Na bázi LED se vyrábí výkonná svítidla jakéhokoli typu – v oblasti bytového i technického osvětlení. Technologie LED osvětlení má však zásadní rozdíly od analogů navržených pro použití žárovek a integrovaných obvodů s plynovou výbojkou. Recenze je věnována typologii LED svítidel s důrazem na tyto rozdíly.
Základna prvku
LED a hardware domácích LED žárovek, kolejových reflektorů a průmyslových reflektorů se od sebe výrazně liší. Proto je před studiem typů lamp důležité porozumět jejich elementární základně. Bez toho je těžké hodnotit klady a zápory různých obchodních nabídek.
Ve schématu osvětlovacích zařízení na bázi LED se rozlišují následující konstrukční úrovně:
- Skutečná LED (LED) – bez obalu, systémy RGB, SMD, PCB Star, COB, Filament.
- IC založený na LED(kách) — lampa, LED pásek nebo samotná LED bez dalších prvků.
- Upevnění – skládá se z IC, driveru, chladiče, spojovacího pouzdra, čoček, difuzoru, reflektoru (reflektoru).
Každá LED se skládá ze substrátu, čipu (vyzařující krystalová dioda) a optické čočky nebo fosforové vrstvy. Bílé světlo s teplotou barev v rozmezí od 2200 K (teplé) do 6500 K (studené) se generuje, když záření z modré nebo fialové LED prochází vrstvou barevného fosforu (obvykle žluté nebo oranžové). Na tomto principu jsou postaveny všechny LED kromě RGB.
Kombinuje červené, modré a zelené diody pod společnou čočkou v jednom pouzdře. Taková zařízení se používají v lampách se spínáním nebo úpravou barvy záření. S jejich pomocí se získává i bílé světlo, jehož spektrum je však pro dlouhodobé vnímání zdaleka přijatelné. Oblastí použití integrovaných obvodů založených na RGB LED je proto dekorativní osvětlení.
Rýže. 1. Lampa s barevnou úpravou
SMD a PCB Star
Zařízení sestávající z jednoho nebo více krystalů v pouzdře pod čočkou nebo fosforem. Spotřeba SMD (od 1 do 9 čipů) nepřesahuje 1 W, ale PCB Star, přestože obsahují pouze 1 krystal v obvodu, mají mnohem výkonnější LED (až 10 W). Oba tyto typy LED se vyznačují úzce směrovaným tokem, nejvyšší světelnou účinností Lm/W a rekordní životností.
Matice mnoha (počet může být i více než 100) čipů na společné desce vyplněné fosforem. Rozsah výkonu COB LED je 3,0 – 150 W (!) Tyto LED mají o něco menší světelný výkon a životnost než SMD, ale mají nejlepší podání barev (CRI = 80 – 96 %). Dalším zásadním rozdílem od SMD je jejich širší úhel rozptylu světla. COB matrice mohou být flexibilní a mít jakýkoli tvar – obdélníkový, kulatý, lineární atd.
Vlákno
LED diody, jejichž vzhled napodobuje vlákna v tradiční Edisonově žárovce. Několik drobných čipů je upevněno na úzkém skleněném proužku a celý proužek je potažen fosforem. Tento typ LED poskytuje nejrovnoměrnější rozptyl světla. Nevýhodou je poměrně krátká životnost.
Rýže. 4. CD Filament
Nezarámované SD
Čipy jsou malé velikosti a výkonné pod luminoforem, ale bez krytu nebo kovové desky. Sada takových čipů upevněných na desce (nebo objemovém prvku) umístěná uvnitř žárovky rozptylující světlo je nejtypičtější náplní LED žárovky.
Lampy, pásy a vysoce výkonné LED jako nezávislé integrované obvody
LED žárovky se vyrábějí s paticemi a kolíkovými kontakty všech typů. To umožňuje jejich použití ve svítidlech určených pro jiné typy integrovaných obvodů. Lampy s nehermetickými polymerovými žárovkami jsou vyrobeny na základě nezabalených LED a velmi zřídka – na bázi SMD. Žárovky LED s vlákny LED používají pro zlepšení odvodu tepla uzavřené skleněné žárovky naplněné heliem.
SMD se používají při výrobě LED pásků. LED diody tohoto typu se používají také v reflektorech a lineárních svítidlech.
Rýže. 5. SMD LED a na nich založené LED pásky
Výkonné COB slouží jako hlavní prvky LED svítidel bez žárovek a v světlometech a jiných technických svítidlech se montují přímo na chladicí radiátory.
Hardware a konstrukční výplně LED svítidel
LED diody se zahřívají méně než žárovky. Proč je tedy chladič povinným prvkem designu LED lampy? Faktem je, že účinnost (světelný výkon) a životnost LED znatelně klesá, pokud je překročena prahová hodnota teploty 60 – 70 °C. Zářič může být součástí konstrukce svítidla, umístěný v tělese svítidla nebo toto těleso nahradit.
LED diody fungují na nízkonapěťový stejnosměrný proud. Proto je v žárovce nebo lampě instalován ovladač – zařízení, které plní funkce usměrňovače a transformátoru. Ovladač se také nazývá napájecí zdroj.
Ovládací obvod pro lampy s řízením barvy (teplota barev) obsahuje regulátor, který zajišťuje selektivní aktivaci jednotlivých čipů.
Rýže. 6. Hlavní konstrukční prvky LED svítidla
Některé integrované obvody LED obsahují stmívač pro změnu jasu světla. Je třeba rozlišovat mezi svítidly s vnitřním stmívačem a stmívatelnými LED/výbojkami. Jas druhého jmenovaného lze měnit externími stmívači, například zabudovanými ve spínačích.
Stmívače v LED svítidlech jsou někdy zabudovány ne pro funkční stmívání, ale pro prodloužení jejich životnosti. Když teplota stoupne nad nastavenou mez, tepelné relé sníží napětí dodávané do LED diod. Takový mechanismus lze považovat za pochybnou alternativu k účinným chladicím radiátorům.
Máte potíže s výběrem LED žárovek?
Zpracujeme kompletní kalkulaci nákladů, potřebné vybavení a 3D vizualizaci osvětlení vašeho objektu. Tento ZDARMA – ještě před koupí a uzavřením smlouvy budete moci zjistit: „Kolik a jaké lampy se vejdou?“, „Kolik to bude stát?“, „Jak to bude vypadat?“ a dokonce i „Jak dlouho bude protivítr?“.
V distribuci světelného toku z LED hrají důležitou roli reflektory, čočky a difuzory. Tyto prvky spolu s hardwarem určují účinnost a vzhled LED svítidel.
Funkční typy LED svítidel
Podívejme se na hlavní skupiny technologie LED osvětlení, věnujte pozornost designu, základně prvků, funkčnosti a rozsahu použití.
Bodové a úzce zaměřené reflektory
3 hlavní techniky pro získání proudu světla s minimálním úhlem rozptylu jsou následující:
- IC na bázi SMD.
- Úzkoúhlé reflektory.
- Zaostřovací čočky.
Takové lampy umožňují osvětlit jednotlivé oblasti a předměty požadovaným jasem. Používají se v dekorativním a reklamním osvětlení, osvětlení pracovišť v místnostech s vysokými stropy, dále v muzeích, galeriích a na výstavách.
Rýže. 7. Podhled s reflektorem poskytujícím malý rozptylový úhel
Ve výstavních reflektorech jsou čočkové systémy nezbytné, protože uspořádání exponátů, jejich velikost a umístění se periodicky mění.
Podhledy s proměnným úhlem světelného toku
Alternativou k drahým optickým zaostřovacím systémům využívajícím čočky jsou LED lampy se sadami vyměnitelných reflektorů. Obvykle jsou navrženy podle schématu zahrnujícího:
- Jedna výkonná kulatá COB LED namontovaná na radiátoru.
- Sada reflektorů, které jsou připevněny k radiátoru nebo krytu.
- Externí ovladač.
Okruh úspěšně funguje v kolejových a kardanových lampách. Oblast použití: komerční prostory, kanceláře, bytové interiéry.
Rýže. 8. Podhledy typu „kombo“ na bázi COB LED se sadou 15° reflektorů; 25°; 38°; 60°
Bodová světla a výkonné světlomety
Formálně je reflektor úzce zaměřený reflektor, o kterém již byla řeč. Rozdíl spočívá v rozsahu jevu. Bodová světla jsou potřebná k osvětlení velkých ploch a objektů, často umístěných ve značné vzdálenosti. Záplavové svítidlo se od reflektoru liší širším úhlem světelného toku. Ale navenek mohou zařízení těchto dvou typů vypadat téměř stejně.
Nemůžete si vystačit s jednou SMD LED ve výkonném světlometu. Designy založené na:
- Matice několika SMD se společným reflektorem.
- Matice několika SMD s jednotlivými čočkami
- Jeden výkonný COB s reflektorem.
- Matice několika COB se společným reflektorem.
Typickým příkladem reflektoru je plochý panel s chladičem a matricí SMD nebo COB bez reflektoru.
Světlomety jsou potřebné k osvětlení ploch, budov, skladovacích prostor a dalších m/s. Žádané jsou také v systémech vnitřního osvětlení – v garážích, divadlech, sportovních a montážních halách.
Špičková zátopová svítidla se často používají v kancelářích, maloobchodních a průmyslových prostorách s vysokými stropy, stejně jako ve velkých sklenících a zimních zahradách.
Všestranná a širokoúhlá svítidla
Termín „Omni“ v designu osvětlení odkazuje na podmíněně bodové integrované obvody, které rozdělují tok světla rovnoměrně do všech směrů, tedy sféricky. Příkladem LED světelného zdroje blízkého omni je LED žárovka s žárovkou hruškovitého nebo svíčkového tvaru bez vnitřního reflektoru. Obdobné rozložení světla vytváří LED svítidlo s rozvodem kukuřičného čipu a matnou žárovkou.
V obytných, veřejných a kancelářských interiérech se omni zdroje používají v tradičně řešených svítidlech. Příklady: rohovinové lustry klasického typu, lustry, nástěnné svítidla a stojací lampy se stínidlem, stejně jako svítidla s rozptýlenými stínidly.
Všestranný IO stačí umístit pod kuželový, polokulový nebo parabolický reflektor – a dostaneme nejběžnější typ technické svítilny se širokoúhlým světelným tokem. Ale největší ekonomický efekt poskytuje schéma s výkonnými COB sestavami pod takovými reflektory. Sklady, průmyslové dílny a velké veřejné prostory jsou často vybaveny širokoúhlými LED lampami na závěsech. Kromě otevřených COB LED používají také LED lampy s luminoforem aplikovaným na žárovku.
Rýže. 10. Širokoúhlá parabolická závěsná svítidla pro skladové, komerční a průmyslové prostory
Lineární
LED žárovky tohoto typu jsou jedním z nejúčinnějších prostředků k zajištění ergonomického a energeticky úsporného osvětlení. Je těžké si představit něco univerzálnějšího v jeho funkčnosti. Pomocí lineárních LED žárovek můžete:
- Zajistěte obecné i místní osvětlení.
- Místnosti vybavte libovolnou výškou stropu (úprava podle délky závěsů).
- Rozsviťte pracoviště v kancelářích a výrobě.
- Rovnoměrně osvětlí velké plochy v komerčních a veřejných prostorách.
- Použití v obytných interiérech v high-tech a minimalistických stylech.
Efektivní lineární dráhové světlo má pouzdro s chladicími žebry, obdélníkovou nebo lineární desku s LED diodami a lineární difuzor ve formě trubice s oválným nebo obdélníkovým průřezem.
Moderní lineární LED svítidla je nutné odlišit od trubicových LED svítidel určených k náhradě zářivek v lineárních svítidlech starého typu. První z nich jsou o 20% – 30% účinnější ve světelném výkonu a vydrží 3 – 5x déle díky lepším podmínkám chlazení.
Rýže. 11. Lineární LED žárovky. Nahoře – na bázi SMD, dole – na lineárním COB
Lineární průmyslová LED svítidla se od kancelářských a komerčních liší složitějším provedením pouzdra, které splňuje speciální provozní podmínky.
Vestavěné panely
Ploché LED stropní panely poskytují rovnoměrné záplavové světlo. Mohou používat matice SMD i COB. Rozhodující roli hraje kvalita clony rozptylující světlo. Svítidla tohoto typu jsou určena pro instalaci na zavěšené stropy, protože přenos tepla z chladicích radiátorů je možný pouze do podstropního prostoru.
Většina sériových modelů LED panelů pro zavěšené podhledy typu Armstrong je určena pro montáž v sekcích 600 x 600 mm.
Rýže. 12. Typy rozptylu světla polykarbonátovými stínítky vestavěných LED panelů
Požadavky na provozní podmínky
Z hlediska dodržování provozních podmínek jsou LED svítidla bez ohledu na jejich funkční typ regulována stejně jako jakákoli jiná osvětlovací zařízení. To znamená, že všechny produkty jsou přiřazeny do určité kategorie podle:
- Typ instalace – stropní, závěsné, konzolové, podlahové atd.
- Energetická třída — existuje 7 tříd od A do G, ale LED technologie odpovídá dvěma nejvyšším třídám (A a B).
- Třída elektrické bezpečnosti – od 0 do 3.
- Stupně ochrany proti prachu (od 2 do 6) a ochrany proti vlhkosti (od 0 do – označeno dvoumístným indexem IP, například IP20 (dostatečné pro čisté, suché prostory) nebo IP67 (pro venkovní prostory a průmyslové prostory s náročnými provozními podmínkami).
Potíže s výběrem lamp?
Zpracujeme kompletní kalkulaci nákladů, potřebné vybavení a 3D vizualizaci osvětlení vašeho objektu. Tento ZDARMA – ještě před koupí a uzavřením smlouvy budete moci zjistit: „Kolik a jaké lampy se vejdou?“, „Kolik to bude stát?“, „Jak to bude vypadat?“ a dokonce i „Jak dlouho bude protivítr?“.
Vzhled LED-elementů (light-emitting diode) znamenal evoluční obrat ve vývoji produktů osvětlení. Technologie infračervených diod byla patentována v roce 1961, ale praktická LED se objevila až o rok později. První LED lampy stály až 200 dolarů, pokles ceny u nich začal o třicet let později – na začátku 90. let, kdy vytvořili levnou modrou diodu.
Během posledního desetiletí jednotlivci a majitelé firem stále více volili cenově dostupné LED osvětlení. Sériová výroba LED prvků, která vykazuje vysokou míru růstu, odráží rostoucí poptávku po nich.
Co je LED osvětlení? Princip činnosti LED
LED je zařízení na bázi polovodičových krystalů s přechodem elektron-díra. Při průchodu elektrického proudu vytváří optické záření v úzkém rozsahu spektra. Při jeho působení začne každý krystal vyzařovat paprsky ve spektru RGB a bílá barva je výsledkem jejich smíchání. Při změně poměru barev se získají odstíny bílého světla z teplého na studené.
Pokud mluvíme o moderních LED lampách, skládají se z následujících prvků:
- deska s diodami
- Ovladač pro usměrnění proudu
- Radiátor pro odvod tepla
- Základna (E27, E14, E40, GU10, GU5.3 atd.)
- Baňka (tradiční tvar, ve formě svíčky, koule, elipsy, “kukuřice”)
- Držáky (spodní a horní)
Výhody a nevýhody LED osvětlení
Stejně jako ostatní oblíbené zdroje osvětlení – tradiční a zářivkové – mají také své výhody a nevýhody. Mezi výhody LED žárovek patří následující vlastnosti:
- Životnost. Jsou schopny pracovat až 100 000 hodin. U žárovky je toto číslo až 1 000 hodin, u halogenové žárovky – až 4 000 hodin, u zářivky – až 10 000 hodin.
- Ekonomická spotřeba energie. Spotřebovávají v průměru 7krát méně elektřiny než žárovka, 2krát méně než zářivka a 4krát méně než halogenová žárovka za předpokladu, že poskytují stejné osvětlení místnosti.
- Parametry světelného výkonu. Výkon světelného toku v nich je 50-100 lm na 1W. U halogenových žárovek je tato charakteristika až 22 lm, u zářivek – až 60 W, u žárovek – až 17 lm. V posledních třech se 40–90 % energie spotřebuje na zahřívání skříně.
- Šetrné k životnímu prostředí. LED lampa neobsahuje žádné toxické složky. Žárovky a halogenové žárovky si nenárokují, že jsou šetrné k životnímu prostředí kvůli množství spotřeby energie, která se plýtvá. Zářivky obsahují rtuťové páry a vyžadují splnění přísných předpisů pro likvidaci schválených na legislativní úrovni.
- Návrhová rezerva bezpečnosti. Žárovky a halogenové žárovky se snadno rozbijí při pádu z výšky až 1 m a lehkém mechanickém nárazu. Silné vibrace způsobí, že se v nich vlákna přetrhnou. Žárovky zářivek jsou odolnější, ale je nežádoucí je lámat z důvodu možného poškození zdraví. Nejodolnější pouzdro pro LED lampy, protože žárovka – nejkřehčí konstrukční prvek – je vyrobena z plastu.
- Přírodní světlo. Spektrum, které je mu nejblíže, je dané LED diodami. Jejich index podání barev je 80-85 jednotek, zatímco přirozené sluneční světlo má 100 jednotek (absolutní hodnota). Této charakteristice se kromě jiných řešení blíží pouze zářivky se svými 60-65 jednotkami.
LED světelné zdroje nevyžadují pravidelnou údržbu a jsou vhodné pro osvětlení vlhkého a prašného prostředí. Na jejich životnost nemá vliv časté zapínání a vypínání, na rozdíl od halogenových, zářivek a žárovek.
Od svého uvedení na trh se světelné zdroje na bázi LED neustále zlevňují, ale stále zůstávají drahé ve srovnání s alternativními řešeními. To je jejich hlavní a jediná nevýhoda. Pokud ale vezmete v úvahu životnost a sníženou spotřebu energie, bude instalace LED osvětlení z ekonomického hlediska výhodnější.
Vlastnosti LED
Provozní proud (mA, miliampéry)
LED prvky pracují od 10-100 mA nebo více. Čím výkonnější dioda, tím vyšší proud potřebuje, ale tím větší je pravděpodobnost spálení LED. Ovladače se používají k nápravě aktuálních charakteristik. Čím přesněji fungují, tím déle dioda vydrží.
Napětí (V, volty)
Závisí na polovodičích a dalších chemických prvcích použitých při výrobě prvku LED. Jejich kvalitativní a kvantitativní charakteristiky přímo ovlivňují barvu záře.
Výkon (W, watty)
Určeno proudem a napětím. Čím vyšší výkon, tím více se LED zahřeje, ale rychleji selže. Aby se zabránilo takovému vývoji událostí, jsou nuceně chlazeny instalací radiátorů vyrobených z hliníku nebo jiných materiálů s podobnými vlastnostmi.
Teplota barev (K, Kelvin)
Záleží na materiálech použitých k výrobě diody. Teplota určuje odstín LED. Může být teplá žlutá (1 – 800 K), neutrální bílá (3 – 500 K) nebo modravě studená (3 K a více).
Světelný tok (lx, lux)
Určuje intenzitu světla. To znamená, kolik lumenů (jednotek světelného toku) na jednotku výkonu se rovná 1 wattu.
Úhel rozptylu (°, stupeň)
Záleží na vlastnostech divergenční čočky. Pro jednu diodu je úhel rozptylu mezi 50° a 120°. Je-li požadováno akcentační (bodové) osvětlení, použije se sbíhavá čočka. Pokud je třeba zvýšit úhel rozptylu na 270-360 °, jsou vyrobeny modulární struktury.
Máte potíže s výběrem LED žárovek?
Zpracujeme kompletní kalkulaci nákladů, potřebné vybavení a 3D vizualizaci osvětlení vašeho objektu. Tento ZDARMA – ještě před koupí a uzavřením smlouvy budete moci zjistit: „Kolik a jaké lampy se vejdou?“, „Kolik to bude stát?“, „Jak to bude vypadat?“ a dokonce i „Jak dlouho bude protivítr?“.
Jak může LED osvětlení ušetřit peníze?
Zkoumali jsme, o kolik výhodnější jsou LED řešení ve srovnání s halogenovými, zářivkami a žárovkami. Hlavní výhody LED z ekonomického hlediska jsou dány jejich životností a sníženou spotřebou energie. Navrhujeme to ověřit na příkladu.
| Tok světla | LED žárovka | Úsporná lampa | Žárovka |
|---|---|---|---|
| 50 lm. | 1 wattů | 4 wattů | 20 wattů |
| 100 lm. | 2 wattů | 5 wattů | 25 wattů |
| 100-200 lm. | 2,5-3 t. | 6-7 t. | 30-35 t. |
| 300 lm. | 4 wattů | 8-9 t. | 40 wattů |
| 400 lm. | 5 wattů | 10 wattů | 50 wattů |
Vezměte si oblíbenou 60W žárovku. Nejblíže mu bude z hlediska výkonových charakteristik 9wattová LED lampa. Zde je vidět sedminásobná úspora spotřeby energie, která se projeví na účtech za spotřebovanou elektřinu. Přidejte k tomu výhodu ve světelném výkonu (78 lm/W vs. 13 lm/W) a životnosti, která se liší 50-100krát (až 100 000 hodin nepřetržitého provozu vs. 1 000 hodin). Odstraníme potřebu speciální likvidace (pro podniky to není bezplatná služba) a nutnost výměny žárovek v důsledku poškození – a nakonec získáme ekonomicky výhodné řešení.
Typy LED osvětlení
Takové lampy jsou instalovány v lustrech, stolních lampách, svícnech a bodových světelných zdrojích. Kupují se kompletní s lampami nebo samostatně, aby bylo možné přejít na ekonomickou spotřebu energie.
Kancelář
Pro kanceláře a skříně se LED používají jako součást zapuštěných nebo stropních stropních svítidel. Poskytují rovnoměrný rozptýlený světelný výkon s podobnými vlastnostmi na každém pracovišti.
Obchod
LED osvětlení hraje v tomto případě důležitou roli v dosahování zisku z prodeje, protože produkt prezentuje dobrým způsobem. Za tímto účelem jsou instalovány downlight lampy, kardanové a modulární modely, kolejové lampy na přípojnici a další typy.
Průmyslový
LED diody se používají ve výrobních provozech, skladových komplexech, chovech hospodářských zvířat. Takové světelné zdroje jsou schopny odolat agresivním provozním podmínkám: teplotám nad 35 ° a vlhkosti nad 80%, nadměrné prašnosti, pravidelnému mechanickému namáhání.
nouzový
Jako záložní zdroj, když je hlavní osvětlení vypnuto, se LED lampy používají v průmyslových zařízeních, ve zdravotnických a zábavních zařízeních a v maloobchodních řetězcích. Existují zcela autonomní modely a modely, které jsou navrženy pro připojení k centralizovanému napájení. Existuje také kategorie evakuačních nouzových světel, která indikují únikové cesty v nouzových situacích (například při spuštění požárního poplachu).
Konzolové (ulice) a architektonické
Pouliční a architektonické lampy s LED jsou instalovány na dálnicích a městských ulicích, parcích a podél pěších cest.
LED prvky jako součást pásků a jednotlivých světelných zdrojů se používají k osvětlení fasád budov a soch. Pro získání různých efektů se používají optické systémy, reflektory, lampy s úhlem rozptylu až 180 °. Pro zvýraznění architektonických objektů se uchylují k girlandám a mediální fasády vyrobené na základě modulárních mřížek se používají k vysílání reklamy a dalšího obsahu.
Světlomet
LED diody jsou základními prvky moderních světlometů – zařízení s dlouhým dosahem s velkým pokrytím: sportovní areály, parkoviště, stanice. Počet LED prvků v nich je od 30 nebo více a výkon se pohybuje od 20 do 100 wattů. Tím je dosaženo vysoké koncentrace světelného toku, která umožňuje vizuálně zvýraznit objekty umístěné na vzdálenost desítek metrů.
Závěry: co to je, LED osvětlení?
Podle hlavních charakteristik – životnost, hospodárnost, šetrnost k životnímu prostředí a parametry světelného výkonu – LED osvětlení předčí zářivkové, halogenové a žárovkové osvětlení. Diody se zlevňují na výrobu, zdokonalují se jejich konstrukční prvky a zároveň se zvyšuje jejich obliba. Můžeme s jistotou říci, že LED zdroje jsou budoucností.
Potíže s výběrem lamp?
Zpracujeme kompletní kalkulaci nákladů, potřebné vybavení a 3D vizualizaci osvětlení vašeho objektu. Tento ZDARMA – ještě před koupí a uzavřením smlouvy budete moci zjistit: „Kolik a jaké lampy se vejdou?“, „Kolik to bude stát?“, „Jak to bude vypadat?“ a dokonce i „Jak dlouho bude protivítr?“.
