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) — полупроводниковый прибор 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 температура

В 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 ламп

Такого 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 пульсации

Наиболее 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 лам п 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 светодиодов

Причиной 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.
    

---