По физике «Светодиоды и их применение»

Реферат

Светодиоды для человечества стали одним из наиболее распространенных источников света для промышленных и бытовых нужд. Этот полупроводниковый прибор имеет один электрический переход, он преобразует электроэнергию в энергию видимого светового излучения. Явление открыто Генри Джозефом Раундом в 1907 году. Первые эксперименты были поставлены советским физиком-экспериментатором О.В. Лосевым, которому в 1929 году удалось получить рабочий прототип современного светодиода.

Актуальность темы:

1. История создания светодиодов и область применения

Первое сообщение об излучении света твёрдотельным диодом сделал в 1907 году британский экспериментатор Генри Раунд из лаборатории Маркони.

Как и в обычном полупроводниковом диоде, в диоде светоизлучающем, ток легко проходит в прямом направлении и не проходит в обратном. Электроны при этом теряют энергию, которая в большей или меньшей степени, в зависимости от материала полупроводника, преобразуется в фотоны — это называется электролюминесценцией. Открытие такого понятия, как «электролюминесценция» полупроводников, принадлежит нашему соотечественнику, Олегу Владимировичу Лосеву.

В 1923 году двадцатилетний руководитель Нижегородской радиотехнической лаборатории, О.В. Лосев заметил голубоватое свечение, испускаемое некоторыми полупроводниковыми детекторами, которые преобразуют высокочастотный сигнал радиостанции в низкочастотный звуковой в простейших радиоприёмниках. Холодный свет рождался внутри карбидокремниевого кристалла вследствие неизвестных тогда электронных превращений. Интенсивность излучения была столь ничтожной, что научная общественность фактически не увидела его, по крайне мере, в переносном смысле.

Вообще О.В. Лосев обессмертил свое имя двумя открытиями: что полупроводниковый кристалл может усиливать и генерировать высокочастотные радиосигналы, и именно этим — обнаружением испускания ими света при протекании тока.

Он вполне оценил практическую возможность создавать малогабаритные твёрдотельные (безвакуумные) источники света с низким напряжением питания (менее 10 В) и высоким быстродействием. Он получил два авторских свидетельства на «Световое реле» — это в 1927 г. закрепило за СССР приоритет в области светодиодов.

Но лишь четверть века спустя учёные всерьёз занялись «полупроводниковым светом» — промышленная разработка светоиспускающих полупроводниковых диодов (LED, СИД) началась в 1951 г. в США в Центре по разработке ламп, работающих на основе эффекта Лосева.

7 стр., 3362 слов

Энергосберегающие источники света

... энергии уходит на накопление тепла, которое поступает в вольфрамовую проволоку. В экономках та же электроэнергия напрямую преобразовывается в свет. 2) Продолжая говорить о том, какие энергосберегающие ... году, когда английский инженер Генри Раунд, выключив освещение в лаборатории, ... в месте пайки контактов диода из карбида кремния ... герметичный пакет. 7) Если разбилась энергосберегающая лампочка, никогда ...

В 1961 г. американцы Гари Питтман и Роберт Байард из компании Texas Instruments запатентовали светодиод инфракрасного излучения. Но он имел сложную, непрактическую структуру.

Первые LED видимого излучения промышленного назначения на основе GaAsP/GaP создал в лаборатории Университета штата Иллинойс Ник Холоньяк, он считается отцом современных светодиодов.

В те же годы созданы первые СИД красного и жёлто-зелёного излучения в пределах верхней границы восприятия человеческого глаза (500-600 нм) при световой отдаче 1-2 Лм/Вт — для индикаторного прибора приемлемо. Но стоимость — примерно $200. Всё же в 1968 г. фирма Monsanto выпустила первую серию таких индикаторных ламп. А компания Hewlett-Packard тут же построила светодиодный дисплей, предназначенный для рекламы — слабосветящийся, отображающий информацию только красным цветом — но первый в мире.

Ученик Н. Холоньяка — Джордж Крафорд — получил жёлтое свечение светодиода, повысив его яркость в десять раз.

Дальнейшее бурное развитие создания светодиодов шло по двум направлениям: расширение диапазона излучения и увеличение светового потока. Всё — на основе поиска материала полупроводника.

В семидесятые годы лауреат Ленинской премии, академик Жорес Иванович Алферов изобрел и изготовил многопроходные двойные гетероструктуры на основе GaAs, благодаря чему удалось значительно увеличить внешний световой поток СИД — до 15% красной части спектра (светоотдача около10 Лм/Вт), и не менее 30% — для инфракрасного излучения. За этот прорыв Ж.И. Алферов удостоен Нобелевской премии.

Между тем, Дж. Панков в лаборатории IBM создал на GaN светодиоды с голубым и фиолетовым излучением — однако, с малым сроком службы.

В 1976 году выходят в свет жёлтые, жёлто-зелёные и красно-оранжевые светодиоды на фосфидах Al, Ga, In, разработанные компанией Hewlett Packard и что важно — выпущенные в серию.

В начале восьмидесятых М. В. Чукичев и Г. В. Сапарин в МГУ обнаружили яркое люминесцентное свечение образца GaN, легированного цинком, при воздействии на него электронного пучка. Понять причину этого явления в то время ученым не удалось.

К 1985 г. поток света СИД стабильно увеличился до 10 лм, появилась возможность их применения как самостоятельных световых источников типа лампочки в автомобилях.

Создание LED синего диапазона не удавалось вплоть до 1991 г., пока доктор Ш. Накамура из компании Nichia Chemical не создал гетероструктуру на InGaN (и к 1994 г. довёл LED на ней до крупносерийного производства).

Благодаря этому замкнулся RGB-круг, и появилась возможность получать любые цветовые оттенки путем смешения цветов красного (R), зелёного (G) и синего (B).

Использоваться могут как три отдельных светодиода, так и три кристалла в одном корпусе. В 1993 г. Nichia выпустила LED с цветами от голубого до зелёного — теперь светодиоды освоили весь видимый спектр. А в 1997 г. Фред Шуберт из политехнического института Ренсселера изготовил однокристалльный светодиодный прибор, излучающий в белом спектре — по технологии, использующей люминофор с накачкой синим светодиодом.

6 стр., 2589 слов

Лазерное излучение

... генерируемого излучения. Лазеры подразде­ляют на четыре класса опасности. Таблица 1 Класс лазера Выходные излучения лазера I ... излучения. Для достижения цели необходимо решить следующие задачи: дать теоретическое понятие лазерного излучения; изучить основы ... созданы разнообразные типы лазеров и лазерных устройств, предназначенных для решения конкретных научных и технических задач. Лазеры ...

В 1999 г. Ш. Накамура заявил, что яркость LED достигает уже 60 лм/Вт, и они становятся адекватной альтернативой лампам накаливания (100 ваттная ЛН даёт 15 лм/Вт).

В 2008 г. в Bilkent university в Турции получили 300 лм/Вт с использованием нанокристаллов.

К концу 2006 года светодиоды заняли прочные позиции на современном рынке, и сфера их применения значительно расширилась. Основной объем рынка мощных светодиодов к этому году распределяется следующим образом:

Мобильные устройства — около 50%

Автомобильная светотехника — не менее 15%

Всевозможные табло, экраны и пр. — 15%

Применение светодиодов в качестве альтернативного общего освещения не превышало 5%, что составляет около 200 миллионов долларов. К 2011 году эта цифра возросла до 1 миллиарда долларов.

В последнее время:

Только на Московских перекрестках к 850-летнему юбилею Столицы было установлено 1000 светофоров на основе светодиодов.

Фирма «Osram-Optosemiconductors» создала плафон с 14 тысячами разноцветных светодиодов и продемонстрировала его в одном из служебных помещений.

При помощи полупроводниковых светильников, вмонтированных в оградительные столбы, воплощено в жизнь освещение моста в городе Дуйсбург (Германия).

В Нью-Йорк, на небоскребе, расположенном на Таймс-Сквер, поставлен полноцветный светодиодный дисплей, имеющий площадь в несколько квадратных метров. Этот экран был смонтирован из 16 миллионов элементов. Подобный дисплей, только меньшего размера, был установлен в Москве на Манежной Площади.

На сегодняшний день, уличные светодиодные светильники повсеместно применяются для уличного освещения.

Светодиодные модули повсеместно используют для подсветки объектов рекламы. Кроме этого, сегодня считается модным и престижным применение светодиодов в ландшафтном дизайне, а так же, в дизайне интерьеров и для декоративной подсветки баров, клубов и других зданий.

Светодиодные лампы — идеальная альтернатива обычным лампам накаливания. В наше время появилась возможность использовать светодиоды в лампочках с привычным размером цоколя. Кроме этого, светодиодные лампы, благодаря возможности энергосбережения, пользуются огромной популярностью в тех случаях, когда необходимо оригинальное нестандартное освещение .

2.Устройство светодиодных световых приборов, Светодиоды

 устройство светодиодных световых приборов 1

5 стр., 2007 слов

Сварочное напряжение и деформация

... их между собой, кристаллизация металла в зоне сварочной ванны; напряжения и деформации, возникающие в кристаллической решетке сварочного шва и прилегающей к нему зоны основного ... 3. Меры предотвращения сварочных напряжений и деформаций сварной шов кристаллизация деформация Сварка вызывает в изделиях появление напряжений, существующих без приложения внешних сил. Напряжения возникают по ряду ...

Достоинства:

1. Светодиоды не имеют никаких стеклянных колб и нитей накаливания, что обеспечивает высокую механическую прочность и надежность(ударная и вибрационная устойчивость)

2. Отсутствие разогрева и высоких напряжений гарантирует высокий уровень электро- и пожаробезопасности

3. Безынерционность делает светодиоды незаменимыми, когда требуется высокое быстродействие

4. Миниатюрность

5. Долгий срок службы (долговечность)

6. Высокий КПД,

7. Относительно низкие напряжения питания и потребляемые токи, низкое энергопотребление

8. Большое количество различных цветов свечения, направленность излучения

9. Регулируемая интенсивность

Недостатки:

1. Относительно высокая стоимость. Отношение деньги/люмен для обычной лампы накаливания по сравнению со светодиодами составляет примерно 100 раз

2. Малый световой поток от одного элемента

3. Деградация параметров светодиодов со временем

4. Повышенные требования к питающему источнику

Внешний вид и основные параметры:

У светодиодов есть несколько основных параметров:

1. Тип корпуса

2. Типовой (рабочий) ток

3. Падение (рабочее) напряжения

4. Цвет свечения (длина волны, нм)

5. Угол рассеивания

В основном, под типом корпуса понимают диаметр и цвет колбы (линзы).

Как известно, светодиод — полупроводниковый прибор, который необходимо запитать током. Так ток, которым следует запитать тот или иной светодиод называется типовым. При этом на светодиоде падает определенное напряжение. Цвет излучения определяется как используемыми полупроводниковыми материалами, так и легирующими примесями. Важнейшими элементами, используемыми в светодиодах, являются: Алюминий (Al), Галлий (Ga), Индий (In), Фосфор (P), вызывающие свечение в диапазоне от красного до жёлтого цвета. Индий (In), Галлий (Ga), Азот (N) используют для получения голубого и зелёного свечений. Кроме того, если к кристаллу, вызывающему голубое (синее) свечение, добавить люминофор, то получим белый цвет светодиода. Угол излучения также определяется производственными характеристиками материалов, а также колбой (линзой) светодиода.

В настоящее время светодиоды нашли применение в самых различных областях: светодиодные фонари, автомобильная светотехника, рекламные вывески, светодиодные панели и индикаторы, бегущие строки и светофоры и т.д.

2Схема включения и расчет необходимых параметров:

Так как светодиод является полупроводниковым прибором, то при включении в цепь необходимо соблюдать полярность. Светодиод имеет два вывода, один из которых катод («минус»), а другой — анод («плюс»).

 схема включения и расчет необходимых параметров  1

5 стр., 2222 слов

Органический светодиод

... TOLED TOLED — прозрачные светоизлучающие устройства TOLED (Transparent and Top-emitting OLED) — технология, позволяющая создавать прозрачные (Transparent) дисплеи, а также достигнуть более высокого уровня ... что в скором времени человечество увидит расцвет данной технологии. 3. Применение На сегодняшний день OLED-технология применяется многими разработчиками узкой направленности, например, для ...

Светодиод будет «гореть» только при прямом включении, как показано на рисунке

При обратном включении светодиод «гореть» не будет. Более того, возможен выход из строя светодиода при малых допустимых значениях обратного напряжения.

Зависимости тока от напряжения при прямом (синяя кривая) и обратном (красная кривая) включениях показаны на следующем рисунке. Нетрудно определить, что каждому значению напряжения соответствует своя величина тока, протекающего через диод. Чем выше напряжение, тем выше значение тока (и тем выше яркость).

Для каждого светодиода существуют допустимые значения напряжения питания Umax и Umaxобр (соответственно для прямого и обратного включений).

При подаче напряжений свыше этих значений наступает электрический пробой, в результате которого светодиод выходит из строя. Существует и минимальное значение напряжения питания Umin, при котором наблюдается свечение светодиода. Диапазон питающих напряжений между Umin и Umax называется «рабочей» зоной, так как именно здесь обеспечивается работа светодиода.

 схема включения и расчет необходимых параметров  2

Чтобы правильно подключить светодиод в самом простом случае, необходимо подключить его через токоограничивающий резистор.

 схема включения и расчет необходимых параметров  3

Пример 1

Имеется светодиод с рабочим напряжением 3 вольта и рабочим током 20 мА. Необходимо подключить его к источнику с напряжением 5 вольт.

 схема включения и расчет необходимых параметров  4

Рассчитаем сопротивление токоограничивающего резистора

R = Uгасящее / Iсветодиода

Uгасящее = Uпитания – Uсветодиода

Uпитания = 5 В

Uсветодиода = 3 В

Iсветодиода = 20 мА = 0.02 А

R =(5-3)/0.02= 100 Ом = 0.1 кОм

То есть, надо взять резистор сопротивлением 100 Ом

Как подключить несколько светодиодов

Несколько светодиодов подключаем последовательно или параллельно, рассчитывая необходимые сопротивления.

Пример 1.

Имеются светодиоды с рабочим напряжением 3 вольта и рабочим током 20 мА. Надо подключить 3 светодиода к источнику 15 вольт.

Производим расчет: 3 светодиода на 3 вольта = 9 вольт , то есть 15 вольтового источника достаточно для последовательного включения светодиодов

15 стр., 7168 слов

Скорость света методы определения – – “Методы определения скорости света” Цели

... взяты из книги: Г. Липсон. Великие эксперименты в физике.) Фуко метод, метод измерения скорости света, заключающийся в последовательном отражении пучка света от быстро вращающегося зеркала, затем от второго – неподвижного зеркала, ... Он хотел построить еще более совершенную установку для еще более точного метода измерения скорости света. До этого он уже работал над этой проблемой несколько лет и ...

Как подключить несколько светодиодов 1

Расчет аналогичен предыдущему примеру

R = Uгасящее / Iсветодиода

Uгасящее = Uпитания – N * Uсветодиода

Uпитания = 15 В

Uсветодиода = 3 В

Iсветодиода = 20 мА = 0.02 А

R = (15-3*3)/0.02 = 300 Ом = 0.3 кОм

Пример 2.

Пусть имеются светодиоды с рабочим напряжением 3 вольта и рабочим током 20 мА. Надо подключить 4 светодиода к источнику 7 вольт

Производим расчет: 4 светодиода на 3 вольта = 12 вольт, значит нам не хватит напряжения для последовательного подключения светодиодов, поэтому будем подключать их последовательно-параллельно. Разделим их на две группы по 2 светодиода. Теперь надо сделать расчет токоограничивающих резисторов. Аналогично предыдущим пунктам делаем расчет токоограничительных резисторов для каждой ветви.

Как подключить несколько светодиодов 2

R = Uгасящее/Iсветодиода

Uгасящее = Uпитания – N * Uсветодиода

Uпитания = 7 В

Uсветодиода = 3 В

Iсветодиода = 20 мА = 0.02 А

R = (7-2*3)/0.02 = 50 Ом = 0.05 кОм

Так как светодиоды в ветвях имеют одинаковые параметры, то сопротивления в ветвях одинаковые.

Пример 3.

Если имеются светодиоды разных марок то комбинируем их таким образом, чтобы в каждой ветви были светодиоды только ОДНОГО типа (либо с одинаковым рабочим током).

При этом необязательно соблюдать одинаковость напряжений, потому что мы для каждой ветви рассчитываем свое собственное сопротивление

Например имеются 5 разных светодиодов:

1-ый красный напряжение 3 вольта 20 мА

2-ой зеленый напряжение 2.5 вольта 20 мА

3-ий синий напряжение 3 вольта 50 мА

4-ый белый напряжение 2.7 вольта 50 мА

5-ый желтый напряжение 3.5 вольта 30 мА

Так как разделяем светодиоды по группам по току

1) 1-ый и 2-ой

2) 3-ий и 4-ый

3) 5-ый

Как подключить несколько светодиодов 3

рассчитываем для каждой ветви резисторы:

R = Uгасящее/Iсветодиода

Uгасящее = Uпитания – (UсветодиодаY + UсветодиодаX + …)

Uпитания = 7 В

Uсветодиода1 = 3 В

5 стр., 2375 слов

Светоизлучающие диоды. Светодиодное освещение

... КПД. Современные светодиоды немного уступают по этому параметру только натриевым газоразрядным лампам. Однако натриевые лампы непригодны для освещения жилых помещений из-за низкого качества света; высокая ... выходе получать более дешевый продукт в виде светодиодных светильников и, соответственно, более массовое его производство. 5. Перспективы светодиодных ламп в сфере ЖКХ, на широком рынке ...

Uсветодиода2 = 2.5 В

Iсветодиода = 20 мА = 0.02 А

R1 = (7-(3+2.5))/0.02 = 75 Ом = 0.075 кОм

аналогично

R2 = 26 Ом

R3 = 117 Ом

Аналогично можно расположить любое количество светодиодов

При подсчете токоограничительного сопротивления получаются числовые значения которых нет в стандартном ряде сопротивлений, ПОЭТОМУ подбираем резистор с сопротивлением немного большим чем рассчитали.

RGB-светодиоды

Как подключить несколько светодиодов 4

Полноцветный светодиод или по другому RGB-светодиод — Red, Green, Blue. Смешивая эти три цвета в разной пропорции можно отобразить любой цвет. К примеру, если зажечь все три цвета на полную мощность (Red: 100%, Green: 100%, Blue: 100%), то получится свечение белого цвета. Если зажечь только два (Red: 100%, Green: 100%, Blue: 0%), то будет светиться желтый цвет.

Конструктивно, RGB-светодиод состоит из трех кристаллов под одним корпусом и имеет 4 вывода: один общий и три цветовых вывода.

RGB-светодиоды бывают:

1. С общим анодом (CA)

2. С общим катодом (CC)

3. Без общего анода или катода (6 выводов).

Как правило в SMD-исполнении.

Как подключить несколько светодиодов 5

Самый длинный вывод RGB-светодиода, обычно является общим (анодом или катодом).

При подключении данных светодиодов, следует учесть, что напряжение, подаваемое для свечения цвета может быть разным для разных цветов.

К примеру, возьмем 5мм светодиод MCDL-5013RGB (I=20мА):

U red = 2.0 Вольт

green

blue

Как подключить несколько светодиодов 6

Также следует отметить то, что для некоторых типов RGB-светодиодов необходимо использовать рассеиватель, иначе будут видны составляющие цвета.

светодиод полупроводниковый электронный оптически

3 Виды светодиодов

Индикаторные светодиоды являются наиболее компактным видом и имеют совсем небольшую силу света (относительно) — до ста мКд. Рабочий диапазон тока здесь составляет около 20 миллиампер. Выпускается такой вид в стандартном корпусе, оснащенном выводами с диаметром основания в три миллиметра, или пять миллиметров. Чаще всего используются в оптических индикаторах.

Индикаторные светодиоды (рисунок 7) для поверхностного монтажа широко применяются в системах отображения информации в качестве основных излучающих элементов, для подсветки жидкокристаллических матриц и др. Основные тенденции их развития — повышение световой эффективности и надежности. Важной отличительной особенностью светодиодов такой конструкции является возможность автоматизации сборки как диодов, так и плат с их использованием.

39 стр., 19463 слов

Модернизация системы судового освещения танкера «Tavrichesky Bridge»

... электроэнергии системами судового освещения: до 39,7 кВт, освещение надстройки; до 21,1 кВт освещение машинного отделения; 1,2 кВт навигационное освещение. Модернизация систем судового освещения видится в замене источников света новыми светодиодными лампами, при этом ...

 виды светодиодов 1

Рисунок 7 — Индикаторный светодиод

Сверхъяркие светодиоды (рисунок 8) состоят из полупроводниковых кристаллов малого или среднего размера (до 500 микрометров).

Световые характеристики их достаточно высоки — до десяти мкд, а световой поток (белый цвет) — до 30 лм, и даже более. Рабочий диапазон тока здесь может составлять до 100 миллиампер. Используются в световой рекламе, мобильных телефонах и др.

 виды светодиодов 2

Рисунок 8 — Сверхяркий светодиод

Мощные светодиоды (рисунок 9) имеют наибольшие размеры и, как следствие, значительное значение световой отдачи — более 50 лм/Вт (белый цвет).

Мощность равна одному ватту (с током в 350 миллиампер).

Используется для общего наружного светодиодного освещения .

 виды светодиодов 3

Рисунок 9 — Мощный светодиод

Виды светодиодов по сферам их применения

Данная классификация предлагает следующие разновидности СИД:

1. Моргающие светодиоды используют в качестве индикатора привлечения внимания. Моргающие светодиоды практически не отличаются от обычных светодиодов, однако в них используется встроенный кругооборот мультивибратора, предназначенный мерцания светодиода с периодом в секунду. Основа моргающих светодиодов излучает однотонные световые лучи, но более сложные СИД способны вспыхивать двумя-тремя цветами одновременно либо поочередно, благодаря RGB.

2. Разноцветные моргающие светодиоды — это фактически два различных светодиода в одном, работающие навстречу, поэтому при загорании одного, второй гаснет. В одном направлении током производится один цвет, а в противоположном — другой, чередование же двух цветов с определенной частотой является причиной появления третьего цвета, смешанного.

. Трёхцветные светодиоды — это пара светоизлучающих диодов в одном, но они связаны, чтоб работать отдельно, точнее, чтоб два светодиода одновременно светили и управлялись независимо.

4. Светоизлучающие диоды RGB с красным, синим и зеленым эмитентами, в которых применяется связь с 4-мя проводами с общим анодом или катодом.

. Монохромные дисплеи с семью сегментами, а также starburst — формат. Дисплеи монохромные отображают все цифры и некоторый набор букв, а дисплеи Starburst — все символы. Популярные в 1980-х алфавитно-цифровые и числовые светодиодные дисплеи стали менее востребованными с появлением ж/к мониторов.

17 стр., 8013 слов

Искусственное освещение города

... ее целостность. В противовес этому появилось стремление выделять светом, показывать при помощи искусственного освещения архитектурные сооружения, либо группы зданий, имеющие большое градостроительное или историческое ... освещенности устанавливается в зависимости от того, какие приняты источники света и система освещения. Люминесцентные лампы как более экономичные позволяют получить при той же мощности ...

4 Преимущества светодиодного освещения

Будучи сравнительно новой технологией, светодиоды в большинстве случаев превосходят традиционные источники света по энергоэффективности, качеству света, рентабельности и экологичности. Светодиодные осветительные приборы превосходят лампы накаливания практически во всех областях применениях, а разрядные лампы высокого давления — в областях, требующих использования цветного света.

Но светодиодное освещение еще не решает всех задач. Белые светодиоды уже зарекомендовали себя в качестве альтернативы для разрядных ламп высокого давления и люминесцентных трубчатых ламп, но должно пройти еще некоторое время, пока светодиодные световые решения начнут более широко применяться в системах общего освещения.

 преимущества светодиодного освещения 1

Рисунок 10 — Многоуровневый атриум Центра международной торговли (World Market Center) в Лас-Вегасе

Многоуровневый атриум Центра международной торговли (World Market Center) в Лас-Вегасе имеет огромное количество сводов. Тысячи погонных метров светодиодных светильников для карнизов eW Cove Powercore, разработанных компанией Philips Color Kinetics, обеспечивают бесшовное соединение освещенных пролетов протяженностью до 15 метров. Светодиодный светильник потребляет на 60% меньше электроэнергии, чем КЛЛ мощностью 13 Вт. Увеличенный срок службы светодиодов существенно сокращает затраты на обслуживание светильников, установленных на высоте 24 метра над первым этажом.

Тем не менее, уже сегодня светодиодные системы способны обеспечить ряд преимуществ перед традиционными системами освещения:

Энергоэффективность светодиодов может быть до пяти раз выше, чем у ламп накаливания и галогенных ламп, и сравнима с КЛЛ. Постоянное развитие светодиодной технологии повышает энергоэффективность светодиодов, по сравнению, например, с люминесцентными лампами.

Светодиодные источники света являются направленными и излучают свет только в нужном направлении. Значительно меньшая, чем у КЛЛ, светящая поверхность позволяет использовать более эффективную оптику и лучше управлять светом.

Качество света белых светодиодов теперь сравнимо с качеством света КЛЛ, разрядных ламп высокого давления и люминесцентных ламп. Последние достижения в области производства светодиодов обеспечивают постоянство цвета и цветовую температуру, эквивалентные или превосходящие эти характеристики у традиционных источников света.

Существенно увеличенный полезный срок службы светодиодов по сравнению с традиционными источниками света. В результате этого сокращаются затраты на замену и обслуживание. Так, галогенные лампы следует менять в 12-20 раз чаще, чем светодиодные.

 преимущества светодиодного освещения 2

Рисунок 11 — Креггс Пик (Creggs Pic), ведущая розничная сеть по продаже хлебобулочных изделий в Великобритании

Креггс Пик (Creggs Pic), ведущая розничная сеть по продаже хлебобулочных изделий в Великобритании, полностью оборудовала торговый зал своего магазина в г. Бромли (гр. Кент) светодиодными светильниками Philips. Ожидается, что установка светодиодной системы позволит на 50% снизить потребление электроэнергии и сократить на 2 тонны годовой выброс углекислого газа в атмосферу. Уменьшение количества тепла, выделяемого системой освещения, обеспечивает в летнее время дополнительную экономию средств, затрачиваемых на кондиционирование воздуха.

В отличие от традиционных источников света, светодиоды могут использоваться даже после существенного снижения светового потока. При этом полный выход из строя происходит очень редко.

С момента появления светодиодов ежегодно отмечается 35%-ное повышение их эффективности по параметрам светового потока. При этом вот уже в течение нескольких десятилетий происходит ежегодное снижение стоимости светодиодов в среднем на 20%. Другими словами, общая эффективность светодиодов удваивается каждые 1,5-2 года.

Светодиоды не производят ИК-излучения и могут устанавливаться в термочувствительных зонах, вблизи людей и материалов, а также там, где установка традиционных источников света может быть небезопасной.

В отличие от люминесцентных ламп, светодиоды не излучают вредных ультрафиолетовых лучей, разрушающих материалы и обесцвечивающих краски, что делает их идеальным световым решением для установки в витринах магазинов, музеях и художественных галереях.

Светодиодные осветительные приборы генерируют тепло, но испускаемые ими пучки света являются холодными. Светодиодные световые приборы с хорошо сконструированным теплоотводом защищают пользователей от чрезмерного и вредного тепла.

Светодиодные источники света могут работать при низких температурах и выдерживать воздействие вибраций, что позволяет использовать их в суровых условиях, где невозможно установить и обслуживать традиционные лампы. В светодиодах нет подвижных частей и нитей накала, которые могут легко разрушаться и выходить из строя.светильники и приборы с настраиваемым белым светом могут легко воспроизводить миллионы цветов и иметь различные цветовые температуры без использования светофильтров.

Управление работой светодиодных систем освещения может осуществляться при помощи цифровых контроллеров, обеспечивающих максимальную эффективность и высокую гибкость.

Светодиодные световые приборы является безынерционными: не требуется времени для прогрева или отключения, отсутствует вредное воздействие циклической подачи питания и диммирования.

Качественно разработанные светодиодные системы освещения обеспечивают простоту и гибкость установки, не требуя балластов и дополнительных источников питания — достаточно обычной электропроводки. Повысить энергоэффективность и упростить установку призваны разъемы быстрого подключения, а также устройства для ограничения потребляемого тока, защиты от неправильного подключения и коррекции коэффициента мощности.

В отличие от люминесцентных ламп, содержащих ртуть и требующих специального обращения и утилизации, светодиоды не содержат ртути и являются безопасными для окружающей среды.

Многие выпускаемые светодиодные осветительные приборы не только отвечают требованиям стандартов по энергоэффективности и экологичности, но и зачастую превосходят их. В настоящее время разрабатываются стандарты на испытания и измерения параметров, которые обеспечат базу для точного сравнения характеристик разных светодиодных осветительных приборов между собой и с традиционными источниками света.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Но светодиодное освещение еще не решает всех задач. Белые светодиоды уже зарекомендовали себя в качестве альтернативы для разрядных ламп высокого давления и люминесцентных трубчатых ламп, но должно пройти еще некоторое время, пока светодиодные световые решения начнут более широко применяться в системах общего освещения.

Освещение дорог и туннелей, спортивных сооружений и арен, улиц и площадей, городских ландшафтов и взлетно-посадочных полос аэропорта невозможно представить без светодиодных осветительных приборов белого света с фиксированной цветовой температурой. Светодиодные лампы бывают самых разнообразных технических спецификаций, кроме того, у них привлекательный внешний дизайн, — все это составляет большой список преимуществ, которые предоставляют светодиодные технологии в осветительные системы современного поколения. Белые светодиоды активно используются в системах общего освещения. Светодиодные световые приборы белого света находят применение в системах световых карнизов отраженного света, рабочего освещения и в потолочных светильниках, устанавливаемых в магазинах, музеях, офисах, школах, лабораториях, больницах и частных квартирах. По своей функциональности, эксплуатационным характеристикам и экономичности правильно сконструированные светодиодные световые приборы превосходят традиционные.

Светодиодное освещение занимает лидирующие позиции на светотехническом рынке, ведь это световое решение максимально экологично с точки зрения того, что оно помогает сберечь бесценные ресурсы нашей планеты. В условиях общего сокращения расходов, разработки новых стандартов, зеленых инициатив и принятия законодательных актов, направленных на защиту окружающей среды, создаются большие возможности для использования светодиодного освещения как на национальном, так и на международном уровне.

Одним из барьеров, препятствующих широкому распространению светодиодного освещения, является довольно низкая осведомленность людей об этой технологии.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/konstruktsii-svetodiodov-dlya-poverhnostnogo-montaja/

1. С.Л. Бухарин // Методические указания: «Специальные источники света» 2011 г.

2. Справочник // Светодиодное освещение. Принципы работы, преимущества и области применения. // Автор: Джонатан Вейнерт, иллюстрации: Чарльз Сполдинг.