Освещение led: применение и принцип работы

За последнее десятилетие светодиодное освещение буквально ворвалось в нашу жизнь и изменило ее до неузнаваемости. Светодиоды (LED) используют пpaктически везде. Заменив люминесцентные лампы, они способствовали новому витку в развитии жидкокристаллических дисплеев: техника стала компактной, появились тонкие цветные телефоны, затем смартфоны, планшеты, ультратонкие телевизоры и мониторы.
Все это повлияло на значительное сокращение потрeбления электроэнергии. По этой же причине уличное led освещение уже давно стало нормой в развитых городах. Как вы уже поняли, сегодняшняя статья будет целиком и полностью посвящена светодиодам.
Содержание
Плюсы и минусы светодиодного освещения
Светодиодная лампа типа «кукуруза»Как и любая вещь, светодиоды имеют положительные и отрицательные качества, которые необходимо знать.
Достоинства светодиодного освещения
Давайте начнем с того, что назовем преимущества такого освещения, чтобы до конца понять, почему оно так быстро набрало популярность и смогло подвинуть своих конкурентов.
Сравнение люминесцентной и светодиодной лампИнтересно знать! На самом деле производители не имеют возможности выполнять полноценного тестирования срока службы, из-за постоянных изменений и развития технологий, а для определения сроков службы пользуются различными методиками прогнозирования, такими как: ТМ-21 и IESNA LM -80.
Согласитесь, перечень достоинств весьма велик.
Недостатки LED освещения
Но, как и всегда, имеется «ложка дегтя». Давайте перечислим проблемы светодиодов, которые пока не удалось разрешить:
Синий спектр светодиодного света также вреден – он утомляет глаза и может повредить сетчатку глаза при длительном воздействии.
Дополнительно мы подобрали для вас видео, где про светодиодные лампы рассказано и показано много интересного.
Применение светодиодного освещения
Где же чаще всего используют светодиоды? Как мы успели убедиться, данная технология еще не до конца освоена, и порой минусы перечеркивают все преимущества. Но, естественно, существуют области, в которых замена освещения на led, более чем оправдана.
LED уличное освещениеВ первую очередь, речь идет о наружном освещении улиц городов и пригородных участков трасс (см. Где применяется наружное светодиодное освещение). Многие страны начали менять старые ртутные лампы на новые, светодиодные. В лидерах оказалась Европа, где инвестиции в LED освещение составили в два раза большую сумму, чем в обычное. Ожидаемая экономия составляет 60-70%.
Отдельные города, такие как финский Турку, планируют полный переход на светодиодное освещение. К примеру, в уже упомянутом городе, сумели сэкономить 1 386 00 КВт, что сопоставимо со среднегодовым потрeблением 1300 одноэтажных зданий.
Благодаря своей экономичности, яркости и безопасности светодиоды широко применяются в прожекторах, светильниках, автомобильных фарах, светофорах, домашних лампах освещения и компактных, переносных ручных фонариках, светоотдача которых может доходить до 5000 Лм.
Также их используют:
Плоский светодиодный светофорДля организации праздничной и декоративной уличной подсветки светодиоды подходят, как нельзя лучше. Для упрощения монтажа по периметру зданий и прочих труднодоступных мест была разработана светодиодная лента.
С ее помощью можно выполнить подсветку объекта со сложной геометрией в любом доступном цветовом спектре. Ленты вешают на дома, деревья, памятники и другие объекты.
Интересные факты о светодиодах
Данная глава будет интересна для людей, которые желают расширить свой кругозор, и узнать особенности СИД поподробнее. Мы поговорим о тех вещах, которые обычно опускаются в подобных статьях, но данная информация может показаться кому-то очень интересной.
Что такое светодиод, и как он работает
Раскрываем тайну светодиодовСветоизлучающий диод – это полупроводниковый прибор с p-n-переходом (электронно-дырочным). При пропускании через него электрического тока создается электромагнитное излучение, видимое человеческим глазом – свет.
В момент перехода электрического тока в прямом направлении, электроны и дырки (носители заряда), из-за того, что электроны переходят с одного уровня на другой, рекомбинируют с излучением от фотонов.
Человечеству известно много полупроводников, но не все они способны эффективно излучать. Лучше остальных светят прямозонные полупроводники, типа AIIIBV и AIIIBVI. Производители комбинируют состав полупроводников, чтобы создавать требуемые длины волн излучения – от инфpaкрасного до ультрафиолета.
История появления
Эволюция осветительных приборовБританский экспериментатор Генри Раунд, еще в далеком 1907 году, впервые обнаружил свечение, излучаемое твердотельным диодом. Он пропускал электрический ток через карбид кремния (карборунд) и заметил оранжевое, желтое и зеленое свечение на катоде. По сути, он первым открыл и описал эффект электролюминесценции.
В 1923 году, те же открытия повторно, но независимо, совершил советский ученый-физик О.В. Лосев. Работая в Нижегородской радиолаборатории, он обнаружил слабое свечение в точке контакта двух различных материалов (работал он с парой карборунд — стальная проволока).
Данное открытие было опубликовано в научной литературе, но пpaктического применения в то время оно не нашло, поэтому дальнейшие исследования не возобновлялись не один десяток лет. Однако сам Лосев смог найти пpaктическую значимость, предположив, что открытие можно применять для создания твердотельных безвакуумных источников света, способных работать на очень низком напряжении (около 10 В). Также он доказал, что электрическая люминесценция возникает в районе спая двух материалов.
В 1961 году два физика Гарри Питтман и Роберт Брайард получили патент на изобретение первого инфpaкрасного светодиода.
Светоизлучающий диод инфpaкрасныйИнтересно знать! Данные диоды до сих пор применяются в пультах дистанционного управления бытовой техники.
Первый в мире светодиод, излучающий в видимом спектре (красном), разработал Ник Холоньяк, работавший на компанию General Electric. Именно он считается создателем современных светодиодов.
Немного позднее, его бывший студент Джордж Крафорд демонстрирует первый светодиод, излучающий желтый свет. Он же доpaбатывает конструкцию диода Холоньяка, улучшая его эффективность в 10 раз – сделано это было в 1972 году.
Первый в мире светодиод с высокой яркостью создает в 1976 году Т. Пирсол. Его изобретение было предназначено для применения в телекоммуникациях под оптоволоконные линии связи.
Из-за того, что до 1968 года цена светодиодов была невероятно высока (до 200 долларов за штуку), их пpaктическое применение пpaктически отсутствовало. В 1971 году исследования Жака Панкова в американской лаборатории RCA привели к созданию синего светодиода. Тогда же и было организовано первое массовое производство.
LED телевизоры очень тонкие и яркиеВ начале 90-х годов японские разработчики Исама Акасаки и Хироси Амано создали дешевый синий светодиод, за что получили Нобелевскую премию в 2014 году. Данный диод в сочетании с красным и зеленым дает яркий белый свет с высокой энергоэффективностью. Данное явление послужило толчком для создания светодиодных ламп освещения и жидкокристаллических экранов с LED подсветкой.
Схемотехника для светодиодов
Схема драйвера светодиодаСИД начинает работать, когда через него пропускают ток в прямом направлении (как и любой полупроводник, он пропускает ток только в одну сторону). То есть анод и катод имеют различные потенциалы. Ток начинает бежать только при достижении порогового напряжения в цепи, что позволяет с высокой степенью вероятности определить материал полупроводника.
Для работы светодиодов требуются Драйверы – преобразователи тока.
Светодиод подключается к источнику тока, из-за резко возрастающей вольт-амперной хаpaктеристики электронно-дырочного перехода. Подключается СД к источнику напряжения через резистор, который ограничивает ток в цепи. Часть светодиодов устроена таким образом, что ток ограничивает встроенная цепь. Для них всегда указывается допустимый диапазон напряжений.
Драйвер светодиодаЕсли подключить светодиод к источнику напряжения, который превышает заявленное падение напряжения, то возможно, что ток превысит допустимые значения, из-за чего СИД перегреется и мгновенно выйдет из строя. Именно поэтому в схеме обязательно наличие последовательно подключенного резистора или схемы с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Последний вариант способен ограничивать ток в необходимых пределах и выполнять регулировку яркости.
Светодиоды обладают невысоким обратным пробивным напряжением, поэтому недопустимо подавать на них напряжение с обратной полярностью от источника, который обладает небольшим внутренним сопротивлением. В тех схемах, где возможно возникновения обратного напряжения, светодиод защищается простым диодом, который подключается параллельно в противоположной полярности.
OLED – органические светодиоды
Органические светодиодыНе так давно, мир увидел первые органические светодиоды, которые представляют собой изготовленные из органических соединений многослойные структуры. Они способны эффективно излучать свет при пропускании через них электрического тока.
Основное применение данной разработки состоит в создании экранов (дисплеев), которые возможно со временем придут на смену жидкокристаллическим матрицам. Поспособствует этому удешевление производства, но пока цена данного продукта намного выше.
Изображение на таких устройствах является более ярким и контрастным, но проблемой остается срок их службы. Дело в том, что синие OLED не в состоянии работать дольше 17000 тысяч часов (около 2-х лет непрерывного функционирования), тогда как красные и зеленые могут продержаться в несколько раз дольше. При выходе их строя синих светодиодов происходит искажение цветности, то есть монитор становится неисправным.
Интересно знать! Органические СИД нашли свою нишу в устройствах, которые не служат дольше указанного срока, а именно: смартфонах, навигаторах, планшетах и даже в приборах ночного видения.
Крупнейшие производители светодиодов
Серийное производство светодиодовНа сегодняшний день самым массовым производителем является японская корпорация «Nichia Corporation». Это та самая компания, в подразделениях которой и были разработаны дешевые синие и белые светодиоды. На их долю приходится самая большая выручка за продажу сверхъярких полупроводников.
Также можно отметить следующие компании:
В России самым крупными предприятиями, выпускающими светодиоды, являются компании «Оптоган» и «Светлана-Оптоэлектроника», продукция которых является конкурентоспособной даже на территории Европы. Оба предприятия располагаются в Санкт-Петербурге.
«Оптоган» был создан при поддержке ГК «Роснано». Компания выпускает как сами светодиоды, так и матрицы, и чипы.
Продукция компании «Светлана-Оптоэлектроника»«Светлана-Оптоэлектроника» — уникальное в своем роде предприятие, которое сумело организовать на территории страны полный технологический цикл: от стадии разработок, до стадии производства. Выпускают они осветительные системы любого класса, и даже интеллектуальные системы автоматизированного управления освещением.
Samsung в Калужской областиТакже можно отметить дочернее предприятие «Samsung Electronics», расположенное в Калужской области. Они выпускают не только светодиоды, но и телевизоры с LED подсветкой.
Формы ламп и типы цоколей
Если вы, все-таки, решили заменить лампы в доме на светодиодные, то никакая инструкция вам не потребуется – достаточно знать лишь тип цоколя, который установлен в вашем светильнике. Для домашних светодиодных ламп используются следующие типы цоколей:
Цоколь Е14Лампы на светодиодах бывают разных размеров и форм. Они отличаются друг от друга еще и углом рассеивания светового излучения.
Различают следующие типы светодиодных ламп:
На этом подведем итог нашим любительским изысканиям в мире светодиодов. Замена освещения на led, сегодня более чем оправдана, так как недорогие и долговечные светодиоды сильно сокращают расходы на электроэнергию, исключения лишь составляют места с высокой температурой окружающей среды. Всего хорошего, наш дорогой читатель!
Комментарии:
399) Выбираем фотореле для уличного освещения...
28 04 2026 5:52:34
Где в машине включаются фары ближнего и дальнего света на машине? Как правильно их использовать?...
27 04 2026 18:37:23
Светильники для аварийного освещения сейчас достаточно широко представлены на рынке. Но в виду специфичности данной темы разобраться в их комплектации и назначении обычному обывателю достаточно сложно....
26 04 2026 22:33:40
Где сделать розетку для вытяжки? Такой вопрос неизбежно становится перед каждым из нас сразу после покупки этого в общем-то нехитрого устройства....
25 04 2026 6:27:25
Освещение в беседке с технической точки зрения выполнить не так уж сложно, хотя и здесь есть свои нюансы....
24 04 2026 18:47:25
Читайте здесь, как сделать подсветку стен своими руками, какие особенности имеет система подсветки в различных помещениях квартиры или дома, каковы основные цели установки подсветки, на что обратить внимание при выборе осветительных приборов для нее....
22 04 2026 18:11:24
Читайте здесь, какими бывают корпуса для светодиодных светильников, из каких основных материалов они изготавливаются и какими при этом свойствами обладают, какие конструктивные различия они имеют, какими плафонами оснащаются и сколько стоит та или иная модификация....
21 04 2026 3:40:21
Читайте, как подключить датчик движения к светодиодному (LED) прожектору. Что это такое и каков принцип его работы, виды и место установки. Схема подключения и порядок натройки прибора....
20 04 2026 6:53:44
В Чем Преимущества Офисных Потолочных Светодиодных Светильников? Как Правильно Спроектировать Освещение? Ответы На Эти и Другие Вопросы Даны в Статье...
19 04 2026 12:21:56
Напольный накопительный электрический водонагреватель не так широко распространен, как их настенные собратья. И дело здесь не столько в их не эффективности, сколько в целесообразности....
18 04 2026 5:36:17
Подсветка кровати светодиодной лентой: особенности монтажа, выбора ленты, подключения. Достоинства и недостатки использования светодиодов....
17 04 2026 14:40:28
Узнайте, каким образом можно прикрепить настольную лампу к столу. Выясните, для чего это делается и какие преимущества имеют осветительные приборы подобного типа. Виды настольных ламп со струбциной, критерии выбора и особенности использования таких светильников....
16 04 2026 8:13:27
Узнайте, что такое световой поток, с каких единицах измеряется и как показатели используются при расчете системы освещения. Читайте, какая связь существует между ваттом и люменом, люксом и люменом, канделой и люменом. Нужны ли эти показатели при замене лампочки в светильнике, как они используются при создании новой системы освещения....
15 04 2026 13:25:46
Схемы аварийного освещения для различных помещений в значительной степени отличаются. Это зависит от их размеров, мощности системы аварийного освещения и, собственно, требований к самому освещению....
14 04 2026 17:10:49
Работа электрика подразумевает широкий спектр технологических процедур. Это штробление, прокладка кабелей, монтаж оборудования и многое другое. Во время работы...
13 04 2026 23:47:28
Как выбрать хорошую электрическую мясорубку? Такой вопрос неизбежно возникает если вам надоело мучатся с ручной моделью или вас не удовлетворяет качество фарша из кухонного комбайна....
12 04 2026 18:31:17
Датчик движения своими руками: пошаговая инструкция для изготовления. Самые простые схемы для самодельных датчиков движения. Порядок сборки и настройки. Модификации с мембранным усилителем....
10 04 2026 12:58:57
Правильное подключение проводов в распределительной коробке является весомым фактором надежности вашей электрической сети. А если учитывать, что в распределительных коробках сконцентрировано более 50% всех соединений, то этот элемент вашей электрической сети дома или квартиры становится особенно важным....
09 04 2026 22:29:27
Сегодня мы поговорим о том, как происходит замена электролита в автомобильном аккумуляторе и для чего это нужно....
07 04 2026 20:12:38
На данный момент на рынке представлено огромное количество полотенцесушителей с самыми разнообразными системами регулирования, но электрические полотенцесушители с терморегулятором получили наибольшее распространение....
06 04 2026 16:44:32
Как правильно организовать освещение в кухне-гостиной — основные правила, что нужно учесть. Выбор типов светильников, варианты совмещения. Распределение кухонных зон с помощью света, размещение функциональной и декоративной подсветки....
05 04 2026 14:28:33
Читайте, что делать, если в комнате или в офисе раблась энергосберегающая лампа. Действительно ли разбитая лампочка так опасна для человека. Порядок утилизации, демеркуризации. Что нельзя делать в такой ситуации и как проявляется отравление ртутью....
04 04 2026 15:18:54
Узнайте, что можно сделать, если люстра с пультом упраления не включается. Узнайте наиболее распространенные причины, почему светодиодная или галогеновая люстра с ПДУ может не работать. Что может сломаться, чтобы светильник перестал включаться и гореть. Почему может щелкать в выключателе....
03 04 2026 21:35:51
Освещение придомовой территории частного дома — особенности и возможные нюансы, каким требованиям должно соответствовать. Основные зоны подсветки участка загородного дома, необходимое и дополнительное освещение....
02 04 2026 7:35:52
Высоким спросом пользуется опора освещения металлическая. Виды, особенности и способы изготовления таких конструкций, подскажет статья....
01 04 2026 7:40:20
Почти каждый настоящий домашний мастер имеет навыки электромонтера, поэтому прокладку электропроводки в новом доме или квартире многие не доверяют никому, а делают своими руками. Первый этап - это сделать проект и определить, сколько и какого провода и фурнитуры нужно закупить. Постараемся рассказать, как сделать расчет электропроводки в доме....
31 03 2026 7:42:28
Парящие световые линии на натяжном потолке — что это и как их делают, особенности. Виды встроенных линейных светильников, используемые профили, технология монтажа. Для какого дизайна подходит натяжной потолок со световыми линиями....
30 03 2026 12:18:14
Смотрите здесь, что такое диммер и каковы особенности его работы, как выбрать диммируемые светодиодные лампы. Узнайте, что такое мерцание светодиодов, уровни диммирования и какие существуют цоколи ламп. Читайте, что такое цветовая температура, световой поток и индекс цветопередачи....
28 03 2026 19:54:24
Читайте, какие светодиодные ленты предлагает рынок, какая Led лента лучшая для дома. Узнайте, как расшифровать маркировку и выбрать изделие по напряжению, мощности, световой отдаче, цвету. Как подобрать драйвер для приобретенной ленты. Как определить длину отрезка, если блок питания уже куплен....
27 03 2026 1:54:14
Для подключения мощных временных электроприемников достаточно часто используют розетки на 380 вольт. Этот вид коммутационных устройств позволяет обеспечить надежное и качественное подключение....
26 03 2026 2:57:58
Солнечная батарея своими руками: преимущества и недостатки самодельных изделий. Пошаговая инструкция по самостоятельному монтажу. Разновидности солнечных батарей. Какие инструменты и материалы необходимы....
25 03 2026 18:16:10
Варианты освещения кухни с натяжным потолком — общие рекомендации и требования. Виды светильников, критерии выбора. Основные правила размещения источников, правила зонирования кухни с помощью света....
23 03 2026 20:57:31
Подробно о световом потоке, прочих технических хаpaктеристиках и области применения ДНаТ 150 Вт. Особенности подключения, плюсы и минусы источника света. Специфика газоразрядных ламп низкого давления....
22 03 2026 14:58:23
Сегодня постараемся ответить на вопросы, как устроен генератор, что в нем вообще может сломаться, и как оперативно устранить неисправность, если поблизости нет автосервиса....
21 03 2026 17:39:29
Читайте, что такое расчет освещенности, как проводятся вычисления, какие параметры обязательно нужно учитывать. Узнайте самые простые формулы и источники справочных материалов. Обязательно ли учитывать требования нормативов, если рассчитывается система для жилых помещений....
20 03 2026 7:29:11
Светодиодные лампы h4 и их применение: рекомендации по выбору, преимущества и недостатки, лучшие производители....
19 03 2026 3:56:10
Сегодня мы вам подробно расскажем о фонарях уличного освещения на солнечных батареях, их видах и хаpaктеристиках. Также вы узнаете какие предъявляют требования к ним...
18 03 2026 17:20:35
Узнайте, какая высота является оптимальной для установки бра в спальне или другом помещении. Прочитайте, какими критериями и соображениями следует руководствоваться при выборе точек расположения светильников, что необходимо учесть для получения максимального функционального и декоративного эффекта....
17 03 2026 13:48:37
Пылесос — один из старейших бытовых приборов: вот уже более ста лет они помогают людям содержать дом в чистоте. Только современные модели легче, удобнее,...
16 03 2026 3:57:41
Смотрите здесь, почему светодиодные лампы после выключения продолжают тускло гореть. Читайте причины свечения отключенных светодиодов и методы их устранения, и узнайте ее зависимость от схемы электропитания.Сохраните себе советы по выбору светодиодных ламп, которые не будут тускло гореть при отсутствии питания....
15 03 2026 3:49:41
Читайте, как правильно подобрать ультрафиолетовую лампу для черепах. Как установить прибор, чтобы питомец получил максимум польз от него. Особенности использования УФ-ламп...
14 03 2026 4:39:29
Узнайте, какие особенности и правила необходимо выполнить при замене ламп ближнего света на Ладе Гранте. Читайте, какими критериями следует руководствоваться при выборе модели светильника, какие образцы рекомендованы для использования. Порядок действий, необходимых для замены лампы ближнего света....
13 03 2026 3:20:27
Читайте здесь, что такое мощные светодиоды, какие производители и с какими особенностями их изготавливают, какие главные параметры наиболее полно их хаpaктеризуют, в каких областях они чаще всего применяются и какие входят в ТОП популярных на сегодня моделей....
12 03 2026 23:47:58
Разберем как правильно подключить светодиод параллельно и последовательно, как подключить без резистора и можно ли подключить LED к сети переменного тока?...
11 03 2026 13:14:40
Температура света: описание и единицы измерения. Шкала цветовых температур распространённых источников света. Особенности применения светильников с разной цветовой температурой. Влияние ЦТ на эмоции человека....
10 03 2026 17:55:26
Еще:
товары -1 :: товары -2 :: товары -3 :: товары -4 :: товары -5 ::




Рюкзак со светящимся экраном, на который можно закачать свою картинку