![Все о светодиодах](/wp-content/uploads/2015/06/%D0%9B%D0%BE%D0%B3%D0%BE1.png "Журнал \")
Совсем недавно светодиодные прожекторы были достаточно дороги. И большинству покупателей были не по карману. Но как и жизнь, светодиодные технологии не стоят на месте. Усовершенствуется производство светодиодов, а соответственно идет удешевление конечной продукции. Естественно светодиодные прожекторы устроены не только из светодиодов. Немаловажную часть расходов несет блок питания (драйвер ) для светодиода, радиатор и др. Но обо всем по порядку…
Основное предназначение светодиодных прожекторов – освещение больших пространств. Будь это архитектурные сооружения или территория. По сравнению с лампами накаливания, ДНАТ или ДРЛ окупаемость после покупки качественного светодиодного прожектора достаточно быстра.
В зависимости от мощности установленных светодиодов прожекторы могут быть до 100 Вт и более. Наиболее распространенными можно назвать прожекторы 10, 20 30 и 50 Вт. Практически все прожекторы имеют цветовую температуру 6500 К. Это уже можно сказать – правило, по причине того, что мы освещаем не помещение и нам нужен более яркий свет.
Устройства любого прожектора на светодиодах не сильно отличаются друг от друга: будь это прожектор на 220 В 50 Вт, уличный, промышленный и т.п.
Светодиоды для прожекторов LED
Любое устройство прожектора не мыслимо без светодиодов. В последнее время в конструкциях прожекторов устанавливают следующие типы светодиодов:
- мощные светодиоды 350 мА ( 1, 3 , 5 Вт )
- сверхмощные светодиоды, произведенные по технологии COB ( наиболее предпочтительный )
- SMD светодиоды
Конструктивное исполнение мощных светодиодов 1,3,5 Вт для прожекторов
Визуальной разницы между мощными светодиодами 1,3,5 Вт нет никакой. Различия только по мощности и силе света. Ну и, естественно, в размерах кристалла. Как измерить кристалл светодиода.
На картинке мы видим, что производство мощных светодиодов достаточно "кропотливое" занятие. Отсюда и высокая стоимость последних.
Изначально светодиоды излучают монохромный свет ( как правило – синий ). В процессе нанесения на кристалл желтого люминофора мы и получаем белое свечение.
Стоит отметить, что такие типы светодиодов для прожекторов морально устарели, т.к. для получения более-менее качественных световых характеристик LED прожектора их нужно большое количество. Плюс к этому, процесс сборки значительно усложняется. Единственным плюсом стоит отметить, что с тепловым нагревом таких светодиодов проще справиться.
Сверхмощные светодиоды для прожекторов по технологии Chip on Board ( COB )
Сверхмощные светодиоды для прожекторов по этой технологии на 2015 год приобрели настоящий бум. Технология COB позволяет выпускать светодиоды мощностью до 100 Вт и более.
Фотографии светодиодов большей мощности нет смысла выкладывать, т.к. визуально они отличаются только размером и количеством кристаллов на плате.
Конструктивно светодиод представляет собой массив из кристаллов, устанавливаемых на одну плату. Для белого света массив также покрывается люминофором. В качественных прожекторах плата производится из сплава меди и материалов повышенной теплопроводности, что позволяет получить низкое тепловое сопротивление – до 0,5 К\Вт, в результате чего и получается эффективный теплоотвод. Наибольшую популярность по этой технологии получили светодиоды для прожекторов с мощностью 10, 20, 30 и 50 Вт. В редких случаях можно увидеть и 100 и более Вт в прожекторе. Но это уже достаточно серьезные конструкции, с более продуманной конструкцией для охлаждения и питанием.
SMD светодиоды для прожекторов
SMD светодиоды получили название от Surface Montage Details - поверхностный монтаж деталей. Наиболее распространенные SMD светодиоды: SMD 5050, SMD 3528, SMD 2835, SMD 5630, SMD 5730 и SMD 7020. первые три диода в основном используют в лампах и светодиодных лентах. Для прожекторов лучше подходят SMD 7020 и СМД 5730. Данная технология производства светодиодов используется уже давно. Ранее это были кристаллы с маленькой мощностью, но с каждым годом технология модернизируется, мощности растут. В результате появилась возможность использовать SMD светодиоды в прожекторах. Производство прожекторов на данных светодиодах оправдано, т.к. кристаллы имеют более широкий угол освещения и световой поток не узконаправленный, как в других, более старых светодиодах.
Виды прожекторов на светодиодах
В зависимости от используемых светодиодов, LED прожекторы имеют и различные виды, формы. Самыми компактными являются прожекторы на COB диодах, средними - на SMD светодиодах и самыми большими можно считать на мощных светодиодах. Увеличенный размер на мощных диодах обуславливается тем, что для большей производительности их требуется много. Плюс к этому, на такие диоды одеваются коллиматоры ( оптика ), для получения более качественного, широкого светового пучка.
Отражатели и линзы в прожекторах
Еще одной не маловажной частью в устройстве прожекторов являются отражатели и линзы. Чтобы сформировать определенный угол светового потока, получаемого от мощных светодиодов, необходимо применять специальную светодиодную оптику ( линзы и отражатели ). При правильной подборке оптики можно максимально увеличить эффективность и плотность светового потока диодов. Поэтому и принято делить всю имеющуюся оптику в промышленности на отражатели для светодиодов и линзы для светодиодов.
Линзы для светодиодов в прожекторах
Все линзы производят из прочного стекла высокого качества. Преимущественно устанавливают их в светильники уличного освещения, лампы промышленного назначения и светодиодных прожекторах. да и во всех светотехнических приборах собранных на сверхмощных светодиодных матрицах.
Линзы выпускают на основе боросиликатного состава, который по своей структуре способен придать значительные прочностные характеристики и высокие показатели прозрачности. В настоящее время можно найти линзы как с круговой диаграммой, так и косинусной.
Изначально, кристалл покрытый линзой (первичной оптикой) имеет угол излучения 120 градусов. Не всегда нам нужен такой большой раскрыв угла. Поэтому, чтобы изменить угол рассеивания светодиода применяют коллиматорные и фокусирующие линзы, френелевские преломители и т.п.
В зависимости от коллиматоров мы можем получить разнообразные пучки света. Самыми распространенными коллиматорными линзами по распределению света считаются линзы на 15, 30, 45, 60, 90 градусов. Менее распространены линзы на 126 градусов, позволяющие расширить угол излучения светодиода. Наиболее часто коллиматорная вторичная оптика применяется в прожекторах на мощных светодиодах.
Фокусирующие линзы используют для светодиодов COB.
Виды отражателей в прожекторах
По способу распределения отраженного потока отражение может быть зеркальным ( направленным ), рассеянным ( диффузным ), направленно-рассеянным и смешанным. На основании этого, в прожекторах применяются и соответствующие отражатели. Если смотреть по видам, то отражатели подразделяются на: симметричные, ассиметричные, круглосимметричные, способные создать различные световые потоки по направленности и градусам.
Кругло-симметричные точные зеркальные параболические отражатели
Симметричные параболические отражатели устанавливают в светодиодные прожекторы, если необходимо ограничить телесный угол распределения светового потока при условии широкого светораспределения в продольной плоскости. Отражатели такого типа в исполнении могут быть разной глубины. В зависимости от глубины параболы мы можем получить узколучевой, заливающий или рассеивающий световой поток.
Параболический диффузионный отражатель
Параболические диффузные отражатели мы можем встретить практически в каждом прожекторе. Это связано с тем, что такое устройство дает нам возможность "собрать в кучу" пучок от светодиода и получить равномерно распределенный световой пучок от светодиода. Согласно стандартам такие отражатели нельзя производить из цветных металлов, а только из сплавов.
Светодиодные драйверы в устройстве прожекторов
Так как светодиоды - полупроводниковые приборы на постоянном токе, то и в устройстве светодиодных прожекторов необходимо использовать драйверы. Для того, чтобы запитать светодиод не требуется большого напряжения. Для мощных светодиодов в 1 Вт потребуется всего 3,2 В с током в 350 мА. Для COB диодов достаточно будет 5,5 В. Вообще на светодиод можно подать хоть 6000 В, и для него это будет не критично. Кристалл возьмет то напряжение, которое ему необходимо, а остальное проигнорирует, а вот с током проблемы. При подаче на диод ток, превышающий заводские характеристики мы его просто сожгем. А в условиях того, что в прожекторах устанавливают 10 Вт матрицы, стоимость их не маленькая. Поэтому в корпус прожекторов устанавливают драйвер. Именно он может стабилизировать постоянный ток. Основным требованием для любого драйвера, а не только прожекторного являются: высокий КПД, стабильность выходного тока и надежность.
А если все вышесказанное "перевести" на русский язык, то напряжение в 220 В подаваемое на драйвер ( блок питания ) будет выдавать постоянный ток определенного значения ( СТРОГО ) и только в этом случае мы получаем стабилизированный постоянный ток на светодиод. Можно собрать прожектор самостоятельно и на коленке, используя по подходящим параметрам какой нибудь блок питания, но на 90 процентов Ваш световой прибор долго не проработает. Блок питания - это не драйвер.
Мы уже говорили, что наиболее перспективными моделями прожекторов на 2015 год считаются прожекторы с 10 Вт светодиодами. Для их питания используют драйвер с выходным напряжением от 20 до 38 В и током 350-700 мА. Желательно, чтобы корпус был с защитой по IP не менее 68.
Монтажная плата и радиатор в прожекторах
Ну и последнее, что стоит рассмотреть в устройстве светодиодных прожекторов - вопросы теплоотвода.
Мы уже поняли, что КПД LED лампы, прожектора на порядок выше лампы накаливания. Однако, при этом, температурный режим в ЛН составляет более 200 градусов, а светодиодах ( в зависимости от типа ) не более 180 градусов. При этом температура арматуры должна быть не более 50 градусов. При плохом теплоотводе происходит деградация кристалла, снижение светового потока.
Чтобы постараться снизить рабочую температуру светодиода в конструкции прожектора применяют монтажную плату и радиатор. С применением керамо-алюминиевых материалов монтажная плата с легкостью выполняет роль теплоотвода помимо основной задачи - элеткрического соединения. Светодиоды при монтаже на плату должны обильно смазываться термопастой, для увеличения теплопроводности. Монтажная плата единолично не сможет справиться с нагревом диода, для этого требуется дополнительное устройство в прожекторе - радиатор. Ну а тут уже у каждого производителя свои наработки и "предпочтения". Радиаторы могут быть разнообразной формы, вида и материала ( доходит даже до этого ). Много производителей устанавливают дополнительные вентиляторы для искусственного охлаждения. Спорить о том, какой радиатор лучше или хуже можно много и этому будет посвещена отдельная статья.
