Сучасні світлодіодні лампи: на що звернути увагу при виборі

Світлодіодні світильники та лампи вже давно не новинка, але найчастіше простій людині не зрозуміло що взагалі він купує в магазині і чи може проста лампочка якось вплинути на його здоров’я. Справа в тому, що якість джерела світла не визначається його потужністю і тим як багато світла він віддає. Це лише кількісні показники, показником якості світла є коефіцієнт пульсацій і індекс передачі кольору.

Чим визначається якість ламп

Як вже було сказано якість ламп визначає не їх яскравість, а такі показники як коефіцієнт пульсацій і індекс передачі кольору. Ці дві характеристики визначають як сприйняття світла, так і ваше самопочуття. Ви могли помітити, що коли проводите багато часу, наприклад, в гаражі зі старими люмінесцентними лампами іноді починає боліти голова і виникає деяке відчуття неприродності оточення, а якщо вийти на сонце все здається набагато більш насиченим і приємніше для ока. І справа не в освітленості як такої. Визначення деяких основних термінів ми розглянемо пізніше.

Мова в прикладі вище йшла про індекс передачі кольору. Це параметр який визначає як спектральний склад світла забезпечує реальність сприйняття предметів.

Виміряти його в домашніх умовах вам не вдасться. Це роблять за допомогою спеціалізованого дорогого устаткування, вартість середнього приладу лежить в районі 500-1000 $.

Він вказується в характеристиках джерела як CRI (colour rendering index) або Ra. І визначається порівнянням передачі 8 тестових квітів освітлених конкретним джерелом світла.

Коефіцієнт пульсацій не менш важливий. Його значення повинні бути якомога ближче до 0%, тобто світло повинне бути якомога менш пульсуючим. Цей параметр можна виміряти майже кожним навіть бюджетним люксметром. Або провести непряму перевірку камерою мобільного телефону, про це пізніше.

цікаво:

Нормативні документи встановлюють вимоги до якості освітлення:

  • СанПіН 2.2.1 / 2.1.1.1278-03 Гігієнічні вимоги до природного, штучного і суміщеного освітлення житлових і громадських будівель

  • СП 52.1333.2011 Природне і штучне освітлення. Актуалізована редакція СНиП 23-05-95 * Отже, підіб’ємо підсумки і розглянемо всі характеристики окремо.

  • Потужність світильника залежить від кількості підключених світлодіодів і коефіцієнтом корисної дії джерела живлення.

  • Світловий потік залежить від якості світлодіодів, матеріалів які використовувалися при їх виробництві. В інтернеті є відомості про світлодіодах чий світловий потік досягає 140 люмен на 1 Ватт потужності, але реально в сучасних світильниках і лампах використовуються світлодіоди, які віддають 90-110 Лм / Вт. Це та цифра від якої варто відштовхуватися при розрахунках освітлення.

  • Індекс передачі кольору залежить особливо від люмінофора – саме він визначає спектр випромінюваного світла.

  • Коефіцієнт пульсацій світлового потоку залежить тільки від джерела живлення. Їх типові схеми ми розглянемо пізніше. Якщо коротко, то висловлювання про те, що чим простіше схема – тим більше пульсації не зовсім вірно. Навіть в найдешевшої схемою побудованої на гасить конденсаторі легко досягти прийнятного рівня пульсацій, за допомогою нормального підбору згладжує конденсатора. У той час, як в схемах харчування з джерелом струму (драйвером) при поганому згладжування пульсацій по входу спостерігаються і пульсації вихідних параметрів і світлового потоку відповідно.

Пристрій світлодіодних ламп і світильників на 220В

Світлодіодні світильники та лампи можна розбити на 5 складових частин:

1. Джерело живлення або драйвер. Його завдання перетворити мережеве напруга в стабілізовану напругу або струм для забезпечення безперебійної роботи світлодіодів в номінальному режимі.

2. Світлодіоди. Можуть бути розташовані на друкованій платі або окремих монтажних теплопередающей підкладках типу Star. Зустрічаються як в дискретному вигляді, так і у вигляді матриць або COB-світлодіодів.

3. Радіатор. Його мета відвести тепло від світлодіодів. У разі їх перегріву значно скорочується термін їх служби.

4. Корпус. Навіть якісний і правильно підібраний радіатор не зможе відвести тепло від світлодіодів якщо він розміщений в неправильно спроектованому корпусі малих розмірів без можливості відведення тепла. Іноді корпус і радіатор це одна конструктивно об’єднана деталь – таке рішення використовується в більшості світлодіодних ламп. Хоча у філаментних світлодіодів немає радіатора і вони випромінюють тепло у внутрішній простір колби подібно спіралях лампи розжарювання.

5. Цоколь. Якщо мова йде не про цілісний світильнику, а про лампу, то цоколь служить для її підключення до харчування. Буває нарізного або Голковий типу.

Джерело живлення

Якщо розглядати найбільш популярний бюджетний ціновий сегмент, то на сьогоднішній день в лампах з цоколем Е27 (звичайний і найпоширеніший різьбовій цоколь в нашій країні), використовують схеми живлення з безтрансформаторним драйвером на інтегральних мікросхемах. Їх можна розпізнати за такими елемента на платі або схоже на транзистор в триногу корпусі з аксіальним висновками типу ТО92, або в восьминогом корпусі призначеному для поверхневого монтажу типу SOIP-8 (і подібних) і невеликого дроселя розташованого поблизу.

Типова схема бестрансформаторного імпульсного драйвера

Це непоганий варіант харчування, коефіцієнт пульсації у таких ламп цілком прийнятний і світять вони досить довго, проте світлодіоди і сам джерело живлення зазвичай не захищені від сплесків напруги в мережі живлення.

Раніше в дешевих китайських лампочках використовували джерело живлення на гасить конденсаторі. Така схема не відрізнялась надійністю, малими пульсаціями і високим ККД. Справа в тому, що відсутність стабілізації призводило до того, що світлодіоди харчувалися або зниженим, або підвищеним струмом при відхиленнях напруги живлення від номінальних 220В. Відповідно в будинках де часто напруга перевищує номінальну вони швидко перегорали. При цьому в 90% випадків перегорає 1 або 2 світлодіоди, а так як все наявне на платі світлодіоди з’єднані послідовно – переставали горіти все.


Зовнішній вигляд і схема живлення з гасить конденсаторів – різниця в кількості деталей у наявності, а ємністю C2 – і згладжуються пульсації. Китайці економлять на ній.

Зараз така схема продовжує активно використовуватися в дешевих світлодіодних світильниках, незважаючи на наявність великого обсягу вільного місця в корпусі, а також в трубчастих лампах з цоколями G5 і G13, і ламп для точкових світильників типу G4, GU 5.3 і інших. Не завжди зрозуміло з чим пов’язане таке рішення.

Хоча не можна заявляти однозначно, все залежить від виробника ламп, наприклад у ламп T5 і T8 заводу “Светорезерв” досить непогана концепція в цілому.

І перше і друге рішення притаманне нижнього цінового сегмент, зокрема для таких виробників, як:

  • ЕРА;

  • Navigator;

  • LEEK;

  • IEC;

  • ASD;

  • Онлайт.

Це не означає, що такі лампи погані, просто до їх підбору потрібно підходити з обережністю.


Приклад плати драйвера і його схеми з лампи Gauss

У дорогих LED-джерелах світла таких виробників, як Gauss, Philips, Osram використовуються більш досконалі джерела живлення. Найчастіше це повноцінні драйвера (імпульсні джерела струму) з трансформатором і високим ККД. Наявність трансформатора забезпечує надійну гальванічну розв’язку від мережі, відповідно знижується ризик виходу з ладу конденсаторів, також завдяки зворотному зв’язку по струму забезпечується його хороша стабілізація.

світлодіоди

У світлодіодних лампах і світильниках використовують SMD-світлодіоди таких типорозмірів:

  • 3528;

  • 5050;

  • 2835;

  • 5630;

  • 5730; 

  • 3014 (рідко).

У прожекторах і деяких потужних лампах і світильниках використовують і світлодіодні матриці або COB-світлодіоди іноді їх називають ЧІП-світлодіоди. За своєю будовою це матриця з світлодіодів покрита єдиним шаром люмінофора, від набору дискретних світлодіодів відрізняється тим, що всі кристали вже з’єднані між собою ще на етапі виробництва цього модуля.

Всі виробники навіть найдешевшої продукції давно пішли від використання 5-мм світлодіодів, які монтуються через отвори в платі через їх низьку ефективність і великих витрат при виробництві.

Але від того в якому корпусі виконаний світлодіод крім параметрів теплопередачі більше нічого не залежить. Параметри впливають на освітлення залежать від самого світловипромінювальних кристала, властивостей його PN-переходу. Тому купуючи дешеву продукцію з нібито потужними світлодіодами 5730 (вони виробляються у варіантах на 0.5 і 1 Вт) часто натикаються на підробки збігаються за характеристиками з уже застарілими 3528.

Те ж стосується і люмінофорів, адже від нього і залежить індекс передачі кольору. У різних джерелах зустрічаються відомості про те, що підбираючи певні пропорції в складі люмінофора вдається обійти перевірку індексу, отримавши збіг за нормативами тільки для контрольних квітів, при тому, що неозброєним оком видно проблеми передачі кольору.

На фото приклад лампи з “хорошим” заявленим індексом, але при цьому зеленуватим відтінком

Відносно новим типом світлодіодів є філаментні нитки, такі лампи виготовляє велику кількість виробників, з вітчизняних можна виділити лампочки Томича заводу Лисма.

Зовні вони дуже схожі на класичні лампи розжарювання, світлодіоди розташовані всередині колби, а драйвер в цоколі. Обмежений простір різьбових цоколів часто не дозволяє зібрати в них якісний драйвер, проте такі лампи популярні і вони видають непогані показники по всіх параметрах. Варто зазначити що потужність однієї філаментная нитки становить близько 1 Ватта, це дозволяє приблизно оцінити реальну потужність лампи не дивлячись на упаковку, а порахувавши число ниток. Автор наступного відео наочно демонструє що всередині філаментная лампи.

Їх перевагою є класичний зовнішній вигляд і рівномірна спрямованість світла на всі боки. Однак особливо прискіпливі критики скаржаться на те, що в поширенні світлового потоку спостерігаються тіні від самих филамент. Це швидше зачіпка, ніж зауваження.

Найбільш якісними є світлодіоди від компаній:

  • CREE (США);

  • OSRAM Opto Semiconductors (Німеччина);

  • Nichia (Японія).

Низьковольтні лампи та світильники

На окреме слово гідні лампи які живляться від мережі із зниженою напругою постійного струму в 12В і світильників, які включаються від окремого драйвера. І ті й інші в більшості своїй прийшли на заміну точковим світильників з галогенними лампами. Для останніх раніше використовували електронні трансформатори.

Зараз лампи з живленням від 12В живлять від блоків живлення або індивідуального для кожного світильника, або одного на групу світильників, що використовується частіше аналогічно харчуванню галогенових ламп.

Приклад світлодіодної лампи з цоколем G4 і напругою живлення 12 В

Приклад іншого варіанту блоку живлення для таких ламп, зверніть увагу, що написано “Driver”, хоча це саме джерело напруги, а не струму

Частий питання:

Як дімміровать 12В лампи для точкових світильників? Яскравість таких лампочок регулюється за допомогою 12В діммера для світлодіодної стрічки. Регулювати їх 220В диммером не вийде. Сама назва блок живлення, диммер, контролер “для світлодіодної стрічки” прив’язалася бо стрічки першими вийшли на масовий ринок LED-продукції.

важливо:

Часто користувачі задають питання про те що робити якщо горять драйвера для світильників, чи можна замінити його блоком живлення на всі світильники відразу. Відповідь – НІ. Справа в тому, що вони харчуються від джерел струму, на їх корпусі зазвичай вказана схема підключення до світильника і вона не передбачає підключення декількох штук до групи.

Приклад світильника з драйвером

Зовнішній вигляд подібного драйвера

Зверніть увагу на характеристики, саме на розділ OUTPUT – вихідні напруги 30-68V, що говорить про стабілізацію струму, а не напруги, його схема встановлює в залежності від кількості підключених світлодіодів і їх параметрів.

Як вибрати лампу?

Якщо ви не хочете купувати дорогу продукцію від європейських виробників, то зверніть увагу на ряд порад при придбанні, адже ви не можете в більшості випадків побачити світлодіоди (якщо вони накриті розсіює ковпачком, а він приклеюється), а драйвер і зовсім прихований в корпусі лампи. Передбачаючи неоднозначні коментарі заздалегідь скажу про те, що це лише моє бачення і особиста думка про покупку дешевих лампочок.

1. Потужність лампи прямо пропорційна її розміру та ваги. Хоч це і звучить злегка смішно, проте при двох однаково дешевих лампах однакової потужності, але різних габаритів я віддам перевагу тій що важче і більше. Справа в тому, що чим важче лампа то тим більше ймовірності що виробник заклав в неї нормальний радіатор, світлодіоди розташував на нормальної теплопередающей підкладці з друкованою платою і встановив хоч якусь плату з драйвером. На жаль реальний вибір доводиться робити наосліп.

2. Якщо є можливість включити лампу хоча б на пару хвилин – подивіться як швидко вона гріється, корпус лампи повинен бути гарячим, але не гаряче тієї температури яку ще терпить рука. Тобто 50-60 градусів. Температура сучасних LED-кристалів не повинна перевищувати 100-150 градусів Цельсія, а вона буде реально більше ніж температура теплорассеівающіх корпусу.

3. Якщо у вас є люксметр ви можете прямо в магазині виміряти коефіцієнт пульсації лампи, хоча і не так точно як могли б це зробити в лабораторії. Ну а якщо люксметра немає, то скористайтеся камерою свого смартфона. При наведенні на лампу на зображенні не повинно спостерігатися біжать смуг. Зверніть увагу на відео розташоване далі.

Radex Lupin – вимірює пульсації і освітленість, на момент написання статті його ціна близько 5000 (72,28 $)

цікаво:

ГОСТ Р 54945-2012 дозволяє вимірювати пульсації наступними приладами:

  • Багатоканальний радіометр «Аргус»;

  • Пульсметр-люксметр «Аргус 07», «ТКА-ПКМ» / 08;

  • Пульсметр-люксметр «ТКА-ПКМ» / 08;

  • Люксметр-яскравомірами-пульсметр «Еколайт-01», «Еколайт-02».

Я більше не знаю реальних способів відрізнити хороші LED-світильники від поганих з асортименту дешевих моделей. Тому ви повинні усвідомлювати що ви і в яких цілях купуєте, наприклад в коридор або санвузол не має особливого значення якість джерела світла. А ось освітлення в майстерню або над письмовим столом повинно бути відмінним і відповідати всім санітарним нормам.

Олексій Бартош

Ссылка на основную публикацию