Тема энергоэффективности и энергосбережения стала центральной в современной светотехнике. Процесс массового внедрения энергосберегающих светотехнических изделий получил дополнительный стимул для развития, в связи с появлением новых излучателей – светодиодов.
Несмотря на обилие предлагаемых светодиодных светильников, в большинстве случаев они не обладают заявленными производителями светотехническими характеристиками и не обеспечивают нормируемые показатели. Световая отдача светодиодов достигла высоких значений (160 лм/Вт и более), однако при этом в некоторых световых приборах на их основе относительно невысокие КПД (<80 %). Низкий КПД связан с неправильным выбором режимов работы светодиодов, большими потерями в оптической системе. Светораспределение таких светильников, как правило, не соответствует ГОСТу. В связи с этим возникла необходимость исследования работы светодиодного светового прибора и его компонентов, для выявления причин, влияющих на снижение его КПД, и установления режимов работы, обеспечивающих его высокую энергоэффективность.
Предложены экспериментальные методики и проведены комплексные исследования светодиодов фирмы Cree, в которых установлена степень влияния температуры p-n перехода, температуры люминофора, величины питающего тока на светотехнические характеристики светодиодов. На основе чего определены режимы питания светодиодов, обеспечивающие наилучшие технико-экономические показатели светового прибора. Данные методики апробированы на светодиодах других фирм.
Разработана и обоснована методика расчета распределения температурных полей светодиодных световых приборов с конвективным отводом тепла, позволяющая определять значения температуры p-n перехода светодиодов и тем самым рассчитывать габаритные размеры корпуса, отличающаяся от известных методик расчета вычислением теоретической световой эффективности для конкретного светодиода, позволяющая более точно рассчитывать температуру p-n перехода.
На основе использования теоретической световой эффективности светодиодов получено аналитическое выражение для инженерного расчета габаритных размеров корпуса светодиодного светового прибора с точностью 5 %. Полученное выражение достаточно простое и может быть использовано при разработке корпусов световых приборов, не прибегая к сложным расчетам на компьютере.