Файл: Анализ и контроль качества изделий светодиодной продукции.docx

Анализ и контроль качества изделий светодиодной продукции

Содержание

Введение

1 Теоретически-методологический подход к светодиодной продукции

1.1 Понятие светодиодной продукции

Светодиод или светоизлучающий диод (LED) — полупроводниковыйприбор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока в прямом направлении.Излучаемый светодиодом свет лежит в узком диапазоне спектра. Иными словами, его кристалл изначально излучает конкретный цвет (если речь идёт об СД видимого диапазона) — в отличие от лампы, излучающей более широкий спектр, где нужный цвет можно получить лишь применением внешнего светофильтра. Диапазон излучения светодиода во многом зависит от химического состава использованных полупроводников.Светодиодные лампы в качестве источника света используют светодиоды (англ. Light-Emitting Diode, сокр. LED), применяются для бытового, промышленного и уличного освещения. Светодиодная лампа является одним из самых экологически чистых источников света. Принцип свечения светодиодов позволяет применять в производстве и работе самой лампы безопасные компоненты. Светодиодные лампы не используют веществ, содержащих ртуть, поэтому они не представляют опасности в случае выхода из строя или повреждения колбы. Филаментные лампы – это вид светодиодных ламп, которые внешне максимально приближены к лампам накаливания. Они имеют полностью прозрачную стеклянную колбу и цоколь, а внутри расположены светодиоды вместо нити накала.Филамент

---

– основной функциональный элемент такой лампы, представляет собой светодиодную полоску особой конструкции. Внешним видом филаменты напоминают нить, потому некоторые так их и называют – лампочки на светодиодных нитях.

1.2 Основные элементы конструкции светодиодной лампы

В конструкцию лампы с нитевыми светодиодами входит (Рисунок 1):

• 
  цоколь, обычно E27 или E14;
  
• 
  стеклянная колба;
  
• 
  внутри колбы расположена стеклянная ножка и проводники для питания филаментов;
  
• 
  филаментные светодиоды;
  
• 
  драйвер, который расположен в цоколе.
  

Рисунок 1 – Конструкция светодиодной лампы

1.3 Основные характеристики светодиодной лампы

При выборе светодиодной лампы следует обращать внимание на параметры светодиодов. От этого будет зависеть возможность использования изделия в конкретных условиях эксплуатации и обеспечения требуемого уровня освещенности помещения. Внимание стоит уделить мощности (P, Вт), напряжению (U, В), рабочему току (I_р, А), светоотдаче, цветовой температуре (T_св, К), а также ряду других параметров.

1. 
   Светоотдача(эффективность свечения)
   

Наиболее значимая характеристика светодиодов, обуславливающая экономическую целесообразность их использования в системах освещения различного назначения. Определяется, как отношение потока излучения к затрачиваемой мощности (лм/Вт). Для сравнения:

• 
  10-12 лм/Вт – лампа накаливания;
  
• 
  40-150 лм/Вт – газоразрядные лампы;
  
• 
  50-120 лм/Вт – светодиоды.
  

Таким образом, светодиоды характеризуются прекрасными показателями светоотдачи, что дает возможность им выигрышно конкурировать с натриевыми, галогеновыми и люминесцентными лампами. Помимо этого, при выпуске светодиодных светильников не требуются отражатели, потому что их световой поток направляется в одной полуплоскости.

2. 
   Мощность потребления электроэнергии
   

Мощность потребления светодиодной лампы (P, Вт) – вторая по важности техническая характеристика, которая показывает на то, сколько электроэнергии потребляет светодиодная лампа за 1 час. Суммарное энергопотребление складывается из мощности светодиодов и мощности драйвера. Наиболее востребованы в наше время лампы мощностью 5-13 Вт, что соответствует 40-100 ваттным лампам с нитью накала.

---

Качественные драйвера импульсного типа потребляют не более 10% энергии от общей мощности.В качестве рекламы производители часто пользуются понятием «Эквивалентная мощность», которая выражается в надписи на упаковке наподобие 10 Вт=75 Вт. Это означает, что светодиодную лампу в 10 Вт можно вкрутить вместо обычной лампы накаливания в 75 Вт, не потеряв при этом в яркости. Разнице в 7-8 раз можно верить. Но если на коробке красуется надпись вроде 6 Вт=60 Вт, то зачастую это не более чем рекламный трюк, рассчитанный на рядового покупателя. Это не значит, что изделие плохого качества, но реальная светоотдача будет, скорее всего, совпадать с лампой накаливания не в 60, а гораздо меньше.

3. 
   Цветовая температура
   

Цветовая температура (T_C, °K) указывает на оттенок излучаемого света. Применительно к светодиодным лампам белого свечения всю шкалу условно делят на три части: с тёплым, нейтральным и холодным светом. При выборе следует учесть, что тёплые тона (2700-3500°K) успокаивают и располагают к уюту, а холодные (от 5300°K) бодрят и возбуждают нервную систему.Рисунок 2 – Цветовая температураВ связи с этим для дома рекомендуется использовать тёплого свечения, а на кухне, в ванной и для работы – нейтрального. Светильники на светодиодах с T_C≥5300°K пригодны только для выполнения специфической работы и в качестве аварийного освещения.В результате экспериментальных исследований установлено, что именно белый нейтральный свет отличается наибольшей четкостью передачи цветов и является наиболее удачным для работы с документами в офисных условиях.

4. 
   Напряжение
   

Напряжение питания (U, В) принято указывать на коробке в виде диапазона, в пределах которого производитель гарантирует нормальную работу изделия. Например, параметр 176–264В свидетельствует о том, что лампочка уверенно справится с любыми перепадами сетевого напряжения без существенной потери яркости.Как правило, светодиодная лампа со встроенным токовым драйвером имеет широкий диапазон входных напряжений.Если источник питания не содержит качественного стабилизатора, то перепады напряжения в сети питания будут сильно сказываться на светоотдаче и влиять на качество освещения. В России наибольшее распространение имеют led-лампы с питанием от сети переменного тока 230В частотой 50/60 Гц.

---

5. Угол рассеивания

По углу рассеивания можно судить о распространении светового потока в пространстве. Данный показатель зависит от конструкции рассеивателя и расположения светодиодов. Нормой для современных ламп широкого применения является значение ≥210°. Для эффективной работы с мелкими деталями лучше купить лампу с углом рассеивания 120° и установить её в настольный светильник.У стандартных светодиодных ламп, в пластиковом корпусе, угол излучения до 170 градусов. У филаментных же доходит до 300 градусов (Рисунок 3).Рисунок 3 – Угол свечения филаментных лампТакого угла свечения получилось достичь благодаря стеклянной прозрачной колбе и расположенных по кругу филаментов. Некоторые модели имеют нестандартные формы и способ расположения филаментов (под углом, крест на крест, S-образно), для обеспечения более равномерного освещения.

6. Коэффициент пульсации

Коэффициент пульсации (Кп) не всегда приводится в перечне характеристик, несмотря на то, что имеет первостепенное значение и оказывает влияние на здоровье. Необходимость в измерении данного параметра возникла ввиду наличия в лампе электронного блока и высокого отклика светодиодов. Низкокачественные источники питания не способны идеально сгладить пульсации выходного сигнала, в результате чего светодиоды начинают мерцать с некоторой частотой.Рисунок 4 – Коэффициент пульсацииНаиболее качественными принято считать светодиодные лампы с Кп ниже 20%. В моделях с драйвером тока коэффициент пульсаций не превышает 1%.

7. Тип цоколя

Размер цоколя необходимо знать для того, чтобы подобрать лампочку в соответствии с существующим патроном в светильнике. Основная масса светодиодных ламп выпускается под резьбовой цоколь Е14 и Е27 (рисунок 5), которые являются стандартом для настенных, настольных и потолочных светильников советского образца. Не редкость светодиодные лампы с цоколем GU4, GU5.3, которые пришли на смену галогенным лампочкам, установленным в точечных светильниках и китайских люстрах с пультом дистанционного управления.

---

Рисунок 5 – Типы цоколя

1.4 Преимущества и недостатки светодиодов

Преимущества светодиодовПричиной растущей популярности является целый ряд преимуществ светодиодов перед остальными источниками света:

1. 
   Первый и несомненный плюс – это очень долгий срок службы светодиодов (примерно 50000 часов).
   
2. 
   Низкое энергопотребление по сравнению с другими источниками света.
   
3. 
   Экономическая выгода – результат сочетания долговечности и экономии электроэнергии.
   
4. 
   Высокая светоотдача. Практически всю получаемую энергию светодиод преобразует в свет, в отличие, например, от лампы накаливания, которая при равной мощности дает света меньше, а выделяет тепла в разы больше.
   
5. 
   Возможность выбора цветовой температуры светодиода в зависимости от цели освещения: от привычного теплого белого света лампы накаливания (2700-3000К) до холодного белого или дневного света (6500К). Здесь важно обратить внимание на такой параметр как биновка – группировка по длинам волн и цветовой температуре светодиодов. Дело в том, что недобросовестные производители дешевых светодиодных светильников или лент часто не следят за тем, чтобы у всех LED в изделии был одинаковый цветовой бин. Поэтому очень важно при покупке проверить, что светодиоды в светильнике/ленте/лампе не отличаются по цвету или яркости.
   
6. 
   Если стоит задача цветной декоративной подсветки, то RGB светодиоды – лучшее решение, так как количество цветов и сцен освещения ограничивается в этом случае лишь фантазией дизайнера. Они дают возможность организовать подсветку любого из цветов спектра и менять ее с помощью специального контроллера по своему усмотрению.
   
7. 
   Светодиодные светильники можно диммировать (регулировать яркость света).
   
8. 
   Компактность, гибкость и разнообразие модулей LED позволяют реализовывать множество дизайнерских светотехнических решений в самых разных интерьерах.
   
9. 
   Светодиод не нагревается, так как работает на низковольтном напряжении, что обеспечивает высокую степень пожарной безопасности. Благодаря этому свойству LED все чаще используются во встраиваемых в пол светильниках, потому что риск получить ожег, наступив на него босой ногой, сводится к нулю.
   
10. 
    LED устойчивы к механическим повреждениям из-за отсутствия у них хрупких элементов, таких как стеклянная колба или нить накаливания.
    
11. 
    Отсутствие фосфора, ртути и других токсичных элементов позволяет говорить об экологичности и безопасности этого источника света.
    

---