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:
Узнайте, что такое дюралайт, его виды, для чего он используется и какими особенностями обладает. Выясните, как производится подключение и соединение отдельных отрезков, уточните для себя общие правила монтажных работ....
16 06 2026 15:33:19
Качественные и количественные показатели освещения представляют собой набор параметров, которые суммарно обеспечивают высококачественное освещение в любом помещении. В нашей статье мы подробно познакомимся со всеми из них, и оценим их влияние на различные системы освещения....
15 06 2026 9:25:54
Читайте, что лучше - светодиод CREE XML Т6 или U2. Узнайте, чем источник света с бином Т6 отличается от источника с бином U2. Когда предпочтительнее чип с повышенной яркость, когда – с оптимальным соотношением качества и эффективности. Как отличить оригинальное изделие CREE XML от подделки....
14 06 2026 15:56:24
Цепная пила на аккумуляторе стала отличным помощником для работы с древесиной на приусадебных участках и в мастерских. О видах, их хаpaктеристиках и выборе сегодня и расскажем...
13 06 2026 10:41:21
Сравнительный анализ ДРЛ 250 и ДРЛ 400 со светодиодными аналогами для цоколя Е40. Расчет окупаемости светодиодных ламп в сравнении с газоразрядными....
12 06 2026 16:43:32
Для ответа на вопрос какие требования предъявляются к аварийному освещению давайте сначала разберемся, а что это такое?...
10 06 2026 21:45:27
Подробности о создании двухуровневевого потолка из гипсокартона со светодоиодной или неоновой подсветкой по периметру. Способы и порядок монтажа многоуровневых натяжных конструкций. Как сделать потолок на два уровня с помощью гипсокартона своими руками....
09 06 2026 19:16:54
Читайте, какими факторами определяется срок службы светодиодных ламп. Узнайте, от чего зависит продолжительность эксплуатации светильников. Особенности выработки ими своего ресурса и методы продления работоспособности ламп....
08 06 2026 23:17:48
Узнайте из этой статьи, как проверить с помощью мультиметра работоспособность светодиодов различного типа. Выясните, какими методами пользуются для определения их состояния, порядок действий и варианты решения вопроса....
07 06 2026 14:58:22
Узнайте, какие лампы лучше всего установить в ближний свет автомобиля Лада Ларгус, каковы особенности конструкции светильников и наиболее популярные модели. Читайте, как производится замена ламп, подготовительные работы и порядок действий....
06 06 2026 3:45:50
Свет для сцены и принципы его размещения — назначение сценической подсветки. Особенности использования 1 или нескольких источников света, как выбрать угол. Варианты схем сценического освещения....
05 06 2026 11:44:36
Читайте, что такое вакуумный диод, чем отличается от полупроводникового. Узнайте, как он устроен и по какому принципу работает. Как создается график ВАХ, на какие особенности необходимо обратить внимание. В каком оборудовании используются электровакуумные диоды, что нужно учесть при выборе....
03 06 2026 20:22:37
Системы управления освещением достаточно разнообразны и способны создать не только комфорт в доме, но и обеспечить значительную экономию. Но зачастую стационарные системы управления достаточно дороги и сложны в монтаже. При этом их функциональность далеко не всегда востребована, а эффект от энергосбережения нивелируется стоимостью самого блока и стоимостью монтажа....
02 06 2026 19:23:34
Причин, почему светодиодные лампы горят при выключенном выключателе может быть несколько: выключатель с подсветкой, неисправная проводка, схема питания....
01 06 2026 13:38:56
На данный момент на рынке вам может встретиться одинарная, оконечная и проходная ТВ розетка. Все эти изделия отличаются не только названием и имеют разную конструкцию и назначение....
31 05 2026 13:19:32
Как подключить цветную светодиодную ленту с пультом: особенности подключения светодиодной ленты, что потребуется, варианты и схемы....
29 05 2026 13:25:56
Самонесущие изолированные провода СИП в последнее время приобретают все большую популярность....
28 05 2026 1:47:30
Для подключения мощных временных электроприемников достаточно часто используют розетки на 380 вольт. Этот вид коммутационных устройств позволяет обеспечить надежное и качественное подключение....
27 05 2026 18:20:35
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....
26 05 2026 20:25:28
Как сделать подсветку потолка точечными светильниками — плюсы и минусы использования, варианты изготовления. Схема расположения светильников, как рассчитать количество, особенности освещения в разных комнатах....
25 05 2026 0:30:45
Ардуино - простейший микропроцессор с набором портов для получения и передачи информации. Давайте сами сделаем на ардуино мигание светодиодом....
24 05 2026 15:37:42
350)Как выполняется подключение к плафону освещения видеорегистратора...
22 05 2026 13:25:56
Вопрос, как подключить оптический кабель интересует уже не только специалистов, но и обычных пользователей. Постараемся раскрыть тему подробнее....
21 05 2026 3:34:49
Какой принцип работы рассеивателя света? Какие материалы подойдут лучше всего при изготовлении светорассеивателя своими руками?...
20 05 2026 23:47:46
Правила пользования люминесцентными лампами. Сколько ртути в люминесцентной лампе? Ликвидация последствий от разбитой лампы. Что делать категорически нельзя? Проявления отравления ртутью....
19 05 2026 0:35:55
Как известно, в любых электрических системах именно качественное соединение обеспечивает пpaктически 90% надежности. Поэтому, в нашей статье мы решили разобрать существующие виды наконечников для опрессовки, их достоинства и недостатки, и, конечно, сферу применения....
18 05 2026 13:13:32
Читайте, какие светодиодные лампы 12 В предлагаются на рынке. Узнайте, какие критерии самые важные при выборе. Изделия каких производителей самые качественные, как можно сэкономить. Почему не выгодно покупать дешевые светодиоды неизвестных производителей....
16 05 2026 13:12:59
При устройстве освещения объектов можно использовать различные приемы и оборудование. Сегодня мы вам подробно расскажем об особенностях применения осветительного шинопровода...
15 05 2026 23:42:53
Дневные ходовые огни: полная информация о ДХО. Что это такое, принцип работы, как выбрать и подключить в своем автомобиле....
14 05 2026 13:25:13
Читайте, что такое светильники ЖКХ, какие основные виды их встречаются в продаже, какими видами ламп они оборудуются, каковы основные особенности каждой модификации, а также с какими системами автоматического управления их совмещают для установки в подъезды, и что такое антивандальное исполнение....
13 05 2026 20:24:42
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....
12 05 2026 12:20:35
Освещение переносное может быть организовано за счет использования светильников на напряжение 12, 36, 42, 127 и 220В....
10 05 2026 14:29:50
Читайте здесь, какие виды датчиков движения для включения света существуют, как они различаются по типу источника питания и способу фиксации движения, по каким техническим хаpaктеристикам их выбирать, где лучше разместить, как подключить, настроить и отрегулировать....
09 05 2026 4:46:56
Рассмотрим более подробно достоинства, недостатки и разновидности жалюзи на окна с электроприводом, виды механизированного управления ими и их особенности....
08 05 2026 18:56:25
Ищем способы, как повесить люстру с планкой на крюк. Способы крепления к бетонному потолку. Как правильно вешать на крючок: пошаговая инструкция. Как крепить светильник без крюка. Правила безопасности и полезные советы....
07 05 2026 0:18:22
Читайте здесь, что такое драйвер для светодиодных светильников, каково его назначение и сфера применения, каков принцип работы и главные хаpaктеристики, какие его разновидности существуют, как выглядит классическая схема и каковы правила его выбора....
06 05 2026 10:11:30
Управление освещением из двух мест, достаточно часто используется как в быту, так и на производстве....
05 05 2026 22:59:12
Читайте, как самостоятельно снять люстру с потолка в квартире. Какие инструменты используются для демонтажа и замены потолочного светильника. Инструкция, как убрать старую и поменять люстру самому....
04 05 2026 18:50:57
Многие заблуждаются, думая, что сделать освещение для рабочих столов на кухне, трудоёмкое дело и потребует, чуть ли не капитального ремонта и больших финансовых затрат. На самом же деле, большой ассортимент осветительных приборов, позволяет создать освещение кухонной рабочей зоны довольно просто и недорого....
01 05 2026 23:15:26
Читайте здесь, почему при включении света взрываются лампочки в люстре. Как установить причину того, что часто лопают и перегорают лампы накаливания в кваритре. Проверяем проводку, патрон и другие элементы....
30 04 2026 19:26:32
История появление первой лампочки, процесс открытия изобретения. Кто является первым изобретателем лампочки накаливания? Особенности и нюансы роботы первой лампочки. Первое массовое производство ламп....
29 04 2026 5:28:33
Читайте, какие бывают варианты освещения в коридоре. Использование верхнего и бокового света, подсветки. Задача дизайнера – получить оптимальную освещенность прихожей и визуально исправить архитектурные недостатки узких, длинных, неправильной формы коридоров....
28 04 2026 7:24:14
Еще:
товары -1 :: товары -2 :: товары -3 :: товары -4 :: товары -5 ::




Рюкзак со светящимся экраном, на который можно закачать свою картинку