Лампа светодиодная из чего состоит: Строение светодиодной лампы - LED Test - sk-amigo.ru

Содержание

Как устроена и как работает светодиодная лампа

Светодиодные лампочки пользуются все большей популярностью у покупателей, что объясняется рядом достоинств этих источников света. В отличие от классических ламп накаливания и ламп дневного света их энергопотребление существенно ниже, да и рабочий ресурс заметно больше. При равной потребляемой мощности LED-лампочки обеспечивают лучшую освещенность комнат, чем те же люминесцентные аналоги. Все это вынуждает подробно ознакомиться с тем, что такое светодиодная лампа, какой у нее принцип работы и конструкция. Итак, обо всем по порядку.

Устройство LED-лампы
Принцип действия
Различия по типу питания
Область применения
Виды ламп и оценка их качества

Устройство LED-лампы

Пользователям, желающим ознакомиться с тем, что это такое, придется разобраться с конструкцией и принципом работы светодиодной лампочки. Прежде всего, классический LED светильник представляет собой сборное устройство, состоящее из следующих основных узлов (фото ниже):

Нескольких светодиодных излучателей, размещенных на теплоотводящей алюминиевой подложке (радиаторе).
Матового куполообразного рассеивателя, конструкция которого обеспечивает равномерность распределения светового потока.
Электронного преобразователя (драйвера), снабжающего LED светодиоды питанием нужного качества.
Стандартного цоколя (E14, E 27, E 40 и других типов).

Важно! В простейших моделях лампочек от китайского производителя может устанавливаться один мощный светодиод.

При рассмотрении различных вариантов исполнения светодиодных лампочек важно научиться различать их по величине питающего напряжения.

Принцип действия

Принцип работы лампочки на светодиодах представляется как ряд преобразований, обеспечивающих свечение входящих в ее состав излучателей. При подаче питающего напряжения на цоколь сначала оно поступает на драйвер, назначение которого как раз и состоит в приведении высокого напряжения к приемлемому для LED ламп виду.

Чтобы кратко описать этот способ энергообеспечения, достаточно обратиться к следующей схеме:

Если выражаться простыми словами – ее работа может быть представлена так:

Сначала переменное напряжение подается на диодный мост, где частично выпрямляется.
Следующая за ним электролитическая емкость предназначена для сглаживания пульсаций.
После этого полностью выпрямленное напряжение подается на контроллер, управляющий работой LED лампы.
С электронного модуля оно через развязывающий импульсный трансформатор поступает непосредственно на светодиоды.

Важно! При ответе на нередко задаваемый вопрос: для чего нужна такая развязка, ответим – ее наличие частично снижает угрозу поражения высоким напряжением при работе с цоколем лампы.

Принцип действия LED лампочки на 12 Вольт намного проще, поскольку для преобразования напряжения потребуется типовой блок питания и ничего больше. А это, в конечном счете, снижает стоимость всего изделия в целом.

Различия по типу питания

В соответствие с этим параметром известные образцы LED ламп подразделяются на следующие модификации:

со светодиодами, рассчитанными на 220 Вольт.
работающие от пониженного и выпрямленного напряжения 12 Вольт.

Первые в этом списке источники света работают в типовых электросетях и включаются подобно обычным лампам накаливания.

Светодиодные лампы, рассчитанные на 12 Вольт постоянного тока, благодаря низкому напряжению и широкому выбору цоколей, относятся к универсальным изделиям.

Для работы таких ламп потребуется специальный блок питания, понижающий переменное сетевое напряжение до постоянной величины 12 Вольт.

Область применения

При рассмотрении вопроса о том, где применяются светодиодные лампы, потребуется отдельный подход к различным образцам. Изделия, включаемые непосредственно в сеть 220 Вольт, эксплуатируются как обычные лампы (люминесцентные или накаливания) с соответствующим цоколем. В отличие от них низковольтные светодиодные осветители используются в самых различных целях, начиная от точечного освещения при обустройстве натяжных потолков и заканчивая организацией наружной и внутренней подсветки. Отдельные образцы позиционируются как автомобильные лампочки, устанавливаемые в большинстве моделей современного автотранспорта.

Важно! Сравнительно низкое по величие напряжение питания обеспечивает светодиодным лампам высокую электрическую и пожарную безопасность (исключает удар током и возгорание).

Указанные достоинства позволяют расширить область применения LED лампочек и устанавливать низковольтные модели в следующих ситуациях:

В помещениях повышенной влажности (например, при обустройстве светодиодной подсветки зеркала в ванной).
В условиях высокой пожарной и взрывоопасности.
При обустройстве подсветок различного вида.
В складах и подвальных помещениях.
На улице под открытым небом.

В последнем случае такие лампы могут эксплуатироваться без специальных мер защиты и использования проводки с повышенными требованиями к надежности изоляции.

Обратите внимание: Универсальность светодиодных ламп подчеркивается тем, что в качестве блока питания в них нередко используется модуль от ленточных светодиодных подсветок.

Однако для надежности эксплуатации низковольтных ламп лучше всего воспользоваться специализированным блоком питания 12 Вольт, рассчитанным на работу со светодиодами.

Виды ламп и оценка их качества

С технической точки зрения все рассмотренные светодиодные лампы различаются по следующим показателям:

Вид питания (220 или 12 Вольт).
Тип цоколя.
Количества светодиодов.
Мощность освещения (световой поток).
Форма корпуса.

По конструктивным особенностям, влияющим на надежность данного образца и его стоимость, LED лампочки подразделяются на фирменные изделия и на дешевые китайские образцы. Последние из них имеют более простое устройство и не отличаются высокой надежностью.

Конструктивные отличия брендовых изделий от китайского ширпотреба проявляется в таких деталях как наличие «мощного» теплового отвода и качественно оформленные рассеиватель и цоколь.

Любая лампочка на светодиодах, представленная на рынке, рассматривается пользователем двояко: со стороны ее надежности (качества) и с точки зрения издержек на покупку.

При таком подходе к приобретению осветителей выбор остается за самим покупателем. В заключение отметим, что светодиоды позволяют на практике реализовать принцип экономии электроэнергии в бытовых условиях. Благодаря особенностям их устройства и функционирования удается сберечь часть средств, расходуемых на осветительные нужды.

Теперь вы знаете, что такое светодиодная лампа, как она устроена и как работает. Надеемся, предоставленная информация была для вас понятной и полезной!

Материалы по теме:

Как выбрать светодиодные лампы для дома
Как понизить напряжение в сети
Как экономить на освещении

Опубликовано 27.06.2019 Обновлено 27.06.2019 Пользователем Александр (администратор)

Устройство светодиодной лампы: принцип действия, конструкционные особенности

Освещение играет важную роль в жизни человека. Оно бывает основным, акцентным, декоративным. Для создания подсветки используются различные источники света. Самыми современными, надежными и качественными приборами являются светодиодные лампы. Они имеют множество преимуществ перед классическими источниками света. Однако устройство светодиодной лампочки сложнее.

Содержание

Принцип работы
Преимущества светодиодных ламп
Устройство светодиодных источников
Брендовая продукция
Низкокачественные изделия
Филаментные приборы
Способы сборки
Рекомендации по проверке лампы при покупке

Принцип работы

Основа светодиода – полупроводниковый кристалл, состоящий из двух материалов разной проводимости.

Светодиодные лампы

Принцип работы светодиодной лампы заключается в следующем: при подаче электрического тока происходит переход частиц из одного полупроводника в другой, сопровождающийся созданием частицы света – фотона. Оба полупроводника способы пропускать ток только в одном направлении, поэтому при подключении важно соблюдать полярность. Во время подачи тока протекают и другие процессы. Часть энергии тратится на выделение тепла.

Светодиоды изготавливаются из разных материалов, поэтому их спектр, интенсивность потока, яркость также отличаются. В настоящее время светоизлучающие диоды охватывают практически весь диапазон излучения.

Принцип работы Led лампы

Светодиоды применяются в самых разных сферах: для создания освещения в доме, на производстве, в административных помещениях. С их помощью делается рекламная, художественная и архитектурная подсветка. Светодиоды можно встретить в фонарях для уличного освещения.

Преимущества светодиодных ламп

Современные источники света должны быть экономичными, эффективными и безопасными. Светодиоды полностью подходят под эти характеристики. Для работы светоизлучающего диода требуется небольшое количество энергии, при этом они выдают яркое освещение с минимальным выделением тепла. Светодиодные источники света обладают пониженной чувствительностью к скачкам в сети и имеют большое количество циклов включения и выключения. При подаче напряжения они загораются сразу, не нужно время для разогрева. Светодиоды для ламп освещения выгодно отличаются от других источников света своим долгим сроком службы – до 50000 часов.

Безопасность светодиодов заключается в отсутствии в них вредных компонентов. В колбе отсутствуют пары ртути и смесь инертных газов, поэтому они не требуют особых условий утилизации. Также светодиоды выполняются в прочном качественном корпусе. Устройства имеют низкий коэффициент пульсаций, поэтому они безопасны для человеческого здоровья.

В продаже можно найти широкий ассортимент светодиодных ламп. Они отличаются своими характеристиками, размерами, цветовой температурой, конструктивными особенностями. Светодиодные лампы выполняются разной формы – свеча, цилиндр, трубка и другие.

Недостаток, ограничивающий широкое распространение светодиодных приборов – высокая стоимость.

Устройство светодиодных источников

Конструкция светодиодной лампы

Общая конструкция ламп идентична, могут быть небольшие отличия. Они сложнее с технической точки зрения, чем лампы накаливания. Чтобы узнать, из чего состоит лампочка, ее нужно разобрать, в то время как в классическом источнике света с нитью накала просмотреть внутреннюю часть можно через стеклянную колбу.

Из чего состоит светодиодный светильник:

Led. В лампе устанавливается один или несколько светодиодов. Они отличаются по мощности, цвету свечения, размерам. Количество диодов в матрице может быть различным, вычисляется на производстве для обеспечения оптимального уровня света. Диоды припаиваются к алюминиевой или текстолитовой плате разных размеров и форм. Группы соединяются друг с другом последовательно.
Драйвер. Используется для преобразования сетевого напряжения в необходимую для работы светодиодов величину. Схемы драйверов бывают разными, чаще всего применяются трансформаторные. По конструкции выделяют открытые и закрытые, которые устанавливаются прямо в корпус лампочки. В дешевых китайских изделиях часто ставятся некачественные драйверы, которые неэффективны и могут навредить здоровью.
Цоколь. Светодиодные лампочки пришли на замену лампам накаливания, поэтому устанавливаться должны аналогичным образом. Изготавливаются приборы со стандартными цоколями Е27 и Е14.
Корпус. Колба изготавливается из пластика или стекла. Полная герметичность не требуется, так как в составе нет вредных паров ртути и газов.
Радиатор. Так как во время работы выделяется некоторое количество тепла, его нужно отвести, чтобы не было перегрева. Алюминиевая плата понижает негативное влияние температуры, но этого может быть недостаточно. Поэтому дорогие качественные лампочки дополнительно оснащаются радиаторами.

Ассортимент изделий с цоколем Е14 и Е27 можно разделить на три категории — брендовые, низкокачественные и филаментные.

Брендовая продукция

Брендовая Led-лампа

Устройство светодиодного светильника, изготовленного известной компанией, обязательно включает в себя:

Рассеиватель в форме полусферы. Может изготавливаться из пластика или стекла.
Алюминиевая печатная плата на теплопроводящей пасте.
Набор чипов.
Драйвер. Состоит из импульсного трансформатора, микросхем, полярных конденсаторов, планарных элементов. Также является соединителем цоколя и радиатора.
Основание цоколя из полиэтилентерефталата.
Цоколь с резьбой необходимого диаметра, выполненный из латуни с никелевым покрытием.

В качественном приборе обязательно есть радиатор. Он объемный и окрашивается белым полимером. Увеличивает вес и габариты лампочки, но является обязательным элементом для стабильной работы.

Низкокачественные изделия

Разобранная китайская светодиодная лампа

Приборы неизвестного производства обычно имеют низкую стоимость. Это связано с использованием некачественных материалов и отсутствием важных деталей – радиатора и драйвера. Вместо драйвера применяется обычный блок питания, размещенный рядом со светодиодами. Роль радиатора выполняет корпус, в котором проделывают отверстия. Такой способ малоэффективен, поэтому дешевые лампочки быстро выходят из строя.

Плата крепится к корпусу при помощи специальной защелки. Цоколь и плата соединяются пайкой. Такое соединение не может обеспечить высокую надежность и продолжительную работу светодиодов.

Филаментные приборы

Светодиодная филаментная лампа

Внешне филаментная лампочка похожа на лампу накаливания. Ее важное отличительное свойство – не требуется дополнительный отвод тепла. Такая светодиодная лампочка состоит из филамента и колбы.

Работает на основе светодиодных нитей. Их количество выбирается в зависимости от мощности лампы. Светодиоды размещены на тонком стеклянном стержне — эта конструкция и называется филаментом. По всей длине нанесен люминофор, поэтому лампа желтая. Отвод тепла производится через колбу, внутри которой находится смесь газов.

К недостаткам филаментной лампы можно отнести высокий коэффициент пульсаций. Частое моргание негативно влияет на зрение и психику человека, поэтому ведутся работы по модернизации конструкции лампы. Драйвер высокого качества должен устанавливаться в пластиковую вставку в виде кольца между колбой и цоколем.

Способы сборки

Светодиодные лампы можно разделить на несколько категорий по способу сборки:

Самой распространенной технологией является COB.

Ник Холоньяк-младший | Биография, LED и факты

Год рождения:: 3 ноября 1928 г. Иллинойс

Умер:: 18 сентября 2022 г. (93 года) Урбана Иллинойс

Предметы изучения:: ВЕЛ диод

Просмотреть весь связанный контент →

Ник Холоньяк-младший , (род. 3 ноября 19 г.28, Зейглер, Иллинойс, США — умер 18 сентября 2022, Урбана, Иллинойс), американский инженер, который был известен своей новаторской работой со светоизлучающими диодами (СИД), в частности, созданием первого светодиода видимого диапазона.

Холоньяк был сыном иммигрантов с территории нынешней Украины. Он изучал электротехнику в Иллинойском университете в Урбана-Шампейн, где получил степень бакалавра наук. (1950), М.С. (1951) и доктор философии. (1954) градусов. Он был первым аспирантом двукратного лауреата Нобелевской премии Джона Бардина, соавтора транзистора.

После того, как Холоньяк проработал год (1954–55) в Bell Telephone Laboratories и два года (1955–57) в армии, он присоединился к лаборатории электроники General Electric (GE) в Сиракузах, штат Нью-Йорк. Несколько групп GE работали в области оптоэлектроники, преобразования электрического тока в свет. Коллега из GE Роберт Н. Холл разработал лазер с использованием полупроводникового диода (полупроводникового устройства с положительным и отрицательным электродами, которое может служить выпрямителем, то есть преобразователем переменного тока в постоянный). Лазер Холла излучал только инфракрасное излучение, лежащее за пределами человеческого зрения. Холоньяк решил сделать диодный прибор, излучающий видимый свет. Используя полупроводниковый материал фосфид арсенида галлия (GaAsP) и метод стимулированного излучения, в 1962 Холоньяку удалось запустить первое практическое светодиодное устройство видимого диапазона.

Устройство Холоньяка излучало красный свет. После того, как были разработаны светодиоды, излучающие зеленый и синий свет (в 1970-х и 90-х годах соответственно), стали возможными светодиоды, излучающие белый свет, что произвело революцию в индустрии освещения. Среди других его работ для GE в 1959 году Холоньяк первым изготовил кремниевые туннельные диоды и первым наблюдал туннелирование с помощью фононов.

В 1963 году Холоньяк покинул GE, чтобы стать профессором Иллинойского университета, где в 19В 93 году он был назначен на кафедру электротехники, вычислительной техники и физики Джона Бардина. В Иллинойсе Холоньяк впервые применил ряд сплавов в диодах, а в 1977 году он и его студент изготовили первый лазерный диод с квантовыми ямами. Холоньяк ушел в отставку с должности почетного профессора в 2013 году.

Холоньяк был членом Национальной инженерной академии и Национальной академии наук, членом Американской академии искусств и наук, членом Американского физического общества, иностранным членом Российской академии наук и пожизненным членом Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE).

Его многочисленные награды включали медаль Эдисона IEEE (1989), Национальная медаль науки (1990 г.), Премия Японии (1995 г.), Медаль третьего тысячелетия IEEE (2000 г.), Почетная медаль IEEE (2003 г.) и Премия Лемельсона-MIT (2004 г.). В 2015 году Холоньяк был одним из пяти инженеров, удостоенных премии Чарльза Старка Дрейпера, проводимой Национальной инженерной академией; двое других лауреатов, Джордж Крафорд и Рассел Дюпюи, были бывшими аспирантами Холоньяка.

Мартин Л. Уайт

Акасаки Исаму | Биография, Нобелевская премия и факты

Акасаки Исаму

Смотреть все медиа

Дата рождения:: 30 января 1929 г. Япония

Умер:: 1 апреля 2021 г. (92 года) Нагоя Япония

Награды и награды:: Нобелевская премия (2014)

Предметы изучения:: светодиод

Просмотреть все связанные материалы →

Акасаки Исаму (родился 30 января 1929 года, Чиран, Япония — умер 1 апреля 2021 года, Нагоя), японский материаловед, лауреат Нобелевской премии по физике 2014 года за изобретение излучения синего света. диоды (LED), прокладывая путь для будущих инноваций. Он разделил приз с японским материаловедом Амано Хироси и американским материаловедом японского происхождения Накамура Сюдзи.

После того, как Акасаки получил B.S. из Киотского университета в 19В возрасте 52 лет он работал в Kobe Kogyo Corp. (позже переименованной в Fujitsu) до 1959 года. Затем он поступил в Нагойский университет, где занимал несколько преподавательских должностей, получив степень доктора технических наук (1964). Впоследствии он работал руководителем лаборатории фундаментальных исследований в Исследовательском институте Мацусита в Токио, Inc., пока не вернулся (1981 г.) в Университет Нагоя в качестве профессора. В 1992 году, когда Акасаки покинул Нагойский университет, он стал почетным профессором; Затем он поступил на факультет Университета Мейдзё в Нагое. Университет Нагоя присвоил Акасаки звание выдающегося профессора в 2004 году и назвал в его честь Институт Акасаки, построенный в 2006 году.

До работы Акасаки в 1980-х годах ученые производили светодиоды, которые излучали красный или зеленый свет, но производство синих светодиодов считалось невозможным или непрактичным. Акасаки, Амано и Накамура сумели найти методы производства синих светодиодов благодаря многолетним исследованиям полупроводникового нитрида галлия (GaN). (Светодиоды представляют собой полупроводниковые диоды, которые содержат интерфейс между двумя типами полупроводниковых материалов — материалами типа n и материалами типа p — которые образуются путем легирования [введения] в каждый из них различных примесей.) При возбуждении электронами GaN излучает синий и ультрафиолетовый свет; однако выращивание пригодных для использования кристаллов GaN было проблемой. Крупным прорывом стало открытие Акасаки и Амано в 19В работе 86 показано, что высококачественные кристаллы GaN можно создать, поместив слой нитрида алюминия на сапфировую подложку и затем вырастив на ней кристаллы. Второй прорыв в работе Акасаки и Амано произошел в 1989 году, когда они обнаружили, что GaN типа p может быть образован путем легирования кристаллов GaN атомами магния. Они увидели, что слой типа p светился намного ярче, когда они изучали его под электронным микроскопом, показывая, таким образом, что электронные лучи улучшат материал.

Лампа светодиодная из чего состоит: Строение светодиодной лампы — LED Test