Угол рассеивания и другие параметры светодиодных ламп

Светодиодные лампы на 220В: схемы, устройство

Конструкция светодиодной лампы включает в себя такие элементы:

• рассеиватель — для увеличения угла и равномерного распределения света. Обычно выполнен из полупрозрачного пластика или прочного поликарбоната;
• система светодиодов — количеством используемых светодиодов в лампе определяется ее мощность, размер и конструкция. В одной лампе может использоваться от одного до нескольких десятков диодов;
• алюминиевая печатная плата — обеспечивает отвод тепла от светодиодов к охлаждающему радиатору;
• радиатор — выполняется из нескольких алюминиевых пластинок. Отводит тепло от печатной платы;
• конденсатор — элемент адаптера, служащий для устранения эффекта пульсаций напряжения на выходе;
• драйвер — используется для преобразования переменного тока. Он выпрямляет и стабилизирует напряжение для питания диодов;
• основание цоколя — выполненное из полимера оно обеспечивает защиту корпуса от электрического пробоя;
• латунный цоколь — обеспечивает контакт с ламповым патроном.

Устройство светодиодной лампы

Таким образом, светодиодная лампа представляет собой блок диодов и схему электропитания на резисторах, ограничивающую ток. Схема светодиодной лампы 220В представляет последовательность, в которой сетевое напряжение 220 В подается на элемент мостового выпрямителя через конденсатор ограничения тока, обозначенный на схеме С1 и резистор R2.

В результате на систему светодиодов HL1 подается постоянное питание, проходящее через резистор R4. Светодиоды в лампе начинают давать свечение. Назначение конденсатора С2 в схеме — получение сглаженного выпрямленного напряжения. Разрядка конденсатора С1 при отключении светодиодного источника света от питающего напряжения происходит посредством резистора R1.

Устройство и принцип работы

Внешне светодиодная лампа на 220В состоит из привычных глазу элементов: цоколь, повторяющий форму типовых разъемов для ламп накаливания и стеклянный купол.

Внутри расположена совершенно новая конструкция, в которую входят: усиленный корпус – радиатор; драйверы – своеобразные пульты управления; платы с вмонтированным одним или несколькими светодиодами; рассеиватель световых лучей с нанесенным на него веществом люминофора. Люминофора слегка притупляет искусственный свет диода и одновременно насыщает его другими «солнечными» оттенками.

В основу диода входят полупроводниковые материалы (германий, кремний), и очень напоминает работу полупроводникового прибора. При прохождении носителей зарядов электронов и дырок в прямом направлении происходит выделение фотонов — элементарных частиц электромагнитного излучения светового диапазона. Этот эффект и заставляет светиться светодиод.

Так как новые типы ламп широко используются во всех областях жизнедеятельности, то формально по типу конструкции их можно разделить в разряды:

• Общего назначения – для жилых помещений и офисов (округлой, продолговатой или в форме свечи);
• С направленным световым потоком – для подсветки ландшафтов, архитектурных памятников посредством прожектора;
• Линейные, призванные заменить люминесцентные (форма трубки).

Краткие сведения об устройстве этих источников света

Называют такие лампы светодиодными потому, что в их основе лежит полупроводник, преобразовывающий электрический ток в световое излучение. Сокращенно светодиод переводится с английского как LED. Отсюда следует альтернативное название ламп со светодиодами – LED-лампы. Каждая из них состоит из таких частей:

• Колба с рассеивателем. Бывают матовыми либо прозрачными, стеклянными либо пластиковыми. Колбы с матовым пластиковым рассеивателем употребляются везде, а со стеклянным прозрачным – только в декоративном (например, ландшафтном, архитектурном) освещении.
• Плата со светодиодами. Обычно имеет алюминиевую подложку, на которую наносятся светодиоды (как правило, 5 штук). Они могут быть с низкой (серия ДИП) или высокой (СНД) светоотдачей. Вторая более распространена.
• Драйвер (источник питания светодиодной платы). Является своеобразным сердцем устройства, преобразуя переменное напряжение в источник постоянного тока. Сам же, в свою очередь, состоит из платы с размещенными на ней трансформатором и конденсатором.
• Корпус основания с цоколем. Корпус внутри делают обычно из алюминия, который сверху покрыт теплорассеивающим пластиком. Может иметь вентиляционные отверстия для пущего охлаждения. Цоколь/патрон выполняет роль проводника электроэнергии от сети.

Как видите, у светодиодных устройств ярко выражена одна отличительная особенность – они имеют уже электронные составляющие, диодные выпрямители, конденсаторы, импульсные стабилизаторы. Некоторые модели снабжены встроенным датчиком движения, регулятором силы света диммером, могут управляться с пульта ДУ. То есть они уже перестали быть просто лампой, а превратились практически в полноценные осветительные приборы, которые даже можно ремонтировать.

Что такое цветовая температура светодиодных ламп

Если заглянем в Википедию, то на этот вопрос она даст нам ответ: «Цветовая (или колориметрическая) температура — характеристика хода интенсивности излучения источника света как функции длины волны в оптическом диапазоне».

Если говорить человеческим языком, то цветовая температура – это визуальный эффект ощущения источника света глазом человека. Измеряется она в кельвинах (на просторах интернета встречается и «градус Кельвина», но это устаревшая единица, так она именовалась до 1968 года, пока не была официально переименована в «Кельвин»). Обозначается Тс.

Температура цвета влияет на видение окружающего мира и различия оттенков, а также на наше психоэмоциональное состояние, работоспособность, концентрацию внимания. Более того, у дизайнеров интерьеров появился современный курс для изучения – «Светодизайн», так как от правильно подобранного освещения очень многое зависит.

Колба и форма

Современные лампы выпускаются в нескольких вариантах исполнения.

Матовое стекло

Применение такого элемента уменьшает яркость, но зато «смягчает» свет. Опция полезна в детской или другой комнате, где имеет значение именно такой тип освещения (без повышенной нагрузки на глаза). Также такой вариант оптимален для плафонов с матовым покрытием.

Прозрачная

Такие колбы гарантируют максимальную эффективность источника света и дают максимально резкий свет.

Как правило, применяются в комплексе с прозрачными плафонами и светильниками, оборудованными гранеными или декоративными элементами. Благодаря преломлению света, обеспечивается стильный внешний вид.

Форма свечи

Сегодня почти все производители выпускаются лампочки в свечеобразной форме. Некоторые варианты имеют даже завихрения в конце, дублирующие развивание огня на ветру.

Базовый диаметр таких свечей находится на уровне 3,7 см, но длина может быть различной. Могут использоваться как для решения декоративных задач, так и в небольших плафонах / светильниках, для которых обычные лампы не подходят.

Другой цвет

Последнее время набирают популярности разноцветные колбы, которые применяются для оформления интерьера, для театральных представлений, фото- и видеосъемки.

В отдельную категорию входят «черные» лампочки, которые выдают «УФ» свет.

Такое освещение применяется для придания оригинальности каким-либо элементам интерьера (развлекательным, декоративным). Могут применяться в химической и медицинской сфере.

Филаментные светодиодные лампы Томича: что это такое, плюсы и минусы, как выбрать

Люмены

На упаковке светодиодных изделий производители часто указывают освещенность в люменах и какой обычной лампочке это соответствует. Как правильно понимать такие надписи?

Лампы накаливания мощностью в 100Вт выдают минимум 1200 – 1300 люмен. Если на упаковке пишут, что лампочка мощностью 10Вт выдает больше 700 Лм и при этом является аналогом простой 100 ватной, то это явный признак обмана.

Изучите таблицу соответствия различных типов ламп с их мощностями и выдаваемыми люменами, и сверяйтесь с заявленными данными от class=»aligncenter» width=»720″ height=»615″

Если идут не стыковки, просто не покупайте. Если близко к указанным параметрам, то и лампа должна быть качественной.

Угол освещения

Второе название — угол рассеивания. Он показывает, под каким углом световой поток расходится от источника света. В зависимости от типа лампы этот параметр меняется в диапазоне от 15 до 360 градусов.

При небольшом угле свет концентрируется на участке возле лампы и захватывает небольшую полоску. Некоторые LED лампы имеют угол освещенности, равный 360 градусов Цельсия.

Всего можно выделить три категории светодиодных ламп по углу освещенности:

• до 60 градусов — узкий пучок света для освещения небольшого участка, к примеру, для выделения какой-то зоны на кухне или в гардеробной комнате;
• от 60 до 90 градусов — универсальные источники света, которые применяются в бра и торшерах, обеспечивая рассеянный свет по краям;
• выше 90 градусов — обеспечивают равномерное освещение комнаты.

При покупке светильников с небольшим углом рассеивания желательно брать изделия с возможностью поворота для направления света в нужную сторону.

Небольшой нюанс, о котором следует помнить

При оценке такого показателя, как эффективность следует различать, что есть эффективность светодиодов и отдельно осветительных приборов. Рост эффективности LED-светильников непрерывно увеличивается в связи с повышением эффективности самих светодиодов.

Светодиоды

Но при этом следует помнить, что плафон и драйвер осветительного прибора вносит определённую долю потерь. Об этом часто забывают люди при выборе источника света под определённые типы осветительных приборов. Поэтому выбирая лампочку под конкретный тип прибора, следует обязательно помнить о таких потерях. Иначе выбранная модель, даже при одинаковой мощности с заменяемой, может давать световой поток меньшего значения. В результате этого освещение помещения будет некачественным и не станет отвечать нормам, прописанным в регламентирующих этот вопрос документах.
При детальном рассмотрении эффективности, как отношения светового потока к потребляемой мощности, можно быстро определить степень эффективности применения LED как выгодного заместителя старых источников света (накаливания, галогеновые и люминесцентные лампочки).

Сравнительные характеристики светодиодных приборов и ламп накаливания

Для наглядного сравнения светодиодных приборов и ламп накаливания стоит обратиться к специальной таблице. Как можно видеть, разница по мощности потребления между этими классами устройств при одинаковом показателе силы светового потока существенна.

Осветительные приборы накаливания, Вт	Светодиодные лампы, Вт	Сила светового потока, Лм
25	3	250
40	5	400
60	8	650
100	14	1300
150	22	2100

Но на самом деле светодиодный прибор на 5 Вт не эквивалентен 40-ваттной лампе накаливания. Показатель освещённости LED-устройства может быть в реальности далёк от 400 Лм с учётом нескольких факторов. Это, например, матовый корпус, «пожирание» части мощности драйвером, другими электротехническими компонентами и т. п.

Светоотдача

Одним из важнейших параметров при расчете осветительной схемы помещения считается светоотдача монтируемого устройства. Данная характеристика измеряется в Люменах/Ваттах.

В лампах накаливания светоотдача составляет от 8 до 10 Лм/Вт. В светодиодах параметр колеблется от 90 до 110 Лм/ Вт, а в высококачественных моделях — от 120 до 140 Лм/Вт. По светоотдаче LED-светильники в 8-10 раз лучше альтернативных вариантов.

Теплоотдача

При сравнении светодиодов и традиционных ламп накаливания следует учесть их теплоотдачу. Стеклянные колбы ламп накаливания раскаляются до 230 — 240 градусов по Цельсию, когда как мощный LED-светильник может нагреться максимум до 45 градусов.

По этой причине последние не относятся к пожароопасным и их можно монтировать в любых помещениях, в отличие от ламп накаливания, которые не рекомендуют использовать, например, внутри деревянных конструкций.

Срок службы

Основная характеристика, говорящая о преимуществе светодиодов. LED-матрица может работать 40000 часов, когда как лампа накаливания редко служит более одной тысячи часов, что почти в 40 раз меньше.

Ради справедливости стоит отметить, что столь высокие показатели присущи высококачественным LED-изделиям известных производителей. Дешёвые светодиодные кристаллы имеют значительно более низкий ресурс.

КПД

Коэффициент полезного действия лампы — понятие, характеризующее количество вырабатываемого света относительно тепловой отдачи прибора. Данная характеристика LED-устройств приближается к 90 %, когда как у ламп накаливания полезное действие исчисляется 7-9 процентами. Стоит ли говорить, насколько более экономичными являются светодиодные приборы освещения в сравнении с традиционными аналогами.

Цена

Значительно более спорный вопрос — что выгоднее использовать: диодные светильники или лампы накаливания? Несмотря на то, что первые стоят на порядок дороже, их суммарное время работы намного превышает срок службы второго варианта. А если учесть такой показатель, как экономия электроэнергии, у традиционных ламп и вовсе не остаётся никаких шансов.

На практике, впрочем, всё не так однозначно. LED-устройство так же, как и другие виды ламп, может выйти из строя намного раньше своего порогового значения срока службы (например, при скачках напряжения или перепадах температур). Кроме того, они светят слабее, поэтому пользователям часто приходится докупать и устанавливать дополнительное светодиодное освещение.

Экологическая составляющая

Сертифицированные LED-лампы содержат весьма небольшой процент опасных химических соединений. Они как и лампы накаливания не требуют специализированной утилизации.

Но это вовсе не означает, что закончившие свой срок приборы следует выбрасывать вместе с другим бытовым мусором. Осветительные приборы можно сдать, например, в специальные пункты приёма.

Преимущества и недостатки светодиодных ламп

Подведем итог и определим достоинства и недостатки полупроводниковых источников света. К их преимуществам можно отнести:

• Рекордно высокая энергоэффективность. Светоотдача светодиодов (отношение создаваемого светового потока к потребляемой мощности), как мы выяснили, почти на порядок выше светоотдачи ламп накаливания, что позволяет существенно сэкономить на электроэнергии.
• Длительный срок службы. Эту тему я не затрагивал, но тебе будет интересно узнать, что светодиодная лампа проработает в 20-30 раз дольше, чем лампочка Ильича без существенного снижения уровня светового потока. А такая надежность – это дополнительная экономия, поскольку лампы на диодах придется менять крайне редко.
• Эксплуатация в жестких условиях. Светодиоды не имеют колб и спиралей, а потому не боятся вибраций и даже ударов. Полупроводниковые осветители могут использоваться в самых жестких условиях и при температурах окружающей среды от -40 до +40 градусов Цельсия.
• Почти не нагреваются. Максимальная температура, до которой нагревается мощная светодиодная лампа, не превышает 60 градусов Цельсия. Ты можешь использовать ее на пожароопасных объектах.
• Оптимальная цветовая температура. Подавляющее большинство светодиодных ламп, кроме специальных, создают световой поток, похожий на дневной. При таком освещении глаза устают меньше всего, а цвета окружающих предметов не искажаются.

У светодиодных ламп есть, к сожалению, весьма существенный недостаток – стоимость их пока еще достаточно высока. Но это частично окупается длительным сроком службы и малым потреблением электроэнергии. Тем более что развитие светодиодных технологий только началось, а значит, в ближайшее время цена на светодиодные источники света обязательно снизится.

Теперь ты знаешь про светодиодные лампы и их световой поток достаточно, чтобы суметь решить: чем и в каких случаях полупроводниковые источники света лучше, чем обычные лампочки.

Предыдущая
СветодиодныеКак выбрать мощный аккумуляторный светодиодный фонарик
Следующая
Светильники, браВыбираем светодиодные светильники для потолка Армстронг

Спасибо, помогло!1Не помогло

Критерии выбора

Светодиодные люстры – достаточно дорогие устройства, и потому особенно важно не ошибиться при покупке

Перед походом в магазин стоит узнать, на какие параметры необходимо обращать внимание

При поиске смотрят на:

• Световой поток диода – чем выше показатель, тем качественнее и ярче будет освещаться комната.
• Цветовую температуру. Эта характеристика влияет на цвет освещения. Для жилых помещений используют диоды с температурой света 2700-3000 К, именно такой светильник позволяет получить комфортное теплое свечение желтого цвета. Лампы с более высокой цветовой температурой дают холодный дневной свет, более уместный для офисов, но не слишком подходящий для дома.
• Конструкцию прибора. Светодиоды дают направленный свет, для получения рассеянного следует приобретать люстры с установленными в них рассеивателями.
• Механизм крепления. Выбор зависит от того, куда будет установлена люстра: на подвесную, натяжную конструкцию или потолочное перекрытие.
• Способ управления – некоторые модели имеют пульт ДУ, другие работают только от выключателя.

Люстры, оборудованные матовыми (опаловыми) рассеивателями, менее экономичны. При желании сократить расходы на освещение стоит отдавать предпочтение приборам с прозрачными.

Выбрав подходящую модель, необходимо убедиться, что установленные в ней диоды хорошего качества. Из-за стремления производителей сократить расходы люстры нередко оснащают низкосортными кристаллами. Последние имеют небольшой срок эксплуатации, быстро мутнеют и выходят из строя.

Размеры светодиодных ламп

Размер LED-ламп зависит от их формы.

1. Форма А. В эту категорию входит бытовое осветительное оборудование. Стандартный диаметр изделий — 60 мм. Лампы могут иметь диаметр от 50 до 65 мм.
2. Форма В. Светильники с более вытянутым корпусом. Чаще используются для создания декоративного освещения. Стандартный размер — 55-60 мм.
3. Форма С. Вставляются в настенные светильники и люстры. Имеют вытянутую форму с заостренным концом. В лампах используется цокольная резьба Е14. Стандартный диаметр — 37 мм.
4. Форма СА. Устройства с теплым светом, который напоминает освещение от свечи. Стандартный размер — 35-37 мм.
5. Форма G. Декоративные светодиодные элементы освещения шарообразной формы. Имеют цоколь Е14 или Е27. Размеры разные: лампы с диаметром 30 мм для декоративного освещения, с диаметром 100 м повышенной мощностb. Стандартный диаметр — 45 мм.
6. Форма Т. Светодиодные трубки, применяются для освещения коммерческих объектов. Стандартный диаметр — 28 мм. Длина — 60-120 мм.

Формы корпуса.

В магазинах встречаются LED-лампы разного диаметра: от 30 мм до 120 мм. Выбор зависит от назначения и места установки.

Радиатор

Следующим значимым критерием является радиатор, который предназначен для отведения температур со светодиодного блока. Ни в коем случае не стоит экономить и приобретать изделия с отсутствующей системой охлаждения (она имеет вид ребристой поверхности, выполненной из алюминия).

Некоторые производители в целях экономии используют радиаторы, выполненные в форме пластиковых отводов. Однако на практике подобные радиаторы доказали низкий уровень эффективности охлаждающего эффекта.

Для удобства выбора лампы светодиодного типа, рекомендуется подбирать прозрачные источники света, так как в них лучше всего просматривается наличие и вид радиатора. Матовые изделия скрывают данный критерий.

Срок службы

При выборе LED-ламп стоит также учитывать их срок службы, который производители указывают на упаковке. Однако эти показатели весьма относительны. Даже если производитель указывает на коробке работу в 30 тысяч часов, светодиодная лампа может выйти из строя намного раньше. Общий срок службы зависит от других деталей оборудования. Также на этот показатель влияет качество сборки светильника, пайка радиоэлементов. Так как светодиодные элементы имеют длительный срок эксплуатации, ни один производитель не может провести тестирование времени работы. Поэтому все указатели на упаковках можно считать условными.

Срок службы разных типов лампочек.

Какие светодиоды стоят в лампах?

Наверное самое частое явление, вскрываешь лампу а там следующая картина, выгорел один из диодов. Если есть время и желание провести ремонт, то можно заменить вышедший из строя диод. Но появляется вопрос Какие светодиоды стоят в лампах?

Соответственно наш порядок действий.

1. Вам необходимо воспользоватся вольтметром и определить напряжение светодиода. Вам может помочь в этом наша статья Как проверить светодиод?
2. Далее после того как вы определили весь светодиодный модуль вышел из строя или одиночный светодиод. Вам нужно определить тип светодиода, а именно его габариты корпуса. Измеряются они в миллиметрах. Вам может помочь в этом наша статья Размеры светодиодов . Но статья может и не пригодится так как, зачастую производители зачастую пишут тип светодиода на самой плате. Смотрите фото. Там будет указано 2835, 5050 или 5630 это и есть тип светодиода
3. Далее зная корпус диода и его напряжение вам не составит ни какого труда приобрести нужные вам светодиоды или светодиодные модули на Aliexpress. Или выпаять диод из другой похожей светодиодной лампы.

Угол рассеивания

Углом рассеянности светодиодных приборов называют угол, под которым поток света расходится от светового источника. Показатели измеряются в градусах. Значения варьируются в пределах 15-360 градусов. Обычные лампы накаливания имеют стандартный угол рассеивания 360 градусов, LED-приборы — более расширенные возможности. По углу рассеивания их можно разделить на три группы:

• Узкий угол (до 60 градусов). Элементы света с такими показателями дают концентрированное освещение объектов и применяются для локального подсвечивания. Например, для освещения конкретной зоны в доме (зеркала, полки, телевизоры).
• Широкий угол (90-360 градусов). LED-приборы с такими показателями создают равномерное освещение по всей площади помещения.

Угол рассеивания.

При покупке светильников с промежуточным углом рассеивания лучше выбирать модели с поворотной опцией. Она позволяет менять цветовое направление. Стандартным считается показатель 210 градусов. Его достаточно для полноценного освещения жилых объектов. В коммерческих и дизайнерских целях используются лампы с углом рассеивания 110-120 градусов для подсветки мелких деталей.

Метод расчета равномерного освещения

Существует такое понятие, как коэффициент использования светопотока. Его применяют для расчета равномерного освещения горизонтальных плоскостей поверхности внутри помещения. Данный метод позволяет рассчитать коэффициент освещенности каждой комнаты отдельно. Он основан на светоотражении разных материалов отделки. Основными отражателями света являются стены, потолок и пол. Второстепенными отражателями, влияющими на коэффициент, являются мебель, оборудование и другие объекты, находящиеся в помещении

На коэффициент светоотражения надо обратить особое внимание, потому что его светопоток может иметь одинаковую мощность с прямым потоком света, идущего от прибора освещения. Если этому не уделить внимание, рассчитывая коэффициент для конкретного помещения, световой фон может быть нарушен

Чтобы правильно рассчитать коэффициент светопотока любых ламп, используется таблица с процентным показанием отражения света от поверхности разных цветов. Чем темнее поверхность, тем слабее отражаемый светопоток и меньше коэффициент.

При расчете принимаются во внимание нормы рекомендуемых уровней освещения, указанных в таблице

Коэффициент светопотока позволяет определить другие параметры светильников с любым источником света, будь то светодиодная или обычная лампа накаливания:

• рассчитать общую мощность используемых ламп для достижения требуемой нормы освещенности, с учетом предварительного определения месторасположения осветительных приборов, их количества и моделей;
• рассчитать месторасположение, а также количество приборов освещения, зависящее от моделей светильников и мощности используемых источников света.

Существуют другие способы расчета освещения, например, по удельной мощности и точечному методу. Они требуют использования формул, номограмм, таблиц и специальных графиков. Такое определение коэффициента является трудоемким, но считается более точным.

https://youtube.com/watch?v=_iD5pCfCxl0