Оптические характеристики светодиодов

Диаграмма направленности светодиода

Давайте теперь перейдем ко второй части характеристик светодиода — к оптической. Как представляются эти данные в технической документации? Вы наверняка уже поняли, что излучение светодиода направленное, то есть неравномерное в зависимости от его положения относительно наблюдателя. Некоторые светодиоды обладают ярко выраженной направленностью: они светят как маленькие прожекторы. Другие полупроводники подобны лампе накаливания с отражателем — световые волны здесь распространяются в достаточно широком углу. Но одиночных светодиодов, излучающих одинаково хорошо (или равномерно) во все стороны, пока еще не изобрели. Впрочем, если нужно равномерное излучение, выручает набор светодиодов, направленных в разные стороны.

Главная пространственная характеристика светодиода — его направленность (directivity). Фирмы производители характеризуют направленность, во-первых, углом излучения (radiation angle), а во-вторых, диаграммой направленности. Если первая характеристика — просто цифра, то вторая — гораздо более информативный график. Специалист-светотехник никогда не станет проектировать светодиодное освещение, пользуясь только углом излучения, так как диаграммы направленности подчас оказываются причудливыми, с провалами и горбами.

На рисунке приведена наиболее полная диаграмма направленности белого светодиода NSPW515BS, который производится мировым лидером светодиодной индустрии — фирмой «Nichia». Правая часть диаграммы выполнена в полярных координатах (что удобно — сразу понятно, как излучает светодиод), а левая — в декартовых. С такими графиками мы уже встречались и знаем, что аргументом здесь выступает угол поворота относительно главной оси (линии максимума излучения), а что выступает функцией? Безразмерная величина! Просто-напросто график нормирован к максимальной величине излучения. В качестве нормирующей величины выступает сила света (luminous intensity), приводимая в мкд при определенном значении прямого тока. На диаграмме направленности этому параметру соответствует безразмерная «единица».

В некоторых случаях, когда диаграмма направленности достаточно широкая, а светодиоды предназначены только для освещения, приводят значение светового потока (luminous flux) в лм, что весьма удобно для расчета освещенности по стандартным методикам. В таком случае диаграмма направленности выступает как кривая силы света (КСС).

Также уважающие себя фирмы приводят в технической документации вид спектральной характеристики излучения. Качественно мы рассмотрели эти спектры чуть выше, сейчас же обратим внимание читателя на связанную с этим подробность, имеющую непосредственное отношение к теме сайта.

Если вы помните, цветовая температура света в значительной степени оказывает влияние на эмоциональное состояние человека. До настоящего времени светодиодное освещение обладало имиджем «холодного», «мрачного», «неуютного». К счастью, недавно на рынке появились светодиоды теплого белого свечения (warm white), которые имитируют свет лампы накаливания. В частности, такие светодиоды есть в номенклатуре фирмы «Nichia». Отличие светодиодов типа warm white от просто white наиболее наглядно демонстрируют спектры рисунок.

Спектры светодиодов: a — Warm white; б — White

Спектры светодиодов: a — Warm white; б — White

Если излучению светодиода типа white придает «бледность» пик большой амплитуды в синей области спектра, то в светодиоде типа warm white синяя составляющая «задавлена» более интенсивным излучением желтого люминофора, окрашивающего излучение в «теплый» оттенок. Вот и вся премудрость.