Светодиодные ленты для общего освещения: за и против

Опубликовано: 9 декабря 2014 г. в 09:39, 405 просмотровКомментировать

При всех преимуществах светодиодного освещения нельзя не признать, что его внедрение происходит не очень быстро. Это связано с множеством факторов, в том числе высокой стоимостью светодиодных светильников, отсутствием информации и консерватизмом, естественным образом свойственным потребителям. Но есть один вид светодиодных осветительных приборов, который сразу был воспринят потребителями на «ура» — светодиодные ленты. Изначально этот вид светотехнической продукции применялся для декоративного оформления. Но сейчас все чаще светодиодные ленты используют для создания общего освещения. Мало того, выпускаются светильники на основе светодиодных лент. Причем теперь это не только сверхбюджетная продукция, но и светильники высокого класса, а также творения именитых дизайнеров. О преимуществах и недостатках применения светодиодных лент для общего освещения и пойдет речь в статье.

Светодиодная лента представляет собой гибкий светодиодный модуль, который можно резать на куски длиной, кратной определенному шагу. Для реализации возможности резки ленты, в ней используется последовательно-параллельное соединение светодиодов. Как правило, светодиодные ленты имеют напряжение питания 12 или 24 В. Поэтому в них параллельно соединены последовательности из токоограничительного резистора, а также 3 или 6 светодиодов.

Главное преимущество светодиодных лент — простота их использования. Можно отрезать нужную длину ленты. При установке ленты ее просто наклеивают как скотч на поверхность. Подключение к ленте осуществляется сейчас обычно с помощью специальных коннекторов.


Принципиальная схема светодиодной ленты с питанием 12 B

Благодаря своим свойствам, светодиодные ленты сразу завоевали любовь дизайнеров интерьеров. При этом возникла уникальная, с точки зрения маркетинга, ситуация. На рынке светодиодных лент, за редким исключением, отсутствуют известные бренды с большими рекламными бюджетами, которые могли бы продвигать саму концепцию, лежащую в основе такого оборудования.

Тем не менее, светодиодные ленты без какой-либо серьезной маркетинговой поддержки стали появляться в интерьерных журналах и телепередачах по данной тематике. В итоге, о светодиодных лентах и их замечательных свойствах сейчас знают даже люди, далекие от светотехники. Использование светодиодных лент — одна из наиболее обсуждаемых тем как на интерьерных, так и на специализированных светотехнических интернет-форумах.

Параметры

Светодиодные ленты поставляются потребителю в бухтах, наиболее распространенная длина — 5 м. В технических данных, как правило, указывается потребляемая мощность всего отрезка ленты. Для корректного сравнения светодиодных лент следует использовать такой параметр, как удельная потребляемая мощность.

Для вычисления этого параметра потребляемую мощность отрезка ленты делят на его длину. Световой поток для ленты указывают крайне редко, и дело здесь не только в маркетинговых ухищрениях. Как мы узнаем далее, значение светового потока для светодиодной ленты можно определить лишь приблизительно.

Массово используемые типы светодиодных лент имеют светоотдачу, лежащую в пределах 60–80 лм/Вт.

Исходя из этих данных, по удельной потребляемой мощности можно оценить, в каких пределах будет лежать световой поток данного отрезка ленты.

По области применения светодиодные ленты можно разделить на три категории:

  • Декоративные. Используются для подчеркивания тех или иных деталей интерьера, создания визуальных акцентов. Имеют удельную потребляемую мощность менее 7 Вт/м.
  • Для местной подсветки. Применяются для освещения отдельных полок, ниш и т.п. мест. Удельная потребляемая мощность лежит в пределах 7–11 Вт/м.
  • Для общего освещения. Световой поток таких лент достаточен для того, чтобы применять их для общего освещения помещений. Удельная потребляемая мощность превышает 11 Вт/м. Конструктивной особенностью таких лент является то, что светодиоды в них обычно располагаются в 2–3 ряда.

Осуществление теплоотвода

Ленты для местного освещения можно наклеивать на что угодно при условии, что будет обеспечена естественная циркуляция воздуха вокруг светодиодов. В том случае, если естественной циркуляции воздуха нет, придется наклеивать ленту на специальный алюминиевый профиль для обеспечения теплоотвода. Светодиодные ленты для общего освещения в обязательном порядке должны наклеиваться на алюминиевый профиль. Альтернативой может быть, разве что, наклейка на металлические несущие элементы подвесного потолка.

Игнорирование требования установки мощных светодиодных лент на металлический профиль является весьма распространенной ошибкой. В результате перегрева световой поток уже за первый год эксплуатации может упасть вдвое.

Преимущества для бюджетных решений

Последовательно-параллельная схема соединения светодиодов, применяемая в светодиодной ленте, является ее важным преимуществом, обеспечивающим высокую надежность. При выходе из строя одного светодиода, сопровождающегося разрывом цепи, перестанут работать только 2 или 5 светодиодов (в зависимости от питающего напряжения), включенных последовательно с ним. Для сравнения, в самых дешевых светодиодных светильниках применяется последовательное соединение светодиодов цепочки, состоящие из десятков элементов. Диоды Зенера, включаемые параллельно светодиодам для предотвращения разрыва цепи, в таких светильниках не используются. В результате при выходе из строя одного светодиода может погаснуть весь светильник.

Подавляющее большинство типов светодиодных лент подключаются к сети не напрямую, а через блок питания. Поскольку блок питания является внешним, то нет ограничений на его размеры. Блоки питания с выходным напряжением 12 или 24 В выпускаются массовым тиражом и стоят недорого. Поэтому нет проблемы приобрести для осветительной системы качественный блок питания с низким уровнем пульсаций на выходе и устойчивостью к броскам напряжения. А ведь именно большой уровень пульсаций и плохая устойчивость к изменениям питающего напряжения являются главными недостатками дешевых светодиодных светильников.

Но светильники на основе светодиодной ленты имеют и свои недостатки.

Светодиодные ленты, как правило, питаются от источника напряжения. Ток, протекающий через светодиоды в светодиодной ленте, задается резистором, включенным последовательно с цепочкой источников света. В то же время, для установки оптимального режима работы светодиодов требуется стабилизировать ток на определенном уровне.

Простота использования светодиодных лент и некоторые объективные преимущества привели к тому, что их используют в качестве источника света производители сверхбюджетных светильников. Кроме этого, можно встретить очень дорогие светильники, изготовленные именитыми дизайнерами в одном экземпляре или же малыми партиями, в которых также используются светодиодные ленты. В данном случае светильник является не утилитарным прибором, а средством украшения интерьера, и не так важно, какой он дает световой поток и какая у него энергоэффективность. Использование светодиодной ленты позволяет дизайнеру самостоятельно или с привлечением 1–2 ассистентов создавать оригинальные светильники.

Недостатки светодиодных лент

Главным недостатком большинства светодиодных лент является схема установки режима работы светодиодов. Как известно, она определяется силой тока, протекающего через светодиод. Сила тока в светодиодной ленте устанавливается токоограничительным резистором.

В нем происходит значительная потеря энергии. Например, при напряжении питания 12 В падение напряжения на цепочке из последовательно соединенных светодиодов составляет около 10 В. Из-за этого в токоограничительном резисторе бесполезно расходуется около 17% потребляемой мощности.

Справедливости ради следует отметить, что аналогичная проблема есть и в светодиодных лампах с низковольтным питанием. Но в них используется специальная электронная схема, стабилизирующая ток, протекающий через светодиоды на оптимальном уровне, что в конечном счете позволяет добиться высокой общей светоотдачи. В лентах же сила тока зависит от падения напряжения в p-n переходах светодиодов. Эта величина зависит от температуры, реального значения напряжения питания и технологического разброса. Поэтому световой поток для лент может быть определен только приблизительно.

Другим недостатком являются ограниченные возможности для теплоотвода. Клей, которым лента крепится к поверхности, не отличается высокой теплопроводностью, к тому же, нет возможности плотно прижать ленту к металлическому профилю, так как при этом придется оказывать механическое воздействие непосредственно на светодиоды, что крайне нежелательно.

Также серьезной проблемой в светодиодной ленте являются потери в тонких гибких проводниках. Правда, она частично решается путем перехода от 12-вольто-вых к 24-вольтовым лентам.

Из этого можно сделать вывод, что бюджетный светильник на светодиодных лентах значительно проигрывает по энергоэффективности светильникам на основе отдельных светодиодов или же светодиодных модулей.


В отличие от светодиодных лент, в тонких светодиодных модулях для установки режима работы вместо токоограничительных резисторов нередко применяются стабилизаторы тока, что обеспечивает лучшие технические характеристики

Альтернатива светодиодным лентам

Поскольку все равно мощная светодиодная лента должна использоваться только в металлическом профиле, не проще ли вместо нее использовать готовые тонкие светодиодные модули, соединяемые встык?

У них уже предусмотрена металлическая основа, с которой имеется хороший тепловой контакт у светодиодов. Соединительные проводники более толстые, чем в ленте, потери в них минимальны. К сожалению, пока такое решение используется в нашей стране редко. Опыт общения автора статьи с дизайнерами показывает, что зачастую они просто не осведомлены о наличии таких модулей.

Стоимость тонких светодиодных модулей в пересчете на погонную длину, на первый взгляд, выше, чем у светодиодной ленты. Но если взять модули и ленту с одинаковыми техническими характеристиками, прибавить к стоимости ленты еще и стоимость качественного алюминиевого профиля и рабочего времени на установку ленты в профиль, получается, что оба решения стоят примерно одинаково. Но, в конечном счете, применение тонких светодиодных модулей более выгодно, так как у них выше энергоэффективность и больше реальный срок службы.

За лентами — будущее?

Но все это не означает, что перспектив у светодиодных лент в общем освещении нет. Применение усовершенствованных лент позволяет добиться высоких технических характеристик и при этом полностью автоматизировать процесс производства светильников.


Светодиодная лента Osram Preva LED Linear-Flex

Немецкая компания Osram на выставке Light+Building 2014 во Франкфурте-на-Майне продемонстрировала светодиодную ленту Preva LED Linear-Flex, предназначенную для сборки светильников на роботизированных линиях. Светоотдача этой ленты составляет 173 лм/Вт. Ширина Preva LED Linear-Flex примерно в 10 раз больше, чем у обычной ленты. Благодаря этому, лента сама обеспечивает нужный теплоотвод, даже при установке на поверхность с низкой теплопроводностью. И, самое главное, лента предназначена для работы с блоком питания, имеющим стабилизированный выходной ток, а не напряжение. Это позволяет точно устанавливать оптимальный режим работы светодиода и снижает потери в токоограничительных резисторах (совсем без них обойтись в светодиодной ленте пока невозможно). В итоге светильник на светодиодной ленте нового типа обладает высокими параметрами при низкой цене.

Алексей ВАСИЛЬЕВ
С
татья опубликована в журнале «Электротехнический рынок», №5-6

Рекомендуем почитать

Комментировать

    Еще никто не оставил комментариев.

Для того чтобы оставлять комментарии Вам необходимо зарегистрироваться либо авторизоваться на сайте.