Интересно

Светодиодные технологии

Появление светодиодов - это величайшее открытие в области освещения со времени изобретения электрических источников света. Срок службы светодиода составляет 20 лет, при этом он потребляет намного меньше электроэнергии, чем обычная лампа накаливания и люминесцентные лампы.

Светодиодные технологии – это выбор в пользу экологичности и функциональности. Первое использование светодиодных технологий проявилось при изготовлении карманных ручных и налобных фонариках. Сегодня светодиоды являются источниками света при изготовлении фар автомобилей, спецтехники, лодок, освещения дорог, садов, детских игровых площадок, производственных площадей и в рекламной деятельности.

Первое известное появление сообщений о получении светящегося диода было в 1907 году. Британский экспериментатор Генри Раундом открыл электролюминесценцию, при изучении прохождения тока в паре металл  (карборунд, SiC), и отметил свечение на катоде. Эксперименты были повторены в 1923 году О. В. Лосевым в Нижегородской радиолаборатории  обнаружил в точке контакта разнородных материалов слабое свечение — электролюминесценцию полупроводникового. Наблюдение было опубликовано, однако значение этого наблюдения не было понято по достоинству оценено, и потому не продолжались дальнейшие исследования в течение многих десятилетий. Теоретического обоснования этого явления тогда не было. Однако Лосев оценил практическую значимость своего открытия, которое позволяло создавать малогабаритные, низковольтные (<10W),  твёрдотельные (безвакуумные) источники света. Лосев получил авторские свидетельства на «Световое реле». В 1961 году Роберт Байард и Гари Питтман из компании Texas Instruments открыли и запатентовали технологию инфракрасного светодиода. Первый в мире практически применимый светодиод, работающий в световом (красном) диапазоне, разработал Ник Холоньяк в Университете Иллинойса для компании General Electric в 1962 году. Холоньяк, таким образом, считается «отцом современного светодиода». А его студент, Джордж Крафорд, изобрёл первый в мире светодиод жёлтого свечения и улучшил яркость красных и красно-оранжевых светодиодов в 10 раз в 1972 году. В 1976 году Т. Пирсол создал первый в мире светодиод высокой яркости для телекоммуникационных технологий, специально адаптированный к по волоконно-оптическим линиям связи. В начале 1990-х в университете Нагоя  Исама Акасаки, работавший вместе с Хироси Амано, а также Судзи Накамура, работавший в японской корпорации Nichia Chemical Industries, смогли изобрести дешевый синий светодиод . За открытие дешевого синего светодиода им троим была присуждена Нобелевская премия по физике в 2014 г. Синий светодиод, в сочетании с зеленым и красным, дает белый свет с высокой энергетической эффективностью, что позволило в дальнейшем создать, среди прочих рекламных технологий, светодиодные лампы и экраны со светодиодной подсветкой. Дисплеи из органических светодиодов применяются в последних моделях сотовых телефонов, GPS-навигаторах, для создания приборов ночного видения. Внедрение светодиодов произвело настоящую революцию в области освещения. Это позволило воплотить такие дизайнерские решения, которые до этого считались невыполнимыми.

Свет, излучаемый светодиодом, принадлежит узкому диапазону спектра. Кристалл излучает конкретный цвет в отличие от ламп, излучающих широкий спектр, где нужный цвет излучаемого света можно получить лишь применением светофильтра. Химический состав использованных полупроводников определяет диапазон излучения светодиода. 

Светодиод излучает свет при подаче на него прямого напряжения (т.е.анод должен иметь положительный потенциал относительно катода). Непосредственное подключение светодиода к источнику напряжения может вызвать перегрев и мгновенный выход из строя, это происходит при протекании через него тока, превышающего предельно допустимый, поэтому светодиод должен подключаться к источнику напряжения через токостабилизирующую сеть (резистор, последовательно включенный со светодиодом). Для мощных светодиодов применяются схемы с ШИМ, которые поддерживают средний ток, проходящий через светодиод, и позволяют регулировать яркость свечения. Подавать напряжение на светодиоды нужно определённой полярности. Т.к. они имеют высокое обратное пробивное напряжение. Светодиод должен быть защищён параллельно включенным в противоположной полярности диодом при возможности появления напряжения обратной полярности.

Светодиод - полупроводниковое устройство. Часть электронов во время подачи электрического тока начинает переходить в более низкое энергетическое состояние. Энергия, отданная электронами, выделяется в виде света. От состава полупроводникового материала зависит длина волны, определяющая цвет свечения. Чистота создаваемого светодиодами света обеспечивается за счет узкого распространения длины волны. В настоящее время используются полупроводниковые соединения из традиционных материалов, например, из нитрида галлия или GaN. В настоящее время начинают появляться светодиоды на основе органического материала. Следует отметить, что светодиодов, излучающих жёлтый свет, на сегодняшний день не существует. Этот цвет получают при помощи комбинации нескольких цветов, например, при сочетании красного и зеленого. Обычные светодиоды изготавливают из неорганических полупроводниковых материалов, в таблице приведены цвета с диапазоном длин волн, падение напряжения на диоде, и материал (для увеличения кликните по таблице левой кнопкой мыши):

Cветодиодные источники света не распространяют эти вредные для человеческого организма лучи, в отличие от галогенных и металлогалогенных ламп, которые оснащаются фильтрами, которые всё же не могут полностью исключить этот поражающий фактор, который провоцирует онкологические заболевания.В этой специфике светодиодные технологии абсолютно безопасны.

Инфракрасное излучение

Светодиодные лампы не распространяют инфракрасных лучей, которые никакой опасности для здоровья не представляют, разве что особенно сильные (для зрения), однако они создают помехи для датчиков и камер, работающих на этой основе.

Тепловое излучение

Светодиоды выделяют некоторое количество тепла, которое никак не идёт в сравнение с выделяемым теплом от ламп накаливания и галогенных ламп. Использование светодиодов обезопасит от ожогов, а главное сохранит необходимый микроклимат, где это необходимо.

Ядовитые испарения

Энергосберегающие люминесцентные лампы требуют специальной утилизации. Связано это с парами ртути, содержащимися внутри колбы, которые заключены в хрупкий стеклянный корпус, подверженный механическому воздействию. При разрушении стекла пары могут нанести вред дыхательным органам, печени, почкам, привести к поражению центральной нервной системы (головного мозга) и вызвать летальный исход. Светодиоды же совершенно безопасны. Алюминий, из которого делаются некоторые детали светодиодных ламп, может быть вреден, но только в том случае, если попадает в организм человека с пищей, или имеет острые края, о которые можно пораниться. А тяжелые металлы в микросхемах если и содержатся, то в крайне небольших количествах, не оказывающих прямой угрозы для здоровья человека.

Физические травмы и повреждения

Разбиваясь, лампы накаливания оставляют после себя множество опасных острых осколков, которые могут нанести человеку существенный вред. А если эти осколки ещё и с содержанием ртути, то они могут принести множество долгосрочных проблем. Светорассеиватель, а также многие другие детали корпуса светодиодных светильников состоят из пластика, который при механическом воздействии податлив и стремиться вернуться к исходным формам, что уменьшает риск разрушения, при случае которого не будет острых опасных осколков.

Влияние на зрение

Мерцание - это порок как ламп накаливания, так и люминесцентных ламп, который в результате даёт немалую нагрузку, что может отразиться на зрении. Светодиоды лишены данного порока, а значит приносят меньше вреда.

Выгода от использования светодиодного освещения 

Эффективность предприятия определяется также за счет оптимизации производства и экономии ресурсов, в частности энергозатрат.

В первую очередь, это касается повышения энергоэффективности. Промышленность несёт огромные затраты на электроэнергию. Возможность высвободить огромные электрические мощности, и перенаправить их на производство становится реальной при использовании светодиодных технологий для освещения производственных площадей.

В настоящее время на промышленных предприятиях установлены светильники с ртутными источниками света. Такие светильники потребляют огромное количество энергии, при низких показателях светоотдачи, при этом требуют дополнительных эксплуатационных затрат (замена ламп и чистка светильников, утилизация). При малом потреблении энергии светодиоды, дают привычную глазу норму освещения. Несмотря на затраты на приобретение и установку светодиодов, их эксплуатация в течении 2-3 лет покроет все затраты, а далее сплошная экономия. Время службы светодиода может составлять до 150 000 часов и даже более. Конечно, в реальных условиях российские производители заявляют в среднем 100 000 часов работы. А это при использовании лампы 6 часов вдень составит 20 лет. В скором времени, будут вкручивать светодиодную лампу в новой квартире, а через 30 лет, будут ее выкручивать для того, чтобы забрать ее в новую квартиру.

Важно понимать, что качество светильника зависит от качества нескольких его составляющих, которые рядовой покупатель не сможет определить при покупке в магазине. К ним относятся:

• качественные светодиоды;
• качественные соединения цепи и светодиодов;
• качественный блок питания. Напряжение, выдаваемое им должно быть стабильным, независимо от возможных скачков напряжения.
• продуманная система охлаждения. Высокая температура работающей лампы ведет к сокращению срока ее службы.

К сожалению, при покупке прибора покупатель может только поверхностно оценить только качество сборки корпуса.

Компания LTLight имеет собственное производство. Мы производим качественное светодиодное оборудование, соответствующее всем существующим нормам и ГОСТам.