Сверхяркие светодиоды

Перспектива светодиодов

Вернемся все же к светодиодам. Наиболее перспективным является применение именно мощных светодиодов с высокой светоотдачей. Мощные светодиоды имеют ряд особенностей применения. Несмотря на самую высокую светоотдачу, все- таки полного преобразования энергии достичь невозможно.
Самые лучшие красные светодиоды имеют внешний квантовый выход (число излученных квантов света на одну рекомбинацию электронно-дырочной пары, — свет который излучает светодиод) не более 50 процентов (все остальное идет на нагрев), у белых порядка 20 процентов.

Сверхяркие светодиоды
Лампы накаливания с весьма малой светоотдачей в большей степени вообще можно отнести к нагревательным приборам. Кристалл светодиода весьма чувствительный к перегреву (резко и необратимо падает квантовый выход), даже с небольшой мощностью обязательно применение радиатора (одноваттный светодиод выделяет меньше 1 Вт тепла — немного, но в маленьком объеме).
Еще одна особенность — нельзя допускать превышение тока светодиода, кристалл при этом быстро деградирует. Для стабилизации тока светодиода применяются специальные токоограничивающие драйверы.
Все сказанное в той же степени относится и к светодиодам низкой мощности — лучше не превышать ток 20 мА, от этого зависит срок службы; перегрев не учитывают из-за очень низкой мощности.
Несмотря на некоторые сложности, преимущества светодиодного освещения неоспоримы. В последнее время наблюдаем «бум» производства автономных источников света на светодиодах — высокая светоотдача в сочетании с низковольтным питанием вне всякой конкуренции.
Профессиональные (пока еще очень не дешевые) фонари, способные светить чуть ли не на километр со светоотдачей как у автомобильной фары и временем работы почти сутки на простых батарейках (или аккумуляторах), пользуются огромной популярностью у охотников, рыбаков, дайверов и вообще у всех людей, часто бывающих на природе, ведущих активный образ жизни.
Очевидно, в недалеком будущем будет наблюдаться резкий качественный скачек автомобильного освещения (особенно актуально для мопедов и скутеров со слабым генератором, в перспективе для гибридных или электромобилей), что послужит дополнительным стимулом развития светодиодных технологий.
На сегодняшний день уже довольно часто встречаются полукустарные доработки фар в виде светодиодных подсветок (или замены габаритных лампочек). Есть полностью светодиодные задние фонари («повороты» или «стоп» настолько слишком яркие, что близко тяжело смотреть).
Поставив несколько мощных сверхярких светодиодов в дешевые подфарники (штатная лампочка естественно выбрасывается), можно значительно улучшить качество освещения от штатной фары (особенно если подобрать дополнительные фокусирующие линзы). При этом финансовые затраты не очень большие, а общее потребление тока вообще на уровне габаритного освещения.
Преимущества светодиодов огромны даже в сравнении с модным сейчас автомобильным «ксеноновым светом». Светодиод «почти» не греется, а галогенную лампочку, не говоря уже о газоразрядных ксеноновых лампах, нельзя брать даже руками, поскольку след от пальцев на огромных температурах повредит колбу.
Точечный источник света — светодиод элементарно фокусируется, причем как угодно — в узкий или широкий луч всего одной линзой, можно вообще пластиковой (есть недорогие фонари с переменным фокусом).
Светодиод «не боится» механических воздействий (вибраций) в отличие от нити накала. Светодиод практически безинерционен включение выключение моментальное и не влияет на общий ресурс (для прочих ламп это самый тяжелый режим работы).
Также гораздо выше ресурс работы (у мощных светодиодов около 50 тыс. часов (6 лет непрерывной работы, затем заметно падает световой поток), маломощных до 100 тыс. часов).
Еще одно преимущество в том, что светодиод практически не излучает ультрафиолет. Если и может излучать, то только в ближней (с видимым светом) безопасной зоне, а не жесткий ультрафиолет как у дуговой лампы, от которого обязательно нужно защищать глаза специальными фильтрами.
Еще одно весьма перспективное направление — аварийное освещение. Если часто пропадает свет в сельской местности или на даче в вечернее время это вызывает сильный дискомфорт.
Благодаря высокой светоотдаче и низковольтному питанию светодиодов, можно создать длительную автономную подсветку (например, 20 одноваттных точек подсветки могут работать до 3 часов от компактного 12 В аккумулятора 7 Ач, который часто применяется в любых UPS).
Если сгруппировать по 3 одноваттных светодиода (такой подход значительно упростит проводку), естественно возрастает качество освещения (до уровня 30 Вт лампы накаливания), а если применить аккумулятор большой емкости (например, автомобильный), время автономной подсветки возрастает до суток.
Точечный светильник для макросъемки на светодиодах. Обеспечивает вполне достаточное освещение для качественной фотосъемки, и при этом не нуждается в дополнителъных внешних батареях — ему вполне достаточно аккумулятора фотоаппарата.
Другое очень интересное направление — различная художественная подсветка, всевозможные дизайнерские оформления интерьеров. Светодиоды дают очень глубокий и чистый монохромный свет (в этом их как достоинство, так и недостаток при формировании белого света — спектр линейчатый, что плохо для цветопередачи). Тем не менее, различные рекламные подсветки, гирлянды, экраны вносят свою роль в украшение жизни.
Самый значительный недостаток светодиодов на сегодняшний момент — высокая стоимость. Если заменить домашнее освещение (100 Вт лампы) на светодиодное освещение хоть как-то реально (стоимость 10 Вт светодиода со световым потоком в 1000Лм уже сейчас составляет около 10 у.е.).
Относительно же уличного освещения (высокоэффективные натриевые лампы высокого давления, пускай даже с очень плохой цветопередачей), — заменить пока просто нереально (светильники с сопоставимым световым потоком получаются, чуть ли не «золотыми»).
Список ведущих производителей светодиодов в мире: «CREE» (США), «Osram» (Германия), «Lumieleds Luxeon» (США), «Seoul Semiconductor» (Ю.Корея), «Prolight Opto» (Тайвань), «Nichia» (Япония), «Edisson» (Тайвань), «LedEngin» (США).

Совет

Для экспериментов (или «апгрейта» старого фонаря в новый «навороченный»), лучше брать светодиоды известных производителей (лучше «CREE» — они часто встречаются, и не очень дороги).
В таком случае получаем гарантированное качество. С «безродными» светодиодами не угадаешь — изначально световой поток может быть очень большой (даже можно измерить специальным прибором), но со временем резко падает (и далеко не за 50 тыс. часов, а всего за несколько сот часов).
Если данная тема вызвала у вас, уважаемые читатели, интерес, то в следующей публикации возможно рассмотрение модернизации (с фотоотчетом) дешевых противотуманных фар и установка наиболее перспективного на данный момент светодиода CREE XM-L (10 Вт, световой поток 1000 Лм), а также переделка простого фонаря в светодиодный с литиевыми аккумуляторами.

Виктор Михапьчук

1 комментарий к “Сверхяркие светодиоды”

Оставьте комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *