Параметры тока для подключения светодиода: как определить и рассчитать правильные

Параметры тока для подключения светодиода: как определить и рассчитать правильные

В связи с глобальным развитием технологий широкое применение в электронике получили светодиоды. Они обладают множеством особенностей, из которых можно выделить компактность и яркое свечение. Помимо номинального тока, который является их главным параметром, нужно знать рабочее напряжение светодиодов. Этот параметр часто используют для проведения расчетов. Если правильно подобрать параметры устройства, можно продлить срок его службы. Напряжение для светодиода является разницей потенциалов на p-n-переходе, что отмечается в паспортных данных прибора. Бывают случаи, когда нет информации о конкретном изделии, тогда возникает вопрос: «Как определить падение напряжения на светодиоде?».

Преимущества

Главным преимуществом лед ламп перед своими более дешевыми аналогами является относительно низкое потребление энергии. Срок службы подобных ламп нередко доходит до 50 тыс. часов. Это означает, что Вам не нужно будет задумывать о смене источника света как минимум на протяжении 4 лет.

А также к значительным плюсам можно отнести простоту установки, высокую яркость и меньшую температуру корпуса в сравнении с лампами накаливания. Не стоит забывать про небольшие размеры таких устройств и их противоударность.

Так как в LED лампах не используется ртуть, то совершенно не нужно беспокоиться об экологической безопасности окружающей среды во время их утилизации. Однако, иногда производители не соблюдают экологические нормы. Лампы их производства в своём составе нередко содержат свинец, токсичный пластик и другие опасные для здоровья вещества.

Сравниваемые параметры

Чтобы разобраться в эффективности каждого из видов лампочек, необходимо сравнить их характеристики в наиболее актуальных категориях. Рассмотрим их более детально для традиционных лам и их светодиодных аналогов.

Мощность и светоотдача

Как любой электроприбор, и светодиодные, и лампы накаливания потребляют определенную величину мощности, в результате чего возникает светоотдача лампочки. Под светоотдачей следует понимать отношение объема выданного света к объему потребленной электроэнергии. Данный параметр, как нельзя лучше характеризует эффективность работы любого прибора освещения.

В устройствах с нитью накаливания показатели светоотдачи составляют порядка 8 – 10Лм/Вт. Это означает, что с каждого ватта потребленной электрической мощности лампа накаливания выдает 8 или 10 люменов. Светодиодные, в свою очередь, могут выдать от 90 до 120Лм/Вт. Как видите, чтобы получить, допустим, те же 500 люменов для обеспечения освещенности помещения вам понадобиться использовать не менее 50Вт для лампы накаливания, в то время как при средних показателях светодиодных устройств потребуется затратить всего 5Вт, благодаря чему последние получили официальный статус энергосберегающих ламп.

Однако следует отметить, что светодиоды со временем выгорают, из-за чего яркость свечения заметно снижается. В то время как нить накаливания выдает постоянный параметр вплоть до перегорания.

Теплоотдача

За счет наличия омического сопротивления в элементах лампы, происходит столкновение направленного потока заряженных частиц с молекулами металла. В результате соударения в окружающее пространство выделяется тепловая энергия. Поэтому помимо прямого назначения приборы освещения выполняют роль нагревательного элемента.

В плане тепловыделения традиционные лампочки могут нагреваться до температуры от 150 до 250ºС. При таких показателях существует достаточно большая вероятность возгорания в случае локального нагрева легковоспламеняющихся материалов при контакте со стеклянной колбой. Поэтому лампы накаливания изолируют при помощи плафонов из негорючих термоустойчивых материалов. Также не стоит забывать, что при контакте с горячей поверхностью человек может получить ожог.

Светодиодные лампы имеют слабую теплоотдачу, они нагреваются не более чем до 50ºС. Поэтому их температура нагрева не несет никакой угрозы ни окружающим предметам, ни человеку.

Не менее важным показателем является и коэффициент полезного действия. Применительно к приборам освещения КПД показывает, какой процент от потребленной из сети электроэнергии был переработан в свет, иными словами, использовался по прямому назначению. Так в устройствах с нитью накаливания электрический ток расходуется на разогрев металла, а после достижения нужной температуры для выделения инфракрасного излучения возникает свет. В этой технологии нить постоянно греется, а только затем светиться, поэтому КПД ламп накаливания составляет лишь 5 – 15%.

У светодиодных устройств за счет конструкции светодиода коэффициент полезного действия составляет около 90%. Что значительно превосходит не только модели с нитью накаливания, но также галогенные и люминесцентные лампы.

Срок службы

Продолжительность эксплуатации любой электрической лампочки измеряется в часах – это время наработки для прибора освещения, после которого он выходит со строя по причине изнашивания элементов. Для ламп накаливания этот показатель составляет около тысячи часов, в то время как светодиодные могут нормально функционировать по 50 тысяч часов. Что дает преимущество полупроводниковым моделям почти в 50 раз.

Однако следует отметить, что долговечность светодиодов существенно зависит от качества подаваемого напряжения из сети и коэффициента пульсации. Которые у отечественных компаний до сих пор оставляют желать лучшего.

Экологичность

За счет выделения вредных веществ в окружающую среду многие лампы способны существенно повлиять на среду обитания человека. Но ни светодиодная, ни лампа накаливания не имеют особо вредных составляющих, способных повлиять на природные ресурсы, в отличии от тех же люминесцентных или галогенных ламп.

Стоимость

Пожалуй, это единственный параметр, в рамках которого лампу накаливания можно вывести в однозначные лидеры. В среднем стоимость лампы накаливания варьируется в пределах 20 – 50 рублей, в то время как светодиодные модели обойдутся в 300 – 500 рублей. Как можно констатировать, классические варианты выйдут в 10 раз дешевле полупроводниковых аналогов. Но, увы, несмотря на победу в соревновании за лучшую цену лампочки накаливания нельзя назвать однозначным лидером в плане выгоды, так как срок их службы в 50 раз ниже.

Из чего можно сделать вывод, что высокая стоимость светодиодных устройств с лихвой окупается продолжительностью их работы и высокой производительностью.

Спектр свечения

Рис. 3: температура свечения

Определяет цветопередачу предметов, попадающих в зону видимости человека. Так чем ниже уровень цветовых температур, тем больше восприятие окружающих нас предметов будет смещаться к красным и оранжевым тонам. При повышении температуры цветового спектра, видимые объекты будут восприниматься в синих и фиолетовых тонах.

У ламп накаливания температура свечения находится в пределах 2700 – 3000К. А вот светодиодные устройства способны выдавать спектр излучения в любом диапазоне, что реализуется в лампочках с холодным и теплым свечением. В последнее время эта функция может регулироваться на некоторых светодиодах, благодаря чему осветительный прибор способен выдавать спектр как у люминесцентных светильников, а после переключения, как лампа накаливания.

Цены на светодиодные лампы LED

В России над производством светодиодных ламп и других составляющих для них активно занимается компания «Тегас Электрик». Сейчас имеется широкий выбор продукции, будь то лампы в светильник для небольшой комнаты или в плафон для огромного офисного помещения. А также технические лампы для освещения улиц.

Цены на такие лампы начинается от 200 рублей до 1000 и более. Цена зависит от технических характеристик лампы. Со временем цены на этот товар будут снижаться. LED лампы станут более доступными для населения.

Как заменить обычные лампы на диодные

Заменить обычные “галогенки” на светодиоды нетрудно, главное, подобрать соответствующий цоколь, выбрать правильную цветовую температуру, от которой будет зависеть цвет света. Ниже представлена таблица:

Специалисты советуют начинать замену с габаритных огней, подсветки салона, багажника и т.д. Затем подобрать светодиоды в головной свет с соответствующим типом цоколя. Чаще всего это H4 с двумя лучами на ближний и дальний.

Светодиоды значительно снижают нагрузку на генератор. Если в авто есть система самодиагностики, то низкое энергопотребление может показать предупреждение о неисправных лампочках. Решается проблема корректировкой компьютера.

Выводы и полезное видео по теме

Чтобы вам проще было понять, как следует выбирать LED-лампу, мы сделали видеоподборку с обзорами от разных производителей и подробным описанием их работы.

Сравнение различных моделей светодиодных ламп:

Описание характеристик LED во всех подробностях:

Как устроены предназначенные для бытового освещения лампочки на светодиодах:

При выборе для бытового осветительного прибора светодиодной лампы необходимо учитывать все ее параметры и технические характеристики. Их достаточно много, однако потраченное время обязательно окупится. Причем не столько деньгами, сколько хорошим самочувствием и комфортом домочадцев.

Есть, что дополнить, или возникли вопросы по выбору светодиодных ламп? Можете оставлять комментарии к публикации, участвовать в обсуждениях и делиться собственным опытом использования таких светильников. Форма для связи находится в нижнем блоке.

Основные различия между светодиодом и диодом

• Диод представляет собой полупроводниковое устройство, которое проводит ток только в одном направлении. В то время как светодиод является типом диода, который излучает свет.
• Диод изготовлен из полупроводникового материала, и электроны этого материала отдают свою энергию в виде тепла. Принимая во внимание, что светодиод состоит из арсенида галлия и фосфида галлия, электроны которого излучают свет при передаче энергии.
• Диод преобразует переменный ток в постоянный ток, тогда как светодиод преобразует напряжение в свет.
• Диод имеет высокое обратное напряжение пробоя, в то время как светодиод имеет низкое обратное напряжение пробоя. Напряжение пробоя — это напряжение, при котором может протекать ток обратного направления.
• В диоде падение напряжение во проводящем состоянии составляет 0,7 В в случае использования кремниевого материала и 0,3 В в случае германия. В то время как в LED падение напряжение в проводящем состоянии составляет примерно от 1,2 до 2,0 В.
• Диод выпрямляет переменный ток, в то время как светодиод отображает свет.
• LED используется в автомобильных фарах, светофорах, вспышках фотоаппаратов, в медицинских устройствах и многих других. В то время как обычный полупроводник используется в цепях защиты, выпрямителях напряжения, умножителях напряжения.

Светодиод и диод выполнены из разных материалов, благодаря чему они имеют разные свойства. Диод сделан из кремния или германия, поэтому он дает энергию в виде тепла. А LED сделан из арсенида галлия фосфида галлия, которые выделяют энергию в виде света.