Виды светодиодов, параметры, маркировка

Содержание:

Основные типы светодиодов

• Выводные
• SMD
• СОВ

Основные параметры светодиодов в светодиодных лампах, ленте, светильниках

• Ток
• Напряжение
• Мощность
• Световой поток
• Цветовая температура
• Габариты

Виды SMD светодиодов и их особенности

• Одно-, двух-, трехкристальные
• Цвет свечения
• Типоразмер

Как правильно расшифровать маркировку?

• Как определить светодиод по внешнему виду?
• Как определить полярность светодиода?

Достоинства и недостатки светодиодов

Сегодня на рынке осветительных приборов очень много именно светодиодных светильников. Эти устройства нового поколения очень популярны и используются для домашнего и городского освещения, в качестве подсветки матриц технических устройств. По размерам, техническим характеристикам и функционалу светодиоды очень разнообразны, выбирают их из-за хорошей энергоэффективности и широкой области применения. Перед покупкой важно знать, какие бывают виды светодиодов и чем отличаются диоды в зависимости от параметров.

Что такое светодиод? Это прибор-полупроводник, особенностью которого является преобразование электрического тока в световое видимое излучение. Используемое обозначение ЛЕД или light-emittingdiode переводится как "светоизлучающий диод".

Каждая модель светодиодов состоит из следующих элементов:

• катода – отвечает за подачу отрицательной части волны постоянного тока на полупроводниковый кристалл;
• анода – отвечает за подачу на кристалл положительной части волны;
• рассеивателя – увеличивает угол свечения;
• рефлектора – отражает поток света на рассеиватель;
• чипа полупроводника или кристалла – осуществляет излучение светового потока, используя для этого процесса p-n переход.

Внутри конструкции установлены 2 полупроводника, и каждый легирован разными примесями. В одном содержатся свободные электроны, во втором – отверстия. Благодаря этому обеспечивается p-n переход между полупроводниками во время перехода электронов от донора к реципиенту.

Изначально светодиоды использовались только как индикаторы на аппаратуре и оборудовании. При этом светоизлучающие диоды обладали небольшой яркостью и свечение можно было увидеть лишь в темноте. Такие изделия отличались выводной конструкцией. Она представляла собой круглый корпус, из которого выходили два вывода (анод и катод).

Но благодаря развитию технологий и тому факту, что у людей росла необходимость в альтернативных источниках освещения, стали появляться более яркие и мощные виды светодиодов.

В результате многолетние разработки специалистов принесли хорошие результаты – это SMD-диоды и многокристальные COB-диоды. Они применяются в современных светильниках, люстрах, прожекторах; при этом выгодно отличаются от ламп накаливания и галогеновых ламп тем, что обладают большей светоотдачей и яркостью, которая может достигать нескольких тысяч люменов.

Все светодиоды подразделяются на группы, и, исходя из параметров, можно выбрать прибор для определенного случая и цели, зная, какие бывают светодиоды. Групп этих всего две:

• индикаторные – маленькие диоды с небольшой мощностью, умеренной яркостью. Используют их для подсветки приборных панелей, цветовой индикации;
• осветительные – бывают разной мощности, до нескольких десятков Ватт, благодаря чему обеспечивается яркость и свечение высокой интенсивности. Применяют в лампах для освещения помещений, при создании светодиодных лент, внутри фар и различных приборов.

Основные типы светодиодов

Существует три основных типа светодиодов, которые различаются между собой по форме и функциональности. Как узнать, какой светодиод стоит в лампе? Важно уметь различать их по типу.

Выводные светодиоды

Такие диоды оснащены специальными «ножками», предназначенными для монтажа в отверстия печатной платы. Используются для подсветки и индикации, но есть отдельные модификации, применяемые для установки в бытовые фонари, переносные светильники, «лазерные» указки. Выпускаются выводные светодиоды в трех типовых модификациях:

• круглые (на 3, 5, 8 мм);
• цилиндрические;
• прямоугольные «Пиранья».

SMD-светодиоды

Используются очень широко, являются основой лампочек общего свечения, систем аварийного освещения и индикаторных панелей. Особенно популярны светодиодные ленты на SMD-диодах, которые выпускаются в виде линеек и модулей, с применением планарных светодиодов. Считаются наиболее универсальными, с прочным корпусом и высокой энергоэффективностью и длительным сроком службы.

Устанавливаются на плату с использованием поверхностного монтажа. В основе диода установлен светодиодный чип (кристалл), который установлен в корпусе квадратной или прямоугольной формы. Минусовой и плюсовой выводы сделаны в виде металлических полосок.

SMD- светодиоды создаются в 4 этапа:

• выращивание кристалла;
• планарная обработка пленки;
• бинирование (сортировка чипов по бинам (категориям));
• размещение полученных чипов в специальном корпусе.

Выращивание кристаллов осуществляется с помощью технологии, которая использует металлоорганическую эпитаксию. Это послойное наращивание структуры кристалла, создание контактных отводов от каждого p-n перехода.

На поверхность готового чипа наносится оптическое покрытие, в основном, это люминофор. На мощных светоизлучающих диодах устанавливается пластиковая фокусирующая линза, формирующая диаграмму направленности светового потока.

COB-светодиоды

На общей подложке COB-матрицы размещено большое количество светодиодных элементов. Это обеспечивает более высокую плотность кристаллов на единицу площади, если сравнивать с SMD-технологией.

Такая компактная матрица излучает световой поток хорошей однородности и интенсивности. Подложка выполняется из керамики или алюминия, заливается герметично люминофором. Чтобы излишки тепла были отведены, плата монтируется на радиатор.

COB-диоды соединяются последовательно в кластеры. Соединение созданных цепочек параллельное, в соответствии с требуемой выходной мощностью/яркостью.

Основные параметры светодиодов в светодиодных лампах, ленте, светильниках

Выбирая светодиоды, необходимо обращать внимание на параметры светоизлучающих диодов, установленных в нем. Существует несколько основных параметров.

Ток

У однокристальных светодиодов средняя величина рабочего тока, она варьируется в пределах 200 mA. В чипах многокристальных эта величина более высокая. Если ток, выдаваемый драйвером (блоком питания), нестабилен, это приводит к негативному воздействию на интенсивность свечения и срок службы светодиодов. Увеличение тока является причиной увеличения оттенка и световой температуры свечения чипа.

Напряжение

Питание светодиодов – это специальные драйверы, которые обеспечивают стабильность тока. Напряжение для каждой модели различается. Светодиодная лента запитывается стабилизированным напряжением.

Мощность светодиода

Такой параметр, как мощность, необходим для расчета нагрузки и подбора блока электропитания. Его вычисление производится с помощью простой формулы P = U х I.

Мощность led может быть:

• малая – менее 0,5 ватт;
• средняя – 0,5-3 ватта;
• большая – от 3 ватт.

Световой поток

Световой поток формируется светодиодами, угол рассеивания составляет 100-120 градусов. Для обеспечения лучшей фокусировки излучения осуществляется установка специальных купольных линз.

Цветовая температура

Комфортность зрительного восприятия искусственного светодиодного освещения зависит от цветовой температуры. Сегодня можно приобрести линейки светоизлучающих диодов различных оттенков белого свечения:

• теплый – 2700-3500 Кельвинов;
• нейтральный/дневной –23500-5000 Кельвинов;
• холодный – выше 5000 Кельвинов.

Габариты

Светодиоды бывают различных габаритов и типоразмеров. Чтобы определить точную модификацию SMD-светодиода, необходимо провести измерения длины и ширины изделия.

Виды SMD светодиодов и их особенности

SMD-светодиоды различаются по особенностям исполнения. Существует несколько классификаций и наиболее популярных моделей, которые используются в различной продукции светотехники.

Одно-, двух-, трехкристальные SMD светодиоды

Если говорить об однокристальных светодиодах, они состоят только из одного монохромного кристалла и различаются по степени мощности/яркости. Модели малой мощности потребляют ток до 20 мА, выдавая световой поток величиной 5-50mCd и 100-2000mCd, в зависимости от модификации. Кристалл закрывается линзой сферической или плоской формы. Более мощные светодиоды потребляют ток 50 мА - 1 А, дополнительно им необходима конструкция эффективного теплоотвода.

Многокристальные светодиоды могут содержать различное количество кристаллов, что дает возможность обеспечить необходимую яркость и цветовую палитру свечения. Рабочее напряжение бывает разным и устанавливается производителями.

Цвет свечения

Выпускаемые светодиоды бывают двух видов, которые различаются между собой способом цветообразования:

• одноцветные – создаются на основе однокристальных чипов, которые дают свечение белого, желтого и других основных цветов;

• мультицветные – оснащены трехкристальной структурой, которая состоит из чипов, светящихся такими цветами, как зеленый, красный, синий. Это базовые цвета, они смешиваются, что позволяет создавать сотни оттенков. Потоки света от 3 кристаллов соединяются в один пучок света с помощью оптической линзы либо без нее, за счет пространственного сложения. Для возможности регулировки яркости и цветовой палитры используется RGB-контроллер.

Типоразмер

Типоразмеры SMD-светодиодов кодируются четырехзначными числами, обозначение которых – это их линейные размеры. Самыми распространенными вариантами являются следующие из них:

• SMD3528 – модель малой мощности с низкой энергоэффективностью. Это решение экономично по стоимости и подходит для неярких светодиодных лент. Корпус прямоугольной формы размером 3,5х2,8х1,4 мм;
• SMD5050 – чип, состоящий из 3 кристаллов 3528 с зеленым, красным, синим свечением, суммарная яркость увеличена в 3 раза. Корпус квадратный с шестью выводами, размеры 5,0х5,0х1,6 мм;
• SMD2835 – однокристальный чип с небольшим энергопотреблением, при этом мощность достаточно высокая. Увеличение площади контактов позволяет улучшить отвод тепла. Слой люминофорного покрытия увеличивает интенсивность светового потока. Размер 2,8х3,5х0,8 мм;
• SMD5630 – разновидность мощного светоизлучающего прибора с высокой степенью яркости. Оснащен четырьмя выводами. Размер 5,6х3,0х0,77 мм;
• SMD5730 – почти полный аналог SMD5630. Есть модификации 5730-05 и 5730-1;
• SMD3014 – мощный источник светодиодного излучения, величина светового пучка составляет 9-11 люменов. Выпускаются на базе чипов, с различным количеством кристаллов. Увеличенная площадь теплоотводящей подложки обеспечивает эффективный отвод тепловой энергии.

Есть SMD-светодиоды с типоразмером типоразмера 3030, 7020, 8520, они используются редко. Время от времени производители выпускают новые модификации светодиодов с другими типоразмерами, их параметры существенно различаются.

Как правильно расшифровать маркировку?

Маркировка SMD-светодиодов важна и предоставляет пользователю информацию об изделии. Для примера можно взять светодиод с маркировкой SMD 2835 UWC 5.

Расшифровка будет следующей: типоразмер 2835 с габаритами 2,8×3,5 мм, мощностью 0,5 Вт, оттенок свечения белый.

Как определить светодиод по внешнему виду?

Для определения светодиода по внешнему виду необходимо измерить размеры диода, используя обычную линейку. Размеры просматриваются в таблице, и определяется тип изделия, описание его параметров.

Как определить полярность светодиода?

В прозрачном корпусе выводного светодиода можно увидеть анод и катод характерной формы. На SMD-корпусах есть угловой срез, он указывает на катодный вывод. На тыльной стороне имеется площадка теплоотвода, смещенная в сторону анода.

Еще один указатель полярности – пиктограммы. Они бывают в виде треугольника, букв Т и П. Направление буквенных выступов и вершины треугольника указывает на катод.

Достоинства и недостатки светодиодов

У светодиодов имеются как преимущества, так и недостатки. Рассмотрим их подробнее.

• у выводных типов LED плюсом является низкая стоимость, при этом имеется очевидный минус – малая яркость.
• SMD-светодиоды просты в ремонте и замене, стоят недорого и надежны в эксплуатации, обладают высокой светоотдачей. Недостатков у такого типа LED не обнаружено.
• COB-светодиоды служат долго – до 50 000 часов, равномерность свечения у них лучшая и высокий CRI, но ремонт и замена отдельных диодов невозможна, и стоят COB-светодиоды дорого.

В нашем каталоге вы можете ознакомиться с широким ассортиментом офисных светильников и светильников для потолка Армстронг, изготовленными из лучших светодиодов.