Меню

Как холодный свет светодиодного прожектора сделать теплым



Cветодиодные лампы: теплый свет или холодный, чем отличаются

Проектирование освещения – важная составляющая каждой современной дизайнерской разработки. Ошибки в расположении, мощности и цветопередаче источников света способны испортить даже самую шикарную идею. И наоборот, грамотно расставленные световые акценты помогут «заиграть» и проявиться любому интерьеру. Сегодня ощутимую помощь в отделке помещений оказывает комбинирование теплого и холодного света светодиодных ламп. Эти приборы, несмотря на относительную дороговизну, активно вытесняют остальные осветительные элементы, так как являются самыми экологичными, долговечными и энергосберегающими.

Используемый в такой лампе светодиод – это искусственно созданный полупроводниковый кристалл, светящийся при подключении к электричеству.

Цветовая температура светодиодных ламп

При выборе осветительных приборов ориентируются на значение цветовой температуры, которая измеряется в Кельвинах (К) и указана на упаковке. Эта величина показывает, каким тоном светится кристалл светодиода. Чем значение выше, тем более холодным и белым будет идущий от него свет. Чаще в интерьере квартиры используются три основных цвета, находящиеся в следующих диапазонах температур:

  1. 2700–3500 К – теплый белый.
  2. 3500–5000 К – нейтральный (естественный) белый.
  3. 5000–6400 К – холодный белый.

Выбрать и купить светодиодные лампы онлайн

Мы договорились о СКИДКАХ для наших читателей в магазине ЛЕРУА МЕРЛЕН.

Покупать онлайн очень выгодно, удобно и безопасно: можно купить лампы, не выходя из дома и не посещая магазин. Все покупки вам доставят домой.

Кроме того, в онлайн-магазине на каждой странице продукта можно ознакомиться с точными характеристиками ламп и реальными отзывами покупателей:

Наиболее часто наши читатели выбирают светодиодные лампы здесь>>>

Другие параметры выбора ламп для интерьера

Чтобы правильно выбрать прибор, нужно знать, по каким еще параметрам, кроме цветовой температуры, они могут отличаться. Все обозначения будут указаны в маркировке.

  • Форма колбы. Исходя из дизайнерского решения лампочка изготавливается шарообразной (маркировка G45), грушевидной (A55), в виде свечки (С35), а также грибообразной, трубчатой, в виде спота.

  • Тип цоколя. Может быть стандартным с резьбой (E27 и E14), двухштырьковым (GU10 и GU5.3), со штырьками у ламп в форме трубки (G13).
  • Класс энергоэффективности. Имеет обозначение А+, А++, А+++. Чем больше плюсов, тем меньше потребляемая мощность прибора при одинаковой интенсивности светового потока.
  • Световой поток. Другими словами, это яркость источника света. Измеряется в Люменах (Лм). Понять, какой световой поток даст выбранная светодиодная лампочка, поможет таблица ниже.

  • Индекс цветопередачи Ra. От него зависит цвет предметов, освещенных прибором. Для света солнца этот индекс равен 100, для ламп накаливания – от 90, для светодиодных – 80–89. Если Ra меньше 80, цвета объектов в комнате будут искажены.

Принцип выбора освещения в интерьере

Каждый прибор с теплым или холодным свечением должен находиться на своем месте и обеспечивать лучшее и комфортное решение в зависимости от назначения помещения. Понять разницу и определить, какие лампы лучше подойдут для конкретной комнаты, поможет знакомство с их свойствами и просмотр фото.

Теплый свет

Теплое излучение напоминает утреннее или предзакатное солнце и является самым комфортным для человеческого глаза. Такой свет легко отличить по желтому оттенку. Он способствует отдыху, помогает создать атмосферу уюта и расслабленности.

Лампочка этой цветовой температуры будет уместна в спальне и гостиной в качестве основного источника освещения (например, в центральных люстрах с рассеянным теплым светом). Также ее можно использовать в точечном зональном освещении уютных уголков, например в торшерах для чтения или прикроватных лампах, как на следующем фото.

Важно! При проектировании интерьера нужно учитывать, что «теплая» подсветка, кроме снижения концентрации и внимания, искажает цветовосприятие: цвета теплой палитры оказываются усиленными, а холодной – приглушенными. Также отсутствие в теплом спектре синих и фиолетовых лучей приводит к визуальному изменению соответствующих оттенков (зеленого, синего и фиолетового).

Холодный свет

Холодный белый воспринимается человеческим глазом как свет зимнего солнца, струящийся из-за облаков. Такое освещение повышает внимание и концентрацию, создает рабочее настроение. Но при этом держит человека в напряжении и, соответственно, не может использоваться в большом количестве, так как быстро вызывает усталость.

Излучение холодного интервала температур целесообразно использовать в точечных направленных источниках или подсветке в местах, требующих повышенной работоспособности, внимания и точности. Например, в рабочей зоне кухни, умывальной зоны ванной комнаты и стола в кабинете.

Холодный белый свет искажает цветовосприятие теплого спектра оттенков. В таком свечении желтый, красный и оранжевый цвета поменяются на зеленоватый, фиолетовый и коричневый соответственно, а синий и зеленый станут насыщенными.

Нейтральный (естественный) свет

Свет, излучаемый светодиодным кристаллом в среднем диапазоне температур, является максимально приближенным к естественному дневному и приятным для человеческого глаза. Освещение такого спектра целесообразно сделать основным (базовым) в помещении, а холодный или теплый свет хорошо впишутся в дизайн в качестве акцентных элементов, подчеркивая соответствующие зоны и участки квартиры. Также достоинством такого светового решения является отсутствие искажения при восприятии глазом окружающих цветов декора.

Читайте также:  Какие комнатные цветы не любят много света

В современных условиях специалисты иногда предпочитают отойти от правил в угоду эксклюзивности дизайна. И тогда становятся уместными холодная лампа в черно-белых интерьерах или хай-тек гостиных из хрома и стекла, теплая – в кабинете, для атмосферы уюта и доверительности.

На рынке осветительной продукции появились устройства, позволяющие самостоятельно регулировать интенсивность и даже температуру светового потока. Это управляемые светодиодные осветительные системы, укомплектованные встроенным специальным регулятором – диммером, позволяющие варьировать освещение в зависимости от потребности и времени суток.

Таким образом, благодаря высокотехнологичным разработкам именно светодиодные лампы занимают лидирующую позицию и являются «любимицами» дизайнеров. Дополнительно о выборе цветовой температуры светодиодных ламп расскажет видео.

Источник

Цветовая температура светодиодных ламп

«Не понравились мне эти ваши светодиоды! Вкрутил лампочку в зале, а свет, как в больнице. » Слышали такую фразу? Для удачного знакомства с новыми технологиями достаточно было обратить внимание на два волшебных слова в маркировке — «цветовая температура». Что это такое и как связано с именем лорда Кельвина? Разбираемся в материале.

Светодиоды: история и принцип работы

Светодиодные приборы вошли в быт сравнительно недавно и уже прочно обосновались в домах и общественных зданиях. Прародители современных источников света появились еще в начале XX в. Массовое производство LED-ламп началось уже в конце века после изобретения недорогих синих диодов.

Светодиод — это полупроводниковое устройство, основанное на принципе люминесценции. Оптическое излучение создается в результате пропускания через него тока.

Характеристики светодиодных ламп

В отличие от ламп накаливания, мощность — не единственный параметр, который следует учитывать при выборе светодиодных источников света. Так, световой поток характеризует интенсивность свечения, индекс цветопередачи отвечает за восприятие оттенков. Помимо этого, важен коэффициент пульсации: если его значение высокое, свет будет раздражать глаза. Наконец, цветовая температура отвечает за цвет свечения.

Что такое цветовая температура?

Цветовая температура — это параметр, характеризующий излучение, испускаемое телом. Единица измерения, кельвин, названа в честь автора термодинамической шкалы Уильяма Томсона, лорда Кельвина. Температуру, равную нулю, имеет абсолютно черное тело, 800 К — нижняя граница видимого излучения темно-красного цвета.

Теплый и холодный свет светодиодных ламп

Цветовая температура всех ламп накаливания примерно одинакова: значения находятся в диапазоне между 2 000 и 3 000 кельвинов. Теплое желтое свечение характеризуется, как приятное для глаз, уютное и способствующее расслаблению. Светодиодные источники разнятся сильнее: цветовая температура составляет от 2700 до 6500 К. При этом, интервал от 2700 до 3300 кельвинов — теплый белый свет, от 3300 до 5000 — нейтральный белый, более 5000 — холодный белый.

Применение LED-ламп с теплым светом

Поскольку теплое свечение способствует релаксации, то производящие его лампы и светильники лучше всего подходят для жилых помещений. С помощью светодиодных источников света с цветовой температурой до 3300 К создается освещение спален, детских, зон отдыха. Также их можно располагать над обеденным столом — еда будет выглядеть привлекательнее, а люди — чувствовать себя более комфортно. Кстати, к трюку с «аппетитной» подсветкой нередко прибегают владельцы кафе и ресторанов.

Однако есть исключения из общего правила. Если комната оформлена в холодных сине-зеленых тонах, теплый свет их заметно исказит, сделав голубые обои зеленоватыми, а синие — выцветшими. Решение — установка светильников с нейтральным или холодным свечением.

Использование светодиодных ламп с нейтральным светом

LED-лампы нейтрального света — универсальное решение и для жилых, и для общественных пространств. Их свечение способствует бодрости и повышает рабочий настрой. Такие источники света устанавливают в ванных комнатах, прихожих, кухнях, над письменными столами и другими поверхностями. Большинство учреждений, магазинов, офисов и учебных заведений оснащается приборами с цветовой температурой 3300 — 5000 кельвинов.

Нейтральный свет меньше других искажает цвета и подходит для интерьеров и в теплой, и в холодной гамме.

LED-лампы холодного света: сфера применения

«Специализация» ламп холодного света — освещение производственных и других рабочих помещений, медицинских кабинетов, подсветка витрин с ювелирными изделиями. Светильники, создающие холодное свечение, следует использовать осторожно из-за ослабления красных и желтых оттенков. Так, красный приобретает фиолетовые «нотки», оранжевый — буреет, а желтый становится зеленоватым. Кроме того, источники света с температурой более 5000 К, могут создать напряженную и тревожную атмосферу, особенно в небольшом пространстве.

Полный ассортимент светодиодных ламп представлен в каталоге.

Источник: ЗАО «Компания Электрокомплектсервис»

Читайте также:  Как научиться управлять светом

Источник

Проблема перегрева осветительных светодиодов и пути ее решения

Если сравнивать со стремительно уходящими в прошлое источниками света, то светодиодные источники имеют всего один, но крайне серьезный изъян. Их долговечность и надежность в значительной степени зависят от эффективности отвода тепла от излучающих свет компонентов. Поэтому схема защиты светодиода от перегрева — важная составная часть любой качественной светодиодной системы освещения.

Среднестатистический осветительный светодиод десятикратно превосходит по энергоэффективности (экономичности) традиционную лампочку с нитью накаливания. Однако, если светодиод не установить на радиатор достаточной площади, то он скорее всего быстро выйдет из строя. Принято считать, не вдаваясь в подробности, что более эффективные осветительные светодиоды нуждаются в более эффективном отводе тепла чем обычные.

Давайте, тем не менее, рассмотрим проблему более глубоко. Оценим два фонаря: первый — галогенный, второй — светодиодный. И уже после — обратим внимание на способы сохранения долговечности светодиодов и продления жизни их драйверам. Дело в том, что защитная часть светодиодной системы освещения должна обеспечить безопасное функционирование как светодиодам, так и схемам — драйверам.

К примеру у нас имеется два фонаря. Оба устройства дают по 10 Вт световой мощности. Разница лишь в том, что прожектор на галогенной лампе требует 100 Вт электрической мощности, а светодиод — всего 30 Вт.

Мы знаем, что светодиоды эффективнее по производимому свету примерно в 10 раз, но в реальности они крайне чувствительны к высоким температурам, и для них поэтому очень важен температурный режим, при котором происходит преобразование энергии электрического тока — в свет.

Для светильника с галогенной лампой рабочая температура даже в +400 °C является безопасной нормой, в то время как для светодиодов температура кристалла в +115 °C уже критически опасна, а максимальная температура корпуса диода составляет всего +90 °C. Поэтому светодиоду нельзя давать перегреваться, и на то есть несколько причин.

С повышением температуры светоизлучающего перехода, световая эффективность светодиода понижается, и это зависит как от конструкции светодиода, так и от состояния окружающей среды. К тому же светодиоды в принципе отличаются отрицательным температурным коэффициентом прямого падения напряжения на переходе. Это значит, что с увеличением температуры перехода, прямое падение напряжения на нем уменьшается. Обычно данный коэффициент варьируется от -3 до -6 мВ/К.

Таким образом, если при 25 °C прямое падение напряжения на светодиоде составляет 3,3 В, то при 75 °C оно будет уже 3 или менее вольт. И если драйвер светодиода не уменьшает по мере роста температуры напряжение на всех светодиодах сборки, то в один прекрасный момент ток станет поддерживаться неадекватно высоким, что приведет к перегреву, перегрузке, дальнейшему снижению прямого падения напряжения, и еще более быстрому нарастанию температуры кристалла. Дешевые светодиодные светильники с резистивным ограничением тока часто проявляют данный недостаток в самый неожиданный момент.

Допуски по колебаниям напряжения блока питания в сочетании с различиями в прямом падении напряжения на светодиоде (на этапе производства светодиоды не идеально одинаковы по данному параметру), и в связи с отрицательным температурным коэффициентом падения напряжения — в любой момент эти факторы в совокупности могут вызвать нарушение безопасного режима функционирования светодиода и спровоцировать скатывание к его саморазрушению.

Конечно, если конструкция светодиодного светильника (особенно — радиатора) достаточно надежна, то кратковременными снижениями яркости можно пренебречь, так как они очень редки и перегревы эти кратковременны. Но если перегрев продолжителен, то превышение температуры сразу превращается в настоящую угрозу для светильника.

Причины выхода светодиодов из строя при их перегреве

Светодиоды разрушаются от перегрева по нескольким причинам. Первая причина — изменение механического напряжения внутри светоизлучающего кристалла и монолитной светодиодной сборки. Вторая — нарушение герметичности, проникновение влаги и окисление. Защитный эпоксидный слой деградирует, происходит расслоение на границах, контакты кристалла испытывают коррозию.

Третья — рост количества дислокаций в кристалле ведет к изменению путей тока и возникновению точек превышения плотности тока и, соответственно, к перегреву этих точек. Наконец — явление диффузии металлов на контактах при повышенной температуре, что также в конце концов приводит к неработоспособности светодиода.

Разработчики светодиодов всеми силами пытаются свести к минимуму данные факторы отказа, и поэтому все время технологически совершенствуют производственный процесс. Тем не менее из-за перегрева отказы все равно неизбежны, хотя и становятся реже с совершенствованием производственного процесса.

Механическое давление — самая частая причина преждевременного выхода светодиодов из строя. Суть в том, что при перегреве герметик размягчается, электрические контакты и соединительные проводники смещаются от «заводского» положения, а когда температура наконец падает, происходит охлаждение, и герметизирующее вещество вновь застывает, но при этом давит на уже немного смещенные соединения, что в итоге приводит к явному нарушению первоначально равномерной проводимости. Благо, светодиоды изготовленные без соединительных проводников практически лишены данного недостатка.

Читайте также:  Как поменять правую лампу ближнего света киа сид

Паяные соединения между светодиодом и подложкой также испытывают похожую проблему. Регулярные циклические, не заметные на глаз, размягчения и затвердевания заканчиваются появлением трещин в пайках и нарушением исходного контакта. Вот почему встречаются отказы светодиодов по причине разрыва цепи питания, причем разрыв этот часто не виден. Чтобы предотвратить данную проблему, можно максимально уменьшить разницу между безопасной рабочей температурой светодиода и температурой окружающей среды.

Мощные светодиоды (потребляющие больше электрической мощности) дают больше света, но их световая отдача все же имеет ограничение. Вот почему у потребителей и производителей часто возникает опасный соблазн эксплуатировать светодиоды в светильнике на полную мощность, дабы получить максимально возможную яркость. Но это действительно опасно, если не обеспечить достаточно эффективного охлаждения.

Разумеется, дизайнеры хотят создавать элегантные светильники интересных форм, однако они порой забывают что необходимо обязательно обеспечить соответствующее движение воздуха и адекватный отвод тепла — это для светодиодов зачастую самое главное, следующее за стабилизированным и качественным источником питания.

Да и непосредственно установка светодиодных светильников важна. Если один светильник установлен над другим таким же мощным, то поток воздуха от нижнего светильника может быть замедлен верхним, и нижний будет находиться поэтому в худших температурных условиях. Либо например теплоизоляция в стене или на потолке помещения может помешать теплоотводу, даже если при конструировании светильника все тепловые расчеты были выполнены идеально и технологически он изготовлен максимально правильно. Все равно вероятность отказа повышается просто из-за необдуманного и неграмотного монтажа готового изделия.

Одно из достойных решений проблемы перегрева светодиодов — включение в схему драйвера температурной защиты с обратной связью именно по температуре. Когда температура излучателя по какой-нибудь причине опасно повысилась — для понижения мощности, с целью удержания температуры внутри безопасного диапазона, автоматически уменьшается ток.

Простейшее решение — добавить в схему термистор с положительным температурным коэффициентом (можно и с отрицательным температурным коэффициентом, но тогда схема должна инвертировать сигнал в цепи обратной связи).

Пример термической защиты с использованием термистора

Для примера рассмотрим схему на базе специализированного микроконтроллера с токоограничительной цепью. Когда температура поднимается выше определенного порога (задается термистором и резисторами), термистор с положительным коэффициентом сопротивления, закрепленный на радиаторе вместе со светодиодами, увеличивает свое сопротивление, что приводит к соответствующему уменьшению тока в выходной цепи драйвера.

В этом плане очень удобны схемы драйверов с регулировкой яркости по принципу ШИМ (широтно-импульсной модуляции), позволяющие одновременно и вручную регулировать яркость, и защищать светодиоды от перегрева.

Решение с термистором удобно тем, что изменение тока, а значит и уменьшение яркости, будет в такой схеме происходить плавно, незаметно для глаз и нервной системы, а значит ничего не будет мерцать и не вызовет у окружающих людей и животных раздражения. Температура верхней границы просто определяется выбором термистора и резистора. Это гораздо лучше решений с термодатчиками, которые просто резко размыкают цепь и дожидаются пока радиатор остынет, а потом снова включают освещение на полную яркость.

Специализированные микросхемы-драйверы светодиодов, безусловно, стоят денег, однако получаемые взамен надежность и долговечность работы светильника многократно окупят это вложение.

Стоит лишь вспомнить, что при соблюдении нормального температурного режима эксплуатации светодиодов их срок службы измеряется десятками тысяч часов, тогда и вопросы касательно материальных затрат на «правильный» драйвер отпадают сами собой.

Важно лишь обеспечить самому драйверу постоянную невысокую температуру, для этого всего лишь не нужно размещать его близко к радиатору светодиодов. Не правильно делают те, кто донельзя стремится уплотнить размещение компонентов внутри корпуса прожектора. Лучше вывести корпус драйвера отдельным блоком. Здесь безопасность и предусмотрительность — залог долговечности светодиодов.

Лучшие микросхемы для управления питанием светодиодов оснащены внутренними цепями защиты от собственного перегрева на тот случай если микросхема по конструктивным соображениям разработчика светильника все же должна размещаться в одном корпусе с заметно нагревающимися компонентами, такими как радиатор. Но лучше вообще не допускать перегрева микросхемы выше 70 °C и оснастить ее собственным радиатором. Тогда и светодиоды и микросхема драйвера проживут дольше.

Интересным может оказаться решение с применением двух последовательно соединенных термисторов в цепи термической защиты. Это будут разные термисторы, так как безопасные температурные границы у микросхемы и у светодиодов различны. А вот результат будет достигнут что надо — плавная регулировка яркости как при перегреве драйвера, так и при перегреве светодиодов.

Источник