необходимо было прежде всего научиться изготавливать белые светодиоды, а также увеличить их яркость, а точнее светоотдачу, то есть отношение светового потока к потребляемой энергии.
В 60-х и 70-х годах были созданы светодиоды на основе фосфида и арсенида галлия, излучающие в желто-зеленой, желтой и красной областях спектра. Их применяли в световых индикаторах, табло, приборных панелях автомобилей и самолетов, рекламных экранах, различных системах визуализации информации. По светоотдаче светодиоды обогнали обычные лампы накаливания. По долговечности, надежности, безопасности они тоже их превзошли. Одно было плохо — не существовало светодиодов синего, сине-зеленого и белого цвета.
К концу 80-х годов в СССР выпускалось более 100 млн светодиодов в год, а мировое производство составляло несколько десятков миллиардов.
8. От чего зависит цвет светодиода?
Исключительно от ширины запрещенной зоны, в которой рекомбинируют электроны и дырки, то есть от материала полупроводника, и от легирующих примесей. Чем «синее» светодиод, тем выше энергия квантов, а значит, тем больше должна быть ширина запрещенной зоны.
9. Какие трудности пришлось преодолеть ученым, чтобы изготовить голубой светодиод?
Голубые светодиоды можно сделать на основе полупроводников с большой шириной запрещенной зоны — карбида кремния, соединений элементов II и IV группы или нитридов элементов III группы. (Помните таблицу Менделеева?)
У светодиодов на основе SiC оказался слишком мал КПД и низок квантовый выход излучения (то есть число излученных квантов на одну рекомбинировавшую пару). У светодиодов на основе твердых растворов селенида цинка ZnSe квантовый выход был выше, но они перегревались из-за большого сопротивления и служили недолго. Оставалась надежда на нитриды.
Нитрид галлия GaN плавится при 2000 °С, при этом равновесное давление паров азота составляет 40 атмосфер; ясно, что растить такие кристаллы непросто. Аналогичные соединения — нитрилы алюминия и индия — тоже полупроводники. Их соединения образуют тройные твердые растворы с шириной запрещенной зоны, зависящей от состава, который можно подобрать так, чтобы генерировать свет нужной длины волны, в том числе и синий. Но. проблему не удавалось решить до конца 80-х годов.
Первым, еще в 70-х, голубой светодиод на основе пленок нитрида галлия на сапфировой подложке удалось получить профессору Жаку Панкову (Якову Исаевичу Панчечникову) из фирмы IBM (США). Квантовый выход был достаточен для практических применений, однако руководство сказало: «Ну, это ж на сапфире — дорого и не так уж ярко, к тому же p-n-переход нехорош. » — и работы Панкова не поддержали.
Между тем группа Сапарина и Чукичева из МГУ обнаружила, что под действием электронного пучка GaN с примесью цинка становится ярким люминофором, и даже запатентовала устройство оптической памяти. Но тогда загадочное явление объяснить не удалось.
Это сделали японцы — профессор И. Акасаки и доктор X. Амано из университета Нагоя. Обработав пленку GaN с примесью магния электронным пучком со сканированием, они получили ярко люминесцирующий слой р-типа с высокой концентрацией дырок. Однако разработчики светодиодов не обратили должного внимания на их публикации.
Лишь в 1989 году доктор Ш. Накамура из фирмы Nichia Chemical, исследуя пленки нитридов элементов III группы, сумел воспользоваться результатами профессора Акасаки. Он так подобрал легирование (Мд, Zn) и термообработку, заменив ею электронное сканирование, что смог получить эффективно инжектирующие слои р-типа в GaN-гетероструктурах. Вот как был получен голубой светодиод.
Фирма Nichia запатентовала ключевые этапы технологии и к концу 1997 года выпускала уже 10-20 млн голубых и зеленых светодиодов в месяц, а в январе 1998 года приступила к выпуску белых светодиодов.
10. Что такое квантовый выход светодиода?
Квантовый выход — это число излученных квантов света на одну рекомбинировавшую электроннодырочную пару. Различают внутренний и внешний квантовый выход. Внутренний — в самом p-n-переходе, внешний — для прибора в целом (ведь свет может теряться «по дороге» — поглощаться, рассеиваться). Внутренний квантовый выход для хороших кристаллов с хорошим теплоотводом достигает почти 100%, рекорд внешнего квантового выхода для красных светодиодов составляет 55%, а для синих — 35%.
Внешний квантовый выход — одна из основных характеристик эффективности светодиода.
11. Как получить белый свет с использованием светодиодов?
Существует три способа получения белого света от светодиодов. Первый — смешивание цветов по технологии RGB. На одной матрице плотно размещаются красные, голубые и зеленые светодиоды, излучение которых смешивается при помощи оптической системы, например линзы. В результате получается белый свет. Второй способ заключается в том, что на поверхность светодиода, излучающего в ультрафиолетовом диапазоне (есть и такие), наносится три люминофора, излучающих, соответственно, голубой, зеленый и красный свет. Это похоже на то, как светит люминесцентная лампа. И, наконец, в третьем способе желто-зеленый или зеленый плюс красный люминофор наносятся на голубой светодиод, так что два или три излучения смешиваются, образуя белый или близкий к белому свет.
12. Какой из трех способов лучше?
У каждого способа есть свои достоинства и недостатки. Технология RGB в принципе позволяет не только получить белый цвет, но и перемещаться по цветовой диаграмме при изменении тока через разные светодиоды. Этим процессом можно управлять вручную или посредством программы, можно также получать различные цветовые температуры. Поэтому RGB-матрицы широко используются в светодинамических системах. Кроме того, большое количество светодиодов в матрице обеспечивает высокий суммарный световой поток и большую осевую силу света. Но световое пятно из-за аберраций оптической системы имеет неодинаковый цвет в центре и по краям, а главное, из-за неравномерного отвода тепла с краев матрицы и из ее середины светодиоды нагреваются по-разному, и, соответственно, по-разному изменяется их цвет в процессе старения — суммарные цветовая температура и цвет «плывут» за время эксплуатации. Это неприятное явление достаточно сложно и дорого скомпенсировать.
Белые светодиоды с люминофорами существенно дешевле, чем светодиодные RGB-матрицы (в пересчете на единицу светового потока), и позволяют получить хороший белый цвет. И для них в принципе не проблема попасть в точку с координатами (0.33, 0.33) на цветовой диаграмме МКО. Недостатки же таковы: во-первых, у них меньше, чем у RGB-матриц, светоотдача из-за преобразования света в слое люминофора; во-вторых, достаточно трудно точно проконтролировать равномерность нанесения люминофора в технологическом процессе и, следовательно, цветовую температуру; и наконец в-третьих — люминофор тоже стареет, причем быстрее, чем сам светодиод. Промышленность выпускает как светодиоды с люминофором, так и RGB-матрицы — у них разные области применения.
13. Каковы электрические и оптические характеристики светодиодов?
Светодиод — низковольтный прибор. Обычный светодиод, применяемый для индикации, потребляет от 2 до 4 В постоянного напряжения при токе до 50 мА. Светодиод, который используется для освещения, потребляет такое же напряжение, но ток выше — от нескольких сотен мА до 1А в проекте. В светодиодном модуле отдельные светодиоды могут быть включены последовательно, и суммарное напряжение оказывается более высоким (обычно 12 или 24 В).
При подключении светодиода необходимо соблюдать полярность, иначе прибор может выйти из строя. Напряжение пробоя указывается изготовителем и обычно составляет более 5В для одного светодиода. Яркость светодиода характеризуется световым потоком и осевой силой света, а также диаграммой направленности. Существующие светодиоды разных конструкций излучают в телесном угле от 4 до 140 градусов. Цвет, как обычно, определяется координатами цветности и цветовой температурой, а также длиной волны излучения.
Для сравнения эффективности светодиодов между собой и с другими источниками света используется светоотдача: величина светового потока на один ватт электрической мощности. Также интересной маркетинговой характеристикой оказывается цена одного люмена.
14. Как реагирует светодиод на повышение температуры?
Говоря о температуре светодиода, необходимо различать температуру на поверхности кристалла и в области p-n-перехода. От первой зависит срок службы, от второй — световой выход. В целом с повышением температуры p-n-перехода яркость светодиода падает, потому что уменьшается внутренний квантовый выход из-за влияния колебаний кристаллической решетки. Поэтому так важен хороший теплоотвод.
Падение яркости с повышением температуры не одинаково у светодиодов разных цветов. Оно больше у AlGalnP- и AeGaAs-светодиодов, то есть у красных и желтых, и меньше у InGaN, то есть у зеленых, синих и белых.
15. Почему нужно стабилизировать ток через светодиод?
Как видно из рисунка 2, в рабочих режимах ток экспоненциально зависит от напряжения и незначительные изменения напряжения приводят к большим изменениям тока. Поскольку световой выход прямо пропорционален току, то и яркость светодиода оказывается нестабильной. Поэтому ток необходимо стабилизировать. Кроме того, если ток превысит допустимый предел, то перегрев светодиода может привести к его ускоренному старению.
 |
| Рис. 2. Зависимость силы тока от напряжения питания светодиода. |
16. Для чего светодиоду требуется конвертор?
Конвертор (в англоязычной терминологии driver) для светодиода — то же, что балласт для лампы. Он стабилизирует ток, протекающий через светодиод.
17. Можно ли регулировать яркость светодиода?
Яркость светодиодов очень хорошо поддается регулированию, но не за счет снижения напряжения питания — этого-то как раз делать нельзя, — а так называемым методом широтно-импульсной модуляции (ШИМ), для чего необходим специальный управляющий блок (реально он может быть совмещен с блоком питания и конвертором, а также с контроллером управления цветом RGB-матрицы). Метод ШИМ заключается в том, что на светодиод подается не постоянный, а импульсно-модулированный ток, причем частота сигнала должна составлять сотни или тысячи герц, а ширина импульсов и пауз между ними может изменяться. Средняя яркость светодиода становится управляемой, в то же время светодиод не гаснет. Небольшое изменение цветовой температуры светодиода при диммировании несравнимо с аналогичным смещением для ламп накаливания.
18. Чем определяется срок службы светодиода?
Считается, что светодиоды исключительно долговечны. Но это не совсем так. Чем больший ток пропускается через светодиод в процессе его службы, тем выше его температура и тем быстрее наступает старение. Поэтому срок службы у мощных светодиодов короче, чем у маломощных сигнальных, и составляет в настоящее время 20-50 тысяч часов. Старение выражается в первую очередь в уменьшении яркости. Когда яркость снижается на 30% или наполовину, светодиод надо менять.
19. «Портится» ли цвет светодиода с течением времени?
Старение светодиода связано не только со снижением его яркости, но и с изменением цвета. В настоящее время нет стандартов, которые позволили бы выразить количественно изменение цвета светодиодов в процессе старения и сравнить с другими источниками.
20. Не вреден ли светодиод для человеческого глаза?
Спектр излучения светодиода близок к монохроматическому, в чем его кардинальное отличие от спектра солнца или лампы накаливания. Хорошо это или плохо — доподлинно не известно, потому что, насколько я знаю, серьезных исследований в этой области нигде не проводилось. Какие-либо данные о вредном воздействии светодиодов на человеческий глаз отсутствуют.
Есть надежда, что вскоре влияние светодиодов на зрение будет изучено досконально. Проблемой заинтересовался академик Михаил Аркадьевич Островский — крупный специалист в области цветного зрения. Тема, за решение которой он взялся, называется так: «Психофизическое восприятие светодиодного освещения системой зрения человека».
21. Когда и как сверхъяркие светодиоды появились в России?
Об этом лучше всех расскажет профессор Юнович.
Люминесценцию карбида кремния впервые наблюдал Олег Владимирович Лосев в Нижегородской радиотехнической лаборатории в 1923 г. и показал, что она возникает вблизи p-n-перехода. Первая научная статья о кристаллах нитрида галлия была опубликована профессором МГУ Г.С. Ждановым в 30-х гг. Люминесценцию в гетероструктурах на основе арсенида галлия впервые исследовали в лаборатории Ж.И. Алферова в 60-х гг. и показали, что можно создать структуры с внутренним квантовым выходом близким к 100%. Разработки структур и светодиодов на основе нитрида галлия велись в ленинградских Политехническом и Электротехническом институтах, в Калуге, в Зеленограде в 70-х гг., но они тогда не привели к созданию эффективных голубых светодиодов.
В 1995 году я прочел первые статьи Накамуры и понял, что «голубая проблема» в принципе решена. Тогда же я получил грант соросовского фонда. В декабре на эти деньги я смог поехать на конференцию в США, и там профессор Жак Панков познакомил меня с Ш. Накамурой. Я забросил наживку: мол, хочу приобщить студентов Московского университета к передовым достижениям в области голубых светодиодов и рассказать им о столь замечательном изобретении. Рыбка клюнула, и в феврале я получил от д-ра Ш. Накамуры из Японии бандеролью 10 светодиодов от фиолетового до зеленого. Все потом оказалось просто — фирма Nichia Chemical начинала выпуск светодиодов на рынок и была заинтересована в научной рекламе. В лаборатории МГУ мы их досконально исследовали, сняли все характеристики и получили новые научные результаты. Д-р Ш. Накамура дал любезное согласие на совместную публикацию наших первых статей.
Одновременно специалисты из группы Бориса Ферапонтовича Тринчука в Зеленограде продемонстрировали образцы зеленых светодиодов начальникам из ГАИ и получили положительный отзыв. Все дело в том, что эта группа сделала опытный образец светодиодного светофора, но у них не было хороших зеленых светодиодов. Светофоры с новыми сверхъяркими зелеными светодиодами намного превосходили светофоры с лампами, и московское правительство сделало заказ на 1000 светодиодных светофоров к 850-летию Москвы. Такое везение!
Как раз тогда у нас гостила киргизская скрипачка Райкан Карагулова — выпускница Московской консерватории, ученица моей жены, которая работала в Японии первым концертмейстером симфонического оркестра в Осаке. Выяснилось, что место ее работы находится неподалеку от фирмы Nichia Chemical! Б.Ф. Тринчук дал ей тысячу долларов и попросил купить на них и прислать на мой адрес 200 зеленых светодиодов. Из них были изготовлены первые светофоры из той юбилейной тысячи. Москва стала первым в мире городом с массовым применением светодиодных светофоров.
Наши ученые и инженеры в НИИ «Сапфир» пытались повторить достижение японцев и изготовить структуры на основе нитридов для голубых и зеленых светодиодов на старой эпитаксиальной установке, которую пришлось модернизировать, чтобы достичь более высоких температур и давлений. Но инициатива заглохла из-за отсутствия денег и интереса руководства.
22. Какие на сегодняшний день существуют технологии изготовления светодиодов и светодиодных модулей?
Что касается выращивания кристаллов, то основная технология — металлоорганическая эпитаксия. Для этого процесса необходимы особо чистые газы. В современных установках предусмотрены автоматизация и контроль состава газов, их раздельные потоки, точная регулировка температуры газов и подложек. Толщины выращиваемых слоев измеряются и контролируются в пределах от десятков ангстрем до нескольких микрон. Разные слои необходимо легировать примесями, донорами или акцепторами, чтобы создать p-n-переход с большой концентрацией электронов в n-области и дырок — в р-области.
| |
| Рис. 3. Схематическое представления светодиода. |
За один процесс, который длится несколько часов, можно вырастить структуры на 6-12 подложках диаметром 50-75 мм. Очень важно обеспечить и проконтролировать однородность структур на поверхности подложек. Стоимость установок для эпитаксиального роста полупроводниковых нитридов, разработанных в Европе (фирмы Aixtron и Thomas Swan) и США (Emcore), достигает 1,5-2 млн долларов. Опыт разных фирм показал, что научиться получать на такой установке конкурентоспособные структуры с необходимыми параметрами можно за время от одного года до трех лет. Это технология, требующая высокой культуры.
Важным этапом технологии является планарная обработка пленок: их травление, создание контактов к n- и р-слоям, покрытие металлическими пленками для контактных выводов. Пленку, выращенную на одной подложке, можно разрезать на несколько тысяч чипов размерами от 0,24 x 0,24 до 1 x 1 мм2/.
Следующим шагом является создание светодиодов из этих чипов. Необходимо смонтировать кристалл в корпусе, сделать контактные выводы, изготовить оптические покрытия, просветляющие поверхность для вывода излучения или отражающие его. Если это белый светодиод, то нужно равномерно нанести люминофор. Надо обеспечить теплоотвод от кристалла и корпуса, сделать пластиковый купол, фокусирующий излучение в нужный телесный угол. Около половины стоимости светодиода определяется этими этапами высокой технологии.
Необходимость повышения мощности для увеличения светового потока привела к тому, что традиционная форма корпусного светодиода перестала удовлетворять производителей из-за недостаточного теплоотвода. Надо было максимально приблизить чип к теплопроводящей поверхности. В связи с этим на смену традиционной технологии и несколько более совершенной SMD-технологии (surface montage details — поверхностный монтаж деталей) приходит наиболее передовая технология СОВ (chip on board). Светодиод, изготовленный по технологии СОВ, схематически изображен на рисунке.
Светодиоды, выполненные по SMD- и СОВ-технологии, монтируются (приклеиваются) непосредственно на общую подложку, которая может исполнять роль радиатора — в этом случае она делается из металла. Так создаются светодиодные модули, которые могут иметь линейную, прямоугольную или круглую форму, быть жесткими или гибкими, короче, призваны удовлетворить любую прихоть дизайнера. Появляются и светодиодные лампы с таким же цоколем, как у низковольтных галогенных, призванные им на замену. А для мощных светильников и прожекторов изготавливаются светодиодные сборки на круглом массивном радиаторе.
Раньше в светодиодных сборках было очень много светодиодов. Сейчас, по мере увеличения мощности, светодиодов становится меньше, зато оптическая система, направляющая световой поток в нужный телесный угол, играет все большую роль.
23. Кто в мире сегодня производит светодиоды?
Чтобы делать качественные светодиоды в нужном количестве, понадобилось слияние двух отраслей — электронной и светотехнической. Все западные гиганты, производящие светодиоды для светотехники по полному циклу, начиная с производства чипов и заканчивая различными светодиодными модулями и сборками, а также светильниками на их основе, идут по этому пути. General Electric заключила союз с производителем полупроводниковых приборов Emcore, создав компанию GEL Core. Philips Lighting совместно с Agilent, дочерней компанией Hewlett-Packard, создали предприятие LumiLeds. Osram объединяет усилия с полупроводниковыми предприятиями своей материнской компании Siemens. Как заметил Макаранд Чипалкатти, менеджер по маркетингу из подразделения Opto Semiconductors компании Osram Sylvania, специализирующемуся на устройствах LED, производители светотехники сами уничтожают свой бизнес. Но если сегодня не «наступить на горло собственной песне», то завтра придут другие и сделают это куда более жестко.
Впрочем, существуют компании, специализирующиеся только на производстве чипов. Это предприятия радиоэлектронной промышленности, и они не занимаются светотехникой. К их числу относится Nichia Corporation.
24. Каковы основные производители светодиодных модулей и сборок и представленные ими модельные ряды?
Чипы и отдельные светодиоды производят компании Nichia Corporation, Сгее, LumiLeds Lighting, Opto Technology, Osram Opto Semiconductors, GEL Core. Массовое производство структур и чипов для светодиодов ведут тайваньские фирмы Lite-On, Taiwan Oasis и др.
В России светодиоды производят компании Корвет Лайт, Светлана Оптоэлектроника, Оптэл, Оптоника. По конструкции и технологическому исполнению наши светодиоды не уступают зарубежным, специалисты перечисленных компаний имеют соответствующие патенты. В Москве и Санкт-Петербурге есть возможность выращивать собственные чипы — например, эпитаксиальная установка имеется в Санкт-Петербургском физтехе, — но для промышленного производства необходимо крупное финансирование, и пока наши компании используют зарубежные чипы.
25. Где сегодня целесообразно применять светодиоды?
Светодиоды находят применение практически во всех областях светотехники, за исключением освещения производственных площадей, да и там могут использоваться в аварийном освещении. Светодиоды оказываются незаменимы в дизайнерском освещении благодаря их чистому цвету, а также в светодинамических системах. Выгодно же их применять там, где дорого обходится частое обслуживание, где необходимо жестко экономить электроэнергию, и где высоки требования по электробезопасности.
26. Возможности и применение
Изобретение первых светодиодов — полупроводниковых диодов в эпоксидной оболочке, выделяющих монохроматический свет при подключении к электротоку — относится к 1960-м годам. Однако до 1980-х низкая яркость, отсутствие светодиодов синего и белого цветов, а также высокие затраты на их производство ограничивали их массовое применение в качестве источников света. Поэтому светодиоды в основном использовали в наружных электронных табло, ими оборудовали системы регулирования дорожного движения, применяли в оптоволоконных системах передачи данных и медицинском оборудовании.
Появление сверх ярких, а также синих (в середине 1990-х годов) и белых диодов (в начале XXI века) и постоянное снижение их рыночной стоимости привлекли внимание многих производителей к данным источникам света. Светодиоды стали использовать в качестве индикаторов режимов работы электронных устройств, в подсветке жидкокристаллических экранов различных приборов, в том числе — мобильных телефонов и пр. Впоследствии применение светодиодов основных цветов (красного, синего и зеленого) позволило получать цвета вывесок фактически любых оттенков, а также конструировать из них дисплеи с выводом полноцветной графики и анимации.
Светодиоды, за счет их малой потребности в электроэнергии, — оптимальный выбор декоративного освещения в местах, где существуют проблемы с энергетикой.
Срок службы светодиодов, превышающий в 6-8 раз долговечность люминесцентных ламп, относительная простота в работе с ними на этапе сборки изделий, отсутствие необходимости в регулярном обслуживании и их антивандальные качества делают эти источники света конкурентоспособными с более традиционными газоразрядными, люминесцентными лампами и лампами накаливания. Одним из немногих и существенных аспектов, за счет которого неон удерживает свои позиции в сегменте подсветки вывесок, является пока еще более высокая стоимость светодиодов.
27. Преимущества
Экономично.
Одним из достоинств светодиодов является их долговечность. Данные источники света обладают ресурсом использования 100 000 часов, а ведь это 10-12 лет непрерывной работы. Для сравнения — максимальный срок работы неоновых и люминесцентных ламп составляет 10 тыс. часов.
За это же время в световом модуле, использующем люминесцентные лампы, их нужно будет сменить 8-10 раз, а лампы накаливания придется заново «вкручивать» от 30 до 40 раз. Использование светодиодных модулей позволяет снизить затраты на электроэнергию до 87%!
Удобно.
Светодиодный модуль — многокомпонентная структура с неприхотливой схемой подключения. В цепочке, скажем, из полусотни светодиодов один-два неисправных не только не выводят рекламный фрагмент из строя, но даже не влияют на суммарное световое излучение. Гигантский ресурс работы светодиодов практически решает проблемы, связанные с необходимостью их замены. Кроме того, светоизлучающие диоды способны надежно функционировать в самом широком диапазоне рабочих температур.
Надежно.
Есть надежность совершенно особого рода — та, от которой порою зависят человеческие жизни. Применение светодиодов в устройствах отображения информации (дорожные знаки, светофоры, информационные табло и т.д.) ведет к значительному увеличению расстояния их восприятия человеческим глазом. Неслучайно во многих крупных городах развитых стран уже нет обычных светофоров, а светодиодные схемы используются в воздушных и надводных навигационных системах.
Другим аспектом, благодаря которому светодиодам некоторыми заказчиками отдается предпочтение, являются их прочность и антивандальные качества. В отличие от стеклянных трубок данные источники света изготовлены из пластика. За счет этого их нелегко вывести из строя посредством механических повреждений. Характерное напряжение, необходимое для работы одного светодиода, — 3-4 вольта. Поэтому в условиях, когда требуется соблюдение повышенных мер безопасности или нет возможности использовать высокие напряжения, светодиоды являются оптимальным выбором. Рабочее напряжение светодиодных модулей, как упоминалось ранее, составляет 10-12 В. Очевидно, что при низком напряжении не требуется применять провода большого сечения с сильной изоляцией. Это также облегчает подключение светодиодов к электросети. У газоразрядных трубок, в отличие от светодиодов, есть порог срабатывания: чтобы источник света загорелся, в начале необходимо подать на разряд необходимое напряжение. Светодиоды же начинают излучать свет сразу при подключении к электросети, и их яркость легко регулировать наращиванием или снижением напряжения практически сразу после включения. Одним из важных преимуществ светодиодов является устойчивость к воздействию низких температур. Известно, что на морозе внутри газоразрядных источников света происходит вымерзание ртути, и это приводит к снижению яркости свечения. При отрицательных температурах также возникают проблемы с включением неона. Светодиоды лишены этих минусов.
Красиво.
Если бы LED-технологии не изобрели светотехники, их бы создали дизайнеры. Светодиоды, в отличие от ламп с неоном, имеют практически неограниченные возможности для «игры» со спектрами, цепочки которых можно выстроить таким образом, чтобы световые акценты точно работали на образ. Плавные, почти незаметные для глаза световые переходы от пика к пику в плане выразительности, конечно, уступают живописи, но оставляют далеко позади другие источники света. Изощренная цветодинамика, характерная для светодиодных модулей, способна удовлетворить требования самого требовательного дизайнера. Интересно, что игра со спектрами имеет и экологическое значение. Ведь кривые чувствительности, скажем, растений и человеческого глаза не совпадают: те спектры, которые комфортны для нашего глаза, часто дискомфортны для растений, и наоборот. Зональное использование различных светодиодных «цепочек» в тех интерьерах, где одновременно пребывают и растения, и человек, снимают эту проблему.
Представительно.
Светодиодные модули необычайно компактны. Различные сувениры, миниатюрные стенды и компактные табло, украшенные светодиодной символикой компании, смотрятся на удивление выразительно и необычно. Доля рынка светотехнических изделий, занимаемая светодиодами, составляет ничтожную долю. В развитых странах, особенно в крупных городах и столицах, она медленно, но верно возрастает. Своеобразным символом этой нежной и неизбежной революции стало гигантское 500-метровое полотно из светодиодов, непрерывно протянувшееся над главной улицей Лас-Вегаса.
Светодиодные источники света
LED-лампы (light emitting diods), или светодиоды, являются наиболее перспективными световыми источниками на данный момент времени и имеют реальный шанс стать лидерами на рынке ламп и осветительных устройств. Изобретены они были для применения в электронике в качестве индикаторов и датчиков, затем стали широко применяться в сигнализационной аппаратуре (указатели, светофоры, дорожные фонари). Со временем технология светодиодов начала активно использоваться и в декоративном комнатном освещении. Наиболее привлекательны и перспективны в данное время именно они.
В чем же их особенность, и что позволяет им лидировать по всем показателям
- Высокая экономичность. Светодиоды функционируют от низкого напряжения и, в связи с этим, расходуют крайне незначительное количество электроэнергии, мало того, в отличие от вышеперечисленных источников света, они превращают практически всю потребляемую электроэнергию в свет, что сокращает расход электричества на 75 процентов.
- Продолжительный срок работы. Светодиоды способны проработать 35 лет при условии использования ламп восемь часов в сутки, что в сумме составит общую продолжительность работы – 100 000 часов. Обычная галогенная лампа проработает лишь 2000 часов, имея мощность 10 Вт.
- Повышенная прочность и устойчивость к повреждениям. В светодиодах отсутствуют элементы, которые легко повреждаются, в отличие от других типов ламп (пружина, контакты, закрепители, электроды, реле), поэтому они обладают повышенной прочностью и более устойчивы к повреждениям извне.
Продукция
BARRO 7 SPOT Потолочный светодиодный светильник типа Monopoint
Потолочный светодиодный светильник типа Monopoint IP20, 7 Вт
Световые технологии
DISCUS S Потолочный светодиодный светильник
Потолочный светодиодный светильник IP20, 21-43 Вт
Световые технологии
DAPHNE S Накладной стеклянный светильник
Накладной стеклянный светильник IP20
Световые технологии
RONDO S Накладной стеклянный светильник
Накладной стеклянный светильник IP20, 40-55 Вт
Световые технологии
Мы поможем подобрать светильники на ваш объект
Ответственный менеджер по запросу:
Евгений Чилимов
+7(495)649-86-94 доб.106
- Отсутствие у светодиодов вредных излучений (ультрафиолета и инфракрасного излучения), что дает возможность использовать осветительные приборы на светодиодах в любых помещениях, не опасаясь за здоровье, а также применять эти лампы для подсветки различных экспозиций.
- Большой выбор оттенков цвета. В светодиодах используется специфическая система смешения цветов за счет монтирования в корпус комплекта разных диодов, это позволяет получить свет любого оттенка и расширяет сферу использования светодиодов.
Кроме перечисленного светодиоды дополнительно имеют ряд преимуществ перед остальными световыми источниками. К примеру, компактность – позволяет необычайно широко использовать эти лампы. Лампы можно объединять в одну форму в любом количестве, в зависимости от количества использованных диодов, такие лампы могут использоваться для освещения территорий разных размеров.
Светодиоды обладают точной направленностью светового луча, что облегчает регулирование направленности света, также этот вид ламп имеет широкие возможности для управления интенсивностью освещения и цветовыми гаммами с помощью дополнительной аппаратуры. Главным и, наверное, единственным недостатком современных светодиодов является их относительно высокая цена по сравнению с традиционными осветительными приборами, однако в данном случае качество и дальнейшая экономия на электричестве полностью оправдывает затраченную сумму.
В итоге можно сказать, что первоочередной задачей оформителя, занимающегося проектом освещения, является скрупулезный выбор параметров освещения, светильников и ламп для обеспечения необходимого уровня света на объекте и сохранения хорошей цветопередачи.
Светодиодные источники света – излучающие диоды, являются элементом светодиодной лампы или светодиодного светильника. Осветительные приборы не нуждаются в замене источника света, поскольку конструктивно обеспечена длительность его эксплуатации.