Що таке світлодіодна лампа? Як вибрати світлодіодну лампу для дому: основні параметри

Щоб розібратися в принципових відмінностях світлодіодної лампи як електричного обладнання, в порівнянні з іншими приладами, слід детально розглянути її конструктивні особливості та призначення кожного з елементів.

Мал. 1. Конструкція світлодіодної лампи

Конструктивно led лампочка складається з:

• Світлодіодів – у старих моделях був присутній лише один кристал, що випромінював світло, проте ця технологія мала низку складнощів, тому сучасні моделі включають кілька одиниць або цілу матрицю.
• Колби або розсіювача може виготовлятися зі скла або полімеру. Призначений для більш плавного перерозподілу світлового потоку від точкових джерел у навколишній простір.
• Стабілізатора струму або драйвера - призначений для перетворення діодної лампочки електричної величини, що надходить на контакти, незалежно від рівня напруги і потужності, в строго встановлену величину електроструму.
• Цоколя призначений для з'єднання світлодіодних ламп з електричною мережею. Найчастіше використовуються стандартні цоколі E та G, рідше бувають інші конструкції.

Додатково лампа містить полімерний чи металевий корпус. Однак у led світильниках може бути вбудована матриця, і вона монтується у світлодіодний прожектор безпосередньо.

Принцип дії світлодіодної лампи полягає в такій послідовності передачі електричної енергії:

• При поміщенні електролампи в патрон та подачі на неї змінної напруги мережі світлодіодне джерело отримує живлення.

Рисунок 2. Принцип дії світлодіодної лампи

• Як бачите на малюнку 2, змінна напруга мережі у світлодіодній лампі спочатку надходить на випрямний міст, де перетворюється на випрямлену. Конденсатор, встановлений після мосту, додатково згладжує пульсації.
• Випрямлена напруга переходить далі від випрямного пристрою на мікроконтролер, що контролює величину виробленого електроструму.
• Потім живлення надходить на імпульсний трансформатор, який видає електричну напругу безпосередньо до джерела освітлення.
• При досягненні необхідного рівня електроструму відбувається світлодіодів.

У цьому прикладі наведено принцип дії та конструкція світлодіодної лампи з гальванічною розв'язкою. Це дорожчий, але й надійніший спосіб захистити людину від ураження електрострумом. На практиці трапляються дешевші світлодіодні лампи, їх продукція використовує дешевші плати драйвера або способи перетворення, які не забезпечують належного рівня безпеки та тривалості експлуатації.

Види та типи світлодіодних ламп

Чітка класифікація у світлодіодних ламп відсутня: вироби виробляються дуже різних форм, кольорів та конфігурацій.

За способом застосування:

1. Джерела світла загального призначення для освітлення квартир та офісів. Характеризуються кутом розсіювання від 200 до 3600.
2. Вироби спрямованого світла. Такі лампочки називають спотами. Вони використовуються для створення підсвічування або виділення інтер'єрних зон у кімнаті.
3. Вироби лінійного типу, схожі на звичні люмінесцентні лампи. Виготовляються у вигляді трубок. Застосовуються в технічних приміщеннях, офісах, залах магазинів та інших просторах, де важлива пожежна безпека.Створюють яскраве, красиве підсвічування, яке підкреслить необхідні деталі.

За призначенням світлодіодні лампи поділяються на:

1. Вироби для вуличного використання. Виготовляються в пило- та вологозахищеному корпусі.
2. Вироби для виробничих цілей, комунальних служб. Доповнюються міцним антивандальним корпусом. Виготовляються з особливими вимогами щодо характеристик освітлення: стабільність, термін служби, умови експлуатації.
3. Побутові лампи. Характеризуються невисокою потужністю, стильним дизайном, електро- та пожежобезпечністю, якістю світлового потоку (індекс кольору, коефіцієнт пульсації та ін.).

Виходячи із споживаної напруги теж виділяють три види ламп:

1. З харчуванням 4 ст. Маломощні світлодіоди, які споживають від одного до 4,5 Ст. Випромінюють світло різних довжин хвиль від інфрачервоного до ультрафіолетового.
2. З харчуванням 12 ст. Така напруга є безпечною для людини, тому ці джерела світла підходять для приміщень з підвищеною вологістю. Часто випускаються із штирьковими цоколями, що ускладнює процес підключення. Додаткова складність може бути у необхідності спеціального блоку живлення, який зменшить напругу мережі до 12 В. Зручні для використання автолюбителям та туристам: вони можуть організувати освітлення від акумулятора.
3. З харчуванням 220 ст. Найпоширеніший вид. Широко використовуються для побутових потреб.

Типи цоколів

Щоб LED джерела світла підходили до схеми електропостачання будинків, що вже застосовується, їх оснащують гвинтовими цоколями. Як альтернатива світильникам галогенного типу випускають лампи зі штирковими цоколями. Основні типи представлені у таблиці.

Технічні характеристики

Перед вибором конкретного освітлювального пристрою необхідно визначити його основні параметри. З усього різноманіття, яке слід враховувати, ми виділимо:

• Потужність – визначає, скільки електричної енергії споживатиметься з мережі під час роботи приладу. Показник потужності важливий як щодо розрахунку за спожиту електроенергію, так і в частині кількості одержуваного світла.
• Спектр випромінювання – теплий не більше 2700 – 3300 К, денний від 3500 до 6000К, холодний – від 6000К. Цей параметр вказується на упаковці світлодіодної лампи.
• Коефіцієнт кольору – на виробі маркується літерами CRI або Ra. Показник 100 є максимальним – це рівень природного денного світла, трохи гірше – від 100 до 90 для робочих зон, лабораторій тощо. У межах 90 – 80 звичайні житлові приміщення, менше 80 підійдуть для коридорів, підвалів та деяких складів.
• Кут розсіювання і тип потоку можуть характеризуватись спрямованим світловим потоком або розсіяним.
• Рівень світловіддачі – визначає ефективність кожного вата переробленої електроенергії по відношенню до виробленого світлового потоку.

Область застосування

Якщо ще десять – двадцять років тому світлодіодні лампи були справжньою дивиною, то сьогодні вони стали повноправними фаворитами ринку.Їх можна зустріти в різних сферах людської діяльності:

• у висвітленні відкритих територій, майданчиків, парків;
• Для освітлення побутових та виробничих приміщень;
• Створення декоративного підсвічування та прикраси, як приміщень, так і елементів ландшафту;
• У пожежонебезпечних зонах та особливо вологих приміщеннях;
• У автомобілях та механізації транспортних засобів;
• Для роботи пристроїв сигналізації, телемеханіки та керування.

Але і цей список не є остаточним, за рахунок розвитку та вдосконалення технологій, світлодіодні лампи продовжують розширювати сферу застосування.

Як вибрати світлодіодні лампи для дому?

У мережі можна часто зустріти питання, які лампочки вибрати, які світлодіоди краще і т.д. Давати конкретні відповіді на такі питання, не знаючи умов технічної експлуатації, та інших аспектів — невдячне заняття, тому ми дозволимо собі лише кілька рекомендацій:

1. Індекс показника пульсації має бути в межах 10-30% (чим менше, тим краще).
2. Інтенсивність світлового потоку повинна відповідати використовуваної раніше ЛН. Наприклад, потрібна заміна з Е27 цоколем на аналог 100 Вт, отже, необхідно вибрати джерело зі світловим потоком не менше 1000 лм.
3. Слід враховувати, що електронний баласт у процесі роботи нагрівається, тому не рекомендується встановлювати джерела в закритих плафонах. Від перегріву електронні компоненти можуть вийти з експлуатації.
4. У житлових приміщеннях рекомендується встановлювати джерела теплого жовтого кольору.
5. Звертайте увагу на дату виробництва, якщо вона випущена більш як рік тому, краще утриматися від покупки. Це пов'язано з тим, що прогрес не стоїть на місці, як правило, нові лампочки економічніші та надійніші.
6. Якщо економні світлодіодні джерела вийшли з ладу, а гарантія закінчилася, не поспішайте викидати їх, ремонт цілком можливий (заміна стрічки або електронних компонентів баласту).
7. З метою сумісності вибір електричних лампочок необхідно робити з урахуванням цоколя, що використовується у світильнику.
8. Мінімальна гарантія має бути не менше року, якщо вказано менший період, краще відмовитися від покупки.
9. Зверніть увагу, як виглядає упаковка, у контрафактної продукції часто спостерігаються проблеми з якістю матеріалу та друкарні.
10. Після першого старту у джерела за кілька хвилин роботи може змінитися інтенсивність світлового потоку, це цілком допустиме явище, яке зникне за кілька годин роботи.
11. Перевіряйте, щоб позначки на упаковці та корпусі були ідентичними.
12. Не слід вірити чуткам, що застосування лід джерел завдає шкоди зору, порадьте тим, хто стверджує це ознайомитися з нормами освітлення.

Потужність

Потужність споживання світлодіодної лампи (P, Вт) – друга за важливістю технічна характеристика, яка вказує на те, скільки електроенергії споживає світлодіодна лампа за 1 годину. Сумарне енергоспоживання складається з потужності світлодіодів та потужності драйвера. Найбільш затребувані в наш час led освітлювальні прилади потужністю 5-13 Вт, що відповідає 40-100 Вт ламп з ниткою розжарення.

Якісні драйвери імпульсного типу споживають трохи більше 10% енергії від загальної потужності.

Як реклама виробники часто користуються поняттям «Еквівалентна потужність», яка виражається в написі на упаковці на кшталт 10 Вт = 75 Вт.Це означає, що світлодіодну лампу 10 Вт можна вкрутити замість звичайної «груші» 75 Вт, не втративши при цьому в яскравості. Різниці у 7-8 разів можна вірити. Але якщо на коробці красується напис на зразок 6 Вт = 60 Вт, то часто це не більше ніж рекламний трюк, розрахований на рядового покупця. Це не означає, що виріб поганої якості, але реальна світловіддача, швидше за все, збігатиметься з лампою розжарювання не в 60, а набагато менше.

Рівень світлового потоку

Під даним терміном мається на увазі яскравість джерела, для її вимірювання прийнято використовувати люмени. Щоб орієнтовно розрахувати цю величину для ЛН, його потужність достатньо збільшити на порядок. Наприклад, є джерело на 75 Вт, отже, світловий потік, що випромінюється ним, буде близько 750 лм. Відповідно, для заміни на лід джерело, необхідно придбати пристрій відповідних параметрів.

Таблиця з приблизними параметрами світлового потоку різних джерел освітлення

Звернемо увагу, що у рекламних цілях цей параметр також може бути завищений виробником, причому іноді реальні та задекларовані характеристики можуть розходитися в два-три рази. В результаті джерело, яке має відповідати 75-ваттної ЛН, працюватиме як лампа на 40 Вт.

Встановити реальний рівень потоку можна лише з допомогою спеціального приладу люксметра.

Прилад для вимірювання рівня світлового потоку

Кут розсіювання

Відмінна риса світлодіодів у тому, що вони світять перед собою. У сторони відхиляється дуже мало світлових хвиль. Тобто сам кристал видає вузьконаправлений пучок світла. Але світлодіодна лампа містить кілька цих кристалів.Від того, як вони розташовані та залежить кут розсіювання світла. Це дозволяє створювати дуже вузький потік світла, так і дуже широкий. Кут розсіювання світлодіодних ламп може бути від 30 ° до 360 °.

Так простіше зрозуміти, що таке кут розсіювання світла

Вибирати кут розсіювання світлодіодної лампи також необхідно, виходячи з призначення світильника. Якщо це лампа загального освітлення, розміщена на стелі, кут розсіювання варто брати від 90 ° і більше - до 180 градусів. Якщо це лампа для читання або освітлення якоїсь невеликої зони (для підсвічування картин, наприклад), варто вибрати більш вузькоспрямований промінь.

У декоративні світильники з прорізами варто поставити лампу з кутом розсіювання 360 ° або встановити вузькоспрямовані. Можна отримати дуже цікавий ефект.

Приклади використання світлодіодних ламп з різним кутом розсіювання

Якщо у вас раніше не виходило створити подібну гру тіней, тепер знаєте, що треба правильно вибрати світлодіодну лампу.

Параметри температури свічення, кольору та кута освітлення

Від спектрофотометричного параметра (колірної температури) залежить комфортність джерела світла. Нижче наведена шкала, де вказується джерело світла, що відповідає тій чи іншій колірній температурі.

Спрощена спектрофотометрична шкала (кольоровість)

Теплим світлом вважається діапазон від 2000 ° До 3000 ° К, він найбільш комфортний для людини. Саме у цьому діапазоні працюють ЛН. Якщо планується освітлення квартири або кімнати в теплих тонах, то льодовські лампочки повинні бути відповідної колірної температури.

Для робочих приміщень (офісів, торгових залів, цехів тощо) світлодіоди краще підбирати нейтральну температуру.Таке світло сприяє підвищенню працездатності.

Щодо холодного спектру, то такі лампи встановлюються у вуличні ліхтарі, а також використовуються для складських чи інших господарських приміщень.

Коротко про перенесення кольорів.

Для цього коефіцієнта прийнято позначення RA. Воно відображає, наскільки видимий колір відповідає природному. Що нижче цей показник, то гірше людським зором сприймаються відтінки. У цьому випадку виникають відчуття дискомфорту, причому визначити їхню причину вдається далеко не відразу.

Приклад візуалізації з різними коефіцієнтами передачі кольору

Вважається, що прийнятний коефіцієнт RA має бути не менше 80, у добрих ЛЕД джерел він знаходиться в даних межах. Якісні вироби можуть похвалитися індексом, наближеним до 90. На жаль, несумлінні виробники практикують завищення цього параметра.

Зауважимо, що ЛН коефіцієнта RА не менше 98, саме тому в театрах використовують лампочки для софітів. З іншого боку, якісні лід джерела дозволяють візуалізувати приголомшливі світлові ефекти.

Софіти діодні, демонстрація ефектів

Звичайне джерело з ЛН світить на 360 °, галогенові прилади формують світловий потік з малим кутом розсіювання, у лампочок світлодіодів не все однозначно. Конструкція недорогих LED світильників виконана таким чином, що колба, що має форму напівсфери, виконана одного діаметра з корпусом (див. рис. 7). Таке джерело створює світловий потік, спрямований тільки вниз. Якщо встановити такі лампочки в люстру, то стеля кімнати залишатиметься неосвітленим.

Малюнок 7. Лампа Філіпс (PHLIPS); В — дешевий китайський виріб

Такі джерела краще використовувати для точкових світильників.У якісної брендової продукції такий недолік мінімізовано. Досягнути цього вдалося завдяки моделям, у яких прозора або матова колба більша за розмірами, ніж корпус (див. А на рис. 7). Завдяки цьому вдалося збільшити максимальний кут освітлення.

Окремо необхідно згадати про технологію Filament, яка дозволила використовувати світлодіодні нитки як джерело. У таких зразків кут розсіювання можна порівняти з ЛН.

Лампочки побутові Навігатор (Navigator) на світлодіодних нитках

Напруга живлення

Є лампи, які випускаються лише на 220 вольт:

А є моделі, що зустрічаються як на 12 вольт, так і на 220В. У цьому форми вони практично однакові.

• капсульні G4

• рефлекторні MR16 з цоколем GU 5,3

• таблетки GX 53

Димування

Управління яскравістю освітлення за допомогою димера дуже корисна та зручна функція. Однак більшість світлодіодних ламп не підтримує цю можливість.

Знайти світлодіодну лампу, що димується, потрібної форми, розміру, потужності і кольору світіння дуже не просто і практично завжди дорого.

Слід враховувати, що димування відбувається шляхом управління частотними параметрами напруги живлення.

А це неодмінно викличе пульсацію на лампі.

Не хочете пульсацій, відмовтеся від димування.

Керувати яскравістю можна й іншим способом – увімкненням відключенням різних груп освітлення.

Це хоч і менш елегантно, але більш ефективно і безпечно для вашого здоров'я.

Тип цоколя та наявність радіатора

Цоколь вибирається просто: під наявний світильник. Промисловість випускає світлодіодні лампи зі стандартними патронами для заміни ламп розжарювання (Е14, Е 27, Е40), є варіанти заміни галогенних лам (G4, GU5.3, GU10).Є світлодіодні лампи, які вбудовуються в меблі для підсвічування шаф і шафок. Вони мають цоколь типу GX53.

Таблиця зображення цоколів та їх назви

Один із недоліків світлодіодів у тому, що вони гріються, а при значному збільшенні температури втрачають свою яскравість. При сильному перегріві вони можуть вийти з ладу. Є дві конструкції світлодіодних ламп у вигляді звичної нам колби і без неї так звана лампа-кукурудза. Для кращого відведення тепла від кристалів у колбових лампах зазвичай ставлять радіатори. У кукурудзи за рахунок відсутності колби відведення тепла відбувається ефективно і без радіатора.

Для світлодіодних ламп із колбою є кілька типів радіаторів:

• Ребристий алюмінієвий. Добре справляється із відведенням тепла за рахунок ребристості, яка збільшує площу тепловіддачі. Але алюміній добре проводить струм, щоб захистити від небезпечного дотику, поверхня радіатора зазвичай покрита фарбою або лаком.
  Ребристий алюмінієвий радіатор легко відрізнити
• Гладкий алюмінієвий. Зазвичай, це тонкий шар алюмінію. Відведення тепла зазвичай гірше, для кращої вентиляції можуть бути отвори.
  Гладкий алюмінієвий радіатор для світлодіодних ламп покривають лаком чи фарбою.
• Керамічні. Найбільш ефективний спосіб відведення тепла, але такі світлодіодні лампи найдорожчі. Кераміка не проводить струму, тому світлодіоди часто монтують прямо на радіатор, що сприяє більш ефективному охолодженню.
  Кераміка найефективніше відводить тепло
• Композитний. Це алюмінієвий радіатор, поверх якого нанесений шар теплопровідного пластику. Цей тип радіаторів широко поширений, тому що вбираю з непоганим відведенням тепла та безпекою має невисоку ціну.Відповідно, світлодіодні лампи з композитними радіаторами – це середній чи низький ціновий сегмент.
  Композитні - середній та невисокий ціновий діапазон
• Пластиковий. Пластик використовується спеціальний тепло, що добре проводить. Це найдешевший варіант радіаторів для світлодіодних ламп, що має середню ефективність. Для покращення відведення тепла можуть бути отвори.

Вибрати дешеву світлодіодну лампу та сподіватися, що в ній встановлений керамічний радіатор не варто. Але й лякатися пластикових охолоджувачів також. Вони мають більш ніж пристойний термін служби і багаторазово відіб'ють гроші, витрачені на їх придбання.

Лампи з керамічними або рифленими алюмінієвими радіаторами варто ставити в тих місцях, де відведення тепла є критичним. Наприклад, у вбудованих світильниках, у яких найгарячіша тильна частина лампи знаходиться на рівні натяжної стелі або меблевого щита/деревини/ДВП. Тут сильне нагрівання може призвести до змін у структурі та кольорі матеріалу, що явно не добре. У менш критичних ситуаціях нормально працюють навіть пластикові та композитні радіатори — світлодіодні лампи все одно гріються в рази менше від ламп розжарювання.

Робочий ресурс та гарантійний термін

Один із найважливіших для споживачів параметрів — робочий ресурс. Він вказується в годиннику і показує, протягом якого часу LED лампа зберігає працездатність (за нормальних умов експлуатації). Середня «тривалість життя» сучасних світлодіодних ламп — близько 30 000 годин, що еквівалентно 10 років, максимальна – близько 50-60 тис. – це близько 15-18 років.Але ЛЄД технологія активно розвивається і, швидше за все, в найближчому майбутньому з'являться світлодіодні лампи з робочим ресурсом в 100 000 годин або навіть більше.

Дані сильно відрізняються

Але не варто особливо тішитися. Робочий ресурс — той час, який кристал здатний випромінювати світло. На жаль, є таке явище, як вигоряння світлодіодів. Внаслідок цього явища вони втрачають яскравість світіння. Швидкість цих змін залежить від умов експлуатації — чим менше світлодіод перегрівається і чим менше він знаходиться при низьких температурах, тим довше зберігається початкова яскравість. Як зрозуміти, як довго прослужить лампа без втрати яскравості? За гарантійним терміном експлуатації. Ця цифра реальніше відображає стан справ, оскільки при проблемах прилад просто замінюється на новий. Тут виробники навпаки, схильні трохи занижувати цифру, щоб гарантійних випадків було якнайменше.

Ступінь захисту від вологи та пилу

Цей параметр виражається у вигляді позначення IPXX, де ХХ – дві цифри, що вказують на ступінь захисту від твердих предметів та води. Його можна не виявити в переліку характеристик, якщо лампа призначена виключно для використання у приміщенні.

Виробник

При виборі світлодіодів бажано віддати перевагу добре відомим маркам. Можливо Osram і Philips будуть дорожчими за Superledstar, але й упевненості в тому, що характеристики будуть відповідати заявленим на упаковці більше.

Якщо вартість готового виробу не є першорядним фактором при покупці, вибір потрібно робити на користь відомих виробників.

Переваги та недоліки

Як ми вже зазначали раніше, такий тип освітлювальних приладів став популярним за рахунок значних переваг перед найближчими конкурентами. До переваг світлодіодних ламп відносять:

• Тривалий термін експлуатації – від 10 до 100 тисяч годин, у порівнянні з лампочкою розжарювання, яка може забезпечити лише 1 тисячу годин.
• Куди ефективніша світловіддача – від 90 до 120Лм/Вт, лампи розжарювання можуть похвалитися лише 5 – 8Лм/Вт, а люмінесцентні світильники 25 – 50Лм/Вт.
• Має широку гаму колірних температур, що робить їх використання комфортним для будь-яких приміщень та потреб, а RGB світлодіодні стрічки можуть видавати кілька варіантів кольору свічення.
• Не бояться розгерметизації та порушення цілісності колби, на відміну від пристроїв з ниткою розжарювання, галогенних ламп та інших газомістких, буде з тим самим успіхом світити навіть без зовнішнього розсіювача.
• Широкий діапазон робочих температур – світлодіодні аналоги не втрачають своїх характеристик у проміжку – від 60 до + 60°С.
• Стійкі до незначних відхилень робочої напруги від номінального значення.
• Не виділяють шкідливі речовини, на відміну від люмінесцентних ламп, які містять ртуть.

До недоліків світлодіодних ламп слід віднести їх відносно високу собівартість, але вона з лишком окупається робочими параметрами та терміном експлуатації. Також існують ситуації, коли лампочки розжарювання не можна чи недоцільно змінювати на світлодіодні моделі.

FAQ

1. Чому перегорають світлодіодні лампочки у ванній та на кухні? Увімкнуло світло на кухні. Невелика бавовна і перегоріла світлодіодна лампочка. Замінив – працює. На другий день вмикаю у ванній, бавовна перегоріла і там, замінила — не горить.Перевірив індикаторною викруткою, у вимикачі світиться індикатор, а в патроні у ванній немає. Вимикач двоклавішний у ванну та на кухню. Допоможіть, будь ласка, порадою. Підкажіть із приводу нинішнього становища з освітленням, — у патроні, де індикаторна викрутка показала відсутність напруги, тепер лампочка не світиться навіть після заміни? Якщо це так, то є несправності в електричному ланцюзі на ділянці від вимикача безпосередньо до самої лампи. До переліку несправностей слід віднести жили кабелю, які могли перегоріти, внаслідок чого утворився розрив ланцюга, розподільна коробка, місце підключення електропроводки до люстри, патрон. У будь-якому з цих випадків причиною є поганий контакт, який створює «екстремальні умови» для світлодіодів та призводить до їх передчасного перегорання. Якщо контакт не порушений і нова лампа нормально горить, можливі й інші причини: — Перевищення номінальної напруги – якщо лампа розрахована максимум на 230 В, а в електричному ланцюзі є 245 В, то термін служби скоротиться.
   — Не відповідає потужність лампи та умови експлуатації для нагрівання. Ця причина проявляється при монтажі в закритий плафон, де лампочка перегрівається у разі використання неякісного радіатора.
   - Низька якість ламп - багато виробників забезпечують доступну ціну за рахунок економії на комплектуючих елементах. В результаті використовується слабкий драйвер, що видає пульсуючий струм або встановлюються найдешевші світлодіоди.
   — При використанні вимикача з підсвічуванням може бути постійне мерехтіння освітлювального обладнання через шунтування ланцюга контактів.
   — Якщо світлодіодні лампи живляться від зниженої напруги, проблеми можуть бути і в блоці живлення.