Сергей Шмаков - Профессиональные советы домашнему электрику

♦ срок службы не зависит от количества включений и отключений. У других ламп количество включений-отключений серьезно влияет на продолжительность их службы;

♦ светодиодные лампы могут работать при изменении напряжения от 80 до 230 В.

Примечание.

Конечно, при снижении напряжения интенсивность свечения измениться, но лампа гореть будет.

Недостатки светодиодных ламп:

♦ наивысшая цена среди аналогичных осветительных ламп;

♦ потребность в отводящем тепло радиаторе;

♦ в отсутствии конденсатора, выравнивающего световой поток светодиодов, наблюдается заметная пульсация света;

♦ световой спектр, генерируемый светодиодами, монохромен и существенно отличается от естественного солнечного освещения. Для смягчения монохромного светового излучения требуется люминофоры специального состава;

♦ генерируемый световой поток узко направлен и требует установки нескольких разнонаправленных ламп или рассеивателя света, однако применение последнего существенно снижает интенсивность освещения.

Рассмотрим устройство светодиодной лампы. Основные элементы современной светодиодной лампы представлены на рис. 7.28.

Рис. 7.28. Устройство светодиодной лампы с цоколем Е27

Светодиодная лампа состоит из рассеивателя, собственно светодиодов, платы, на которую они монтируются, радиатора для охлаждения светодиодов, драйвера, вентиляционных отверстий для циркуляции воздуха, цоколя. Рассмотрим основные элементы современной светодиодной лампы подробнее.

Это первый и главный компонент светодиодной лампы. Он заключен в пластиковый корпус с вентиляционными отверстиями. Представляет собой электронную схему, служащую для преобразования входного напряжения к напряжению, пригодному для использования в светодиодной лампе.

Типовая схема включения драйвера светодиодной лампы представлена на рис. 7.29.

Рис. 7.29. Типовая схема включения драйвера светодиодной лампы

Дроссели и трансформаторы в этом устройстве использовать практически не представляется возможным из-за их больших размеров, несоизмеримых с размерами корпуса лампы (хотя бывают исключения). Поэтому он содержит мост, мощные конденсаторы, причем, более мощные, чем в схеме балласта люминесцентных ламп.

Драйвер задает определенную частоту для питающего напряжения и тока светодиода. Эта частота питания важна, во-первых, для того чтобы задать определенную яркость свечения, т. к. яркость свечения для светодиода задается «правильно» именно не изменением напряжения, а определенной частотой питания. Во-вторых, это ограничение частоты через драйвер позволят мощному светодиоду дольше «деградировать» (терять выходной световой поток), то есть светодиод проработает дольше.

Типовая принципиальная схема драйвера светодиодной лампы представлена на рис. 7.30.

Рис. 7.30. Типовая принципиальная схема драйвера светодиодной лампы

Долговечность светодиодной лампы во многом определяется наличием и качеством драйвера.

Следует отметить, что требуются вентиляционные отверстия в корпусе балласта. Ведь тепло, вырабатываемое диодами в светодиодных лампах, направлено не наружу, а внутрь корпуса лампы.

Примечание.

Срок службы любой светодиодной лампы зависит с количеством вентиляционных отверстий в корпусе, надежности конденсаторов и стабилитронов, выравнивающих напряжение в случае его перепадов.

Внешний вид драйвера светодиодной лампы представлен на рис. 7.31.

Рис. 7.31. Внешний вид драйвера светодиодной лампы.

В отличие от обычных ламп накаливания, светодиоды не излучают тепло в окружающие пространство, а проводят его в направлении от р-n перехода к теплоотводу в корпусе светодиода (или вывод светодиода, или специальная металлическая пластинка). Поэтому процесс отвода тепла более сложен и специфичен.

Путь отвода тепла состоит из множества тепловых сопротивлений:

♦ «р-n переход — > теплоотвод корпуса»;

♦ «теплоотвод корпуса —» печатная плата»;

♦ «печатная плата — > радиатор»;

♦ «радиатор — > окружающая среда».

Примечание.

Вследствие этого, использование мощных светодиодов связано с высокой вероятностью чрезмерного увеличения температуры перехода, от которой напрямую зависят срок службы, надежность и световые характеристики светодиода.

Данные исследований говорят, что примерно 65–85 % электроэнергии при работе светодиода преобразуется в тепло. Однако, при условии соблюдения рекомендованных производителем светодиодов тепловых режимов, срок службы светодиода может достигать 10 лет.

Внимание.

Если нарушить тепловой режим (обычно это работа с температурой перехода более 120–125 °C), срок службы светодиода может упасть в 10 раз! А при грубом несоблюдении рекомендованных тепловых режимов, например, при включении светодиодов типа emitter без радиатора в течение более 5–7 с, светодиод может выйти из строя уже во время первого включения.

Повышение температуры перехода, кроме того, приводит к снижению яркости свечения и смещению рабочей длины волны. Так же полимер, из которого изготовлен корпус светодиода, нельзя нагревать выше определенного предела, т. к. из-за разности коэффициентов линейного расширения деталей светодиода (контактов, рамки, кристалла, материала линзы), возможен отрыв контактного соединения. Поэтому очень важно максимально рассеять выделяемое светодиодом тепло.

Немаловажный компонент светодиодной лампы — радиатор (рис. 7.32).

Рис. 7.32. Внешний вид радиатора светодиодной лампы

Обычно он изготовлен из алюминия и имеет сложную форму. Его выступающие ребра могут быть расположены вдоль и по спирали, что улучшает отвод тепла. Радиаторы видны и на фото ламп, представленных ранее на рис. 7.27.

Размеры светодиодов слишком малы и не достаточны для самостоятельного отвода тепла, выделяемого им при работе — чем мощнее светодиодная лампа, тем большего размера и площади ей необходим радиатор. Соответственно, внушительный размер алюминиевого радиатора влияет на себестоимость лампы, к тому же мощную светодиодную лампу будет трудно или невозможно установить в обычные светильники — она в них не поместится.