Светодиоды используются в различных областях светотехники.
Самые распространенные SMD светодиоды – кристаллы, установленные на поверхность платы.
Такое исполнение позволяет получить максимальную мощность при минимальных размерах.
У этой технологии имеются как достоинства, так недостатки, над устранением которых ведущие производители работают непрерывно.
Светодиодные
лампы уверенно вытесняют альтернативные источники света из жилых или
общественных помещений. Эффективность, экономичность и длительный срок службы
ЛЕД приборов привлекают пользователей и заставляют их понемногу менять тип
освещения. Для многих людей проблемой стала маркировка, которая не имеет ничего
общего с обозначениями на традиционных устройствах. Она становится темой споров и постоянных
вопросов.
LED расшифровка необходима для определения всех
параметров светильников, а их гораздо больше, чем у привычных люминесцентных
или ламп накаливания. Разбираться в характеристиках светодиодных приборов
необходимо, поскольку они обладают расширенными возможностями и позволяют
создать оптимальный режим подсветки помещений.
Современные светодиодные лампы могут быть классифицированы по нескольким признакам:
По назначению светодиодные лампы подразделяются на:
По типу, в зависимости от остальных свойств, светодиодные лампы делятся на:
По типу цоколя, главным образом, встречаются пять основных типов:
Цоколи E27, E14
Стандартное резьбовое соединение, встречающееся у самых обыкновенных ламп накаливания. Этот тип цоколя был внедрен самим Эдисоном, и буква «Е» является первой буквой фамилии изобретателя. Цифры обозначают диаметр цоколя в миллиметрах.
Сегодня цоколи Е27, Е14 и другие их размеры, являют собой наиболее распространенные виды среди всех цоколей, в том числе и среди светодиодных ламп. Цоколь E14 еще называют «миньон». Лампочки с таким цоколем обычно имеют колбу в форме свечи, вытянутую форму, и используются главным образом в бра, в торшерах, и в настольных светильниках.
Двухштырьковый разъем, штырьки которого имеют утолщения на концах, предназначенный для поворотного крепления лампы в патроне. Такие цоколи имеют, например, стартеры в старых газоразрядных лампах, широко применявшихся раньше в общественных местах. Буквы в названии цоколя обозначают следующее: G — штырьковый цоколь, U – с утолщениями на концах. 10мм — это расстояние между штырьками.
Этот тип цоколя является самым электробезопасным, он удобен в использовании, и светодиодные лампы с таким цоколем, как правило, рассчитаны на напряжение 220 Вольт. Главным образом, лампы с таким цоколем – те, что устанавливаются в потолочные светильники (рефлекторные светодиодные лампы).
Цоколи типа GU5.3, цоколи того же штырькового семейства, получили широкое распространение в последнее время, когда стали массово распространены галогенные отражательные лампы в потолочных светильниках. В основном, это точечное освещение, монтируемое в гипсокартонные потолки.
Светодиодные же лампы с таким цоколем, пришли на замену галогенным лампам с аналогичным цоколем, и легко монтируются в патроны. Отверстия в патронах под этот цоколь, точно соответствуют, расстояние между штырьками точь-в-точь совпадает с отверстиями, и составляет 5,3 мм, поэтому монтаж достаточно прост и безопасен.
Этот цоколь свойственен линейным лампам в форме трубок. Как и в предыдущем случае, 13 – расстояние между штырьками в миллиметрах. Зачастую, это лампы для потолочных светильников, которые часто используются при освещении обширных площадей торговых центров, складов, производственных цехов, и других помещений, где потолок достаточно высок, а площадь протяженна.
Подробнее про различные цоколи читайте здесь: Виды цоколей для ламп
Виды цоколей светодиодных ламп
Что касается маркировки светодиодных ламп, то она похожа на маркировку компактных люминесцентных ламп (КЛЛ), и на упаковке производитель указывает исчерпывающую информацию об изделии. Кроме надписи LED, свидетельствующей о том, что лампа светодиодная, сообщаются и другие параметры лампы. Рассмотрим более подробно, на примере, что указано на упаковке, и какими бывают эти параметры.
На упаковке обязательно указывается мощность, потребляемая данной светодиодной лампой от сети. Как правило, на упаковке указана и эквивалентная по световому потоку мощность ламп накаливания, однако этот эквивалентный параметр приводится лишь для сравнения. Реальная мощность светодиодных ламп общего назначения, из тех, что доступны в продаже в настоящее время, находится в диапазоне от 1 до 25 Вт, в зависимости от потребностей покупателя.
Сравнение светодиодных оамп с другими видами ламп: Сравнение мощности и световой отдачи различных источников света
Срок службы в часах. Этот параметр у разных производителей может отличаться, и по статистике, срок службу светодиодных ламп в нормальных, не экстремальных условиях, при качественно питании от сети может достигать 50000 часов.
Безусловно, светодиодные лампы являются весьма энергоэффективными, и на упаковке всегда указан класс энергоэффективности. Если раньше этот показатель ограничивался уровнем «А», то с развитием энергоэффективного светодиодного освещения, появились и дополнительные классы «А+» и «А++», свидетельствующие о существенно меньшем значении отношения потребляемой мощности к мощности, рассчитанной по получаемому от данной лампы эффективному световому потоку.
В данном примере указан тип колбы А55 – стандартная форма, как у обычной лампы накаливания. Бывают и другие варианты: C35 — свечка, G45 — шар, R39, R50, R63 – зеркальные, и другие. Колба может быть матовой или прозрачной, это указано на упаковке.
Может быть разной, от очень теплой до очень холодной, причем для человека более комфортным является более «теплый» свет, ближе к желтому, как это имеет место у ламп накаливания. Холодный свет больше подходит для производственных помещений, уличного освещения и других мест, где человек не стремится получить максимум уюта, и если в жилом помещении установить холодный свет, это неблаготворно будет влиять на нервную систему человека. На упаковке этот показатель обязательно указывается.
Цветовая температура измеряется в Кельвинах, и диапазоны имеют соответствующие названия при маркировке: теплый белый свет (2700-3200 K), нейтральный белый или дневной свет (3500-4500 K), белый свет ( 4700 — 6000 К), холодный белый свет (от 6000 K).
Показатель яркости светодиодной лампы, измеряемый в Люменах. Для наглядности можно воспользоваться таблицей, и получить представление о световом потоке, который дают обычные лампы накаливания. Разумеется, светодиодные лампы способны дать соответствующий световой поток, потребляя в 7-10 раз меньше электрической энергии.
Индекс цветопередачи Ra
Для солнечного света этот индекс цветопередачи равен 100, для ламп накаливания – от 90 и выше, для светодиодных – от 80 до 89. Этот показатель отражает то, на сколько близко к своему естественному цвету, остается тело, освещаемое данным источником света. Показатель Ra больше 80 считается вообще достаточно высоким.
На приведенном выше примере видно, что данная светодиодная лампа может работать при температуре от -40 до +40 градусов Цельсия, питаться переменным напряжением от 150 до 250 В, частотой 50/60- Гц, при этом максимальный (пиковый) ток потребления составит 0,065 А.
SMD 3014
SMD 3014 относятся к группе сравнительно новых светодиодов, работающих от 3-3,6 В. Минимальная светоотдача у кристаллов в белом исполнении, максимальная – у цветных. Анод и 2 катода располагаются на нижней части корпуса. Компактные габариты облегчают установку. В лентах 30-120 элементов, реже – 240 на метр.
Получение светодиода определенного цвета
Для получения светодиода того или иного цвета используется три технологии – покрытие люминофором, использование RGB светодиодов и применение разных полупроводниковых материалов.
Покрытие люминофором
Люминофором называется вещество, которое может преобразовать поглощаемую энергию в свет. Получение светодиодов путем нанесения люминофора на поверхность имеет свои преимущества:
К недостаткам относятся:
Люминофор используется в белых светодиодах. С помощью люминофорного покрытия создаются диоды с различной цветовой температурой.
RGB-технология
Смешивание цветов по RGB технологии также помогает получить светодиоды различного спектра (обычно используются для белого). На матрице устанавливаются 3 монокристалла, каждый из них дает свой спектр RGB. Путем конструирования оптической системы цвета смешиваются и дают нужный оттенок.
Отрицательные качества вызваны расположением кристаллов полупроводника на поверхности. Из-за этого качественно организовать RGB модель сложно.
Применение различных примесей и полупроводников
Работа светодиода напрямую зависит от материала, из которого он выполнен. Использование полупроводников с различной шириной запрещенной зоны можно добиться нужного света от диода. От ширины запрещенной зоны зависит длина волны.
Для получения приборов в инфракрасном и красном цветовом спектре используются твердые растворы на основе арсенида галлия. Оранжевые, желтые и зеленые цвета получаются при помощи фосфида галлия. Синие, фиолетовые и ультрафиолетовые изготавливаются на основе нитрида галлия.
https://youtube.com/watch?v=Jq2bQyQGSLk%3Ffeature%3Doembed
SMD 5630 и 5730
SMD 5730 конструктивно похожи на 5630, основные отличия – увеличенный поток света и всего 2 контакта. Модификация с током 300 мА может работать в импульсном режиме, температура кристалла может достигать +130оС. Для повышения мощности СМД 5630 и 5730 устанавливаются на металлическую плату, эффективно отводящую тепло.
SMD 2835
У Led 2835 прямоугольная площадка, покрытая люминофором, яркость в 2-3 раза превышает показатели 3528. Корпус тоньше (если сравнивать с 5050), площадки контактов больше. На метр ленты устанавливается 30, 60 или 120 таких диодов.
Справка! Led SMD 3528, 2835, 5050 и 5630 – это один светодиод, отличающийся по количеству кристаллов и форме корпуса. Именно эти параметры определяют яркость и мощность. У 5050 и 5630 (5730) для вывода светового потока более широкое окно, обеспечивающее повышенные показатели эффективности в расчете на лм/Вт.
SMD светодиоды, характеристики, отличия популярных серий
Эти светодиоды в базовом оснащении защищены от перегрева. Стандартные размеры, форма и расположение выводов упрощают монтаж с применением средств автоматизации. Такой подход позволяет применять современные производственные технологии, снижать издержки.
Параметры, особенности применения
В маркировке светодиодов зашифрованы размеры. 2835 SMD – это 2,8 мм глубина и 3,5 мм ширина по максимальным габаритам корпуса
Этот прибор создан с применением полимерных материалов, которые отличаются стойкостью к высокотемпературным воздействиям. Они без повреждений выдержат +240°С. Но такие экстремальные режимы следует исключить, чтобы не повредить полупроводниковый кристалл. Типовая деградация в качественных изделиях этой серии не превышает 5% за 3 тыс. часов. Особенность. Этой серии являются увеличенные габариты контактных элементов для ускорения отвода тепла.
Технические характеристики SMD 2835 приведены в таблице:
Хорошие технические характеристики светодиода 2835 дополнены демократичной стоимостью. Эти приборы применяют для изготовления недорогих светильников, светодиодных лент.
Характеристики светодиодов 5050
Конструкция и особенности подключения выводов
Изделия этой серии отличаются хорошими показателями при компактных размерах. Именно на их основе в свое время были созданы первые специализированные лампы для автомобильной техники, светодиодные ленты. Разработчикам удалось разместить в небольшом корпусе три кристалла, которые при потреблении 1 Вт способны обеспечить световой поток до 80 лм.
Из этих компонентов были созданы первые «кукурузы», которые полноценно заменяли традиционные лампы накаливания мощностью 80-100 Вт
Уровень деградации за 3 тыс. рабочих часов в этих изделиях был снижен на 20% по сравнению с предыдущим примером (серия 2835). В отдельных модификациях стали применять диоды разных цветов комбинации R-G-B. Применив соответствующие контроллеры, можно организовать раздельное управление работы кристаллами.
Характеристики, важные нюансы
Эти приборы – развитие популярной серии 5050. В таблице приведены средние данные по изделиям известных брендов с применением цветовой температуры кристаллов на уровне 6 тыс. Кельвинов.
Заметно увеличен световой поток, мощность. Улучшен теплоотвод. Деградация при контрольном времени 3 тыс. часов не превышает 1%. Эти приборы можно применять в схемах с питанием импульсным током (до 170 мА).
Размеры светодиодов разных серий
Мощные светодиоды Cree
Если понадобились сверхяркие светодиоды 3 Вольта надо обратить внимание на продукцию этого производителя из США. Под брендом Cree выпускают мощные источники света для автомобилей, проекторной техники, стационарных и переносных прожекторов
Характеристики светодиодов Cree серии XM-L:
Улучшенные характеристики светодиодов XHP35 подходят для изготовления мощных фонарей
Эти приборы рассчитаны на максимальный ток потребления до 1050 мА, мощность – до 13 Вт. Падение напряжения составляет 11,3В при 350 мА. Коэффициент CRI более 90 обеспечивает отсутствие искажений в цветопередаче.
Для получения таких характеристик сверхяркие светодиоды данной серии были созданы по специальной технологии. Мощное излучение с равномерным распределением в спектре обеспечивают 4 области в одном кристалле. Такое решение позволило уменьшить размеры, увеличило прочность конструкции, устойчивость к механическим воздействиям.
Технические характеристики
Корпус полупроводников изготавливается из пластика, стойкого к тепловому воздействию, а кристалл – из нитридов галлия или индия. Приборы этой серии могут оснащаться кристаллами с белым, красным, зеленым, синим, реже с желтым цветами свечения. Для защиты от внешнего воздействия кристалл залит прозрачным компаундом. Нередко в компаунд добавляется люминофор.
Корпус прибора имеет размеры 3.5 х 2.8 мм (отсюда и наименование). Остальные габариты smd 3528 приведены на рисунке ниже.
Внутренняя схема источника света довольно проста – кристалл подключен к двум монтажным площадкам, расположенным на корпусе, которые одновременно являются радиаторами охлаждения.
Электрические характеристики SMD 3528, в частности рабочее напряжение и создаваемый световой поток, зависят от материала, из которого изготовлен кристалл, и цвета свечения. Обратимся к datasheet и для начала рассмотрим общие электрические характеристики сверхъярких светодиодов SMD 3528.
Основные максимально допустимые параметры SMD 3528:
- Мощность рассеяния кристаллом, мВт – 150.
- Прямой ток, мА – 50.
- Импульсный (не более 0.1 мс) ток, мА – 200.
- Обратное напряжение, В – 5.
А теперь взглянем на характеристики светодиодов различного цвета свечения.
Основные характеристики для красных
Основные характеристики для желтых
Основные характеристики для зеленых
Основные характеристики для синих
Чем 3528 отличается от 5050, 2835 и других светодиодов?
Светодиод 3528 был разработан довольно давно и на сегодняшний день считается слегка устаревшим. В чем его отличие от более «молодых» собратьев? Для начала сравним его с SMD 2835, имеющим те же размеры – 3.5 х 28 мм.
Несмотря на одинаковые размеры отличить их несложно. Во-первых, у 2835 больше светоизлучающая поверхность, а значит, и больший угол рассеяния. Во-вторых, у него больше контактные площадки, а это обеспечивает лучший теплоотвод и позволяет установить кристалл большей мощности и повышенной яркости, чем производители и воспользовались. Типовая мощность 3528 составляет 0.06-0.08 Вт, тогда как у 2835 этот показатель примерно в 3 раза выше. Так же разнятся и создаваемые ими световые потоки.
Полезно! Если SMD 3528 годятся в основном лишь для подсветки, то 2835 можно использовать и для создания полноценных осветительных приборов.
Что касается серии 5050, то тут отличия более существенны. Во-первых, 5050 имеет несколько большие размеры – 5.0 х 5.0 мм. Но, главное, в одном корпусе производители установили три кристалла разного цвета свечения – красный, зеленый и синий. Именно поэтому такие светодиоды нередко называют RGB (не путать с RGB лентой!).
Во-первых, это существенно повышает светоотдачу, а, во-вторых, регулируя яркость свечения кристаллов, можно получить практически любой цвет, включая белый. Таким образом, при помощи серии 5050 можно не только организовать полноценное освещение любой цветовой температуры, но и использовать приборы для декоративной, в том числе динамичной, подсветки, меняя яркость свечения кристаллов вручную или при помощи специальных контроллеров.
Но не все светодиоды 5050 RGB, есть и белые светодиоды, в этом случае устанавливаются 3 кристалла белого цвета.
Краткие технические характеристики
При изготовлении осветительных приборов производители руководствуются несколькими характеристиками:
Таблица самых распространенных SMD светодиодов:
Эти лампочки могут быть одно-, двух- и многоцветные. Из них можно создавать жесткие и гибкие модули любой формы (круглые, прямоугольные, линейные, с цоколем). Круглый радиатор используется в прожекторах.
Справка! Количество диодов в модуле постепенно уменьшается благодаря появлению высоковольтных SMD (на 15 и даже 45 В).
Область применения
SMD LED используют везде, где нужно что-то осветить, подсветить или попросту украсить. Они стали базовым элементом в лампочках общего освещения, в индикаторных панелях и ЖК-телевизорах, в системах аварийного освещения. Самым популярным товаром, собранным на SMD светодиодах по-прежнему остаётся светодиодная лента, а также её модификации в виде линеек и модулей.
В новой вариации многоцветные ленты конструируют на группах, которые состоят из четырёх мощных светодиодов разного цвета «R+G+B+W». В сумме их светоотдача намного больше, чем у привычных светодиодов SMD 5050, а наличие независимого white LED расширяет световые оттенки.
Краткие технические характеристики и применение
Популярны СМД светодиоды с маркировками 5050, 3528 и 5630 (5730). Именно в светодиодной ленте используются такие SMD кристаллы, благодаря чему получили широкое распространение.
Но других типоразмеров достаточно много. Вот основные из них (краткая характеристика и сферы применения, наиболее распространенных из них):
0603. Мощность 1,9 – 2, 3 ватт. Обычно применяется в приборных панелях автомобиля и в подсветки экрана в некоторых мобильных телефонах.
2835. Мощность 0, 2 – 1. Применяются в LED-лампочках, в карманных и тактических фонариках. Хорошо экономят энергию. Но в основном только белый цвет.
Не путайте с 3528, который более старый и не такой энергоэффективный.
3528. Появился давно. В отличие от 2835 выпускается в разных цветах: теплый и холодный белый, красный, зеленый, желтый и синий.
3014. Мощность 0, 1 Вт. Современные светодиоды. Конкретную сферу применения назвать сложно, в интернете информации мало.
3030. 1,5 – 2, 2 Вт. Для ремонта ЖК и LED телевизоров.
3535. 1-3 Вт. Заняли твердое место на рынке из-за высокой теплоотдачи. Активно применяются в уличном освещении и на производстве.
5050. 0, 2 или 0, 26 Ватт. В сущности, это просто три диода 3528 в одном корпусе. Используется для красивого общего освещения – барах, ресторанах, гостиницах и проч.
5630. 0, 5 Ватт. Лучшее применение в светодиодных лентах. Требуют хорошего охлаждения, потому почти не используются в других сферах.
0805 и 1206 мало распространены. Применяются в основном радиолюбителями или для подсветки телефонов (смартфонов).
5730. Мощность от 0,5 до 1 ватта. Средние характеристики и невысокая цена. Встречается в светильниках всех видов: от декоративного освещения до уличного и промышленного. Один из самых распространенных кристаллов.
Полезное видео по теме:
Как расшифровать маркировку
Маркировка обозначает тип светодиода (устанавливаемый на поверхности – от английского «surface mounted device»), и указывает типоразмеры корпуса диода в миллиметрах. Например, длина и ширина платы SMD 5050 5х5 мм. В производстве приборов для освещения используется технология поверхностного монтажа (Surface-mount technology).
https://youtube.com/watch?v=LfDw8j2A55g%3Ffeature%3Doembed
Калькулятор для расчета параметров токоограничивающего резистора для LED
При самостоятельном изготовлении светодиодных источников света и светильников необходимо рассчитать номинал и мощность токоограничивающего резистора. Для упрощения этой задачи представляю в помощь специальный онлайн калькулятор, с помощью которого Вы сможете рассчитать сопротивление и мощность требуемого резистора в зависимости от типа светодиода, их количества и напряжения источника питания. Параметр «Напряжение падения на одном LED» берется наибольшее значение из последней колонки таблицы, «Максимально допустимый ток через LED» из предпоследней колонки.
Если в наличии нет резистора нужной мощности, то его можно заменить несколькими резисторами одинакового номинала меньшей мощности, включив их последовательно или параллельно. При этом мощность, рассеиваемая на одном резисторе, будет равна расчетной мощности, деленной на количество резисторов. Величина резисторов при последовательном включении уменьшится и будет равна расчетной величине, деленной на количество резисторов. При параллельном включении нужно брать резисторы, номиналом, равным требуемому умноженному на количество резисторов.
Например, в результате расчета необходим резистор мощностью 1 ватт и номиналом 200 Ом. Этот резистор можно заменить четырьмя включенными последовательно резисторами мощностью 0,25 ватт номиналом по 50 Ом. При этом если светодиодов, например, пять, то впаять резисторы можно по одному между диодами.
Подключать непосредственно к источнику питания, батарейке или аккумулятору один или несколько соединенных последовательно светодиодов без токоограничивающего резистора недопустимо, так как это приведет к выходу их из строя.
При питании светодиодов от аккумулятора (батарейки), необходимо учесть, что во время работы светодиодов происходит, в зависимости от степени разряда и емкости аккумулятора, снижение напряжения на его выводах до 20%. Если напряжение холостого хода аккумулятора будет близко к напряжению падения на светодиоде, то он будет светить с пониженной яркостью.
Общее устройство и принцип работы SMD светодиодов
Этот вид светодиодов – плата, на поверхности которой закреплен кристалл, выращенный при помощи технологии металлоорганической эпитаксии. Самый важный этап производства – создание контактов и их покрытие пленками из металла.
Каждый диод монтируется в корпус, оснащается выводами, покрывается составом, отводящим или излучающим свет. Белые светодиоды покрываются люминофором. На кристалл устанавливается купол, фокусирующий свет. Тепло отводится через подложку, если диод мощный, устанавливается радиатор. Электрический ток превращается в свет в p-n- переходе (так же, как в любом другом диоде).
Основное преимущество СМД конструкции – максимальное приближение кристалла к подложке, отводящей тепло. На одну плату монтируется один или несколько светодиодов. Если в одном осветительном приборе их большое количество, свет достаточно мощный без установки дополнительных оптических систем. Достаточно обыкновенного стекла, потери из-за которого не превышают 8%.
Корпуса SMD отличаются по форме и размерам, они напрямую соединяются с монтажной платой при помощи контактной площадки.
Внимание! Благодаря простоте установку может выполнить неспециалист.
Краткая характеристика ленты SMD 5730
Светодиоды, относящиеся к довольно высокоэффективным. Многие даже считают 5730 одной из лучших марок в линейке SMD-светодиодов. Основные плюсы их в хорошей проводимости тепла и очень невысоком сопротивлении. Служат они довольно продолжительное время. Весьма неплохо переносят вибрацию, сырость и резкое изменение температур. Реализуются в основном лентой в катушке. Обладают комфортной светопередачей и высокой энергоэффективностью, в результате чего завоевали доверие предпринимателей, использующих 5730 в основном в торговых и офисных помещениях, в качестве надежных и мощных светодиодов. Также у них есть несколько преимуществ перед более ранними моделями:
Одноцветная лента с LED SMD 5730
Требования к подключению
Устанавливать диоды можно на любой поверхности: на бетонном потолке, оклеенном обоями, на пластиковой панели, рядом с натяжными пленками. Благодаря хорошему теплоотводу исключается возможность повредить материал. Но хотя монтаж приборов весьма прост по сравнению с выводными, установка требует выполнения нескольких рекомендаций:
Если предполагается монтаж садовой подсветки, следует выбирать изделия, защищенные от действия влаги и пыли.
SMD 3528
Led SMD 3528 прямоугольные, благодаря им прогрессирует Surface-mount technology. На коротких сторонах расположено по 2 контакта, минус обозначен срезом. Поверхность, покрытая люминофором, круглая, яркость излучения зависит от температуры – чем она выше, тем ниже яркость (при достижении +80 снижается четверть). Основная сфера применения – изготовление лент, состоящих из 30, 60 или 120 диодов на один метр.
Как правильно расшифровать маркировку?
Маркировка смд светодиодов предоставляет пользователю краткую информацию об изделиях. Например, перед нами светоизлучающий диод, маркированный SMD 2835 UWC 5. Расшифровываем: типоразмер 2835 с габаритами 2,8×3,5 мм, мощностью 0,5 Вт, белый оттенок свечения.
Как определить светодиод по внешнему виду?
Измеряете габариты диода с помощью любой линейки. Ищете размеры в таблице, определяете тип изделия и смотрите его характеристики.
Как определить полярность светодиода?
В прозрачном корпусе выводного светодиода можно увидеть анод и катод характерной формы.
На SMD-корпусах виден угловой срез, указывающий на катодный вывод. На тыльной стороне размещена площадка теплоотвода, смещенная в сторону анода.
Еще одним указателем полярности являются пиктограммы: треугольник, буквы П и Т. Направление буквенных выступов и вершины треугольника указывает на катод.
Малыш ML-E
Еще один интересный мощный и яркий светоизлучающий диод от американской фирмы класса XLamp носит название ML-E.
Его мощность составляет всего 0,5 Ватт. По факту данный LED имеет хорошие показатели, посмотрим на них:
Для наглядной демонстрации возможностей CREE ML-E приведем пример подсветки багажника в автомобиле.
Пример яркости свечения ML-E
Многие из вас знают какие цены предлагают китайцы на светодиодные лампы для габаритов авто. Одну и туже лампочку можно увидеть по разной цене по 100руб и по 200руб. А фирменные габаритные лампы или просто хорошие стоят уже от 500руб.
Большинство не видит разницы, кроме как в цене. Ведь в фирменной и китайской стоят практически одинаковые светодиоды. Тут большинство и совершают главную ошибку, на самом деле яркость и срок службы могут отличаться в десятки раз.
Основное визуально заметное отличие smd светодиодов от обычных состоит в конструкции их корпуса:
Обычные с аксиальными выводами (слева) и SMD светодиоды
Если обычный диод имеет достаточно длинные выводы для монтажа через отверстия в плате, то их smd аналоги имеют лишь небольшие контактные площадки (планарные выводы) и монтируются прямо на плату.
Монтаж светодиода обычным способом (слева) и методом поверхностного монтажа
Такой метод сборки называется поверхностным монтажом, отсюда и название светодиодов: smd (англ. Surface Mount Device – прибор для поверхностного монтажа). Такой монтаж наиболее прост, и его можно поручить роботам.
Сборку устройств на smd компонентах можно поручить роботу
Кроме того, стал возможен эффективный отвод тепла от кристалла благодаря очень коротким, но относительно массивным выводам и тому, что прибор практически лежит на плате. Ведь несмотря на свою экономичность, сверхъяркие диоды в процессе работы нагреваются. Эта особенность конструкции позволила изготавливать очень миниатюрные, но мощные smd светодиоды, требующие хорошего отвода тепла.
Сегодня мировая промышленность выпускает множество типов smd светодиодов, отличающихся друг от друга как габаритами, так и электрическими параметрами.
Выходные параметры
Под выходными параметрами подразумевают характеристики светодиодов, измеренные при определённых условиях. Замер выходных параметров производят на номинальном токе и температуре окружающей среды, равной 25°C.
Световой поток и сила света
Оптические характеристики светодиода выражают в виде светового потока и силы света. Световой поток (лм) – это количество световой энергии (видимый свет), излучаемой кристаллом и переносимой на поверхность за единицу времени. Для слаботочных светодиодов с рассеивающей линзой обычно указывают силу света (кд). Её физический смысл состоит в отношении светового потока к углу, внутри которого распространяется излучение. Другими словами, сила света – это интенсивность светового потока в некотором направлении. Отсюда следует, что светодиод с меньшим углом излучения обладает большей силой света при одинаковом световом потоке. Современные 5 мм светодиоды высокой яркости способны выдавать до 15 кд.
Угол излучения
В разных источниках можно встретить названия: «видимый угол», «угол рассеивания». С физической точки зрения его правильно называть «Двойной угол половинной яркости» и обозначать – «2Q1/2». Двойной угол половинной яркости присущ только приборам, которые имеют фокусирующую линзу, и зависит от формы корпуса. Он может иметь значения в пределах 15-140°. Белые светодиоды, предназначенные для smt монтажа, и матрицы на их основе характеризуются широким углом излучения – 115-140°.
Цвет излучения и длина волны
В зависимости от типа полупроводникового материала светодиод излучает свет в определённом волновом диапазоне. Например, зелёному цвету соответствует диапазон длин от 500 до 570 нм. При этом прибор с λ=500-520 нм имеет салатный оттенок, а с λ=550-570 нм – бирюзовый оттенок. Белый светодиод излучает в ультрафиолетовом или в широком спектре с дальнейшим выделением белого света с помощью люминофора. ИК и УФ диоды работают в невидимой зоне спектра. Поэтому в их маркировке указывается рабочая длина волны.
Цветовая температура
Этот параметр присущ исключительно белым светодиодам. Цветовая температура указывает на оттенок, который получают предметы, освещаемые в данном свете. Условно весь белый свет разделяют на тёплый, нейтральный и холодный и измеряют его в градусах Кельвина. Свет от светодиодов с одинаковой цветовой температурой может восприниматься по-разному, что объясняется их различным коэффициентом цветопередачи. Более подробно об этом написано здесь.
Световая отдача
Этот параметр показывает, какое количество светового потока излучает светодиод на единицу потреблённой мощности и измеряется в лм/Вт. Светоотдача является своеобразным коэффициентом полезного действия светодиода. По этому показателю мощные светодиоды уже превзошли газоразрядные лампы, перешагнув рубеж в 150 лм/Вт. Серийно выпускаемые светодиоды имеют светоотдачу около 100 лм/Вт. Световая отдача светодиодных ламп на 220В в 5-7 раз больше, чем у ламп накаливания.
Инерционность
Такое понятие как «инерционность» часто отсутствует в datasheet на светодиоды. Общепринято считать, что они мгновенно включаются и отключаются, т.е. являются безынерционными. На самом деле задержка при переключении может достигать нескольких нс. Для отечественных ИК излучающих диодов инерционность указывают в виде времени нарастания и спада излучающего импульса. Эти временные интервалы колеблются в пределах единиц-сотен наносекунд и оказывают влияние на работу в высокочастотном импульсном режиме.
Применение SMD светодиодов
В качестве элементов общего освещения светодиоды СМД стали использовать недавно (после достижения интенсивности излучения 120 лм/Вт). Это позволила производить светодиодные лампы, способные заменить люминесцентные и с нитью накала. Производители заботятся о том, чтобы потребителям при замене не нужно было менять или перестраивать систему освещения, покупать другие светильники и прожекторы. Из СМД Led просто собрать любые матрицы и встроить в стандартные корпуса люминесцентных и галогеновых ламп.
Диоды в узком корпусе крепятся на любые поверхности, для корпуса 3-5 мм требуется алюминиевый профиль, хорошо отводящий тепло. Мощность и цвет света подбирается для каждой сферы. Благодаря широкому углу освещения SMD используются на производствах ламп с самыми распространенными видами цоколей и прожекторов.
Любую ленту из СМД можно разделить и прикрепить как в помещении, так снаружи (в декоративных конструкциях, различных коробах, рекламных конструкциях).
СМД Led монтируются так же:
Справка! Самую большую популярность эти источники света приобрели у ландшафтных дизайнеров благодаря способности работать при любой температуре и уровне вибраций.
SMD 5050
В 5050 3 таких же светодиода, как в 3528, то есть, мощность повышена в 3 раза. На поверхности 6 анодов и 6 катодов на срезе (по 2 от каждого кристалла). Это более совершенный вариант 3528, позволяющий изготавливать цветные светодиоды (из красных, зеленых и синих кристаллов). Цветами возможно управлять раздельно. Напряжение 3,3 В, на метр ленты устанавливается 30 или 60 диодов.
Теперь рассмотрим каждый наиболее популярный типоразмер в индивидуальном порядке. С помощью цифр мы постараемся дать объективную оценку каждому виду, раскрыть сильные и слабые стороны.
Падение напряжения при номинальном токе 20 мА зависит от цвета излучения. Для белых LED оно может быть в пределе 2,8-3,4В, а световой поток 7,0-7,5 лм. Яркость SMD 3528 сильно зависит от температуры и при 80°C она снижается на 25%.
Соответственно производитель не рекомендует превышать значение рабочего тока более чем 60 мА. При этом прямое напряжение составит 3,3В, а световой поток 18 лм. Суммарное энергопотребление одного SMD 5050 равняется 200 мВт в диапазоне рабочих температур -40/+65°C.
Световой поток может достигать 58 лм, измеренный при прямом токе 150 мА. Через фирменные SMD 5630 разрешается пропускать до 200 мА постоянного и до 400 мА импульсного тока с коэффициентом заполнения 25%. Величина прямого напряжения зависит от оттенка белого света и может составлять от 3,0 до 3,6В.
Светодиод SMD 5630 имеет 4 вывода с ключом около первого контакта. Из них задействовано всего два вывода: 2 – катод (-) и 4- анод (+). Как и во многих современных LED SMD чипах снизу есть подложка, способствующая улучшению отвода тепла.
SMD 5730-05 выдерживает ток до 180 мА, рассеивая при этом 0,5 Вт активной мощности. Также он прекрасно работает в импульсном режиме с амплитудой импульса до 400 мА, длительность которого не более 10% от периода. Работая на номинальном постоянном токе, SMD 5730-05 обеспечивает яркость до 45 лм.
SMD 5730-1 можно эксплуатировать на постоянном токе до 350 мА и импульсном токе с коэффициентом заполнения не более 10% до 800 мА. Типовое падение напряжение в рабочем положении – 3,2В с мощностью до 1,1 Вт. Кристалл выдерживает температуру p-n-перехода в 130°C и нормально функционирует в пределах от -40 до +65°C. В сравнении с SMD 5050 он обладает меньшим тепловым сопротивлением и в 6 раз большим световым потоком, который в фирменном исполнении достигает 110 лм.
SMD 3014 – относительно новый типоразмер, относящийся к классу слаботочных светодиодов. Максимальный прямой ток кристалла не должен превышать 30 мА. Зона прямого напряжения 3,0–3,6В. У белых светодиодов теплых оттенков светоотдача минимальна (8 лм), а у холодных – максимальна (13 лм). Размеры SMD 3014 составляют 3,0х1,4х0,75 мм. Выводы анода и катода не ограничиваются пайкой с торцов. Они уходят на нижнюю часть корпуса, что должно учитываться во время изготовления печатной платы. Увеличенный размер контактных площадок улучшает отвод тепла и крепление светодиода. Вывод анода в 2 раза длиннее катода.
По остальным электрическим характеристикам SMD 2835 очень схож с SMD 5730-05. В свою очередь, конструктив элемента идентичен светодиоду SMD 3014, когда выводы анода и катода выполняют функцию теплоотводящей подложки.
Количество диодов на один метр
Еще одной особенностью этой LED-ленты является количество светодиодов на погонный метр. Это количество определяет способ их размещения. Собственно светодиодная лента SMD-3528 может иметь 60, 120, 180 или 240 светодиодов.
Различные типы светодиодной ленты
В первых двух случаях все элементы размещаются в один ряд (А и Б). Если количество светодиодов на погонный метр равняется 180, то они размещаются в три ряда (В). При этом три диода одной группы размещаются поперек ленты.
Если число светодиодов равняется 240, то они размещаются в два ряда (Г). Одна неделимая частица насчитывает шесть диодов.
От количества диодов в погонном метре зависит и мощность LED-ленты SMD-3528. Мощность одного метра SMD-3528 с 60-ю диодами на метр составляет 4,8 ватта.
Что касается этой величины той ленты, которая имеет 120 диодов на метр, то она равняется 9,6 вата. Метр светодиодной ленты, на котором есть 240 диодов, характеризуется мощностью в 16,8 ватта.
Для того чтобы SMD-3528 могла использоваться в различных интерьерах и могла гармонизировать с различными дизайнерскими стилями, производители красят печатную плату в разный цвет. Так, печатная плата может быть:
Все элементы (диоды, дорожки и резисторы) покрываются лаком
Здесь важно упомянуть о том, что SMD-3528 может покрываться также силиконом и герметизирующими веществами
Иными словами самая простая SMD-3528 не имеет защиты от воды. Те, которые покрываются силиконом (он наносится только на верхнюю часть), является частично защищенными от воды. Такая светодиодная лента 3528, на погонном метре которой может размещаться 60, 120 или 240 led, обозначается маркировкой IP65.
Также SMD-3528 может иметь сплошную герметизацию. Ее можно отличить благодаря маркировке IP67 и IP68.
Для того чтобы закрепление светодиодной ленты было легкой процедурой, производитель монтирует на нижнюю часть печатной платы клейкую ленту. Она обеспечивает надежное и длительное крепление.
Полезный совет: для того чтобы крепление было более надежным, поверхность объекта надо очищать и обезжиривать. Некоторые производители устанавливают некачественный двойной скотч.
Это может стать причиной преждевременного отклеивания. Для избегания этого сценария надо дополнительно использовать свой клей.
Примечательным фактом является то, что двойным скотчем не оснащаются только LED-лента SMD-3528 с обозначением IP67 и IP68.
Особенности лент SMD5730
Применяя высокоэффективные светодиоды 5730, характеристики и свойства которых заключаются в высокой теплопроводности и низком сопротивлении, обеспечивают длительный срок службы устройства. Они устойчивы к вибрации, повышенной влажности окружающей среды и перепадам температуры. Достаточно малы, имеют широкий угол свечения и прекрасно подходят для любых поверхностей при монтаже. Их можно приобрести в катушках и лентах.
Многим нравится использовать светодиоды 5730, характеристики которых подходят для применения в различных устройствах, что является очень удобным как для обыкновенных пользователей, так и для дизайнеров
Они являются незаменимыми для освещения торговых и офисных помещений, где важной считается не только высокая энергоэффективность, но и комфортная светопередача
Для тех, кто использует светодиоды, маркировка, характеристика и свойства имеют немаловажное значение. У них есть ряд превосходств над своими предшественниками, а именно:
— люминофорные белые светодиоды номинальной мощностью в 0,5 Вт отличаются значительным сроком эксплуатации, стабильными показателями и качественным исполнением; — высокая устойчивость к перепадам температуры, вибрациям и повышенной влажности окружающей среды; — деградация светового потока — не больше чем 1% за 3000 часов работы; — корпус изготовлен из качественного термостойкого полимера, который выдерживает до +250 °С; — светодиоды полностью пригодны для пайки оплавлением
— люминофорные белые светодиоды номинальной мощностью в 0,5 Вт отличаются значительным сроком эксплуатации, стабильными показателями и качественным исполнением; — высокая устойчивость к перепадам температуры, вибрациям и повышенной влажности окружающей среды; — деградация светового потока — не больше чем 1% за 3000 часов работы; — корпус изготовлен из качественного термостойкого полимера, который выдерживает до +250 °С; — светодиоды полностью пригодны для пайки оплавлением.
Плюсы и минусы светодиодов SMD
Небольшие габариты диодов СМД и большой поток света при минимальном энергопотреблении позволило осуществлять сборку плат автоматизированно.
Кроме таких качеств как экономичность, удобство, надежность, у этих источников света есть и другие достоинства:
Как у любого источника света, у СМД диодов имеются и недостатки. Основным рядовые потребители считают высокую стоимость. В модули диоды устанавливаются на значительном расстоянии друг от друга, светятся отдельные точки, что не может обеспечить равномерность светового потока. Еще один недостаток – низкая ремонтопригодность осветительных приборов. СМД только теоретически можно перепаять, на практике модуль необходимо отправлять на завод, выпустивший его. В результате ремонт обходится дороже, чем замена модуля.
Для того, чтобы СМД-диод отработал заявленный производителем срок службы, требуются дорогие системы питания и охлаждения (без них кристаллы быстро деградируют).
https://youtube.com/watch?v=A59R4lXw754%3Ffeature%3Doembed
Основные выводы
Большинство потребителей при покупке источников света ориентируются на срок службы. При выборе светодиодов решающую роль играет стоимость.
Эффективность этих источников света зависит от многих факторов, в том числе качества охлаждения и пускорегулирующего устройства. На практике модули из СМД-диодов часто проигрывают люминесцентным лампам с цоколем по соотношению цены и срока службы.
По-другому складывается ситуация с прожекторами с датчиками движения. Они экономят электроэнергию и удобны в использовании благодаря отсутствию выключателя. Такие приборы служат долго, если изготовлены одним из ведущих производителей. Эти осветительные приборы достаточно широко используются дизайнеры ландшафта.
При покупке любого светодиодного оборудования не стоит ориентироваться на цены, основной критерий – изготовитель. При выборе в интернет-магазине заказывать светодиоды нужно у производителя. Если изделие качественное, обязательно есть описание с указанием размеров, тока, напряжения, массы.
Необходимо так же учесть, что заявленный срок службы чаще всего далек от реального. Этот параметр зависит от пропускаемого через диод тока и качества системы охлаждения. Чем выше ток, тем быстрее деградирует кристалл, поэтому самые мощные изделия служат не более 40-50 тыс. часов. При снижении яркости на 30% осветительное оборудование меняется.
Подключения RGB светодиодной ленты: популярные схемы
Назначение, виды и принцип работы линзы для светодиода
Знать характеристики необходимо для того, чтобы уверенно
ориентироваться в огромном ассортименте лампочек. Имеющихся в продаже. Их
параметры нисколько не соотносятся с привычными характеристиками ламп
накаливания, поэтому важно изучить и расшифровать все имеющиеся значения. Иначе
неизбежны ошибки в выборе. Если необходимо приобрести большое количество ЛЕД-устройств,
возникнет риск потратить значительные суммы на неподходящие образцы.
Расшифровка обозначений LED-подсветки позволяет выяснить все основные параметры
светильника:
Выбор наиболее подходящего устройства определяется анализом
полученных значений. Свои способы расшифровки излагайте в комментариях.
Все о светодиодах Cree Q5
Технические характеристики и схема подключения светодиодов SMD 5050
Использование смд светодиодов в различных моделях осветительных приборов объясняется их многочисленными плюсами:
К минусам электронных компонентов относятся:
СМД светодиоды являются эффективными источниками основного освещения и декоративной подсветки. Разнообразие элементов позволяет подобрать оптимальный вариант по мощности, яркости и цвету.
https://youtube.com/watch?v=xTxMcQ74WMQ%3Ffeature%3Doembed
