Светодиодные светильники

Преимущества светодиодных светильников

Правильное освещение - важная составляющая для воплощения дизайнерского замысла при оформлении любого интерьера. Вдобавок, это существенная экономия электроэнергии и снижениеи затрат на техническое обслуживание светотехники, длительный срок службы осветительных приборов.

Хорошее освещение доложно быть таким, чтобы не было темных участков, некомфортных затененных уголков; поток света должен быть статичным, без раздражающей глаза пульсации, приятного цвета и интенсивности.

Обеспечить идеальное освещение может оборудование должного качества с определенными техническими характеристиками.

На нашем сайте представлен широкий ассортимент осветительного оборудования для нежилых объектов любого рода деятельности. Для вашего удобства продукция разделена по разделам, вы сможете быстро найти необходимый тип электроприбора или определенную модель. Каждое предложение имеет реальное фото, дающее полное представление о его внешнем виде, а также подробную техническую характеристику и информацию по габаритам.

Наши преимущества:

• Наличие товара. Гарантированное получение выбранной модели, уверенность, что все, что вы видите на сайте, будет поставлено.
• Быстрая доставка. Мы знаем и понимаем необходимость получения купленного товара как можно быстрее. Доставка заказа в срок.
• Низкие цены. Этот фактор всегда приятен - у нас на потолочные, подвесные, офисные, промышленные светодиодные светильники низкая и адекватная цена.

В настоящее время большинство мощных светодиодов выпускается без первичной оптики. Поэтому для формирования требуемого светораспределения применяется вторичная оптика в виде линз или отражателей. Линзы делаются из полиметилметакрилата, поликарбоната или кремнийорганических соединений (силикона). Линзы выпускаются для одиночных светодиодов, светодиодных сборок (модулей, матриц) или в виде целых блоков, охватывающих большую группу светодиодов.

При конструировании световых приборов необходимо учитывать, что за счет френелевских отражений на передней и задней поверхностях линз теряется не меньше 8% светового потока. Кроме этого, линзы практически никогда не охватывают весь световой поток, излучаемый кристаллом. Поэтому заявления некоторых фирм, выпускающих вторичную оптику для светодиодов, о том, что их продукция имеет коэффициент пропускания около 100%, следует рассматривать только как рекламную акцию. Реальные значения коэффициента использования светового потока светодиодов с вторичной оптикой в виде линз – 80–85%

Из-за того, что светодиоды излучают свет только в одну полусферу, возможности отражательной оптики в световых приборах с ними ограничены. Отражатели имеют несколько большие размеры, чем линзы. Коэффициент использования светового потока кристаллов с отражателями – около 85–90%. Отражатели делают или из алюминия с высоким коэффициентом отражения (например, типа «Miro» фирмы «Аланод»), или из пластика с напылением зеркального слоя и защитой его от внешних воздействий.

Как линзы, так и отражатели требуют очень точного расположения относительно излучающего кристалла. Поэтому они, как правило, снабжены специальными направляющими (цапфами) для точной установки.

Наиболее распространенная технология изготовления мощных светодиодов и модулей – «кристалл на плате» (Сhip on board, COB). Как ясно из названия, полупроводниковые кристаллы светодиодов крепятся непосредственно на печатной плате, которая выполняет и функции теплоотвода. Излучение таких светодиодов близко к диффузному, то есть распространяется в достаточно больших углах (до 180 градусов). Для формирования требуемого светораспределения применяется вторичная оптика в виде линз из поликарбоната, полиметилметакрилата или прозрачных кремний-органических соединений (силикона). Реже применяется вторичная оптика в виде отражателей.

Для питания светодиодов нужен постоянный ток низкого напряжения, величина которого зависит от цветности излучения: у красных светодиодов это 1,9–2,1 В, у зеленых 2,5–3 В, у синих и белых – около 4-х В. Поэтому для включения их в сеть требуются специальные источники питания – устройства управления (УУ) или конверторы (в последнее время их часто называют «драйверами», что в принципе неверно и противоречит проекту ГОСТ на терминологию светодиодов). Эти аппараты – неотъемлемая часть любого светодиодного светильника, поэтому к ним должны предъявляться такие же требования, как и к источникам света. До настоящего времени в литературе не встречалось ни одно УУ со сроком службы более 50 000 часов. Поэтому остается загадкой, как некоторые фирмы обеспечивают срок службы светильников 100 000 часов?

Устройства управления должны обеспечивать не только питание светодиодов, но и электромагнитную совместимость светильника и сети, то есть определенную форму потребляемого тока (отсутствие высших гармоник), отсутствие радиопомех, коэффициент мощности. Кроме этого, есть еще один параметр, на который, к сожалению, мало обращают внимания – это пульсации выходного тока или напряжения. Светодиоды – практически безынерционный источник света, поэтому излучаемый ими световой поток полностью повторяет форму протекающего через светодиод тока. Это приводит к пульсациям освещенности на освещаемом месте.

Санитарные правила и нормы жестко регламентируют глубину пульсаций освещенности. Например, для рабочих помещений с компьютерами глубина пульсаций освещенности должна быть не более 5%. Основополагающий документ по нормированию освещенности в странах Евросоюза – нормы EN 12464-1 «Освещение рабочих мест внутри помещений». В этом документе есть специальный раздел 4, посвященный пульсациям освещенности. Раздел состоит из одного пункта: «В помещениях с длительным пребыванием людей пульсации освещенности не допускаются».

По данным каталогов ведущих фирм-производителей УУ для светодиодов глубина пульсаций выходного напряжения (тока) составляет 15–50%. Значит, и глубина пульсаций светового потока также составит 15–50%. На это необходимо обращать самое серьезное внимание, таккак на примере люминесцентных ламп, особенно с узкополосными люминофорами, установлено, что пульсации освещенности – исключительно вредное явление для людей.

Излучения светодиодов близки к монохроматическим, поэтому координаты их цветности располагаются непосредственно на локусе. Цветовой треугольник, образованный координатами цветности типовых красных (λ = 630 нм), зеленых (λ = 526 нм) и синих (λ = 470 нм) светодиодов охватывает почти все поле реальных цветов.

Это позволяет создавать практически неограниченное количество цветовых оттенков света. На практике чаще всего используются системы управления светодиодами, в которых каждый из трех основных цветов имеет 256 (28) градаций. Нетрудно подсчитать, что общее количество возможных сочетаний составляет 16 777 216, что обычно и указывается в рекламных материалах («Более 16 миллионов цветов!»). Напомним, что «средний» человеческий глаз различает не более 1000 цветовых оттенков.

Как уже было сказано, белый свет излучения светодиодов получается за счет применения синего излучения кристаллов и преобразованной части этого излучения с помощью люминофора, имеющего максимум излучения в желтой области спектра. В последнее время в связи с появлением достаточно эффективных светодиодов с максимумом излучения в ультрафиолетовой области спектра некоторые фирмы стали делать «белые» светодиоды на основе первичного УФ излучения и трех люминофоров с максимумами в синей, зеленой и желтой областях спектра.

У светодиодов любой цветности излучения имеется четкий максимум в синей области спектра, обусловленный первичным излучением кристаллов. Эта особенность «белых» светодиодов породила дискуссии о так называемой синей опасности светодиодного освещения. В технической и популярной литературе появились десятки статей, в которых говорится о возможности повреждения глаз и других неприятностях при длительном пребывании человека в помещениях, освещенных светодиодами.

Не меньшее количество научных и псевдонаучных работ доказывает безвредность такого освещения. Полной ясности в этом вопросе пока нет. Но в нашей стране Санитарные нормы и правила пока не разрешают применять светодиодные светильники для освещения детских и медицинских учреждений. Похожие запреты имеются и в большинстве развитых стран.

Кроме большого срока службы и высокой световой отдачи, светодиоды имеют много других достоинств:

• высокую надежность;
• очень высокую устойчивость к внешним воздействующим факторам (окружающей температуре, влажности, механическим нагрузкам);
• малые габариты;
• высокий коэффициент использования светового потока;
легкую управляемость;
• полную экологическую безопасность из-за отсутствия ртути и стекла;
• безопасность обслуживающего персонала.

Широкая цветовая гамма и разнообразие углов излучения (от 3-х до 180°, то есть от очень узкого светового пучка до равномерного свечения в полусфере) способствуют использованию светодиодов в различных светильниках.

В популярной литературе, посвященной светодиодам, среди достоинств этих новых источников света отмечается «отсутствие выделения тепла». Такое утверждение несколько лет назад встречалось и в серьезных публикациях. Следует сказать, что это является глубоким и серьезным заблуждением, вызванным тем, что до настоящего времени подавляющее большинство выпускаемых светодиодов – это изделия с рабочим током 20 мА, то есть мощностью от 0,04 до 0,08 Вт, в корпусах диаметром 5 мм. Их нагрев действительно настолько мал, что может не учитываться. Но соответственно мал и световой поток – реально не более трех люмен. В последние годы единичная мощность светодиодов увеличилась  до 3–5 и даже до 10 Вт, а светодиодных модулей –до десятков ватт. И такие светодиоды, если не принимать специальных мер, при номинальных режимах нагреваются до температуры выше 100 °С. Как сказано выше, при нагревании уменьшается световая отдача светодиодов, а также очень существенно снижается срок службы.

Для обеспечения требуемой температуры p-n перехода необходимо отводить от светодиодов генерируемое ими тепло. Для этого используются радиаторы с большой поверхностью. Сейчас такие радиаторы серийно выпускаются многими фирмами, в том числе и в нашей стране. Но чтобы радиаторы работали эффективно, необходимо, прежде всего, обеспечить хороший тепловой контакт со светодиодами и одновременно электрическую изоляцию между ними. Для этого используются алюминиевые печатные платы с хорошей теплопроводностью и теплопроводящие пасты и мастики. В последнее время все большее распространение получают керамические радиаторы. Мощные светодиоды часто изготавливаются также в керамических корпусах. Кроме хорошего теплового контакта светодиода и радиатора, необходимо, чтобы тепло от радиатора выводилось наружу, а не оставалось внутри светильника. Поэтому радиаторы крепятся на корпус светодиодного светильника, который часто также имеет сложную форму с хорошо развитой поверхностью.

Применение светодиодных светильников

В настоящее время светодиоды используются, прежде всего, в светосигнальных приборах – автодорожных и железнодорожных светофорах, информационных табло, указателях и т. п. В последние годы сотни фирм за рубежом и в России начали делать светодиодные светильники для общего освещения различных помещений, для функцио- нального и декоративного наружного освещения. Широко распространены настольные и переносные светильники со светодиодами. Можно сказать, что уже полностью исчезли ручные фонари с лампами накаливания. Исключительно широко применяются светодиоды в светильниках для аварийного освещения.

В Москве почти все перекрестки в пределах Садового кольца, а также Ленинградский проспект, проспект Мира, Третье транспортное кольцо, МКАД и другие магистрали оснащены светофорами и дорожными указателями с использованием светодиодов. На Пушкинской площади, Новом Арбате и в других местах установлены большие (до 50.100 м) светодиодные рекламно-информационные щиты, изображение на которых хорошо видно даже в солнечные дни (например, светодиодный щит на здании института «Гидропроект» на развилке Ленинградского и Волоколамского шоссе).

В России несколько фирм («Оптоган», «Светлана-Оптоэлектроника», НПЦ «ОПТЭЛ») делают светодиоды, по качеству не уступающие зарубежным, а часто и превосходящие их. Например, московская фирма «Корвет» (теперь – «Кавер-Лайт») первой в мире начала делать «полноцветные» светодиоды, в которых красные, зеленые и синие кристаллы объединены в одном корпусе, что позволяет получать практически неограниченное количество цветовых оттенков излучения одного светодиода. Эта же фирма первой в мире стала производить светодиоды в шестигранных корпусах, допускающих сплошной монтаж и создание больших равномерно светящихся поверхностей (например, для железнодорожных светофоров), а также светодиоды с плоскими линзами Френеля.

В научно-производственном центре «ОПТЭЛ» изготавливаются мощные светодиоды и светодиодные сборки (модули) разных цветов, а также инфракрасные диоды. Световая отдача серийных светодиодов этой фирмы – выше 100 лм/Вт. Молодая фирма «Оптоган» в Санкт-Петербурге добилась световой отдачи серийных светодиодных модулей более 160 лм/Вт, что соответствует самым высоким мировым достижениям.

Недостатками светодиодов являются:

• малая единичная мощность, приводящая к необходимости использования большого их количества для создания необходимых уровней освещенности;
• необходимость отвода тепла;
• низкое напряжение питания, требующее включения светодиодов только со специальными понижающими трансформаторами и выпрямителями;
• довольно высокая цена, особенно белых и синих.

Несомненно, что со временем все эти недостатки будут устранены.

Необходимо хотя бы коротко рассказать об органических светодиодах (английское название – Organic Light-Emitting Diode, OLED). Это далеко не новый тип источника света. Явление электролюминесценции в полимерных материалах было открыто в начале 50-х годов прошлого века. В 1990 году появились сообщения о полимерах с зеленым свечением. В 2000 году группа ученых из Японии и США получила Нобелевскую премию за открытие проводящих органических полимеров.

Для создания органических светодиодов используются тонкопленочные многослойные структуры, состоящие из нескольких слоев электропроводящих полимеров. В качестве материала анода обычно используется окись индия, легированная оловом. Этот материал прозрачен в видимой области спектра. Для изготовления катода используются металлы (алюминий, кальций). При подаче на анод положи-тельного напряжения в проводящем полимере происходит рекомбинация носителей электрического заряда (электронов и дырок), при которой выделяется энергия в виде света.

В настоящее время созданы полимеры, излучающие свет в красной, зеленой и синей областях спектра. Смешивание трех цветов позволяет получить множество цветовых оттенков излучения, в том числе и белый свет. Исходные излучения, в отличие от «обычных» светодиодов, занимают достаточно широкую полосу спектра, поэтому полученный в результате их смешивания белый свет обеспечивает хорошую цветопередачу.

Яркость свечения органических светодиодов регулируется в широких пределах и может достигать 100 000 кд/м2. Однако с ростом яркости снижается срок службы светодиодов. Поэтому на практике наиболее широко используется яркость около 1000 кд/м2. такая яркость не оказывает слепящего действия.

Срок службы известных устройств из органических светодиодов, по данным фирм-производителей, составляет около 10 000 часов. Он определяется в основном тем, что полимер, излучающий синий свет, теряет свою эффективность значительно быстрее, чем излучающие красный и зеленый. Поэтому суммарный белый свет изменяет цветность и ухудшается цветопередача.

Реальная световая отдача органических светодиодов, выпускаемых такими известными фирмами, как Osram, Philips, Verbatim составляет около 50 лм/Вт.

Полимерные слои могут быть очень тонкими (сотые доли миллиметра). Поэтому осветительные приборы с органическими светодиодами очень компактны и легки. Фирма Philips планирует создать прозрачные гибкие панели из органических светодиодов, которые могут открыть совершенно невероятные возможности освещения помещений.

В мае 2013 года японская фирма Panasonic объявила о создании органических светодиодов со световой отдачей 114 лм/Вт (при площади светодиода 1 см2; при площади 25 см2 световая отдача равна 110 лм/Вт) и сроком службы более 100 000 часов.

Органические светодиоды излучают свет равномерно по всем направлениям в угле 180°. Они могут работать в широком диапазоне температур – от минус 40 до +70 °С.

Благодаря отсутствию слепящего действия, легкости, хорошей цветопередаче и возможности регулирования, органические светодиоды уже в недалеком будущем могут вытеснить с рынка все остальные типы источников. Это в полном смысле слова – источник света будущего.

История появления светодиодных светильников

Электрические источники света появились около 140 лет назад. За все эти годы люди использовали два типа источников света – тепловые и газоразрядные. Только в самом конце 20-го века появился третий тип: полупроводниковые или светоизлучающие диоды (светодиоды).

В светодиодах используется принцип генерации света при прохождении электрического тока через границу полупроводникового и проводящего материалов. Электрический ток – это поток электронов в определенном направлении, движущийся под действием напряжения между концами проводника. Проводящие материалы или проводники можно сравнить с каналом, по которому течет поток воды, а полупроводники – с порогом на пути потока. В одну сторону («сверху вниз») поток без проблем преодолевает порог, при этом даже выделяя какое-то количество энергии. Но чтобы заставить этот поток преодолеть порог в обратную сторону, надо затратить какое-то усилие, необходимое для подъема потока на высоту порога.

В полупроводниках электрический ток в одну сторону (в проводящем направлении) течет при приложении даже небольшого напряжения (как бы уклона в канале с водой), свободно преодолевая порог. В потоке воды энергия, выделяющаяся при преодолении порога, может вращать турбины, мельничные колеса и т. п. – все зависит от высоты порога и количества протекающей воды. Точно также электроны при преодолении «энергетического порога» выделяют определенную энергию. Обычно эта энергия выделяется в виде тепла, но при определенных условиях может превращаться и в свет.

Факт свечения некоторых полупроводниковых материалов (вернее, границы между проводником и полупроводником) при прохождении электрического тока был замечен в 1923 году русским инженером О. В. Лосевым. Однако это свечение было очень слабым, и практического применения этот эффект долго не находил. В начале 60-х годов появились первые приборы, использующие этот эффект – индикаторные элементы со слабым красным, а через несколько лет и зеленым свечением. Приборы получили название светодиодов. В качестве полупроводникового материала в них использовались арсениды алюминия, индия и смеси этих веществ. Световая отдача светодиодов в те годы составляла не более 0,1 лм/Вт (в 100 раз меньше, чем у ламп накаливания), срок службы измерялся сотнями часов и они даже не рассматривались как источники света в общепринятом понимании.

Положение коренным образом начало меняться в конце 80-х годов, благодаря работам Ж. И. Алферова и других ученых, когда были созданы принципиально новые полупроводниковые материалы, позволившие сразу на порядки увеличить мощность, яркость, световую отдачу и срок службы светодиодов. В новых материалах используются соединения индия, галлия, азота, алюминия в различных сочетаниях. Светодиоды на основе этих материалов давали уже довольно яркий свет красного, зеленого, желтого и оранжевого цветов. В 1994 году японским специалистам из компании Nichia после почти двадцатилетних поисков удалось создать первые светодиоды с синим цветом излучения. Синий свет с помощью люминофоров стали превращать в желтый, дающий в комбинации с синим белый свет различных оттенков, и с 1997–98 гг. в разных странах одновременно стали появляться первые осветительные приборы, в которых светодиоды выполняли функции не индикаторных элементов, а именно источников света.

В рекламных материалах, да и в каталогах некоторых фирм приводятся параметры светодиодов, показывающие их неоспоримые преимущества: световая отдача до 200 лм/Вт при сроке службы до 100 000 часов. Для сравнения: у ламп накаливания общего назначения эти параметры равны 12–15 лм/Вт и 1000 часов. Однако крайне редко, да и то мелким шрифтом где нибудь в незаметном месте, говорится, что параметры приведены при температуре p-n перехода + 25 °С. 

Типовая зависимость светового потока и срока службы от температуры p-n перехода показана ниже.

Зависимость светового потока светодиода от температуры (по горизонтальной оси - температура кристалла, по вертикальной оси - световой поток)

Из этих рисунков видно, что при температуре перехода +75 °С световая отдача снижается примерно на 30%, прогнозируемый срок службы – примерно также. При дальнейшем росте температуры происходит еще более заметное снижение основных параметров. Предельной температурой перехода можно считать +150 °С.

Отсюда можно сделать однозначный вывод: чтобы создать эффективный осветительный прибор, необходимо, прежде всего, позаботиться о температурном режиме. Это делается далеко не всегда. Поэтому реальные светильники со светодиодами при испытаниях часто показывают далеко не те параметры, которые были заявлены изготовителем.

Светодиоды действительно могут работать 100 000 часов и даже больше, но только при строгом соблюдении температурного режима. Точно также и световая отдача достигает рекордных значений при температуре перехода не выше +25 °С. Многие фирмы в документации и, особенно, в рекламных материалах указывают для осветительных приборов срок службы и световую отдачу, присущие «голым» светодиодам, работающим в идеальных условиях. Используя эти данные, а вернее – манипулируя ими, досужие популяризаторы «определяют» срок окупаемости светильников со светодиодами в полтора – два года, а то и в один год. Надо сказать, что проблема недостоверности данных о параметрах светодиодов существует во всем мире.

В 2011 году вступил в силу Свод правил СП 52.13330.2011 «Естественное и искусственное освещение», заменивший «Строительные нормы и правила СНиП 23-05-95*». В этом документе впервые светодиоды рассматриваются как самостоятельный и полноправный источник света, разрешенный к всеобщему применению почти во всех случаях (за исключением детских и медицинских учреждений).

С июля 2012 года введен новый ГОСТ Р 54350-2011 «Приборы осветительные. Светотехнические требованияи методы испытаний». В этот ГОСТ включены и осветительные приборы со светодиодами, дается толкование терминов, приводятся специфические требования к светильникам со светодиодами, не относящиеся к осветительным приборам с другими (традиционными) источниками света.

Согласно ГОСТ, светодиод – это источник света, основанный на испускании некогерентного излучения в видимом диапазоне длин волн при пропускании электрического тока через полупроводниковый диод. Светодиодный модуль – сборка из двух или более светодиодов с полным набором электрических, оптических, механических и тепловых компонентов без устройств управления. Светодиодная лампа – лампа, в которой свет излучается одним или несколькими светодиодами, размещенными в светопропускающей колбе, и включающая оптические, механические, электрические и тепловые компоненты и снабженная стандартным цоколем. Осветительный прибор со светодиодами: осветительный прибор, в котором в качестве источника света используются светодиоды; неразборный осветительный прибор со светодиодами: осветительный прибор со светодиодами, из которого источник света (в частности, световой модуль) не может быть изъят при фотометрировании или заменен при эксплуатации.

Световая отдача осветительного прибора – это отношение светового потока осветительного прибора при установившемся тепловом режиме к его потребляемой электрической мощности. Коэффициент световой отдачи осветительного прибора со светодиодами – отношение световой отдачи осветительного прибора к световой отдаче содержащегося в нем светодиода.

В ГОСТе приведена таблица значений световой отдачи для различных типов светильников и прожекторов со светодиодами.

Коэффициент световой отдачи для общего освещения производственных и общественных зданий должен быть не менее 60%.

Эти параметры кажутся сильно заниженными – сегодня редкая фирма делает светодиоды со световой отдачей менее 100 лм/Вт. Однако протоколы реальных испытаний во ВНИСИ, «СВЕТОСе» и других высококвалифицированных учреждениях показывают, что требованиям ГОСТ Р 543502011 соответствуют далеко не все. В связи с этим необходимо еще раз подчеркнуть, что при составлении технической документации на светильники со светодиодами нужно обращать особое внимание на достоверность представляемых параметров. Если представляются заведомо завышенные параметры, то это может привести только к разочарованию потребителей.

В ГОСТ Р 54350-2011 введены понятия «Цветовая температура» и «Коррелированная цветовая температура». Цветовая температура – это температура черного тела, при которой его излучение имеет ту же цветность, что и излучение рассматриваемого источника света. Коррелированная цветоваятемпература – это температура черного тела, при которой координаты цветности его излучения близки в пределах заданного допуска к координатам цветности рассматриваемого излучения на цветовом графике МКО (Международной комиссии по освещению). Регламентированы следующие значения коррелированной цветовой температуры для светильников со светодиодами: 2700, 3000, 3500, 4000, 4500, 5000, 5700 и 6500 К. Определены допуски на каждое значение коррелированной цветовой температуры и приведены координаты этих допусков на цветовом графике МКО.

При использовании в одном осветительном приборе нескольких светодиодов или светодиодных модулей ГОСТ Р 54350-2011 требует применения изделий с одинаковой цветностью излучения. Поэтому производится подборка этих источников света по цветности. Для этого предприятия, выпускающие светодиоды, обычно производят их сортировку на группы («бины»). В основе такой сортировки («разбиновки») лежит пороговая цветовая чувствительность глаза, характеризуемая так называемыми «эллипсами Мак Адама» – зонами цветового пространства на графике МКО, в пределах которых глаз различает одну две три или четыре цветовых градации. Чем более строгая сортировка, тем дороже светодиоды. В ГОСТ 54350 эллипсы Мак Адама заменены четырехугольниками с зафиксированными координатами вершин на цветовом графике.

Одним из важных нововведений ГОСТ Р 54350 стало требование проверки времени установления светового потока светильников со светодиодами и спада светового потока за это время. Время стабилизации должно указываться в технической документации на конкретные светильники или определяться экспериментально во время испытаний. Спад светового потока ко времени его стабилизации не должен превышать 15%.

Для ограничения слепящего действия светильников в ГОСТ 54350 нормируются защитные (или условно защитные) углы и зоны ограничения яркости. Максимальное значение габаритной яркости для встраиваемых и потолочных светильников со светодиодами – 5000 кд/м2. Правда, имеется примечание, что требования к равномерности яркости при расчете габаритной яркости осветительных приборов со светодиодами, а также методика испытаний еще находятся в стадии рассмотрения.

Основу светодиодов составляет полупроводниковый кристалл 1, расположенный на проводящей подложке 2. К кристаллу и подложке подводится электрическое напряжение через вводы 3 и 4. Кристалл окружен отражателем 5, направляющим свет в одну сторону. От внешних воздействий кристалл защищен корпусом 6 из прозрачной эпоксидной смолы или поликарбоната. Верхняя часть корпуса, как правило, делается в виде купола с определенной кривизной, и исполняет роль линзы, формирующей световой пучок. Иногда вместо купола делаются «линзы Френеля», то есть наборы кольцевых концентрических микролинз на общем плоском основании.

Внутренний отражатель и корпус-линза формируют световой поток, излучаемый кристаллом, надлежащим образом, поэтому в светильниках со светодиодами не требуется применения какой-либо дополнительной оптической системы, как при «обычных» источниках света.

На рисунке показано устройство одного из типов мощных светодиодов, созданного по технологии SMD.

Пока были только маломощные светодиоды с током 20 – 40 мА, они выпускались фактически в виде готовых световых приборов, так как имели собственную оптическую систему, которая и перераспределяла световой поток требуемым образом (так называемая первичная оптика). С появлением мощных светодиодов с током 350 мА, а теперь 700 и даже 1000 мА, большинство производителей светодиодов стали отказываться от применения первичной оптики, так как при работе мощных светодиодов кристаллы нагреваются достаточно сильно, и из-за разницы коэффициентов теплового расширения материалов кристалла и первичной оптики создаются значительные механические нагрузки внутри светодиодов, приводящие иногда к разрыву соединительных проводников или отрыву кристаллов от подложки.