Начнем, как обычно, с терминологии. Светодиодная лента и светодиодный модуль (линейка) – это разные вещи. Если очень коротко, то светодиодная лента служит для подсветки и может быть нарезана на кусочки нужной длины, а светодиодный модуль служит в целях освещения и является законченным изделием, т.е. не может быть разделен или нарезан как хочется.
А теперь с подробностями и для истинных ботанов ценителей информации.
Светодиодная лента – это изделие, основой которого является каптоновая лента (такой термостойкий, до +400°С, пластик) толщиной порядка 0,1мм. С одной стороны этой ленты находится медный токопроводящий слой, а со второй стороны специальный теплостойкий скотч. На медный слой напаиваются светодиоды и гасящие резисторы.
Отличительные особенности светодиодной ленты:
1. Ленту можно нарезать на участки нужной длины кратно схеме нарезки. Нарезаемые участки чаще всего состоят из трех светодиодов и одного резистора. Такая конструкция необходима для организации питания светодиодной ленты.
2. Напряжение питания светодиодной ленты обычно 12 Вольт. Эта возможность достигается гасящими резисторами, которые забирают на себя излишки напряжения и не дают светодиодам перегореть.
Из плюсов светодиодной ленты.
1. Она режется и удобна, если нужно сделать подсветку в короб, потолок, ступеньки и т.д.
2. Она питается от обычного блока питания на 12 Вольт. Это просто и удобно, не требует особой квалификации электрика.
3. В электрическом плане светодиодная лента полностью безопасно, т.к. использует так называемое сверхнизкое напряжение (в электротехнике это ниже 50В). Для светодиодной ленты из-за низкого напряжения должны использоваться только блоки питания с гальванической развязкой
Из минусов светодиодной ленты.
1. Как правило она имеет длину в пределах 5 метров. Больше встречается, но не часто. Причиной тому служит то, что от длины ленты зависит потребляемая мощность, поэтому при превышении некоторой расчетной длины, внутренние дорожки не выдерживают нагрузки, начинают греться и быстро выходить из строя. Мощность светодиодной ленты ограничена. Максимум, что я встречал, это 14 Вт на погонный метр, большую мощность обеспечить проблематично, т.к. способность каптоновой подложки к теплопередаче сильно ограничена. Обычное потребление светодиодных лент порядка 5-7 Вт/метр.
2. Имеет довольно низкую светоотдачу. Во первых, примерно 1/4 мощности теряется на гасящих резисторах, во вторых, КПД 12 Вольтовых блоков питания обычно не превышает 80% (если вас уверяют, что КПД выше 80%, не верьте, один выходной диод в импульсной схеме «поглощает» порядка 1 В, это 1/12 от всех потерь блока питания, а там еще трансформатор, входные диоды и тд), а это еще 1/5 потерь. В итоге до светодиода доходит только 60% энергии из розетки, а это, при световой эффективности светодиода, скажем 150Лм/Вт, дает на выходе только 90лм/Вт. А дальше корпус с его потерями света, какой-никакой рассеиватель и мы получаем абсолютно неконкурентный светодиодный светильник образца 2008 года.
Светодиодный модуль – это изделие, основой которого служил алюминиевый лист толщиной 0,5-2,0мм. Реже используется медная подложка (для передачи мощности более 100 Вт/кв.см). Теплопроводность алюминия порядка 200 Вт/м, меди более 400 Вт/м.
Теперь отвлечемся на чудо-маркетологов. Если вам рассказывают про светодиодные модули на керамической подложке, то пусть объяснят, каким образом эти чудо-маркетологи смогли создать пластину из керамики размером, скажем 50х200 мм толщиной 1-2 мм. Керамика действительно может быть очень теплопроводной (например бериллиевая с показателем около 200Вт/м). Но керамика хрупкая как стекло, поэтому керамические подложки прижились только на микросхемах, процессорах и тд. И это размеры до 50х50мм. Для больших размеров хрупкость керамики добавляет массу головных болей производителям и пользователям. Второй вопрос – сколько будет стоить подложка из бериллиевой керамики, ну или хотя бы из нитрида алюминия? Тут даже в названиях что-то веет из атомно-космической темы, с соответствующими ценами. Скажу, забегая вперед – цены в сотни раз выше, а производимые объемы в миллионы раз меньше, чем у обычного алюминия.
Второй вид развода – у чудо-маркетологов есть какой-то неизвестный науке теплопроводный пластик (правда они никогда не могут сказать ни наименование пластика, ни конкретное значение его теплопроводности). Если не принимать в расчет, что у военных наверняка есть теплопроводные пластики, которые и в огне не горят и прямое попадание ядерной бомбы выдерживают, и являются строго секретными материалами, которые простым смертным не купить даже по цене автомобиля за килограмм такого материала, нормальных теплопроводных пластиков по приемлемой цене на рынке нет.
Перейдем к ходовым и недорогим пластикам. Теплопроводность стеклотекстолита, а это самый близкий конкурент алюминия составляет уже 0,2Вт/м (в тысячу раз меньше!!!) сильно роняет показатели светодиодного модуля. Есть особые серии теплопроводных стеклотекстолитов. Там, как раз за счет добавок нитрида алюминия удается достичь аж 0,7Вт/м (в 300 раз хуже алюминия), ну а ценник взлетает в разы дороже алюминия.
Вернемся к светодиодным модулям. Для чего нужна теплопроводная подложка? А для того, что КПД светодиода на 2024 год в среднем составляет около 50-60%, а это значит, что 40-50% энергии уходит в тепло. Радует, что на дворе не 2004 год, когда КПД светодиодов был около 20%. Теоретическая светоотдача светодиода с температурой 4000К составляет 273 лм/Вт. Может когда-нибудь человечество доберется до близких к этим значениям, и в тот день разорятся все поставщики алюминиевых радиаторов для светильников. Но будет это не очень скоро. За последние 5 лет КПД вырос примерно на 5-7%. Про световую эффективность светодиодов я еще напишу отдельно.
Кристалл светодиода из-за своих малых размеров не может рассеять достаточное количество тепла, поэтому ему нужен первичный теплоотвод, и на сегодняшний день алюминий необходим, безальтернативен и без него никуда. Но это еще не все. От светодиодного модуля также нужно отводить тепло. На нашем стенде ресурсных испытаний светодиодные модули работают в закрытом боксе при температуре +40°С и без дополнительных теплоотводов по программе ускоренного старения. Суммарно за несколько лет светодиоды отработали 1,2 млн часов, пока ни один не перегорел, деградация есть и она замеряется каждые 2000 часов. Но это опять отдельная тема.
Тепло от светодиодного модуля отводится на корпус светильника. У промышленных светильников, в которых интенсивность теплопередачи превышает 0,25Вт/кв. см. используются алюминиевые радиаторы, в офисно-бытовых, где теплопередача меньше, тепло от модуля можно передавать на стальной корпус с толщиной стали 0,4-0,5мм. Отсюда вытекает одна тонкость в охлаждении китайских светильников с толщиной корпуса 0,2мм, и это третья отдельная тема и способ сравнительно честного отъема денег у населения маркетологами все мастей. Крепление светодиодного модуля должно обеспечивать как механическую фиксацию модуля, так и теплопередачу, что в долгосрочной перспективе является куда более значимым фактором. Это четвертая отдельная тема, которая вытекает из данной статьи.
Отличительные особенности светодиодного модуля:
1. Светодиодный модуль – это конечное изделие, имеющее номинальные параметры по напряжению и току, которые не стоит превышать. Модули, как правило, проходят тепловые, а в некоторых случаях и ресурсные испытания. Также, для нагруженных модулей существуют рекомендации производителя по необходимости и параметрам теплоотводящих радиаторов. Без учета достаточного теплоотвода ресурс модуля обеспечить невозможно. Против законов физики даже маркетологи ничего противопоставить не могут, кроме откровенного вранья.
2. Напряжение питания светодиодного модуля может быть разным, но, как правило намного выше, чем 12 Вольт. Никаких гасящих резисторов. Светотехники гонятся за максимальным КПД. При питании светодиодного модуля напряжением 100 Вольт, КПД блока питания светодиодных модулей может достигать 95%, а в некоторых случаях я наблюдал и 99%. Это сильно выше 60%, которые достигаются светодиодной лентой.
Плюсы и минусы светодиодного модуля вытекают из его особенностей. Не очень удобно, надо разбираться в электрике, в тепловых режимах, но высокий КПД и высокий ресурс (при правильном обеспечении тепловых режимов) ставят светодиодные модули вне конкуренции с другими источниками света, которые использует человечество на сегодняшний день.
ПС. Светодиодная линейка – это неофициальный термин, описывающий светодиодный модуль. Просто она больше похожа на линейку, так и назвали - линейка.
А теперь с подробностями и для истинных ботанов ценителей информации.
Светодиодная лента – это изделие, основой которого является каптоновая лента (такой термостойкий, до +400°С, пластик) толщиной порядка 0,1мм. С одной стороны этой ленты находится медный токопроводящий слой, а со второй стороны специальный теплостойкий скотч. На медный слой напаиваются светодиоды и гасящие резисторы.
Отличительные особенности светодиодной ленты:
1. Ленту можно нарезать на участки нужной длины кратно схеме нарезки. Нарезаемые участки чаще всего состоят из трех светодиодов и одного резистора. Такая конструкция необходима для организации питания светодиодной ленты.
2. Напряжение питания светодиодной ленты обычно 12 Вольт. Эта возможность достигается гасящими резисторами, которые забирают на себя излишки напряжения и не дают светодиодам перегореть.
Из плюсов светодиодной ленты.
1. Она режется и удобна, если нужно сделать подсветку в короб, потолок, ступеньки и т.д.
2. Она питается от обычного блока питания на 12 Вольт. Это просто и удобно, не требует особой квалификации электрика.
3. В электрическом плане светодиодная лента полностью безопасно, т.к. использует так называемое сверхнизкое напряжение (в электротехнике это ниже 50В). Для светодиодной ленты из-за низкого напряжения должны использоваться только блоки питания с гальванической развязкой
Из минусов светодиодной ленты.
1. Как правило она имеет длину в пределах 5 метров. Больше встречается, но не часто. Причиной тому служит то, что от длины ленты зависит потребляемая мощность, поэтому при превышении некоторой расчетной длины, внутренние дорожки не выдерживают нагрузки, начинают греться и быстро выходить из строя. Мощность светодиодной ленты ограничена. Максимум, что я встречал, это 14 Вт на погонный метр, большую мощность обеспечить проблематично, т.к. способность каптоновой подложки к теплопередаче сильно ограничена. Обычное потребление светодиодных лент порядка 5-7 Вт/метр.
2. Имеет довольно низкую светоотдачу. Во первых, примерно 1/4 мощности теряется на гасящих резисторах, во вторых, КПД 12 Вольтовых блоков питания обычно не превышает 80% (если вас уверяют, что КПД выше 80%, не верьте, один выходной диод в импульсной схеме «поглощает» порядка 1 В, это 1/12 от всех потерь блока питания, а там еще трансформатор, входные диоды и тд), а это еще 1/5 потерь. В итоге до светодиода доходит только 60% энергии из розетки, а это, при световой эффективности светодиода, скажем 150Лм/Вт, дает на выходе только 90лм/Вт. А дальше корпус с его потерями света, какой-никакой рассеиватель и мы получаем абсолютно неконкурентный светодиодный светильник образца 2008 года.
Светодиодный модуль – это изделие, основой которого служил алюминиевый лист толщиной 0,5-2,0мм. Реже используется медная подложка (для передачи мощности более 100 Вт/кв.см). Теплопроводность алюминия порядка 200 Вт/м, меди более 400 Вт/м.
Теперь отвлечемся на чудо-маркетологов. Если вам рассказывают про светодиодные модули на керамической подложке, то пусть объяснят, каким образом эти чудо-маркетологи смогли создать пластину из керамики размером, скажем 50х200 мм толщиной 1-2 мм. Керамика действительно может быть очень теплопроводной (например бериллиевая с показателем около 200Вт/м). Но керамика хрупкая как стекло, поэтому керамические подложки прижились только на микросхемах, процессорах и тд. И это размеры до 50х50мм. Для больших размеров хрупкость керамики добавляет массу головных болей производителям и пользователям. Второй вопрос – сколько будет стоить подложка из бериллиевой керамики, ну или хотя бы из нитрида алюминия? Тут даже в названиях что-то веет из атомно-космической темы, с соответствующими ценами. Скажу, забегая вперед – цены в сотни раз выше, а производимые объемы в миллионы раз меньше, чем у обычного алюминия.
Второй вид развода – у чудо-маркетологов есть какой-то неизвестный науке теплопроводный пластик (правда они никогда не могут сказать ни наименование пластика, ни конкретное значение его теплопроводности). Если не принимать в расчет, что у военных наверняка есть теплопроводные пластики, которые и в огне не горят и прямое попадание ядерной бомбы выдерживают, и являются строго секретными материалами, которые простым смертным не купить даже по цене автомобиля за килограмм такого материала, нормальных теплопроводных пластиков по приемлемой цене на рынке нет.
Перейдем к ходовым и недорогим пластикам. Теплопроводность стеклотекстолита, а это самый близкий конкурент алюминия составляет уже 0,2Вт/м (в тысячу раз меньше!!!) сильно роняет показатели светодиодного модуля. Есть особые серии теплопроводных стеклотекстолитов. Там, как раз за счет добавок нитрида алюминия удается достичь аж 0,7Вт/м (в 300 раз хуже алюминия), ну а ценник взлетает в разы дороже алюминия.
Вернемся к светодиодным модулям. Для чего нужна теплопроводная подложка? А для того, что КПД светодиода на 2024 год в среднем составляет около 50-60%, а это значит, что 40-50% энергии уходит в тепло. Радует, что на дворе не 2004 год, когда КПД светодиодов был около 20%. Теоретическая светоотдача светодиода с температурой 4000К составляет 273 лм/Вт. Может когда-нибудь человечество доберется до близких к этим значениям, и в тот день разорятся все поставщики алюминиевых радиаторов для светильников. Но будет это не очень скоро. За последние 5 лет КПД вырос примерно на 5-7%. Про световую эффективность светодиодов я еще напишу отдельно.
Кристалл светодиода из-за своих малых размеров не может рассеять достаточное количество тепла, поэтому ему нужен первичный теплоотвод, и на сегодняшний день алюминий необходим, безальтернативен и без него никуда. Но это еще не все. От светодиодного модуля также нужно отводить тепло. На нашем стенде ресурсных испытаний светодиодные модули работают в закрытом боксе при температуре +40°С и без дополнительных теплоотводов по программе ускоренного старения. Суммарно за несколько лет светодиоды отработали 1,2 млн часов, пока ни один не перегорел, деградация есть и она замеряется каждые 2000 часов. Но это опять отдельная тема.
Тепло от светодиодного модуля отводится на корпус светильника. У промышленных светильников, в которых интенсивность теплопередачи превышает 0,25Вт/кв. см. используются алюминиевые радиаторы, в офисно-бытовых, где теплопередача меньше, тепло от модуля можно передавать на стальной корпус с толщиной стали 0,4-0,5мм. Отсюда вытекает одна тонкость в охлаждении китайских светильников с толщиной корпуса 0,2мм, и это третья отдельная тема и способ сравнительно честного отъема денег у населения маркетологами все мастей. Крепление светодиодного модуля должно обеспечивать как механическую фиксацию модуля, так и теплопередачу, что в долгосрочной перспективе является куда более значимым фактором. Это четвертая отдельная тема, которая вытекает из данной статьи.
Отличительные особенности светодиодного модуля:
1. Светодиодный модуль – это конечное изделие, имеющее номинальные параметры по напряжению и току, которые не стоит превышать. Модули, как правило, проходят тепловые, а в некоторых случаях и ресурсные испытания. Также, для нагруженных модулей существуют рекомендации производителя по необходимости и параметрам теплоотводящих радиаторов. Без учета достаточного теплоотвода ресурс модуля обеспечить невозможно. Против законов физики даже маркетологи ничего противопоставить не могут, кроме откровенного вранья.
2. Напряжение питания светодиодного модуля может быть разным, но, как правило намного выше, чем 12 Вольт. Никаких гасящих резисторов. Светотехники гонятся за максимальным КПД. При питании светодиодного модуля напряжением 100 Вольт, КПД блока питания светодиодных модулей может достигать 95%, а в некоторых случаях я наблюдал и 99%. Это сильно выше 60%, которые достигаются светодиодной лентой.
Плюсы и минусы светодиодного модуля вытекают из его особенностей. Не очень удобно, надо разбираться в электрике, в тепловых режимах, но высокий КПД и высокий ресурс (при правильном обеспечении тепловых режимов) ставят светодиодные модули вне конкуренции с другими источниками света, которые использует человечество на сегодняшний день.
ПС. Светодиодная линейка – это неофициальный термин, описывающий светодиодный модуль. Просто она больше похожа на линейку, так и назвали - линейка.