Светодиодные (LED) лампы

Светодиодные, в обиходе ледовые (от аббревиатуры LED, Light Emitting Diode), лампы — это один из наиболее современных энергосберегающих и экологически чистых источников света. Их работа построена на использовании светоизлучающих диодов (светодиодов) — полупроводниковых приборов, создающих оптическое излучение при пропускании через них электрического тока в прямом направлении. Конструкция каждой светодиодной лампы включает в себя три основных элемента — это сам светодиод, мини-трансформатор (преобразует переменный ток в постоянный) и охлаждающий радиатор. Диапазон света, излучаемого светодиодами, во многом зависит от химического состава использованных полупроводников. Работа светодиода не сопровождается ни шумом, ни выделением тепла. Первые светодиоды излучали только синий свет, но по мере развития технологии удалось получить все цвета светового спектра. Современные светодиодные лампы изготавливаются различного цвета, мощности и формы, а также со всеми известными типами цоколей. Постоянно улучшающиеся технологии, а вместе с ними создание новых материалов и сплавов способствуют непрерывному развитию отрасли производства светодиодных ламп, расширению сферы их использования. Уже сегодня технология LED-освещения позволяет применять новые источники света в самых разнообразных местах: начиная с квартиры, где они заменяют устаревшие лампы накаливания в домашних светильниках, до Международной космической станции.

Ввиду огромного разнообразия ассортимента, представленного на современном рынке светодиодных ламп, классифицировать их очень непросто. Довольно часто их подразделяют по областям применения или по типу используемого светодиода. Но мы используем классификацию по цоколям и формам колб. Для начала разделим все разнообразие ледовых ИС на две большие группы:

• светодиодные лампы с резьбовыми цоколями Эдисона;
• лампы со штырьковыми цоколями.

Среди светодиодных ламп с резьбовыми цоколями встречаются:

• лампы привычных форм «груша», «шар», «свеча», «свеча на ветру», «рефлектор», у которых диоды помещены во внешнюю колбу, имитирующую вид ламп накаливания;
• лампы corn («кукуруза») с диодами, расположенными на колбе;
• лампы вида JDR (диоды помещены в рассеиватель);
• лампы в колбе Т25;
• лампы с декоративными эффектами «искристая точка» и «искристая пирамида».

Светодиодные лампы со штырьковыми цоколями для начала следует разделить на две большие подгруппы:

• линейные диодные лампы;
• компактные диодные лампы.

Линейные LED-лампы представлены типоразмером Т8 с двумя цоколями G13 (13 мм между штырьками). Также они выпускаются с поворотными цоколями. Это делает  лампы универсальными в плане установки: они могут монтироваться как в вертикальные, так и в горизонтальные светильники.

Компактные LED лампы с штырьковыми цоколями представлены более широко. Они созданы для замены галогенных и люминесцентных ламп. Среди них:

• капсульные G4 и G9. В том числе в вариациях mini, micro и corn («кукуруза»);
• лампы-таблетки GX53 и GX70;
• лампы с колбой Т25. Есть варианты размеров мини и микро;
• лампы MR16 с цоколем GU5.3;
• лампы с цоколем GU10;
• лампы Т20;
• прожекторные лампы F118 и F78 с цоколем R7s.

Все вышеперечисленные лампы предназначены для установки в стандартные осветительные устройства как замена устаревших галогенных и люминесцентных ламп (иногда светильникам может потребоваться доработка), а также для использования в комплекте со специальными приборами, созданными для светодиодных источников света.

LED-лампы обладают значительными преимуществами перед прочими предшествовавшими им источниками света:

• Большая универсальность и компактность и сравнительно малый вес. Технология светодиодов позволяет выпускать лампы практически для всех сфер, где требуются источники света.
• Высокая световая отдача. Современные светодиоды сравнялись по этому параметру с натриевыми газоразрядными лампами и металлогалогенными лампами, достигнув 160 лм/Вт.
• Высокая механическая прочность, вибростойкость.
• Длительный срок службы — от 30 000 до 100 000 часов (при работе 8 часов в день — 34 года). Но при длительной работе и/или плохом охлаждении происходит «отравление» кристалла и постепенное падение яркости.
• Спектр световых температур современных белых светодиодов бывает различным — от тёплого белого 2700 К до холодного белого 6500 К.
• Малая инерционность — включаются сразу на полную яркость, в то время как у энергосберегающих люминесцентных ламп время включения от 1 с до 1 мин, а яркость увеличивается от 30 до 100 % за 3–10 минут, в зависимости от температуры окружающей среды.
• Количество циклов включения-выключения не оказывает существенного влияния на срок службы светодиодов (в отличие от традиционных источников света — ламп накаливания, газоразрядных ламп).
• Различный угол излучения — от 15 до 180 градусов.
• Пожаро- и взрывобезопасность  — не требуются высокие напряжения, температура светодиода или арматуры обычно не поднимается выше 60 °C.
• Возможность диммирования.
• Нечувствительность к низким и очень низким температурам. Но высокие температуры противопоказаны светодиоду, как и любым полупроводникам.
• Экологичность — отсутствие ртути, фосфора и ультрафиолетового излучения в отличие от люминесцентных ламп.

Однако, как было выяснено недавними исследованиями, в некоторых типах светодиодов, использующихся в новогодних гирляндах, светофорах, автомобильных фарах и стоп-сигналах, содержится свинец, мышьяк и другие потенциально опасные вещества.

Основным же недостатком светодиодных ламп называется высокая разовая стоимость. Но при пересчете срока службы и энергопотребления выгода от их использования становится очевидна. Именно поэтому данные источники освещения уже вошли практически во все сферы деятельности человека. Их применяют:

• в уличном, коммерческом и бытовом освещении;
• в иллюминации и декоративном освещении;
• в составе специальных светильников (например, рекламные конструкции, светофоры и т. д.);
• специальные лампы: для автомобилей, холодильников, швейных машин и т. д.;
• используются в растениеводстве;
• используются в различных областях промышленности. Многие самолёты ТУ-134 и ТУ-154 оснащены светодиодными устройствами, они устанавливаются на морских судах и подводных лодках и даже на космических кораблях.