Минусы светодиодных ламп: Светодиодные лампы — плюсы и минусы — Энергетика и промышленность России — № 6 (82) июнь 2007 года — WWW.EPRUSSIA.RU

Покупая светодиодную лампу, не обращайте внимания на заявленные часы работы. Лучше выяснить, есть ли радиатор, и из какого он материала, проверить пульсацию и найти в интернете тестовую проверку данной модели.

Заключение

Несмотря на некоторые недостатки, с которыми приходится мириться, светодиоды – лучшее, что у нас есть на сегодняшний день. Разработки продолжаются, и если не будет изобретён совершенно иной способ освещения, то силы будут направляться на то, чтобы улучшать характеристики светодиодов.

Видео на тему

Плюсы и минусы светодиодных фонарей — Брилли

Скорее всего, вы слышали о светодиодных лампах раньше и, вероятно, они есть по всему дому. Но что такое светодиодные лампочки и полезны ли они для здоровья человека? Мы разберем для вас плюсы и минусы.

Что такое светодиодные фонари?

LED лампы, что означает «светоизлучающий диод», являются одними из самых энергоэффективных ламп. По сравнению с лампами накаливания они примерно на 90% эффективнее.

Каковы преимущества светодиодного освещения?

Как упоминалось выше, светодиоды намного более энергоэффективны, чем стандартные лампы накаливания.Кроме того, они служат намного дольше и не перегорают, но вместо этого испытывают «обесценивание», когда яркость лампы со временем уменьшается. Срок службы типичной светодиодной лампы составляет от 10 000 до 50 000 часов.

Они также практически не излучают тепла, а это значит, что их можно оставлять включенными в течение длительного времени, и они не будут горячими на ощупь. Это также снижает потенциальную опасность возгорания ваших лампочек.

отлично подходят для направленного света, а это значит, что они хорошо подходят для целевого освещения, например, для встроенного освещения кухни или в ванной комнате над зеркалом.Поскольку некоторые могут предпочесть лампу, которая излучает свет во всех направлениях, технология светодиодов постоянно меняется, чтобы адаптироваться к желанию получить более рассеянную лампу, излучающую свет на 360 градусов.

Какие минусы светодиодных фонарей?

обладают некоторыми основными преимуществами, однако имеют некоторые недостатки. Во-первых, они не всегда совместимы с диммером. Это связано с несовместимостью лампочки, светильника и переключателя яркости. Обязательно найдите светодиодную лампу, совместимую с диммером и имеющую низкий уровень мерцания.

Пожалуй, самым большим недостатком светодиодных ламп является то, что они излучают больше синего света, чем лампы накаливания, которые в большей степени находятся в красном конце спектра. Синий свет может нарушить ваш циркадный ритм, негативно повлиять на вашу способность засыпать и качество вашего сна. Если в вашей спальне много светодиодных ламп, это может стать проблемой для здорового сна.

Какие бывают типы светодиодных фонарей?

Стандартные светодиоды

• Стандартные светодиоды используются в любых комнатах по всему дому и могут использоваться в светильниках для скрытого и полуутопленного монтажа.

Встраиваемые или консервные светодиоды

• Они используются в утопленных осветительных розетках, обычно расположенных на потолке для освещения вниз.

Светодиоды Globe

• Светодиоды Globe — хороший вариант для помещений, в которых вы хотите проецировать свет во всех областях, например, для умывальников или подвесных светильников.

Светодиоды декоративные / акцентные

• Они также производят светодиоды в различных декоративных стилях, например, лампочки Эдисона и трековые светильники.

Светодиоды дорогие?

были более дорогими, но со временем они стали дешевле. Хотя они могут стоить больше, чем лампы накаливания, из-за их энергоэффективности и длительного срока службы, в долгосрочной перспективе они окупятся по сравнению с другими лампами.

Как выбрать правильные светодиодные фонари?

Когда дело доходит до выбора правильных светодиодных ламп, Brilli предлагает широкий выбор ламп для каждой комнаты дома. Для помещений, которые чаще используются в дневное время, подойдет коллекция Charge Up.Эти лампочки имеют необходимое количество синего света для фокусировки и ясности в течение дня и помогут вам почувствовать себя более энергичным. Все осветительные приборы Brilli также имеют процент мерцания менее 1% и совместимы с диммерами.

Для вечернего использования обратитесь к коллекции Wind Down. Эти лампы специально созданы для имитации теплого мягкого света заката. Они также содержат только 0,83% синего света, что облегчает засыпание ночью.

Используя эти лампочки, вы можете лучше регулировать свой циркадный ритм.Ваш циркадный ритм регулируется светом и использует его, чтобы информировать ваше тело, когда просыпаться и чувствовать бодрость, а когда чувствовать усталость и спать. Используя правильный свет в нужное время, ваш циркадный ритм будет более согласованным.

Если вам нужен регулируемый светодиодный светильник, коллекция Get in Sync предлагает вариант с низким уровнем мерцания, чтобы оставаться бодрым и бодрым днем ​​и отдыхать и расслабляться ночью.

Плюсы и минусы: светодиодные лампы

Светодиоды, более известные как светодиодные лампы, за последние годы прошли долгий путь — с точки зрения доступности, стоимости и разнообразия.Поскольку на рынке все время появляются новые продукты и конструкции, мы можем с уверенностью сказать, что светодиодные лампы подходят практически для всех типов осветительных приборов. Но — подходят ли они всем и хорошо ли работают в каждой комнате? Узнайте о плюсах и минусах, которые помогут вам принимать правильные решения по повышению эффективности вашего дома.

ПРОФИ

Они энергоэффективны и долговечны

Нельзя отрицать, что рост популярности светодиодных ламп связан с эффективностью по сравнению с лампами накаливания, компактными люминесцентными (КЛЛ) и люминесцентными лампами.Для освещения небольших светодиодов требуется меньше энергии, что означает меньшее потребление энергии, снижение счетов за электроэнергию и улучшение состояния окружающей среды (поскольку многие продукты могут быть переработаны). Сами лампы служат намного дольше, чем нить накаливания в старых осветительных приборах, при этом срок службы некоторых продуктов составляет более 10 лет или от 10 000 до 50 000 часов использования. Когда вы смотрите на доллары и центы, некоторые продукты предполагают, что вы будете ежегодно экономить 15 долларов на каждой лампе при переходе от лампы накаливания к светодиодной.

Они выглядят как обычные лампочки

В течение многих лет лучшей и наиболее эффективной альтернативой лампе накаливания были КЛЛ с завитками. Это было эффективно, но не стильно.

КЛЛ не предназначены для использования в открытых подвесных светильниках или люстрах, а светодиодные лампы намного лучше справляются с задачей преодоления разрыва между дизайном и энергоэффективностью. Современные светодиодные лампы продолжают развиваться, приобретая формы и отделки, которые дополняют светильники, но при этом обеспечивают энергоэффективность.Существуют даже лампы, имитирующие нить накала лампы Эдисона.

Они во многих модификациях умного дома

позволила изменить взгляды производителей и на другие товары для дома. При обновлении выключателей и розеток в моем собственном доме мы выбрали продукты со встроенными ночными светильниками и другими функциями, удобными для умного дома. «Светодиодные осветительные приборы энергоэффективны, не выделяют тепло и служат дольше, чем другие типы ламп», — объясняет Адам Хейс, старший менеджер по продукции Legrand, Северная Америка.«Имея это в виду, домовладельцы должны искать светодиодные технологии в многофункциональных предметах первой необходимости, таких как ночные светильники с защищенными от несанкционированного доступа розетками, локаторные фонари с переключателями и диммерами, а также освещение под шкафами, чтобы помочь домовладельцам сэкономить энергию и средства».

Теперь они более доступны

Стоимость светодиодных ламп с каждым годом снижается. Хотя по сравнению с лампами CFL они по-прежнему являются выгодным вложением, их стоимость считается основной.В хозяйственном магазине вы найдете широкий выбор светодиодной продукции. Ищите оптовые упаковки, чтобы получить лучшую цену за лампочку.

Они отлично справляются с направленным светом

отлично подходят для освещения цели, например, столешницы под шкафом или над зеркалом в ванных комнатах. В течение долгого времени их критиковали за неспособность предложить рассеянный свет, который предпочитают в жилом пространстве. Эволюция продуктов продолжает адаптироваться, предлагая всенаправленные огни с отражающими поверхностями, которые стремятся обеспечить равномерное рассеянное свечение.

МИНУСЫ

Они не всегда совместимы с диммером

Даже при доплате за светодиоды, которые заявляют, что они совместимы с диммером, вы все равно можете время от времени испытывать легкое мерцание светодиодных ламп, независимо от того, приглушен ли свет или включен на максимальную яркость.

Одной из основных причин мерцания или стробирования светодиодов является несовместимость диммера, трансформатора, самого прибора и лампочек.Выбирайте продукт хорошо протестированного бренда, но помните, что качество переключателя диммера, а также возраст и состояние осветительной арматуры также являются факторами. Нет никакой гарантии, что ваша регулируемая лампа оправдает ваши ожидания.

У них синий свет

Синий свет — более холодный конец спектра светодиодов — категорически больше похож на естественный полуденный дневной свет, который предпочитают многие домовладельцы.Эксперты по освещению полагают, что более прохладные оттенки лучше подходят для освещения кухни и ванной комнаты, но не спальни или жилого помещения. Связанные с проблемами со здоровьем, включая лишение сна, длины волн, излучаемые синими светодиодными лампами, можно найти в смартфонах, телевизорах и лампах, которые мы используем в наших ночниках и прикроватных лампах. Исследователи предлагают избегать использования экранов перед сном, чтобы получить более спокойный ночной сон, и устранение воздействия этих синих световых волн является частью их логики. Выбор янтарного и мягкого белого светодиодного освещения в спальне и гостиной может помочь компенсировать эффекты, вызванные искусственными лучами дневного света.Некоторые критикуют этот противоположный конец спектра как недостаточно яркий — в зависимости от цвета вашей стены он может казаться теплым или слишком желтым.

Они теряют яркость

Внутреннее устройство светодиодной лампы сложнее, чем у обычной лампы. Хотя производители могут утверждать, что светодиоды работают более 10 000 часов, схемы лампы нередко перегреваются в зависимости от того, где она расположена.Перегрев (а также общий возраст лампы и повседневное использование) может способствовать сгоранию внутренней работы перед отметкой в ​​10 000 часов. Он может работать на максимальной мощности только 80 процентов своего срока службы. Во многих случаях лампа со временем будет давать меньше света (вы можете даже не заметить этого, поскольку это постепенное изменение), а в других случаях лампа вообще перестанет работать, если будет повреждена схема.

Плюсы и минусы светодиодных фонарей

было сначала не более чем экспериментом столетие назад, а затем получил дальнейшее развитие в 60-х и 70-х годах.Светодиодное освещение никогда не было доступным для домашнего освещения до 90-х годов, а теперь они почти полностью захватили индустрию освещения, продавая очень мало ламп накаливания.

Полный список плюсов и минусов светодиодных фонарей приведен ниже, и вы, вероятно, увидите, что есть как практические, так и экологические причины, чтобы выбрать светодиодные фонари вместо альтернативных вариантов. В другой статье я расскажу о различиях между ними, лампами накаливания, люминесцентными и галогенными лампами.Во-первых, вам нужно знать, что такое светодиодный светильник.

LED означает «светоизлучающий диод», и внутри него находится полупроводник. Когда электрический ток течет в полупроводник, электроны внутри него выделяют фотоны, которые являются энергией. Цвет светодиодной лампы определяется количеством потребляемой энергии, а также конструкцией светодиодной лампы.

Плюсы

Светодиодные лампы служат долго — Светодиодные фонари служат намного дольше, чем другие лампы.Лампы накаливания могут работать максимум до 2000 часов, тогда как светодиодные лампы могут работать до 75000 часов в зависимости от того, как они используются.

Светодиодные лампы энергоэффективны — Были проведены сравнения разных типов ламп, и светодиодные фонари примерно на 80% более энергоэффективны, чем лампы накаливания. Светодиодные лампы также более энергоэффективны, чем лампы КЛЛ. В качестве примера ниже представлена ​​диаграмма, показывающая различия между различными лампочками и то, сколько энергии они потребляют.Светодиодная лампа потребляет всего 10 Вт и дает такой же люмен, как лампа накаливания, потребляющая 60 Вт мощности.

Светодиодные лампы экономят деньги — Начальная стоимость светодиодных ламп выше, чем у других. Однако из-за их энергоэффективности и длительного срока службы они на самом деле стоят дешевле, чем лампы любого другого типа.

Светодиодные лампы производят меньше тепла — Одним из основных преимуществ светодиодных ламп является то, что они излучают гораздо меньше тепла, чем другие лампы. 80% энергии светодиодной лампы приходится на свет, в то время как только 20% — на тепло (в среднем), в то время как для лампы накаливания все наоборот.Большая часть того, что вы получаете от них, — это тепло. Галогены так сильно нагреваются, что вы можете обжечься ими рукой, что может привести к возгоранию.

Светодиодные фонари включаются мгновенно — Когда вы щелкаете выключателем для светодиодной лампы, свет мгновенно приобретает 100% яркость. И наоборот, другим лампам требуется некоторое время, чтобы нагреться или достичь полной яркости. Пример — люминесцентные лампы в холодную погоду. Они тоже часто мерцают, пока не нагреются.

Светодиодные лампы безвредны для окружающей среды — Светодиодные лампы не содержат вредных компонентов, таких как ртуть, в КЛЛ.Поскольку они потребляют меньше энергии, как упомянуто выше, они лучше для окружающей среды.

Светодиодные лампы менее хрупкие — Вы помните, сколько раз вы ударяли лампочку накаливания, и она перестала работать? Затем, когда вы вынимаете лампочку и встряхиваете ее, вы слышите, как внутри сломалась нить? Этого не происходит со светодиодными лампами. Самая неприятная вещь для тех, кто использует рождественские гирлянды во время праздников, — это постоянно гаснуть лампочки. Светодиодные лампы не перегорают и не ломаются так часто, как их аналоги.

Светодиодные лампы сейчас наиболее распространены — Одним из недостатков сейчас является то, что у вас есть больше вариантов со светодиодными лампами, и их легче найти по сравнению с другими типами ламп. Большинство приобретаемых вами светильников теперь светодиодные. Практически все лампы в вашем магазине товаров для дома — светодиодные. Так что доступ к этим лампочкам — большая разница и преимущество.

Минусы

Светодиодные лампы изначально стоят дороже — Начальная стоимость выше, чем у других альтернативных ламп. Если вы меняете много осветительных приборов или реконструируете дом, стоимость перехода на светодиоды будет выше, чем у других на момент покупки.Если вы собираетесь какое-то время оставаться дома, они в конечном итоге сэкономят вам деньги.

Светодиодные лампы плохо сочетаются с диммерами — Не все светодиодные лампы имеют регулировку яркости, и даже те, которые есть, должны быть согласованы с диммером , совместимым со светодиодами . Они также могут гудеть , когда вы затемняете светодиодные лампы или неправильно спарены. Светодиодные лампы также не тускнеют, как лампы накаливания. Некоторые светодиодные фонари имеют меньший диапазон яркости. Это одна из областей светодиодной технологии, которую необходимо улучшить.

Светодиодные лампы могут выйти из строя при нагревании — Если ваши светодиодные лампы будут подвергаться сильному нагреву, они могут выйти из строя намного раньше, чем ожидалось.

Светодиодные лампы могут мерцать — Бывают случаи, когда светодиодная лампа не подключена к совместимому трансформатору, и в результате может наблюдаться некоторое мерцание.

Светодиодные лампы направленные — Это означает, что свет направлен в одном направлении, а не во всех направлениях, как лампа накаливания.Это одна из причин, по которой светодиодные лампы имеют такое матовое покрытие. Это помогает равномерно распределить свет.

Надеюсь, это помогло вам получить представление о плюсах и минусах светодиодных фонарей. На мой взгляд, светодиодные фонари следует выбирать в 98% случаев, и только в редких случаях одна из альтернатив будет лучшим выбором. Только не просите меня сейчас придумать один из этих сценариев, потому что я ни о чем не могу придумать.

Выбор лампочки может сбивать с толку, чтобы понять все это, прочитайте , как выбрать правильную лампочку для каждой комнаты .

Стоят ли светодиодные лампы своих денег?
Со временем светодиодные лампы действительно сэкономят вам деньги, так что да, светодиодные лампы стоят своих денег

Как долго должны прослужить светодиодные лампы?
Светодиодные лампы должны прослужить не менее 50 000 часов, а иногда и 100 000 часов. Если ваши светодиодные лампы недолговечны, возможно, они подверглись воздействию экстремальных температур, что может сократить срок их службы.

Можно ли заменять светодиодные лампы?
Светодиодные лампы можно заменить, если они не находятся внутри закрытого светильника, например, встраиваемого светодиодного светильника.В таких случаях вы, скорее всего, не сможете заменить лампочку, и вам придется заменить приспособление.

Как правильно выбрать лампочку

Как подключить выключатель света

Пояснения по шкале цветовой температуры Кельвина

Плюсы и минусы светодиодных фонарей

или светодиоды — относительно новая технология. Министерство энергетики США считает светодиоды «одной из самых энергоэффективных и быстро развивающихся технологий освещения на сегодняшний день.”Светодиоды стали любимым новым осветителем для дома, отдыха, бизнеса и многого другого.

имеют много преимуществ и несколько недостатков. Исследования показывают, что светодиодные лампы энергоэффективны, долговечны и имеют отличное качество. На потребительском и корпоративном уровне переход на светодиоды экономит деньги и энергию.

Мы собрали основные преимущества и недостатки светодиодных фонарей. Продолжайте читать, чтобы узнать, почему переход на светодиодное освещение — это отличная идея.

Преимущества светодиодных фонарей

Энергосберегающие светодиодные лампы

известно тем, что более энергоэффективно, чем его предшественники.Чтобы определить энергоэффективность лампочек, эксперты измеряют, какая часть электричества преобразуется в тепло, а какая — в свет.

Вы когда-нибудь задумывались, сколько тепла излучает ваш свет? Студенты Пенсильванского университета Индианы подсчитали. Они обнаружили, что до 80% электричества в лампах накаливания преобразуется в тепло, а не в свет. С другой стороны, светодиодные фонари преобразуют 80-90% своей электроэнергии в свет, гарантируя, что ваша энергия не будет потрачена впустую.

Долговечный

служат дольше. В светодиодных лампах используются другие материалы, чем в лампах накаливания. В лампах накаливания обычно используется тонкая вольфрамовая нить. Эти вольфрамовые нити после многократного использования склонны к плавлению, растрескиванию и выгоранию. В отличие от них, в светодиодных светильниках используются полупроводник и диод, у которых нет такой проблемы.

Прочные компоненты светодиодных ламп невероятно долговечны даже в суровых условиях. Они устойчивы к ударам, ударам, погодным условиям и многому другому.

США. Министерство энергетики сравнило средний срок службы ламп накаливания, КЛЛ и светодиодов. Обычные лампы накаливания прослужили 1000 часов, а лампы CFL — до 10 000 часов. Однако светодиодные лампы прослужили 25 000 часов — это в 2 ½ раза дольше, чем у КЛЛ!

LED предлагает свет лучшего качества

светодиода фокусируют свет в определенном направлении без использования отражателей или рассеивателей. В результате свет распределяется более равномерно и эффективно.

также практически не излучает ультрафиолетовое излучение или инфракрасный свет.Материалы, чувствительные к ультрафиолетовому излучению, такие как старая бумага в музеях и художественных галереях, лучше подходят для светодиодного освещения.

Поскольку срок службы ламп приближается к концу, светодиоды не просто перегорают, как лампы накаливания. Вместо того, чтобы сразу оставлять вас в темноте, светодиоды становятся все тусклее и тусклее, пока не погаснут.

Экологически чистый

Светодиодные лампы не только энергоэффективны и потребляют меньше ресурсов, но и экологичны.

Люминесцентные лампы в большинстве офисов содержат ртуть помимо других вредных химикатов.Эти же химические вещества нельзя выбрасывать на свалку, как другой мусор. Вместо этого предприятиям приходится использовать зарегистрированные контейнеры для отходов, чтобы обеспечить уход за полосами флуоресцентного света.

не содержат таких вредных химикатов и безопаснее — и проще! — Распоряжаться. Фактически, светодиодные фонари обычно полностью перерабатываются.

Недостатки светодиодных фонарей

Более высокая цена

Светодиодные фонари по-прежнему являются новой технологией с использованием высококачественных материалов. Они стоят чуть более чем вдвое дороже своих аналогов с лампами накаливания, что делает их дорогостоящим вложением.Однако многие люди считают, что затраты окупаются за счет экономии энергии в течение более длительного срока службы.

Температурная чувствительность

Качество свечения диодов может зависеть от температуры окружающей среды, в которой они расположены. Если в здании, в котором используются светильники, наблюдается быстрое повышение температуры или аномально высокие температуры, светодиодная лампа может перегореть быстрее.

Неограниченное количество светодиодных фонарей

Вы думаете об инвестициях в светодиодные фонари? В LED Lights Unlimited мы являемся экспертами во всем, что касается светодиодного освещения.Мы можем ответить на любые ваши вопросы по теме. Мы также можем предложить вам множество вариантов освещения, включая светодиодные гирлянды, гирлянды для коммерческих помещений, осветительные аксессуары и многое другое. Наши светодиодные лампы намного превосходят многие другие, они представлены в различных цветах и ​​стилях, которые вам обязательно понравятся!

Не покупайте светодиодные фонари у кого-либо — обращайтесь в компанию LED Lights Unlimited по всем вопросам освещения!

Преимущества и недостатки светодиодного освещения

Мировой рынок освещения претерпевает радикальную трансформацию, вызванную массовым распространением технологии светодиодов (LED).Эта революция в твердотельном освещении (SSL) коренным образом изменила экономику рынка и динамику отрасли. Технология SSL позволила не только повысить производительность труда, но и перейти от традиционных технологий к светодиодному освещению. Обычные технологии освещения были разработаны в первую очередь для удовлетворения визуальных потребностей. Благодаря светодиодному освещению все большее внимание привлекает позитивная стимуляция биологического воздействия света на здоровье и благополучие людей.Появление светодиодных технологий также проложило путь к конвергенции освещения и Интернета вещей (IoT), что открывает совершенно новый мир возможностей. Раньше в отношении светодиодного освещения было много недоразумений. Высокий рост рынка и огромный интерес потребителей вызывают острую необходимость развеять сомнения, связанные с этой технологией, и проинформировать общественность о ее преимуществах и недостатках.

Как работают светодиоды?

Светодиод — это полупроводниковый корпус, содержащий кристалл (чип) светодиода и другие компоненты, которые обеспечивают механическую поддержку, электрическое соединение, теплопроводность, оптическое регулирование и преобразование длины волны.Светодиодный чип представляет собой устройство с p-n-переходом, образованное противоположно легированными композитными полупроводниковыми слоями. Обычно используемый полупроводник представляет собой нитрид галлия (GaN), который имеет прямую запрещенную зону, что обеспечивает более высокую вероятность излучательной рекомбинации, чем полупроводники с непрямой запрещенной зоной. Когда pn-переход смещен в прямом направлении, электроны из зоны проводимости полупроводникового слоя n-типа перемещаются через пограничный слой в p-переход и рекомбинируют с дырками из валентной зоны полупроводникового слоя p-типа в активная область диода.Рекомбинация электронов и дырок заставляет электроны переходить в состояние с более низкой энергией и выделять избыточную энергию в виде фотонов (пакетов света). Этот эффект называется электролюминесценцией. Фотон может переносить электромагнитное излучение всех длин волн. Точные длины волн света, излучаемого диодом, определяются шириной запрещенной зоны полупроводника.

Свет, генерируемый электролюминесценцией в светодиодном чипе, имеет узкое распределение длины волны с типичной полосой пропускания в несколько десятков нанометров.Узкополосное излучение приводит к тому, что свет имеет один цвет, например красный, синий или зеленый. Чтобы обеспечить источник белого света с широким спектром, необходимо расширить спектральное распределение мощности (SPD) светодиодного чипа. Электролюминесценция светодиодного чипа частично или полностью преобразуется посредством фотолюминесценции в люминофорах. Большинство белых светодиодов сочетают в себе коротковолновое излучение голубых фишек InGaN и переизлучение длинноволнового света люминофоров. Порошок люминофора диспергирован в матрице из кремния, эпоксидной смолы или другой смолы.Матрица, содержащая люминофор, нанесена на светодиодный чип. Белый свет также может быть получен путем накачки красного, зеленого и синего люминофоров с помощью ультрафиолетового (УФ) или фиолетового светодиодного чипа. В этом случае полученный белый цвет может обеспечить превосходную цветопередачу. Но этот подход страдает низкой эффективностью, поскольку большой сдвиг длины волны, связанный с понижающим преобразованием УФ или фиолетового света, сопровождается высокими стоксовыми потерями энергии.

Преимущества светодиодного освещения

Изобретение ламп накаливания более века назад произвело революцию в искусственном освещении.В настоящее время мы являемся свидетелями революции цифрового освещения, осуществленной с помощью SSL. Освещение на основе полупроводников не только обеспечивает беспрецедентный дизайн, производительность и экономические преимущества, но также позволяет использовать множество новых приложений и ценностных предложений, которые ранее считались непрактичными. Возврат от использования этих преимуществ значительно перевесит относительно высокие первоначальные затраты на установку светодиодной системы, по поводу которых на рынке все еще существуют некоторые колебания.

1. Энергоэффективность

Одним из основных аргументов в пользу перехода на светодиодное освещение является энергоэффективность.За последнее десятилетие световая эффективность корпусов белых светодиодов с преобразованием люминофора увеличилась с 85 лм / Вт до более 200 лм / Вт, что представляет собой эффективность преобразования электрической энергии в оптическую (PCE) более 60% при стандартном рабочем токе. плотность 35 А / см2. Несмотря на повышение эффективности синих светодиодов InGaN, люминофоров (эффективность и длина волны соответствуют реакции человеческого глаза) и корпуса (оптическое рассеяние / поглощение), Министерство энергетики США (DOE) заявляет, что для ПК-светодиодов остается больше возможностей. Повышение эффективности и светоотдача примерно 255 лм / Вт должны быть практически возможны для синих светодиодов помпы.Высокая световая отдача, несомненно, является неоспоримым преимуществом светодиодов перед традиционными источниками света — лампами накаливания (до 20 лм / Вт), галогенными (до 22 лм / Вт), линейными люминесцентными (65-104 лм / Вт), компактными люминесцентными (46). -87 лм / Вт), индукционная люминесцентная лампа (70-90 лм / Вт), пары ртути (60-60 лм / Вт), натрий высокого давления (70-140 лм / Вт), галогенид кварца (64-110 лм / Вт). Вт) и металлокерамический галогенид (80-120 лм / Вт).

2. Эффективность оптической доставки

Помимо значительных улучшений в эффективности источников света, возможность достижения высокой оптической эффективности светильников с помощью светодиодного освещения менее известна обычным потребителям, но очень желательна для дизайнеров освещения.Эффективная доставка света, излучаемого источниками света, к цели является серьезной проблемой при проектировании в отрасли. Традиционные лампы в форме колбы излучают свет во всех направлениях. Это приводит к тому, что большая часть светового потока, создаваемого лампой, задерживается внутри светильника (например, отражателями, диффузорами) или выходит из светильника в направлении, которое не подходит для предполагаемого применения или просто неприятно для глаз. Светильники HID, такие как металлогалогенные и натриевые светильники высокого давления, обычно имеют эффективность от 60% до 85% по направлению света, производимого лампой, из светильника.Нередко встраиваемые светильники даунлайта и троферы, использующие люминесцентные или галогенные источники света, несут 40-50% оптических потерь. Направленность светодиодного освещения обеспечивает эффективную доставку света, а компактный форм-фактор светодиодов позволяет эффективно регулировать световой поток с помощью составных линз. Хорошо спроектированные системы светодиодного освещения могут обеспечить оптическую эффективность более 90%.

3. Равномерность освещения

Равномерное освещение — один из главных приоритетов при проектировании внутреннего освещения и освещения открытых пространств / проезжей части.Равномерность — это мера отношения освещенности по площади. Хорошее освещение должно обеспечивать равномерное распределение света, падающего на рабочую поверхность или зону. Сильные различия в яркости, возникающие из-за неравномерного освещения, могут привести к зрительному утомлению, повлиять на выполнение задачи и даже создать угрозу безопасности, поскольку глаз должен адаптироваться между поверхностями с разной яркостью. Переходы из ярко освещенной области в область с очень разной яркостью вызовут временную потерю остроты зрения, что имеет большое значение для безопасности при использовании вне помещений, где задействовано движение транспортных средств.В больших помещениях равномерное освещение способствует высокому визуальному комфорту, позволяет гибко выбирать места для выполнения работ и устраняет необходимость в перемещении светильников. Это может быть особенно полезно в многоярусных промышленных и коммерческих помещениях, где перемещение светильников связано со значительными затратами и неудобствами. Светильники, в которых используются HID-лампы, имеют гораздо более высокую освещенность непосредственно под светильником, чем области, находящиеся дальше от светильника. Это приводит к плохой однородности (типичное соотношение макс / мин 6: 1).Дизайнеры по свету должны увеличить плотность светильников, чтобы равномерность освещения соответствовала минимальным проектным требованиям. Напротив, большая светоизлучающая поверхность (LES), созданная из массива светодиодов небольшого размера, обеспечивает распределение света с равномерностью отношения макс / мин менее 3: 1, что приводит к лучшим визуальным условиям, а также к значительно меньшему количеству установок над рабочей областью.

4. Направленное освещение

Благодаря своей диаграмме направленности излучения и высокой плотности потока светодиоды по своей природе подходят для направленного освещения.Направленный светильник концентрирует свет, излучаемый источником света, в направленный луч, который беспрерывно проходит от светильника к целевой области. Узконаправленные лучи света используются для создания иерархии важности за счет использования контраста, чтобы отдельные элементы выделялись из фона, а также для добавления интереса и эмоциональной привлекательности к объекту. Направленные светильники, в том числе точечные светильники и прожекторы, широко используются в акцентном освещении, чтобы усилить видимость или выделить элемент дизайна.Направленное освещение также используется в приложениях, где интенсивный луч необходим для решения сложных визуальных задач или для обеспечения дальнего освещения. Продукты, которые служат для этой цели, включают фонари, прожекторы, контрольные точки, фары для транспортных средств, прожекторы для стадионов и т. Д. Светодиодный светильник обладает достаточной мощностью в своей светоотдаче, независимо от того, создать ли он очень четко очерченный «жесткий» луч для ярких впечатлений. COB светодиоды или направить длинный луч далеко вдаль с помощью мощных светодиодов.

5. Спектральная инженерия

предлагает новую возможность управления спектральным распределением мощности источника света (SPD), что означает, что состав света может быть адаптирован для различных приложений. Спектральная управляемость позволяет спроектировать спектр от осветительных приборов, чтобы задействовать определенные человеческие зрительные, физиологические, психологические, реакции фоторецепторов растений или даже полупроводниковых детекторов (например, HD-камеры) или комбинацию таких реакций.Высокая спектральная эффективность может быть достигнута за счет максимизации желаемых длин волн и удаления или уменьшения повреждающих или ненужных частей спектра для данного приложения. В приложениях с белым светом SPD светодиодов можно оптимизировать для заданной точности цветопередачи и коррелированной цветовой температуры (CCT). Благодаря многоканальной конструкции с несколькими излучателями, цвет, создаваемый светодиодным светильником, можно активно и точно контролировать. Системы смешивания цветов RGB, RGBA или RGBW, которые способны производить полный спектр света, создают бесконечные эстетические возможности для дизайнеров и архитекторов.В динамических белых системах используются светодиоды с несколькими CCT для обеспечения теплого затемнения, имитирующего цветовые характеристики ламп накаливания при затемнении, или для обеспечения настраиваемого белого освещения, которое позволяет независимо контролировать как цветовую температуру, так и интенсивность света. Освещение, ориентированное на человека, основанное на технологии настраиваемых белых светодиодов, является одной из движущих сил многих последних разработок в области светотехники.

6. Включение / выключение

включаются на полную яркость практически мгновенно (от одной цифры до десятков наносекунд) и имеют время выключения в десятки наносекунд.Напротив, время прогрева или время, необходимое лампе для достижения максимальной светоотдачи, компактных люминесцентных ламп может длиться до 3 минут. Лампы HID требуют периода прогрева в течение нескольких минут, прежде чем они станут пригодным для использования светом. Горячий перезапуск вызывает гораздо большую озабоченность, чем первоначальный запуск металлогалогенных ламп, которые когда-то были основной технологией, используемой для освещения высотных пролетов и мощного прожектора на промышленных объектах, стадионах и аренах. Отключение электроэнергии на предприятии с металлогалогенным освещением может поставить под угрозу безопасность и защищенность, поскольку процесс горячего перезапуска металлогалогенных ламп занимает до 20 минут.Мгновенный запуск и горячий перезапуск дают светодиодам уникальное положение для эффективного выполнения многих задач. Короткое время отклика светодиодов значительно выигрывает не только в области общего освещения, но и в широком спектре специальных приложений. Например, светодиодные фонари могут работать синхронно с камерами движения, обеспечивая прерывистое освещение для съемки движущегося транспортного средства. Светодиоды включаются на 140–200 миллисекунд быстрее, чем лампы накаливания. Преимущество времени реакции предполагает, что светодиодные стоп-сигналы более эффективны, чем лампы накаливания, в предотвращении наезда сзади.Еще одно преимущество светодиодов в режиме переключения — это цикл переключения. На срок службы светодиодов не влияет частое переключение. Типичные драйверы светодиодов для общего освещения рассчитаны на 50 000 циклов переключения, а высокопроизводительные драйверы светодиодов редко выдерживают 100 000, 200 000 или даже 1 миллион циклов переключения. На срок службы светодиода не влияет быстрое переключение (высокочастотное переключение). Эта функция делает светодиодные фонари подходящими для динамического освещения и для использования с элементами управления освещением, такими как датчики присутствия или дневного света.С другой стороны, частое включение / выключение может сократить срок службы ламп накаливания, HID и люминесцентных ламп. Эти источники света обычно имеют всего несколько тысяч циклов переключения за свой номинальный срок службы.

7. Возможность диммирования

Способность производить световой поток очень динамичным образом позволяет светодиодам идеально управлять затемнением, в то время как люминесцентные и HID-лампы плохо реагируют на затемнение. Диммирование люминесцентных ламп требует использования дорогих, больших и сложных схем для поддержания условий возбуждения газа и напряжения.Уменьшение яркости HID-ламп приведет к сокращению срока службы и преждевременному выходу лампы из строя. Затемнение металлогалогенных и натриевых ламп высокого давления не может быть ниже 50% номинальной мощности. Они также реагируют на сигналы затемнения значительно медленнее, чем светодиоды. Регулировка яркости светодиода может быть осуществлена ​​либо за счет уменьшения постоянного тока (CCR), более известного как аналоговое регулирование яркости, либо путем применения широтно-импульсной модуляции (PWM) к светодиоду, также известного как цифровое регулирование яркости. Аналоговое регулирование яркости контролирует управляющий ток, протекающий через светодиоды. Это наиболее широко используемое решение для диммирования общего освещения, хотя светодиоды могут не работать при очень низких токах (ниже 10%).ШИМ-регулировка яркости изменяет рабочий цикл широтно-импульсной модуляции для создания среднего значения на ее выходе в полном диапазоне от 100% до 0%. Управление затемнением светодиодов позволяет согласовать освещение с потребностями человека, максимизировать экономию энергии, включить смешивание цветов и настройку CCT, а также продлить срок службы светодиодов.

8. Управляемость

Цифровая природа светодиодов облегчает бесшовную интеграцию датчиков, процессоров, контроллера и сетевых интерфейсов в системы освещения для реализации различных стратегий интеллектуального освещения, от динамического освещения и адаптивного освещения до всего, что принесет IoT.Динамический аспект светодиодного освещения варьируется от простого изменения цвета до сложных световых шоу в сотнях или тысячах индивидуально управляемых узлов освещения и сложного преобразования видеоконтента для отображения на светодиодных матричных системах. Технология SSL лежит в основе большой экосистемы подключенных световых решений, которые могут использовать сбор дневного света, определение присутствия, контроль времени, встроенные возможности программирования и подключенные к сети устройства для управления, автоматизации и оптимизации различных аспектов освещения.Перенос управления освещением в IP-сети позволяет интеллектуальным системам освещения, оснащенным датчиками, взаимодействовать с другими устройствами в сетях IoT. Это открывает возможности для создания широкого спектра новых услуг, преимуществ, функций и потоков доходов, которые повышают ценность светодиодных систем освещения. Управление светодиодными системами освещения может быть реализовано с использованием различных протоколов проводной и беспроводной связи, включая протоколы управления освещением, такие как 0-10 В, DALI, DMX512 и DMX-RDM, протоколы автоматизации зданий, такие как BACnet, LON, KNX и EnOcean, и протоколы, развернутые во все более популярной ячеистой архитектуре (например,грамм. ZigBee, Z-Wave, Bluetooth Mesh, Thread).

9. Гибкость конструкции

Небольшой размер светодиодов позволяет разработчикам светильников придавать источникам света формы и размеры, подходящие для многих областей применения. Эта физическая характеристика дает дизайнерам больше свободы для выражения своей философии дизайна или создания фирменного стиля. Гибкость, возникающая в результате прямой интеграции источников света, предлагает возможности для создания осветительных приборов, которые несут в себе идеальное сочетание формы и функции.Светодиодные светильники могут быть созданы, чтобы стереть границы между дизайном и искусством для приложений, где требуется декоративный фокус. Они также могут быть спроектированы так, чтобы поддерживать высокий уровень архитектурной интеграции и вписываться в любую дизайнерскую композицию. Твердотельное освещение стимулирует новые тенденции в дизайне и в других секторах. Уникальные возможности стилизации позволяют производителям автомобилей разрабатывать отличительные фары и задние фонари, которые придают автомобилям привлекательный вид.

10. Прочность

Светодиод излучает свет от блока полупроводника, а не от стеклянной колбы или трубки, как в случае традиционных ламп накаливания, галогенных, люминесцентных и HID ламп, в которых для генерации света используются нити или газы.Твердотельные устройства обычно устанавливаются на печатной плате с металлическим сердечником (MCPCB), причем соединение обычно обеспечивается припаянными выводами. Благодаря отсутствию хрупкого стекла, движущихся частей и обрыва нити накала светодиодные осветительные системы чрезвычайно устойчивы к ударам, вибрации и износу. Долговечность твердотельных светодиодных систем освещения имеет очевидные значения в различных областях применения. На промышленном объекте есть места, где освещение страдает от чрезмерной вибрации от крупного оборудования.Светильники, установленные вдоль проезжей части и туннелей, должны выдерживать повторяющуюся вибрацию, вызванную движением тяжелых транспортных средств, проезжающих с большой скоростью. Вибрация составляет типичный рабочий день рабочих фар, установленных на строительных, горнодобывающих и сельскохозяйственных машинах, машинах и оборудовании. Переносные светильники, такие как фонарики и кемпинговые фонари, часто подвергаются ударам падений. Во многих случаях разбитые лампы представляют опасность для пассажиров. Все эти проблемы требуют надежного светового решения, а это именно то, что может предложить твердотельное освещение.

11. Срок службы

Длительный срок службы выделяется как одно из главных преимуществ светодиодного освещения, но заявления о длительном сроке службы, основанные исключительно на метрике срока службы светодиодной упаковки (источника света), могут вводить в заблуждение. Срок службы светодиодного корпуса, светодиодной лампы или светодиодного светильника (осветительной арматуры) часто называют моментом времени, когда выходной световой поток снизился до 70% от его первоначального значения, или L70. Обычно светодиоды (светодиодные корпуса) имеют срок службы L70 от 30 000 до 100 000 часов (при Ta = 85 ° C).Однако измерения LM-80, которые используются для прогнозирования срока службы светодиодных корпусов L70 с использованием метода TM-21, выполняются при непрерывной работе светодиодных корпусов в хорошо контролируемых рабочих условиях (например, в среде с регулируемой температурой и постоянным током постоянного тока). ток привода). Напротив, светодиодные системы в реальных приложениях часто сталкиваются с более высокими электрическими перенапряжениями, более высокими температурами перехода и более суровыми условиями окружающей среды. В светодиодных системах может наблюдаться ускоренное поддержание светового потока или полный преждевременный выход из строя.Как правило, срок службы светодиодных ламп (лампочек, трубок) составляет от 10 000 до 25 000 часов, а встроенные светодиодные светильники (например, верхние фонари, уличные фонари, потолочные светильники) имеют срок службы от 30 000 до 60 000 часов. По сравнению с традиционными осветительными приборами — лампами накаливания (750-2000 часов), галогенными (3000-4000 часов), компактными люминесцентными (8000-10 000 часов) и металлогалогенными (7500-25000 часов), светодиодными системами, в частности встроенными светильниками, обеспечивают существенно более длительный срок службы.Поскольку светодиодные фонари практически не требуют обслуживания, снижение затрат на техническое обслуживание в сочетании с высокой экономией энергии за счет использования светодиодных фонарей в течение длительного срока их службы обеспечивает основу для высокой окупаемости инвестиций (ROI).

12. Фотобиологическая безопасность

— это фотобиологически безопасные источники света. Они не производят инфракрасного (ИК) излучения и излучают незначительное количество ультрафиолетового (УФ) света (менее 5 мкВт / лм). Лампы накаливания, люминесцентные и металлогалогенные лампы преобразуют 73%, 37% и 17% потребляемой мощности в энергию инфракрасного излучения соответственно.Они также излучают в ультрафиолетовой области электромагнитного спектра — лампы накаливания (70-80 мкВт / лм), компактные флуоресцентные лампы (30-100 мкВт / лм) и галогениды металлов (160-700 мкВт / лм). При достаточно высокой интенсивности источники света, излучающие ультрафиолетовый или инфракрасный свет, могут представлять фотобиологическую опасность для кожи и глаз. Воздействие УФ-излучения может вызвать катаракту (помутнение обычно прозрачных линз) или фотокератит (воспаление роговицы). Кратковременное воздействие высоких уровней ИК-излучения может вызвать термическое повреждение сетчатки глаза.Длительное воздействие высоких доз инфракрасного излучения может вызвать катаракту стеклодува. Тепловой дискомфорт, вызываемый системой освещения лампами накаливания, долгое время был проблемой в отрасли здравоохранения, поскольку в обычных операционных светильниках для хирургических операций и стоматологических операционных используются источники света накаливания для получения света с высокой цветопередачей. Луч высокой интенсивности, излучаемый этими светильниками, излучает большое количество тепловой энергии, что может вызвать у пациентов сильное дискомфорт.

Неизбежно, что обсуждение фотобиологической безопасности часто фокусируется на опасности синего света, которая относится к фотохимическому повреждению сетчатки в результате радиационного воздействия на длинах волн, в основном, от 400 до 500 нм.Распространенное заблуждение состоит в том, что светодиоды могут с большей вероятностью вызывать опасность синего света, потому что в большинстве белых светодиодов с преобразованием люминофора используется помпа с синими светодиодами. DOE и IES ясно дали понять, что светодиодные продукты ничем не отличаются от других источников света, которые имеют такую ​​же цветовую температуру в отношении опасности синего света. Светодиоды с преобразованием люминофора не представляют такого риска даже при строгих критериях оценки.

13. Радиационное воздействие

производят лучистую энергию только в видимой части электромагнитного спектра от примерно 400 до 700 нм.Эта спектральная характеристика дает светодиодным источникам света ценное преимущество по сравнению с источниками света, которые производят лучистую энергию за пределами видимого светового спектра. Ультрафиолетовое и инфракрасное излучение от традиционных источников света не только представляет собой фотобиологическую опасность, но также приводит к деградации материала. УФ-излучение чрезвычайно разрушительно для органических материалов, поскольку энергия фотонов излучения в УФ-спектральном диапазоне достаточно высока для создания путей прямого разрыва связей и фотоокисления. В результате разрушение или разрушение хромофора может привести к порче материала и обесцвечиванию.Музейные приложения требуют фильтрации всех источников света, которые генерируют ультрафиолетовое излучение более 75 мкВт / лм, чтобы свести к минимуму необратимые повреждения произведений искусства. Инфракрасное излучение не вызывает такого же типа фотохимического повреждения, которое вызвано УФ-излучением, но все же может способствовать повреждению. Повышение температуры поверхности объекта может привести к повышенной химической активности и физическим изменениям. Инфракрасное излучение высокой интенсивности может вызвать затвердевание поверхности, обесцвечивание и растрескивание картин, порчу косметических продуктов, высыхание овощей и фруктов, плавление шоколада и кондитерских изделий и т. Д.

14. Пожарная и взрывобезопасность

Опасность возгорания и экспозиции не характерна для светодиодных систем освещения, поскольку светодиод преобразует электрическую энергию в электромагнитное излучение посредством электролюминесценции внутри полупроводникового корпуса. Это контрастирует с устаревшими технологиями, которые производят свет путем нагрева вольфрамовых нитей или возбуждения газовой среды. Отказ или неправильная эксплуатация могут привести к пожару или взрыву. Металлогалогенные лампы особенно подвержены риску взрыва, поскольку кварцевая дуговая трубка работает при высоком давлении (от 520 до 3100 кПа) и очень высокой температуре (от 900 до 1100 ° C).Отказы непассивной дуговой лампы, вызванные окончанием срока службы лампы, отказами балласта или использованием неправильной комбинации лампа-балласт, могут вызвать поломку внешней колбы металлогалогенной лампы. Осколки горячего кварца могут воспламенить горючие материалы, горючую пыль или взрывоопасные газы / пары.

15. Связь в видимом свете (VLC)

могут включаться и выключаться с частотой, превышающей человеческий глаз. Эта невидимая возможность включения / выключения открывает новое применение для осветительных приборов.Технология LiFi (Light Fidelity) привлекла большое внимание в индустрии беспроводной связи. Он использует последовательности светодиодов «ВКЛ» и «ВЫКЛ» для передачи данных. По сравнению с современными технологиями беспроводной связи, использующими радиоволны (например, Wi-Fi, IrDA и Bluetooth), LiFi обещает в тысячу раз более широкую полосу пропускания и значительно более высокую скорость передачи. LiFi считается привлекательным приложением для Интернета вещей из-за повсеместного распространения освещения. Каждый светодиодный светильник можно использовать в качестве оптической точки доступа для беспроводной передачи данных, если его драйвер способен преобразовывать потоковый контент в цифровые сигналы.

16. Освещение постоянного тока

Светодиоды — это низковольтные токоведущие устройства. Такая природа позволяет светодиодному освещению использовать преимущества распределительных сетей постоянного тока низкого напряжения. Растет интерес к системам микросетей постоянного тока, которые могут работать либо независимо, либо в сочетании со стандартной электросетью. Эти маломасштабные электрические сети обеспечивают улучшенное взаимодействие с генераторами возобновляемой энергии (солнечная, ветровая, топливные элементы и т. Д.). Локально доступная мощность постоянного тока устраняет необходимость в преобразовании мощности переменного тока в постоянный на уровне оборудования, что приводит к значительным потерям энергии и является частой точкой отказа в светодиодных системах с питанием от переменного тока.Высокоэффективное светодиодное освещение, в свою очередь, улучшает автономность аккумуляторных батарей или систем хранения энергии. По мере того, как сетевые коммуникации на основе IP набирают обороты, технология Power over Ethernet (PoE) возникла как вариант маломощной микросети, обеспечивающий низковольтное питание постоянного тока по тому же кабелю, по которому передаются данные Ethernet. Светодиодное освещение имеет явные преимущества для использования сильных сторон установки PoE.

17. Работа при низких температурах

Светодиодное освещение отлично подходит для работы в условиях низких температур.Светодиод преобразует электрическую энергию в оптическую за счет инжекционной электролюминесценции, которая активируется при электрическом смещении полупроводникового диода. Этот процесс запуска не зависит от температуры. Низкая температура окружающей среды способствует рассеиванию отработанного тепла, выделяемого светодиодами, и, таким образом, освобождает их от теплового спада (снижение оптической мощности при повышенных температурах). Напротив, работа при низких температурах является большой проблемой для люминесцентных ламп. Для запуска люминесцентной лампы в холодной среде необходимо высокое напряжение для зажигания электрической дуги.Люминесцентные лампы также теряют значительную часть своей номинальной светоотдачи при температурах ниже точки замерзания, тогда как светодиодные лампы лучше всего работают в холодных условиях — даже при температуре до -50 ° C. Поэтому светодиодные фонари идеально подходят для использования в морозильных камерах, холодильниках, холодильных камерах и на открытом воздухе.

18. Воздействие на окружающую среду

оказывают значительно меньшее воздействие на окружающую среду, чем традиционные источники освещения. Низкое потребление энергии означает низкие выбросы углерода.Светодиоды не содержат ртути и, следовательно, меньше вредят окружающей среде в конце срока службы. Для сравнения: утилизация ртутьсодержащих люминесцентных ламп и ламп HID требует строгих правил утилизации отходов.

Недостатки и проблемы светодиодного освещения

Не радуйтесь тому множеству преимуществ, которые дает светодиодное освещение. Хотя эта технология, безусловно, является знаковым достижением в истории электрического освещения, она порождает собственные проблемы. Индустрия освещения сталкивается с проблемой масштабов, с которой ей никогда раньше не приходилось сталкиваться.Твердотельное освещение изменило философию дизайна и инженерии. Системы освещения больше не являются тупыми осветительными приборами, они превратились в силовую электронику. Другими словами, конструкция систем освещения беспрецедентно сложна. Светодиоды — это самонагревающиеся, чувствительные к току и интенсивные по свету полупроводниковые источники света. Это вызывает наибольшую озабоченность светодиодного освещения — производительность и надежность светодиодной системы во многом зависят от многомерной работы. Показатели светодиодной упаковки — это лишь один из аспектов целостного проектирования и системного проектирования светодиодной системы освещения.В игру вступают многие другие взаимозависимые факторы, в том числе управление температурой, регулирование тока привода и оптическое управление.

Специалисты по креслам часто составляют длинный список недостатков светодиодного освещения. И чтобы сделать историю сенсационной, они никогда не забудут упомянуть, что светодиодное освещение может вызывать опасность синего света. Белый свет в основном представляет собой смесь длин волн из разных цветовых диапазонов. Все белые цвета с одинаковым внешним видом, независимо от источников света, из которых излучается свет, имеют примерно одинаковую долю длин волн синего в видимом спектре.Внешний вид белого света можно охарактеризовать как имеющий коррелированную цветовую температуру (CCT). Содержание синего цвета в источнике света обычно соответствует его CCT. Чем выше CCT, тем выше доля синих длин волн. При одинаковых условиях яркости и освещенности синее излучение от светодиодного изделия 3000 K такое же низкое, как от лампы накаливания 3000 K, а синее излучение от светодиодного изделия 6000 K такое же высокое, как от люминесцентной лампы 6000 K. Как и в случае с другими источниками света, опасность синего света редко вызывает беспокойство у белых светодиодов.Возможность проектирования спектрального состава белого света — огромное преимущество светодиодной технологии. С помощью светодиодного освещения можно получить любой спектральный состав света, который положительно влияет на здоровье и благополучие человека. Освещение, ориентированное на человека, основная технологическая тенденция, которая стимулирует рост индустрии освещения, использует возможности настройки CCT светодиодных систем для регулировки количества синего излучения для здорового спектра белого света.

На самом деле, светодиодное освещение имеет лишь несколько основных недостатков.

Самая известная слабость светодиодного освещения заключается в том, что светодиоды производят побочный продукт — тепло. Светодиоды называются устройствами нагревающего устройства, потому что они генерируют тепло внутри корпуса устройства, а не излучают тепло в виде инфракрасной энергии. Около половины электрической энергии, подаваемой на светодиод, преобразуется в тепло, которое должно проводиться и передаваться через физический тепловой путь. Неспособность поддерживать температуру перехода устройства ниже установленного предела может ускорить кинетику механизмов отказа, таких как образование и рост атомных дефектов в активной области диода, карбонизация и пожелтение герметика, а также обесцвечивание корпуса пластиковой упаковки.За пределами максимальной номинальной температуры перехода срок службы светодиода будет сокращаться на 30–50% на каждые 10 ° C повышения температуры перехода.

Самая неизвестная, а также самая большая слабость светодиодного освещения заключается в том, что светодиоды представляют собой хрупкую силовую электронику. Они чрезвычайно разборчивы в еде — водить ток. Для светодиодов их высокая чувствительность к прямому току — палка о двух концах. Это дает системам освещения превосходную управляемость, но также значительно усложняет регулировку тока привода.Очень небольшое изменение управляющего тока вызовет колебания светового потока. Светодиоды — это устройства с приводом от постоянного тока, однако они часто должны питаться от источника переменного тока. Неполное подавление переменного сигнала после выпрямления может привести к остаточной пульсации (остаточному периодическому изменению) на выходе тока от драйвера к светодиодам. Эта пульсация заставляет светодиоды мигать с частотой, в два раза превышающей частоту входящего линейного напряжения, то есть 100 Гц или 120 Гц. Электрическая и тепловая взаимозависимость светодиодов также усложняет регулирование нагрузки.По мере повышения температуры перехода прямое напряжение уменьшается, также уменьшается электрическая мощность, подаваемая на светодиод. С другой стороны, чем выше ток возбуждения, тем больше тепла выделяется на полупроводниковом кристалле. Перегрузка того, на что рассчитан светодиод, может привести к преждевременному выходу светодиода из строя из-за теплового разгона. Тем не менее, самая серьезная угроза для светодиодов исходит от электрических перенапряжений (EOS). EOS возникает, когда ток или напряжение привода превышают максимальные номинальные значения компонента.Существует множество возможных источников электрических перенапряжений, в том числе электростатический разряд (ESD), пусковой ток или другие типы переходных скачков напряжения. Таким образом, уязвимость светодиодов к различным типам электрических нагрузок требует жесткого регулирования управляющего тока.

Третий недостаток — светодиоды имеют высокую плотность магнитного потока. Концентрированные источники направленного света потенциально могут создавать блики. Высокая яркость в поле зрения мешает видеть (блики для инвалидности) или вызывает ощущение раздражения или боли (дискомфортные блики).Дополнительная оптика для уменьшения бликов может быть включена в конструкцию светильников, но они часто приводят к большим оптическим потерям.

И последнее, но не менее важное: повышенная сложность конструкции системы приводит к более высокой первоначальной стоимости светодиодной продукции по сравнению с устаревшей осветительной продукцией. Это делает оптимизацию затрат важной частью процесса проектирования светильников. Когда ценовое давление перевешивает производительность и надежность продуктов, возникает поток проблем.

Уловки светодиодного освещения

Поскольку стоимость является постоянной проблемой, сегодня ни одно решение для светодиодного освещения не является бескомпромиссным.Тот факт, что светодиодные продукты построены на целостной структуре, усугубляет сложности на рынке освещения. Проектирование и проектирование светодиодных систем в некотором смысле связано с поиском компромиссов между различными аспектами освещения (например, стоимостью, эффективностью, качеством освещения, сроком службы). В то время как этичные производители освещения решают или сокращают эти компромиссы за счет инновационного дизайна и передовых технологий, существует ряд неэтичных игроков, которые срезают углы и играют в технологии.

КПД системы

При эффективном применении терморегулирования эффективность системы светодиодного осветительного прибора — это совокупная эффективность его светодиодов, драйвера и оптики.Эффективность светодиодных корпусов не следует приравнивать к эффективности светодиодного светильника. Могут быть случаи, когда светодиоды имеют световую отдачу 200 лм / Вт, а светильник имеет световую отдачу только 100 лм / Вт. Такое несоответствие высокой эффективности между источником света и системой освещения можно отнести к неэффективному преобразованию энергии, неэффективной доставке света или сочетанию того и другого. Следовательно, повышение эффективности преобразования мощности драйвера переменного тока в постоянный и эффективности оптической доставки является еще одним способом повышения эффективности освещения.Использование недорогих схем драйверов — основная причина аномально низкой эффективности системы. Например, линейные блоки питания пользуются огромной популярностью у производителей продуктов начального уровня. Эти схемы драйверов имеют значительно меньшее количество частей схемы и, следовательно, значительно более низкую стоимость по сравнению с импульсными источниками питания. Однако одной из проблем линейного регулятора является его низкая эффективность преобразования мощности, поскольку он работает за счет рассеивания избыточной мощности в виде тепла.

Эффективность светодиодной системы освещения может быстро упасть из-за использования низкоэффективных светодиодов, неадекватного управления температурой, перегрузки или их комбинации.Быстрое снижение яркости часто происходит в системах освещения, в которых используются пластиковые светодиодные корпуса средней мощности. Эти источники света имеют высокую начальную эффективность благодаря пластиковым полостям с высокой отражательной способностью и металлическому корпусу выводной рамки. Но пластиковый корпус из синтетических смол, таких как PPA и PCT, обесцвечивается при воздействии высоких температур. Эксплуатация этих светодиодов при повышенных температурах перехода из-за перегрузки и / или неэффективного рассеивания тепла ускорит термическую деградацию упаковочных материалов и приведет к необратимому снижению светоотдачи.

Надежность системы

Надежность светодиодной системы будет определяться всеми ее составными частями и их способностью выдерживать экологические или эксплуатационные нагрузки. В то время как большинство параметрических отказов светодиодов, таких как уменьшение светового потока и изменение цвета, зависят от температуры, большинство катастрофических отказов светодиодов зависит от драйвера. Светодиодная система хороша ровно настолько, насколько хорошо ее самое слабое звено, и обычно этим звеном является драйвер. Драйвер — это сердцебиение светодиодной системы, поскольку он выполняет множество подзадач последовательно или параллельно.Среди этих подзадач защита светодиодов от скачков напряжения и низкого качества входящей мощности особенно важна, поскольку катастрофические отказы светодиодов часто вызваны событиями EOS. В драйверах светодиодов обычно используются электролитические конденсаторы для поглощения энергии перенапряжения, сглаживания больших пульсаций выходного тока и фильтрации электромагнитных помех. Срок службы электролитических конденсаторов сильно зависит от рабочей температуры и тока пульсаций, протекающих через них. Это приводит к тому, что сам драйвер часто становится первым компонентом светодиодной системы, который выходит из строя, поскольку в недорогих драйверах редко используются конденсаторы, способные выдерживать высокие рабочие температуры.Линейные источники питания работают без электролитических конденсаторов и, следовательно, имеют более высокую надежность схемы. Однако светодиоды, работающие в этих схемах, подвержены электрическому перенапряжению.

Качество освещения

Среди переменных, которые влияют на качество освещения, контроль мерцания и качество цвета часто используются для разработки более дешевых систем. Как обсуждалось ранее, мерцание возникает, когда есть большие колебания постоянного тока. Недорогие драйверные решения, такие как одноступенчатые SMPS-схемы или линейные регуляторы, как правило, плохо справляются с подавлением пульсаций.Индустрия освещения также предлагает осветительные приборы с низким индексом цветопередачи (CRI) и высокой цветовой температурой. Это связано с наличием компромисса между световой эффективностью и спектральным качеством. Чтобы обеспечить освещение с высокой цветопередачей, источник света должен равномерно распределять мощность излучения по всему видимому спектру. Это включает преобразование с понижением частоты большого количества коротковолновых фотонов (например, синих фотонов). Чем больше количество коротковолновых фотонов преобразуется, тем выше стоксовы потери энергии.Это приводит к снижению эффективности светодиодов с более высокой цветопередачей.

Несмотря на дополнительные потери энергии, связанные с преобразованием длины волны, эффективность светодиодов с высоким индексом цветопередачи уже достаточно высока, чтобы обеспечить баланс между энергоэффективностью и цветопередачей. Большинство светодиодных продуктов, предназначенных для внутреннего освещения, по-прежнему предлагаются с низким качеством цветопередачи. Свет, излучаемый этими продуктами, хорошо передает цвета средней насыщенности, но не имеет длин волн для воспроизведения насыщенных цветов.

Аналогичным образом, для того, чтобы светодиод генерировал теплый белый свет, значительное количество коротковолнового света, излучаемого светодиодным чипом, необходимо преобразовать с понижением частоты в более длинноволновый свет. Это приводит к тому, что преобразованные в люминофор светодиоды с холодным белым видом обеспечивают более высокую эффективность, чем светодиоды с теплым белым видом. Осветительные приборы с высокой цветовой температурой (например, 6000 K — 6500 K) активно продвигаются на рынках, где потребители менее осведомлены о биологическом эффекте холодного белого света, обогащенного синим цветом.Подавление ночного мелатонина из-за воздействия света с высоким уровнем CCT может нарушить циркадные ритмы и привести к негативным последствиям для здоровья.

Преимущества и недостатки светодиодных фонарей

Светодиодное освещение для домовладельцев Далласа

LED (светоизлучающие диоды) — это последнее и самое захватывающее технологическое достижение в индустрии освещения. Светодиоды — это маленькие твердые лампочки, которые чрезвычайно энергоэффективны и долговечны. Светодиоды работают иначе, чем традиционные лампы накаливания.Это делает светодиоды более прочными и долговечными, чем традиционные лампы накаливания.

Преимущества светодиодного освещения.

Преимущества и недостатки светодиода

Преимущество

• Энергоэффективность — светодиоды теперь могут обеспечивать светоотдачу 135 люмен / ватт

• Длительный срок службы — 50 000 часов или более при правильной конструкции

• Без периода прогрева — светодиод загорается мгновенно — в наносекундах

• Не зависит от низких температур — светодиоды «любят» низкие температуры и включаются даже при минусовой погоде

• Направленный — С помощью светодиодов вы можете направить свет туда, куда хотите, при этом свет не будет потрачен впустую

• Превосходная цветопередача — светодиоды не размывают цвета, как другие источники света, такие как флуоресцентные, что делает их идеальными для дисплеев и розничной торговли

• Экологичность — светодиоды не содержат ртути и других опасных веществ

• Управляемый — светодиоды можно регулировать по яркости и цвету

Недостаток

• Опасность синего цвета: Есть опасения, что синие светодиоды и холодно-белые светодиоды теперь могут превышать безопасные пределы так называемой опасности синего света, как это определено в спецификациях безопасности для глаз, таких как ANSI / IESNA RP-27.1-05: Рекомендуемая практика фотобиологической безопасности для ламп и ламповых систем.
• Качество света: Большинство светодиодов холодного белого цвета имеют спектр, который значительно отличается от излучения черного тела, такого как солнце или лампа накаливания. Пик на 460 нм и падение на 500 нм могут привести к тому, что цвет объектов будет восприниматься иначе при холодном белом светодиодном освещении, чем при солнечном свете или источниках накаливания, из-за метамерии, когда красные поверхности особенно плохо передаются при использовании типичного холодного белого цвета на основе люминофора. Светодиоды.Однако характеристики цветопередачи обычных люминесцентных ламп часто хуже, чем у современных белых светодиодов.
• Температурная зависимость: Характеристики светодиода во многом зависят от температуры окружающей среды в рабочей среде. Перегрузка светодиода при высоких температурах окружающей среды может привести к перегреву светодиода, что в конечном итоге приведет к отказу устройства. Для обеспечения долгого срока службы требуется соответствующий теплоотвод. Это особенно важно при рассмотрении автомобильных, медицинских и военных приложений, где устройство должно работать в широком диапазоне температур и иметь низкий уровень отказов.
• Загрязнение синим цветом: Поскольку холодно-белые светодиоды (т. Е. Светодиоды с высокой цветовой температурой) излучают пропорционально больше синего света, чем обычные внешние источники света, такие как натриевые лампы высокого давления, сильная зависимость рэлеевского рассеяния от длины волны означает, что холодный белый свет Светодиоды могут вызывать большее световое загрязнение, чем другие источники света. Международная ассоциация темного неба не рекомендует использовать источники белого света с коррелированной цветовой температурой выше 3000 К.
• Чувствительность по напряжению: На светодиоды должны подаваться напряжение выше порогового значения и ток ниже номинального.Это могут быть последовательные резисторы или источники питания с регулируемым током.
• Высокая начальная цена: Светодиоды в настоящее время дороже (цена за люмен) на основе начальных капитальных затрат, чем большинство традиционных технологий освещения. Дополнительные расходы частично связаны с относительно низким световым потоком и необходимостью схемы привода и источников питания.
• Местный источник света: Светодиоды не соответствуют «точечному источнику» света, а скорее соответствуют ламбертовскому распределению.Поэтому светодиоды трудно использовать в приложениях, требующих сферического светового поля. Светодиоды не могут обеспечить расхождение ниже нескольких градусов. Это контрастирует с лазерами, которые могут создавать лучи с расходимостью 0,2 градуса или менее

Преимущества светодиодного освещения

чрезвычайно энергоэффективны и потребляют на до 90% меньше энергии, чем лампы накаливания. Поскольку светодиоды используют только часть энергии лампы накаливания, затраты на электроэнергию резко снижаются.Кроме того, деньги и энергия экономятся на расходах на техническое обслуживание и замену благодаря длительному сроку службы светодиодов. Срок службы светодиодов составляет до 60 000 часов по сравнению с 1 500 часами для ламп накаливания. Позвоните нам по телефону (214) 238-8353 для обслуживания и ремонта на дому.

Для получения дополнительных статей и информации посетите https://www.berkeys.com/category/electrical/

Преимущества и недостатки светодиодных фонарей

Технология светодиодов (или светоизлучающих диодов) находилась на подъеме в течение последних нескольких десятилетий, но последние несколько лет привели к резкому скачку ее развития и популярности.Новые решения сделали его лучше и дешевле, чем когда-либо прежде. Несмотря на то, что светодиодные фонари являются отличными источниками света, они все же имеют некоторые недостатки, о которых вам следует знать. Давайте подробнее рассмотрим преимущества и недостатки светодиодного освещения и выясним, действительно ли на них стоит переходить.