LED лампы

Что такое LED лампа или светодиодная лампа?

Светодиодные лампы или светодиодные светильники в качестве источника света используют светодиоды, применяются для бытового, промышленного и уличного освещений. Светодиодная лампа является одним из самых экологически чистых источников света. Принцип свечения светодиодов позволяет применять в производстве и работе самой лампы безопасные компоненты. Светодиодные лампы не используют веществ, содержащих ртуть, поэтому они не представляют опасности в случае выхода из строя или разрушения.

Различают законченные устройства — светильники и элементы для светильников — сменные лампы.

Светодиодный светильник — самостоятельное устройство. Корпус светильника чаще всего уникален, специально спроектирован под светодиодный источник освещения. Конструктивно такой светильник состоит из цоколя, металлического корпуса, служащего одновременно радиатором, платы со светодиодами, электронного драйвера (преобразователя питания) и полупрозрачной пластмассовой полусферы. Иногда светодиодным светильником называют традиционный светильник с установленной сменной светодиодной лампой. Однако, специально спроектированный светильник обладает большей энергоэффективностью и надёжностью. Светодиодные источники света в основном используются для направленного или местного освещения по причине особенностей полупроводникового излучателя светить преимущественно в одном направлении. 

Эффект мерцания светодиодной лампы (рисунок 1)
 

Преимущества

Преимущество светодиодного светильника по сравнению с лампами накаливания — низкое энергопотребление, заявленный долгий срок службы от 30000 до 50000 и более часов, простота установки, более низкая температура корпуса по сравнению с лампой накаливания, имеющей сравнимую яркость, высокая механическая прочность, зачастую — небольшие габариты.

Полная экологическая безопасность позволяет сохранять окружающую среду, не требуя специальных условий по утилизации: не содержит ртути, её производных и других ядовитых, вредных или опасных составляющих материалов и веществ. Иногда производители не соблюдают экологические нормы. Лампы таких производителей содержат токсичные пластики, электролиты, свинец-содержащие пайки и т. п., а также печатные платы драйвера пропитывают связующими компонентами(фенол и формальдегидными смолами)

Недостатки

Основные недостатки LED лампы — высокая цена, многие светодиодные лампы светят только в одном направлении (что может быть и достоинством). В дешёвых лампах за счёт экономии на конденсаторах возникает не видимое невооружённому глазу высокочастотное мерцание (см. фото), а из-за экономии на теплоотводящих элементах перегорание от перегрева, особенно в закрытых плафонах. Кроме того, при выходе из строя любого из элементов светильник чаще всего подлежит замене на аналогичный. Эти недостатки чаще всего компенсируются экономией электроэнергии, экономией на обслуживании (замене ламп), что особенно актуально для уличного освещения.

Для производства качественных ламп соответствующим постановлению Правительства РФ от 20 июля 2011 года № 602 "Об утверждении требований к осветительным устройствам и электрическим лампам, используемым в цепях переменного тока в целях освещения" по коэффициенту мощности, т. е. имеющие в составе драйвера PFC (корректор коэффициента мощности), так же корректор частоты, керамический конденсатор, который служит на порядки дольше электролитических, экологичные пластики, пайки без свинца и соответствующих жёстким нормам нужны достаточно высокие затраты. Лампы получаются дорогими.

Большая часть продающихся на данный момент в России LED-ламп не соответствуют установленным нормам и стандартам. Их применение запрещено законом и приводит к возгораниям и перегрузкам в сети. Ещё одним недостатком является продажа LED-ламп без указания технических характеристик (нарушает ст. 10 з-на 2300-1) и не позволяет произвести выбор и подбор ламп в соответствии с требованиями к освещению, требованиями к коэффициенту мощности и прочим критичным параметрам сети.

Большинство светодиодов белого света (синий кристалл — жёлтый люминофор) имеют неоднородный спектр, а именно — большой провал в спектре на длине волны 480 нм. На свет именно этой длины волны должен реагировать зрачок глаза сужением, но этого не происходит и глаз (хрусталик, сетчатка) получает большую травмирующую дозу синего света. Поражение сетчатки глаза мышей синим светом при облучении их белыми светодиодами было экспериметально подтверждено М. А. Островским и П. П. Заком . Однако в настоящее время ряд фирм уже разработал светодиоды, спектр света которых адаптирован для глаз человека.

Некоторые СМИ публикуют также статьи о вредности LED-освещения, ссылаясь на исследование испанских учёных из Университета Комплутенсе. Это исследование, действительно, говорит о бо́льшей вредности холодного излучения светодиодов в сравнении с другими светоизлучающими элементами, но речь идёт о долгом и непосредственном взгляде на источники света — экраны всевозможных устройств, что исключает осветительные приборы.

Падение яркости со временем из-за выгорания светодиодов. Падение яркости также регламентируется нормативными актами.

Типы светильников
Все типы светильников можно разделить на три группы:

Светодиодные светильники для улиц, парков, дорог, для архитектурного освещения. Выполняются в защищенном от влаги и пыли корпусе, кроме того, корпус обычно выполняет роль теплоотвода и изготавливается из хорошо проводящих тепло материалов.

Светильники для производственных целей, ЖКХ и офисов. К изделиям предъявляются повышенные требования к качеству освещения, в том числе к стабильности и цветопередаче, условиям эксплуатации. Такие светильники чаще производятся в антивандальном исполнении, укомплектованы специальной отвёрткой и специальными саморезами, защищающими корпус от несанкционированного вскрытия. Рассеиватель у современных антивандальных светильников для ЖКХ выполнен из поликарбоната, который в десятки раз крепче традиционного стекла.

Светильники для бытовых нужд обычно выпускаются невысокой мощности, но должны удовлетворять многочисленным требованиям к качеству освещения, электробезопасности, пожароопасности и, в немалой степени, — к внешнему виду. Зачастую бытовые светильники имеют сменные лампы.
Кроме указанных применений, светодиодные светильники хорошо подходят для освещения музеев и раритетов, поскольку спектр лампы не содержит ультрафиолетовой составляющей.

Светильники для уличного освещения

Влагозащищённый светодиодный прожектор для уличного освещения, мощностью 10 Вт.
Светильники для улиц, парков и дорог должны удовлетворять многим критериям. Основные особенности, которые необходимо учитывать:

Экономия электроэнергии. Светильники для улицы освещают большие территории и особенно важно, чтобы бóльшая часть излучаемого света направлялась на освещаемую поверхность. Светодиодные приборы наиболее удовлетворяют таким требованиям в исполнениях прямого света и преимущественно прямого света (по ГОСТ 17677-82) и позволяют получить экономию электроэнергии даже по сравнению с аналогичными газоразрядными лампами высокого давления и натриевыми лампами.

Прочность конструкции и защищенность от воздействия окружающей среды. Корпус устройства дожен быть сконструирован так, чтобы мусор, испражнения птиц и вода не скапливались на поверхности светильника и не ухудшали его охлаждающую способность, прозрачность защитного стекла, тем самым сохраняя характеристики в течение всего срока службы.

Цветопередача. Светодиодные источники освещения в большинстве обладают лучшими характеристиками цветопередачи. Кроме того, цветовой оттенок и индекс цветопередачи могут быть подобраны при выборе светильника для конкретного приложения.

Срок службы светодиодных ламп значительно превышает срок службы традиционных уличных источников освещения. Однако, светодиодные источники света чувствительны к повышенной температуре и при плохом теплоотводе срок службы может быть значительно снижен.

Равномерность освещения зависит от конструкции светильника и в большинстве обеспечивает необходимую диаграмму направленности для светильников прямого света.

Цена светодиодного светильника зачастую значительно выше аналогичных традиционных устройств освещения. Но, поскольку замена ламп в традиционных устройствах наружного освещения связана со значительными затратами, требует специального оборудования, использование светодиодных устройств в некоторых случаях даёт ощутимую экономию в ближайшей перспективе применения.

Светильники для производственных целей, офисов и ЖКХ
Светильники предназначены для автоматического управления освещением в жилых домах и общественных местах, а также в производственных, офисных, складских и иных помещениях: лестничные клетки и марши подъездов, коридоры и переходы, козырьки и тамбура, подвалы и чердаки, лифты и лифтовые площадки, комнаты и подсобные помещения, предподъездные территории, подземные автостоянки, а также другие второстепенные помещения, требующие ухода и освещения.

Сменная светодиодная лампа

Бытовые светодиодные лампы
Сменная светодиодная лампа — осветительный прибор, устанавливаемый в существующий светильник, изначально предназначенный как для установки сменных светодиодных ламп, так и для установки ламп другого типа — (люминесцентных, накаливания, галогенных), возможно, с некоторой доработкой. В настоящее время выпускаются светодиодные лампы практически под все существующие типы цоколей. Лампы выпускаются мощностью до 40 Вт и предназначены для установки в бытовые осветительные устройства — настольные светильники, потолочные светильники, бра — как быстрая замена менее экономичных традиционных ламп без изменения дизайна и конструкции. Производители кроме напряжения питания, потребляемой мощности и цоколя, указывают оттенок белого света (цветовую температуру), срок службы лампы и мощность аналогичной лампы накаливания(обычно завышая).

Интересные факты
На упаковке светодиодных ламп фирмы Smartbuy указан "коэффициент мощности 0,06". При минимально разрешённом в России 0,7 при мощности до 25 Вт и 0,85 при суммарной потребляемой мощности светильников более 25 Вт. 
Даже, если это опечатка, и PF=0,6, при мощности в данном случае 11 Вт, применение таких ламп запрещено законом, хотя возможно на самом деле имелся ввиду коэффициент пульсации.