Сегодня практически все производство световых инструментов базируется на светодиодах. И это не удивительно.
Во–первых, светодиоды высокоэффективны и потребляют в разы меньше электроэнергии по сравнению с традиционными источниками света.
Во–вторых, это невероятно гибкая современная технология, которая стремительно совершенствуется и развивается.
1 Устройство светодиодного прибора
Светодиод — это компактный источник света, который является лишь частью сложного электротехнического устройства. И благодаря отрегулированному сочетанию и качеству всех элементов прибора можно создать надежный, долговечный прибор.
Светодиодный светильник состоит из четырех главных составляющих: Источник свет, Оптика, Блок питания, Корпус
2 Источник света
Светодиод — это крошечный кристалл из полупроводникового материала, который при подаче тока начинает испускать оптическое излучение. За пару десятилетий, на базе этого физического явления производители создали огромный выбор продуктов для самых разнообразных задач.
Для светильников бытового назначения излучение светодиода лежит в видимом спектре, которое человек воспринимает как свет.
Главные параметры светодиодного источника света:
Цветовая температура (К)
Величина, определяющая теплоту свечения конкретного источника света.
Индекс цветопередачи
Параметр, который показывает насколько хорошо светодиод передает цвета по сравнению с эталонными источниками — солнцем и лампой накаливания.
Питающее напряжение (В)
Светодиоды не работают от напряжения 220 В, которое мы получаем из сети. Каждый имеет свои параметры питания, прописанные производителем.
Максимальный ток питания (мА)
На источник света можно подавать ток в определенном диапазоне. При увеличении максимально допустимого питания светодиод будет некорректно работать и быстро деградировать.
Эффективность (лм/Вт)
Эта величина отражает количество света, которое испускает источник при подаче на него 1 Вт мощности.
Форм Фактор
Точечный диод
Изделие на базе от одного до пяти кристаллов. Для приборов акцентного типа малые габариты точечного диода являются большим преимуществом — чем меньше источник, тем легче собрать свет от него в узкий пучок.
Светодиодная матрица (Chip on board)
Несколько десятков кристаллов и более, соединенные вместе как единый источник. Это универсальный источник света для светильников акцентного типа благодаря большому выбору подходящих диапазонов мощностей, эффектов и размеров.
3 Оптика
Для перераспределения светового потока от источника света в нужном направлении перед ним ставится оптика.
Для всех акцентных приборов существуют два основных типа оптических элементов — рефлектор и линза.
Рефлектор
Представляет собой алюминиевый усеченный конус с граненой внутренней поверхностью. Свет, отражаясь от этих граней фокусируется в одном направлении. В зависимости от их величины и формы световой пучок на выходе получается более узким или широким.
Данная технология фокусирования света существует уже очень давно — простое и дешевое в производстве изделие создает хорошее светораспределение. Особенность рефлектора — наличие паразитной засветки, когда вокруг концентрированного пучка света образуется легкий ореол.
Линза
В линзе свет перераспределяется за счет преломлений в толще материала. Проектирование и производство такой оптики гораздо сложнее и дороже, однако это дает возможность точнее собрать световой поток и получить более равномерный и четкий акцент. Приборы на базе линзы используются для более сложных и деликатных светодизайнерских задач.
Все фокусируемые и кадрируемые приборы основаны на базе линз.
Иногда встречаются приборы с комбинированной системой оптики — световой поток от источника света сначала собирается в линзе, а затем более четко формируется в рефлекторе.
У светильников типа Wallwasher светораспределение формируется за счет отражателя специальной формы, реже за счет линз.
Для светильников рассеянного света в качестве вторичной оптики используется рассеиватель — пластина, поверхность которой равномерно распределяет весь световой поток от светодиодов во все стороны.
4 Блок питания
Блок питания или драйвер — это устройство, которое преобразует одни электрические параметры (ток и напряжение) в другие.
Светодиоды не работают от сетевого напряжения 220 В, каждый имеет свои собственные параметры питания. Драйвер нужен для трансформирмации параметров сети в необходимые источнику света.
Главные параметры светодиодного источника света:
Выходной ток (мА)
Для каждого источника света производитель указывает диапазон питающего тока, в пределах которого гарантирована его стабильная работа. Величина выходного тока подходящего драйвера должна попадать в эти границы.
Рабочий диапазон выходного напряжения (В)
Величина входного напряжения светодиода фиксирована, поэтому обязательно входит в рабочий диапазон выходного напряжения драйвера.
Протокол управления
Драйвер позволяет управлять яркостью (диммированием) светодиода. На данный момент на рынке закрепилось несколько стандартных протоколов диммирования с различными особенностями подключения и эксплуатации. Подробнее о них можно прочитать в статье.
Коэффициент пульсаций (%)
Блок питания генерирует выходной ток не постоянным сигналом, а порционно, с некоторой частотой.
Светодиод, потребляя эти токовые импульсы, выдает пульсирующий световой поток. Если коэффициент пульсаций тока лежит в пределах 20%, человеческий глаз не успевает замечать разрывы между световыми вспышками, воспринимая их как непрерывный поток света.
Если эта величина больше, то глаз начинает ощущать пульсацию света, что негативно сказывается на здоровье человека.
5 Корпус
Помимо эстетической составляющей корпус светильника несет в себе важную инженерную функцию. Светодиод при испускании света выделяет большое количество тепла. Чтобы блок питания и другие элементы системы не перегревались, эту тепловую энергию необходимо отводить за счет металлических элементов, которые играют роль радиатора. Тепло передается на корпус и рассеивается с его поверхности.
Чем больше металлическая поверхность и чем дальше друг от друга разнесены драйвер и источник света, тем прибор безопаснее и устойчивее к износу.
