Фактические характеристики и качество светодиодов во многом зависят от марки светодиода, и разница может достигать 15%. Качественные светодиоды выпускают крупные японские, европейские и китайские бренды. Бюджетные устройства от неизвестных китайских производителей, представленные в каталоге, обычно очень слабые, и вместо заявленных 0,5 ватт могут выдавать 0,15 или даже 0,09.
Типы, обозначения и параметры светодиодов
В этой статье раскрываются секреты светодиодов, которые известны только профессионалам. Вы узнаете, какие типы светодиодов выпускает промышленность, познакомитесь с технологией их изготовления и характеристиками. Отдельный раздел посвящен характеристикам линейки светодиодов, используемых в лентах и светильниках.
Мы покажем вам, как распознать маркировку светодиодов, как узнать параметры светодиода и как определить схему анод/катод по едва заметной маркировке. Вы обнаружите, что простая линейка поможет вам определить размер smd-диода, а затем найти нужную информацию о нем.
Все о светодиодах
На первых порах светодиоды использовались только в качестве индикаторов в оборудовании и приборах. Яркость индикаторных светодиодов была низкой, а их свечение было хорошо видно только в темноте. Для них была характерна конструкция с двумя проводами (анодом и катодом), выходящими из круглого корпуса.
С развитием технологий и спросом на альтернативные источники света появились более мощные и яркие диоды. В результате многолетних разработок появились диоды SMD и многокристаллические диоды COB. Они используются в современных светильниках, люстрах и прожекторах и выгодно отличаются от ламп накаливания и галогенных ламп благодаря более высокой светоотдаче и яркости до нескольких тысяч люмен.
Основные типы светодиодов
Существует три основных типа светодиодов, которые различаются по форме и функциям. Как определить, какой светодиод находится в лампе? Важно уметь различать их по типу.
Светодиоды с зажимом
Эти светодиоды имеют специальные "ножки", предназначенные для установки в отверстия на печатной плате. Они используются для подсветки и наведения, но есть некоторые модификации, применяемые для установки в домашнее освещение, портативные лампы, "лазерные" указки. Выходные светодиоды выпускаются в трех стандартных вариантах:
- круглые (3, 5, 8 мм);
- цилиндрический;
- прямоугольные "Пиранья".
SMD светодиоды .
Очень широко используются, они являются основой ламп общего освещения, систем аварийного освещения и индикаторных панелей. Особой популярностью пользуются светодиодные ленты SMD, которые выпускаются в виде полос и модулей, с использованием планарных светодиодов. Считаются наиболее универсальными, имеют прочный корпус, высокую энергоэффективность и длительный срок службы.
Они устанавливаются на плату с помощью поверхностного монтажа. В основе диода лежит светодиодный чип (кристалл), который устанавливается в квадратный или прямоугольный корпус. Минусовой и плюсовой выводы выполнены в виде металлических полосок.
SMD-светодиоды создаются в 4 этапа:
- выращивание кристалла;
- обработка планарной пленки;
- биннинг (сортировка чипов по контейнерам (категориям));
- Размещение полученных чипов в специальном корпусе.
Рост кристаллов осуществляется с помощью технологии металлоорганической эпитаксии. Это формирование кристаллической структуры слой за слоем, создавая контактные выводы из каждого p-n-перехода.
На поверхность готового чипа наносится оптическое покрытие, в основном люминофор. В мощных светодиодах устанавливается пластиковая фокусирующая линза для создания направленного светового потока.
Основные параметры светодиодов в светодиодных лампах, лентах, светильниках
При выборе светодиода важно обратить внимание на параметры установленных в нем светоизлучающих диодов. Существует несколько основных параметров.
Ток
Одночиповые светодиоды имеют средний рабочий ток около 200 мА. В многокристальных системах это значение выше. Если ток, подаваемый драйвером (источником питания), нестабилен, это отрицательно скажется на интенсивности свечения и сроке службы светодиода. Увеличение тока приведет к увеличению цвета и температуры свечения чипа.
Напряжение
Светодиоды питаются от специальных драйверов, которые обеспечивают стабильный ток. Для каждой модели напряжение разное. Светодиодная лента питается стабилизированным напряжением.
| Цвет | Напряжение | Длина волны |
| Инфракрасный | До 1,9 В | От 769 нм |
| Красный | От 1,6 до 2,03 В | От 610 до 760 нм |
| Оранжевый | 2,03 — 2,1 В | 590 — 610 нм |
| Желтый | 2,1 — 2,2 В | 570 — 590 нм |
| Зеленый | 2,2 — 3,5 В | 500 до 570 нм |
| Синий | 2,5-3,7 В | 450-500 нм |
| Фиолетовый | 2,8 — 4 В | 400-450 нм |
| Ультрафиолетовый | 3,1-4,4 V | до 400 нм |
| Белый | от 3 до 3,7 В | широкий диапазон |
Мощность светодиода
Мощность в ваттах необходима для расчета нагрузки и выбора источника питания. Она рассчитывается по простой формуле P = U x I.
Мощность светодиода может быть
- Малой — менее 0,5 ватта;
- Средняя — 0,5-3 Вт;
- Высокая — 3 ватта и выше.
Основные параметры светодиодов
Прежде чем рассматривать особенности существующих конструкций, важно рассмотреть основные характеристики приборов:
- Световой поток или эффективность (Лм/Вт). Это отношение светового потока к потребляемой мощности. Это значение рассчитывается перед определением пригодности светодиодов для различных систем освещения. У моделей 2020 года этот показатель составляет 120-140 Лм/Вт, что в несколько раз выше, чем у ламп накаливания.
- Цветовая температура (Кельвин). Относится к следующим диапазонам:
- 2500-3000 К — теплый белый свет (WW);
- 4000-5000 К — нейтральный белый свет (NW);
- 6500-95000 К — холодный белый свет (CW).
Примечание: Нейтральный свет диодов считается оптимальным для офисной работы, так как освещенные объекты имеют наибольшую четкость.
Различают также цветные светодиоды (синие, красные, желтые, зеленые) и RGB.
3. мощность светодиода (Вт, мА). Необходимо выбрать подходящий источник питания. Светодиоды выпускаются в:
- малой мощности — менее 0,5 Вт (20-60 мА);
- средней мощности — от 0,5 до 3 Вт (100-700 мА);
- высокой мощности — более 3 Вт (1000 мА и выше).
Примечание: Для продления срока службы источника питания его следует выбирать с запасом на 15-20% по сравнению с фактической мощностью светодиода.
4 Угол свечения (градусы). Обычно 120-140 o, для светодиодных индикаторов 15-45 o.
5. Ресурс или деградация (часы). Определяет продолжительность эксплуатации. На срок службы влияют:
- Токовая деградация, когда через световые диоды протекает чрезмерный ток;
- Тепловая деградация, возникающая из-за плохого рассеивания электронной энергии.
Примечание: Чтобы гарантировать, что лучшие светодиоды прослужат заявленное количество часов, температура в месте пайки не должна превышать 65 °C.
Индикаторные светодиоды
Схемы индикаторных светодиодов являются наиболее распространенными. Они используются в различных осветительных и сигнальных приборах, от фонарей и светофоров до бытовых приборов. Современные версии имеют высокую силу света, хотя, как правило, это маломощные светодиоды.
Стенки и основание выполняют роль отражателей, концентрируя световой луч. Устройства имеют прямоугольные наконечники диаметром 3-10 мм и выпуклые линзы. Они требуют источника питания 2,5-5 В (предельный ток 20-25 мА) или 12 В, если используется встроенный резистор. Угол свечения широкий (110-140°) или узкий (15-45°). Световая отдача белых светодиодов составляет примерно 3-5 лм.
Светодиоды обладают следующими преимуществами
- низкая стоимость
- безопасные токи и напряжения светодиодов;
- высокий уровень защиты от внешних воздействий;
- низкое энергопотребление при малом тепловыделении, что позволяет приборам работать длительное время без охлаждающих радиаторов.
Среди светодиодных индикаторов различают следующие типы светодиодов:
| Тип светодиода | Структура | Корпус | Цветовой диапазон | Угол рассеивания | Диапазон применения |
| DIP | Самая маленькая интегральная схема в корпусе | Прямоугольный или цилиндрический, от 3 до 10 мм в диаметре. Имеет выпуклую линзу | Одноцветные и многоцветные (RGB), УФ и ИК | До 60 o | Сигнальные устройства, световые панели, елочные украшения |
| Суперфлюс "Пиранья" | С четырьмя колышками для крепления на доске | Прямоугольные, с линзой или без линзы (5 или 3 мм) | Зеленый, красный, синий и белый с различными температурами | 40-120 о | Дневные ходовые огни, автомобильные фары и т.д. |
| Соломенная шляпа | Два штыря, кристалл расположен у передней стенки | Цилиндрическая, увеличенный радиус линзы, уменьшенная высота | Синие, зеленые, желтые, белые и красные светодиоды | 100-140 о | Используются там, где требуется равномерное освещение с низким энергопотреблением |
| SMD | Бессвинцовые, поверхностный монтаж | Типичный диапазон размеров, некоторые с выпуклой линзой, некоторые с плоскими светодиодами | Цветные и белые | 20-120 о | Являются основой для светодиодных лент |
Рекомендации
- Если вы привыкли к лампам накаливания, но хотите перейти на светодиодное освещение, лучше всего начать с моделей 2700-3000К. Обе лампы схожи по восприятию, но последние более экономичны.
- В качестве основного источника можно использовать не только лампы накаливания. В этой роли также могут использоваться мощные светодиодные ленты.
- Обратите внимание на полярность. При неправильном подключении устройство перестанет работать.
- Поверхность, на которой будет использоваться лента, должна быть очищена от грязи. Если этим пунктом пренебречь, то прилегание не будет плотным. Для большей надежности всю конструкцию можно проклеить двусторонним скотчем.
- Источник света должен быть установлен так, чтобы к нему был легкий доступ для замены или ремонта в случае поломки.
- Если необходимо осветить участок, убедитесь, что луч света не мешает, а помогает — выделяет — объект. Например, свет на кухонном фартуке не должен ослеплять, а лучи должны быть направлены прямо на рабочую поверхность, чтобы вы могли готовить даже ночью.
- Следует уделить внимание тому, где будет располагаться источник питания. Мощные модели довольно шумные. Это может помешать сну, отдыху, работе и учебе в домашних условиях.
- Необходимо следить за безопасностью подключения и работы светодиодных источников. Мощные светодиоды требуют отвода тепла. Для этого следует приобрести алюминиевые профили. В противном случае компоненты быстро деградируют, и через 5-10 лет лента прослужит полгода.
Читайте также:
Типы ламп, основы,
Коротко об основах
Smd светодиоды имеют разные характеристики и внешний вид. Светодиодные компоненты входят в состав лампочек и лент. Чтобы выбрать подходящий вариант для вашего проекта, следите за маркировкой. Это даст вам всю необходимую информацию: плотность, защиту, мощность, напряжение, яркость и цветовую температуру. Это параметры, по которым сравнивают светодиоды. Внешний вид также может многое рассказать — чем больше элемент, тем ярче свет.
Самое главное при монтаже — хорошо подготовить поверхность: очистить ее от грязи и сделать разметку. Чтобы светодиодное освещение служило дольше, рекомендуется использовать алюминиевые профили для защиты элементов от перегрева.