Классификация и виды светодиодных ламп

Общая информация

Светодиоды с белым свечение, которые используются в настоящее время, впервые появились в 1996 году. Однако только в 2005 году их стали применять именно в качестве источника освещения. Такой вид лампочек является энергосберегающим.

Световая мощность светодиодных ламп – основная их характеристика. Она показывает на энергоэффективность подобного вида освещения. Измеряется мощность светодиодных ламп в ваттах. Производители постепенно стараются увеличивать качество свечения без изменения их мощностей. Именно поэтому потребитель получает качественный источник освещения, но при этом экономит электроэнергию. Для сравнения можно привести лампочку накаливания с показателем 100 Вт. Диодная с таким же уровнем освещения будет иметь лишь 12 Вт.

Основные разновидности изделий

В отличие от традиционных ламп накаливания светодиодные источники не имеют строгих конструкционных особенностей и выпускаются в самых разных, порой очень неожиданных, конфигурациях. Что позволяет встраивать их в современные и раритетные светильники любого типа.

Классификация осуществляется на три подвида. К первому принадлежат изделия общего назначения. Они отличаются качественным светопотоком с углом рассеивания от 20° до 360° и предназначаются для освещения офисов и жилых помещений различного назначения.

С помощью LED-ламп общего назначения можно организовать бытовую осветительную систему любой сложности. Она будет исправно работать, потребляя при этом минимальное количество электрической энергии

Второй блок включает в себя модули направленного света, работающие на одном или нескольких светодиодах. Применение этих изделий позволяет создать акцентную подсветку и выделить какие-то зоны или интерьерные элементы в помещении.

Светодиоды, предназначенные для создания направленного освещения, имеют специфическую конструкцию и называются спотами. Подходят для встраивания в мебель, полочного и настенного размещения

Светодиодные лампы линейного типа внешне напоминают классические люминесцентные приборы. Они изготавливаются в форме трубок разной длины.

Преимущественно используются в технических помещениях дома или квартиры, в офисах и торговых залах, где требуется яркая и экономичная подсветка, способная подчеркнуть все детали.

Линейная LED-подсветка доступна для применения в низковольтных системах. Это дает возможность использовать ее в кухне, где за счет повышенной влажности предъявляются более строгие требования к источникам освещения

С помощью светодиодных модулей линейного и другого типа можно грамотно и красиво обустроить качественное освещение замкнутых пространств и локальных зон, где приоритетной является пожарная безопасность.

Типы используемых светодиодов

Дополнительно приспособления отличаются друг от друга по типу диодов, установленных в корпусе лампы.

Индикаторные светодиодные элементы считаются устаревшими и в быту встречаются крайне редко. Качество выдаваемого светопотока и общая безопасность этих изделий не дотягивает до принятых сегодня требований.

SMD-чипы относятся к самому распространенному и максимально широко используемому виду. Минимальный размер и слабый базовый нагрев рабочих элементов делают лампы-SMD наиболее привлекательными среди аналогов.

Их применение не имеет ограничений и допускается в любых системах и условиях.

Единственный минус диодов SMD-типа – это небольшой размер. Из-за этого монтировать их в лампочку нужно в большом количестве, а это не всегда удобно и целесообразно

Агрегаты, работающие на повышено мощных диодах в 1,3 и 5 Вт, в некоторых ситуациях бывают очень продуктивны.

Но высокий уровень нагрева в процессе эксплуатации и проблематичность организации корректного теплоотвода из маленького корпуса значительно снижают их популярность.

Если в лампочке возникнут какие-то проблемы, необязательно сразу же бежать в магазин и требовать обмена или возврата денег. Простые неполадки легко устраняются в домашних условиях даже мастерами, не имеющими большого опыта в работах такого плана

COB-диоды – это инновационная технология производства чипов. Развивают ее сейчас очень активно. За счет прямого монтажа диодов на плату в разы увеличивается теплоотводность, а общая надежность устройства повышается.

Благодаря усовершенствованной оптической системе светопоток распространяется более равномерно и создает в помещении приятное фоновое свечение.

Filament – прогрессивный вид чипа, изобретенный в 2013-2014 году группой ученых. Предназначается исключительно для освещения.

Полноценно используется для обустройства оригинальной и необычной декоративной подсветки бытовых и промышленных помещений разного назначения.

Лампочка с диодами филаментного типа имеет все полезные черты, свойственные LED-источникам. Она выглядит стильно и привлекательно, долго служит, потребляет минимальное количество энергии и осуществляет равномерное освещение помещения в радиусе 360°

Обеспечивает в комнате приятный для глаза человека спектр свечения, сходный по характеристикам с эффектом горения традиционной лампы накаливания. По этому параметру в разы превосходит аналогичные изделия SDM и COB типа.

В фирменных магазинах продается по разумной цене и считается практичным вариантом экономичного светоисточника.

Характеристики

Какие же характеристики являются особенно важными?

Мощность

Мощность светодиодных ламп выражается в Ваттах точно так же, как и у ламп накаливания и люминесцентных. Однако даже энергосберегающие или люминесцентные модели уступают LED по параметрам экономии электроэнергии и яркости светового потока. Чтобы проще было понять соотношение мощностей ламп накаливания и светодиодных, а в дальнейшем облегчить выбор количества и мощности приобретаемых ламп, приводим таблицу сравнения с лампами накаливания.

Энергопотребление в среднем сокращается в 10 раз при светодиодной подсветке помещения, при этом яркость светового потока сохраняется и остается неизменной, к тому же LED освещение имеет гораздо более продолжительный срок службы, что позволит сэкономить не только на электроэнергии, но и на замене ламп.

Мощность светодиодных ламп для оснащения дома

Для расчёта потребуется такой показатель как освещённость — необходимый поток света на 1м², измеряемая в люксах. Таким образом: 1лк = 1лм х 1м².

Рассчитанные нормы собраны в документации СНиП, из которых можно сделать выписку и узнать необходимые параметры освещённости для  помещений различного назначения.

Кроме того, алгоритм расчёта освещённости позволяет разделить объём помещения на условные зоны, где нужен более интенсивный или умеренный свет и поместить в них соответствующие осветительные приборы.

Следовательно, для оснащения  комнат потребуется определённое количество осветительных приборов, с источниками определённой мощности. Результат расчёта площади умноженный на необходимую освещённость в соответствии с нормативами СНиП позволяет определить мощность  параметр необходимых источников света в люменах и приобрести нужное количество приборов.

Промышленность выпускаются светодиодные элементы, которые не потребуют много усилий при установке, разработке и расчётах новой схемы но позволят обеспечить оптимальное освещение как внутри дома, так и на приусадебном участке, сэкономив на оплате за коммунальные услуги.

Напряжение и частота питания

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

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

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

Класс опасности

В пользу LED освещения также выступает еще одно достоинство: их изготовление проходит при помощи самых новых технологий, на выходе получается продукт, который не содержит никаких ядовитых газов в себе, ртути и опасных для здоровья человека тяжелых металлов. В зависимости от типа светодиодов, использующихся при производстве, таким лампам присваивается 4 или 5 класс опасности, что, тем не менее требует особых способов утилизации.

Цветовая температура

• Свет, излучаемый LED светильником, может иметь совершенно различную цветовую окраску. Если нужна, например, красная подсветка, то лучше чем светодиоды с данным требованием не справится ни одна другая лампочка. Кроме того, возможна двухцветная подсветка, а также трехцветная, возможно и еще большее число цветовых сочетаний.
• Помимо этого, существуют светодиоды, меняющие цвет. Такой вариант является настоящей находкой для молодых людей, которые любят проводить у себя дома праздничные дискотеки. Так, в обычное время светодиоды – это стандартная лампа дневного света, а во время праздника – это цветные огни, способные привнести особого колорита помещению.
• Обычный белый и желтый свет тоже имеют свою окраску, так как выделяют теплый и холодный цветовой градус. Теплый оттенок является максимально приближенным к тому, который вырабатывает обычная стандартная лампа накаливания, холодный же обеспечивает пространству больше света и работает на расширение пространства за счет большого процента белизны, излучаемой лампой такой цветовой температуры.

Цоколь

• Выбор цоколя определяется типом светильника, в котором лампа и будет использоваться. Выделяют стандартный цоколь типа Е различного размера, такой цоколь имеют все лампы накаливания, а значит большинство светильников все же оснащены именно таким типом патрона, к которому подходит стандартный Е-цоколь. Размеры существуют следующие: Е 14 – самый маленький по диаметру цоколь, его основание составляет 14 мм, основание в 27 мм или стандартное, соответственно, маркируется как Е27. Максимально большой цоколь с основанием, равным 40 мм, используется в промышленности, для установки в уличных фонарях или для освещения больших помещений. Маркируется такой тип цоколя Е40.
• На замену галогенных ламп приходят светодиоды на цоколе G и GU. Они также могут быть нескольких размеров в зависимости от того куда они будут ставиться. Чаще всего используются G4, с расстоянием между контактами – 4 мм, GU 5.3, с расстоянием 5.3мм и GU10, с расстоянием соответственно равным 10 мм.
• Кроме того, цоколи типа G и GU применяются в трубчатых лампах, здесь чаще всего используется особый поворотный цоколь. Чаще всего размер такого цоколя G13. Для встройки светильника в мебель, например, в шкафчик над раковиной в ванной комнате используют цоколь GX53. В данном цоколе расстояние между контактами равняется 53 мм.

Угол рассеивания

• В зависимости от количества и угла расположения светодиодов внутри лампочки, можно добиться абсолютно разного угла рассеивания света. Один светодиод действует строго прямым лучом, преломление которого не происходит, поэтому именно за счет различного наклона расположения, производитель представляет различные линейки товара с разнообразным углом преломления от 30 до 360 градусов.
• Выбор угла освещения будет зависеть в первую очередь от расположения точки освещения и размеров помещения, которое планируется освещать с использованием ламп. Так, если необходимо выбрать угол рассеивания для достаточно просторной комнаты, лучше сконцентрировать свое внимание на вариантах с углом рассеивания более 90 градусов. Для освещения небольшой зоны лучше обратить внимание на менее широкий угол рассеивания светового луча.

Угол рассеивания, равный 360, лучше всего подходит для установки в декоративные лампы, в которых имеются различные фигурные прорези, это создаст интересный эффект на стене при использовании светильника.

Индекс цветопередачи

Индексом цветопередачи называют искажение зрительного восприятия цветопередачи при освещении объекта лампой.

Цветовосприятие может отличаться при освещении лампами различной цветовой температурой, а также изменяться в зависимости от индекса цветопередачи. Чем выше данный индекс, тем лучше восприятие цветов и оттенков.

• Параметр цветопередачи отвечает за качество света и лежит в промежутке от 0 до 100 Ra. Ra при этом – единица измерения индекса цветопередачи. В зависимости от индекса, выбираются наиболее подходящие варианты для помещений различного назначения. Например, для помещений, где необходима максимальная цветопередача, где важна каждая деталь, используется лампа с индексом 90-100 Ra. К данному типу помещений можно отнести художественный салон, магазин тканей и фурнитуры, лаборатории.
• В жилом помещении для комфортной жизни достаточно индекса 70 -90 Ra. Все, что ниже 70 используется чаще всего на складских помещениях, в барах и других затемненных помещениях. Чтобы правильно подобрать светодиоды необходимого индекса нужно обратить внимание на маркировки, которые оставляет на коробке производитель. Самая лучшая цветопередача от 90 Ra обеспечивается лампами с маркировкой 1А, от 80 до 90 – 1В. Средние индексы показывают модели с маркировкой 2А и 2В, ниже среднего 3 и 4.

Степень защиты от влаги и пыли

Этот параметр выражается в виде обозначения IPXX, где ХХ – две цифры, указывающие на степень защиты от твёрдых предметов и воды. Его можно не обнаружить в перечне характеристик, если лампа предназначена исключительно для использования внутри помещений.

Классификация по месту использования

При выборе, в первую очередь необходимо учитывать место, где будет использоваться техника. Это позволит подобрать лампочки с соответствующим уровнем производительности, защиты от внешних факторов воздействия. При классификации по месту эксплуатации можно выделить следующие разновидности:

• Для дома – со стандартным вкручивающимся цоколем, подходящим для большинства светильников и большим углом рассеивания, встраиваемые потолочные лампы направленного освещения. Основным отличием является низкий уровень энергопотребления, приятный цветовой спектр;
• Для улицы – настенные, светильники, фасадные прожектора и многое другое. Имеют защиту от влаги, воздействия пыли и прочих капризов природы, что значительно продлевает их срок службы;
• Для офисных и технических помещений – модели повышенной яркости, предназначенные для создания комфортной рабочей атмосферы, в том числе в помещениях с высокими потолками, на складах, в цехах и на других объекта. В зависимости от места использования могут иметь разные уровни защиты от пыли, влаги, кислотных и щелочных материалов.

Таким образом, при выборе нужно обращать внимание на разновидности светодиодных ламп, в первую очередь исходя из того, для какого места она предназначена и далее опираясь на технические особенности светотехники.

Как подключить светодиодную лампу.

Подключение аналогично лампам накаливания и люминесцентным — следует обесточить патрон и вкрутить в него лампу.

Если необходимо подключить несколько LED источников света, то возможны следующие варианты соединения:  последовательный и параллельный.

Однако данное подключение не стоит применять на практике. Даже светодиоды из одной партии не гарантируют одинакового падения напряжений. Из-за этого ток на отдельном LED элементе может превысить допустимый, что может спровоцировать выход элементов из строя.

Последовательный вариант требует минимального количества проводов, но применяется крайне редко. Причиной этому служат два недостатка. Во-первых, при перегорании одной лампочки из строя выходит вся цепь. Во-вторых, лампы работают не в полную силу, так как при последовательном соединении напряжение суммируется. Пожалуй, единственные случаи, где оправдано последовательное соединение – это елочная гирлянда и освещение подъездов. В этих случаях допустимы низкие показатели мощности у многих источников света.

Схема довольно проста:

• от распределительной коробки фаза идет на выключатель;
• от выключателя фаза переходит к светодиодной лампе;
• ко второму контакту последней лампы в цепи подключают нулевой провод;
• от ламп к друг к другу переходит фазовый провод.

Последовательная схема подключения светодиодных ламп.

Параллельный способ применяется чаще всего. Главное преимущество – подача одинакового напряжения ко всем лампочкам в цепи. В случае перегорания из цепи выпадает лишь, вышедший из строя источник света, который легко заменить.

Параллельно можно соединить двумя способами: лучевым и по шлейфной схеме.

Лучевой метод отличается надежностью. Хотя при этом требуется большое количество кабеля. И важно продумать момент соединения всех элементов. Чаще всего для этого используют клеммную колодку. С одной стороны на ее перемычки подают фазу.  С обратной стороны подключают провода, тянущиеся от лампочек. Внутри клеммную колодку рекомендуется заполнить антиокислительной пастой. Также вместо колодки использовать скрутку проводов со спайкой.

Схема параллельного лучевого подключения через клеммную колодку.

При использовании шлейфной схемы фазный и нулевой провода от щитка и выключателя подключаются к первой лампочке. От нее кабель подается на вторую и так далее. Таким образом, каждая лампочка (кроме последней) соединяет с четырьмя проводами: двумя фазными и двумя нулевыми.

Схема параллельного подключения по шлейфной схеме.

Подключение лампочек, работающих от напряжения 12В, аналогично, только в схему необходимо включить понижающий трансформатор.

Схема параллельного подключения точечных светильников 12В через трансформатор.

Срок службы

Несмотря на небольшую потребляемую мощность светодиодных ламп, важным моментом является срок их службы. Ведь если они быстро ломаются, то смысла в их приобретении нет, так как экономии электроэнергии не получится.

При покупке диодных лампочек приобретателю дается гарантия на товар. Обычно гарантийный срок составляет от 3 до 5 лет. Это уже неплохой показатель. Однако на основании статистики срок службы составляет примерно 50 тыс.часов, что по значению соответствует 6-ти годам. Однако многие пользователи отмечают, что с течением времени ухудшается качество свечения.

Какие светодиодные лампы лучше

Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо четко представлять, какими светодиодные источники света бывают и какие их характеристики являются самыми значимыми. Посмотрим, что предлагает нам современный рынок, и попробуем решить эту проблему.

Мощность и световой поток

Как и любая другая лампочка, светодиодная характеризуется потребляемой мощностью, которая измеряется в ваттах. Чем прибор больше потребляет, тем он, естественно, ярче светит. Яркость же принято называть световым потоком, который измеряется в люменах. Очевидно, что мощность и световой поток взаимосвязаны. К примеру, светодиодная лампочка мощностью 8-10 Вт создает поток около 700 лм. Много это или мало для такой мощности?

С ходу не ответишь, верно? Ведь светодиодные источники света появились относительно недавно, и мы не привыкли к ним, как, скажем, к лампочкам накаливания. С этими все проще: практически каждый представляет, насколько ярко светит шестидесятиваттка. Чтобы оценить энергоэффективность (отношение создаваемого светового потока к потребляемой мощности) светодиодного источника света, привяжем его характеристики к хорошо знакомой нам лампочке накаливания, а заодно и к не менее знакомой люминесцентной «трубке» (ЛДС).

Таблица соответствия энергоэффективности ламп накаливания, энергосберегающих светодиодных и люминесцентных ламп

Из таблицы хорошо видно, что энергоэффективность или, как еще говорят, светоотдача полупроводникового источника света в 8-9 раз выше энергоэффективности лампочки со спиралью и вдвое выше люминесцентной трубки. Для того чтобы создать световой поток в те же 700 лм, лампочка Ильича должна потреблять 60 Вт электроэнергии, тогда как светодиодной для этого нужно не более 9-10 Вт.

Таким образом, полупроводниковые лампочки на сегодняшний день являются самыми экономичными среди всех существующих источников света.

Цветовая температура

Ты наверняка замечал, что свет от лампы накаливания и люминесцентной трубки отличается. Один более теплый, желтоватый, второй холодный, с синевой, “больничный”. Это свойство источника света характеризуется параметром цветовая температура, которую принято измерять в Кельвинах. Взгляни на рисунок ниже:
Из него хорошо видно, что чем выше цветовая температура, тем свет более «холодный». Всего же существует 3 основные градации температуры: теплый, нейтральный, холодный. Лампа накаливания, как мы уже выяснили, излучает теплый свет. Какой свет излучает светодиодный прибор? Оказывается, любой. Все будет зависеть от того, какие материалы использовались для его производства. нейтрального и справа теплого света. Как я узнал, что правая лампочка «теплая»? Видишь надпись 3000К? Это не что иное, как цветовая температура, обозначенная в Кельвинах. Согласно предыдущему рисунку 3 000 К – это теплый свет.

Выбор ламп в зависимости от помещения

1. Для спален и комнат отдыха – важно подбирать источники светового потока, которые будут рассеивать свет, что благоприятно скажется на комфорте. Идеально впишутся в атмосферу комнаты отдыха лампы с тёплыми цветами.
2. Освещение кухонь выбирается в зависимости от целей. Для подсветки рабочих поверхностей целесообразно выбрать холодные тона, а в обеденную зону хорошо впишутся тёплые тона, которые способствуют успокоению и гармоничному приёму пищи в уютном семейном кругу.
3. Комната для гостей выполняет функцию визитной карточки дома, поэтому главная задача светодиодных источников подачи светового потока – выдать неповторимость дизайна. Преобладание холодного свечения позволит подчеркнуть презентабельность, а выбор тёплых тонов создаст уют и дружелюбную атмосферу.
4. Главная задача кабинета состоит в создании благоприятного настроя на осуществление трудовой деятельности. С подобной задачей способны справиться лишь лампы, излучающие дневной свет.
5. Санузел и ванная комната оснащаются источниками излучения светового потока нейтрального цвета.

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.