СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №6/2014

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 68 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2014 Мощные светодиоды в осветительных устройствах В настоящее время светодиоды – мощные твердотельные источники света – стали популярнее энергосберегающих ламп и ламп накаливания. В статье рассмотрены электрические параметры и особенности эксплуатации сверхъярких светодиодов и модулей на их основе. Андрей Кашкаров (Санкт-Петербург) М ОЩНЫЙ СВЕТОДИОД ИЛИ СВЕТОДИОДНАЯ ЛАМПА ? Осветительные лампы на основе мощных светодиодов обладают замет- ными преимуществами перед традици- онными осветительными приборами. Автор намеренно опускает термин «све- тодиодная лампа», поскольку по усто- явшейся терминологии однозначного определения светодиодных светотех- нических изделий сейчас нет, стандар- ты по терминам и определениям нахо- дятся в стадии разработки как в России, так и за рубежом. Рассмотрим мощные светодиоды для современных светотехнических изде- лий (ламп для бытового и промыш- ленного освещения). Лампы бытово- го назначения на основе светодиодов стандартизированы по форм-фактору цоколя, как ранее лампы накаливания и энергосберегающие лампы. Тем не менее, сегодня рынок таких бытовых ламп достаточно разнообразен. В каче- стве примера на рисунке 1 представ- лены изделия торговой марки IKEA (Швеция). Слева на рисунке 1 показана лампа мощностью 7,5 Вт типа LED1205G8E27. Ток её потребления составляет 45 мА, удельный световой поток 53 лм/Вт. Справа – более мощная (10 Вт) лампа LED1307G10E27 с током потребления 46 мА и удельным световым потоком 60 лм/Вт. Этот пример показывает, что увеличение мощности на 2,5 Вт (почти на треть) увеличивает ток потребления всего на 1 мА. По цифрам, указанным производителем на корпусе изделий, можно рассчитать и световой поток. В случае с лампой LED1307G10E27 он составит 60 × 10 = 600 лм. В корпусе лампы установлен пре- образователь сетевого напряжения 200…240 В в постоянное (модули- рованное) напряжение 14 В. Следу- ет обратить внимание на размеще- ние светодиодов внутри колбы – она нетипична для таких изделий. Мощ- ные светодиоды расположены вокруг коллиматора, их свет усиливается лин- зой. Свет от этих ламп действительно «тёплый» – по шкале цветовой темпе- ратуры он соответствует ∼ 2700 К. Изо- бражение работающей лампы пред- ставлено на рисунке 2. Эти изделия, произведённые в КНР, сильно отличаются от других, напри- мер производства РФ, также представ- ленных на рисунке 2 и имеющих кол- бу классической формы, через кото- рую не виден источник света. Изделия фирмы «Оптолюкс» (Россия) обеспечи- вают световой поток 570 лм при мощ- ности 9 Вт. Они могут заменить 60-Вт лампы накаливания, т.е. экономят до 80% электроэнергии. Заявленный срок службы светодиодов составляет 15 лет при работе 8 ч в день и включе- нии/выключении не более 4 раз в день. Описанные выше лампы не подходят для систем регулирования яркости, их нельзя погружать в воду, подвер- гать воздействию открытого пламени и раскалённых предметов. В России существует собственное производство ламп на основе мощных светодиодов, которым занимается хол- динг «Российские светодиоды». Напри- мер, производство светодиодных ламп «Оптолюкс-Е27-3015» осуществляется на базе одноимённой фирмы (см. рис. 3). Свет лампы российского производства «Оптоган» по цветовой температуре более холодный (см. табл. 1). Мощность ламп различна – сегодня можно приоб- рести изделия от 3 до 15 Вт. Представленные выше светотехни- ческие изделия являются относитель- но маломощными. Тем не менее, све- тодиоды, как элементы таких изделий, производятся крупнейшими компани- ями, среди которых выделяются Сree Lighting, Lumileds Lighting и Nichia Corporation, имеющие собственное производство кристаллов на осно- ве материалов InGaN. Другие компа- нии-производители, такие как Lamina Ceramics, достигли успехов в изготов- лении светильников. Они не произво- дят собственных кристаллов, а корпуси- руют кристаллы других компаний под своей торговой маркой. Светотехнические изделия, имеющие форму лампы, различаются не только по внешнему виду, но и по направлен- ности светового потока: с фокусиру- ющей линзой, рассеянного света или матрицей из светодиодных кластеров. К разновидностям светодиодных ламп также можно отнести споты и линей- ные лампы. Споты – это направлен- ные светильники, которые позволяют выделить отдельные элементы интерье- Рис. 1. Внешний вид светотехнических изделий в форме ламп торговой марки IKEA Рис. 2. Лампа торговой марки IKEA типа LED1205G8E27, подключённая в осветительную сеть 220 В Рис. 3. Светотехнические изделия в форме осветительных ламп производства российской фирмы «Оптоган»