Пульсация освещения. Светодиодный светильник,светодиодное освещение

Краткая информация (наведите курсор)

Лампа накаливания , наверное, самый долгоживущий электрический прибор, начинающий свою историю с начала XIX века. Серийно лампы накаливания выпускают уже более 100 лет и непрерывно ведутся работы по улучшению её характеристик, несмотря на то, что с начала XXI века лампы накаливания активно вытесняются более современными и экономичными источниками света – светодиодными и газоразрядными лампами. Тем не менее, окончательно списывать со счетов лампы накаливания рано. Они еще будут долго использоваться как в специфических областях, так и для освещения помещений. При этом большинство людей отмечают, что свет, излучаемый лампами накаливания более уютный, комфортный и «теплый». Эти ощущения объясняются тем, что свет от ламп накаливания равномерно распределен по световому спектру, с преобладанием инфракрасной («теплой») части спектра, что делает его близким к естественному солнечному освещению. Кроме того, пульсация ламп накаливания обычно гораздо ниже, чем у новых типов ламп.

Пульсация ламп является одной из основных проблем при обустройстве домашнего или рабочего освещения. Что такое коэффициент пульсации ламп было рассмотрено в статье «Коэффициент пульсации освещенности….» (сюда>>> ).

В общем, считается, что коэффициент пульсации ламп накаливания существенно меньше, чем у энергосберегающих ламп. Это не совсем верно – качественные современные светодиодные и люминесцентные лампы могут вообще не иметь пульсаций. В то же время, при питании от сети переменного тока, лампы накаливания тоже имеют пульсации (Рис.1).

Рис.1. Пульсации лампы накаливания 40 Вт (программа «ЭкоЛайт-АП»).

Рассмотрим причины возникновения пульсаций у ламп накаливания при питании от сети переменного тока (при питании постоянным током у ламп накаливания пульсаций нет). Известно, что источником света в лампе накаливания является нить из тугоплавкого металла (вольфрам), разогреваемая проходящим через неё током до нескольких тысяч градусов. Поскольку питается лампа от сети переменного тока (обычно 220 Вольт, частотой 50 Гц), то, синхронно с изменением проходящего через нить накаливания тока, изменяется и температура нити. Однако нить накаливания имеет определенную теплоемкость, которая не даёт ей сильно остыть. Тем не менее, существует некоторое остывание нити накаливания при уменьшении, проходящего через нее тока. Это приводит к колебаниям излучаемого нитью накаливания света. В целом, чем больше теплоемкость (масса) нити накаливания, тем меньше пульсации излучаемого лампой накаливания света. Мы провели измерения коэффициента пульсации ламп накаливания нескольких типов – см.Табл.1.

Совместно с журналом "Современная светотехника" мы провели тестирование на уровень пульсаций образцов ламп накаливания, продающихся в конце 2014 года известном сетевом магазине. На тестировании й нас побывали около

Напомним, что допустимый уровень пульсации освещенности при работе на компьютере составляет 5%.

Таблица 1. Коэффициент пульсации ламп накаливания.

Из Таблицы 1 видно, чем выше мощность лампы накаливания, тем меньше пульсации. Тем не менее, эти данные неполные и надо понимать, что окончательно определить коэффициент пульсации той или иной лампы можно только при помощи специального прибора – пульсметра. Мы использовали люксметры-пульсметры-яркомеры «Эколайт-01» (сюда >>> ) и «Эколайт-02» (сюда >>> ). Очень полезной особенностью этих приборов является то, что фотоголовку ФГ-01, входящую в их состав, можно подключить к персональному компьютеру через USB-порт, на котором, при помощи бесплатного (!!!) ПО «Эколайт-АП» (сюда >>> ) провести подробное изучение пульсаций ламп любого типа (Рис.1).

В связи с популяризацией светодиодных источников света у потенциальных покупателей возникают вопросы, связанные с качественными показателями изделия. К сожалению, в розничной торговле многие продавцы не могут дать полноценных ответов, руководствуясь исключительно данными с упаковки. Производителю, в свою очередь, выгодно указывать на упаковке к изделию только «маркетинговые» характеристики.

Значение такого технического параметра, как коэффициент пульсации, не принято приводить в описании. Многие китайские производители даже не нормируют его. Однако негативное влияние пульсирующего освещения доказано научно и нормативно закреплено российскими стандартами. Стоит ли делать акцент на этом физическом явлении при выборе светодиодных ламп? Какую опасность несёт повышенное мерцание для человека?

Определение и единица измерения

Коэффициент пульсации (Кп) является одной из характеристик, которая определяет качество искусственного освещения. Для расчета Кп производят замер уровня освещённости с фиксацией минимального, среднего и максимального значения. Затем данные подставляют в представленную ниже формулу. Коэффициент пульсации светодиодных ламп – безразмерная величина. Для удобства понимания полученный результат отображают в процентном эквиваленте. По данной формуле проводят расчёты, полученные на основании измерений гармонических колебаний. Драйверы светодиодных ламп являются источником негативных сигналов гармонической формы, что упрощает проведение замеров экспериментальным методом.

При наличии в источнике излучения импульсных помех применяют более сложные расчёты. Однако к электрическим схемам блоков питания LED-ламп это не имеет отношения.

Как проверить пульсацию?

Сразу следует отметить, что, во-первых, мерцание лампы возможно только при включении её к питающей сети переменного тока. При питании от аккумулятора или батареек работают светодиодные лампы без пульсаций (Кп=0%). Во-вторых, измерить пульсацию подручными средствами (видео или фотокамерой) невозможно. С их помощью можно лишь утолить своё любопытство и убедиться в наличии мерцания.

Согласно ГОСТ Р 54945–2012, пульсация светодиодных ламп должна измеряться специальными приборами с измерительными преобразователями излучения. В документе приводится ряд приборов, рекомендуемых для проведения измерений:

Многоканальный радиометр «Аргус»;
Пульсметр-люксметр «Аргус 07» или «ТКА-ПКМ»/08;
Пульсметр-люксметр «ТКА-ПКМ»/08;
Люксметр-яркомер-пульсметр «Эколайт-01» или «Эколайт-02».

Внешне эти измерительные приборы немного крупнее пульта дистанционного управления, оснащены фотодатчиками, дисплеем и кнопками управления. Как правило, прибор можно подключить к ПЭВМ, и с помощью прикладной программы организовать визуализацию и дополнительные вычисления.

СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278–03 и СП 52.1333.2011

В России требования к качеству освещения регламентируются нормативными документами. В частности, СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278–03 устанавливает гигиенические требования к освещению в жилых и общественных зданиях. В жилых комнатах светодиодные лампы должны обеспечивать уровень освещённости не менее 150 Лк. Коэффициент пульсации при этом не нормируется. В общественных непроизводственных зданиях санитарные нормы устанавливают значение Кп в пределах 10-20%.

В своде правил СП 52.1333.2011 большое внимание уделяется нормам искусственного освещения всех типов сооружений, селитебных зон и производственных площадок. В нормативном документе отдельно оговорены требования к светодиодным источникам света. В зависимости от степени напряженности работы в нём приведены допустимые значения коэффициента пульсаций и освещенности.

Отрицательное воздействие

Видимые пульсации светового потока частотой до 80 Гц оказывают негативное влияние на мозг, раздражают нервную систему через органы зрения. В результате человек подсознательно вынужден бороться с дискомфортом, хочет быстрее покинуть зону воздействия мерцающего света. Освещение пульсирующим светом может привести и к реальным производственным травмам. Например, если скорость вращения циркулярной пилы совпадает по частоте светового потока светодиодной лампы, человеку может показаться, что станок не подвижен. Подобные ситуации являются серьезными причинами травматизма на производстве.

Мерцание в диапазоне 80–300 Гц не воспринимается напрямую человеческим глазом. Однако зрительные рецепторы детектируют данные колебания, которые провоцируют сбои в работе головного мозга. Действуя незаметно, они постепенно сдвигают гормональный фон, способствуют снижению работоспособности, ухудшают эмоциональное самочувствие. Как показали эксперименты – длительное нахождение в зоне пульсаций светового потока способствует возникновению и обострению хронических заболеваний нервной системы.

Как убрать пульсацию в светодиодной лампе?

Во многие светодиодные лампы китайского происхождения устанавливают примитивный блок питания (БП), который назвать драйвером невозможно. Он состоит из RC-цепочки, диодного моста и фильтрующего конденсатора малой ёмкостью, не более 10 мкФ. Именно из-за отсутствия качественного сглаживающего фильтра постоянное напряжение на выходе пульсирует с частотой менее 300 Гц. Ниже представлена схема подобной лампы.

Улучшить качество выходного сигнала можно путём замены электролитического конденсатора на аналог большей ёмкости. В результате амплитуда переменной составляющей сигнала снизится в несколько раз. Однако это не всегда возможно, ввиду большого размера конденсатора необходимой емкости.

Основные требования к драйверу – обеспечение светодиодов лампы стабильным током и миниатюрные размеры, необходимые для размещения схемы внутри цоколя. Поэтому самым надёжным способом значительно снизить коэффициент пульсации, является замена некачественного блок питания на драйвер со встроенным ШИМ-регулятором.

Если по субъективным причинам не удаётся избавиться от вредного мерцания светодиодной лампы, то рекомендуется установить её в помещении с наименьшим количеством включений. Наметив очередную покупку светодиодной лампы, делайте выбор в пользу сертифицированной продукции известных брендов.

Читайте так же

. Минимальная стоимость выезда 10 000 руб.
Окончательная стоимость на проведение специальной оценки условий труда зависит от количества рабочих мест, а также производственных факторов присутствующих на рабочих местах.
*- Цена для Москвы и Московской области
(Дневной интервал инструментальных измерений с 9-00 до 22-00) . Минимальная стоимость выезда 10 000 руб.
*- Цена для Москвы и Московской области
(Ночной интервал инструментальных измерений с 22-00 до 9-00 рассчитывается по двойному коэффициенту). Минимальная стоимость выезда 20 000 руб.

В настоящее время энергосбережение на промышленных предприятиях и в быту заставляет потребителей обратить внимание на такие источники света, как светодиодные (LED) лампы. Эти осветительные приборы при малой мощности (8-14Вт) обладают высокой светоотдачей (сравнимой с лампой накаливания 60Вт) и высокой безопасностью: температура на их поверхности не превышает 71°C, поэтому корпус может быть изготовлен как из стекла, так и из пластика. Однако при использовании светодиодных ламп важен и такой параметр, как коэффициент пульсации.

При подаче переменного тока на любую лампу возникает пульсация света. Она может быть незаметна для глаз, тем не менее, определенные частоты пульсации влияют не только на зрение, но и на производительность труда, утомляемость, психику человека. ГОСТ определяет коэффициент пульсации как относительную глубину колебаний освещенности при изменении светового потока во времени при использовании переменного тока в электрической цепи освещения. Санитарные правила 52.1333 от 2011 года устанавливают порог коэффициента пульсации 5%, однако производители не указывают эту характеристику своей продукции. Поэтому для рабочих мест с особыми требованиями к освещенности производится сертификация с составлением протокола по определению коэффициента пульсации осветительных приборов.

В исследовательских целях эту величину измеряют пульсметром-люксметром на расстоянии 1 м от лампы. В реальных условиях (например, при высоте потолка 2,7 м), при удалении измерительного прибора от источника света показатели пульсации увеличиваются, то есть плотность светового потока обратно пропорциональна коэффициенту пульсации.

Светодиодные лампы при всей своей внешней простоте являются сложным полупроводниковым устройством, поэтому у разных фирм они существенно отличаются по целому ряду характеристик, в том числе и по коэффициенту пульсации. Исследования, проведенные в лаборатории ВНИСИ независимыми экспертами, позволили определить, что коэффициент пульсации светодиодных ламп колеблется от 0 до 52%. Испытание проходили лампы-ретрофиты (то есть изготовленные по типу стандартной цокольной лампы накаливания) отечественного и зарубежного производства. Глубина колебаний в таких лампах зависит от качества встроенной в корпус электросхемы, выравнивающей напряжение.

Светодиодные ленты и светильники, подключенные к стабилизированным источникам тока, показывают минимальный коэффициент пульсации освещенности, от 0 до 1.2%.

Сразу перейдем к данным статистики по характеристикам коэффициента пульсации всем известным лампам:

Светодиодная лампа: 0,5 - 30%
Лампа накаливания или галогенная лампа: 7%
Индукционная лампа: 1 - 5 %
Газоразрядная лампа с ПРА: 30 - 45%
Газоразрядная лампа с ЭПРА: 5 - 35%

Аннотация

При выборе источника света уделяйте серьезное внимание такой характеристике как коэффициент пульсации светового потока. Неграмотный выбор освещения может сильно повлиять на здоровье, повышенную утомляемость, и даже привести к серьезным травмам.

Основные причины формирования пульсации светового потока разнообразных источников света:

Светодиодная лампа.

Не всем известно, что для работы светодиодов требуется постоянное низкое напряжение, Для получения этих характеристик применяют блок питания или драйвер, который понижает напряжение сети и стабилизирует по току. Световое излучение в светодиоде образуется при прохождении электрического тока через p-n переход (границу полупроводникового и проводящего материала) и рекомбинации.
В процессе работы (от включения до стабильного состояния) происходит изменение собственного сопротивления, которое связано от собственного незначительного нагрева. В результате чего вольт амперные характеристики динамически меняются. Некачественный блок питания не обеспечивает стабилизацию и приводит к деградации светодиода. Пульсация плохо стабилизированного напряжения блока питания напрямую отражается на световом потоке светодиода. В результате этого и возникают пульсации светового потока, которые могут составлять до 30%. При использовании качественных электронных элементов и правильной электрической схемы драйвера, достигается низкий коэффициент пульсации светового излучения светодиода от 0.5 до 5%.

Лампа накаливания и галогенные лампы.

Питание от переменного напряжения 220 вольт с частотой 50Гц Переменный напряжение за один период частоты имеет положительную и отрицательную амплитуду, поэтому лампа накаливания должна бы пульсировать 100 раз в секунду. Так как в лампе накаливания спираль выполнена из металла вольфрама, нихрома и т.д. при прохождении электрического тока нагревается и испускает световой поток - энергетически идет перераспределение и преобразование световой и тепловой энергии. Данные связь световой и тепловой энергии взаимосвязаны между собой и обладают большой инерционностью перехода в единицу времени. В следствие с этим, пульсация света мала, и находятся в пределах 7%.

Индукционная лампа.

У индукционной лампы принцип работы основан на газовом разряде и электромагнитной индукции. Электронный пускатель - балласт формирует высокочастотный ток, который протекает по катушке на магнитном сердечнике. Индукционная катушка в высокочастотном электромагнитном поле создает газовый разряд, в результате чего ультрафиолетовый спектр излучения вызывает свечение люминофора. За счет этого достигается низкий коэффициент пульсации светового излучения (1 - 5%).

Газоразрядная лампа с ПРА

К ним относятся металлогалогенные, натриевые, люминесцентные, неоновые и ксеноновые лампы. Для работы этих лампы требуется использование пускорегулирующего аппарата (ПРА). При подаче напряжения на осветительный элемент, система ПРА формирует импульс высокого напряжения (Кв), в результате чего в лампе формируется дуга - система запуска. Последствием «зажигания лампы» выдача высокого напряжения импульса прекращается, возникает ультрафиолетовое излучение в результате электрического разряда. Под воздействием ультрафиолетового спектра излучения, видимый свет излучается люминофором, который покрыт на внутренней стороне колбы лампы. Питания в рабочем режиме лампы, также происходит от 220 вольт переменным напряжением и частотой 50 Гц частоты. Однако, при переходном этапе в паузах, при сетевом напряжении через ноль от положительной амплитуды к отрицательной и наоборот - происходит деонизация газа. Пульсации с коэффициентом светового потока данных ламп достигает 45%.

Газоразрядная лампа с ЭПРА.

Немного по-другому обстоят дела с использованием ЭПРА - электронным ПРА. В системе ЭПРА инвертор напряжения работает на высокой частоте до 40кГц, тем самым обеспечивает лампе низкую пульсацию светового потока до 5%. Из-за технологических особенностей в лампе высокого давления применение высокочастотных характеристик невозможно, что также приводит к снижению пульсации светового потока.

На наших с вами глазах происходит настоящая революции в освещении: мир стремительно переходит на светодиоды. Лишь пять лет назад светодиодные лампы были технической новинкой, сейчас светодиодное освещение используется во всех сферах жизни: светодиодные фонари можно встретить даже в деревнях, многие офисы, отели и общественные здания освещаются светодиодными светильниками, подавляющая часть концертного и театрального освещения стала светодиодной.

— Редактор LJ Media

Светодиодные лампы появляются и во многих квартирах, ведь они начали продаваться даже в продовольственных магазинах, а в магазинах товаров для дома ассортимент светодиодных ламп уже превышает ассортимент ламп других типов.

Светодиодная лампа - это достаточно сложное электронное устройство с нескольким десятком деталей от качества которых зависит качество света, безопасность его для здоровья и долговечность лампы. В этой статье я постараюсь рассказать всё о бытовых светодиодных лампах: на какие важные параметры лампы нужно обращать внимание, чем дорогие лампы отличаются от дешёвых, какие вредные факторы могут быть у некачественных ламп, как производители обманывают покупателей, на что обратить внимание при покупке ламп.

Плюсы и минусы

У светодиодных ламп много плюсов, по сравнению с обычными лампами накаливания:

Экономичность: при том же количестве света современная светодиодная лампа потребляет в 7-10 раз меньше электричества;
Долговечность: светодиодная лампа служит в 15-50 раз дольше обычной;
Небольшой нагрев: ребёнок не обожжётся о светодиодную лампу в настольной лампе;
Одинаковая яркость при разном напряжении сети: в отличие от ламп накаливания, светодиодные лампы светят так же ярко при пониженном напряжении в сети;
Возможность установить светодиодную лампу, гораздо более яркую, чем лампа накаливания, в светильник, имеющий ограничение по мощности;
Свет хороших ламп визуально неотличим от света ламп накаливания.

Плюсы есть и при сравнении с компактными люминесцентными (энергосберегающими) лампами (КЛЛ):

Отсутствие опасных веществ (в колбе любой КЛЛ содержится ртуть);
Экономичность: лампа потребляет меньше энергии при том же световом потоке;
Светодиодная лампа мгновенно зажигается на полную яркость, а КЛЛ плавно набирает яркость от 20% до 100% за минуту при комнатной температуре и гораздо медленнее при низких температурах;
У КЛЛ плохой спектр, состоящий из пиков нескольких цветов. Спектр светодиодной лампы гораздо ближе к естественному освещению и свету лампы накаливания.

Конечно, есть и минусы:

Высокая цена;
Присутствие на рынке ламп с плохим качеством света (пульсация света, плохие цветовые характеристики, некомфортная цветовая температура, несоответствие светового потока и эквивалента лампы накаливания заявленным);
Проблемы у некоторых ламп с выключателями, имеющими индикатор;
Регулировку яркости (диммирование) поддерживают только специальные более дорогие лампы.

Разберёмся с экономией

Главное преимущество светодиодных ламп - экономия электричества. При том же количестве света, излучаемого лампой, светодиодная лампа потребляет в в 7-10 раз меньше электроэнергии, чем обычная лампа накаливания. Уже сейчас можно купить 6-ваттные светодиодные лампы-груши, и 4-ваттные лампы-свечки, которые дают столько же света, сколько дают 60-ваттная и 40-ваттная лампа накаливания соответственно.

Я посчитал, какими будут расходы на электроэнергию при освещения двухкомнатной квартиры обычными и светодиодными лампами.

Конечно, это приблизительный расчёт.

На упаковке любой лампы накаливания указан срок службы 1000 часов. Если лампы действительно проработают 1000 часов (к сожалению, часто они перегорают гораздо раньше), в коридоре и комнате лампы придётся поменять дважды в год, а на кухне и в спальне один раз. При стоимости лампы 30 рублей на покупку новых ламп уйдёт 690 рублей. Светодиодные лампы не придётся менять каждые полгода, ведь срок их службы составляет 15-50 тысяч часов. Это от 7 до 22 лет при использовании по 6 часов в день.

На покупку ламп для этой квартиры уйдёт 4045 рублей (7 ламп E27 6 Вт по 240 руб, 11 «свечек» 4 Вт по 215 руб) и окупятся они менее, чем за год.

Светодиодные и энергосберегающие лампы

Светодиодные лампы несомненно являются энергосберегающими, но слово «энергосберегающие» закрепилось за компактными люминесцентными лампами (КЛЛ), а КЛЛ и светодиодные лампы - совсем разные вещи.

КЛЛ появились в широкой продаже лет десять назад и ожидалось, что они заменят лампы накаливания. Однако, КЛЛ оказались тупиковой ветвью эволюции. У этих ламп много недостатков: в трубке лампы содержится ртуть, лампа медленно разгораются и совсем не светит на морозе, у КЛЛ плохой спектр, состоящий из пиков нескольких цветов.

С 1 июля 2016 года в соответствии с постановления Правительства РФ № 898 от 28.08.2015 всем государственным и муниципальным предприятиям и учреждениям будет запрещено покупать через систему госзакупок любые лампы, содержащие ртуть (в том числе КЛЛ). Уже сейчас количество КЛЛ в магазинах постоянно снижается и скоро они исчезнут совсем.

Сравним спектр света лампы накаливания, люминесцентной лампы и светодиодной лампы.

Спектр светодиодной лампы гораздо ближе к естественному освещению и свету лампы накаливания.

Немного истории

Впервые свечение полупроводникового перехода обнаружил в 1923 году советский физик Олег Лосев. Первые светодиоды называли «Losev Light» (свет Лосева). Сначала появился красный светодиод, затем в начале 70-х годов появились жёлтые и зеленые светодиоды. Cиний светодиод был создан в 1971 Яковом Панчечниковым, но он был очень дорог. В 1990 году японец Суджи Накамура создал дешёвый и яркий синий светодиод.

После появления синего светодиода стало возможным делать белые источники света с тремя кристаллами (RGB). Такие источники до сих пор используются в концертном и декоративном освещении.

В 1996 году появились первые белые светодиоды, использующие люминофор. В них свет синего или ультрафиолетового светодиода преобразуется в белый с помощью специального химического вещества, нанесённого поверх светоизлучающих кристаллов.

В 2005 году эффективность таких светодиодов достигла 100 Лм/Вт, что позволило начать использовать люминофорные светодиоды для освещения. Сейчас самые эффективные белые светодиоды дают уже 200 Лм/Вт, серийные лампы со стандартными цоколями - до 125 Лм/Вт.

Виды светодиодных ламп

Светодиодные лампы повторяют все возможные виды ламп накаливания, галогенных и люминесцентных ламп. Выпускаются обычные лампы «груши», «свечки» и «шарики» с цоколями E27 и E14, «зеркальные» лампы R39, R50 с цоколями E14, и R63 с цоколем E27, споты с цоколями GU10 и GU5.3, капсульные микролампы с цоколями G4 и G9, лампы для потолков с цоколем GX53.

В светодиодных лампах используются различные типы светодиодов. В самых первых светодиодных лампах использовались обычные светодиоды в пластиковом корпусе. Такие лампы получили название «Кукуруза» (Corn) за визуальное сходство с кукурузным початком.

Сейчас светодиоды в корпусах используются в лампах довольно редко, и, как правило, это мощные светодиоды.

В большинстве современных ламп используются бескорпусные светодиоды и светодиодные сборки.

В последнее время всё чаще используются светодиодные излучатели COB (chip on board). В них множество светодиодов покрыты единым люминофором.

Разновидность COB - светодиодные нити (led filament), в которых множество светодиодов размещено на металлической, стеклянной или сапфировой полоске, покрытой люминофором.

Появилось даже русское слово «филамент», которое начали использовать некоторые производители.

Ещё одна новейшая технология - Crystal Ceramic MCOB. На пластине из прозрачной керамики располагается множество светодиодов. Пластина с обеих сторон покрывается люминофором, поэтому такой излучатель практически равномерно светит во все стороны.

Параметры светодиодных ламп

На качество света светодиодной лампы влияют пять основных параметров:

1. Световой поток. Измеряется в люменах, (Лм, Lm).

Световой поток - это общее количество света, которое даёт лампа. Чем больше люмен, тем ярче лампа. 60-ваттная лампа накаливания даёт приблизительно 580 Лм, 40-ваттная 350 Лм, 75-ваттная - 800 Лм, 100-ваттная - 1250 Лм. В стандартах и на многих сайтах вы увидите более высокие значения. Я привожу данные для обычных ламп, которые продаются в магазинах, работающих от обычной сети, в которой обычно около 220 вольт (а не 230, полагающиеся по стандарту).

2. Коэффициент пульсации света.

Естественные источники света (солнце, огонь свечи) светят равномерно, однако многие электрические источники света (лампы, экраны мониторов) дают не равномерный свет, а пульсирующий, при этом частота и степень пульсации могут быть весьма разными.

При частоте 50 Гц пульсация света более 40% воспринимается визуально, как стробоскопический эффект (пульсацию видно при резком переводе взгляда или повороте головы). Такую пульсацию легко распознать с помощью : берём обычный длинный карандаш за кончик и начинаем быстро-быстро крутить им по полукругу туда и обратно. Если отдельных контуров карандаша не видно, - мерцания нет, если же видно «несколько карандашей» - свет мерцает.

Видимая пульсация света вызывает ощущения дискомфорта, усталости и даже недомогания. Кроме того современные медицинские исследования показывают, что органы зрения и мозг способны воспринимать невидимую пульсацию света с частотой до 300 Гц. При высокой частоте мерцания свет не оказывает визуального воздействия, но способен влиять на гормональный фон, который в свою очередь воздействует на эмоции человека, его работоспособность, суточные ритмы, а также многие другие сферы жизнедеятельности.

Свет с частотой пульсации выше 300 Гц не имеет заметного влияния на организм человека, так как пульсации на таких частотах просто не воспринимаются сетчаткой глаза.

В СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение» указывается, что коэффициент пульсаций освещённости рабочей поверхности рабочего места не должны превышать 10% - 20% (в зависимости от степени напряжённости работы), при этом нормируются только те пульсации, частота которых ниже 300Гц.

В СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 «Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы» указывается, что коэффициент пульсаций освещения при работе на ПЭВМ не должен превышать 5%.

По ГОСТ 54945-2012 коэффициент пульсации определяется по формуле:

За секунду производятся тысяча измерений яркости. Из максимального полученного значения вычитается минимальное и результат делится на два средних значения (суммы всех значений, разделённой на их количество), получившийся результат умножается на 100.

Когда пульсации света нет, все измеренные значения одинаковы и коэффициент пульсации равен нулю. В современных системах, где яркостью управляет ШИМ, импульс света может быть гораздо короче паузы и тогда коэффициент пульсации может принимать значения больше 100%.

Например, когда импульс света в 10 раз короче паузы между импульсами, яркость в импульсе - 100 Лм, яркость в паузе - 0, среднее значение будет 10 Лм и по формуле ((100-0)/(10*2))*100=500%.

Пульсация с коэффициентом более 100 встречается в плохих светодиодных лампах и плохих мониторах.

Большинство хороших светодиодных ламп имеют коэффициент пульсации света менее 5%. Обычные лампы накаливания имеют коэффициент пульсации света от 8 до 32% в зависимости от мощности (точнее, от толщины и инерционности спирали), поэтому ничего страшного в светодиодных лампах, имеющих пульсацию света до 40% нет, а вот лампы с пульсацией более 40% покупать и использовать не следует ни в коем случае.

Ещё один способ проверить наличие пульсации света - посмотреть на свет через камеру смартфона. Как правило при пульсации света более 5% по экрану будут идти полосы, причём чем они контрастней, тем пульсация сильней. Недостаток этого способа в том, что полосы будут видны и при безвредной пульсации 5-40%.

Спектр света светодиодной лампы отличается от спектра солнечного света и света обычной лампы накаливания. Хоть свет и выглядит белым, некоторых цветовых компонентов в нём больше, а некоторых меньше. Индекс цветопередачи показывает, насколько равномерен уровень разных цветовых компонентов в свете. При низком Ra хуже видны оттенки. Такой свет визуально неприятен, причём понять, что в нём не так, очень сложно. У ламп накаливания и солнца Ra=100, у хороших светодиодных ламп он больше 80, у очень хороших больше 90. Лампы с Ra ниже 80 в жилых помещениях лучше не использовать.

Индекс Ra учитывает только восемь цветов и розового цвета, влияющего на восприятие оттенков человеческой кожи, среди них нет. Иногда можно встретить указание индекса R9 - это как раз розовый цвет. Считается, что R9 у хороших ламп должен быть больше ноля. У очень хороших - больше 50.

Недавно появились ещё две новые системы определения качества цвета в освещении. Это CQS (на основе 15 цветов) и TM30 (на основе 99 цветов). Пока ни одной серийной лампы, на упаковке которых указан один из этих новых индексов я не встречал, но при тестировании ламп на lamptest. ru я указываю все три индекса.

Цветовые индексы хорошей светодиодной лампы

4. Цветовая температура (измеряется в градусах Кельвина, K).

Светодиодные лампы выпускаются с разной цветовой температурой света: 2700К - тёплый свет, как у ламп накаливания, 3000К - чуть боле белый комфортный свет, 4000К - белый свет, 6500К - холодный белый свет.

Учёные утверждают, что белый и холодный белый свет повышают работоспособность, а тёплый свет способствует релаксации. Для того, чтобы человек полноценно отдыхал дома, придя с работы и лучше засыпал, рекомендуется использовать дома тёплое освещение. На мой взгляд для дома больше подходят лампы с цветовой температурой 2700-3000К. К тому же у светодиодных ламп с тёплым светом спектр более ровный, а у «холодных» ламп на спектре есть резкий пик синего цвета, который по мнению некоторых учёных вреден для глаз.

5. Угол освещения.

Обычные лампы накаливания светят во все стороны, галогенные споты дают узкий пучок света. Со светодиодными лампами всё сложнее.

Многие светодиодные лампы, заменяющие обычные лампы накаливания, имеют колпак в форме полусферы такого же диаметра, как корпус. Такие лампы практически не светят назад и если они направлены вниз, потолок будет оставаться тёмным, что может быть некомфортно. К счастью, в последнее время появилось много ламп, прозрачный колпак которых больше корпуса и за счёт этого лампа немного светит и назад.

Лампы с узким и широким углом освещения

Лампы на светодиодных нитях (filament) или прозрачных дисках (Crystal Ceramic MCOB) имеют такой же большой угол освещения, как обычные лампы накаливания.

Лампа накаливания, филаментная лампа и лампа Crystal Ceramic MCOB

Большинство светодиодных спотов (ламп для подвесных потолков с цоколями GU10 и GU5.3) светят рассеянным светом с углом около 100 градусов и ослепляют из-за слишком широкого угла (галогенные споты дают узкий луч света с углом освещения около 30 градусов).

Галогенная лампа и светодиодная лампа с широким углом освещения

Только некоторые светодиодные споты имеют такой же узкий угол освещения, как у галогенных ламп. Такие лампы легко распознать по наличию линз перед светодиодами.

Светодиодные лампы с узким углом освещения

Помимо основных параметров, влияющих на качество света, важно обращать внимание и на другие параметры светодиодных ламп:

1. Рабочее напряжение.

Большинство светодиодных ламп рассчитаны на сетевое напряжение 230 В, лампы с цоколями GU5.3 и G4 выпускаются также на 12 вольт. Светодиодные лампы работают в широком диапазоне напряжений. Обычно производители точно указывают диапазон (например, 90-265 В), но даже те лампы, на упаковке которых написано 230, 220 или 220-240 В, могут нормально работать на сильно пониженных напряжениях, не снижая яркость.

Все 12-вольтовые лампы могут работать как на переменном, так и на постоянном напряжении. Использование источника стабилизированного постоянного напряжения позволяет полностью исключить пульсацию света даже у тех 12-вольтовых ламп, которые мерцают при питании переменным напряжением.

2. Потре**яемая мощность.

Светодиодные лампы весьма экономичны. Обычно мощность ламп лежит в диапазоне 1.5-15 Вт. Яркость светодиодных ламп нельзя оценивать по мощности: чем современней лампа, тем ярче она светит при той же мощности. Эффективность светодиодных ламп, имеющихся в продаже, составляет от 40 до 125 Лм/Вт, поэтому яркость лампы с одинаковой мощностью может отличаться втрое.

3. Поддержка работы с выключателем, имеющим индикатор.

Многие светодиодные лампы не могут работать с выключателями, имеющими индикатор. Они вспыхивают или слабо горят, когда выключатель выключен. Это происходит из-за того, что слабый ток постоянно течёт через лампу. Выхода из этой ситуации два: или использовать лампы, корректно работающие с такими выключателями или отключать индикатор внутри выключателя.

4. Поддержка диммирования.

Большинство светодиодных ламп не может работать с регуляторами яркости (диммерами), но существуют специальные диммируемые светодиодные лампы (они дороже обычных). В отличие от ламп накаливания, при снижении яркости светодиодная лампа не меняет цвет освещения (у обычной лампы он желтеет). Многие диммируемые светодиодные лампы диммируются не до нуля, а лишь до 15-20% полной яркости. Уровень минимума диммирования зависит не только от лампы, но и от модели диммера. Как правило те диммеры, которые специально предназначены для светодиодных ламп, позволяют установить более низкую минимальную яркость. Некоторые светодиодные лампы при работе с диммером издают гудящий звук, громкость которого так же может зависеть от модели диммера.

5. Эквивалент мощности.

Большинство производителей указывает на упаковке ламп эквивалент мощности лампы накаливания, то есть какой лампе накаливания соответствует по яркости лампа. В Европе наметилась правильная тенденция к отказу от указания эквивалента - покупателей приучают выбирать лампы по яркости а люменах. На большинстве светодиодных ламп в европейских магазинах теперь крупно указывается световой поток и не указывается эквивалент мощности.

6. Коэффициент мощности (Power Factor).

Большинство светодиодных ламп потребляет ток неравномерно в течение периода синусоиды питающего напряжения. Для бытового использования это не имеет большого значения, так как все бытовые счётчики учитывают только активную мощность, которая и указывается в характеристиках ламп. Значение PF у светодиодных ламп может быть от 0.2 до 1.

7. Габаритные размеры.

При выборе ламп не стоит забывать обращать внимание на габаритные размеры, которые у светодиодных ламп иногда бывают гораздо больше, чем у соответствующих ламп накаливания. Лампа может просто не поместиться в светильник или будет некрасиво торчать из плафона.

8. Срок службы.

Производители указывают для светодиодных ламп срок службы от 10000 до 50000 часов. Важно понимать, что все эти сроки рассчитываются теоретически и проверить это на практике невозможно - лампы производятся не так давно, а 50000 часов - это почти шесть лет непрерывной работы.

9. Гарантийный срок.

Производители дают гарантию на лампы на срок от 1 до 5 лет. Рекомендую всегда фотографировать смартфоном чеки, когда вы покупаете лампы. Чек потеряется или выцветет, а фотография останется и по ней можно будет восстановить чек и обменять лампу. Любой магазин, продающий лампы обязан обменивать их по гарантии, если же магазин пропал, смело обращайтесь к производителю. Гарантия на лампы работает!

10. Надёжность ламп.

К сожалению, далеко не все светодиодные лампы работают те десятки тысяч часов, которые обещает производитель. Из 14 светодиодных ламп, установленных в моей квартире, за три года вышли из строя 4, и только одна из них - после окончания гарантийного срока. Ещё раз повторю - меняйте лампы по гарантии, если они сломались.

11. Дата изготовления лампы.

Нет, лампы не портятся от долгого хранения, но технологии очень быстро развиваются и лампы, которые были выпущены два года назад, скорее всего окажутся хуже тех, которые произведены совсем недавно. Обращайте внимание на дату выпуска (если она указана) при покупке ламп. Не советую покупать лампы, которые были произведены более, чем год назад.

На чём экономят производители

В продаже можно встретить почти одинаковые лампы по цене, отличающейся в несколько раз. Так на чём же экономят производители и можно ли покупать дешёвые лампы?

1. Светодиоды и люминофор.

В дешёвых лампах часто используются светодиоды с низким индексом цветопередачи. К счастью, ламп с Ra меньше 70 в продаже уже почти не осталось, но с Ra 72-75 их продаётся множество, хотя считается, что для бытового освещения Ra должен быть не менее 80.

2. Электроника.

В дешёвых лампах вместо полноценной платы драйвера часто используется простейшая схема из диодного моста и двух конденсаторов. Такие лампы почти всегда имеют недопустимую пульсацию света и слабо светятся при подключении через выключенный выключатель, имеющий индикатор. Недобросовестные производители для удешевления используют дешёвые конденсаторы, которые редко работают больше 2-3 лет.

3. Охлаждение.

В дешёвых лампах используется самые примитивные теплоотводы. Светодиоды и элементы электронной схемы могут перегреваться и лампа выйдет из строя гораздо раньше.

Как производители обманывают покупателей

Многие производители указывают на упаковках ламп завышенные параметры. Можно встретить лампы, на которых написано «Эквивалент лампы накаливания 60 Вт», а светят они лишь, как 25-ваттные лампы накаливания.

Вот неполный список ухищрений производителей:

1. Завышенный эквивалент.

Производитель указывает эквивалент лампы накаливания гораздо выше реального. Иногда уличить производителя можно даже не вскрывая упаковку лампы. Мне встречались лампы, на которых был указан эквивалент 60 Вт, а мелкими буквами световой поток 340 Лм, соответствующий мощности 40 Вт.

2. Завышенный световой поток.

По ГОСТ Р 54815-2011 измеренный начальный световой поток светодиодной лампы должен быть не менее 90% номинального светового потока. Многие производители считают, что раз в ГОСТе написано 90%, можно смело делать лампы со световым потоком 540 Лм и писать 600, а другие на ГОСТ просто плюют и «приписывают» до 40% светового потока. Некоторые вообще не указывают световой поток на лампах.

3. Завышенная мощность.

Как правило, когда производитель указывает завышенные значения светового потока и эквивалента, мощность тоже завышается. На полке магазина могут рядом лежать две очень похожие лампы разных производителей, на одной из которых указана мощность 6 Вт, а на другой 8 Вт, при этом фактически может оказаться, что первая лампа имеет большую мощность и ярче светит.

4. Завышенный срок службы.

Существуют производители, которые указывают срок службы ламп 50000 часов, при этом в их драйверах стоят конденсаторы, которые вряд ли проработают больше 5000 часов.

5. Завышенный индекс цветопередачи.

Некоторые производители вообще не указывают в характеристиках ламп индекс цветопередачи, некоторые пишут «не менее 80», а по факту может быть лишь чуть выше 70.

6. Некорректное указание цветовой температуры.

Один очень крупный и известный производитель на всех своих лампах с тёплым светом всегда пишет 2700К, а по факту цветовая температура их света составляет около 3000К.

7. Пульсация света.

Некоторые производители до сих пор выпускают лампы с высоким уровнем пульсации света. На таких лампах никогда ничего не пишут про пульсацию. Использование таких ламп может быть вредно для здоровья и они вообще не должны выпускаться и продаваться.

Как выбрать хорошие лампы

Выбор светодиодных ламп - задача непростая. Даже у самых именитых производителей, таких, как OSRAM, встречаются лампы с недопустимо высокой пульсацией. У некоторых производителей часть ламп хорошие, а часть не очень. Для того, чтобы точно знать, какие лампы хорошие, а какие нет, я создал проект по независимому тестированию светодиодных ламп. Я тестирую лампы и публикую результаты измерения всех основных параметров. Сейчас протестировано уже более 800 моделей ламп 70 брендов и работа продолжается. Поэтому самый простой вариант выбора - найдите интересующую вас лампу на lamptest и посмотрите на её измеренные параметры:

коэффициент пульсации не должен превышать 40% (а лучше, чтобы он был менее 10%);
индекс цветопередачи должен быть не менее 80 (для хозяйственных помещений можно от 70);
световой поток должен быть не меньше, чем у той лампы накаливания, которую вы хотите заменить светодиодной;
если у вас установлен выключатель с индикатором, убедитесь, что лампа может с ним корректно работать.
если у вас установлен регулятор яркости, убедитесь, что лампа поддерживает диммирование;
если вы выбираете лампы-споты, обратите внимание на угол освещения. Лампы с углом более 50° будут ослеплять при установке в потолке большого помещения.

Если интересующей вас лампы пока не на сайте lamptest. ru, рекомендую руководствоваться следующими критериями выбора:

если на упаковке указано «без пульсации» с большой вероятностью пульсация света лампы будет менее 5%. Если это не указано и есть возможность включить лампу, посмотрите на её свет через камеру мобильного телефона. По экрану не должны идти полосы. Попробуйте покрутить карандашом или другим длинным предметом перед лампой. Если контуры карандаша размыты - пульсаций нет, если вы видите «несколько карандашей» есть видимая пульсация и такую лампу покупать не стоит.
Посмотрите, как выглядит кожа руки под светом лампы. Если цвет сероватый - у лампы низкий индекс цветопередачи и её лучше не покупать.
Сравните яркость света лампы с яркостью света лампы накаливания или другой лампы, яркость которой вам известна. Приблизительное сравнение можно сделать с помощью датчика света большинства смартфонов на Android. Установите любое приложение-люксметр (например Sensors Multitool и там выберите «light»). Датчики всех смартфонов не откалиброваны, поэтому значения у всех смартфонов будут совершенно разными, но для сравнения это не важно. Заранее возьмите дома матовую лампу такой же формы, как вы хотите купить, запустите приложение и прислоните смартфон датчиком к лампе (датчик находится над экраном слева или справа, подносите его к верхушке обычных ламп и к центру бока ламп-свечек). Запишите получившееся значение. В магазине включите лампу, подождите хотя бы минуту (при прогреве светодиодные лампы теряют до 12% яркости), запустите приложение и прислоните датчик к лампе. Сравните значение с измеренным дома. Теперь вы почти точно будете знать, ярче измеряемая лампа, чем та, которая была измерена дома, или тусклее.
Обратите внимание на дату производства лампы (у большинства ламп она указана на корпусе). Если лампа выпущена более, чем год назад, лучше её не покупайте - прогресс идёт очень быстро и современные лампы лучше тех, которые выпускались раньше.
Обратите внимание на гарантийный срок. Если гарантия большая (3-5) лет, вероятность выхода лампы из строя гораздо меньше.
После покупки сфотографируйте чек. Если лампа выйдет из строя, эта фотография поможет вам поменять её по гарантии, если обычный чек потеряется или выцветет.

Заключение

Светодиодные лампы становятся всё лучше и лучше. Уже сейчас они способны полноценно заменить дома лампы накаливания, галогенные лампы и компактные люминесцентные (энергосберегающие) лампы. Теперь вы знаете всё об особенностях светодиодных ламп и сможете выбрать лампы, которые будут служить вам долгие годы и обеспечат комфортное освещение.