Типы светодиодных светильников

Светодиоды и аппаратная часть бытовых LED лампочек, трековых софитов и промышленных прожекторов значительно отличаются друг от друга. Поэтому перед изучением типов светильников важно разобраться с их элементной базой. Без этого сложно оценивать плюсы и минусы разных коммерческих предложений.

В схеме светотехнических устройств на основе LED выделяются следующие структурные уровни:

1. Собственно светодиод (СД) — бескорпусный, систем RGB, SMD, PCB Star, COB, Filament.
2. ИС на основе светодиода(ов) — лампа, LED лента, либо сам светодиод без дополнительных элементов.
3. Светильник — состоит из ИС, драйвера, радиатора охлаждения, объединяющего корпуса, линз, рассеивателя, рефлектора (отражателя).

Каждый светодиод состоит из подложки, чипа (излучающего кристаллического диода) и оптической линзы или слоя люминофора. Белый свет в диапазоне цветовых температур от 2200 К (теплый) до 6500 К (холодный) генерируется при прохождении излучения от синего или фиолетового светодиода сквозь слой цветного люминофора (обычно желтого или оранжевого цвета). На этом принципе построены все СД кроме RGB.

Объединяет в одном корпусе красный, синий и зеленый диоды под общей линзой. Такие устройства используются в лампах с переключением или регулировкой цвета излучения. С их помощью получают и белый свет, но его спектр далек от приемлемого для длительного восприятия. Поэтому область применения ИС на основе RGB светодиодов — декоративное освещение.

Рис. 1. Лампа с регулировкой цвета излучения

SMD и PCB Star

Устройства, состоящие из одного или нескольких кристаллов в корпусе под линзой или люминофором. Потребляемая мощность SMD (от 1 до 9 чипов) не превышает 1 Вт, а вот PCB Star, хоть и содержат в схеме только 1 кристалл — гораздо более мощные СД (до 10 Вт). Оба этих вида СД отличаются узконаправленным потоком, самой высокой светоотдачей Лм/Вт и рекордным сроком службы.

Рис. 2. СД SMD

Матрицы из множества (кол-во может быть более 100) чипов на общей пластине, залитой люминофором. Диапазон мощностей СД COB составляет 3,0 – 150 Вт (!) У этих светодиодов чуть меньше светоотдача и срок службы, чем у SMD, зато самая лучшая цветопередача (CRI = 80 – 96 %). Еще одно их принципиальное отличие от SMD — более широкий угол рассеивания света. Матрицы COB могут быть гибкими и иметь любую форму — прямоугольную, круглую, линейную и т.д.

Рис. 3. СД COB

Filament

СД, внешний вид которых имитирует нити накала в традиционной лампочке Эдисона. На узкой стеклянной полоске зафиксировано несколько крохотных чипов, и вся полоска покрыта люминофором. Этот вид светодиодов обеспечивает самое равномерное рассеивание света. Недостаток — сравнительно небольшой срок службы.

Рис. 4. СД Filament

Бескорпусные СД

Чипы малого размера и мощности под люминофором, но без корпуса или металлической пластины. Множество таких чипов, смонтированных на пластине (или объемном элементе), находящейся внутри светорассеивающей колбы — самая типичная начинка LED лампочки.

Лампы, ленты и мощные светодиоды как самостоятельные ИС

LED лампы производятся с патронами и штырьевым контактами всех видов. Это позволяет использовать их в светильниках, рассчитанных на ИС других типов. Лампы с негерметичными полимерными колбами делают на базе бескорпусных СД и очень редко — на базе SMD. В лампах LED filament со светодиодными «нитями» используют герметичные стеклянные колбы, наполненные гелием для улучшения теплоотвода.

SMD находят применение в производстве светодиодных лент. СД этого типа используются также в точечных и линейных светильниках.

Рис. 5. СД SMD и светодиодные ленты на их основе

Мощные COB служат главными элементами светодиодных ламп без колб, а в прожекторах и других технических светильниках их монтируют непосредственно на радиаторы охлаждения.