Устройство светодиодных прожеткоров
Светодиодный прожектор

Еще до недавнего времени светодиодные прожекторы были достаточно дорогими. Не каждый мог себе позволить их купить. Технологии не стоят на месте. Светодиоды усовершенствуются, драйвера становятся дешевле и т.д. и т.п. Соответственно конечный продукт становится на порядок дешевле своих предшественников.

Основное предназначение любого прожектора - освещение больших пространств. И не важно, что это - архитектурные сооружения или территория. ПО сравнению с другими источниками света - ДНАТ, ДРИ или ДРЛ окупаемость LED прожекторов достаточно быстра.

Мощности светодиодных прожекторов сильно варьируются и могут быть от 10, 20, 30 Вт и до особенно мощных - 50, 100 и более Вт. В своей основной массе прожекторы выпускают с цветовой температурой не менее 6500 К. Оно и понятно. Мы не ставим такой источник света в квартире. Мы устанавливаем его на улице, а соответственно хотим получить яркий, "сильный" свет. Именно такая температура даст нам максимально большой световой поток, по сравнению с 2700, 3000 К или 4500 К.

Вообще, устройство любого светодиодного прожектора практически не отличается друг от друга и не зависит от места установки: будь это прожектор на 220В, 110В мощностью 50 или 10 Вт (100Вт), уличного или промышленного исполнения.

Светодиоды в LED прожекторах


Из названия самих источников света понятно, что одним из основных компонентов стоит считать светодиоды) Масло масляное). Наиболее востребованными остаются LEDs следующих типов:

  • мощные светодиоды 350 мА ( 1,3,5 Вт )
  • сверхмощные диоды на основе COB технологии ( по мне - так самые предпочтительные )
  • SMD светодиоды

Об основных достоинствах, недостатках, строении и т.п. можете прочитать в этом материале. Ниже я только заострю на основные отличия между данными типами диодов. Всю остальную информацию можно прочитать по ссылке, указанной выше.

Особенность устройства мощных светодиодов 1,3,5 Вт для прожекторов


Мощные светодиодыВизуально Вы не сможете определить разницу между мощными диодами 1,3,5 Вт, если, конечно не "супер профессионал". Разницу можно определить только по силе света. И то, не всегда. Могут быть подвохи. Если есть специальный инструмент, то можно определить какой мощности диод, сравнив размеры самого кристалла. Но не у всех есть такие приборы. Да и в повседневной жизни они не очень нужны.

На фото Вы можете видеть, что производство таких типов диодов достаточно сложное. А это ведет к удорожанию последних.Устройство мощных диодов

По большому счету, мощные диоды 1,3,5 Вт уже устарели. Если брать во внимание из использование в светодиодных прожекторах. Для получения более-менее качественных световых характеристик диодов нужно большое количество. А это далеко не лучший вариант с позиции ценообразования. Я давно уже наблюдаю, как большинство продавцов пытается "хотя бы" куда-нибудь сбыть свой товар.

Но есть и плюсы в таких LEDs - тепловой нагрев. С ним достаточно просто справиться, по сравнению с другими типами чипов.

Сверхмощные светодиоды на основе технологии COB для прожекторов


COB светодиоды при устройстве прожекторовНа 2015-2016 года прожектора на таких диодах получили огромное предпочтение у покупателей. И это не только из-за дешевизны чипов, но и по большей части от того, что в один такой диод с легкостью можно "запихать" несколько кристаллов и получить от 10, 20, 30, 50 ВТ и более. Вплоть до 500 Вт! Есть уже и такие диоды. Я их не "пытал", но думаю с теплоотводом проблемы просто жуткие должны быть.

Конструктивно СОБ диоды также имеют большие отличия. От круглых, овальных, до прямоугольных и квадратных. В один корпус помещается от 9 до нескольких десятков кристаллов и заливаются люминофором.

Качественные светодиодные прожекторы отличаются от дешевых именно хорошими чипами. На хороших плата состоит из сплава меди, либо материалов повышенной теплопроводности. Это дает возможность получить до 0,5 К/Вт. Это позволяет получить эффективный теплоотвод. Большой популярностью на COB диодах стали прожектора мощностью 10, 20, 30 и 50 Вт.

Сверхяркие SMD светодиоды в устройстве прожекторов


SMD светодиоды в устройстве прожекторовSMD светодиоды получили свое название от английского Surface Montage Details - поверхностный монтаж деталей. Самыми распространенными SMD в прожекторах являются SMD 5050, SMD 2835 и SMD 5630 (5730). Также в продаже частенько замечаюи и СМД 7230, но пока их не тестировал и ничего про них сказать не могу. Но по первому впечатлению светят более, чем добротно. Производство прожекторов на любых диодах для поверхностногоомнтажа экономически оправданы. Стоимость достаточно низкая ( по сравнению с COB ) диодами, плюс к этому достаточно просто "бороться" с отводом тепла.Устройство СМД светодиода в устройстве LED прожеткоров

Виды и типы LED прожекторов на разных светодиодах


В зависимости от устанавливаемых в корпус прожекторов диодов, последние имеют разнообразные виды и формы. Наиболее компактные - на СОБ диодах, средний размер имеют прожекторы, устроенные на SMD и самые большие - на мощных диодах 1,3,5Вт. Вообще, большой размер прожекторов на мощных чипах обуславливается только тем, что для хорошего светового потока требуется много диодов. Также не стоит забывать о необходимости устанавливать на такие светодиоды и вторичную оптику ( коллиматоры, линзы ), что также влияет наконечный размер прожектора.

Отражатели и линзы в LED прожекторах


Линзы для светодиодов в прожекторахУстройство прожекторов немыслимо без отражателей и линз. Оба этих оптических прибора служат для формирования определенного угла светового потока, получаемого мощными светодиодами. Правильно подобранная оптика максимально увеличит эффективность и плотность светового потока. Вся имеющаяся оптика подразделяется на линзы и на отражатели для светодиодов.

Линзы для светодиодов в прожекторах


Большинство линз выпускают из прочного стекла наивысшего качества. По большей части их устанавливают в прожекторы или светильники уличного освещения, промышленные источники света.

Основа любой линзы - боросиликатный материал, способный по своему составу придавать прочностные характеристики и придавать изделию высокий показатель прозрачности. В магазинах большой популярностью пользуются линзы с круговой и косинусной диаграммой.

Любой светодиод имеет первоначальную оптику с углом излучения 120 градусов. Нам не всегда нужен такой угол. Как правило, диодные прожекторы освещают только определенный участок помещения. Для изменения угла рассеивания производители используют в устройстве прожекторов  коллиматорные и фокусирующие линзы, френелевские преломители и т.п.Коллииматорные линзы

Используя колиматоры мы получаем разнообразные пучки света. Наиболее распространенные линзы на 15, 30, 45, 60, 90 градусов. Менее распространены линзы на 126 градусов, позволяющие расширить угол излучения светодиода. Еще раз повторюсь... Коллиматорная вторичная оптика нашла широкое применение в прожекторах с мощными светодиодами.Как светят коллиматорные линзы

Широкое применение получили фокусирующих линз в устройствах на COB светодиодах.

Виды и типы отражателей в прожекторах


https://leds-test.ru/wp-content/uploads/2016/02/Vidy-otrazhatelej-v-svetodiodnyh-prozhektorah.jpg

По способу распределения отраженного потока отражение может быть зеркальным ( направленным ), рассеянным ( диффузным ), направленно-рассеянным и смешанным. На основании этого, в прожекторах применяются и соответствующие отражатели. Если смотреть по видам, то отражатели подразделяются на: симметричные, ассиметричные, круглосимметричные, способные создать различные световые потоки по направленности и градусам.

Кругло-симметричные параболические отражатели


Круглые отражателиСимметричные отражатели устанавливают в прожекторы в том случае, если есть необходимость ограничить телесный угол распределения светового потока при условии широкого светораспределения в продольной плоскости. Отражатели таких типов имеют разную глубину и диаметр. В зависимости от глубины отражателя получается узколучевой, заливающий или рассеивающий световой поток.

Параболический диффузионный отражатель


Диффузионный отражательСамые распространенные отражатели. Такие отражатели дают нам возможность получить от светодиода равномерно распределенный пучок света. Единственный минус таких устройств - их нельзя выполнять из цветных металлов.

Driver в устройстве светодиодных прожекторов


LED driver в устройстве прожекторов

Светодиоды- полупроводниковые приборы, критичные к току. Для питания необходимо использовать специальные драйверы. Для питания светодиодов абсолютно не требуется больших напряжений. К примеру для мощных диодов достаточно 3,2В в 350 мА ( 1W ). COB кристаллы способны работать от 5,5 В. По факту, на LED можно и 6000 Вольт "кинуть". Диод берет только то напряжение, которое ему необходимо. С током же будут проблемы. Если Вы захотите и подадите на кристалл ток, превышающий заводские характеристики, то попросту сожгете свой диодик. Хорошо, если это дешевые приборы, а если 20,30,100 Вт матрицы? Цена на них кусается. И не каждому хочется заново  тратить свои кровные на покупку очередных матриц только из-за того, что решили поэкспериментировать и подать заведомо не предназначенный для него ток. Исходя из этого любое устройство светодиодного источника света, будь это светильник, лампа или прожектор имеет LED драйвер. Основное и главное его предназначение - стабилизация постоянного тока. Основное требование любого драйвера - КПД, стабильность выходного тока и надежность.

Если более популярно, то при напряжении 220 В из блока питания (драйвера) будет выходить определенное заданное значение напряжения и СТРОГО определенный ток. Конечно, Вам никто не мешает собрать прожектор самостоятельно на коленке и запитать его первым попавшимся блоком питания, например, от компьютера. Но дам гарантию, что в 90 процентах случаев Ваше чудо-творение не долго проработает. Блок питания -- это не драйвер. Он выдает необходимое напряжение, но никак не стабилизирует ток.

В 2015-2016 году по статистике производителей, наиболее популярными прожекторами были и есть - 10 Вт светильники. Для прожекторов с такой мощностью необходимо использовать драйвер с диапазоном напряжений 20-38В и током 350-700мА.

Монтажные платы и радиаторы, устанавливаемые в корпус прожекторов


Радиаторы - устройство LED прожекторовПоследнее, что нам предстоит рассмотреть на сегодня - теплоотвод.

КПД любого источника света на LEDs на порядок больше, чем у ламп накаливания. Температурный режим ЛН составляет порядка 200 градусов Цельсия. В светодиодах - не более 100-150, в зависимости от типа. Температура осветительной арматуры не должна превышать 80 градусов, что позволить свести к минимуму процесс деградации кристаллов светодиода.

Для снижения рабочей температуры светодиодов устройство прожекторов имеет монтажную плату и радиатор. Раньше платы изготавливали из алюминия. В настоящий момент развивается технология производства плат на основе керамо-алюминиевых материалов. Это позволяет получить не только хорошее электрическое соединение, но и достаточно эффективный теплоотвод. При монтаже диодов на плату необходимо обильно смазывать место соединение чипов с платой термопроводящей пастой.

Бытует ошибочное мнение, что монтажная плата, выполненная из алюминия может самостоятельно справиться с теплом. Это не верно. Дополнительный теплоотвод в любом светодиодном источнике света просто необходим. Для прожекторов и ламп - это радиатор.  У каждого производителя свои наработки. Радиаторы имеют форму кругов, шаров, прямоугольников и т.д. и т.п. Есть хорошие экземпляры прожекторов - с дополнительным искусственным охлаждением - вентилятором. К таким можно отнести источники мощностью от 100 Вт. В таких конструкциях кулеры более чем желательны.

Вообще - радиаторы - достаточно щекотливая тема. И как-нибудь я обязательно посвящу этому большую статью. А пока раскланиваюсь...)

Оставить отзыв