• Украина, г. Сумы, ул. Соборная, 29Г
  • Украина, г. Сумы, ул. Горького, 17
  • (050) 239-21-94, (0542) 659-111

Светодиоды для рекламы и нашей жизни

Светодиоды - это полупроводниковые электронные приборы. Полупроводники - это материалы, хорошо проводящие электрический ток в одном направлении и плохо - в другом. Существует два вида полупроводниковых материалов - с избытком свободных электронов (полупроводники n-типа) и с недостатком свободных электронов, т.е. с избытком «дырок», способных поглотить электроны, поступающие извне, например, от источников электрического тока - батареек, аккумуляторов и т.п. (полупроводники p-типа).

В светодиодах свет генерируется за счёт энергии, выделяющейся на границе двух полупроводниковых материалов с разными типами проводимости, за счёт рекомбинации электронов и «дырок».

По световой отдаче светодиоды превысили тепловые источники света, а по сроку службы превзошли и разрядные. На свет появился действительно новый тип источника света в традиционном понимании этого термина, то есть не просто индикаторное устройство, а прибор, способный создавать достаточное для освещения количество света. Стали появляться осветительные приборы, в которых в качестве источника света использовались светодиоды. Наиболее ярые сторонники нового типа источников света заявляли, что уже в ближайшем будущем светодиоды полностью вытеснят и тепловые, и разрядные источники.

Светодиоды обладают целым набором положительных качеств:

  • Исключительно высокой надёжностью, определяемой высоким сроком службы;
  • Высокой световой отдачей, соизмеримой со световой отдачей наиболее эффективных разрядных источников света;
  • Малыми габаритными размерами;
  • Отсутствием необходимости во внешних оптических элементах;
  • Высокой насыщенностью цвета излучения (другими словами, излучение светодиодов - очень чистых и насыщенных цветовых оттенков);
  • Отсутствием в спектре излучения ультрафиолетовой и инфракрасной составляющих (кроме случаев, когда светодиоды специально предназначены для работы именно в этих частях спектра);
  • Очень высокой устойчивостью к механическим нагрузкам;
  • Способностью работать в широком диапазоне температур окружающей среды;
  • Экологической безопасностью, связанной с отсутствием ртути и других вредных веществ;
  • Лёгкой регулируемостью;
  • Простотой схем включения и управления;
  • Малой инерционностью;
  • Электрической безопасностью (низким рабочим напряжением).

Однако два последних достоинства в определённых ситуациях превращаются в недостатки. Остановимся на недостатках светодиодов подробнее.

Основными недостатками светодиодов являются:

  • Довольно высокая цена;
  • Необходимость отвода тепла;
  • Малая единичная мощность;
  • Очень высокая стоимость вырабатываемого светодиодами светового потока;
  • Низкое рабочее напряжение (необходимость использования понижающих трансформаторов и выпрямителей);
  • Большая глубина пульсаций светового потока при питании непосредственно от сети переменного тока с частотой 50 Гц, вызванная малой инерционностью.

Основные области применения светодиодов

Наибольшее распространение светодиоды сегодня получили в различных светосигнальных установках. В крупных городах мира, в том числе и в Сумах, большая часть уличных светофоров и дорожных указателей уже переведена на новый источник света - светодиоды.

Несмотря на то, что цена светодиодных изделий многократно превышает цену аналогичных изделий на лампах накаливания, использование светодиодов в таких изделиях даёт значительный экономический эффект. Это вызвано, прежде всего, большим сроком службы светодиодов и резким снижением эксплуатационных расходов, связанных с необходимостью частой замены ламп по мере выхода их из строя или в ходе регламентных работ.

Чистота генерируемого светодиодами цвета позволяет использовать их в светосигнальных приборах без цветных светофильтров, необходимых при лампах накаливания. Это значительно снижает расход электроэнергии: при равных силах света зелёный светофор с светодиодами потребляет примерно в 20 раз меньшую мощность, чем с лампой накаливания и зелёным светофильтром, красный - в 15–20, жёлтый - в 5–10 раз. Наибольший выигрыш по этому показателю достигается в синих железнодорожных светофорах (указателях переключения стрелок) - до 100 раз. Снижение потребляемой мощности ведёт к дополнительному снижению эксплуатационных расходов.

Так как в светофорах и дорожных указателях используются не одиночные светодиоды, а сборки из достаточно большого количества светодиодов, объединённых в несколько последовательно-параллельных групп, то на порядки повышается надёжность изделий: во-первых, светодиоды имеют срок службы в 50–100 раз больший, чем лампы накаливания, а во-вторых, выход из строя одной или даже нескольких групп светодиодов не приводит к полному отказу светофора, так как остальные светодиоды продолжают работать.

Отсутствие внешних оптических элементов, в частности, цветных светофильтров, значительно повышает вандалоустойчивость изделий, то есть их способность противостоять попыткам нарочитого разрушения, что особенно важно в условиях нашей страны.

Вторая важная область применения светодиодов сегодня - это рекламно-информационные табло, щиты, световые указатели и т.п. На улицах и площадях городов в нашей стране, не говоря уже о зарубежных странах, установлены огромные рекламно-информационные щиты со светодиодами, хорошо видимые с больших расстояний даже в ясный день. Малая инерционность и насыщенные цвета излучения светодиодов позволяют с хорошим качеством демонстрировать на таких щитах даже телевизионные передачи, не говоря уже о статических картинках и текстах.

Всё шире используются светодиоды в малогабаритных переносных осветительных приборах - ручных фонарях, налобных светильниках и т.п.

Отсутствие в спектре светодиодов ультрафиолетового и инфракрасного излучения предопределило одну из первых областей их применения, а именно экспозиционное освещение музейных и выставочных экспонатов. При освещении музейных экспонатов приходится особое внимание уделять их защите от воздействия ультрафиолетового излучения, приводящего к выцветанию красок, повышению хрупкости бумаги и тканей и к другим неприятным последствиям. В обычно используемых для этих целей светильниках с галогенными лампами накаливания приходится использовать защитные светофильтры и ограничивать освещённость и время экспозиции. Экспозиционные светильники с светодиодами успешно решают эту проблему.

Малые габариты светодиодов позволяют эффективно использовать их для ввода света в плоские счетоводы. Для этой цели особенно хорошо подходят ленточные светодиодные модули.

Лёгкая регулируемость светодиодов и богатая цветовая палитра их света открывают возможности широкого использования светодиодов для декоративного свето и цветодинамичного освещения архитектурных сооружений. Для этого рядом фирм разработаны и выпускаются специальные прожекторы и светильники. Созданию эффективных осветительных приборов для архитектурного освещения способствуют также такие свойства светодиодов, как отсутствие необходимости в дополнительных оптических устройствах и возможность работы в широком диапазоне окружающей температуры.

Ещё одно направление в технике освещения, в котором светодиоды сегодня уже занимают монопольное положение - это встраиваемые светильники для освещения лестничных ступенек, индикации проездных путей или определённых мест, светильники, встраиваемые в стены и мебель, ландшафтные светильники.

Особо следует отметить использование светодиодов в светильниках аварийного освещения и эвакуационных указателях.

Высокая надёжность и большой срок службы светодиодов и в этом случае являются залогом широчайшего использования этих новых источников света.