Светодиодные лампы и светильники прочно вошли в нашу жизнь и стали настолько привычными, что мы даже не задумываемся – а почему, собственно, они светятся? И кто придумал использовать диоды как источники света?
Хотите узнать больше? Тогда читайте нашу статью до конца – расскажем подробно!
Как работает светодиод?
Светодиод – полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока в прямом направлении.
«Сердцем» светодиода является кристалл (на рисунке он обозначен цифрой 1), для защиты от механических повреждений помещенный в пластиковый корпус (2). На кристалл по тонким токопроводящим нитям (3) подается электрический ток. Поскольку светодиод является полупроводниковым прибором, у него есть два контакта – положительный, анод (4), и отрицательный, катод (5).
Цвет излучаемого света зависит от химического состава кристалла. Исходно кристалл может излучать красный, зеленый или синий свет. Для получения наиболее популярного белого света кристалл, излучающий синий свет, покрывают слоем желтого люминофора (6) – вещества, которое может преобразовывать поглощаемую энергию в световое излучение. Синий свет, проходя через желтый люминофор, преобразуется в белый.
Чем же объясняется свечение светодиода? Кристалл состоит из полупроводниковых материалов, один из которых может проводить положительные заряды (их еще называют дырками и обозначают латинской буквой p), а второй – отрицательные заряды, или электроны (их обычно обозначают латинской буквой n). Область, где материалы соприкасаются, называется запирающим слоем, или p–n-переходом. При протекании электрического тока в запирающем слое происходит рекомбинация дырок и электронов, сопровождающаяся нагревом и выделением световой энергии.
Кстати.
В 2023 г. исполнилось 100 лет открытию русского физика Олега Лосева, заметившему слабое свечение в точке контакта двух разнородных материалов. Это явление, поначалу называвшееся «светом Лосева», впоследствии получило название «электролюминесценция полупроводникового перехода». Именно оно лежит в основе работы светодиодов.
В чем преимущества светодиодов?
LED—наиболее современные источники света, у них много преимуществ, недаром потребители все чаще отдают им предпочтение, отказываясь от других типов ламп.
К числу плюсов светодиодов относятся:
• Экономный расход электроэнергии. Светодиодные лампы потребляют в 10–12 раз меньше энергии по сравнению с лампами накаливания, разница с люминисцентными и энергосберегающими лампами – в 3-4 раза, с уличными лампами типа ДРЛ – в 4-5 раз.
• Высокий коэффициент полезного действия. По этому показателю светодиодные лампы уступают разве что натриевым газоразрядным, однако натриевые лампы малопригодны для освещения жилых помещений, в первую очередь из-за желто-оранжевого спектра излучения.
• Длительность работы. Даже бытовые светодиодные лампы в среднем светят 30 тысяч часов, промышленные и архитектурные светодиоды могут работать до 100 тысяч часов.
• Безопасность для здоровья. В отличие от люминесцентных ламп светодиодные не содержат ртути, поэтому их можно утилизировать вместе с бытовыми отходами.
• Надежность при эксплуатации – LED-лампы работают в широком диапазоне температур. И в них нет хрупких составляющих, таких, к примеру, как нить накаливания.
Можно ли продлить срок службы светодиодов?
Существует ряд правил, соблюдение которых позволит вам продлить срок службы светодиодных ламп. Что для этого необходимо?
- Во-первых, нужно поддерживать номинальное значение постоянного тока, обозначенное на упаковке прибора. Превышение номинального значения приведет к перегреву светодиода и выходу его из строя. Однако не забывайте о том, что при значении тока ниже номинального не удастся добиться оптимальной яркости свечения.
- Во-вторых, необходимо обеспечить стабильное напряжение – скачки напряжения вызывают значительные изменения силы тока, что губительно для любых полупроводниковых приборов.
- И, в-третьих, не следует допускать перегрева – очень высоких температур боятся все светодиоды, поэтому необходимо организовать хороший теплоотвод.
Первые две задачи помогает решить блок питания (драйвер), отвечающий за обеспечение светодиодов постоянным током и регулировку напряжения.
Драйверы могут различаться:
• по режимам работы – стабилизация либо по току, либо по напряжению;
• по схемотехнике, с точки зрения которой драйверы подразделяются на: линейные, регулирующие силу тока с помощью резистора (R на схеме) и импульсные, в которых регулировка осуществляется за счет накопительного конденсатора.
Какой же из блоков питания стоит выбрать? Плюсом линейных драйверов является простота конструкции и более низкая стоимость, однако импульсный драйвер все же предпочтительнее: он имеет более высокий коэффициент полезного действия (до 95 %), может работать при широких диапазонах входного напряжения и не имеет ограничений по максимальной мощности подключаемой нагрузки.
И последнее, но, возможно, главное правило, которое поможет вам обеспечить длительный срок службы светодиодов, – выбирайте продукцию проверенных производителей, деловая репутация которых подтверждена годами работы.
К примеру, в светодиодных лампах IEK используется импульсный драйвер, который гарантирует их стабильную работу при напряжении от 150 до 260 В. Технические характеристики LED-ламп IEK строго соответствуют заявленным на упаковке, так как мы следуем концепции «Честные ватты», а средний срок их эксплуатации – 30 000 часов.
Каждая партия наших ламп испытывается в собственной лаборатории IEK GROUP или в независимых лабораториях, поэтому мы уверены в их надежности!
Хотите узнать что-то еще? Тогда пишите вопросы в комментариях, мы обязательно на них ответим!
И не забудьте подписаться на наш канал, у нас в запасе много интересных статей 😉
Реклама ООО "ИЭК ХОЛДИНГ" ИНН 7724635872 erid: 2VtzqxgtzkE