Выбираем светодиоды для лампочек на 220 вольт: основные характеристики и параметры

Выбираем светодиоды для лампочек на 220 вольт: основные характеристики и параметры

Эта аббревиатура от «surface mounted device», что означает «прибор, монтируемый на поверхность». Следовательно, диод smd – это устройство в маленьком корпусе, с вмонтированным в него светоизлучающим кристаллом, установленное на печатную плату методом поверхностного монтажа. Светодиодные чипы этого типа имеют до трех диодов, к каждому из которых прикреплена схема. Выводы сделаны в форме полосок из металла, поэтому световые диоды подключаются непосредственно к плате (не нужны «ножки» для крепления). Монтаж осуществляется либо вручную, либо автоматизированным способом.

Алгоритм изготовления СМД:

• выращивание кристалла методом металлоорганической эпитаксии, т. е. наращением кристаллических слоев на подложку. Эпитаксия осуществляется пиролизом (термическим разложением) металлоорганики, содержащей определенные химические элементы;
• планарная обработка выращенного кристалла, подразумевающая его травление, создание контактов, разрезание на несколько тысяч отдельных чипов;
• биннирование (сортировка) чипов на группы по таким критериям: длине волны, напряжению, световому потоку;
• изготовление светодиода с нужными параметрами и характеристиками. Это последний этап, на котором делают корпус изделия, монтируют выводы, наносят люминофор (при необходимости).

Если конструкция полупроводникового прибора предусматривает линзы, то их производству также уделяют повышенное внимание. Они должны хорошо пропускать свет, быть температурно-стабильными, иметь долгий срок службы. Их изготавливают из пластика, силикона, эпоксидной смолы.

Преимущества СМД световых полупроводников:

• малая потребляемая мощность (энергоэффективность);
• отсутствие ртути в составе материалов;
• малые габариты;
• долговечность (до 50 тысяч часов непрерывной работы);
• стойкость к механическим повреждениям, вибрации, перепадам температуры;
• мгновенный ответ при включении;
• усиленный теплоотвод;
• возможность монтажа на любую поверхность;
• разнообразный модельный ряд, что позволяет использовать их в любой сфере: в быту, в промышленности, для уличного освещения, дизайнерской подсветки и т. д. По востребованности на рынке SMD-диоды занимают лидирующие позиции.

Связанные вопросы и ответы:

Что такое светодиоды и как они работают

В результате многолетних разработок налажено производство разных типов светодиодов по функциональному предназначению, размерам и конструктивному исполнению. При изготовлении применяют модели разных форм, яркости, способу монтажа.

Выводные светодиоды

Характеризуются как маломощные источники света, оснащены специальными «ножками», при помощи которых производится монтаж в отверстия печатной платы. Модели с небольшим углом свечения применяют в изготовлении вывесок, рекламных табло. Используют как индикаторные маячки и подсветку для электротехники, а также устанавливают в «лазерные» указки, бытовые фонари и светильники.

Предназначены для поверхностного монтажа, классифицируют модели в зависимости от их диаметра. Размер моделей и отличия светодиодов влияют на яркость, габаритность источника освещения. Типовые модификации корпусов:

• круглой формы от 3 до 10 мм;
• прямоугольные «Пиранья» с четырьмя ножками, что повышает устойчивость к вибрации. Модели часто используют в приборной панели автомобиля. Долговечны, благодаря надежной системе теплоотвода;
• цилиндрические диоды диаметром 3, 5 или 8 мм. Однонаправленные выводы проволочного типа.

Монтаж осуществляют с помощью паяльника и припоя. Используют металлические держатели для диодов с винтовым креплением.

SMD-светодиоды

Универсальные модели с крепким корпусом используют для ламп общего назначения, индикаторных панелей, аварийного освещения. Популярны ленты на SMD-диодах в виде линеек и модулей.

В основе диода светодиодный кристалл, который расположен в квадратном или прямоугольном корпусе. Оптическое покрытие готового чипа, как правило, из люминофора. Фокусирующая линза формирует диапазон направленности светового потока. Выводы в виде металлических полосок. На плату SMD-диодов устанавливают методом поверхностного монтажа.

Благодаря надежному теплоотводу мощные модели сохраняют стабильный режим работы на протяжении нескольких лет.

COB-светодиоды

В отличие от дискретных чипов в отдельных корпусах идея COB-матрицы помогает получить высокую плотность кристаллов с суммарным световым потоком высокой интенсивности и однородности. Используется керамическая или алюминиевая подложка, на которой диоды, соединенные в кластеры, герметично заливают люминофором.

LED характеристики компактной матрицы нормированы рабочим током в соответствии с видом используемых кристаллов, с требуемой на выходе мощностью/яркостью.

Какие типы светодиодов можно использовать в лампочках на 220 вольт

Во времена, когда лампа накаливания была источником света №1, понятие светового потока мало кого интересовало. Яркость свечения определялась номинальной мощностью лампочки. С появлением светодиодов мощность потребления источников света снизилась в разы, а КПД вырос. За счет этого появилась экономия, о которой так часто напоминают рекламные ролики.

Световой поток (Ф, лм или lm) – величина, которая указывает на количество световой энергии, отдаваемой осветительным прибором. Опираясь на значение светового потока можно легко подобрать замену существующей лампочке со спиралью. Для этого можно воспользоваться нижеприведенной таблицей соответствия.Наравне со световым потоком часто можно встретить понятие «световая отдача». Её определяют как отношение светового потока к потребляемой мощности и измеряют в лм/Вт. Данная характеристика более полно отражает эффективность источника излучения. Например, светодиодная лампа нейтрального света мощностью 10 Вт излучает световой поток примерно в 900-950 лм. Значит, её светоотдача будет равна 90-95 лм/Вт. Это примерно в 7,5 раз больше, чем у аналога со спиралью в 75 Вт с таким же световым потоком.

Бывает, что после замены лампы накаливания на светодиодную её яркость оказывается ниже заявленной. Первая причина такого явления – установка дешёвых китайских светодиодов. Вторая – заниженная мощность потребления. Эти обе причины говорят о товаре низкого качества.

Также величина светового потока зависит от цветовой температуры. В случае со светодиодами принято указывать световой поток для нейтрального света (4500°K). Чем выше цветовая температура, тем больше световой поток и наоборот. Разница в светоотдаче между однотипными светодиодными лампами теплого (2700°K) и холодного (5300°K) свечения может достигать 20%.

Какие характеристики следует учитывать при выборе светодиодов для лампочек на 220 вольт

Этот способ самый сложный и не является точным, прибегать к нему советую только в крайнем случае, когда достаточно хотя бы примерных значений.

Определить мощность лазерного светодиода при помощи мультиметра нельзя!

Имея на руках только один мультиметр (он же тестер), для измерения следует выполнить следующую последовательность действий:

1. Собрать схему с подключенным светодиодом через токоограничивающий резистор на 500 Ом от блока питания с плавной регулировкой напряжения от 0 до 12 В. 
2. Плавно поднимая напряжение на блоке питания, следует постоянно измерять напряжение на блоке питания и светоизлучающем диоде, т.е. до резистора и после (в местах V1 и V2). В таком способе удобно использовать два мультиметра или два вольтметра. Изначально, значения напряжений будут почти одинаковы (разница не более 0,1В). При достижении определенного уровня, начнется ощутимый рост разницы измеряемых значений.
3. Зафиксировать значение напряжение
4. Подключить проверяемый светоизлучающий диод через резистор 10 Ом последовательно с амперметром. Если нет амперметра, используйте мультиметр. 
5. Поднимите напряжение до зафиксированного ранее значения V
6. Зафиксируйте значение тока и, используя закон Ома, определите мощность светодиода.

Как это сделать, читайте ниже.

Иногда люди сталкиваются с интересной особенностью, проверяемый светоизлучающий диод исправен ( проверяют светодиод мультиметром ), но никак не светится при подаче на него питания. Оказывается, что он инфракрасный. Определить ИК — светодиод можно посмотрев на него через объектив камеры. Он будет светиться.

Какой световой поток и цветовой температуры должны быть у светодиодов для лампочек на 220 вольт

Работа светодиодных ламп с напряжением 220V характеризуется более чем десятью техническими параметрами. Информированность о них поможет купить светильники, которые будут максимально соответствовать потребностям в освещении и обеспечат длительную работу светодиодов.

Номинальный световой поток

Анализировать световой поток ламп можно как в номинальных единицах (люменах), так и в относительных (люмен/ватт). Чем больше мощность светодиода, тем ярче испускаемый пучок света.

Люминесцентные лампы чувствительны к частым включениям и выключениям, поэтому их использование в проходных комнатах быстро приводит к поломке

Однако важней соотношение светового потока к 1 Вт потреблённой энергии.

Оно отличается у разных производителей:

• у европейских, японских и фирменных китайских – 110-125Лм/Вт;
• у дешевых китайских – 60-80Лм/Вт;
• у крупнейших международных поставщиков с использованием технологии COB – 180-190Лм/Вт.

Покупать рекомендуется светодиодные лампы, тщательно изучив характеристики приборов . Рекомендуем обращать внимание с наибольшим показателем светового потока на 1 Вт мощности. Они экономнее, долговечнее, а стоят не намного дороже.

Потребляемая максимальная мощность

От уровня потребляемой мощности LED-ламп напрямую зависит испускаемый ими световой поток. В рамках одного модельного ряда эта зависимость практически линейная.

Вследствие того, что сами светодиоды занимают минимум места в лампе, её мощность можно легко увеличивать без изменения формы корпуса лишь за счет роста числа кристаллов.

Но так как конечной целью покупки светильников является всё же достаточный уровень освещенности в помещении, то иногда лучше купить одно надежное дорогое LED-устройство, чем два дешевых. Их световой поток будет равен, а потребляемая мощность – различаться в два раза.

Уровень цветовой температуры

От уровня цветовой температуры LED-ламп зависит оттенок излучаемого ими света. Он может варьироваться от желтого до белого. Каждый цвет по-разному влияет на человека. Лампы с теплым желтым светом имеют температуру 2600-3200К и способствуют релаксации. Их рекомендуют покупать для дома.

В комнатах с желтыми стенами рекомендуется использовать LED-лампы с температурой около 4000К, чтобы белый свет подчеркивал элементы интерьера

Светильники с температурой 6000К имеют холодный белый цвет с голубым оттенком и повышают работоспособность. Их устанавливают в офисах, производственных помещениях, а также за рабочим столом.

Существуют и лампы, испускающие нейтрально белый свет. Их температура равна 3700-4200К, и они обеспечивают спектр излучения, максимально приближенный к дневному свету.

Вид цоколя лампы

При смене ламп накаливания на LED важно обращать внимание на цоколь диодного прибора . Наиболее распространены вкручивающиеся варианты E27 и E14, а также с 2 штырьками – GU5.3, GU10 и GU13. При покупке рекомендуется взять свои старые лампы в магазин, показать их продавцу, чтобы он подсказал подходящие светодиодные модели.

Приобретение лампы с неправильной формой цоколя требует возвращения в магазин, оформления возврата светильника и покупки подходящей модели

Производители LED-ламп позаботились и о собственниках старых люминесцентных трубок. Для них выпускаются светодиодные аналоги на замену , которые имеют те же самые размеры и разъемы. Их можно встроить в корпуса имеющихся светильников.

Диапазон рабочих температур

LED-лампы чувствительны к перегреванию, поэтому важно учитывать их рабочую температуру, написанную на упаковке.

На нагрев светильников оказывают влияние следующие факторы:

1. Наличие у светильника колпака.
2. Температура в помещении.
3. Расстояние от потолка до точечного светильника, закреплённого на гипсокартоне.
4. Наличие алюминиевого радиатора в самой лампе.
5. Кратковременные повышения температуры в комнате, например, в кухне при приготовлении пищи.

Для работы в условиях повышенной температуры продаются светодиодные лампы специальной конструкции. Именно их рекомендуется покупать при желании избежать негативного влияния перегрева на светодиод.

Пульсация светового потока

Свет хороших светодиодных ламп вообще не должен пульсировать, ведь мигания с частотой ниже 300Гц негативно сказываются на здоровье человека. Определить нестабильность светового потока можно несколькими способами.

Как определить мощность светодиодов для лампочек на 220 вольт

Возрастающий уровень потребления энергии при одновременном удорожании энергоресурсов приводит к распространению новых энергосберегающих технологий. В настоящее время наблюдает рост объема продаж основанных на светодиодах осветительных приборов бытового и промышленного назначения, которые становятся все более доступными.

В России и многих странах Европы действуют законы о постепенном прекращении выпуска ламп накаливания. Экономия энергии при замене таких источников света, а также галогенных и люминесцентных ламп на светодиодные достигает 2-8 раз. Кроме того, при переходе на энергосберегающие устройства снижаются эксплуатационные затраты и расходы на техническое обслуживание, повышается экологическая безопасность объектов и сокращаются выбросы углекислого газа.

Энергосберегающие характеристики светодиодных светильников

Конструкция светодиодного светильника, включающая корпус, оптическую систему и кристалл, обладающий полупроводниковыми свойствами, позволяет без лишних потерь преобразовывать электроэнергию в световой поток, благодаря чему снижается потребление энергоресурсов и обеспечивается существенная экономия энергии .

Срок службы LED-устройств при обеспечении эффективного отвода тепла достигает 60-100 тыс. часов или более 10 лет. Время работы ламп накаливания составляет в среднем 1 тыс. часов. Благодаря надежности, долговечности и низкому энергопотреблению экономия энергии при установке новых осветительных приборов заметна даже в масштабах небольшого производственного предприятия или коммерческого объекта. Устройства на основе LED-технологий полностью окупают вложения за период 1-2,5 лет.

Выбор светодиодных приборов с оптимальными характеристиками

На современном светотехническом рынке представлены LED-приборы с различными характеристиками и энергосберегающими показателями, от которых зависит экономия энергии при использовании устройств.

При выборе светильника важно обратить внимание на значение показателя световой эффективности, то есть величины светового потока, который источник света излучает при потреблении одного ватта электрической энергии. С целью сохранения уровня освещенности и поддержания комфортных условий на объекте световой поток устанавливаемого светильника должен выбираться не ниже данного показателя для заменяемого прибора. При установке светильников необходимо учитывать, что для ламп накаливания световая эффективность составляет 10-15 лм/Вт, люминесцентных приборов – 65 лм/Вт, современных светодиодных устройств – 110-150 лм/Вт.

Получить подробную информацию о вариантах исполнения и характеристиках осветительных приборов заказчики могут в каталоге продукции и у консультантов компании ReLED. Высококачественные светодиоды, применяемые в предлагаемых источниках света, обеспечивают высокие характеристики светового потока в течение полного эксплуатационного срока.

Как выбрать светодиоды для лампочек на 220 вольт, учитывая их долговечность

Светодиодная (LED) лампа представляет собой корпусное электронное полупроводниковое устройство на основе LED-технологий, предназначено излучать свет под воздействием электрического тока. Первые практически применимые светодиоды появились в 1960-х годах и генерировали излучение в красном спектре видимых для человеческого глаза электромагнитных волн. Более поздние исследования позволили создать оранжевые, жёлтые и синие диоды. Особо сложной технологической задачей было увеличить количество света от этих приборов.

Сам по себе светодиод состоит из полупроводникового кристалла под крышкой прозрачного полимера и двух контактов. Как и обычный диод, пропускает электрический ток только в одном направлении, при прохождении которого электроны в кристалле отдают избыток энергии в виде света.

Каждый такой прибор не излучает белого света, привычного человеческому глазу, и работает от постоянного тока, в то время как в электрической бытовой сети протекает переменный ток с гораздо более высоким напряжением, чем требуется для работы полупроводников. Поэтому светодиодная лампа на 220 вольт — сложное устройство, состоящее из следующих компонентов:

• одного или нескольких светодиодов;
• преобразователя напряжения;
• корпуса с цоколем;
• оптической части.

Основа для большинства современных ламп — плата с синими светодиодами в комбинации с белым люминофором. Благодаря явлению фотолюминесценции последний преобразует поглощённый свет в излучение с заданным спектром. Этот блок закрыт крышкой из прозрачного пластика, задача которого — рассеивать свет и свести к минимуму блики. При необходимости создания направленного пучка в крышку монтируют линзы и отражатели.

Блок электроники содержит модули преобразования переменного напряжения в постоянное и контроля за преобразованием. Все эти элементы вместе с цоколем объединяет корпус, который одновременно служит теплоотводящим радиатором.

Какие факторы влияют на энергоэффективность светодиодов для лампочек на 220 вольт

Как правильно подключить через выключатель

При подсоединении к выключателю также необходимо использовать стабилизатор напряжения, гасящий резистор. Сначала подключается нулевая фаза напрямую от распределительной коробки. После этого к светильнику подключается резистор, а затем к нему подсоединяется провод с основной фазой.

При такой последовательности подключения, если перепутать фазы, ничего серьезного не произойдет. Единственное, лампы будут под напряжением постоянно, а выключатель не будет исполнять свою функцию. Если последовательность поменять, и сначала подключать резистор к выключателю, то путаница фаз приведет к сгоранию ламп сразу же.

Филаментные лампы

Филаментный источник света внешне напоминает лампу накаливания, но конструктивно остается светодиодным изделием. В таком случае пропадает необходимость в отводе тепла, но применение устройств в бытовой сфере связано с исключительно эстетическими соображениями.

Основной элемент филаментного прибора — светодиодная нить. В зависимости от количества таких нитей производят изделия разной мощности. Филамент — тонкий стержень из стекла, на поверхности которого имеются SMD-диоды. Верхняя часть покрывается люминофором, дающим желтый оттенок. Для отвода тепла применяют стеклянную колбу, внутренняя часть которой заполняется газом.

Из-за отсутствия места для драйвера внутри производители размещают низкокачественный модуль питания. Это повышает пульсацию, негативно сказывающуюся на зрительных органах. Для избавления от мерцания между цоколем и колбой добавляется пластиковое кольцо с качественным драйвером.

Схема светодиодного драйвера

На рисунке ниже изображена упрощённая схема драйвера, который используется в лампах 220 В.

Схема драйвера.

Схема подразумевает использование только основных деталей. Здесь имеются 2 резистора – R1 и R2. К ним по встречно-параллельному принципу подключены диоды HL1 и HL2. Такое устройство обеспечивает схеме защиту от обратного выброса напряжения. При включении сигнал, поступающий на лампу, возрастает до 100 Гц. Напряжение 220 В подаётся через С1 (ограничительный конденсатор). Отсюда оно поступает на выпрямительный мост и чипы.

Какие материалы корпуса и защитные покрытия используются для светодиодов для лампочек на 220 вольт

Преимущество лампочек — простота их замены и доступность. Их можно купить везде, а сломанную просто скручивают и заменяют. Лампочки стоит выбирать энергосберегающие. Они не только более долговечны, чем традиционные (служат примерно в 10 раз дольше), но и дешевле. В традиционных лампочках большая часть энергии преобразуется в тепло (они сильно нагреваются).
А энергосберегающие остаются холодными даже при длительном освещении. Подсчитано, что их эффективность составляет 80% — 90%, что означает меньше потерь электроэнергии.
Недостатком лампочек является их недолговечность по сравнению со светодиодами, они работают меньше — энергосберегающие около 10 000 часов, обычные — около 1000 часов. Они также более уязвимы для повреждений и не всегда могут использоваться на открытом воздухе. Их размеры также могут быть проблемой.

2.Как выбрать лампочку?

Каждая лампочка имеет на упаковке информацию о её параметрах.
Строка из трех цифр сообщает тип света. Первая цифра — это индекс цветопередачи (т.е. проявление цветов на свету). Выбирать следует лампочки с показателями R не более 100.
Вторая и третья цифры обозначают цвет света в Кельвинах. Холодный свет более 5000К, теплый — до 3300К. Нейтральное освещение, будет в диапазоне 3300-5000 К. Эти значения иногда заменяются описаниями — теплый белый.
Теплый свет, создает впечатление уюта. Такие лампочки подходят для интерьеров, где нужно создать приятную расслабляющую атмосферу, в гостиных, спальнях и детских комнатах. Он красиво подчёркивает теплые тона, такие как желтый, коричневый и красный.
Холодный цвет света используется в помещениях, предназначенных для работы (включая офисы и домашние кабинеты), а также в ванных комнатах. Это резкий белый свет. Этот свет обладает мотивирующим и мобилизующим действием, но в сочетании с холодными цветами стен (зеленым или синим) может усилить впечатление холода и отсутствия уюта.
Также каждая лампа имеет обозначенную светоотдачу, выраженную в ваттах (иногда в люменах). В зависимости от того, сколько источников света находится в комнате и насколько сильным должен быть свет, выбираются соответствующие значения.
Там, где нужно хорошее освещение для работы ( в офисе или на кухне), стоит установить лампочки мощностью не менее 60 Вт (традиционные), 13-15 Вт (энергосберегающие) или примерно 11 Вт (светодиодные).
Основное освещение можно дополнить настенными, напольными или декоративными светильниками. В таких точках достаточно лампочек мощностью 40 Вт или послабее (т.е. энергосберегающие около 10 Вт, а светодиоды около 5 Вт).
Еще один параметр указанный на упаковке — размер резьбы. Традиционные модели со стандартной резьбой отмечены символом E27. Мелкая резьба — это изделия, обозначенные как E14.