Салон штор в Санкт-Петербурге
Параметры светодиодов
Характеристики светодиодов, принцип работы, маркировка, монтаж
Сравнительно недавно в нашу повседневную жизнь вошли светодиоды. И не просто вошли – ворвались. Причем нагло и уверенно. И популярность их растет с каждым днем, что неудивительно. Ведь на сегодняшний день нет более экономичного и компактного источника света. К тому же цветовая палитра получаемого освещения очень разнообразна, что позволяет воплотить в жизнь любую фантазию дизайнера или домашнего мастера. Различные помещения могут быть оформлены так, что захватывает дух. Но мало продумать эксклюзивное освещение. Нужно еще понимать, каким образом воплотить его в жизнь. А это невозможно, не зная характеристики светодиодов. Сегодня мы и будем разбираться в их маркировках, размерах и областях применения.
Разнообразие индикаторных светодиодов – форма может быть любойЧитайте в статье
Принцип работы и конструктивные особенности светодиодов
Первые подобные элементы не предназначались для освещения помещений. Их световой поток был настолько слаб, что использовали их только для индикации. Однако инженеры правильно оценили потенциал, вложив в это изобретение массу времени и сил. И результат не заставил себя долго ждать – светодиоды стали развиваться настолько стремительно, что удивили и самих создателей. И вот уже наряду с обычными индикаторами на прилавках можно найти и сверхъяркие светодиоды, характеристики которых превосходят предшественников в разы, даже таких, как галогеновые лампы. А ведь они считались самыми яркими источниками света. Так как же работает подобный кристалл?
Принцип его работы основан на движении отрицательных и положительных частиц, которые под воздействием напряжения перемещаются, создавая световое излучение. Но вряд ли уважаемому читателю захочется вникать во все научные термины, а значит, будем объяснять все понятным простому обывателю языком.
Приблизительный принцип работы светодиода схематическиКонструкция такого светового элемента имеет 3 основные части:
- Катод. В индикаторных диодах со слабым свечением он прекрасно виден. Катод имеет форму флажка;
- Анод. Это тонкий ровный провод;
- Корпус, состоящий из прочной прозрачной или цветной эпоксидной смолы.
Этот небольшой ликбез необходим. Ведь если при сборке схемы на анод подать «минус» а на катод «плюс», то никакого свечения получить не удастся. Если говорить о внешнем виде индикаторных диодов, то анод, требующий подачи положительного заряда, всегда можно определить по более длинной ножке.
Можно увидеть, что у светодиода одна ножка длиннееКакие виды светодиодов можно встретить на прилавках
Такие световые элементы могут отличаться по множеству признаков, но все же виды их классифицируют по конструктивным особенностям. Их можно отличить по маркировке, в которой указываются следующие обозначения:
- DIP – это как раз индикаторный светодиод с небольшой силой светового потока. Корпус его состоит из эпоксидной смолы и имеет форму цилиндра с выпуклым или впалым верхом, играющим роль линзы. Внутри может быть 1, 2 или 3 кристалла разных цветов. В таком случае и ножек выводов будет больше – 2, 3 и 4 соответственно. Его прямым потомком стал диод «пиранья», который имел повышенную светоотдачу, однако он сильно нагревался и имел большой размер, а потому его производство прекратилось;
- SMD – это уже современные элементы, о которых сегодня мы расскажем подробно. Они имеют малые размеры, но яркость их значительно выше, чем у предшественников. Они используются для осветительных приборов, таких как лампы и светодиодные ленты;
- COB – одно из последних достижений в этой области. Представляет собой пластину, в которой находится множество кристаллов. Такие элементы имеют ровный и яркий свет и используются, помимо простых ламп, в прожекторах;
- «Cree» — сверхъяркие компоненты, которые производит одноименная фирма, не передающая технологию и право изготовления никому. Фонари на таких элементах могут светить на расстояние даже в 2 км.
Теперь, поняв какие бывают светодиоды, можно перейти к разбору их положительных и отрицательных качеств.
Есть ли минусы у осветительных светодиодов?
О положительных сторонах таких элементов можно говорить очень долго. Мы постараемся слишком не нагружать уважаемого читателя большим объемом информации, описав все наиболее кратко.
Осветительные приборы на таких элементах очень экономичны – вся потребляемая электроэнергия преобразовывается в световую (нагрева практически нет), что и позволяет повысить их коэффициент полезного действия почти до 100% (для сравнения, КПД лампы накаливания всего 5-15%). Срок их службы обычно около 50000 часов, что может составить от 6 до 10 лет, что создает дополнительную экономию бюджета на приобретении осветительных приборов. Да и отсутствие нити накала вкупе с прочным корпусом создает дополнительную защиту от вибрации.
Многоцветные светодиодные ленты сейчас очень востребованыБольшим преимуществом является пожарная безопасность. Подобные LED-лампы работают при помощи драйверов, которые понижают напряжение, подаваемое на светодиоды. Так же драйвер регулирует и напряжение, не позволяя резкому скачку вывести из строя элементы или создать ситуацию, при которой они могут взорваться.
Что же касается недостатков, то они совсем незначительны. Конечно, раньше стоимость таких осветительных приборов была довольно высока. Но сейчас, если сравнивать цены на светодиодные лампы и стоимость КЛЛ, то они практически сравнялись. Многие считают недостатком то, что светодиодную ленту необходимо подключать через блок питания. Однако, как выяснилось, это скорее достоинство, обеспечивающее безопасность.
Удивительное оформление праздника при помощи светодиодовОсновные характеристики LED-элементов
Как и в любом оборудовании характеристики играют очень важную роль при выборе и приобретении. Сейчас мы рассмотрим основные параметры, на которые следует обратить внимание.
Ток потребления и его параметр у светодиода
Ток светодиодов зависит от их типоразмера, а иногда даже от цвета. Обычно этот параметр имеет значение 0,02 А. Если же в одном корпусе вмонтировано 4 кристалла, то и ток возрастает соответственно, и будет равен 0,08 А.
Лампа ближнего света автомобиля на светодиодахПолезная информация! Увеличение силы тока способствует быстрому старению элемента. Именно для того, чтобы стабилизировать этот показатель, в современных бытовых LED-лампах и встроен драйвер. При подключении светодиодных лент для этой цели используется блок питания или контроллер.
При самостоятельном монтаже схемы к каждому светодиоду монтируется резистор, который ограничивает величину тока, тем самым защищая его от быстрого выхода из строя.
Номинальное напряжение световых диодов
Как такового понятия напряжения для таких элементов не существует. Лучше воспользоваться другим термином –падение напряжения на светодиоде. Это означает показатель, насколько меньше стало напряжение при прохождении через элемент. Есть усредненные значения этого показателя, которые зависят напрямую от цвета свечения. При синем, зеленом и белом цвете это 3 В, а вот для желтого и красного – 1,8-2,4 В.
При смешении разных цветов светодиодов рождается белыйПоказатели значения сопротивления
В целом знать значение сопротивления светодиода не требуется – эта информация ничего не даст. Ведь если он подключен правильно, то оно незначительно, если же нет, то полное. Интересен факт, что сам по себе этот показатель у подобных элементов является динамическим. Это значит, что если добавить напряжения, то сопротивление начнет падать и наоборот.
Мощность светодиодных ламп, их световой потока и его угол свечения
Угол свечения LED-элементов может быть разным. Обычно он варьируется от 20 до 1200. Вообще их основной световой поток более интенсивен в центре, а ближе к краям рассеивается. За счет этого и достигается большая освещенность при меньшей мощности. Если сравнить потребляемую мощность LED и обычной лампы накаливания, то можно увидеть следующую картину.
Мощность лампы накаливания, Вт | Мощность светодиодов, Вт |
100 | 12-12,5 |
75 | 10 |
60 | 7,5-8 |
40 | 5 |
25 | 3 |
В целом получается, что LED-элементы в 8 раз ярче «лампочек Ильича» при той же потребляемой мощности, или же при одной и той же силе светового потока светодиоды потребляют энергии в 8 раз меньше ламп накаливания.
Цветовая температура подобных компонентов
Гамма цветовых температур подобных элементов достаточно обширна. Для того, чтобы уважаемому читателю было более понятен диапазон, предлагаем ознакомиться с данными в форме таблицы.
Цвет и его температурное обозначение | Температура цвета, К | Примерные области использования | |
Белый | Теплый | 2700—3500 | В квартирах, домах и офисах.Этот свет наиболее приближен к дневному и оттенку ламп накаливания |
Нейтральный (дневной) | 3500—5300 | Рабочие места на производстве. Дает прекрасную освещенность, при этом не искажая цвета предметов | |
Холодный | свыше 5300 | Уличное освещение. Такой цвет более ярок и интенсивен | |
Красный | 1800 | Декоративная и фито-подсветка | |
Зеленый | — | В качестве фито-подсветки, а так же подсветки предметов в интерьере | |
Желтый | 3300 | Так же потолочная в квартире и подсветка рабочей зон кухни | |
Синий | 7500 | Декоративная подсветка натяжных и подвесных потолков, стен |
Наиболее распространенные размеры кристаллов
Размеры чипа измеряются в величине, обозначаемой «mill». Если говорить о привычной нам величине измерения, то 1 mill = 0,0254 мм. Наиболее распространенные размеры, это 24×24, 24×40, 35×35 и 40×40 mill. Для примера кристалл, размером 40×40 mill равен 1,143 х 1,143 мм, а его потребляемая мощность – 1 Вт.
Но наиболее интересно сейчас узнать, что же собой представляют SMD-элементы и какими свойствами они обладают.
В этом светодиоде содержится 50 кристалловХарактеристики SMDLED, их маркировки и области применения
Такие светодиоды в наше время используются повсеместно. Это не только бытовые и производственные помещения, но и автомобильная промышленность, различная цветомузыка и рекламные щиты. Если посмотреть на любой SMD-компонент, с первого взгляда непонятно, как одинтип отличить от другого. На самом деле это не сложно.
Глядя на маркировку такого светодиода можно сразу узнать его типоразмер, а зная их характеристики несложно высчитать и мощность, к примеру, световой полосы, на которой они установлены. Рассмотрим наиболее распространенные элементы, встречающиеся на российских прилавках.
Ассортимент SMD-светодиодов – это лишь их малая частьПараметры 2835SMDLED
Для начала необходимо понять, как определить размер по маркировке светодиодов. Все очень просто, если указаны цифры 2835, значит, размер элемента составит 2,8×3.,5мм. Характеристики светодиода 2835 неплохи. Светоотдача такого светового диода составляет 20-24 Люмен, а площадь излучения можно отнести к увеличенной. Интересен и показатель деградации. При 3000 часах работы при температуре в 2400 К такой элемент теряет всего 5% силы светового потока.
Вот она, лента со светодиодами 2835Полезно знать! Технические характеристики SMD 2835 позволяют его использование практически во всех областях, где необходимо освещение.
Характеристики светодиода 5050
Этот элемент имеет более крупные габариты. Однако это не означает, что его световой поток более сильный, нежели у предыдущего варианта. В его корпусе объединены 3 кристалла, аналогичных SMD 3528 (не стоит его путать с 2835 – они совершенно разные). К примеру, если светоотдача 2835 равна 20-24 Лм, то у 3528 этот показатель всего 6-8 Лм. Но, вернемся к SMD 5050. Его мощность составляет 0,2 Вт, а сила светового потока – 16-18 Лм.
А вот светодиод 5050 чаще используется для таких лампочекХарактеристики светодиодов SMD 5730
Это уже элемент, имеющий более хорошие показатели. Он намного ярче предыдущих, но и потребление его выше. По маркировке понятно, что его размеры – 5.7×3мм. Сила светового потока равна 50Лм при потребляемой мощности 0.6Вт. Сейчас появилось новое поколение таких светодиодов, мощность которых составляет 1Вт. Их маркировка уже выглядит как SMD5730-1.
Максимальная рабочая температура этих элементов 1200 К. При работе в такой температуре в течение 3000 часов деградация элемента составит лишь 1%.
Светодиод 5730 мощнее предыдущих элементовНовое слово в линейке SMDLED – элементы «Cree»
Эти светодиоды совершенно отличны от моделей, которые нами сегодня рассматривались и превосходят их по многим параметрам. В их линейке несколько модельных рядов, среди которых можно отметить сверхъяркие светодиоды на 3 вольта XQ-E HighIntensity, имеющие достаточно малые размеры – 1,6×1,6 мм. Угол свечения составляет 100-1500, а сила светового потока – 330 Лм. При этом светодиод содержит лишь один кристалл.
Самым маленьким из «Cree» второго поколения, названные производителем «High-Brightness» — это светодиод XHP35, характеристики которого просто поражают. При размерах 3,45×3,45 мм и необходимом напряжении 11-12 В этот элемент вырабатывает силу светового потока свыше 1000 Лм.
О мощности светодиода «Cree» уже ходят легендыДействительно, характеристики светодиодов «Cree» впечатляют. Компания устанавливает эти элементы на различное оборудование, включая и прожектора на парковках и осветительные приборы на стенах зданий и сооружений. Но интересно и то, что характеристики светодиодов для фонариков ненамного уступают тем, что устанавливаются на уличное освещение.
Как можно проверить световой диод мультиметром
Это сделать несложно. В любом мультиметре есть свой источник питания, который и поможет при проверке. Необходимо выставить переключатель на лицевой панели в положение прозвонки. При этом, если прикоснуться одним щупом к другому должен раздаться звуковой сигнал.
Далее прикасаемся щупами к ножкам диода. Если он не засветился, нужно поменять полярность. Если же и в этом случае ничего не произошло, значит элемент неисправен.
Проверить светодиод мультиметром достаточно легкоМаркируются ли светодиоды по цвету?
Маркировка Российских светодиодов достаточно сложна. Для примера приведем лишь небольшую часть таблицы цветовой маркировки.
Светодиод | Материал корпуса | Цвет свечений | Маркировка |
АЛ102А | Металлостекло | Красный | Красная точка |
АЛ102В | -/- | Зеленый | Зеленая точка |
АЛ102Г | -/- | Красный | 3 красные точки |
АЛ102Д | -/- | Зеленый | 2 зеленые точки |
ЗЛ102А | -/- | Красный | Черная точка |
ЗЛ102Б | -/- | Красный | 2 черные точки |
ЗЛ102В | -/- | Зеленый | Белая точка |
ЗЛ102Г | -/- | Красный | 3 Черные точки |
ЗЛ102Д | -/- | Зеленый | 2 белые точки |
АЛ112А | -/- | Красная полоска | |
АЛ112Б | -/- | Зеленая полоска | |
АЛ112В | -/- | Синяя полоска | |
АЛ112Г | -/- | Красная полоска | |
АЛ112Д | -/- | Зеленая полоска | |
АЛ112Е | -/- | Красная точка | |
АЛ112Ж | -/- | Зеленая точка |
Зарубежные элементы маркируются по-разному, в зависимости от страны производителя и фирмы.
Часто маркировка на светодиодной ленте расшифровываетсяБуквенная маркировка светодиодной ленты
Светодиодная лента сегодня является действительно мультифункциональной. Ведь она используется не только для подсветки потолков, но и как основное освещение, и как скрытая подсветка рабочей зоны. Да и в качестве ходовых огней она подходит прекрасно.
В маркировке светодиодной ленты присутствуют как буквенные, так и цифровые обозначения. Сейчас разберем на примере, как это расшифровать. Возьмем обычную маркировку –LED-CW-SMD-5050/60 IP68. Первые буквы обозначают источник света, вторые – цвет, в нашем случае белый. Далее идет тип светодиодов и их цифровая маркировка/количество на один метр. И последняя запись после пробела – это класс защиты. Наверняка, если уважаемый читатель заинтересовался световыми диодами, то он немного знаком с маркировками класса безопасности электроприборов. Здесь он идентичен.
При помощи светодиодов возможно любую комнату сделать удивительнойДля чего можно самостоятельно использовать световые диоды
На самом деле из светодиодов можно сделать множество полезных устройств. Здесь все зависит от навыков начинающего мастера радиоэлектроники и его фантазии. Рассмотрим простейшие варианты некоторых приборов, которые под силу сделать своими руками даже не имея никаких навыков.
Стабилизирующее устройство питания для светодиодов
Понятно, что без стабилизатора работать LED-элементы не могут, а значит, нужно его или купить, или смонтировать собственноручно. Самым простым вариантом будет использовать блок питания от сломанного компьютера. Если же это не подходит, то неплоха и гирлянда для елки китайского производства. Ее контроллер позволит вполне сносно обеспечить питанием 15-20 элементов небольшой мощности.
Такой стабилизатор для светодиодов можно заказать в интернетеДневные ходовые огни автомобиля
Изготовить ДХО? Нет ничего проще. Используем влагозащищенную (IP66 или выше) ленту. Она проклеивается снизу фары или в удобных местах по переднему бамперу. Припаянные к ней провода заводятся в решетку радиатора. Далее следует подключение, согласно схеме автомобиля, к зажиганию. Места спайки лучше всего обработать силиконовым герметиком – это убережет от окисления.
Мигающая реклама на фасаде магазина
Известно, что мигающая реклама привлекает лучше статичной. Здесь все зависит от пожеланий мастера – как засверлить отверстия в щите и расположить светодиоды. А вот с их соединением придется потрудиться. Как рассчитать сопротивление светодиодов, мы рассмотрим чуть ниже, а вот с распайкой будем разбираться сейчас.
Пример самодельной рекламы из светодиодовЕсли мы берем в качестве стабилизатора блок от китайской гирлянды, то первым делом нужно посмотреть, какова его мощность и выходное напряжение, а уже исходя из этого, рассчитываем, количество элементов и схему их спайки. Ее лучше зарисовать на бумаге, чтобы не запутаться.
Светомузыка для праздничного настроения
Для нее понадобится специальное устройство, которое и будет подавать импульсы, исходя из такта музыки. Если нет знаний в области радиоэлектроники, то самому его сделать не удастся, придется приобретать. А в остальном все аналогично предыдущему варианту.
Отвертка-индикатор на LED-элементах
Такое устройство потребует некоторых дополнительных деталей, но в итоге его можно будет сделать без особых усилий. Для тех, у кого ее нет, можем предложить схему, для сборки которой потребуется световой диод, емкостное сопротивление, ограничивающее ток и обычный диод VD1 1N4001, который защитит от обратной полуволны.
Схема индикаторной отвертки на светодиодахКаким образом подключаются светодиоды: некоторые схемы
Основное правило при подключении, это наличие сопротивления. Его задача – не дать, при скачке напряжения, увеличенной силе тока спалить световой диод. Но его необходимо правильно высчитать. Сейчас попробуем понять, как это сделать.
Рассчитываем номинал сопротивления для светодиода
Для правильного расчета сопротивления для светодиода нам понадобится следующая формула:
R=(Uпит-Uпад)/I, где R – необходимое нам сопротивление; Uпит – входное напряжение; Uпад – номинальное напряжение светодиода и I – ток светодиода. Однако стоит помнить, что характеристики светодиода 3 Вт одного производителя могут не совпасть с параметрами идентичного, но изготовленного другой фирмой.
Прожектор на светодиодах с датчиком движения – удобно и экономичноЕсли же нет желания производить самостоятельно все вычисления, можно воспользоваться онлайн-калькулятором.
Полезно знать! Если производится подключение через блок питания от смартфона или телефона, наличия сопротивлений не требуется.
Подключение светодиода к сети 220 В: схемы и правила
Здесь необходим обычный диод перед источником света. Это значит, что можно, высчитав необходимое количество светодиодов и соединив их последовательно, включить в цепь перед первым из них диод VD1 1N4001. Этого будет вполне достаточно, чтобы избежать обратного пробоя. Однако о сопротивлениях перед каждым из светодиодов забывать нельзя.
Прекрасные ночники на светодиодах для домаСтатья по теме:
Светодиодные настольные лампы для рабочего стола. Как правильно подобрать прибор, какой интенсивности требуется освещение, где его установить, обзор оригинальных моделей – об этом и многом другом в специальном материале.
Параллельное и последовательное подключение – в чем разница
Последовательное подключение применяется для компенсации высокого напряжения. Иными словами, если у нас 2 лампы на 127 В, а напряжение в сети 220, мы можем соединить их последовательно, и они будут прекрасно работать. Если же их соединить в параллель, то они просто взорвутся.
На схеме это выглядит так. При последовательном подключении светодиодов анод одного из них соединен с катодом другого. Такая цепь продолжается до тех пор, пока суммарное напряжение светодиодов не совпадет или не приблизится вплотную к напряжению сети.
При параллельном соединении все аноды соединяются между собой, как и катоды.
Статья по теме:
Схема подключения светодиодной ленты к сети 220в. В статье подробно рассмотрим плюсы и минусы светодиодов, области их применения. Как правильно выбрать ленты, их виды и средняя стоимость. А также секреты монтажа своими руками.
Как подключить светодиоды к 12 В
Здесь принципиальных различий с подключением светодиодов к сети в 220 В нет. Разница лишь в количестве элементов и расчетах их сопротивлений. Но 12 В все же безопаснее. А значит, если у начинающего мастера нет опыта в подобных делах, лучше потренироваться на подключении светодиодов на 12 В.
Светодиоды на 12 В, как и лента, питаются через такой блок-стабилизаторСтатья по теме:
Из данной публикации Вы узнаете про блок питания 12 В для светодиодной ленты: необходим ли он, для чего служит и как его выбрать, его положительные и отрицательные качества, как рассчитать подобное устройство, как сделать своими руками.
Подведем итоги
Рост популярности светодиодов,несомненно, приведет к тому, что через какое-то время человечество и вовсе откажется от использования люминесцентных и ламп накаливания. Ведь это действительно самый экономичный и безопасный вид освещения. Будем надеяться, что инженеры не остановятся на достигнутом и, возможно, скоро мы увидим новый светодиод, который превзойдет даже продукцию «Cree».
Надеемся, что уважаемый читатель нашел в нашей статье то, что искал. Если у Вас возникли вопросы, наша команда с радостью на них ответит в обсуждениях ниже. А напоследок короткое видео, которое сможет Вас заинтересовать.
ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? Поддержите нас и поделитесь с друзьями
Характеристики светодиодов
Рынок предлагает большое количество самых разных светодиодов по самой разной стоимости. Разобраться в этом многообразии и выбрать именно то, что нужно поможет понимание характеристик светодиодов.
Первое, на что нужно обратить внимание, это производитель светодиода. Вернее, важно не столько конкретное название производителя, сколько сама возможность его идентифицировать. Смысл в том, что если у светодиода есть конкретный производитель, то к остальным заявленным его характеристикам появляется какое-то доверие, которое тем больше, чем известней и именитей этот производитель есть. В противном случае, практически всегда заявленные характеристики окажутся завышенными, а сама покупка превращается в своего рода лотерею. Особая внимательность требуется, когда нужна серия светодиодов, которые будут работать вместе. Чем менее известен производитель таких светодиодов, тем более вероятность того, что светодиоды даже вроде бы из одной партии будут иметь разные оттенки, яркость и надежность свечения.
Пример плохой светодиодной ленты - светодиоды имеют разную температуру свечения
Следующая важная характеристика светодиодов это цвет для цветных или цветовая температура для белых светодиодов. На данный момент производятся светодиоды от ультрафиолетовых до инфракрасных. Каждый конкретный цветной светодиод излучает свет в узком спектральном диапазоне – 5-10 нм.
Соответствие излучаемой длины волны к цвету светодиода
Конкретная длина волны может быть важна при выборе светодиодов для растений или аквариума. Встречаются также трехцветные RGB-светодиоды, которые представляют собой фактически три светодиода – красный, синий, зеленый – размещенные на одной подложке. Обычно они имеют общий анод или катод. Также должна указываться длина волны каждого цвета. Бывают двухцветные (например, красный и зеленый) светодиоды. Это, как правило, индикаторные светодиоды совсем небольшой мощности.
RGB-светодиод
Белые светодиоды излучают свет широкого спектра и различаются оттенками – цветовой температурой – от теплой белой до холодной. Цветовая температура измеряется в кельвинах и должна указываться в характеристиках конкретного светодиода.
Цветовая температура - диаграмма
Ведущие производители, например, CREE, приводят в технической документации спектральные характеристики своих белых светодиодов. В каких-то случаях это может быть очень важно. Более подробно об источниках света производства этой компании читайте в статье "Светодиоды CREE".
Спектр белого светодиода на примере CREE MT-G2
Визуально – чем теплее белый свет, тем он желтее. Чем холоднее – тем синее.
Визуальные различия свечения разной температуры
Следующие связанные параметры светодиода – это его максимальный рабочий ток, падение напряжения и их произведение – максимальная потребляемая мощность светодиода. Потребляемая мощность во многом определяет область применения светодиода – десятые доли ватта (рабочий ток до 50мА) для индикаторных светодиодов и до десятков ватт для мощных осветительных светодиодов. Индикаторные светодиоды не требуют дополнительного охлаждения, могут иметь разные размеры и варианты исполнения для выводного или поверхностного монтажа.
Индикаторные светодиоды разных размеров
Достаточно распространены осветительные светодиоды для поверхностного монтажа малой и средней мощности. Такие светодиоды имеют размеры до 5х6 мм и рассчитаны на рабочий ток до 50мА. Монтируя линейки из нескольких таких светодиодов можно получить достаточно мощные источники света. Также часто такие светодиоды продаются в виде готовых осветительных лент.
SMD-светодиоды собранные на ленте
Мощные светодиоды в процессе работы на максимальных токах выделяют большое количество тепла и это, безусловно, необходимо учитывать при проектировании готового устройства. Обычно такие светодиоды припаиваются к алюминиевой подложке, которая, в свою очередь, крепится к радиатору.
Мощный светодиод на алюминиевой подложке - "звездочке"
Хороший теплоотвод очень важен, поскольку при перегреве снижается эффективность работы светодиода, значительно ускоряется деградация кристалла и, соответственно, уменьшается срок его службы. Опять же, если теплоотвода будет совсем недостаточно, то светодиод в итоге банально сгорит.
Мощность светодиода также определяет способ его питания. Для маломощных индикаторных светодиодов можно обойтись ограничивающими ток резисторами. Мощные светодиоды требуют более внимательного подхода и здесь уже не обойтись без подходящих по мощности драйверов.
Совсем не рекомендуется превышать максимальный рабочий ток светодиода – может произойти пробой и светодиод необратимо разрушится. Вообще, если рассчитывать на долговременную эксплуатацию, то реальный рабочий ток не должен превышать 70-75% от максимально допустимого. Безусловно, при достаточно эффективной системе теплоотвода.
Следующая важная характеристика светодиодов – это величина светового потока, излучаемого светодиодом. Световой поток измеряется в люменах на ватт мощности и определяется энергоэффективностью светодиода (подробнее – в статье «Энергоэффективность светодиодов»). Световой поток и освещенность связаны с физиологическими человеческими особенностями. Человеческий глаз наиболее чувствителен к желто-зеленому свету с длиной волны 555нм. Поэтому понятия энергоэффективности и величины светового потока фактически могут быть отнесены только к белым светодиодам. Более того, в силу различия излучаемого спектра, белые светодиоды с холодной цветовой температурой будут более эффективны, чем светодиоды с теплым белым светом. Сегодня лидером по энергоэффективности является компания CREE. Серийно производимые ими светодиоды на сегодня имеют эффективность до 200 люменов на ватт мощности. И эта цифра постоянно растет.
Для практического применения светодиодов также важен такой их параметр как угол распространения света. Плоский кристалл светодиода излучает свет узким пучком, что не всегда удобно. Для расширения светового пучка используются те или иные оптические системы. Обычно это небольшие рефлекторы и линзы, устанавливаемые на светодиод.
Оптические системы на индикаторных и мощных светодиодах
Тем не менее, мощность излучения существенно падает по мере увеличения угла. Это хорошо иллюстрирует следующий график.
Зависимость интенсивности свечения светодиода от угла рассеивания света
Часто в характеристиках светодиода указывается только одно число – угол рассеивания. Например, 130 градусов. Это означает, что наблюдатель, расположенный под углом в 65 градусов к центральной оси светового пучка, получит всего 10-20% светового потока.
Срок службы современных светодиодов составляет десятки тысяч часов, что, скорее всего, будет гораздо больше, чем период работы готового изделия в целом. По этой характеристике светодиоды разных производителей отличаются мало, разве что совсем уж непредсказуемый китайский производитель NoName преподнесет неприятный сюрприз.
Также при нормальных условиях эксплуатации световой поток светодиода совсем незначительно ухудшается с течением времени – единицы процентов на несколько тысяч часов. Заметно ухудшить этот параметр может системный перегрев светодиода в работе или превышение его максимального рабочего тока.
Светодиоды становятся все более доступны для самых разных областей применения. Многообразие их вариаций способно запутать самого искушенного потребителя. Знание и понимание самых разных характеристик светодиодов было и остается ключевым для того, чтобы то или иное принятое решение о покупке было единственно правильным.
Характеристики светодиодов, обзор предложений и подключение
Эти полупроводниковые приборы отличаются хорошими потребительскими характеристиками при разумной стоимости. Их применяют в быту, для решения коммерческих и производственных задач. Для правильного выбора надо знать не только общие характеристики светодиодов. Пригодятся сведения о современных моделях, электрических схемах рабочих устройств. В этой статье вы найдете ответы на эти и другие практические вопросы.
Чадящий факел и гаснущие от дуновения ветерка свечи выглядят интересно только в компьютерных играх. В реальной жизни Лара Крофт явно отдаст предпочтение универсальному фонарю на светодиодахСодержание статьи
Что такое светодиод – принцип действия
Принцип действия полупроводникового светодиодаНа этом рисунке схематично изображено излучение (hv) c длиной волны (Lp) примерно 250 мкм. Оно создано в p-n переходе (полупроводник прямосмещенного типа) при рекомбинационном переходе инжектированных носителей на другой энергетический уровень.
В этой фразе есть несколько общеизвестных слов. Для расшифровки специфических терминов и понятий нужно изучить соответствующий раздел науки. Но на самом деле углубление в физику процесса не имеет практического значения. Вполне достаточно знать, что светодиод – полупроводниковый прибор. Он излучает в видимом диапазоне спектра при пропускании тока ограниченной величины в прямом направлении.
Конструкция и типовые части светодиодаЭлектрическая схема подключенияМир светодиодов: краткий обзор предложений современных производителей
Первые удачные эксперименты были проведены более ста лет назад. Но только в конце 70-х прошлого века удалось создать образцы, пригодные для коммерческого применения.
Разные комбинации полупроводниковых материалов создают волны определенной длиныДля зеленого цвета применяют AlGaInP (Алюминий-Галий-Фосфид индия). Красный получается с использованием AlGaAs (Алюминий-Арсенид галлия). Долгое время не могли найти комбинацию для синего. Только в 90-х годах был найден подходящий состав, за который авторы получили Нобелевскую премию. Сочетание перечисленных цветов позволило создать белый свет. С этого времени был дан старт массовому внедрению технологий данной категории в разные сферы человеческой деятельности.
Индикаторные светодиоды
Конструкция прибора DIP типаДля концентрации светового потока функции отражателей выполняет опорная пластина и стенки. Такие приборы выпускают с выпуклыми линзами и прямоугольными торцами диаметром от 3 до 10 мм. Их подключают к источникам питания 2,5-5 В с ограничением по току до 20-25 мА. Угол рассеивания не превышает 140°. Яркость – до 1,1 люмен.
Индикаторные светодиоды ранее применяли для создания фонарей, светофоров, информационных стендов и рекламных табло. В наши дни появились новые модификации полупроводниковых приборов с большей силой света.
Оригинальная подсветка сценических костюмовНа практике пригодятся следующие преимущества индикаторных светодиодов:
- низкая стоимость;
- хорошая защищенность от влаги и других неблагоприятных внешних воздействий;
- безопасные токи и напряжение питания;
- небольшое потребление энергии.
Последний пункт надо дополнить низким выделением тепла. Такие устройства способны функционировать долгосрочно в широком температурном диапазоне без специальных охлаждающих радиаторов.
Осветительные светодиоды
Полупроводниковые приборы SMD, как наиболее распространенные изделия, подробно рассмотрены ниже. Их создают в стандартных размерах на специальной подложке, которая хорошо приспособлена для последующего монтажа на печатную плату.
Излучающее поле лампы, созданное из SMD светодиодовДля улучшения защищенности полупроводники закрепляют на подложке внутри литого пластикового корпуса. Верхняя полусферическая часть образует линзу, что помогает сузить световой поток.
«Пиранья». Грозное название этой категории подчеркивает высокую эффективность приборовСледующая группа изделий создана специально для освещения. На подложке размещают синие светодиоды. Сверху – слой люминофора. В данном случае применяют большее количество кристаллов на единицу поверхности по сравнению с технологией SMD. Это позволяет получить сильный световой поток.
Мощную матрицу категории COB (Chip On Board) надо охлаждать. Такие лампы устанавливают в автомобильные фары ближнего и дальнего светаТехнология Chip On Glass («Чип-на-стекле»)На фото изображены основные стадии производственного процесса:
- Создается подложка из стекла нужной формы.
- На ней закрепляют последовательно полупроводниковые кристаллы.
- Сверху устанавливают слой люминофора.
- Далее – финишное защитное покрытие.
В цоколе лампочки размещают блок питания, который создает постоянное напряжение с нужной силой тока.
К сведению! При сравнении разных видов изделий надо отметить позитивно ремонтопригодность SMD модификаций. Светодиоды COB при выходе из строя приходится заменять.
Плюсы и минусы осветительных светодиодов
Выяснив, какие бывают светодиоды, надо перечислить их преимущества по сравнению с альтернативными изделиями:
- Лучшие полупроводниковые приборы способны обеспечить более 200 люменов на 1 Вт энергии. Это потребление на 80-85 % меньше по сравнению с типовыми лампами накаливания.
- Качественные светодиодные светильники устойчивы к вибрациям, перепадам напряжения в сети. Долговечность лучших изделий приближается к 100 тыс. часов, что эквивалентно белее чем 11 годам непрерывной эксплуатации.
- Отсутствие ртутных и других вредных соединений вместе с прочной рассеивающей колбой повышает уровень безопасности.
Не забывайте, что в экономический расчет надо включать все сопутствующие расходы. Светодиодные источники, сделанные известными производителями, стоят дорого. Только через несколько лет получится окупить первоначальные инвестиции. Также надо отметить:
- Мерцание при недостаточно качественной сборке блока питания.
- Небольшой угол рассеивания.
- Различные технические характеристики в одной товарной партии.
- Узкий диапазон цветовой температуры, несоответствие параметра паспортным данным.
К сведению! Некоторые недостатки объясняются сомнительным происхождением готовой продукции. Для получения надежных гарантий приходится приобретать изделия известных торговых марок, что увеличивает затраты.
Основные характеристики светодиодов
Изложенные ниже сведения следует изучить для более точного выбора изделий. В комплексной оценке учитывают следующие факторы:
- параметры источника питания;
- характеристики светового потока;
- потребление электроэнергии;
- долговечность.
Ток потребления
Приборы, которые причислены к индикаторной категории, потребляют не более 20 мА. Мощные осветительные светодиоды – до 300 мА и даже более того. Источник питания и провода должны быть рассчитаны на соответствующие нагрузки.
Следует подчеркнуть необходимость поддерживать стабильный ток светодиода. При незначительном повышении этого параметра меняются характеристики спектра, ускоряется деградация кристалла. Дальнейший рост приводит к разрушению полупроводника.
Чтобы исключить подобные негативные воздействия в цепь питания устанавливают специализированный стабилизатор тока («драйвер»)Напряжение
Этот параметр определяет падение напряжения на светодиоде при прохождении через него номинального тока. Точная величина указана в техническом паспорте изделия. Значение не является единым даже для одинаковых групп. Так, например, на белом индикаторном светодиоде падение может составить 3 В, а на красном – 1,8 В.
Сопротивление
Минимальное электрическое сопротивление светодиодов заставляет применять в обязательном порядке защитные средства. Для ограничения силы тока при подключении к источнику питания надо обязательно использовать резисторС применением указанных на рисунке ниже приведен пример, как рассчитать сопротивление для светодиода. Падение напряжения на нем будет составлять 7,2 В:
Uип (постоянное напряжение источника питания) – Uр (падение напряжения на светодиоде) = 9-1,8.
Сопротивление вычисляют по закону Ома:
R=U/I=7,2/0,02=360 Ом.
К сведению! Выбирайте изделие из стандартной номенклатуры с большим значением. Помните о том, что резисторы выпускают в разных классах точности, поэтому разница параметров может превышать 10% в одной партии.
При последовательном подключении складывают падение напряжения на каждом полупроводниковом элементе. Расчеты выполняют по приведенной выше схеме.
Исключите подключение светодиодов параллельно к одному резисторуЗначительный разброс параметров полупроводниковых приборов будет сопровождаться разной интенсивностью свечения. Как отмечено ранее, даже небольшое превышение номинальной силы тока значительно ускоряет деградацию, увеличивает риск поломки изделия.
Мощность светодиодных ламп
Падение напряжения на подобных индикаторных светодиодах составляет 2,4 В, а ток – 20 мАПри этих исходных параметрах прибор потребляет 0,048 Вт в час (1,152 Вт – за сутки, 34,56 – за месяц). Но требования возрастают, когда нужно создать достаточно сильный источник света.
Допустим, необходим прожектор мощностью 100 Вт который составляется из полупроводниковых одноваттных матриц с падением напряжения 3 В на каждой. При параллельном подключении понадобится применить источник тока на 33 А (100 × 0,33). Это очень много. Для прокладки сети питания понадобится алюминиевый проводник сечением более 8 мм кв., соответствующий стабилизатор.Разумеется, подобные решения нецелесообразны.
Вместо них применяют такие электрические схемыПодбирают количество элементов в каждой цепи так, чтобы напряжение питания составляло от 12 до 24 В. Для нашего примера можно применить группы по 8 светодиодов. Подойдет стабилизатор на ток 12×0,33=3,96 А, что не вызовет никаких существенных затруднений и лишних финансовых затрат.
Светоотдача, угол свечения
В наши дни почти забыты оценки эффективности осветительных приборов по мощности. Это правильно, так как «лампочка на 40 Вт» не является достаточно информативным определением. Действительное значение имеет то, какой именно результат будет обеспечен соответствующим устройством. Для этого применяют понятие светового потока. Он определяет количество энергии, которое перемещается волнами соответствующей части спектра через определенную площадь за единицу времени. Параметр измеряется в люменах.
Мощность разных осветительных приборов, Вт | Световой поток, лм | ||||||
250 | 400 | 700 | 900 | 1200 | 1800 | 2500 | |
Лампа накаливания | 20 | 40 | 60 | 75 | 100 | 150 | 200 |
Люминесцентная лампа | 6-7 | 10-12 | 15-17 | 19-20 | 26-29 | 42-50 | 64-80 |
Светодиоды | 1,5-2,5 | 4-6 | 6-8 | 8-10 | 11-14 | 17-19 | 21-28 |
Этот рисунок наглядно демонстрирует различные углы свеченияК сведению! Современные полупроводниковые приборы способны при потреблении 1 Вт создавать поток света до 140 лм. Это более чем в 10 раз эффективнее по сравнению с классической лампой накаливания.
Узконаправленные источники применяют в нишах стен, для подсветки отдельных декоративных предметов, функциональных зон. Для увеличения угла рассеивания применяют специализированные линзы. Надо понимать, что наличие дополнительных элементов в оптическом тракте несколько снижает эффективность.
Цветовая температура
Этот параметр указывают на упаковке и в сопроводительной документацииОн характеризует самые мощные составляющие в спектре излучения. Каждый человек по-своему воспринимает волны разной длины, поэтому точные универсальные рекомендации не уместны.
Для корректной оценки надо учитывать коэффициент цветопередачи (обозначение – «CRI»). При значении параметра более 80 можно говорить о хорошем качестве. В ртутных газоразрядных лампах, например, CRI от 40 до 60. Не сложно убедиться на практике в том, как сильно искажаются соответствующими уличными фонарями естественные оттенки.
Размер чипов, кристаллов, дополнительные критерии качества
Для тщательного сравнения продукции разных брендов надо проверять одновременно несколько важных параметров. Допустим, что надо купить мощные светодиоды для фонариков. Характеристики в рекламном объявлении подходят, а цены разумные. Не делайте поспешные выводы.
Убедитесь, что правильно приведены размеры кристалла. Иногда указывают «mil». Но это не привычные миллиметры, а обозначение тысячной одного дюйма. Для перевода используйте коэффициент 0,0254:
35mil×0,0254=0,889 мм.
Современный штангенциркуль с цифровой индикацией выполняет измерения с точностью до 0,01 ммОдин кристалл на мощных светодиодах потребляет до 300 мА в нормальном (долговременном) режиме использования. По количеству этих элементов можно определить суммарные показатели светодиода.
Матрица на 100 ВтОтветственные производители применяют стандартные равные размеры сторон 30-45 mil. Сомнения возникают при обнаружении меньших габаритов. Такие прямоугольники из полупроводников отличаются меньшими токами потребления (мощностью) на 50% и более того.
Без внимательного изучения подделку сложно отличить от оригиналаСовпадают посадочные размеры, похож внешний вид. Только после включения выясняется, что сила света меньше, либо спектр излучения не тот.
Эти данные помогут сделать правильный вывод:
- Эффективный отвод тепла обеспечивает медь. Основания из алюминия дешевле. Они выполняют свои функции недостаточно качественно, что затрудняет поддержание оптимального температурного диапазона.
- В изделиях известных торговых марок питание к кристаллу подводят двумя и большим количеством проводников из тончайших золотых нитей. Дешевая альтернатива – один медный проводник.
- Современные качественные светодиоды способны выполнять свои функции на протяжении 60 тыс. часов и даже более при температуре +100°C. Недорогие подделки сомнительного качества менее долговечны. Они выходят из строя при нагреве от +60°C до +95°C.
SMD светодиоды, характеристики, отличия популярных серий
Конструкция прибораЭти 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.
2835 SMD LED: параметры, особенности применения
В маркировке светодиодов зашифрованы размеры. 2835 SMD – это 2,8 мм глубина и 3,5 мм ширина по максимальным габаритам корпусаЭтот 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:
Параметр | Ед. измерения | Величина (диапазон) |
Высота корпуса | мм | 0,8 |
Ток потребления | мА | 25; 60; 150; 300 |
Мощность кристаллов | Вт | 0,09; 0,2; 0,5; 1 |
Падение напряжения | В | 3,2 |
Хорошие технические характеристики светодиода 2835 дополнены демократичной стоимостью. Эти приборы применяют для изготовления недорогих светильников, светодиодных лент.
Характеристики светодиодов 5050
Конструкция и особенности подключения выводовИзделия 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 ВтУровень 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.
Параметр | Ед. измерения | Величина (диапазон) |
Индекс CRI (цветопередача) | Ra | 80-90 |
Ток потребления | мА | 20*3=60 |
Мощность кристаллов | мВт | 210 |
Падение напряжения | В | 3,3 |
Угол свечения | градусы | 125 |
Световой поток | лм | 18 |
Светодиоды SMD 5730: 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.
Параметр | Ед. измерения | Величина (диапазон) |
Световой поток | лм | 55 |
Ток потребления | мА | 150 |
Мощность кристаллов | мВт | 210 |
Падение напряжения | В | 3,4 |
Угол рассеивания | градусов | 120 |
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 серийК сведению! Несмотря на повышение рабочей температуры, специалисты советуют строго соблюдать границы рекомендованного диапазона. В предельных режимах быстро вырабатывается ресурс.
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 прожекторовХарактеристики светодиодов Cree серии XM-L:
Параметр | Ед. измерения | Величина (диапазон) |
Световой поток | лм | 165-300 (максимум- выше 1000 лм) |
Ток потребления (номинальный) | мА | 700 |
Мощность | Вт | 2 |
Индекс CRI (цветопередача) | Ra | 80-90 |
Падение напряжения при токе | В/мА | 2,9/700; 3,1/1500; 3,35/3000 |
Угол свечения | градусов | 125 |
Рабочая температура | °C | От -40 до +85 |
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.
Проверка светодиода с применением мультиметра
Для тестирования этих приборов подойдут те же методики, что и для обычных полупроводниковых диодов. Следует только учитывать большее падение напряжения (от 1,8 В в индикаторных до 11 В – в световых модификациях). При работе надо применять стандартные средства снятия электростатических зарядов, чтобы не повредить p-n переход.
Тестер включают в режим проверки диодовСоблюдая полярность, касаются щупами выводов. Исправный прибор светится. Расположение анода и катода можно найти в техническом описании конкретного изделия.
Работоспособность светодиода уточнить проще, если в мультитестере есть режим проверки pnp переходовДля более точной проверки понадобится стабилизированный источник питания. Мультитестером замеряют ток и напряжение по стандартным схемам (последовательное и параллельное подключение). Далее выясняют соответствие полученных данных с номинальными вольтамперными характеристиками.
Маркировка светодиодов по цвету, правила расшифровки кода маркировки светодиодной ленты
С учетом этого параметра единой системы стандартов не существует. Маркировка светодиодов по цвету непосредственно на корпусе затруднена по причине миниатюрности изделий. Обозначения делают на лентах. Ниже приведена информация о продукции CREE.
Типовое название составлено следующим образом: АААВВВ-СК-0000-ZZZZZ. Первые три буквы («ААА») – это серия. Для рассмотренной выше модификации XM-L будут указано «XML». Следующие три позиции («BBB») – цвет:
- GRN, BLU, RED и другие обозначения понятны в переводе с английского (зеленый, синий, красный соответственно).
- WHT – белый цвет.
- Однако BWT – тоже белый, но в этом варианте речь идет о приборах второго поколения.
- HEW – еще одна модификация белого. Здесь отмечена особой аббревиатурой улучшенные энергетические характеристики прибора.
Далее на позициях «СК»указывают качество цветопередачи:
- Для светильников наружного освещения этот параметр не является определяющим. Такие светодиоды маркируют «01».
- Аббревиатурой L1 обозначают типовые изделия, характеристики которых определяются в технических паспортах.
- При значениях коэффициента цветопередачи CRI от 70; 80; 85; 90 и выше применяют сочетания B1; h2; P1; U1 соответственно.
Что можно сделать из светодиодов своими руками?
Далее приведены проекты, которые можно реализовать с применением этих полупроводниковых приборов. Для индивидуальных коррекций следует изучить актуальный ассортимент производителей.
Стабилизатор тока для светодиодов
Для подключения мощных приборов рекомендуется применять импульсные источники питанияТакая схема пригодится для оснащения автомобиля. При хорошем КПД выделяется немного тепла. Доступно изменение напряжения на входе в широком диапазоне при сохранении функциональности.
ДХО из светодиодов
Такую линейку можно собрать из светодиодов 3Вт. Характеристики современных приборов подойдут для создания надежных и эффективных дневных ходовых огней транспортного средстваВ данном случае пригодится длительное сохранение работоспособности устройства в условиях сложной эксплуатации.
Мигающие светодиоды
Все необходимое для успешного создания действующего устройства изображено на этом рисункеСветомузыка на светодиодах
Эту простую схему можно применить для оснащения мобильной техники. Для питания можно применить аккумулятор на 9ВИндикатор напряжения на светодиодах
Схема точного индикатора напряжения для автомобиля. Здесь предусмотрена компенсация измерений при повышении/уменьшении температурыЭлектрические схемы подключения светодиодов
В этой части статьи рассмотрены способы подключения полупроводниковых источников света к сетям питания. Применение следующих правил и рекомендаций предотвратит повреждение и продлит срок службы светодиодов.
Подключение к сети 220 В
Вместо драйвера можно применить такой вариант подключенияРезистор R1 ограничивает силу тока. Конденсатор C1 – гасит колебания. Для расчета характеристик резистора используйте рассмотренный выше алгоритм.
Подключение светодиодов к сети питания 12 В
Эта схема подойдет для подключения светодиодов общей мощностью до 1 ВтОна обеспечивает ток потребления до 245 мА, напряжение от 12 до 24 В. Исходя из приведенных параметров выбирают подходящие светодиоды.
Если понадобилась дополнительная информация – пишите вопросы в комментариях к статье. Там же оставляйте свои предложения, приводите примеры удачных проектов.
Видео с пояснениями монтажа мощных светодиодов:
ПредыдущаяОсвещениеСхема подключения проходного выключателя с 2х мест: порядок выполнения монтажных работ
СледующаяОсвещениеКак сэкономить на качестве: розетки и выключатели, лучшие бренды производителей
Понравилась статья? Сохраните, чтобы не потерять!
ТОЖЕ ИНТЕРЕСНО:
ВОЗМОЖНО ВАМ ТАКЖЕ БУДЕТ ИНТЕРЕСНО:
Светодиоды: принципы работы, виды, характеристики, области применения | LIGHT-RU.RU
Светодиоды различных цветовСегодняшний мир невозможно себе вообразить без электрического освещения. Огромные мегаполисы и самые отдаленные уголки земного шара освещаются всевозможными электрическими источниками искусственного света. Однако, непрерывное развитие технологий приводит к тому, что мастодонт электрического освещения — «лампочка Ильича» — уверенно уступает лидирующие позиции современным высокотехнологичным и высокоэкономичным источникам электрического света, среди которых, безусловно, безоговорочно лидируют светодиоды.
Содержание статьи
Что такое светодиод и история его изобретения
Принцип действия светодиодаСветодиод — это полупроводниковый прибор, излучающий фотоны определенной частоты при пропускании через него электрического тока.
Часто термин «светодиод» заменяется англоязычной аббревиатурой LED от «led emitting diod» — светоизлучающий диод. Русскоязычный аналог данного словосочетания — СИД — используется значительно реже.
Эффект испускания фотонов достигается благодаря наличию в этих приборах электронно-дырочного перехода, рекомбинация электронов и дырок в котором сопровождается переходом электронов с одного энергетического уровня на другой, в результате чего избыток энергии высвобождается в виде свободного фотонного излучения.
Олег Лосев, советский ученый, изобретатель, один из праотцов светодиодаВпервые подобное явление было обнаружено в далеком 1907 году английским исследователем Генри Раундом. Позднее независимо от него советский ученый Олег Лосев в 1923 году также зафиксировал электролюминесценцию в точке контакта карбида кремния и стали под воздействием электрического тока и даже смог запатентовать своё изобретение под названием «Световое реле» в 1927 году. Но, как часто бывает, открытие не было должным образом оценено современниками и до победного шествия светодиодов оставались долгие десятилетия.
Технология создания инфракрасных светодиодов была освоена в США лишь в 1961 году, а первый реально применимый светодиод в видимом диапазоне спектра (красный) был создан в 1962 году Ником Холоньяком. Позднейшие исследования привели к созданию в 1971 году синего светодиода, а в 1972 году был создан первый жёлтый светодиод и были разработаны способы десятикратного увеличения яркости красных светодиодов.
Тем не менее, несмотря на очевидный прогресс в развитии светодиодной техники, светодиоды оставались чрезмерно дорогими вплоть до конца 60-х годов ХХ века. Их широкое промышленное производство и применение начинается лишь в 70-х годах ХХ века, а производство дешевых синих светодиодов началось лишь после 1990 года, когда японским ученым, получившим позднее за это Нобелевскую премию, удалось критически усовершенствовать технологию их создания.
Виды светодиодов в зависимости от химического состава полупроводников
Поскольку светодиоды являются полупроводниковыми приборами, то и материалы, используемые для их создания, являются традиционными для полупроводниковой техники. Самый распространенный, безусловно, галлий в химических соединениях с другими элементами. Широко применяются также индий, алюминий, кремний.
Использование разнообразных соединений дает возможность получать светодиоды, испускающие свет в диапазоне от инфракрасного до ультрафиолетового. А использование дополнительно нанесенных люминофоров и цветных пластиков еще больше расширяет цветовую палитру получаемого света.
Цвет | Длина волны, нм | Падение напряжения, В | Полупроводниковые материалы | |
---|---|---|---|---|
Инфракрасный | λ > 760 | ΔU | Арсенид галлия (GaAs) Алюминия галлия арсенид (Aluminium gallium arsenide AlGaAs) | |
Красный | 610 | 1,63 | Алюминия-галлия арсенид (AlGaAs) (Aluminium gallium arsenide AlGaAs) Галлия арсенид-фосфид (GaAsP) Алюминия-галлия-индия фосфид (AlGaInP) Галлия(III) фосфид (GaP) | |
Оранжевый | 590 | 2,03 | Галлия фосфид-арсенид (GaAsP) Алюминия-галлия-индия фосфид (AlGaInP) Галлия(III) фосфид (GaP) | |
Жёлтый | 570 | 2,10 | Галлия арсенид-фосфид (GaAsP) Алюминия-галлия-индия фосфид (AlGaInP) Галлия(III) фосфид (GaP) | |
Зеленый | 500 | 1,9 | Индия-галлия нитрид (InGaN) / Галлия(III) нитрид (GaN) Галлия(III) фосфид (GaP) Алюминия-галлия-индия фосфид (AlGaInP) Алюминия-галлия фосфид (AlGaP) | |
Синий | 450 | 2,48 | Селенид цинка (ZnSe) Индия-галлия нитрид (InGaN) Карбид кремния (SiC) в качестве субстрата Кремний (Si) в качестве субстрата — (в разработке) | |
Фиолетовый | 400 | 2,76 | Индия-галлия нитрид (InGaN) | |
Пурпурный | Смесь нескольких спектров | 2,48 | Двойной: синий/красный диод, синий с красным люминофором, или белый с пурпурным пластиком | |
Ультрафиолетовый | λ | 3,1 | Алмаз (235 нм) Нитрид бора (215 нм) Нитрид алюминия (AlN) (210 нм) Нитрид алюминия-галлия (AlGaN) Нитрид алюминия-галлия-индия (AlGaInN) — (менее 210 нм) | |
Белый | Широкий спектр | ΔU ≈ 3,5 | Синий/фиолетовый диод с люминофором |
Типоразмеры SMD светодиодов
SMD — Surface Mount Device — электронные детали или устройства, монтируемые на поверхность (как правильно, на поверхность платы). Именно такой тип монтажа стал самым распространенным в мире электроники и, соответственно, самыми распространенным являются и SMD светодиоды, т.е. светодиоды, предназначенные для поверхностного монтажа. Иногда их называют чип-светодиодами, но такое название скорее редкость.
Существует несколько самых распространенных размеров SMD светодиодов. Как правило, разные производители придерживаются общепринятых стандартов, хотя, например, световой поток светодиодов одного типоразмера у разных изготовителей может отличаться.
SMD 3528
Светодиод SMD 3528Светодиоды для поверхностного монтажа типоразмера 3528 являются, пожалуй, одним из наиболее распространенных вариантов. Они имеют прямоугольную форму со сторонами 3,5 и 2,8 миллиметра. Толщина составляет 1,4 мм. Для облегчения монтажа на корпусе светодиода со стороны катода делается срез угла, позволяющий однозначно определить правильное расположение элемента. Светоизлучающая поверхность сформирована в виде круга и, как правило, покрыта люминофором, отличающимся в зависимости от целей использования светодиода. Существенной особенностью данных светодиодных элементов является сильная зависимость их яркости от температуры. Так, при нагревании светодиода до 80 °C его яркость может упасть на 25% и более.
SMD 5050
Светодиод SMD 5050Светодиоды SMD 5050 обладают квадратным корпусом размером 5,0 на 5,0 мм, внутри которого расположены три кристалла по своим характеристикам идентичных тем, которые устанавливаются в SMD 3528. Фактически SMD 5050 можно считать более совершенной версией светодиодов 3528. Возможность установки трёх кристаллов в один корпус позволяет создавать более мощные и яркие светодиоды, а наличие возможности независимого управления каждым кристаллом позволяет создавать многоцветные RGB светодиоды, способные излучать практически весь видимый человеческим глазом световой спектр.
SMD 5630
Светодиод SMD 5630Появление нового типа светодиодов с габаритами корпуса 5,6 на 3,0 мм засвидетельствовало не только внешние изменения привычных размеров SMD, но и ознаменовало внесение в их конструкцию заметных улучшений, влияющих на существенные показатели их работы. Применение новых материалов и инженерных решений позволило увеличить мощность и светоотдачу светодиодов 5630 по сравнению с их более ранними собратьями.
Несмотря на наличие в SMD 5630 четырёх выводов используется всего два из них. Второй является отрицательным катодом, а четвертый положительным анодом. При этом ключ катода расположен возле первого вывода. Размещение чипов SMD 5630 на металлической подложке является хорошим тоном, так как способствует значительному улучшению отвода тепла из рабочей зоны и, соответственно, продлению срока службы высокотехнологичного устройства.
На следующем рисунке наглядно представлена разница между направлением светового потока и углами обзора у светодиодов 3528, 5050 и 5630. Невооруженным глазом заметен рост данных показателей с увеличением форм-фактора чип-светодиода.
Сравнительная характеристика направления и угла излучения светодиодов 3528, 5050 и 5630SMD 5730
Светодиод SMD 5730Братья-близнецы светодиодов 5630 — светодиоды SMD 5730 — появились на рынке практически одновременно со своими младшими соплеменниками и во многом являются их аналогами. Среди конструктивных отличий необходимо отметить, что светоизлучающие диоды 5,7 на 3,0 мм имею лишь два контакта, в отличие от светодиодов 5630. При этом они несколько выше (приблизительно на 0,5 мм). Также светодиоды 5730 подразделяются по потребляемой мощности на два класса: 0,5 Вт и 1 Вт, и часто обозначаются соответственно SMD 5730-05 и SMD 5730-1. Устройства обоих этих классов являются высокоэффективными светоизлучающими устройствами с низким тепловым сопротивлением кристалл/подложка около 4 °C, что значительно повышает энергоэффективность и долговечность оборудования на их базе.
Параметр SMD | Максимально допустимое значение | Единица измерения | |
---|---|---|---|
SMD5730-05 | SMD5730-1 | ||
Прямой ток | 180 | 350 | mA |
Импульсный прямой ток | 400 | 800 | mA |
Рассеиваемая мощность | 0.5 | 1.1 | W |
Температура перехода | 130 | 130 | °C |
Рабочая температура | - 40 / + 65 | - 40 / + 65 | °C |
Температура хранения | - 55 / + 100 | - 55 / + 100 | °C |
Температура пайки | 300°C в течении 2 сек. | 300°C в течении 2 сек. |
Как видно из приведенных данных, светодиоды 5730-1, имея вдвое большую рассеиваемую мощность, функционируют и при больших токах. Таким образом, при выборе между светодиодами 5730-05 и 5730-1 необходимо учитывать как условия отвода тепла в готовом изделии, так и электротехнические параметры работы светоизлучающего диода.
Параметр | 3528 | 5050 | 5630 | 5730 (0,5 Вт) | 5730 (1 Вт) |
---|---|---|---|---|---|
Световая отдача (Лм/Вт) | 5 | 15 | 40 | 40 | 100 |
Мощность, Вт | 0,06 | 0,2 | 0,5 | 0,5 | 1,0 |
Температура, °C | +65 | +65 | +80 | +80 | +80 |
Ток, А | 0,02 | 0,06 | 0,15 | 0,15 | 0,30 |
Напряжение, В | 3,3 | 3,3 | 3,3 | 3,4 | 3,4 |
Размеры, мм | 3,5 х 2,8 | 5,0 х 5,0 | 5,6 х 3,0 | 5,7 х 3,0 | 5,7 х 3,0 |
SMD 3014
Светодиод SMD 3014Сравнительно недавно появившиеся светоизлучающие диоды форм-фактора 3,0 на 1,4 мм не только имеют существенно меньшие внешние размеры, чем более ранние SMD, но и обладают значительно более высокой энергетической эффективностью.
Данные светодиоды работают при максимальном токе 30 мА, что позволяет отнести их к слаботочным устройствам. Также при их монтаже необходимо учитывать, что контакты анода и катода не только выведены на боковые поверхности, но и уходят под нижнюю часть изделия. Целью данного изменения было увеличение теплоотвода от меньшего по размеру, но более мощного потребителя.
SMD 2835
Светодиод SMD 2835Светодиоды SMD 2835 вобрали в себя, пожалуй, самые лучшие черты других LED SMD. Несмотря на то, что размеры светодиодов 2835 совпадают с размерами светодиодов 3528 (3,5 х 2,8 мм), SMD2835 имеют иную конструкцию светоизлучающей поверхности, выполненной в форме прямоугольника, что снижает неэффективные потери энергии и повышает оптические показатели, в частности, угол обзора.
Конструктивные особенности светодиодов 2835 (использование контактов анода и катода в качестве теплоотводящей подложки) сближает эти устройства с SMD3014, в которых реализован такой же принцип. По электротехническим же характеристикам наиболее близкими к SMD2835 являются SMD5730-05
Энергетическая эффективность различных светодиодов
Развитие LED технологий направлено в первую очередь на увеличение их энергоэффективности. Средние показатели световой отдачи для различных типов чип-светодиодов составляют следующие значения:
- SMD 3528 — 70 лм/Вт
- SMD 5050 — 80 лм/Вт
- SMD 5630 — 80 лм/Вт
- SMD 5730-05 — 80 лм/Вт
- SMD 5730-1 — 100 лм/Вт
Из приведенных данных видно, что со сменой поколений светодиодов кардинального роста световой отдачи не произошло. В тоже время, если сравнить светодиоды SMD3528 и светодиоды SMD5730-1, то можно обнаружить, что световой поток вырос почти в 22 раза, в то время как потребление энергии возросло всего в 15 раз.
Подключение светодиодов в электрическую цепь
Обозначение светодиода на электрической схемеШтатное функционирование светоизлучающих диодов возможно только при подаче на анод положительного потенциала, а на катод — отрицательного, т.е. при прохождении через него тока только в прямом направлении.
Поскольку p-n переход имеет резко возрастающую вольт-амперную характеристику, светодиод должен подключаться к источнику тока. При подключении светодиода к источнику напряжения должна предусматриваться установка ограничивающих ток элементов (например, резисторов). Роль таких элементов может выполнять сама электрическая цепь. Модели светодиодов некоторых производителей поставляются с уже встроенными токолимитирующими элементами. В таких случаях в техническом описании к светодиодам указываются максимальные и минимальные допустимые значения подаваемого на светоизлучающий диод напряжения.
Вольт-амперная характеристика p-n перехода в светодиодахВыход из строя светодиода может быть связан с подачей на его контакты напряжения, превышающего заявленные производителем пределы. В этом случае на светодиоде выделяется количество тепла, которое не может быть отведено теплоотводящими элементами, что приводит к перегреву SMD светодиода и его необратимому выходу из строя.
Токолимитирующая цепь для маломощных светодиодов (простейший вариант) может представлять собой элементарный резистор, включенный последовательно со светодиодом. В более сложных случаях, когда существует необходимость защиты мощных светодиодов, применяются схемы с широтно-импульсной модуляцией. Такой вариант позволяет решить сразу две задачи: во-первых, поддерживает среднее значение тока, идущего через светодиод на безопасном уровне и, во-вторых, позволяет диммировать светодиод, т.е. регулировать яркость его свечения.
Необходимо помнить, что при использовании источников питания с низким внутренним сопротивлением, не допускается подача на светодиод напряжения обратной полярности, т. к. у большинства светодиодов обратное пробивное напряжение составляет всего несколько вольт. В том случае, если светодиод используется в схеме, где есть вероятность появления обратного напряжения, светодиод следует защищать путём установки параллельно с ним обычного диода в обратной полярности.
Защита светодиодов от обратного напряжения диодом | Встречно-параллельное подключение светодиода и диода | Встречно-параллельное подключение двух светодиодов |
Преимущества светодиодов по сравнению с другими источниками света
Являясь качественно новыми источниками электромагнитного излучения, светодиоды обладают рядом существенных преимуществ перед своими предшественниками, что способствует их широкому перманентному внедрению в различных областях народно-хозяйственного комплекса.
Среди преимуществ светодиодов необходимо выделить следующие их качества и характеристики:
- Отсутствие в LED светодиодах чувствительных к механическим воздействиям конструктивных элементов (таких, например, как нить накаливания) определяет их повышенную вибро- и механическую стойкость к неблагоприятным воздействиям во время изготовления, транспортировки, монтажа и эксплуатации.
- Крайне эффективное преобразование светодиодами электрической энергии в световую определяет крайне высокий коэффициент их световой отдачи. Натриевые газоразрядные и металлогалогенные лампы, бывшие многие десятилетия бесспорными лидерами на рынке по показателю световой отдачи, в настоящее время утратили свои лидирующие позиции из-за появления не менее эффективных светоизлучающих диодов. Так, если показатель световой отдачи у натриевых газоразрядных ламп составляет около 150 лм на Вт потребляемой мощности, то у самых современных светодиодов он достиг 146 лм/Вт и продолжает повышаться вместе с развитием технологий и применением новых конструкторских решений.
- Срок эксплуатации светодиодов составляет от 30 тыс. до 100 тыс. часов, что значительно превышает показатели источников света, изготовленных по другим технологиями. Недостатком светоизлучающих диодов является то, что при длительной эксплуатации и/или неэффективном отводе тепла их кристаллы подвержены так называемой деградации, приводящей к плавному снижению яркости излучения.
- Существенным плюсом светодиодов является независимость длительности их службы от количества итераций включения-выключения. Этим они выгодно отличаются от других светоизлучающих устройств (например, газоразрядных ламп и ламп накаливания), чувствительных к количеству циклов включения-выключения.
- Излучению светодиодов имманентно присуща спектральная чистота, в то время как в других устройствах она достигается за счет использование различных светофильтров. Спектрографический анализ излучения красного светодиода
- Экологическая безопасность LED обусловлена тем, что в их производстве не используются опасные элементы и соединения (ртуть, фосфор, галогениды металлов). Также в спектре их излучения отсутствует ультрафиолет, что приводит к отсутствию необходимости создания защиты от него.
- Светодиоды безопасны в эксплуатации, т.к. обычно они питаются относительно низкими напряжениями и, благодаря высокой светоотдаче, редко нагреваются выше 50-60 °C
- Немаловажным фактором, способствующим широкому применению светодиодов, является отсутствие инерционности их включения: максимальная яркость излучения достигается сразу после включения, в то время как у энергосберегающих люминесцентных ламп время включения колеблется от 1 секунды до 1 минуты, а выход на стопроцентную яркость происходит в течение 3-10 минут после начала работы (в зависимости от температуры окружающей среды и особенностей лампы).
- Практически нулевая чувствительность светодиодов к низким и ультранизким температурам позволяет использовать их вне помещений в странах с суровым климатом. В тоже время, как уже отмечалось, светодиоды (как и любые другие полупроводниковые приборы) чувствительны к высоким температурам. В связи с этим при монтаже LED устройств всегда необходимо уделять особое внимание наличию достаточного уровня отвода тепла.
- Широкое варьирование угла излучения у различных видов светодиодов (от 15° до 180°) позволяет решать различные конструкторские и технологические задачи при создании устройств с их использованием.
- Наличие широкого спектра белых светодиодов (белый теплый, белый дневной, белый холодный) дает возможность использовать различные их типы для решения различных задач в зависимости от конкретной ситуации и необходимости получения того или иного эффекта от освещения.
- Относительно низкая стоимость светодиодов (особенно индикаторных).
- Высокие показатели коэффициента цветопередачи CRI.
Применение светодиодов
Благодаря широкому спектру преимуществ, светодиодные источники излучения нашли применения в разнообразных областях. Основными направлениями использования LED являются:
- Исторически первой областью применения светодиодов было приборостроение. Именно здесь светодиоды стали массово применяться в качестве устройств индикации. Индикаторами могут быть как одиночные LED (например, индикатор включения в сеть), так и собранные в различные табло (цифровые, цифро-буквенные).
- В последние десятилетия стали широко использоваться так называемые светодиодные кластеры. По сути это массив светодиодов, находящихся под общим цифровым (как правило) управлением. Обывателю такие кластеры знакомы в виде бегущих строк, больших экранов, размещаемых на улицах городов.
- Также светодиоды обеспечивают подсветку жидкокристаллических экранов мобильных устройств, телевизоров и мониторов персональных компьютеров и ноутбуков.
- Мощные и сверхмощные светодиоды нашли своё применение в фонарях уличного освещения, а также в современных светофорах. Применение LED излучателей в светофорах крупных городов не только способствует оптимизации потребления электроэнергии, но и за счет высокой светоотдачи и цветопередачи способствует снижению аварийности на дорогах.
- Повышению безопасности на дорогах способствует и внедрение принципиально новых элементов дорожной обстановки: дорожных знаков на основе светодиодов. Такие знаки прекрасно видны в любое время суток и практически в любую погоду.
- В последние годы светодиоды получили широкое распространение в качестве основных источников промышленного и бытового освещения. Светильники на основе LED, а также светодиодные ленты уверенно вытесняют с рынка другие виды источников света. В первую очередь это происходит за счет лавинообразного снижения цен на светодиоды в последнее время, а также благодаря появлению множества локальных производителей достаточно качественной светодиодной продукции.
- Использование LED технологий в растениеводстве позволяет создавать узкоспециализированные источники освещения (фитолампы) с особым спектром излучения, обеспечивающим максимальную эффективность процесса фотосинтеза в листьях сельскохозяйственных растений. Применение подобных приборов особенно перспективно на территориях с северным климатом.
- Стремительное развитие информационных технологий также обуславливает значительный спрос на светодиодную продукцию. Использование LED в качестве легкодоступных источников модулированного электромагнитного излучения широко распространено при создании систем передачи информации по оптическим волокнам.
- Заняли свою нишу светодиоды и в сфере дизайна в виде цветных светодиодных лент, гибких шнуров дюралайт, светодиодных гирлянд. С их помощью оформляются как интерьеры жилых помещений, так и архитектурные и арт-объекты, а также концертные и выставочные залы, бары, дискотеки, ночные клубы.
- Дешевизна и чарующая привлекательность LED привела к их повсеместному использованию в игрушках, детских играх, различных USB-устройствах.
- Менее известно, но от того не менее широко распространено использование светодиодов в оптронах, позволяющих создавать разнообразные детекторы наличия, дискретные спидометры, детекторы начала и конца, а также устройства передачи сигнала без передачи электрического напряжения. Устройство и обозначение оптрона (оптопары)
LIGHT-ru.RU — С НАМИ СВЕТЛЕЕ!
Справочник светодиодов параметры. Светодиоды DIP LED. Super Flux Пиранья
Для того чтобы произвести оценку всего многообразия существующих типов твердотельных источников света попробуем сравнить характеристики светодиодов различного назначения.
Общие характеристики, которые можно применить при оценке параметров любых светоизлучающих диодов – это спектр излучения, показатели световой мощности (сила света либо световой поток), вольтамперная характеристика, электрическая мощность светодиода.
Вольтамперная характеристика всех диодов в той или иной мере идентична по своей форме, отличия состоят только в конкретных величинах токов и напряжений, поэтому на ней заострять внимание не будем.
Начнем с самых простых представителей
Стандартные индикаторные светодиоды в круглых и овальных корпусах имеют мощности порядка 20-50 мВт и различный спектр излучения, определяющийся типом используемого полупроводника для его изготовления. Типовым представителем таких светодиодов может служить круглый 5 мм АЛ307 отечественного производства.
Его технические параметры приведены в таблице ниже.
Тип | Спектр излучения | Длина волны, нм | Сила света, мкд | Номинальный ток, мА | Прямое падение напряжения, В |
АЛ307 В | зеленый | 567 | |||
АЛ307 Г | |||||
АЛ307 Н | |||||
АЛ307 Б | красный | 655 | |||
АЛ307 К | |||||
АЛ307 Л | |||||
АЛ307 Д | желтый | 590 | |||
АЛ307 Е | |||||
АЛ307 Ж | |||||
АЛ307 О | оранжевый | 610 | |||
АЛ307 Р | |||||
АЛ307 М |
Поскольку светодиоды индикаторного типа имеют узкий угол свечения, то для оценки используется такой параметр излучения как сила света, измеряющийся в милликанделах [мкд]. АЛ307 имеет по три градации яркости для каждого цвета. Спектр представлен четырьмя цветами.
Светодиоды в корпусах типа «пиранья» позволяют получать большие мощности за счет сниженного теплового сопротивления и отвода тепла на плату сразу через четыре вывода. Корпус «пиранья» также обрел популярность благодаря повышенной механической устойчивости – светодиоды «пиранья» с успехом применяются для изготовления автомобильного света. Практически все крупные производители имеют в своей номенклатуре семейство светодиодов в корпусе «пиранья».
Такие светодиоды обычно называются ультраяркими или сверхяркими. Основные технические параметры светодиодов «пиранья» производства американской компании CREE приведены в таблице.
Тип | Спектр излучения | Длина волны, нм | Световой поток, лм | Номинальный ток, мА | Прямое падение напряжения, В |
CP41B-R | красный | 628 | |||
CP41B-А | оранжевый | 591 | |||
CP41B-B | синий | 470 | |||
CP41B-G | зеленый | 527 |
Угол свечения может быть 40˚, 70˚ или 100˚ в зависимости от модификации, определить которую поможет data sheet производителя.
Корпус «пиранья» позволяет отводить до 200 мВт мощности.
Длина волны, которая приведена в таблице для каждого цвета свечения является доминантной для данного типа светодиода. В действительности же спектр излучения, например, красного светодиода может находиться в диапазоне от 620 до 637 нм.
«Пиранья» может быть и белого свечения. Белые светодиоды изготавливаются путем нанесения желтого люминофора на синий кристалл.
Следующую группу – SMD 5050 – можно отнести уже к категории мощных светодиодов. Как видно из названия это светодиоды поверхностного монтажа с размерами 5×5 мм.
Наименование SMD 5050 – условное, поскольку различные производители дают свое обозначение данному классу светодиодов в соответствии со сложившейся системой. Максимальная мощность достигает одного ватта. На дне корпуса такого светодиода обычно располагается специальная площадка для отведения тепла, хотя в менее мощных модификациях она может и отсутствовать.
Светодиоды SMD 5050 обычно белого цвета свечения, т.к. предназначены для изготовления светильников. Они могут монтироваться как на стеклотекстолитовую, так и на алюминиевую печатную плату. Последняя используется для лучшего отвода тепла при больших мощностях.
Белый спектр излучения подобных светодиодов имеет различные цветовые оттенки. Для них вводится такая характеристика как «коррелированная цветовая температура», которая измеряется в Кельвинах [K].
Угол свечения у них составляет 115˚.
Ниже приведены основные характеристики светоизлучающих диодов CLN6A, как одного из лучших видов в этом классе (полный список возможных исполнений достаточно велик, поэтому приведены два типовых представителя).
Как видно из таблицы спектр излучения влияет на величину светового потока – это правило для всех светодиодов белого свечения.
Для того чтобы точно определить характеристики белого светодиода необходимо знать его полное обозначение, поскольку в нем с помощью так называемых бинов зашифрованы все отличающиеся параметры. Например, светодиод XPEWHT может иметь бин по световому потоку Q5 (107 лм при токе 350 мА), а может R2 (114 лм) и R3 (122 лм). Ошибка или неполная маркировка при заказе может привести к «недостаче» люменов на 14% (если вместо R3 получим Q5). То же можно сказать про спектр излучения. Внимательно изучайте документацию производителя!
Светодиод - диод с простым P-N переходом, главной особенностью которого является то, что он испускает свет, когда через него проходит ток. Используется во многих цифровых дисплеях, а также в других типах индикаторных устройств.
Принцип работы светодиода
Основные рабочие характеристики любого светоизлучающего диода сходны с характеристиками обычного диода. Когда подается напряжение, то электроны двигаются от материала N-типа через P-N переход и соединяются с отверстиями в материале P-типа. В обычных диодах энергия, которая возникает в результате соединения электронов с отверстиями, выделяется в виде тепла. Однако, когда речь идет о светодиодах, то энергия в них выделяется в первую очередь в виде света.
Светодиоды могут изготавливаться таким образом, что будут испускать красный, зеленый, голубой, инфракрасный или ультрафиолетовый свет. Это достигается путем изменения количества и типа материалов, которые используются в качестве присадки. Яркость света также может изменяться, что осуществляется с помощью управления количеством тока, проходящего через светодиод. Однако, как и любой другой диод, СИД имеет предельные значения тока, которые он может выдержать.
Где используются светодиоды
Одной из основных областей применения светодиодов является использование их в качестве сигнальных лампочек. Например, этот прибор может использоваться для того, чтобы проконтролировать идет ли по цепи ток или она обесточена.
Цепь с сигнальной лампочкой представляет собой ряд приборов, последовательно соединенных между собой: светодиод, резистор, выключатель и источник постоянного тока.
Когда выключатель цепи с сигнальной лампочкой замкнут, то напряжение прямого смещения от источника тока подается на светодиод (который разработан таким образом, чтобы срабатывать только, когда имеется прямое смещение). Электроны, которые прорываются через P-N переход, соединяются с отверстиями, в результате чего энергия высвобождается в виде света. Резистор, установленный в этой цепи, ограничивает протекание тока по ней, с тем, чтобы защитить светодиод от повреждений, которые может вызвать чрезмерный ток.
Светодиоды могут также использоваться в цифровых дисплеях, например, в наручных часах или калькуляторах.
С помощью высвечивания различных комбинаций из семи элементов на дисплее можно отображать любую цифру от нуля до девяти.
Каждый светодиод соединен последовательно с резистором и выключателем, где каждый выключатель представляет собой внешнюю управляющую цепь. Выключатели имеют обозначения от А до G, чтобы соответствовать элементам дисплея. Семь последовательных проводов соединены параллельно с источником постоянного тока. Для того, чтобы подать питание на какой-либо светодиод, замыкается соответствующий выключатель. Каждый последовательно включенный в цепь резистор ограничивает ток, проходящий по проводу, и, тем самым, предотвращает повреждение светодиодов от чрезмерно большого тока.
Цифры появляются на цифровом дисплее в результате различных сочетаний семи выключателей. Например, если выключатели А и В замкнуты, то соответствующие элементы на дисплее загорятся и образуют цифру 1. Подобным же образом цифра 2 может быть образована с помощью выключателей A, C, D, F и G, которые будут замкнуты одновременно.
Замыкая соответствующие выключатели в определенных комбинациях, на дисплее можно получать цифры от 0 до 9. Если элементы расположить несколько иным образом, то на дисплее можно получить знак плюса, минуса, десятичные точки или же буквы алфавита.
Светодиоды могут использоваться даже для обеспечения искусственного освещения для роста растений. Основными преимуществами светодиодов в этом случае являются: низкое потребление электричества и тепловыделения, а также возможность настройки необходимого спектра излучения.
Быстрое развитие рынка светодиодного освещения "выкинуло" на рынок различные виды и типы светодиодов. Большая часть производителей подразделяют свои чипы способом - "как Бог на душу положит". Четкая классификация отсутствует. Но все же просматривается некоторая "четкая линия" - подразделение по видам на основании общих признаков, характеристик.
По большей мере такая классификация не совсем правильная, однако обоснована. Нет точного разделения по характеристикам по одной простой причине: если брать цвет, то светодиоды можно отнести к одному виду или типу, а по второй (мощности) такие светодиоды уже с трудом можно отнести к одному виду. А так как характеристик у LEDs достаточно много, то "скомпоновать" их вместе достаточно проблематично.
На основании этого производители с легкостью сводят к одному классу COB и SMD диоды в одну группу, индикаторные и осветительные в другую. В общем и целом образовалась некоторая неразбериха по классификации светодиодов на основании характеристик.
Дабы исправить это положение стоит принять, что любые характеристики диодов условные. Только таким образом можно объединить и каким-то образом классифицировать их.
Виды и типы светодиодов индикаторных
К индикаторным типам следует относить такие виды диодов как: DIP (DIL), Superflux, Волоконные. Первые два достаточно сильно морально устарели, но все же их еще можно увидеть во многих гаджетах и устройствах. Не редки случаи, когда можно увидеть использование индикаторных диодов в качестве осветительных. Нонсенс на сегодняшний день, но это "имеет место быть". Оставим такое применение на совести производителей и будем рассматривать индикаторные светодиоды более подробно.
DIP (Dual In-line Package) или DIL (Dual In-Line – англ. двойное размещение в линию)
Интересные и устаревающие виды и типы светодиодов DIP. Дословный перевод таких светодиодов - DIP(DIL) двойное размещение в линию. По способу монтажа определяются как: PHT (Plating Through Holes – англ. через отверстие платы).
Характерными представителями этой группы в классификации являются 3мм, 5мм, 8мм и 10мм светодиоды. Мы уже говорили, что это устаревшие типы, т.к. были первопроходцами в области становления твердотельного освещения. И использование в промышленных масштабах находится под большим вопросом.
Полупроводники этого вида различаются по цвету, материалу и диаметру колбы 3мм, 5мм, 8мм,10мм и т.д. Выбор шикарен. Можно найти чипы на любой вкус и цвет от круглых до прямоугольных. Главное достоинство любых экземпляров в этой группе - малый нагрев при достаточно не плохой яркости. Основное использование в электронных табло, бегущих строках, разнообразных индикаторах (отчего и идет такое разделение).
Если смотреть со стороны конструкции, то индикаторные диоды имеют цилиндрическую форму с встроенной выпуклой линзой. Выпускают как в одном цвете, так и в многоцветном (RGB).
Обособленно в эту группу можно отнести и виды OLED диодов (Organic Light Emitting Diode)- органические светодиоды. Популярны в производстве подсветки ЖК экранов, дисплеев и телевизоров.
Super Flux Пиранья
Светодиоды Пиранья из данной группы обладают самыми лучшими световыми характеристиками по световому потоку. Конструктивной особенностью можно считать прямоугольную форму с четырьмя выводами (пинами). На сегодняшний день имеются 4 цвета: красный, зеленый, синий, белый. Размеры: 3мм, 5мм и Falt.
Основное применение сверхярких светодиодов Пиранья - автомобили и реклама.
Особенностью и преимуществом перед DIP диодами 3,5,10 мм - наличие четырех пинов. За счет этого обуславливается более "жесткое" присоединение к плате.
Подложка Пираней выполнена из свинца, т.к. имеет большую теплопроводность. Рабочий температурный режим достаточно широкий, что позволяет применять большие входные мощности. По поводу безопасности и экологичности остается вопрос... Свинец... Не совсем экологичный материал...Мягко говоря...
Угол рассеивания светового потока широкий - от 40 до 120 градусов.
Если проводить параллель по применяемости и востребованности, то Пираньи все-таки, держат пальму первенства.
Новый вид индикаторных - волоконные светодиоды
Это одни из новых видов и типов светодиодов, которые были представлены широкой публике корейскими производителями в конце 2015 года. Пока они используются только как отдельные волокна, но не за горами тот момент, когда их можно будет использовать в текстильной промышленности. И как только этот день настанет, то их можно с большой уверенностью переносить в группу осветительных светодиодов.
Способ производства основан на покрытии подложки полиэтилентерефталатом, пропитанным раствором PEDOT:PSS (поли-3,4-этилендиокситиофена полистиролсульфоната). Далее волокна покрывают олед диодом, сушат и наносят завершающий слой фтористого лития алюминия (LiAl).
Виды и типы светодиодов осветительных
Самый интересные и широко используемые виды и типы светодиодов - осветительные. В повседневном использовании применяются диоды с белым излучением. Он в свою очередь подразделяется на: холодный белый, теплый белый. Сами по себе полупроводники не могут воспроизводить белый цвет. Поэтому используется несколько методик получения белого цвета.
К первому относится способ RGB. Самая дешевая технология получения белых диодов. Но с ее использованием ухудшается индекс цветопередачи. О том, что это такое - читайте в соответствующем материале.
Второй метод - самый распространенный. Нанесение люминофора на голубой или синий светодиод. Данный способ самый распространенный. В этом случае мы получаем желтый и зеленый цвета, или красный и зеленый. Этот метод идеален, если мы желаем получить цвет максимально приближенный к люминесцентному.
Осветительные светодиоды вида SMD
Один из самых распространенных видов в осветительной группе. Обратимся к переводу. Аббревиатура SMD - Surface Mounted Device – англ. прибор. монтируемый на поверхность.
Конструктивно такие типы достаточно сложные. Состоят из алюминиевой или медной подложки. На подложку монтируется сам кристалл, припаеваемый к контактам корпуса, в котором заключена подложка.
Кристалл покрывают линзой, в некоторых случаях только люминофором. На одной подложке можно разместить до трех диодов, в зависимости от применения будущего источника света.
Распространенный вид светодиодов – COB
Другими, наиболее распространенными и модными видами являются диоды COB типа (Chip On Board – англ. чип на плате). В этом случае на одну плату (подложку) монтируется от 9 и более кристаллов. Их заливают люминофором. В таком виде мы получаем светодиод с большой яркостью. Данная технология упростила и существенно удешевила изготовление светотехнических LED устройств. Световой поток COB диодов на порядок больше, чем у СМД.
Основное назначение – освещение. В то время, как COB диоды можно использовать и в качестве индикаторов.
В плане ремонтопригодности COB наименее предпочтительны, т.к. в случае перегорания придется поменять всю матрицу.
И кстати, мною давно замечено, что в COB чипах достаточно сложно (простому обывателю) определить количество, размер кристаллов. А соответственно и сопоставить полученные измерения (подсчеты) с заявленными характеристиками источников света.
Ну и последняя новинка 2015 года в твердотельном освещении – filament светодиоды.
Новый вид светодиодов – filament
Данный тип диодов сформировался не так давно. Но сразу полюбились покупателями. И это не мудрено, т.к. при одинаковой мощности (в сравнении с COB или SMD) мы можем получить большую освещенность.
Пока основное применение filament светодиодов - LED лампы. Филаментные светодиоды монтируются на стеклянную или сапфировую подложку. Технология – Chip-On-Glass. В результате чего, свет распространяется на 360 градусов. Достаточно интересная и «далеко идущая» технология.
Заключение
В принципе, указанные в статье виды и типы светодиодов не полные и данную классификацию можно расширять, применяя ряд подвидов и классов. Кому-то она покажется простой. Кому-то правильной, кому-то смешной. Но в силу того, что никакой определенной «научной концепции» по распределению светодиодов не существует, то для общего понимания того, как можно разделить светодиоды на виды и классы мы получили. Чего, в принципе и добивались.
Вконтакте
Классификация светодиодов на различные виды и подвиды сейчас достаточно условна. Это обусловлено бурным ростом оптоэлектроники в последние десятилетия. Новые изделия появляются быстрее, чем успевает сформироваться та или иная классификационная схема. Производители распределяют типы излучающих диодов на группы с общими признаками в соответствии с собственными соображениями правильности и целесообразности. При этом зачастую диоды с одинаковыми параметрами у разных производителей могут попадать в совершенно разные группы. Классификационные признаки же могут быть различными: цвет излучения, мощность светодиода, из чего состоит светодиод, его назначение и прочие…
Какие признаки можно считать основными, а какие второстепенными? Однозначного ответа на этот вопрос – нет. Попробуем кратко осветить все многообразие твердотельных источников света, опираясь на такие параметры как цвет излучения и мощность.
Цвет
Светодиоды различаются по длине волны излучаемого света. Различные цвета (излучение различных длин волн) получаются при использовании разных полупроводниковых материалов в основе светодиодов. На сегодняшний день возможно изготовление светодиодов любого видимого цвета (длины волн видимого спектра от 400 до 760 нм), а также инфракрасных и ультрафиолетовых. Отдельно внимание следует обратить на светодиоды белого цвета излучения. Их получают путем нанесения специального люминофора на светодиоды синего цвета (реже на ультрафиолетовые). Люминофор преобразует синий свет в белый, при этом эффективность светодиода естественно уменьшается.
Различные виды белых светодиодов условно классифицируются еще по типу оттенков белого света: теплые, нейтральные и холодные. Характеристикой цветности в таком случае выступает коррелированная цветовая температура, которая измеряется в Кельвинах [K]. Для теплых диодов она составляет 2600-3700 К, для нейтральных 3700-5000 К, для холодных – 5000-10000 К. Важно отметить, что при прочих одинаковых параметрах кристалла, чем более теплый оттенок имеет светодиод, тем ниже его эффективность. Соответственно чем холоднее (больше доли синего света в общем потоке), тем диод эффективнее. Считается, что для помещений лучше подходят светодиоды теплого цвета, а для уличного освещения – холодного.
Мощность
Диапазон мощностей промышленно выпускаемых светодиодов начинается от нескольких милливатт и заканчивается десятками ватт. Самый мощный однокристальный светодиод XML выпускается фирмой CREE и имеет максимальный рабочий ток – 3 А, при этом размеры корпуса всего 5х5 мм. Основная сфера применения таких диодов – уличное и промышленное освещение, т.к. они имеют очень большую габаритную яркость и, при низкой высоте подвеса, будут создавать сильный слепящий эффект.
Среди осветительных светодиодов, самую большую популярность приобрели одноваттные светодиоды с номинальным током 350 мА и трехваттные с током 700 мА, т.к. они подходят для большинства применений и для них самый большой выбор готовых источников питания. Причем деление видов светодиодов по ваттам достаточно условно: как правило, один и тот же светодиод можно использовать на разных режимах по мощности, выбирая значение рабочего тока 350 или 700 мА (при этом паспортное значение максимального рабочего тока естественно должно быть > 700 мА). Однако увеличивая ток, мы должны позаботиться об отводе тепла, иначе светодиод начнет быстро деградировать. Лучше не использовать светодиоды на максимальном токе, а оставлять запас хотя бы 30% (например, задавать 700 мА при I max =1000 мА). Также нужно помнить о том, что с увеличением тока снижается световая отдача. Поэтому, в случаях когда необходимо получить максимальную эффективность, лучше снижать ток.
Многие производители объединяют светодиоды в мощные матрицы: кристаллы, соединенные, как правило, в последовательно-параллельные цепи, размещены на одном основании и залиты общим слоем люминофора. Такая технология называется Chip-On-Board или сокращенно COB.
COB-модули могут иметь мощность до нескольких сотен ватт и применяются для освещения.
Светодиоды малой мощности (0,05…0,5 Вт) применяются в основном для подсветки дисплеев различных устройств, включая мобильные устройства.
Эта самая большая ниша на рынке светодиодов. Также маломощные LED могут быть использованы для освещения: в случае, когда требуется получить равномерно светящуюся поверхность с малой габаритной яркостью, изготавливаются светодиодные модули из десятков или даже сотен маломощных светодиодов. Лучше всего такие источники света подходят для внутреннего освещения.
Самую маленькую мощность имеют светодиоды, применяемые для целей индикации или попросту индикаторные. Они очень разнообразны по форме и размерам, некоторые виды представлены на рисунке ниже.
Для того чтобы не растеряться среди многообразия видов и типов светодиодов, нужен единый стандарт, в соответствии с которым все излучающие диоды можно разделить на группы по тем или иным параметрам. Но как оказалось, такого стандарта не существует, и каждый производитель светодиодов классифицирует продукцию по своему усмотрению. Причина такого подхода очевидна. Оптоэлектроника стремительно развивается, появляются все новые модели светодиодов, сделанные по более совершенным технологиям.
К сожалению, перечислить сначала основные, а затем второстепенные характеристики также не получится. Такое деление весьма субъективно. Поэтому придется приступить к детальному рассмотрению вопроса, чтобы читатель наглядно смог ознакомиться со всеми наиболее распространенными видами и типами светоизлучающих диодов.
Цветовая гамма
Нынешние технологии позволяют получить кристалл светодиода с любым цветом излучения в видимом диапазоне. Для этого используют химические соединения полупроводниковых материалов: индия и галлия с разными элементами. С целью унификации, кроме цвета, на упаковке с изделием указывают ещё одну характеристику: длину волны излучения. Она помогает максимально точно идентифицировать оттенок. Например, к светодиоду с зелёным свечением можно отнести любой светоизлучающий кристалл с длиной волны от 500 до 570 нм. При этом экземпляр с λ=500-520 нм будет иметь цвет морской волны, а с λ более 550нм - салатный оттенок. Промежуточные цвета получают методом близкого расположения трёх кристаллов: синего, красного и зеленого с последующим управлением мощностью их свечения. Это так называемые RGB-светодиоды. Существуют также двуцветные виды, используемые в основном в индикаторной подсветке.
Отдельным абзацем следует упомянуть о белых типах светодиодов. Они имеют широкий спектр излучения и формируются, как правило, на базе ультрафиолетового светодиода, покрытого люминофором. Они имеют свою градацию по оттенкам (теплый, нейтральный, холодный), что выражается в виде такого параметра как .
УФ и ИК излучающие диоды хотя и не работают в видимом спектре, но своей практической пользой также заслуживают место в перечне разновидностей светодиодов.
Мощность
В зависимости от назначения мощность потребления может составлять от единиц мВт до десятков Вт. Первые, самые маленькие типы светодиодов – это бескорпусные кристаллы. Их используют для создания COB-матриц с применением последних технологий. Ко второму типу условно можно отнести изделия мощностью от 60 мВт до 1 Вт (ультраяркие в прозрачном корпусе, smd 3528 и их производные). В третью группу войдут светодиоды с мощностью рассеивания более 1 Вт, требующие применения дополнительной системы охлаждения. Самыми мощными принято считать COB-матрицы. Один такой модуль размером 35х35 мм способен рассеивать до 160 Вт.
Сила света
Данная характеристика напрямую связана с такими параметрами как мощность, угол свечения и технологией производства. Чем меньше угол, тем больше яркость в точке измерения. Сверхъяркие виды светодиодов с углом рассеивания 110° имеют силу света около 1000 мкд, а с углом 15° – силу света 35000 мкд.
В американской корпорации каждое поколение мощных белых светодиодов заносят в отдельную группу (S5, T6, U3…).Таким образом, производитель старается выделить каждый новый тип светодиода, имеющий повышенную светоотдачу при прежней мощности потребления.
Стоит отметить, что устаревшие диффузные светодиоды типа АЛ307 с силой света 0,4-6 мкд перестали быть востребованы и практически вытеснены сверхъяркими аналогами со светоотдачей в тысячи раз больше.
Падение напряжения
Падение напряжения однокристальных светодиодов определяется их мощностью и цветом излучения и имеет фиксированные рамки. Например, в характеристике белого излучающего диода может быть указано падение напряжения от 3,3 до 3,6В.
Наращивание тока через кристалл с целью увеличения яркости не могло продолжаться бесконечно. В итоге компании наладили выпуск многокристальных светодиодов, которые рассчитаны на напряжение 9, 12, 18, 24, 48, 72 вольт. Ярким представителем этого семейства является COB-матрицы белого свечения.
Нельзя не вспомнить о филаментах, которые питаются постоянным напряжением около 70В. Эти специфические стержни используются в лампах с имитацией нити накала.
Исполнение и назначение
Если вдаваться в детали, то этот раздел станет очень обширным. Ведь каждый производитель выпускает сотни видов светодиодов, отличающихся геометрическими размерами, чтобы удовлетворить нужды потребителей. И всё же существуют признаки, по которым можно их упорядочить.
Перечислим основные типы светодиодов:
- Слаботочные:
а) сверхъяркие двухвыводные в круглом прозрачном корпусе 3, 5, 10 мм. Применяют в качестве индикаторов, в рекламно-информационных модулях, светофорах;
б) smd светодиоды прямоугольной или квадратной формы размером до 3х3,5 мм. Наиболее часто используются в построении бегущих строк и систем индикации. - Мощные smd:
а) собраны на одном кристалле без линзы и применяются в светодиодных лампах и лентах широкого потребления;
б) собраны на нескольких кристаллах с общей линзой и позиционируются для промышленного и декоративного освещения. - COB-модули белого свечения могут достигать размера 38х38 мм в квадратном исполнении и 50х6 мм в форме линеек. Они востребованы в конструировании прожекторов и фонарей уличного освещения.
- Filament. Выполнен в виде стержня длиной около 30 мм с множеством кристаллов на поверхности. Возможности филаментных светильников только раскрываются. Пока они применяются для создания на 220В.
- OLED. Тонкопленочные органические светодиоды для построения дисплеев.
- Излучающие диоды в ИК и УФ-диапазоне. Их выпускают как в корпусе с выводами, так и в smd исполнении. Среди товаров широкого потребления их можно увидеть в пультах ДУ и лампах для сушки ногтей.
В заключение стоит отметить, что приведенная классификация не является полной и может быть ещё дополнена подвидами и группами. то же самое касается постоянно расширяющейся сферы применения. Но общая концепция, которую выдвигают лидеры в производстве оптоэлектроники Nichia, Cree и Philips в данной статье описана максимально подробно.
Читайте так же
Оптические характеристики светодиодов
В наше время трудно представить качественную осветительную систему без использования светодиодов. Эти устройства прочно закрепились среди современной техники благодаря своим высоким показателям долговечности, яркости и миниатюрности.
Они используются повсеместно: начиная с мобильных устройств и заканчивая автомобильным светом (например, мощные светодиодные лампы h5, сверхяркие светодиодные лампы h5 и многие другие) – и неспроста, ведь светодиоды крайне удобны для применения в качестве альтернативного источника света.
Если говорить об устройстве светодиода наиболее простым языком, то следует представить кристалл (тонкую пластину), которая светится и контакты, которые идут от него. Максимальная сила света диодов – 90 градусов (перпендикулярно пластине), свет от него идет по прямой – достаточно вспомнить диаграммы, которые указывают производители светодиодов на упаковке, и все станет понятно. Для наглядности – иллюстрация справа.
Конечно же, кроме оптических характеристик, то есть тех, которые связаны с освещением и производительностью, существуют другие параметры. К ним относят:
- Фотометрические (световые) характеристики;
- Радиометрические (энергетические) характеристики;
- Гониометрические (угловые) характеристики;
- Колориметрические (спектральные) характеристики;
- Эксплуатационные характеристики (связанные со сроком службы).
Ниже приведена подробная информация по каждой из характеристик в виде таблицы.
1. Фотометрические (световые) характеристики светодиодов
Фотометрия – процесс измерения света в видимом спектре. Под видимым спектром подразумевается та часть светового спектра, которая видна невооруженным глазом среднестатистического человека, то есть длина волны лежит между 380 и 770 нм. Существует 2 основных световых стандарта – сила света и световой поток. Эти стандарты определяют главные фотометрические величины – яркость и освещенность.
Единицы измерения фотометрических параметров
Параметр | В чем измеряется |
Cветовой поток | Люмен [Лм] – световой поток, испускаемый точечным источником с силой света 1 кд внутри телесновго угла 1 стерадиан. |
Сила света | Кандела [кд] – сила света восковой свечи |
Яркость | 1 нит = 1 кд/м^2 |
Освещенность | 1 люкс = 1 Лм/м^2 |
Периодически возникает необходимость самостоятельно измерить излучение. О том, как это правильно сделать, существует огромное количество статей, здесь же приведены главные моменты, на которые следует обратить внимание во время этого процесса.
Способы измерения излучения:
- Использование калькулятора, если имеются вводные данные.
- Использование техники при необходимости измерения по факту.
Советы и меры, которые следует учитывать во время измерения излучения:
- Оборудование должно быть тщательно откалибровано.
- Нужно измерять выход света с определенным временным интервалом.
- Соблюдение постоянной температуры света в ходе тестирования.
- Использовать исключительно стабилизированный источник света.
- Условия тестирования должны быть легко воспроизводимы.
- Необходимо учитывать смещение оптического центра эмиссии светодиодов относительно механического центра.
2. Радиометрические (энергетические) характеристики светодиодов
Радиометрия – измерение полного светового излучения во всех оптических диапазонах. Оптические диапазоны бывают:
- видимый;
- инфракрасный;
- ультрафиолетовый.
Величина | Характеристика | Единицы измерения |
Единица радиометрической оптической мощности | Абсолютная величина, не зависит от длины волны. Один ватт инфракрасного света по мощности равен ватту видимого света. | Ватт [Вт] |
Энергетическая сила излучения | Измеряемая величина | [Вт/ср] |
Энергетическая освещенность | Измеряемая величина | [Вт/м^2] |
Энергетическая яркость | Измеряемая величина | [Вт/cpxм^2] |
В процессе радиометрических измерений светодиодов необходимо придерживаться тех же рекомендаций, что и при фотометрии.
3. Колориметрические (спектральные) характеристики светодиодов
Колориметрия – измерение и определение цветовых характеристик. Обычно эти параметры выражаются в координатах цветности (когда мы видим параметр 4000К) или в длинах волн.
На кривой (Рис 4) указаны точки с цветовой температурой, которой они соответствуют в видимом спектре излучения. Так, мы видим что 6500К – это белый холодный цвет. Наиболее точный способ измерения цвета – использование спректрорадиометра.
Важным фактором является температура: с повышением температуры окружающей среды увеличивается температура активной части светодиода, а значит что увеличивается и длина волны излучения. Значение зависит от типа используемого кристалла.
4. Гониометрические (угловые) характеристики светодиодов
Гониометрия – непосредственное измерение угловых характеристик устройства. Измерение возможно лишь с использованием гониометра – прибора, который фиксирует пространственное распределение силы светодиода. На рис. 2 мы видим диаграмму пространственного распределения силы света. Из нее видно, каким образом распределяется свет, исходящий от кристалла.
5. Эксплуатационные характеристики светодиодовОдним из главных вопросов, который интересует человека – срок службы светодиодов. Типы сроков службы
Тест на деградацию светодиодов проводят для того, чтобы определить полный и полезный срок службы. На практике тестом на деградацию светодиода является его непосредственная эксплуатация. |
Что делать для того, чтобы устройство прослужило дольше?
- Стабилизация тока питания. Стараться сделать его значение постоянным на протяжении всего срока эксплуатации, избегать перепадов.
- Поддержание постоянного температурного режима в месте установки светодиода. Также она не должна превышать максимальную температуру эксплуатации, заявленную производителем.
- Соблюдение всех инструкций и мер предосторожности, строго придерживаться норм эксплуатации.
В заключение следует сказать, что заявленные производителем параметры излучения света могут не соответствовать практическим показателям – не в силу того, что мы оказываемся обманутыми, а в силу различия условий эксперимента. Необходимо всегда понимать, что лабораторные условия всегда отличаются от естественных, и понятие погрешности вполне допустимо, особенно при измерении такой чувствительной характеристики, как свет.
Виды светодиодов их маркировка и параметры
Светодиодные, или LED-экраны пришли на смену жидкокристаллическим и продолжают набирать популярность. Их используют как в домашних телевизорах или мониторах, так и в качестве уличного оборудования на всевозможных массовых мероприятиях. Светодиоды используются в ландшафтном освещении, архитектурной подсветке зданий. Давайте поговорим о том, что из себя представляет эта технология, какие существуют виды светодиодов и их маркировка и параметры, а также о том, как можно определить разновидность светодиода по тому, как он выглядит.
Что такое светодиоды и как они работают
Светодиод – это полупроводниковый прибор, который излучает свет определенной цветовой гаммы, если пропускать через него электрический ток. Конструктивно все виды LED-светодиодов представляют из себя набор следующих элементов:
- алюминиевая (медная) основа, которая выступает проводником электричества;
- анод и катод;
- кристалл, который излучает определенный цвет;
- силикон;
- пластиковая линза.
Впервые технология LED была применена в 1962 году. Тогда внешний вид светодиодов существенно отличался от нынешнего, и стоили они очень много: около 200 долларов за штуку.
Однако принцип их работы был таким же. Кристалл светодиода изначально излучает конкретный цвет, который получается путем применения различного химического состава используемых проводников. Благодаря этой технологии можно получать огромное количество различных оттенков цветов, что и является основой работы популярных сегодня светодиодных мониторов.
У светодиодной технологии можно выделить такие преимущества как высокая световая отдача, достигающая 160 лм/1 Вт, высокая стойкость к вибрациям, механическая прочность, длительный срок службы (до 100 000 часов при работе 8 часов в день).
А от того, какое расстояние будет между двумя соседними светодиодами, зависит такой фактор как шаг пикселя, что выступает ключевым показателем качества и контрастности изображения. Это, а также некоторые другие характеристики светодиодов легли в основу того, что светодиоды делятся на различные виды и типы.
Виды светодиодов их маркировка и параметры
Каждая из разновидностей имеет свой принцип работы, а также некоторые преимущества и недостатки перед другими. По типу линзы можно выделить следующие разновидности:
- фокусирующая. В свою очередь, такая линза может быть круглой, конусообразной, либо плоской. Они используются исключительно в осветительном оборудовании и позволяют обеспечить направленный поток света с различными заданными характеристиками;
- рассеивающая. Они могут выполнять как осветительную, так и индикаторную функцию, и именно рассеивающих линз подавляющее большинство.
В зависимости от цвета линзы и, соответственно, того цвета излучения, который будет создавать данный светодиод, выделяют линзы бесцветные, прозрачные, окрашенные (прозрачные, либо матовые).
Если и другое, не менее важное разделение на виды ЛЕД-светодиодов: по сфере применения. Так, можно выделить:
Индикаторные светодиоды
Такой тип используется только в качестве световых индикаторов, подсветки дисплея, либо приборных панелей. Их повсеместно можно увидеть в подсветке чайников, ноутбуков (в том числе в индикаторах, которые загораются, когда мы подключаем их к зарядному устройству).
Осветительные светодиоды
Они используются для обеспечения высокого уровня освещенности при наружном монтаже. Все светодиоды такого типа имеют общую конструкцию: полупроводниковый чип или кристалл, подложку, на которую он устанавливается, контакты для его подключения.
Как определить светодиод по внешнему виду
Одна из основных классификаций касается выполнения внешнего корпуса. Так, бывают светодиоды:
- круглые;
- овальные;
- прямоугольные;
- SMD-корпус;
- корпус типа «пиранья»;
- корпус типа «звезда».
Первые 3 используются в индикаторных моделях, последние – в осветительных. Однако помимо типа корпуса их внешний вид позволяет узнать и многие другие параметры. Очень важной характеристикой является диаметр линзы. Если у вас есть эта информация, при помощи поисковой строки в интернете вы сможете узнать его назначение, а также такие его характеристики как материал, длина световой волны, максимальное напряжение, рабочая температура и т.д.
Цены на светодиодные экраны
Ниже приставлены варианты светодиодных экранов в аренду, которые можно взять на ваше мероприятие в компании «PlasmaOnLine», и стоимость моделей:Выводы
Для определения характеристик светодиодов можно также использовать мультиметр. Нужно перевести его режим в проверку цепи на обрыв, а затем щупами коснуться выводов светодиодов. Так можно сделать вывод о цвете свечения, если корпус прозрачный или бесцветный. Впоследствии, зная цвет излучения, можно узнать длину волны, максимальное напряжение, а также материал полупроводника, который использовался при изготовлении. Кроме того, используя увеличительную линзу, можно узнать количество излучающих кристаллов, которые используются в данном светодиоде.
Теперь вы знаете все о видах светодиодов их маркировках и параметрах.
Параметры светодиодного освещения- SKORI LED Параметры светодиодного освещения
- SKORI LEDВеб-сайт использует файлы cookie для предоставления услуг в соответствии с Политикой использования файлов cookie. Вы можете определить условия для хранения или доступа к файлам cookie в своем браузере.
Добро пожаловать в наш магазин и приятных покупок!
Ваша корзина
Количество товаров: 0 шт.
Стоимость покупки: 0,00 злотых
Перейти к оформлению заказа Параметры светодиодного освещенияВажные параметры при выборе светодиодного освещения
1.Световой поток – лм
Значение, описывающее количество света, выраженное в единицах, называемых люменами. Например, традиционная лампа накаливания с вольфрамовой нитью мощностью 60 Вт излучает световой поток около 700 лм. Светодиодная лампа, излучающая такое же количество света, имеет мощность около 9 Вт. Световая отдача светодиодов, выраженная в соотношении числа получаемых люменов на ватт, зависит от типа - поколения используемого диода и его качества. Это значение у используемых в настоящее время светодиодов колеблется от 70 до 150 лм/Вт.В случае светодиодных лент принято указывать светоотдачу для одного диода и в этом случае один и тот же диод может генерировать разные значения в зависимости от его версии, а также типа электрических резисторов, используемых на каждом сегменте полоска. В случае белого света цвет света также имеет значение — холодный свет немного ярче теплого света — больше люменов на то же количество ватт. Количество света для одного светодиода поэтому может иметь несколько значений и в среднем составляет:
SMD3528 - 4-6лм
SMD3014 - 7-9лм
SMD5050 - 12-16лм
SMD2835 - 20-22лм; низкий: 12-14 лм
SMD5630 - 22-26 лм
COB6565 - 26-28 лм
2.Мощность - Вт
Мощность источника света в Ваттах выражает максимальную потребляемую мощность светодиодов и их источника питания. В зависимости от КПД диодов и КПД системы световой поток может существенно различаться для источников одинаковой номинальной мощности. Светодиодные источники определенной мощности могут отличаться по этому показателю до 100%. Это зависит от многих факторов, среди которых тип светодиодов, качество комплектующих, система питания, светопропускная способность абажура, цвет света или индекс цветопередачи.
3. Индекс цветопередачи CRI - Ra
Значение по шкале от 0 до 100, характеризующее степень точной цветопередачи объектов при искусственном освещении по сравнению с эталонным светом. Самый высокий индекс цветопередачи Ra=100 имеет дневной свет – солнечный, на фоне которого определяются все искусственные источники света. Можно предположить, что Ra>70 — это значение, отвечающее минимальным значениям полезности и не оказывающее негативного влияния на качество восприятия.Польский стандарт PN-EN 12464-1:2004 рекомендует использовать источники света с индексом цветопередачи не менее Ra>80. Все светодиодные ленты в нашем предложении соответствуют этому стандарту, у нас также есть серия профессиональных лент с CRI Ra > 90.
4. Цвет света - K (CCT)
Параметр, описывающий белый свет, в частности его оттенок, так называемая цветовая температура, выраженная в Кельвинах - K. Чем ниже это значение, тем теплее свет. Принято различать три цвета света:
- теплый цвет - 2700К-3300К - От цвета классической лампочки, через цвет восходящего солнца к цвету галогенного света.Хотя это во многом дело вкуса, свет этого цвета чаще всего используется в гостиных, где мы хотим добиться приятной атмосферы.
- нейтральный цвет - 3300К-5300К - чаще всего значение около ~4000К, промежуточный оттенок, наиболее близкий к белому. Благодаря своей универсальности светильник практичен для всех применений, часто используется в общественных зданиях.
- холодный цвет - 5300К-6500К - часто называют дневным светом.Самый яркий оттенок белого, часто воспринимаемый как переходящий в синий. Захватывающий свет, подходящий в первую очередь для работы, а также в качестве контрастного или декоративного света.
Магазин находится в режиме предварительного просмотра
Посмотреть полную версию сайта
Мы заботимся о вашей конфиденциальности
Файлы cookie и связанные с ними технологии обеспечивают правильную работу веб-сайта и помогают нам адаптировать предложение к вашим потребностям.Вы можете принять наше использование всех этих файлов и перейти в магазин или настроить использование файлов в соответствии со своими предпочтениями, выбрав «Настроить согласие».Вы можете узнать больше о файлах cookie в нашей Политике конфиденциальности.
Идти в магазин Настроить согласие
Настройки файлов cookie
Здесь вы можете определить свои предпочтения в отношении использования нами файлов cookie.Требуется для работы страницы
Эти файлы cookie необходимы для работы нашего веб-сайта, поэтому вы не можете их отключить.
Функциональный
Эти файлы позволяют использовать другие функции сайта (кроме необходимых для его работы).Включив их, вы получите доступ ко всем функциям веб-сайта.
Аналитический
Эти файлы позволяют нам анализировать наш интернет-магазин, что может способствовать его лучшему функционированию и адаптации к потребностям Пользователей.
Поставщики аналитического программного обеспечения
Эти файлы используются поставщиком программного обеспечения, под которым работает наш магазин.Они не объединяются с другими данными, введенными вами в магазине. Целью сбора этих файлов является выполнение анализа, который будет способствовать разработке программного обеспечения. Вы можете прочитать больше об этом в политике использования файлов cookie Shoper.
Маркетинг
Благодаря этим файлам мы можем проводить маркетинговые мероприятия.
Отмена Сохраните настройки
.СветодиодыLED: виды, параметры, определение Светодиодное освещение
с каждым годом набирает все больше сторонников. Уже сегодня во вновь строящихся квартирах, домах и офисных зданиях устанавливаются источники света на основе светодиодной технологии. Та же тенденция наблюдается в автомобильной, промышленной и бытовой электронике. Это связано с экономией потребления электроэнергии, до 90% по сравнению с традиционным освещением, невероятной долговечностью и высокой эффективностью.Светодиодные ленты , лампочки и люминесцентные лампы выделяют минимальное количество тепла при работе, не нагревая помещения без необходимости. Материалы, используемые в производстве светодиодов, экологичны и не содержат вредных веществ.Светодиоды четкости
Светодиод (светоизлучающий диод) - или светодиод - в настоящее время является наиболее технологически совершенным источником света. Это полупроводниковый оптоэлектронный элемент, использующий явление электролюминесценции, где светодиодов под действием возбуждающего фактора, в данном случае это ток, излучают свет в диапазоне видимого света, инфракрасного или ультрафиолетового.Цвет света зависит от используемого полупроводника.
Преимущества светодиодов:
- экономия электроэнергии до 90% по сравнению с традиционными источниками света,- срок службы до 50000ч (около 6 лет непрерывного освещения),
- высокая стойкость к ударам и вибрациям,
- быстрая реакция на включение и выключение, полная яркость достигается за несколько микросекунд,
- низкое и постоянное питание,
- безопасность использования (белый свет не излучает УФ и ИК излучение),
- забота об окружающей среде (светодиоды не содержат ртути, не выделяют вредных соединения или вещества),
- излучающие любой цвет и цветовую температуру света,
- универсальное применение (светодиоды используются в качестве основного, рабочего или декоративного освещения),
- высокая эффективность использования электроэнергии, свыше 100 лм от 1 Вт,
- небольшие размеры дают безграничные возможности дизайна.
Источники света со светодиодами:
- Светодиодная лента - гибкий, линейный источник света,
- Светодиодная лампа - заменяет традиционные источники света со всеми резьбами и цоколями,
- Светодиодные люминесцентные лампы - не требуют балластов или стартеров для правильной работы,
- Светодиодные прожекторы - заменяют традиционные промышленные прожекторы накаливания,
- Светодиодные модули - идеальное решение для освещения наружной рекламы,
- Светодиодное освещение лестниц - освещение лестниц или проходов,
- Светодиодные светильники для мебели - хозяйственное или декоративное освещение,
- Светодиодные автомобильные лампы - энергосберегающие заменители традиционных ламп накаливания луковицы.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ
- световой поток - физическая величина в области визуальной фотометрии, определяющая общую мощность света, излучаемого данным источником света. Единица измерения светового потока — люмен (лм),
— сила света — сила света источника света, в фотометрии — величина, характеризующая визуальную яркость данного источника света. Единица силы света — кандела (кд),
— освещенность — выражает плотность светового потока, падающего на освещаемую поверхность.Единицей освещенности является люкс (лк),
— цветовая температура — измеряется в градусах Кельвина (К). Это температура, до которой следует нагреть черное тело, чтобы получить желаемый цвет. Чем теплее цвет света, тем ниже его температура, чем холоднее цвет, тем выше температура.
Примеры цветовых температур:
- 2000 К - цвет света, излучаемого зажженной свечой,
- 2800 К - цвет света, излучаемого лампочкой,
- 3000 К - восход и закат - теплый белый цвет,
- 3200 К - цвет света студийных ламп накаливания,
- 4500 К - нейтральный белый,
- 5000 К - цвет света, проходящий через ледяную глыбу,
- 5500 К - цвет дневного света,
- 6000 К - холодный белый цвет,
- 10000-15000 К - цвет ясного голубого неба,
- 28000-30000 К - цвет молнии,
- видимый свет - часть электромагнитного излучения, на которое реагирует сетчатка человеческого глаза.Примерный диапазон длин волн видимого света составляет 380–780 нм. Единицей, используемой для описания длины волны, является нанометр (нм).
Длина волны отдельных цветов:
- красный цвет - 620 - 625 нм,
- зеленый цвет - 510 - 520 нм,
- синий цвет - 465 - 470 нм.
— CRI — (Color Rendering Index) — индекс цветопередачи — выражается числом от 0 до 100, определяет, насколько хорошо воспринимаются цвета освещенных предметов.Чем выше коэффициент, тем естественнее выглядят подсвеченные предметы,
- Уровень защиты IP - уровень защиты электроприборов от проникновения внешних факторов. Обозначение международного класса защиты (IP) состоит из букв IP и двух цифр, первая из которых означает устойчивость к проникновению твердых частиц, а вторая — к проникновению воды.
В таблице ниже представлены значения отдельных маркировок:
РАЗНООБРАЗИЯ СВЕТОДИОДОВ - ИК-светодиод - излучающий инфракрасное излучение - используется в оптоволоконных линиях связи, а также в устройствах дистанционного управления,
- УФ-диод - излучающий ультрафиолетовое излучение - причины флуоресценция многих химических веществ, используемых при анализе защитных элементов, используемых на банкнотах и в развлекательных заведениях,
- диод МОНО - излучает свет постоянного цвета,
- диод RGB LED - диод с тремя структурами, генерирующий три основных цвета (красный, зеленый, синий),
- диод RGBA LED - диод RGB, дополненный дополнительным диодом янтарного свечения (угл.янтарный),
- RGBW LED - RGB-диод, дополненный дополнительным диодом, излучающим теплый белый цвет,
- SMD-диод - диод, предназначенный для поверхностного монтажа,
- high Power LED или Power LED - диод высокой мощности, требует надлежащего охлаждения и источник постоянного тока для правильной работы. Обычно они оснащены эмиттером около 1 мм 2 . При токе 350 мА и потребляемой мощности 1 Вт он генерирует свет с яркостью > 100 лм.
параметров светодиодного освещения | EP.com.pl
Классические лампы с горячей нитью накаливания известны уже почти двести лет. Они широко использовались на протяжении всего 20 века, но, к сожалению, из-за низкого КПД и прогресса полупроводниковых технологий ушли в прошлое. На смену им пришли компактные люминесцентные лампы (так называемые «энергосберегающие лампочки») или светодиоды (так называемые «светодиодные лампочки»). Это бесконечный источник ошибок, технических проблем и постоянной путаницы не только среди пользователей этих источников света, но и среди инженеров, использующих их для проектирования систем освещения.
Все, начиная с названий этих источников света, непонятно, так как речь идет о лампах накаливания - стандартном источнике света, который мы почти "вписали" в свое сознание. Мы выросли вместе с ними, они всегда были рядом с нами и только недавно их начали заменять более современными решениями. Кроме того, из-за того, что механизм их свечения - тепловое излучение, в основном такой же, как и естественный свет (т.е. солнце), они очень "дружественны" и естественны для нашего зрения.Ряд параметров, которые их характеризуют, показывают, чем светодиоды отличаются от оптимального освещения.
В этой статье мы рассмотрим светодиоды, используемые для освещения помещений, с акцентом на параметры, которые используются для их характеристики, и на то, как они измеряются. Понимание этих вопросов позволит вам выбрать оптимальные компоненты для каждого приложения.
Конструкция и работа светодиода
Светоизлучающий диод представляет собой PN-переход, как и любой полупроводниковый диод.Соединение между двумя полупроводниковыми слоями излучает свет, когда через них протекает электрический ток. Это явление называется электролюминесценцией. Электроны проходят из области N и рекомбинируют с дырками в области P. Электроны и дырки — это частицы и квазичастицы, представляющие электрический заряд, отрицательный и положительный соответственно. В то время как электроны существуют в реальности, дырки — это квазичастицы — по сути, они представляют собой свободное пространство в материале, которое было создано путем перемещения электрона дальше из материала под действием приложенного напряжения.
Рисунок 1. Схематическое изображение PN-перехода и принципы работы светодиода
.Свободные электроны находятся на энергетическом уровне, известном как зона проводимости, в то время как дырки имеют более низкую энергию и находятся в валентной зоне. Таким образом, энергетические уровни дырок ниже энергетических уровней электронов. Отсюда следует, что для рекомбинации электронов и дырок (рекомбинации) необходимо рассеять некоторое количество энергии. Эта энергия излучается в виде тепла и, прежде всего, света.
Электроны рассеивают энергию в виде тепла в случае кремниевых и германиевых диодов (т. е. там, где энергетическая щель скошена, что препятствует испусканию фотонов), но в полупроводниках, таких как фосфид-арсенид галлия (GaAsP) или фосфид галлия (GaP), энергия щель проста, и это позволяет испускать фотоны. Тот факт, что энергетическая щель данного полупроводника прямая или наклонная, вообще выходит за рамки этой статьи - этот термин относится к физическому параметру, описывающему расположение электрона и дырки в физическом и энергетическом пространстве.Простой излом приводит к тому, что они разделены только энергетически, а косой излом — еще и в кристаллическом пространстве, и поэтому они должны «смещаться». Он проявляется в излучении фонона - кванта колебания кристаллической решетки, т.е. (упрощенно) тепла. Если энергетическая щель прямая, образуется фотон, который затем излучается, если полупроводник достаточно тонкий.
Таким образом, P-N переход становится светоизлучающим диодом.
Длина волны света, излучаемого диодом, и, следовательно, его цвет, зависит от энергии энергетической щели материалов, составляющих P-N переход.В кремниевых или германиевых диодах электроны и дырки обычно рекомбинируют через безызлучательный переход, который не дает оптического излучения из-за косой щели.
Материалы, используемые в производстве светодиодов, имеют простую энергетическую запрещенную зону с энергиями, соответствующими электромагнитному излучению в ближнем инфракрасном, видимом или ближнем ультрафиолетовом диапазонах. Таким образом, фактическая длина излучаемого света зависит от используемого полупроводника.
Белые светодиоды
Для освещения чаще всего используются белые светодиоды.Диоды с излучением, близким к белому цвету, получают двумя способами - путем объединения трех излучателей в основные цвета или путем применения специальных люминофоров, светящихся белым цветом под действием ультрафиолетового излучения.
Рис. 2. Излучение трех монохроматических источников, составляющих белый свет
Первый подход заключается в объединении трех отдельных светодиодов в цепь, излучающую три основных цвета: красный, зеленый и синий.Цвета смешиваются, образуя белый свет (рис. 2). Это решение также позволяет создавать RGB-лампы. Благодаря возможности независимого управления интенсивностью каждого из светодиодов можно получить цвета, отличные от белого.
Рисунок 3. Эмиссия излучения с люминофорами
Использование люминофорного материала для преобразования монохроматического света от (обычно) синего или ультрафиолетового светодиода в белый свет широкого спектра (рис. 3) работает аналогично люминесцентной лампе (люминесцентной лампе).Желтый люминофор является наиболее часто легированным кристаллом YAG. Люминофор YAG заставляет свет светодиода становиться желтым (фото 1), а пространство между кристаллами позволяет проходить синему свету от диода - только часть его преобразуется в желтый цвет. Оба цвета вместе создают впечатление света, близкого к белому. В качестве альтернативы белые светодиоды могут содержать другие люминофоры, такие как фторсиликат калия, легированный марганцем (IV), или другие люминофоры, специально разработанные для этой цели.PFS помогает генерировать красный свет и используется в сочетании с обычным люминофором Ce:YAG. В светодиодах с люминофором PFS часть синего света проходит через люминофоры, люминофор Ce:YAG преобразует синий свет в желтый свет, а люминофор PFS преобразует синий свет в красный свет.
Фото 1. Белые светодиоды с характерным желтым цветом структуры
Цвет - спектр излучения, или так называемый Цветовую температуру белых светодиодов можно изменить, изменив интенсивность отдельных цветов (красного, зеленого и синего) или количество и тип люминофора (люминофоров), нанесенного на излучатель.Это позволяет получать разные виды белизны, о которых более подробно будет рассказано далее в статье.
Светодиодная «лампочка»
Ничто так не расстраивает инженеров, как неточная лексика. Ну разве что некорректное употребление терминов. Лампочка, как следует из названия, представляет собой электрический источник света, в котором для получения света используется нить накаливания (обычно вольфрамовая нить). Поэтому термин "светодиодная лампочка" совершенно некорректен - в светодиоде ничего не светится.Даже больше — его нужно охлаждать во время работы, чтобы он не повредился.
С другой стороны, язык, который мы используем, живет своей собственной жизнью. В разговорной речи термин «лампочка» взял под свое крыло все электрические источники света — светодиодные лампы, компактные люминесцентные лампы, газоразрядные лампы и т. д. Давайте запомним это и закроем глаза на повторяющуюся мантру «энергосберегающая лампочка». или «светодиодная лампочка», направленная на современные источники света.
Светодиодная лампа
Лампы, содержащие светодиоды, интегрированные с оптическими элементами и электроникой, используются для освещения.Благодаря этому они образуют законченную интегрированную систему, легко заменяющую классическую лампочку (фото 2). Дискретные светодиоды также используются для освещения, однако в этой статье мы сосредоточимся на интегрированных светодиодных лампах, которые включают в себя светодиоды, оптические компоненты и электронные компоненты.
Фото 2. Светодиодная лампа представляет собой законченную интегрированную систему
Светодиоды
Основным компонентом светодиодной лампы, конечно же, являются светодиоды.В зависимости от того, используются ли RGB-диоды или люминофорные диоды, мы можем найти в лампе разное количество излучающих структур. В случае диода RGB обычно устанавливаются три диода или их кратное количество. В некоторых лампах RGB — так называемых RGBW, кроме трех цветных светодиодов, установлены белые светодиоды для улучшения индекса цветопередачи лампы. Количество светодиодов также влияет на геометрию излучаемого светового луча. Сама структура светодиода излучает в ограниченном конусе, поэтому использование большего количества излучателей позволяет увеличить этот конус простым и эффективным способом.Количество светодиодов также влияет на общую силу света — один светодиод имеет ограниченную мощность, поэтому самый простой способ увеличить общую мощность системы — увеличить количество излучателей.
Оптические элементы
Для формирования светового пучка, равномерности света от нескольких излучателей и т. д. в светильнике используются различные оптические элементы. С одной стороны, в классических лампочках также используются светоотражающие элементы – фары или рефлекторы (достаточно взглянуть на галогенные фары).Их конструкция в светодиодных лампах несколько иная, но так же, как и в галогенных, они позволяют увеличить направленность излучаемого света. Линзы, добавляемые к светодиодным лампам, позволяют манипулировать световым конусом, что позволяет лучше адаптировать лампу к применению. В зависимости от того, нужен ли вам широкий или узкий осветительный элемент (например, театральный), вы можете подобрать соответствующий светильник. В дополнение к этим элементам светодиодные лампы часто оснащаются экранами и рассеивателями для выравнивания интенсивности света внутри луча.Необходимость использования таких элементов обусловлена тем, что в светодиодной лампе часто используется много излучателей, поэтому световой поток может быть очень неравномерным по своему объему.
Электроника
Для того, чтобы можно было подключить светодиодную лампу к обычному патрону, в котором до сих пор работала лампочка, необходимо добавить в лампу электронную систему, которая изменит сетевое напряжение (230 В переменного тока) на уровень, необходимый для светоизлучающих диодов. Для того, чтобы иметь возможность питания светодиодов от сетевого напряжения (вообще), необходимо добавить даже самую простую электронную систему, которая была бы источником тока с соответствующими параметрами.В светодиодных лампах существует множество различных схем, от простых бестрансформаторных блоков питания на основе конденсатора, ограничивающего ток, протекающий через диоды, до сложных преобразователей переменного тока в постоянный, точно контролирующих ток диода. Схемы этих систем выходят за рамки данной статьи, так как их понимание не обязательно для понимания параметров светодиодной лампы. Конструкция блока питания в светодиодной лампе влияет на ряд параметров готового изделия, таких как, например, электрический КПД, коэффициент мощности или, очень часто, долговечность и срок службы лампы.
Параметры и их измерение
Светодиодные лампы, которые используются для освещения, имеют ряд различных физических параметров. Ниже мы рассмотрим наиболее важные из них - их значение для выбора освещения для конкретного применения и их физический смысл и определение. Для полноты картины будут описаны типовые методы их измерения.
Сила света
Параметр, описывающий яркость тестируемой лампы. Интенсивность дается как световой поток, выраженный в люменах.Световой поток является одним из наиболее важных факторов, когда речь идет о лампочках. Чем выше значение потока (в люменах), тем ярче будет светить лампа.
люмен — единица измерения светового потока в системе СИ. Он определяется как поток, посылаемый под телесным углом в один стерадиан одним изотропным источником света в канделах. Проще говоря, эта единица определяет количество света, излучаемого источником под определенным углом. Кандела определена для монохроматического света с длиной волны 555 нм, поэтому переключение на белый свет не так уж и просто.Для этого используются специально откалиброванные люксметры, приспособленные для измерения белого света.
Люксметр имеет датчик, который измеряет падающий на него свет и предоставляет пользователю измеримые показания освещенности, градуированные в люксах (1 лк = 1 лм/м 2 ). Эти портативные устройства обычно используются для характеристики освещения фотографами, операторами камер и т. д. Люксметры стандартно настроены для освещения CIE A.Стандартный люксметр не подходит для измерения освещенности светодиодов из-за различных спектральных характеристик. Для измерения светового потока от светодиодных ламп следует использовать специальный люксметр, откалиброванный для измерения данного типа освещения.
Фото 3. Пример люксметра
На фото 3 показан пример устройства этого типа. Он состоит из головки, которая соединена с основной частью счетчика проводом.
Еще лучшим решением будет измерение не только силы света светодиодной лампы в одной точке, но и измерения всего спектра ее излучения, тем более, что это понадобится и для определения других параметров.На основании спектра и специальной калибровочной кривой можно определить значение потока в люменах.
Еще одним важным аспектом является геометрия измерения – весь свет, излучаемый лампой, должен попадать на детектор. Чтобы собрать весь свет любого излучателя, т.н. интегрирующие зоны. Такая зона показана на фото 4. Интегрирующая зона представляет собой большую сферу, облицованную внутри светорассеивающим материалом.
Фото 4. Интегрирующая сфера
Обычно Spectralon — материал, в значительной степени состоящий из тефлона, который имеет коэффициент отражения более 99% в диапазоне от 400 нм до 1500 нм — то есть во всем видимом и ближнем инфракрасном диапазоне.Такая сфера должна быть достаточно большой, чтобы вместить в себя испытуемый источник света.
Лампа, размещенная в центре, освещает внутреннюю часть сферы, а материал внутри нее равномерно рассеивает свет по всей поверхности внутренней части сферы. Если теперь на поверхность этой сферы в специальном порту, т.е. просто в отверстии в крышке сферы, поместить фотоприемник (например, спектрометр или люксметр), то на нее будет падать световой поток, пропорциональный потоку, излучаемому испытуемой лампой. детектор.Коэффициент пропорциональности в данном случае — это отношение площади детектора к общей внутренней площади сферы. Просто умножьте показания детектора на это соотношение, чтобы получить данные трубки.
Значение светового потока чаще всего используется для сравнения различных типов источников света и выбора их для конкретного применения. Для многих людей, привыкших к лампочкам и выбирающих их по электрической мощности, это очень важный параметр.Лампа мощностью 25 Вт соответствует светодиодной лампе с световым потоком от 200 до 300 лм, 40 Вт соответствует от 300 до 500 лм, 60 Вт соответствует от 500 до 750 лм, 75 Вт соответствует от 700 до 1000 лм света, а 100 Вт соответствует источник света от 900 до 1600 лм.
При выборе конкретного светильника для применения следует руководствоваться количеством установленных точек освещения и, конечно же, типом помещения и его поверхностью. В таблице 1 приведены значения световых потоков, необходимых для данного типа помещения на квадратный метр.
Цветовая температура
Цветовая температура источника света — это температура, соответствующая температуре идеального излучателя — черного тела, излучающего свет с цветом, сравнимым с испытуемым источником света. Цветовая температура — это характеристика видимого света, которая имеет важные применения в освещении, фотографии, видео, астрофизике, садоводстве и многом другом. На практике цветовая температура важна только для источников света, которые фактически в какой-то степени соответствуют излучению абсолютно черного тела, т.е.излучают свет в виде спектра, который описывается планковским распределением. Это распределение для разных температур (3000 К, 4000 К и 5000 К) показано на рис. 4.
Рис. 4. Планковские распределения – спектры излучения абсолютно черного тела при различных температурах
Цветовая температура выражается в Кельвинах – единицах абсолютной температуры, так как соответствует температуре черного тела. В случае нетепловых источников, таких как светодиодные лампы, согласование планковского распределения с измеренным спектром невозможно, поэтому необходимо использовать так называемуюкоррелированная цветовая температура ТС. Оно также выражается в градусах Кельвина, но было определено, что оно включает человеческое восприятие непланковского излучения.
Коррелированную температуру можно определить несколькими способами, и время от времени разрабатываются новые, полуэмпирические методы проецирования физических параметров излучателей на идеализированное цветовое пространство и, таким образом, определения коррелированной цветовой температуры. Подробное описание этих способов выходит за рамки данной статьи, гораздо важнее представить, как выглядят лампы в широком диапазоне цветовых температур.
Цветовые температуры выше 5000 К называются «холодными цветами», потому что они голубоватые, а более низкие цветовые температуры (2700…3000 К) называются «теплыми цветами» (они желтоватые). Теплый в этом контексте относится к цвету, а не к цветовой температуре, потому что это наоборот - теплый цвет света исходит от более холодных излучателей; те, у которых самая высокая цветовая температура, на самом деле производят более холодный свет. В таблице 2 представлены примеры цветовых температур различных источников света - естественных и искусственных.
Индекс цветопередачи (CRI)
"Белизна" излучаемого света должна соответствовать человеческому глазу. Из-за явления метамерии можно использовать разные спектры излучения, и все они кажутся публике белыми. Явление метамерии заключается в различном восприятии цвета красителя нашими глазами при разном освещении. Это вопрос цветопередачи, совершенно не зависящей от цветовой температуры. Индекс цветопередачи (CRI) показывает, насколько хорошо данные источники света отражают цвета объектов (по сравнению с дневным светом).Это количественная мера способности источника света точно передавать цвета различных объектов по сравнению с идеальным или естественным источником света. Чаще всего CIE Ra используется в качестве меры CRI. Этот параметр можно определить, как описано ниже.
Источники света с высоким индексом цветопередачи желательны в приложениях, критичных к цвету, таких как больницы, особенно неонатальные отделения, лаборатории художественной реставрации, мастерские и другие места, где важен цвет.В наших домах также важно освещение с высоким индексом цветопередачи — может быть, это не критично, но если мы имеем на него влияние, то должны выбирать светодиодные лампы с более высоким индексом цветопередачи.
Численно максимально возможное значение CIE Ra равно 100 и присваивается только источнику, идентичному стандартному дневному свету или стандартному черному телу (в эту категорию попадают лампы накаливания). Это значение может доходить даже до отрицательных значений для некоторых крайне неблагоприятных источников света.Натриевые лампы низкого давления имеют отрицательный индекс цветопередачи -44, потому что они излучают преимущественно монохроматический желтый свет. Люминесцентные лампы варьируются от примерно 50 для основных типов до примерно 98 для лучших люминесцентных ламп с соответствующим образом подобранными многополосными люминофорами. Типичные светодиоды, используемые для освещения помещений, имеют индекс цветопередачи 80 или более — некоторые производители сообщают, что их светодиодные лампы достигают индекса цветопередачи до 98. Это достигается за счет включения сложной смеси люминофоров, что, однако, приводит к меньшей светоотдаче. все компромисс.
Этот коэффициент определяется Международной комиссией по освещению (ICI). CRI рассчитывается путем сравнения цветопередачи освещения от тестового источника с освещением с помощью «идеального» источника, который обычно представляет собой излучатель абсолютно черного тела для источников с коррелированной цветовой температурой ниже 5000 K и ниже с выбранной фазой дневного света (например, D65).
Метод испытаний (также называемый методом проб для испытаний) требует только колориметрической информации, а не спектрофотометрической информации.Определяется ряд цветов - стандартных тестовых образцов, которые используются при сравнении. Сначала они освещаются тестовым светом, а затем светом от идеального эталонного источника с той же цветовой температурой, что и тестируемый источник света. Каждый раз определяется цвет отраженного света в цветовом пространстве CIE 1964. конкретный CRI по формуле Ri = 100–4,6 × ΔEi, где ΔEi — евклидово расстояние между идеальным и измеряемым цветом в цветовом пространстве.CIE Ra — это среднее арифметическое отдельного Ri. В целом первые восемь стандартов (TCS01…TCS08) используются для получения CIE Ra, а остальные шесть — для возможной вспомогательной информации, которая, однако, для коммерческих светодиодных ламп предоставляется редко. Ключ CIE Ra, который указан на упаковке как CRI.
Угол луча
Угол светового луча — это угол, под которым свет распространяется или излучается источником.Световой пучок формируется в лампе оптикой - отражателем и линзами, которые используются в лампе. На рынке есть лампы, излучающие свет под разными углами от 45 градусов до 120 градусов. На рисунке 5 отдельные типы ламп сравниваются в упрощенном виде.
Рисунок 5. Сравнение различных углов светового луча от светодиодной лампы
Угол излучения светодиодной лампы выбирается в зависимости от ее применения. У большинства потолочных бытовых светильников угол луча находится в пределах 30...40 градусов будет достаточно, учитывая стандартную высоту потолка и расположение и количество светильников в помещении. Если у нас потолок ниже, или светильники ставятся довольно редко, следует выбирать светильники с более широкими лучами — 90 или 120 градусов.
Угол выброса очень легко измерить. Для этого используются люксметры или спектрометры, интегрированные с гониометром. Проще говоря, это датчик света с очень узким полем зрения, который размещается на подвижном кронштейне, что позволяет измерять силу света лампы под разными углами.Также есть возможность вращать саму лампу. Это позволяет определить угол распространения света от этого источника. На фото 5 показан пример гониофотометра, который используется для измерения пространственного распределения света от лампы.
Фото 5. Гониофотометр для измерения пространственного распределения света, излучаемого лампой
Потребляемая мощность
Нет необходимости объяснять, почему энергопотребление является ключевым параметром. В то время как вышеперечисленные параметры — цветовая температура, индекс цветопередачи или угол светового излучения — влияют на удобство использования данной светодиодной лампы, энергопотребление напрямую влияет на стоимость использования лампы.
Потребляемая мощность светодиодной лампы — параметр, не требующий более подробного описания. В случае со светодиодными лампами на 230 В непосредственно измеряется потребляемая мощность от сети. Это означает, что потребляемая мощность зависит от мощности, потребляемой самими светодиодами, а также от эффективности блока питания, встроенного в светодиодную лампу. Оба элемента влияют на экономичность использования данного источника света.
Эффективность
Для освещения наиболее целесообразно определить т.н. светоотдача или эффективность.Он говорит о световом потоке на единицу мощности. Эффективность выражается в люменах на ватт. Определить этот параметр относительно просто, особенно на данном этапе - уже измерен общий световой поток анализируемой лампы и ее потребляемая мощность. Достаточно разделить два значения вместе, чтобы получить светоотдачу. В таблице 3 перечислены различные источники света вместе с их светоотдачей.
Коэффициент мощности
Коэффициент мощности — это отношение реальной мощности (Вт), используемой нагрузкой, к полной мощности (напряжение × ток лампы) цепи переменного тока.Коэффициент мощности (PF) равен отношению активной мощности к полной мощности.
Большинство поставщиков электроэнергии выставляют счета бытовым потребителям в соответствии с фактической мощностью. Это означает, что два светодиода одинаковой мощности, но с разными коэффициентами мощности, будут рассчитываться практически одинаково для бытового использования. Однако в коммерческих условиях, в зависимости от результирующего коэффициента мощности для всех потребителей электроэнергии у данного потребителя, может взиматься дополнительная плата, если он значительно отличается от единицы.Хотя плохой коэффициент мощности - далекий от единицы, может показаться безобидным, он во многом выливается в перегрузку силовой установки. Потребляя больше энергии, чем необходимо, он также оказывает негативное влияние на окружающую среду, тратя больше энергии, чем необходимо, что, в свою очередь, приводит к увеличению выбросов парниковых газов в атмосферу и т. д. Системы) требует, чтобы светодиодные лампы мощностью более 5 Вт иметь минимальный коэффициент мощности 0,7.Хотя оптимальным был бы коэффициент мощности 1,0, в большинстве случаев это невозможно из-за встроенных в светодиодные лампы импульсных преобразователей мощности.
Резюме
Как описано в статье, светодиодная лампа имеет множество параметров, которые до недавнего времени казались неизвестными. В случае с лампочками их не дали, так как в большинстве случаев они идеальны - CRI равный в основном 100, оптимальная цветовая температура, сильный фактор равный единице (лампочка - чисто резистивная нагрузка) и т.д.Конечно, есть ряд параметров, по которым светодиодные лампы показывают свое превосходство – потребляемая мощность или светоотдача. Именно поэтому они стали настолько популярными. Во времена энергетического кризиса экономия электроэнергии имеет решающее значение для всех нас.
Знание основных параметров светодиодных ламп позволяет выбрать самые лучшие и наиболее подходящие для нашего применения из имеющихся на рынке. Благодаря этому удается получить наилучший эффект – оптимально освещенное пространство при минимальном потреблении электроэнергии.
Никодем Чеховский, EP
Источники:
https://bit.ly/2VW6B5F
https://bit.ly/37GiJdf
https://bit.ly/3xHVREJ
https://bit.ly/3gkYUgv
светодиодов: какие бывают типы и параметры?
Светодиоды — это инновационное решение для освещения , которое стало неотъемлемой частью нашей жизни с момента коммерциализации этой технологии. В этой статье представлены светодиоды, которые произвели революцию в нашей повседневной жизни.
Несколько слов о самих светодиодах
Светодиоды — это светоизлучающие диоды. Это означает, что они способны излучать излучение (например, свет) при воздействии определенных раздражителей. Изначально к светодиодной установке относились довольно недоверчиво, но сейчас она стала основной светотехникой в мире. Сегодня светодиоды используются во многих отраслях промышленности и решениях — не только в лампочках, но и в смартфонах, светодиодных лентах, телевизорах, пультах от телевизоров и многих других. Светодиоды отличаются отличной энергоэффективностью – создают много света при низком энергопотреблении.При этом они не создают больших потерь энергии, поскольку не нагреваются, как традиционные лампочки. Кроме того, они отличаются небольшими размерами — их можно использовать в гораздо более широком спектре решений, чем обычные источники света. Кроме того, светодиоды чрезвычайно устойчивы, поэтому их можно использовать годами.
Также стоит помнить, что, несмотря на высокую энергоэффективность, светодиоды можно подключать к обычным источникам питания. У них есть соответствующие преобразователи, которые доводят напряжение, поступающее на диод, до оптимального (относительно низкого) уровня.
Типы светодиодов - что означает их название?
Светодиоды имеют числовое обозначение. В основном первые две цифры — это первый размер диода, а последние две — второй размер. Итак, популярный диод 2835 имеет размер 2,8 мм на 3,5 мм. Кроме того, рядом со светодиодами можно найти следующую маркировку:
- Светодиоды SMD - самый популярный, проверенный тип светодиодов, который, вероятно, будет доминировать на рынке еще долгие годы благодаря своей низкой цене, высокой эффективности и удобным параметрам.
- Светодиоды CREE - это обычные диоды с очень подробной спецификацией, благодаря чему они хорошо работают и в более сложных конструкциях.
- Светодиоды COB - их можно использовать в большой когерентной цепи или монтировать на покрытие, которое хорошо распределяет их свет.
Популярные светодиоды — типы, на которые стоит обратить внимание
Вот список популярных типов светодиодов, которые часто можно встретить как в качественном оборудовании, так и в любительских установках.
- 3528 - это диод, который отличается малыми габаритами и способностью генерировать среднюю световую мощность. Он используется во многих решениях, например, в светодиодных лампах. На протяжении многих лет этот диод был основой для разработки новых, более совершенных вариантов светодиодов. Благодаря этому следующие типа светодиодов SMD отличались таким разнообразием и эффективностью.
- 3014 - чаще всего желтый диод, который может генерировать свет стандартного, нейтрального цвета.Часто используется в различных решениях, например, как дополнительная подсветка телевизора.
- 2835 — определяется как наиболее часто используемый светодиод. Является доработкой диода 3528, но имеет несколько лучшие параметры с точки зрения промышленных решений. Благодаря простоте адаптации он стал элементом действительно большого количества конструкций. Это изысканное, эффективное и энергоэффективное решение, которое очень хорошо работает в различных продуктах.
- 5050 - это диод с большими габаритами, который отлично работает на светодиодных лентах. Он очень часто доступен в варианте RGB. В результате светодиодная лента может светиться разными цветами.
- 4040 — еще один довольно популярный диод, который в основном используется в автомобильной промышленности. Часто используется угловой корпус. Благодаря своим характеристикам может широко использоваться, например, для подсветки труднодоступных мест.
- 5630 - яркий Светодиоды используются в решениях, которые должны обеспечивать большое количество света, привлекательного для глаз. Их можно с успехом использовать где угодно - сам диод при большой мощности все равно гибкий.
- 5730 - это тип светодиодов с впечатляющими характеристиками. Они считаются самыми яркими светодиодами, коммерчески применимыми. Их свет очень яркий и позволяет очень эффективно экспонировать заданную область.Мы можем встретить их в первую очередь в магазинах, среди домашнего освещения, а также в витринах, в которых хранятся различные дорогие вещи.
- 2216 - в отличие от вышеупомянутых светодиодов, этот отличается действительно компактными размерами. Благодаря этому успешно используется на светодиодных лентах относительно небольшой ширины.
- 3535 - это чрезвычайно популярные светодиоды, которые используются в основном в телевизионных уголках.Они обеспечивают эффективную подсветку телевизоров.
На что обратить внимание при покупке светодиодного освещения
На что обратить внимание при покупке светодиодного освещения:
1. Световой поток (лм)
Выражается в люменах и именно он, в упрощенный способ определяет, будет ли наша светодиодная лампа или светодиодный светильник светиться ярко или тускло. Чем выше поток, тем больше света излучает наш светодиод.
Измерение светового потока полезно при определении замены для стандартных и галогенных ламп, например, для ламп накаливания.Светодиодная лампа с потоком 250 лм соответствует 25 Вт стандартной лампы с вольфрамовой нитью.
Световой поток определяют на основании фотометрического измерения в специализированной лаборатории с помощью пространственного люменометра (шар Ульбрихта). Поскольку такие тесты в домашних условиях неосуществимы, недобросовестные продавцы свободно жонглируют значениями светового потока, вводя в заблуждение покупателей.
2. Мощность (Вт)
Обратите внимание, что мощность светодиодных ламп , выраженная в ваттах (Вт), не указывает точное количество света, которое будет получено.Он показывает только потребляемый ток, генерируемый диодами и системой их питания. В зависимости от КПД системы и КПД светодиодов световой поток может существенно различаться при одной и той же мощности (часто более 100 процентов), т.е. светодиодная лампа мощностью 5 Вт может получить от 300 лм до более 700 лм в зависимости от многих факторов. , в том числе . тип диодов, качество комплектующих, система питания, светопропускание абажура, цвет света, индекс цветопередачи и др.
После многих десятилетий маркировки только мощности ламп, обычному потребителю трудно избавиться от привычки указывать количество света от ламп в ваттах.Этим охотно пользуются недобросовестные продавцы, сознательно завышающие мощность светодиодных ламп или использующие малоэффективные светодиоды старого поколения с большим энергопотреблением. В погоне за наибольшей мощностью по наименьшей цене они часто перегружают диоды слишком большим током, что приводит к быстрому выгоранию диодов из-за слишком высокой рабочей температуры. В заключение — мощность светодиодных лампочек — это лишь один из параметров.
3. Световая отдача (лм/Вт)
Если объединить первые два параметра, т.е. световой поток и мощность, то получим коэффициент световой отдачи.Разделите световой поток в люменах (лм) на мощность в ваттах (Вт). Таким образом, мы получаем информацию о том, насколько эффективен и экономичен наш светодиодный источник света. Чем выше соотношение, тем лучше. Самые новые и технологичные светодиоды LED достигают рекордно высокой светоотдачи на уровне 140-150 лм/Вт. Конечно, разные типы лампочек имеют разный КПД. Для сравнения, у обычной стандартной лампочки на 60 Вт светоотдача ниже 12 лм/Вт, а у галогеновой лампы — 14 лм/Вт.Если использовать новейшие светодиоды (например, 2835) от известного производителя с продвинутой системой питания (импульсный преобразователь тока ПЗС) и двухсторонней печатной платой, то можно получить высокую светоотдачу светодиодной лампы 100-140 лм/ В. Однако при использовании самых дешевых некачественных диодов 3528 и питании по простейшей схеме выпрямителя (мост Греца с простейшим стабилизатором в виде конденсатора) получаем значительно меньший КПД, около 50-70 лм/Вт.
Мы покупаем светодиодное освещение с целью экономии и уменьшения счетов за электроэнергию.Так что не будем маневрировать и выберем светодиодные лампы с меньшим энергопотреблением и таким же световым потоком. Мы сэкономим больше. Вот в чем дело.
4. Индекс цветопередачи CRI (Ra)
Коэффициент от 0 до 100, говорящий нам о степени верной цветопередачи объектов при искусственном освещении нашей светодиодной лампы по сравнению со стандартным освещением . Самый высокий индекс цветопередачи Ra = 100 имеет дневной свет, т.е. солнечный свет, поэтому все искусственные источники света определяются по отношению к нему.
С точки зрения пользователя, это один из самых важных параметров, поскольку светодиодные источники света с самым высоким значением Ra излучают приятный и естественный свет, а светодиодные лампы с низким параметром CRI излучают свет, придающий цветам вид неестественны и плохо влияют на наше самочувствие. Поэтому лампы с низким индексом цветопередачи (например, натриевые) используются только на открытом воздухе в уличном освещении. Согласно польскому стандарту PN-EN 12464-1:2004 рекомендуется использовать источники света с индексом цветопередачи не менее 80 в интерьерах, где люди работают или находятся длительное время.
Светодиодные лампы, в зависимости от качества используемого диода, характеризуются широким диапазоном достижимого индекса цветопередачи от Ra>60 до Ra>90. Самые популярные светодиодные лампы обычно достигают Ra> 70.
Источники света с высоким коэффициентом цветопередачи (Ra>80) намного дороже в производстве, чем источники с более низким параметром цветопередачи (Ra>70). Это связано с тем, что чем выше индекс цветопередачи, тем ниже световой поток. Чтобы получить такой же световой поток с более высоким индексом цветопередачи (Ra > 80), мы должны использовать гораздо более дорогие светодиоды.
Например, в светодиодной лампочке с потоком 400 лм и Ra>80, понизив CRI в диодах до Ra>70, получим световой поток 520 лм, т.е. на 120 лм выше. Выбираются диоды High Ra, поэтому их цена выше.
Более высокая светоотдача (лм/Вт) часто достигается за счет CRI. Большинство импортеров понимают, что заказчик не может точно измерить CRI спектрорадиометром, поэтому дает нереальные значения или опускает этот важный параметр в описании.
5. Цветовая температура света (К)
Цвет света определяется цветовой температурой, выраженной в Кельвинах (К). Чем ниже свет, тем теплее. В соответствии с польскими стандартами мы различаем три цвета света:
- теплый цвет (ниже 3300 К)
Теплый белый свет часто описывается как цвет, соответствующий свету, излучаемому лампами накаливания, т.е. обычный (2700 К) или галогенные лампочки (3200 К), которые мы почти всегда используем для внутреннего освещения.Это цвет восходящего и заходящего солнца (3000 К). Теплый цвет до 3000 К лучше всего подходит для мест, где мы отдыхаем и расслабляемся. Идеально вписывается в более темные, классические, приглушенные интерьеры со спокойным характером.
- нейтральный цвет (от 3300 K до 5300 K)
Нейтральный цвет — цвет луны. Это промежуточный цвет, идеально подходящий для общего освещения, например, коридоров, вестибюлей, наружного освещения (пешеходные маршруты, парки, жилые массивы).Где нет работы, требующей зрительных усилий, и нет места для отдыха. Другими словами, для мест, где необходимо нейтральное освещение между дневным светом и теплым.
- холодный цвет (выше 5300 К)
Холодный цвет, также известный как дневной свет, часто воспринимается как синий. Он напоминает цвет неба в солнечный и безоблачный день. Рекомендуется для мест, где требуется бодрящая рабочая атмосфера, требующая визуальных усилий, улучшает способность концентрироваться и учиться.Стимулирует и повышает эффективность работы. Он также идеально подходит для помещений, оформленных в современном или необработанном стиле. Если есть цветовые контрасты, использование нейтрального цвета освещения подчеркнет этот эффект. Этот цвет прекрасно гармонирует с такими акцентами, как металл, стекло, черные и белые поверхности. Часто используется в наружном освещении и рекламе, световых вывесках, дорожных указателях и т. д. Рекомендуется для офисов и торговых помещений.
Итак, если мы не уверены, какой цвет света нам следует использовать, а до сих пор мы использовали стандартные лампочки - давайте выберем теплый белый.Лучший цвет для рабочих станций — холодный.
6. Какую светодиодную лампочку купить?
Принимая решение о замене освещения дома на светодиодные лампочки, стоит обратить внимание на несколько наиболее важных параметров, позволяющих сэкономить и правильно подобрать мощность и цвет освещения для отдельных частей дома. Какая светодиодная лампочка подойдет для кухни, какую светодиодную лампочку купить для гостиной или зала - вот несколько практических советов, которые помогут вам выбрать.Какую светодиодную лампочку купить – это в первую очередь ответ на вопрос, какой величины светового эквивалента, приведенного в люменах, излучает лампочка. До 200 люмен — это довольно слабый свет, который можно использовать как дополнительное освещение в помещении. Мощность от 200 до 700 люмен является средней, целесообразно ее использование – акцентное освещение в одинарных торшерах или в светильниках с большим количеством ламп. Выше 700 люмен это свет, который позволяет освещать большую площадь, например, в гостиной или холле.Какая светодиодная лампочка, в свою очередь, позволит максимально сэкономить на электроэнергии? При этом обращаем внимание на потребляемую мощность в ваттах - 1 ватт потребления соответствует 10 ваттам мощности освещения обычной лампы накаливания, поэтому 6-ваттная лампа накаливания заменит максимум 60 ватт, а 10-ваттная. ваттная лампа накаливания заменит максимум 75-ваттную лампу накаливания. При рассмотрении вопроса о том, какую светодиодную лампочку купить, давайте также учитывать угол падения света, ведь в зависимости от него мы можем выбрать основное освещение для комнат или акцентное освещение.Для потолочных светильников выбираем светодиодные лампочки с малым углом луча от 30 до 40 градусов, для акцентного освещения на полках или в нишах потребуется чуть больший угол 60 градусов, а если вы хотите заменить классические 40- и 60-ваттные лампочки , выбирайте их светодиодные аналоги с углом 120 градусов. Цвет света также является важным параметром для светодиодных ламп. Светодиодные лампы могут излучать белый свет холодного цвета, наименее приятный для глаз, но, безусловно, рекомендуемый для помещений, где мы выполняем точные действия, наиболее экономичный; нейтральный – лучшее сочетание электрического и естественного света, сохраняет преимущества холодных и теплых цветов; и белый с теплым оттенком – самый приятный для глаз и в комнатах отдыха.
7. Что такое люмен (светодиод)?
В течение десятилетий, когда для освещения зданий использовались традиционные лампы накаливания, у людей не возникало необходимости количественно определять светоотдачу лампы накаливания. Производители использовали меру мощности лампы, выраженную в ваттах. Все знали, что лампочка на 100 Вт дает действительно хороший свет и идеально подойдет для настольной лампы, а лампочку на 25 или 40 Вт можно использовать только для небольшого настенного светильника в ванной или для деликатного освещения гаража.Однако с появлением светодиодного освещения все полностью изменилось. Есть светодиодные люмены, которые для многих просто непонятны, ведь мы годами привыкли к мощности лампочки. Светодиодные люмены были созданы потому, что энергоэффективность светодиодной лампы намного выше, чем у стандартной лампы. Светодиодная лампа мощностью 5 Вт может генерировать свет на уровне 400 люмен, что в старом обозначении примерно эквивалентно лампе накаливания мощностью 40 Вт. Люмен светодиода определяет мощность излучаемого света, а не сама лампочка.Поскольку многие люди не знают , что такое люмен, производители часто используют простые сравнительные таблицы на упаковках ламп, где мы можем быстро проверить, например, сколько ватт должна иметь традиционная лампа, чтобы генерировать световой поток не менее 400 лм. Стоит помнить, что при покупке светодиодного освещения всегда следует обращать внимание на количество люменов, а не на сравнение с мощностью обычной лампочки, показанное производителем. Часто эта информация далеко не натянута. Светодиодная лампа мощностью 40 Вт не обязательно означает 400 люмен на самом деле.В частности, лампы более низкого качества могут излучать меньше света. Зная, что такое люмены, каждому наверняка будет намного проще подобрать лампочку под свои нужды.
************************************************* *******************************
Мы надеемся, что выбор подходящих светодиодных источников света теперь стал для вас проще. Как видите, многие параметры светодиодных ламп невозможно измерить для потребителей, а сама потребляемая мощность мало что говорит о характеристиках и стоимости лампы.Поэтому стоит доверять престижу и бренду продавцов, которые предоставляют достоверные значения параметров и долгие годы радуют купленным товаром.
.Светодиоды
- типы и параметры
Светодиод , т.е. светоизлучающий диод, был разработан еще в 1960-х годах американским инженером Ником Холоньяком младшим. Его действие основано на явлении лучистой рекомбинации, и после ряда других процессов мы получаем от него свет. LED SMD — самый популярный тип источника света, который можно найти в большинстве ламп накаливания, галогенных или других типах ламп. Использование светодиодов сегодня является практически стандартным в большинстве осветительных приборов.Новая светодиодная технология принесла нам не только огромную экономию электроэнергии, но и долгую и безотказную работу. Сегодня мы можем купить лампочки, оснащенные самыми яркими светодиодами, всего за дюжину или около того злотых. Другие типы светодиодов также являются очень популярными источниками света. Это в т.ч. те, которые имеют обозначение LED COB , CREE LED или High Power LED. Обозначение диода может быть различным, поэтому стоит хотя бы немного ознакомиться с их характеристиками при выборе нашего современного и энергосберегающего освещения.Помните, что все светодиоды питаются током низкого напряжения, именно поэтому светодиодные лампы в большинстве случаев оснащаются внутренним или внешним преобразователем, позволяющим подключать их напрямую к сети 230В.
Содержание:
- COB LED
- SMD Diodes
- Типы диодов
- Диода Маркировка
- Диода
COB СИД
COB Диод напоминает один большой диод, но на самом деле он содержит много индивидуальных диодов светодиодов, на что указывает даже его название Chip on Board.Это мощные светодиоды, которые отличаются высокой яркостью света, длительной и безотказной работой, но и достаточно высокой ценой. Их чаще всего используют в лампах накаливания или других лампах, где производитель хочет получить узкий, но длинный световой поток. COB Светодиодные лампы излучают свет, угол луча которого составляет всего 45 или 60 градусов, а с помощью дополнительной линзы мы сможем получить еще более узкий пучок света. COB LED также очень часто используется в других типах светильников, которые будут использоваться в основном для точечного освещения.Благодаря большой мощности и отводимому от него теплу COB-диод всегда присутствует вместе с теплоотводом. Такая конструкция гарантирует, что даже при длительной эксплуатации наш источник света не перегревается и не теряет своих световых параметров.
Диоды SMD
SMD В настоящее время светодиоды являются самым популярным источником света среди изделий, изготовленных по современным технологиям. Своей популярностью SMD-диоды обязаны в основном длительному сроку службы, а также очень привлекательной низкой цене.SMD-светодиоды получили свое обозначение от типа их монтажа — Surface Mount Device, т.е. устройства для поверхностного монтажа. Их оптимальная конструкция позволила добиться значительной миниатюризации компонентов, а также, в отличие от светодиодов первого поколения, высокого КПД в момент переключения с электричества на свет. SMD-диоды и их маркировка в основном символизируют размер самого диода, поэтому SMD 2835 или 5050 будут иметь размеры 2,8х3,5 и 5,0х5,0 соответственно. Разумеется, это значения, указанные в миллиметрах.Модель используемых светодиодов, а также их количество в основном зависят от светоотдачи лампы. Самые яркие SMD светодиоды - те, что с обозначением 5730, которые даже в несколько раз ярче, чем те, что с номером 3528 или 2835.
5мм. Усовершенствованная версия светодиода 3528 с увеличенным радиатором и большей светоотдачей. Он ниже своего предшественника, благодаря чему излучает свет под гораздо лучшим углом. Различные типы светодиодов означают, что в настоящее время мы можем найти множество моделей ламп, оснащенных совершенно разными источниками света, которые по-прежнему будут продуктами, изготовленными по светодиодной технологии. Сегодня, кроме светодиодов SMD или светодиодов COB , мы также можем найти источники света, такие как CREE LED или High Power LED (Power LED), которые гораздо менее популярны в общем использовании.Диоды CREE и его различные типы можно найти в основном в продукции компании. Этот тип диода в основном характеризуется одним из лучших по качеству и эффективности. Светодиодами High Power можно назвать светодиоды большой мощности, которые, однако, для правильной работы требуют соответствующего охлаждения и источника питания. Это модель, которая чаще всего появляется у известных и уважаемых производителей освещения, таких как OSRAM. Philips или NICHIA. Различные типы лампочек и светодиодов, которыми они оснащены, сделали обозначение светодиода стало повесткой дня, и мы можем найти их на упаковке каждого продукта, изготовленного в этом технология .Также я часто встречаю клиентов, которые ищут лампочки или другие типы светильников, оснащенные только данной моделью светодиодов, которые ранее оказались самыми безотказными в их использовании. На самом деле на КПД и долговечность лампы, кроме самого источника света, большое влияние оказывает конструкция всей лампы, ее радиатора и системы питания. Светодиоды SMD или другие модели излучают тепло и не предпочитают слишком высоких температур, поэтому важен радиатор, используемый во всей лампе.Очень часто, дотронувшись до плафона светодиодной лампочки, даже после долгой эксплуатации, мы замечаем, что она холодная, а все теплое собирается в ее теплоотводе, расположенном над самой розеткой. Чаще всего его изготавливают из материалов, отлично рассеивающих тепло, таких как алюминий или керамика. Как мы уже хорошо знаем. Как мы уже знаем, светодиод всегда питается пониженным напряжением, поэтому обычно имеет дополнительный преобразователь. Это очень важная часть всей электрической системы и в основном влияет на качество самого источника света.Именно поэтому в более дорогих продуктах, например, для промышленного освещения, мы встретим блоки питания от брендовых производителей, таких как Philips или Mean Well. Их высокая устойчивость к вибрациям в сети может оказать огромное влияние на долгую и безотказную работу нашего светильника, который будет использоваться для освещения зала или склада. Twitter Facebook Поделиться Google+ Pinterest выберите **** 3D-принтерыAPPIOAtmatCaterpillar®EXENTERIUSFENIXДругоеСветодиодное освещение YYCLedCornLUMENIXLuxonMainLineMean WellOPTONICAOSRAMV-TACXYZprinting Л Е Д о в н и к № 1: Чтобы в полной мере воспользоваться преимуществами купленной светодиодной лампы, следует обратить внимание на несколько важных аспектов и параметров. - вторая цифра 0 ; без защиты от проникновения воды, то есть степень защиты IP20 определяет возможность использования только внутри помещений в помещениях с естественной влажностью воздуха; в отличие от IP44, или IP65. Применение: Место установки очень важно . Авторские права защищены Журнал законов No. 1994 №24, ст. 83 - Копирование и обработка любых статей и материалов, содержащихся на веб-сайте www.ledcorn.pl, без письменного согласия может повлечь за собой ответственность. Если вы заинтересованы в использовании наших статей, попросите разрешения и включите обратную ссылку на исходный текст. Разрешены только ссылки на статьи. Магазин находится в режиме предварительного просмотра Посмотреть полную версию сайта Мы заботимся о вашей конфиденциальности Вы можете узнать больше о файлах cookie в нашей Политике конфиденциальности. Идти в магазин Настроить согласие Настройки файлов cookie Здесь вы можете определить свои предпочтения в отношении использования нами файлов cookie. Требуется для работы страницы Эти файлы cookie необходимы для работы нашего веб-сайта, поэтому их нельзя отключить. Функциональный Эти файлы позволяют использовать другие функции сайта (кроме необходимых для его работы).Включив их, вы получите доступ ко всем функциям веб-сайта. Аналитический Эти файлы позволяют нам анализировать наш интернет-магазин, что может способствовать его лучшему функционированию и адаптации к потребностям Пользователей. Поставщики аналитического программного обеспечения Эти файлы используются поставщиком программного обеспечения, под которым работает наш магазин.Они не объединяются с другими данными, введенными вами в магазине. Целью сбора этих файлов является выполнение анализа, который будет способствовать разработке программного обеспечения. Вы можете прочитать больше об этом в политике использования файлов cookie Shoper. Маркетинг Эти файлы позволяют нам проводить маркетинговую деятельность. Отмена Сохраните настройки Типы светодиодов
Обозначение диода
Поделиться этой публикацией
Как правильно выбрать светодиодную лампочку?
Как правильно выбрать светодиодную лампочку? - LedCorn.pl Производители Выберите производителя
90 140
Подводя итог, данная мощность в ваттах предназначена только для определения того, через сколько часов горит светодиодный источник света, мы будем платить за 1кВтч (киловатт-час) потребленной электроэнергии, и это не только параметр яркости.
Если, например, мы покупаем светодиодные лампы мощностью 5Вт и световым потоком 500 люмен, то через 200 часов мы используем 1кВтч электроэнергии, при этом светоотдача составляет 100лм/Вт, что является очень хорошим качеством осветительные приборы.
Важно знать, что некоторые продавцы и производители указывают величину люменов используемых диодов, а не лампочек, завышая этот параметр.Тогда светодиодная лампа светит тускло, даже на 25% ниже по интенсивности, а если свет еще и оттенка фиолетового или зеленого, то приобретенный вами светодиодный источник света наверняка очень низкого качества и с коротким сроком службы.
Заключение: Не ориентируйтесь только на цену!
Ради любопытства приведу эквиваленты в градусах Цельсия: 2700К = 2426,85°С; 4000К = 3726,85°С; 6000К = 5726,85°С и то, что светодиодный чипсет светит никогда не белым светом, а синим или ультрафиолетовым. Только подбор правильного люминофора, который покрывает SMD-светодиод и излучает желто-зеленые фотоны, смешиваясь с синим, определяет белый цвет.
Для релаксации и отдыха следует выбирать теплый светлый цвет, так как он стимулирует выработку так называемого гормона серотонина. гормон счастья. В свою очередь, для работы обязательно стоит выбрать холодный белый цвет, потому что он угнетает количество мелатонина в организме, гормона, отвечающего за наш сон.
Поэтому мы рекомендуем светодиодное освещение теплого цвета для помещений, где мы отдыхаем и расслабляемся, создавая хорошее настроение и покой. Однако для того, чтобы активировать и стимулировать нас на работу , а также на повышение концентрации , мы настоятельно рекомендуем холодный цвет, т.е.: для настольных ламп, производственных и подсобных помещений.
Применение: Думаете где?
Вывод: Думайте что и как?
Что после этого периода времени? Перестанет ли светодиодная лампа светить?
Ничего из этого, фирменные светодиоды потеряют около 30% своей яркости, но продолжат давать свет и не погаснут, и не будут мерцать как в случае с люминесцентными лампами, когда срок их службы закончится.
Вывод: Как долго, так хорошо!
Важным для пользователей и пользователей светодиодного освещения является Директива Европейского парламента об ограничении вредных и опасных веществ и материалов, содержащихся в электронном оборудовании, таком как светодиодные люминесцентные лампы.
Это положение называется RoHS ( R ограничение o f H зардоус S вещества), также косвенно связано с безопасной утилизацией ассортимента светодиодной продукции и ее влиянием на защиту окружающей среды.
Наш ассортимент с применяемыми светодиодами имеет такую действующую маркировку , т.е. CE и RoHS.
Применение: Мы заботимся о безопасности и окружающей среде.
В нашем интернет-магазине www.ledcorn.pl мы всегда предоставляем эту информацию, потому что она влияет на выбор светодиодного освещения и места его применения.
Например, IP20 означает:
- первая цифра 2 ;