Светодиоды самые маленькие: Самые маленькие светодиоды | Компанія СЕА

Самые маленькие светодиоды | Компанія СЕА

Компания Kingbright Electronic вывела на рынок самые маленькие SMD светодиоды. Диоды серии KPG-0603 от Kingbright имеют площадь всего 0.65 mm x 0.35 mm при толщине 0.2 mm (0201 package). Эти сверхмалые SMD LED имеют угол обзора от 135° до 145° и обеспечивают на удивление высокую яркость.

Новая серия KPG-0603 доступна в красном (KPG-0603SURC-TT), оранжевом (KPG- 0603SEC-TT), 624nm красно-оранжевом (KPG-0603SEC-E-TT), желто-зеленом (KPG-0603CGC- TT), чистом зеленом (KPG-0603VGC-TT-5MAV), желтом (KPG-0603SYC-TT) и синем цвете (KPG 0603PBC-TT-5MAV).

Форм-фактор 0.65 mm x 0.35 mm x 0.20 mm отлично подходит для использования в мобильных телефонах и портативных электронных устройствах, носимых компьютерах (планшетах, КПК), цифровых фото- и видеокамерах, клавиатурах, наушниках, колонках и микрофонах, слуховых аппаратах и медицинских гаджетах, словом в тех портативных электронных аппаратах, где жестко лимитирован размер светодиода и форм-фактор 0402 уже оказывается слишком велик.

Основные характеристики:

• 
  Размеры 0.65 mm x 0.35 mm x 0.2 mm
• 
  Широкий угол обзора
• 
  Низкое энергопотребление
• 
  Класс чувствительности к влаге: 2
• 
  RoHS-совместимость
• 
  для внутреннего использования при температурах от -40°C до +85°C 

За более подробной информацией и по вопросу приобретения продукции Kingbright обращайтесь в Компанию СЭА  по телефону в Киеве (044) 291-00-41 или по электронной почте [email protected]

5 видов светодиодов — какие самые яркие. Таблицы характеристик, цена и сравнение.

Условно все светодиоды можно разделить на две большие группы:

• осветительные

Осветительные это те, которые могут обеспечить световой поток не меньше, чем у традиционных источников света. Некоторые модели даже их превосходят.

К ним можно отнести 4 популярных вида:

• SMD

• COB

• Filament

• PCB STAR

К индикаторным относится dip светодиоды. Рассмотрим сперва их.

Сокращение DIP расшифровывается как Direct In-line Package. Именно их в первую очередь начали массово выпускать в недалеком прошлом.

Трудно представить, но первые неказистые экземпляры для рядовых пользователей стоили от 200$ за штуку.

На сегодняшний день они уже не так распространены, но все же применяются:

• в устройствах индикации

• в панелях электронных приборов

• световых табло

• или елочных украшениях

По форме корпуса они могут быть круглыми, овальными или прямоугольными. Самые популярные типоразмеры с выпуклыми линзами – 3,5,8,10мм.

Напряжение питания 2,5-5В, при токе до 25мА.

Бывают разноцветными и многоцветными (RGB). Это когда в одном корпусе спрятано 3 перехода, а внизу есть 4 вывода.

В электрических схемах все светодиоды обозначаются как обычный диод с двумя стрелочками.

Несмотря на малые размеры и свою “древность”, отдельные модели из-за специфической формы корпуса, могут выдать в 1,5-2 раза больше яркости, чем некоторые SMD.

К тому же потребление энергии у DIP меньше чем SMD, да и стоят они дешевле. Однако SMD технология не стоит на месте и с каждым годом их параметры стремительно сближаются.

Вот таблицы с основными техническими характеристиками (сила света, рабочее напряжение, сила тока, угол свечения, цена) для индикаторных светодиодов DIP разных типоразмеров. А также расшифровка маркировки их названий и обозначений (для просмотра нажмите на соответствующую вкладку):

Круглые 3ммКруглые 5ммКруглые 8ммКруглые 10ммПрямоугольныеКвадратныеОвальныеЦилиндрические

Данный вид на сегодня является самым популярным. SMD расшифровывается с английского = Surface-Mount-Device.

В своей конструкции они имеют полупроводниковый чип или кристалл, установленный на подложку. Снизу расположены контакты для подключения.

Каждый такой светодиод закрывается в корпусе, который напрямую можно припаивать к любой поверхности. Поэтому то их и называют ”изделиями поверхностного монтажа”.

Несмотря на одинаковое название “СМД”, в продаже можно встретить модели обладающие абсолютно разными:

• типоразмерами

• напряжением питания

О популярности данного типа могут говорить следующие цифры. Общее количество производимых светодиодов SMD, только в одном корпусе 2835, за год составляет несколько миллиардов штук.

Почему они так популярны? Конечно из-за своих достоинств:

• малая стоимость

• высокая надежность

• продолжительный срок службы

• ну а самое главное – высокая светоотдача

Именно SMD вид используется в большинстве светодиодных лампочек и светильников.

Таблицы всех технических характеристик наиболее популярных марок светодиодов марки SMD 2835, 3528, 5050, 5730:

SMD 2835SMD 3528SMD 5050SMD 5730

COB – Chip On Board. У этого вида большое количество маленьких кристаллов размещено на единой подложке и все это собрано в одном корпусе.

Схема соединения этих кристаллов – последовательно параллельная. Сверху они заливаются люминофором.

По-другому их называют светодиодными матрицами. Их достоинства:

• легкость монтажа

• хороший световой поток

• разнообразная форма сборки светодиодов

Все эти преимущества очень кстати подошли для изготовления ярких и компактных прожекторов. Также КОБы активно применяют там, где нужна акцентированная и декоративная подсветка.

Однако из-за близости расположения кристаллов друг к другу, происходит сильный нагрев корпуса, даже если вы и обеспечите нормальное охлаждение. Поэтому если вам нужна качественная фокусировка, придется использовать силиконовую оптику.

Она стойка не только к высоким температурам, но самое главное выдерживает без последствий огромное количество циклов нагрев-остывание.

На абы какую поверхность COM матрицы ставить нельзя. Ее необходимо предварительно подготовить.

В противном случае, от перепадов температур, подложка деформируется, что еще больше повысит температуру светодиода и приведет к его повреждению.

Кстати, это основная причина выхода из строя светодиодных прожекторов. 

Приблизительно на один светодиодный ватт в режиме 100Лм/Вт нужно 20см2 площади радиатора.

По норме от 6 до 10Вт может пассивно принять воздух, в то время как теплопроводность алюминия 200-300 Вт/(м*К).

Есть у COB светодиодов и другие недостатки:

• светоотдача и срок службы меньше чем у SMD видов

Поэтому на сегодня, для решения именно энергоэффективных задач в освещении, КОБ модели не совсем подходят. Это будет экономически не целесообразным.

Таблицы технических характеристик COB светодиодов:

COB 3ВтCOB 5ВтCOB 7ВтCOB 9ВтCOB 10ВтCOB 15ВтCOB 20ВтCOB 30Вт

И матриц:

Матрица 50ВтМатрица 150ВтМатрица 10Вт

Filament светодиоды

Филаментные модели представляют из себя стеклянную полоску с наклеенными поверх нее светодиодами. С двух концов полоски металлизируются.

Через них подается питание. Если здесь применить различные кристаллы, то можно добиться достаточно высокого CRI.

Люминофор наносится сверху. При этом вся конструкция помещена в стеклянную колбу, как в обычной лампочке.

Однако для всей этой конструкции, как и в любом ярком светодиоде требуется охлаждение.

Для этого здесь применяют газ — гелий. Именно благодаря ему, происходит отвод тепла на внешние стенки колбы филаментной лампочки.

По простому можно сказать, что филаментная лампочка – это КОБ светодиод, который поместили в газовую среду. Достоинства филаментных моделей:

• можно легко изготавливать привычные нам всем модели лампочек классического вида (груша, свеча, шарик). При этом начинка у них будет модернизированная.

• одинаковое светораспределение как и у ламп накаливания

Именно поэтому их применяют как альтернативная замена обычным лампочкам в светильниках и люстрах.

Однако свечение такой лампы все же сопровождается высоким нагревом. Вследствие чего, наблюдается постепенная деградация диодов, и как итог – их непродолжительный срок службы.

Таблица сравнения филаментных моделей и других видов ламп и источников света:

PCB Star светодиоды

Если исходить из занимаемой площади, то эти светодиоды занимают первое место по величине светового потока.

Данный светодиод состоит из одного единственного кристалла, имеющего большую площадь (относительно моделей SMD).

Однако по большому счету, это тот же самый SMD вид. Он напаивается к подложке из алюминия, напоминающую по форме звезду.

Если у вас очень мощный источник света, а не множество кристаллов, то и фокусировка его упрощается. Поэтому из таких типов светодиодов PCB Star и начали массово делать яркие мощные прожекторы и не менее яркие ручные фонарики.

Таблицы всех технических характеристик светодиодов “звезда”:

Star 1ВтStar 1Вт без платыОтдельно платыStar 3ВтStar 3Вт без платыStar 5ВтStar 5Вт без платы

Из всех представленных видов на сегодняшний день, SMD модели являются самыми универсальными. Из них делают множество световой продукции:

При этом производители добиваются вполне оптимальных решений по цене и светоотдаче.

Виды и типы светодиодов — обзор основных характеристик

С каждым годом все больше расширяется ассортимент светодиодных осветительных приборов. Да и развитие элементов освещения на кристаллах не стоит на месте. Хотя они и были изобретены более полувека назад, применяться в бытовом освещении стали сравнительно недавно. Сейчас практически каждый знает, что потребление электроэнергии светодиодами значительно меньше, чем их предшественниками, описание этого факта можно найти где угодно.

Но перед тем как выполнить монтаж, SMD-светодиоды необходимо правильно выбрать, а как это сделать при всем предлагаемом многообразии? Как выбрать такие, которые подойдут именно под нужные параметры и какие бывают LED SMD? Ведь даже выучив наизусть все маркировки, нельзя быть уверенным в том, что купленный осветительный прибор будет соответствовать заявленным характеристикам. А бывает, что на упаковке светодиодов такие отметки вообще отсутствуют.

Нужно попытаться разобраться, возможно ли определить тип и технические характеристики светодиода, не обращая внимания на метки, проставленные производителем, заявленный им световой поток и т. п.

Таблица подскажет характеристики некоторых, наиболее распространенных. Целесообразно иметь некоторое понятие и о терминах, с которыми можно столкнуться при выборе LED-источников света.

Обозначения в технической характеристике

Каждый человек, впервые столкнувшись с выбором любого осветительного прибора, в том числе и светодиодов, находит на упаковке множество непонятной для него информации. Как раз с ней и нужно разобраться в первую очередь.

Пример диаграммы коэффициента излучения SMD 5730

Виды светодиодов

Многие думают, что все светодиоды одинаковы, но это в корне неверно. Классификация светодиодов различает их не только по цветам, но и по режимам работы. Световые приборы на кристаллах могут быть нескольких разновидностей:

• Моргающими – такие элементы применяются для того, чтобы привлечь внимание. По своей структуре они мало отличны от обычных, но при их производстве применена немного другая технология, которая позволяет светодиоду моргать с интервалом в секунду. Чаще такие элементы однотонные, но существуют и более сложные, многоцветные, которые работают благодаря RGB.
• Многоцветными моргающими – их показатели довольно обширны. Обычно изготовлены в виде двух кристаллов, функционирующих во встречных направлениях, т. е. при включении одного выключается другой. По причине такой работы при смешивании основных цветов может образоваться еще один.
• Трехцветными – в одном корпусе совмещены несколько кристаллов, которые друг с другом не связаны. Работать могут как отдельно, так и все вместе, при этом управляясь по разным каналам.
• RGB-диодами с красным, синим и зеленым цветом, связанными при помощи четырех проводов и одним анодом (либо катодом).
• В виде монохромного дисплея на семь сегментов. Способны показывать определенные символы. В восьмидесятые пользовались популярностью дисплеи на их основе, но с появлением экранов на жидких кристаллах такие мониторы ушли в прошлое.

Виды светодиодов

Маркировки LED-диодов

На светильниках обычно при помощи маркировки указываются типы светодиодов, используемых в нем. Какими могут быть виды этих световых элементов и каковы их особенности – вопрос, который требует разъяснений.

Светодиоды SMD

Расшифровывается маркировка светодиодов SMD как Surface Mounted Device, что по-русски звучит как «поверхностное оборудование». Иными словами, такой LED SMD-прибор находится на поверхности светильника. Для примера можно взять световую полосу, над уровнем которой находятся именно такие SMD-диоды. Маркировка в виде чисел указывает на размеры светодиодов. К примеру, имеется название прибора – SMD 3528 LED (или 3528 SMD LED). Его размер 3.5 х 2.8 мм. Светодиодные полосы с такими диодами прекрасно гнутся, за счет чего очень удобны в случае установки. Также и их подключение не представляет никаких сложностей.

Многоцветная светодиодная лента

Светодиоды DIP LED

Еще один тип светодиода с очень похожими SMD-характеристиками. Выглядят они как цилиндр, размещенный по ленте. Отличается наличием хорошей силиконовой защиты. Цифровое обозначение указывает так же на размеры элемента (тот же пример, как и с SMD 3528). Применяется он только для стекла, к примеру, для полок гарнитура из этого материала. В отличие от ленты с SMD, светодиодная полоса с DIP сгибается не только вдоль, но и поперек.

Краткая характеристика ленты SMD 5050

Элементы этой ленты, как видно из маркировки, величиной 5.0 х 5.0 миллиметров. Прародителем этого светодиода стал диод 3528. В зависимости от цвета интервал светового потока 2–8 лм. Потребители на таких полосах светодиодов SMD разделяются по влагозащищенности, имея маркировки: IP 20 – покрытие из полиуретана, или IP 65 – из силикона. IP 20 нужно устанавливать лишь в закрытых помещениях, в то время как IP 65 не боятся влаги, и разместить их можно даже на улице. В своем составе такие элементы имеют три разных или одинаковых по цвету кристалла. Подключение контроллера к многоцветному варианту исполнения 5050 позволяет получить освещение самых разных цветов. Среди основных характеристик данных светодиодов 5050 можно назвать:

1. прозрачный и очень жесткий материал из полиуретана;
2. эти элементы качественно пропаяны;
3. плотность диодов – 60 шт/м;
4. питание от 12 или 24 В.

По сравнению с прародителем – SMD 3528 – характеристики практически те же, с той лишь разницей, что «потомок» получился крупнее, мощнее и ярче.

Краткая характеристика ленты SMD 5730

Светодиоды, относящиеся к довольно высокоэффективным. Многие даже считают 5730 одной из лучших марок в линейке SMD-светодиодов. Основные плюсы их в хорошей проводимости тепла и очень невысоком сопротивлении. Служат они довольно продолжительное время. Весьма неплохо переносят вибрацию, сырость и резкое изменение температур. Реализуются в основном лентой в катушке. Обладают комфортной светопередачей и высокой энергоэффективностью, в результате чего завоевали доверие предпринимателей, использующих 5730 в основном в торговых и офисных помещениях, в качестве надежных и мощных светодиодов. Также у них есть несколько преимуществ перед более ранними моделями:

1. значительный срок службы, стабильные показатели и качественное исполнение;
2. уменьшение освещаемости – не более одного процента после 3 000 часов;
3. материал, из которого они изготовлены, способен выдержать температуру до 260 градусов.

Одноцветная лента с LED SMD 5730

Каким бывает белый цвет?

Для домашнего освещения в основном применяются светодиоды белого цвета. Но тон его может быть разным. Нередко можно услышать, как кто-либо говорит: «Купил лампу, а она слишком холодная, нужно поменять, взять что-то потеплее». Так как же распределяются оттенки белого цвета?

Световой поток лампы имеет разную цветовую температуру. К примеру, если она составляет 2 700 кельвин, то оттенок будет чуть желтоватым, больше походящим на свечение лампы накаливания или на солнечный свет. Такой цвет называют теплым, он оказывает расслабляющее, успокаивающее действие. Для основного освещения такой оттенок не подойдет, другое дело – подсветка спальни.

Следующий за теплым – оттенок натурального (нейтрального) белого, с уровнем цветовой температуры в 4 200 кельвин. Это самый популярный и часто используемый тон. Он хорош в виде основного освещения вне зависимости от назначения помещения. Если же порог цветовой температуры остановился на 6 000 кельвин, такой оттенок будет называться холодным. У такого освещения слегка синеватый цвет. Используется в основном для рабочих помещений, т. к. свет таких ламп очень ярок. Также применим на таких объектах, как парковки, подъезды, придомовая территория, парки, аллеи и скверы.

Светодиод SMD 5050

При выборе светодиодного освещения необходимо обратить внимание на упаковку. Если она неровная, надписи нечеткие или просто вызывают подозрение – от такого приобретения лучше отказаться. Купив китайский вариант подделки известного бренда можно испортить себе настроение и впустую потратить деньги. Светить они, конечно, будут, но с меньшими показателями, чем заявлено по маркировке.

Технические характеристики светодиодов SMD 3528, 5050, 5630, 5730, параметры и типы

Рассмотрим технические характеристики светодиодов с потребительской точки зрения, не будем рассматривать ненужные параметры, которые особо не влияют не эксплуатацию. Посмотрим только на важные характеристики, ведь в основном нас интересует, какое напряжение на него подать, и что бы он светил ярче и дольше.

Среди множества типов диодов, наибольшую популярность получили SMD 3528, SMD 5050, SMD 5630, SMD 5730. По цифровому обозначению можно видеть, какой размер корпуса используется.  Например, SMD3528 это размеры 3,5 мм на 2,8мм.

Содержание

• 1. Реальная мощность китайских ЛЕД
• 2. Таблица характеристик фирменных
• 3. Сравним размеры и яркость
• 4. Сравнение энергоэффективности LED диодов
• 5. Графики характеристик светодиода SMD 5730

Реальная мощность китайских ЛЕД

Размер кристалла у маломощных китайских, на примере SMD5630 SMD5730

90% китайской продукции, например на базаре Aliexpress, изготовлена на маломощных диодах, которые гораздо слабей фирменных. Фирменные, это производства Samsung, LG, Philips и другие. Китайцы этим активно пользуются, указывая параметры, как будто там установлены Самсунги. После покупки оказывается, что яркость и мощность ниже в 3-4 раза, чем обещал продавец.

Чтобы отличить плохой LED от хорошего, ознакомитесь со статьей «Характеристики светодиодов«. Подробно описал, как зависит мощность от размера кристалла, массы и других свойств.

Получается, что китайский 5630 (5730) на 0,15W слабее фирменного 5050 на 0,2W. Будьте бдительны при выборе товара.

Таблица характеристик фирменных

В таблице указаны усредненные характеристики светодиодов белого света с самыми популярными параметрами. Лампы теплого белого и холодного белого света обычно имеют меньший световой поток. Так же при одинаковой яркости света, диод белого света дает лучшее освещение, чем другие.

В основном характеристики зависят от производителя с колебанием плюс-минус 15%. Лучшие параметры обеспечивают конечно именитые европейские, японские, китайские бренды. LED диоды неизвестных производителей конечно похуже, но еще у них никто не гарантирует заявленный срок службы. Самый плохой вариант, когда вам по низкой цене предлагают светодиоды промаркированные как фирменные, хотя неизвестно кем они сделаны. Главным образом подделку от бренда можно отличить только при помощи  измерения всех параметров и сравнением с заявленными.

Бюджетные светодиоды неизвестного производителя обычно очень слабые, вместо положенных 0,5W будет всего 0,15W или 0,09W. Так делают китайцы, чтобы дешевку выдать за фирменный. Но это они компенсируют втрое большим количеством диодов. Такие диоды работают максимум 20.000 часов. Чаще всего встречаются на кукурузах и светодиодной ленте SMD 5630.

Сравним размеры и яркость

Сравнение диодов на светодиодной ленте 5050, 3528, 5630. В большой импровизированной коробке сделаем замеры освещенности каждого диода. Наглядно видно разницу в освещенности и направленность угла освещения.

Сравнение энергоэффективности LED диодов

..

Световой поток Люмен на Ватт:

• 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;

Развитие светодиодных технологий идет в направлении увеличения количества Люмен на единицу площади. Соответствие светового на единицу мощности с изменением поколения ЛЕД диодов меняется не очень сильно. Если сравнить светодиод SMD 3528 и 5730-1, то почти при одинаковой площади светоизлучающего элемента мощность светового потока увеличилась в 22 раза, а энергопотребление в 15 раз.

Графики характеристик светодиода SMD 5730

Типы и виды современных светодиодов

Для того чтобы не растеряться среди многообразия видов и типов светодиодов, нужен единый стандарт, в соответствии с которым все светоизлучающие 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.

Классификация по цветовой гамме

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 550 нм — 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. Светодиоды белого свечения имеют свою градацию по оттенкам (теплый, нейтральный, холодный), что выражается в виде такого параметра как цветовая температура.

УФ и ИК типы излучающих диодов хотя и не работают в видимом спектре, но своей практической пользой также заслуживают место в перечне разновидностей светодиодов.

Различия по мощности

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 180 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 светодиоды с углом рассеивания светового потока 110° имеют силу света около 1000 мкд, а с углом 15° – силу света 35000 мкд.

В американской корпорации Cree каждое поколение мощных белых светодиодов заносят в отдельную группу (S5, T6, U3…). Таким образом, производитель старается выделить каждый новый тип светодиода, имеющий повышенный световой поток 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.

Классификация по напряжению

Падение напряжения однокристальных светодиодов определяется их мощностью и цветом излучения и имеет фиксированные рамки. Например, в характеристике белого светоизлучающего диода может быть указано падение напряжения от 3,3 до 3,6 В.

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 70 В. Эти специфические стержни используются в лампах с имитацией нити накала.

Тип исполнения и назначение

Если вдаваться в детали, то этот раздел станет очень обширным. Ведь каждый производитель выпускает сотни видов светодиодов, отличающихся геометрическими размерами. И всё же существуют признаки, по которым можно их упорядочить. Перечислим основные типы светодиодов.

1. Слаботочные. Сверхъяркие двухвыводные светодиоды в круглом прозрачном корпусе 3, 5 или 10 мм. Чаще всего данный тип светодиодов применяют в качестве индикаторов, рекламно-информационных модулях или светофорах. Вторая подразновидность слаботочных светодиодов – компоненты в SMD корпусе прямоугольной или квадратной формы размером до 3х3,5 мм. SMD варианты наиболее часто используются в построении бегущих строк и систем индикации.
2. Мощные SMD. Собраны на одном кристалле без линзы, применяется данный тип в светодиодных лампах и лентах широкого потребления. Также есть варианты, собранные на нескольких кристаллах с общей линзой. Многокристальные виды светодиодов используются для промышленного и декоративного освещения.
3. COB-модули. Изделия белого свечения могут достигать размера 38х38 мм в квадратном исполнении и 50х6 мм в форме линеек. Из-за повышенного светового потока востребованы в конструировании прожекторов и фонарей уличного освещения.
4. Filament LED. Выполнен в виде стержня длиной около 30 мм с множеством кристаллов на поверхности. В настоящее время возможности филаментных светильников только раскрываются. Пока Filament LED массово применяются только для создания нитевидных ламп на 220В.
5. OLED. Этот тип тонкопленочных органических светодиодов применяется для построения органических дисплеев.
6. Излучающие диоды в ИК и УФ-диапазоне. 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 светодиодов 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.

Как определить напряжение питания светодиодов? Ответ

Несмотря на то что электрический параметр №1 для светодиода – это номинальный ток, часто для расчётов необходимо знать напряжение на его выводах. Под понятием «напряжение светодиода» понимают разницу потенциалов на p-n-переходе в открытом состоянии. Оно является справочным параметром и вместе с другими характеристиками указывается в паспорте к полупроводниковому прибору. 3, 9 или 12 вольт… Часто в руки попадают экземпляры, о которых ничего не известно. Так как узнать падение напряжения на светодиоде?

Теоретический метод

Прекрасной подсказкой в этом случае является цвет свечения, внешняя форма и размеры полупроводникового прибора. Если корпус светодиода выполнен из прозрачного компаунда, то цвет его остаётся загадкой, разгадать которую поможет мультиметр. Для этого переключатель цифрового тестера переводят в положение «проверка на обрыв» и щупами поочерёдно касаются выводов светодиода. У исправного элемента в прямом смещении будет наблюдаться небольшое свечение кристалла. Таким образом, можно сделать вывод не только о цвете свечения, но и о работоспособности полупроводникового прибора. Существуют и другие способы тестирования излучающих диодов, о которых подробно написано в данной статье.

Светоизлучающие диоды разных цветов изготавливают из различных полупроводниковых материалов. Именно химический состав полупроводника во многом определяет напряжение питания светодиодов, точнее, падение напряжение на p-n-переходе. В связи с тем, что в производстве кристаллов используют десятки химических соединений, точного напряжения для всех светодиодов одного цвета не существует. Однако есть определённый диапазон значений, которых зачастую достаточно для проведения предварительных расчетов элементов электронной цепи.

С одной стороны, размер и внешний вид корпуса не влияют на прямое напряжение светодиода. Но ,с другой стороны. через линзу можно увидеть количество излучающих кристаллов, которые могут быть соединены последовательно. Слой люминофора в SMD светодиодах может скрывать целую цепочку из кристаллов. Ярким примером является миниатюрные многокристальные светодиоды от компании Cree, падение напряжения на которых зачастую значительно превышает 3 вольта.

В последние годы появились белые SMD светодиоды, в корпусе которых размещено 3 последовательно соединённых кристалла. Их часто можно встретить в китайских светодиодных лампах на 220 вольт. Естественно убедиться в исправности LED-кристаллов в такой лампе при помощи мультиметра не удастся. Стандартная батарейка тестера выдаёт 9 В, а минимальное напряжение срабатывания трёхкристального белого светоизлучающего диода – 9,6 В. Также встречаются двухкристальная модификация с порогом срабатывания от 6 вольт.

Узнать все технические характеристики светодиода можно из интернета. Для этого нужно скачать datasheet на схожую по внешним признакам модель, обязательно такого же цвета свечения, сверить паспортные размеры с действительными и выписать номинальные значения тока и падения напряжения. Следует учитывать, что данная методика весьма приблизительна, так как в одинаковом корпусе могут быть изготовлены светодиоды на 20 мА и на 150 мА с разбросом напряжения до 0,5 вольт.

Практический метод

Самые точные данные о прямом падении напряжения на светодиоде можно получить путём проведения практических измерений. Для этого понадобится регулируемый блок питания (БП) постоянного тока с напряжение от 0 до 12 вольт, вольтметр или мультиметр и резистор на 510 Ом (можно больше). Лабораторная схема для тестирования показана на рисунке.

Здесь всё просто: резистор ограничивает ток, а вольтметр отслеживает прямое напряжение светодиода. Плавно увеличивая напряжение от источника питания, наблюдают за ростом показаний на вольтметре. В момент достижения порога срабатывания светодиод начнёт излучать свет. В какой-то момент яркость достигнет номинального значения, а показания вольтметра перестанут резко нарастать. Это означает, что p-n-переход открыт, и дальнейший прирост напряжения с выхода БП будет прикладываться только к резистору.

Текущие показания на экране и будут номинальным прямым напряжением светодиода. Если ещё продолжить наращивать питание схемы, то расти будет только ток через полупроводник, а разность потенциалов на нём изменится не более чем на 0,1-0,2 вольт. Чрезмерное превышение тока приведёт к перегреву кристалла и электрическому пробою p-n-перехода.

Если рабочее напряжение на светодиоде установилось около 1,9 вольт, но при этом свечение отсутствует, то возможно тестируется инфракрасный диод. Чтобы убедиться в этом, нужно направить поток излучения на включенную фотокамеру телефона. На экране должно появиться белое пятно.

В отсутствии регулируемого блока питания можно воспользоваться «кроной» на 9 В. Также можно задействовать в измерениях сетевой адаптер на 3 или 9 вольт, который выдаёт выпрямленное стабилизированное напряжение, и пересчитать номинал сопротивления резистора.

Характеристики светодиодов для фонариков. Подбор и замена диодов

Рассмотрим светодиодную продукцию, начиная от старых 5-мм, до сверхъярких мощных светодиодов мощность которых доходит до 10 Вт.

Чтобы выбрать «правильный» фонарик для своих нужд, нужно разобраться в том какие бывают светодиоды для фонариков и их характеристики.

Какие диоды используются в фонариках?

Мощные светодиодные фонари начались с устройств с матрицей 5-мм.

LED фонари в совершенно разных исполнениях, от карманных до кемпинговых, получили широчайшее распространение в середине 2000-х. Их цена заметно снизилась, а яркость и долгий срок службы от одного заряда батареек сыграли свою роль.

5-ти миллиметровые белые сверхъяркие светодиоды потребляют от 20 до 50 мА тока, при падении напряжения 3.2-3.4 вольта. Сила света – 800 мкд.

Очень хорошо показывают себя в миниатюрных фонариках-брелках. Маленький размер позволяет носить такой фонарик с собой. Питаются они либо от «мини-пальчиковых» батареек, либо от нескольких круглых «таблеток». Часто используются в зажигалках с фонариком.

Вот какие светодиоды в китайских фонариках устанавливаются уже много лет, но их век постепенно истекает.

В поисковых фонарях при большом размере отражателя есть возможность смонтировать десятки таких диодов, но такие решения постепенно отходят на второй план, а выбор покупателей падает в пользу на фонарей на мощных светодиодах типа Cree.

Поисковый фонарь на 5мм светодиодах

Такие фонари работают от батареек типа АА, ААА или аккумуляторов. Стоят недорого и проигрывают как в яркости, так и в качестве современным фонарям на более мощных кристаллах, но об этом ниже.

В дальнейшем развитии фонарей производители перебрали множество вариантов, но рынок качественной продукции занимают фонари с мощными матрицами или дискретными светодиодами.

Какие светодиоды используют в мощных фонариках?

Под мощными фонарями подразумеваются современные фонари различных типов начиная от тех, что размером с палец, заканчивая огромными поисковыми фонарями.

В такой продукции в 2017 году актуальна марка Cree. Это название американской компании. Её продукция считается одной из наиболее передовых в области светодиодной техники. Альтернативой являются LED от производителя Luminus.

Такие вещи значительно превосходят светодиоды с китайских фонариков.

Какие светодиоды Cree в фонариках устанавливаются наиболее часто?

Модели носят название состоящие из трёх четырёх символов, разделённых дефисом. Так диоды Cree XR-E, XR-G, XM-L, XP-E. Модели XP-E2, G2 чаще всего используются для небольших фонариков, а XM-L и L2 – очень универсальные.

Их используют, начиная от т.н. EDC фонарей (для повседневного ношения) – это маленькие фонари размером меньше ладони, до серьёзных поисковых фонарей большого размера.

Давайте рассмотрим характеристики мощных светодиодов для фонариков.

Главная характеристика светодиодов для фонарей – это световой поток. От неё зависит яркость вашего фонаря и количество света, которое может дать источник. Разные светодиоды, потребляя одинаковое количество энергии, могут существенно отличаться по яркости.

Рассмотрим характеристики светодиодов в больших фонариках, прожекторного типа:

Продавцы часто указывают не полное название диода, его типа и характеристики, а сокращенную, несколько иную цифробуквенную маркировку:

• Для XM-L: T5; T6; U2;
• XP-G: R4; R5; S2;
• XP-E: Q5; R2; R;
• для XR-E: P4; Q3; Q5; R.

Фонарь может так и называться, «Фонарь EDC T6», информации в такой краткости более чем достаточно.

Ремонт фонариков

К сожалению цена таких фонариков довольно большая, как и самих диодов. И не всегда есть возможность приобрести новый фонарь, в случае поломки. Давайте разберемся как поменять светодиод в фонарике.

Для ремонта фонарика необходим минимальный набор инструментов:

• Паяльник;
• флюс;
• припой;
• отвёртка;
• мультиметр.

Чтобы добраться до источника света нужно отвинтить головную часть фонаря, она обычно закреплена на резьбовом соединении.

В режиме проверки диодов или измерения сопротивления проверьте исправность светодиода. Для этого прикоснитесь щупами черным и красным к выводам светодиода, сначала в одном положении, а затем поменяйте местами красный и черный.

Если диод исправен – то в одном из положений будет низкое сопротивление, а в другом – высокое. Таким образом вы определяете, что диод исправен и проводит ток только в одном направлении. Во время проверки диод может излучать слабый свет.

В противном случае в обеих положениях будет короткое замыкание или высокое сопротивление (обрыв). Тогда нужна замена диода в фонаре.

Теперь нужно выпаять светодиод из фонаря и, соблюдая полярность, впаять новый. Будьте внимательны при выборе светодиода, учтите его потребление тока и напряжение, на которое тот рассчитан.

Если вы будете пренебрегать этими параметрами – в лучшем случае фонарик будет быстро садиться, в худшем – драйвер выйдет из строя.

Драйвер – это устройства для питания светодиода стабилизированным током от разных источников. Промышленно изготавливаются драйвера для питания от сети 220 вольт, от автомобильной электросети – 12-14.7 вольт, от Li-ion аккумуляторов, например, типоразмера 18650. Драйвером оборудовано большинство мощных фонарей.

Увеличиваем мощность фонаря

Если вас не устраивает яркость вашего фонаря или вы разобрались как заменить светодиод в фонарике и захотели его модернизировать, прежде чем покупать сверхмощные модели изучите основные принципы работы LED и ограничения в их эксплуатации.

Диодные матрицы не любят перегрева – это главный постулат! А замена светодиода в фонарике на более мощный может привести к такой ситуации. Обратите внимание на модели, в которые устанавливаются более мощные диоды и сравните со своей, если они подобны по размерам и конструктиву – меняйте.

Если ваш фонарь меньше — потребуется дополнительное охлаждение. Подробнее о изготовлении радиаторов своими руками мы писали здесь.

Если вы попытаетесь установить в миниатюрный фонарик-брелок такой гигант, как Сree MK-R, он у вас быстро выйдет из строя от перегрева и это будут зря потраченные средства. Незначительное повышение мощности (на пару ватт) допустимо без модернизации самого фонарика.

В остальном процесс замены марки светодиода в фонарике на более мощную – описан выше.

Фонари Police

Они зарекомендовали себя на протяжении многих лет и с каждой новой моделью этих фонарей спрос не утихает. Новинкой на отечественном рынке стала модель с электрошокером.

LED фонарик Police с шокером

Такие фонари ярко светят и могут выступать в роли средства самообороны. Однако и в них случаются проблемы со светодиодами.

Как заменить светодиод в фонарике Police

Широкий модельный ряд очень трудно охватить в рамках одной статьи, но можно дать общие рекомендации по ремонту.

1. При ремонте фонаря с электрошокером будьте аккуратны, желательно используйте резиновые перчатки, чтобы избежать удара током.
2. Фонари с пылевлагозащитой собраны на большом количестве винтов. Они отличаются по длине, поэтому делайте пометки откуда вы выкрутили тот или иной винт.
3. Оптическая система фонарика Police позволяет регулировать диаметр светового пятна. При разборке на корпусе сделайте отметки в каком положении стояли детали перед снятием, иначе будет трудно поставить блок с линзой обратно.

Замена светодиода, блока преобразователя напряжения, драйвера, аккумулятора возможна с применением стандартного набора для пайки.

Какие светодиоды стоят в китайских фонариках?

Многие товары сейчас покупаются на aliexpress, где можно найти как оригинальную продукцию, так и китайские копии, которые не соответствуют заявленному описанию. Цена за такие приборы бывает сопоставимой с ценой на оригинал.

В фонарике, где заявлен светодиод Cree, его может на самом деле не быть, в лучшем случае будет стоять диод откровенно другого типа, в худшем такой, который внешне будет трудно отличим от оригинала.

Что это может за собой повлечь? Дешевые светодиоды выполняются в низкотехнологичных условиях и не выдают заявленной мощности. Имеют низкий КПД, от того у них усиленный нагрев корпуса и кристалла. Как уже было сказано, что перегрев – самый злой враг для Led приборов.

Так происходит потому, что при нагревании через полупроводник увеличивается ток, вследствие чего нагрев становится еще сильнее, мощности выделяется еще более, лавинообразно это приводит к пробою или обрыву светодиода.

Если постараться и потратить время на поиск информации, можно определить оригинальность продукции.

Сравните оригинал и подделку cree

LatticeBright – это китайский производитель светодиодов, который делает продукцию очень похожей на Cree, наверное это совпадение дизайнерской мысли (сарказм).

Сравнение китайской копии и оригинала Cree

На подложках эти клоны выглядят следующим образом. Можно заметить разнообразие форм подложек для светодиодов, производимое в китае.

Определение подделки по подложке для LED

Подделки изготавливаются довольно умело, многие продавцы не указывают об этом «бренде» в описании товара и о том, где произведены светодиоды для фонарей. Качество таких диодов не самое худшее среди китайского барахла, но и далеко от оригинала.

Установка светодиода вместо лампы накаливания

У многих в старых вещах пылятся коногонки или фонари на лампе накаливания и вы можете легко сделать его светодиодным. Для этого есть либо готовые решения, либо самодельные.

С помощью разбитой лампочки и светодиодов, если добавить немного смекалки и припоя, можно сделать отличную замену.

Железный бочонок в данном случае нужен для улучшения отвода тепла от LED. Далее нужно припаять все детали друг к другу и закрепить клеем.

При сборке будьте аккуратны – избегайте замыкания выводов, в этом поможет термоклей или термоусадочная трубка. Центральный контакт лампы нужно распаять – образуется отверстие. Продеть через него вывод резистора.

Дальше нужно припаять свободный вывод светодиода к цоколю, а резистора к центральному контакту. Для напряжения 12 вольт нужен резистор 500 Ом, а для напряжения в 5 В – 50-100 Ом, для питания от Li-ion 3.7В аккумулятора – 10-25Ом.

Как сделать из лампы накаливания светодиодную

Подобрать светодиод для фонарика гораздо сложнее чем его заменить. Нужно учитывать массу параметров: от яркости и угла рассеивания, до нагрева корпуса.

Кроме того, нельзя забывать об источнике питания для диодов. Если вы освоите все описанное выше – ваши приборы будут светить долго и качественно!

Понравилась статья? Расскажите о ней! Вы нам очень поможете:)

Материалы по теме:

Светодиоды серии

NanoPoint-0201 — SunLED

SunLED объявляет о выпуске светодиода серии NanoPoint-0201, обеспечивающего наименьшую в мире площадь основания для светодиода, доступную в настоящее время, — 0201. По мере того, как дизайн новых продуктов становится меньше и компактнее, потребность в компонентах меньшего размера становится все более распространенной. Отрасль оптоэлектроники перешла от светодиода размера 1206 к светодиоду 0402, где технология уменьшения занимаемой площади застопорилась на многие годы.

С площадью основания 0,65 мм x 0,35 мм и всего 0.Светодиод NanoPoint-0201 высотой 20 мм обеспечивает уменьшение размеров более чем на 50% по сравнению с 0402, разрушая все ограничения, сковывающие дизайн продукта. Доступен полный спектр цветов, обеспечивающий превосходное качество изображения для миниатюрного светодиода, что делает этот продукт универсальным решением для любого дизайна.

Изображение: соответствующие светодиоды

SunLED представляет самый маленький в мире светодиод SMD RGB

Представив самый маленький в мире RGB, SunLED еще раз произвел революцию в оптоэлектронной промышленности, разработав полноцветный SMD в корпусе размером 0202.Имея размеры 0,65 мм x 0,65 мм x 0,2 мм, этот пакет тщательно поддерживает постоянную интенсивность каждого цвета, чтобы соответствовать любым техническим требованиям дизайна. Чтобы предоставить решение следующего поколения RGB для дискретного SMD минимально возможного размера, SunLED представила будущее в сегодняшнем мире с помощью сверхтонкого светодиода SMD 0202 RGB: XZBGRBBRMER158W. Этот светодиодный индикатор позволит инженерам и дизайнерам уменьшить размер занимаемой площади на этапах проектирования, обеспечивая при этом широкий спектр цветов, необходимых для увеличения функциональности продукта.

Высота корпуса 0,2 мм позволяет создавать низкие потолки в сочетании с широким углом обзора 140 ° для создания однородного светового рисунка. Благодаря прямому току 5 мА XZBGRBBRMER158W работает с высокой эффективностью, предоставляя инженерам экономичное решение для конструкций с RGB-подсветкой. Этот совершенно новый пакет будет лидером будущего в области подсветки и индикации в портативных устройствах, бытовой электронике, носимых устройствах, медицинском оборудовании и устройствах безопасности.

Характеристики продукта

• Самый маленький в мире SMD RGB в корпусе 0.Упаковка 65 мм x 0,65 мм
• Полноцветная подсветка для гибкого дизайна
• Экономичный и высокоинтенсивный
• Низкий ток: работа 5 мА
• Широкий угол обзора: 140 °
• Уровень чувствительности к влаге (MSL): 3

Применение продукта

• Подсветка иконок и текста
• Бытовая электроника
• Приборы
• Носимая электроника
• Медицина и здравоохранение
• Аудио и видео
• Мобильные устройства и портативные товары
• Бытовая техника
• Охрана и безопасность
• Домашняя автоматизация

О SunLED

SunLED — один из ведущих мировых производителей оптоэлектронных компонентов.Компания предлагает обширную линейку светодиодных ламп, светодиодов для поверхностного монтажа и светодиодных дисплеев, которые соответствуют требованиям RoHS и REACH. SunLED, производящая продукцию с использованием самого современного оборудования, поддерживает крупных заказчиков, производящие мощности которых превышают 350 миллионов светодиодов в месяц. Компания неуклонно привержена сервису и качеству для поддержки инженерных требований, одновременно помогая в следующих достижениях в области электронных инноваций.

Контакт:

Компания «СанЛЭД», ООО

4010 Valley Blvd.# 100

Орех, Калифорния 91789-0935 США

+ 1-909-594-6000

Эл. Почта:

[email protected]

Веб-сайт:

www.SunLEDusa.com

Твиттер

Tweets by SunLEDusa

[Собственная реклама]

PicoLED ™ — самые маленькие и тонкие полноцветные светодиоды (серия SML-P12)

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5cdb61acf6d5f267ee648989» data-embed- element = «aside» data-embed-alt = «14996 0 thumb» data-embed-src = «https: // img.ledsmagazine.com/files/base/ebm/leds/image/2015/12/14996.0.thumb.png?auto=format&fit=max&w=1440 «data-embed-caption =» «]}% Дата объявления: 26 марта 2007 г.

Компания ROHM Co., Ltd. завершила разработку сверхкомпактного светодиода с минимальным объемом и площадью. Серия SML-P12 (PicoLED ™) идеально подходит для устройств, требующих тонких и компактных компонентов, таких как клавиатуры мобильных телефонов, небольшие точечно-матричные устройства и компактные семисегментные устройства отображения.

Использование оригинального устройства высокой яркости и сверхточных технологий обработки позволило ROHM разработать серию SML-P12 (PicoLED ™) сверхкомпактных и ультратонких микросхем Светодиоды (t = 0.008 in) во всей цветовой гамме, что ранее считалось невозможным из-за значительной потери яркости при использовании традиционных светодиодов.

Эти блоки имеют такой же уровень яркости, что и обычные чип-светодиоды, но в корпусе на 53% меньше по площади и на 74% меньше по сравнению со стандартными продуктами размера 0603. Это делает их идеальными для использования в приложениях с высокой плотностью и узким пространством, что способствует большей миниатюризации набора.

Светодиоды также могут использоваться для создания компактных полноцветных матриц высокой плотности (0.06 в шаге), который можно использовать в автомобильных аудиодисплеях или для производства семисегментных дисплеев с высотой символа 0,2 дюйма (впервые в отрасли), что расширяет возможности приложений цифрового дисплея.

Полная линейка доступна в различных цветах: красном, оранжевом, желтом, зеленом, синем и белом, а все светоизлучающие элементы относятся к высоконадежным четырехэлементным (InGaAlP) или высоконадежным. -светимость (InGaN), обеспечивающая непрерывную, длительную, надежную работу.

Цена и доступность:
Примерная цена для SML-P12 составляет 0 долларов США.80 каждый, а серийное производство планируется начать в апреле 2007 года. Срок выполнения заказа составляет 10-12 недель ARO.

Приложения:
Клавиатуры мобильных телефонов
Маленькие матричные блоки
Компактные семисегментные дисплеи

SML-P12 PicoLEDTM Характеристики:
Сверхкомпактный (0,04 дюйма × 0,02 дюйма)
— площадь на 53% меньше и На 74% меньше по объему, чем у обычных устройств размера 1608
Типы с высокой яркостью, предлагаемые в различных цветах
— красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий и белый

О ROHM:
ROHM — лидер отрасли в области систем БИС, дискретные компоненты и модульные продукты, использующие новейшие полупроводниковые технологии.Запатентованная производственная система ROHM, включающая в себя одни из самых передовых технологий автоматизации, является важным фактором, позволяющим ей оставаться на переднем крае индустрии производства электронных компонентов. Помимо разработки электронных компонентов, ROHM также разработала собственную производственную систему, чтобы можно было сосредоточиться на конкретных аспектах разработки продукта по индивидуальному заказу. В ROHM работают высококвалифицированные инженеры, обладающие опытом во всех аспектах проектирования, разработки и производства. Это дает ROHM гибкость, позволяющую выполнять широкий спектр приложений и проектов, а также возможность обслуживать ценных клиентов в автомобильном, телекоммуникационном и компьютерном секторах, а также OEM-производителей.

Контакт
ROHM 858.625.3600 x1032 (телефон) 858.625.3640 (факс)

Электронная почта: [email protected]

Веб-сайт: www.rohmelectronics.com/sales/world. htm

Узнайте о светодиодных светильниках | ENERGY STAR

Основы светодиодного освещения

Что такое светодиоды и как они работают?

LED обозначает светоизлучающий диод . Светодиодные осветительные приборы производят свет на 90% эффективнее, чем лампы накаливания.Как они работают? Электрический ток проходит через микрочип, который освещает крошечные источники света, которые мы называем светодиодами, и в результате получается видимый свет. Чтобы предотвратить проблемы с производительностью, тепло, выделяемое светодиодами, поглощается радиатором.

Срок службы светодиодных осветительных приборов

Срок службы светодиодных осветительных приборов определяется иначе, чем у других источников света, таких как лампы накаливания или компактные люминесцентные лампы (КЛЛ). Светодиоды обычно не «перегорают» и не выходят из строя.Вместо этого они испытывают «уменьшение светового потока», когда яркость светодиода со временем медленно тускнеет. В отличие от ламп накаливания, «срок службы» светодиодов рассчитывается исходя из того, когда световой поток снизится на 30 процентов.

Как используются светодиоды в освещении

Светодиоды используются в лампах и светильниках общего освещения. Небольшие по размеру светодиоды предоставляют уникальные возможности для дизайна. Некоторые решения светодиодных ламп могут физически напоминать знакомые лампочки и лучше соответствовать внешнему виду традиционных лампочек.Некоторые светодиодные светильники могут иметь встроенные светодиоды в качестве постоянного источника света. Существуют также гибридные подходы, в которых используется нетрадиционный формат «лампочки» или сменного источника света, специально разработанный для уникального светильника. Светодиоды предоставляют огромные возможности для инноваций в форм-факторах освещения и подходят для более широкого круга приложений, чем традиционные технологии освещения.

Светодиоды и нагрев

В светодиодах

используются радиаторы, которые поглощают тепло, выделяемое светодиодами, и отводят его в окружающую среду.Это предохраняет светодиоды от перегрева и перегорания. Управление температурой обычно является самым важным фактором успешной работы светодиода на протяжении всего срока его службы. Чем выше температура, при которой работают светодиоды, тем быстрее будет ухудшаться свет и тем короче будет срок их службы.

В светодиодных продуктах

используются различные уникальные конструкции и конфигурации радиаторов для управления теплом. Сегодня достижения в области материалов позволили производителям разрабатывать светодиодные лампы, которые по форме и размеру соответствуют традиционным лампам накаливания.Независимо от конструкции радиатора, все светодиодные продукты, получившие оценку ENERGY STAR, были протестированы, чтобы гарантировать, что они должным образом отводят тепло, чтобы светоотдача сохранялась должным образом в течение всего срока службы.

Чем светодиодное освещение отличается от других источников света, таких как лампы накаливания и компактные люминесцентные лампы (КЛЛ)?

Светодиодное освещение

отличается от ламп накаливания и люминесцентных по нескольким параметрам. При правильном проектировании светодиодное освещение более эффективное, универсальное и служит дольше.

Светодиоды

являются «направленными» источниками света, что означает, что они излучают свет в определенном направлении, в отличие от ламп накаливания и КЛЛ, которые излучают свет и тепло во всех направлениях. Это означает, что светодиоды могут более эффективно использовать свет и энергию во множестве приложений. Однако это также означает, что для производства светодиодной лампы, которая светит во всех направлениях, требуется сложная инженерия.

Общие цвета светодиодов: желтый, красный, зеленый и синий. Для получения белого света светодиоды разных цветов комбинируются или покрываются люминофором, который преобразует цвет света в знакомый «белый» свет, используемый в домах.Люминофор — это материал желтоватого цвета, которым покрываются некоторые светодиоды. Цветные светодиоды широко используются в качестве сигнальных ламп и индикаторов, таких как кнопка питания на компьютере.

В КЛЛ электрический ток течет между электродами на каждом конце трубки, содержащей газы. Эта реакция дает ультрафиолетовый (УФ) свет и тепло. Ультрафиолетовый свет превращается в видимый свет, когда он попадает на люминофорное покрытие внутри лампы. Узнайте больше о КЛЛ.

Лампы накаливания излучают свет, используя электричество для нагрева металлической нити до тех пор, пока она не станет «белой» или не станет раскаленной.В результате лампы накаливания выделяют 90% своей энергии в виде тепла.

Почему мне следует выбирать светодиодные осветительные приборы, сертифицированные ENERGY STAR?

Сегодня доступно больше вариантов освещения, чем когда-либо прежде. Несмотря на это, ENERGY STAR по-прежнему остается простым выбором для экономии на счетах за коммунальные услуги.

К светодиодным лампам

, получившим оценку ENERGY STAR, предъявляются особые требования, призванные воспроизвести опыт, к которому вы привыкли со стандартной лампой, поэтому их можно использовать для самых разных целей.Как показано на рисунке справа, светодиодная лампа общего назначения, которая не соответствует требованиям ENERGY STAR, может не распределять свет повсюду и может вызвать разочарование при использовании в настольной лампе.

ENERGY STAR означает высокое качество и производительность, особенно в следующих областях:

• Качество цвета
  • 5 различных требований к цвету для обеспечения качества с самого начала и с течением времени
• Световой поток
  • Минимальная светоотдача для обеспечения достаточного освещения
  • Требования к распределению света для обеспечения того, чтобы свет попадал туда, где он вам нужен
  • Руководство по заявкам на эквивалентность, чтобы не гадать, как заменить
• Спокойствие
  • Подтверждено соответствие более чем 20 требованиям к характеристикам и маркировке
  • Долгосрочное тестирование для подтверждения заявлений на весь срок службы
  • Тестирование продуктов в операционных средах, аналогичных тому, как вы будете использовать продукт у себя дома
  • Минимальная трехлетняя гарантия

Как и все продукты ENERGY STAR, сертифицированные светодиодные лампы ежегодно проходят выборочную проверку, чтобы убедиться, что они по-прежнему соответствуют требованиям ENERGY STAR.

Для получения дополнительной информации о том, как выбрать лампу с сертификацией ENERGY STAR для каждого применения в вашем доме, просмотрите Руководство по приобретению лампочек ENERGY STAR (PDF, 1,49 МБ) или воспользуйтесь интерактивным онлайн-инструментом «Выбор света».

Новый дизайн решает давнюю проблему эффективности светодиодов — и может быть преобразован в лазер для загрузки — ScienceDaily

Новый дизайн светодиодов (LED), разработанный группой ученых из Национального института стандартов и технологий (NIST) может стать ключом к преодолению давних ограничений в эффективности источников света.Эта концепция, продемонстрированная с помощью микроскопических светодиодов в лаборатории, обеспечивает резкое увеличение яркости, а также возможность создавать лазерный свет — все характеристики, которые могут сделать его ценным в широком диапазоне крупномасштабных и миниатюрных приложений.

Команда, в которую также входят ученые из Университета Мэриленда, Политехнического института Ренсселера и Исследовательского центра IBM Томаса Дж. Ватсона, подробно описала свою работу в статье, опубликованной сегодня в рецензируемом журнале Science Advances .Их устройство показывает увеличение яркости от 100 до 1000 раз по сравнению с обычными крошечными светодиодами субмикронного размера.

«Это новая архитектура для производства светодиодов», — сказал Бабак Никобахт из NIST, придумавший новый дизайн. «Мы используем те же материалы, что и в обычных светодиодах. Наша разница заключается в их форме».

Светодиоды

существуют уже несколько десятилетий, но разработка ярких светодиодов получила Нобелевскую премию и открыла новую эру освещения. Однако даже у современных светодиодов есть ограничение, которое расстраивает их дизайнеров.До определенного момента подача на светодиод большего количества электроэнергии заставляет его светить более ярко, но вскоре яркость падает, что делает светодиод очень неэффективным. Эта проблема, названная в отрасли «падением эффективности», препятствует использованию светодиодов в ряде многообещающих приложений, от коммуникационных технологий до уничтожения вирусов.

Хотя их новая конструкция светодиодов позволяет избежать падения эффективности, исследователи изначально не ставили перед собой задачу решить эту проблему. Их основной целью было создание микроскопического светодиода для использования в очень небольших приложениях, таких как технология «лаборатория на кристалле», которую разрабатывают ученые из NIST и других организаций.

Команда экспериментировала с совершенно новым дизайном светящейся части светодиода: в отличие от плоской планарной конструкции, используемой в обычных светодиодах, исследователи построили источник света из длинных тонких нитей оксида цинка, которые они называют плавниками. (Длинный и тонкий — это относительные термины: каждый плавник имеет длину всего около 5 микрометров, что составляет примерно десятую часть ширины среднего человеческого волоса.) Их система плавников выглядит как крошечный гребешок, который может простираться на участки размером до 1 сантиметр и более.

«Мы увидели новые возможности в ластах, так как я подумал, что их удлиненная форма и большие боковые грани могут пропускать больше электрического тока», — сказал Никобахт. «Сначала мы просто хотели измерить, сколько может выдержать новый дизайн. Мы начали увеличивать ток и решили, что будем ездить на нем, пока он не перегорит, но он продолжал становиться ярче».

Их новый дизайн ярко сиял в длинах волн на границе между фиолетовым и ультрафиолетовым светом, генерируя примерно в 100–1000 раз больше энергии, чем обычные крошечные светодиоды.Никобахт характеризует результат как важное фундаментальное открытие.

«Типичный светодиод с площадью менее квадратного микрометра излучает мощность около 22 нановатт, а этот может производить до 20 микроватт», — сказал он. «Это говорит о том, что конструкция может преодолеть падение эффективности светодиодов для создания более ярких источников света».

«Это одно из самых эффективных решений, которые я когда-либо видел», — сказал Григорий Симин, профессор электротехники в Университете Южной Каролины, не участвовавший в проекте.«Сообщество годами работает над повышением эффективности светодиодов, и другие подходы часто имеют технические проблемы при применении к светодиодам с субмикронной длиной волны. Такой подход хорошо справляется со своей задачей».

Команда сделала еще одно удивительное открытие, увеличив силу тока. Хотя сначала светодиод светил в диапазоне длин волн, его сравнительно широкое излучение в конечном итоге сузилось до двух длин волн интенсивного фиолетового цвета. Объяснение стало ясным: их крошечный светодиод превратился в крошечный лазер.

«Преобразование светодиода в лазер требует больших усилий. Обычно для этого требуется подключение светодиода к резонансной полости, которая позволяет свету отражаться вокруг, чтобы получился лазер», — сказал Никобахт. «Похоже, что конструкция плавников может выполнять всю работу сама по себе, без необходимости добавлять еще одну полость».

Крошечный лазер будет иметь решающее значение для приложений в масштабе чипа не только для химического зондирования, но и для портативных устройств связи нового поколения, дисплеев высокой четкости и дезинфекции.

«У него большой потенциал, чтобы стать важным строительным блоком», — сказал Никобахт. «Хотя это не самый маленький лазер, созданный людьми, он очень яркий. Отсутствие падения эффективности могло бы сделать его полезным».

Исследование было частично поддержано Соглашением о совместных исследованиях армии США.

УФ-светодиодов становятся меньше и ярче

Массив миниатюрных светодиодов глубокого УФ-излучения обеспечивает рекордную яркость

Ученые из Университета Южной Каролины заявляют, что создали самые маленькие и самые яркие в мире светодиоды глубокого УФ-излучения.Их устройства, излучающие на длине волны 281 нм, имеют размеры до 5 мкм, а массивы обеспечивают выходную мощность до 361 Вт / см2.

Прогресс команды поможет светодиодам этого класса конкурировать с ртутными лампами в приложениях, требующих высоких доз глубокого УФ-излучения. Для некоторых применений, таких как дезинфекция лицевых масок, токсичность ртути вызывает беспокойство.

Под руководством Асифа Хана команда из Университета Южной Каролины в первые годы этого тысячелетия впервые разработала взаимосвязанные массивы крошечных УФ-светодиодов.Представленное для борьбы с последовательным сопротивлением и помощи в распространении тока, первое поколение УФ-светодиодных пикселей с диаметром 25 мкм обеспечило строительные блоки для матриц 10 на 10, которые сочетают в себе увеличение выходной мощности света с превосходной надежностью устройства и уменьшенным скоплением тока.

Недавно команда пересмотрела эту архитектуру для источника глубокого УФ-излучения, сосредоточив свое исследование на тепловом импедансе и влиянии размера пикселя на мощность излучения.

Представитель последней работы Ричард Флойд сообщил Compound Semiconductor, что уменьшение размеров светодиодов глубокого УФ-излучения ниже 20 мкм не увеличивает сложность большинства этапов производства и не требует специального оборудования.«Например, мы использовали стандартную маскировку из фоторезиста и выравниватель маски Karl Suss MJB-3 для всех этапов литографии».

Однако, чтобы обеспечить хорошую однородность пластины, команда оптимизировала время экспонирования / проявления фотолитографии для деталей размером менее 20 мкм и условия отжига p-омических контактов.

Инженеры уверены, что даже меньшие светодиоды глубокого УФ-излучения могут быть произведены без ущерба для производительности. «В нашем исследовании мы отметили, что внешняя квантовая эффективность взаимосвязанных массивов микропикселей не уменьшалась с уменьшением размера пикселя», — отмечает Флойд.«Это означает, что размеры пикселей меньше, чем в нашем исследовании, могут быть реализованы без ущерба для производительности устройства».

Обратите внимание, однако, что результаты группы показывают, что дальнейшее уменьшение размера устройства приведет лишь к минимальному снижению теплового импеданса.

Изготовление УФ-источников началось с загрузки темплатов AlN на сапфире в камеру MOCVD и нанесения эпиструктуры, которая включает четыре квантовые ямы Al0,35Ga0,65N толщиной 2,5 нм и Al0 p-типа толщиной 20 нм.Электронно-блокирующий слой 7Ga0.3N. Индуктивно связанное плазменное реактивно-ионное травление с определенными размерами пикселей, перед отжигом в атмосфере азота, активированными легирующими добавками магния и добавленными n-контактами «узкая рамка изображения», вокруг отдельных пикселей в автономных устройствах и вокруг подмассивов пикселей во взаимосвязанных устройствах. Согласно предыдущим исследованиям, эта n-контактная геометрия исключает нынешнюю скученность.

Флойд и его коллеги сравнили производительность эталонного однопиксельного светодиода диаметром 90 мкм с тремя различными архитектурами массива: 36 пикселей диаметром 15 мкм и зазором 5 мкм, 81 пиксель диаметром 10 мкм и Зазор 5 мкм и 324 пикселя диаметром 5 мкм и зазором 5 мкм.

Измерения на пластине — с использованием импульсов 500 нс и рабочего цикла 0,05% для минимизации нагрева устройства — показали, что для одного пикселя диаметром 5 мкм с алюминиевым теплораспределителем ток возбуждения 10,2 кА / см2 приводит к пиковая яркость 291 Вт / см2. Эта яркость в 30 раз выше, чем у эталонного светодиода.

Результаты трех различных массивов показывают, что уменьшение размера пикселя повышает производительность благодаря превосходному отводу тепла, который устраняет тепловое падение.По сравнению с однокристальным эталоном массив из 324 пикселей диаметром 5 мкм обеспечил увеличение выходной мощности более чем в пять раз при работе в непрерывном режиме и более чем в 15 раз в импульсном режиме.

Изображение в верхней части статьи показывает (слева) микрофотографию верхней стороны взаимосвязанного массива пикселей 5 мкм с межпиксельным интервалом 5 мкм и (справа) микрофотографию той же матрицы со стороны сапфира при постоянном токе 60 мА. Текущий.

В настоящее время команда изучает методы повышения эффективности извлечения света и ищет возможности независимого электронного управления пикселями.

R. Floyd et al. Прил. Phys. Экспресс 14 014002 (2021)

Светодиодное освещение

Что означает светодиод?

LED расшифровывается как Light Emitting Diode.

Светодиод — это лампочка?

светодиода кажутся лампочками, но на самом деле это не так. Светодиоды — это крошечные полупроводники, заключенные в пластик, которые защищают их компоненты и помогают фокусировать свет.

В чем разница между лампой накаливания и светодиодом?

Лампа накаливания создает свет с помощью нити накала.При подаче питания нить накала светится, выделяя тепло, в свою очередь, производя свет. Светодиоды все наоборот. Светодиоды создают свет посредством «холодного процесса», когда питание подается на полупроводники (обычно галлий, мышьяк и фосфор), они стимулируются движением электронов; таким образом создавая фотоны, свет, который видят люди.

Есть ли у светодиодов проволочная нить накала?

Нет, светодиоды работают на совершенно других компонентах.Светодиоды диодные; они позволяют силе двигаться только в одном направлении. Анод (+) — это место, где ток входит, а катод (-) — это место, где ток уходит, так же, как положительные и отрицательные клеммы батареи. Лампы накаливания излучают свет во всех направлениях (во всех направлениях), а светодиоды из-за их конструкции и компоновки корпуса излучают свет в определенных направлениях, например, на 20, 50 или 120 градусов.

Почему светодиоды потребляют такое мало энергии?

В светодиодах

не используется нить накала, в которой проводник нагревается и создается свет.Освещение на основе нити потребляет больше энергии, чем производимый свет. Светодиоды выделяют очень мало тепла и не используют нити накала, что делает их гораздо более эффективными по потреблению и мощности.

Излучают ли светодиоды тепло?

светодиода выделяют очень мало тепла; в некоторых случаях замеченное тепло связано с компонентами платы и другими факторами схемы. По сравнению с лампами накаливания светодиоды производят меньше тепла. Если светодиоды горячие на ощупь, они перегорели из-за неправильной схемы.

Подвержены ли светодиоды экстремальным условиям?

Светодиоды

предназначены для работы в суровых условиях. Светодиоды работают от -40 F до 180 F; для работы светодиодов нет задержки или необходимого времени «прогрева».

Каков срок службы светодиодов?

Производители рассчитывают, что светодиоды

работают в нормальных условиях в течение примерно 10 лет или 100000 часов непрерывного использования. По мере того, как светодиоды стареют, они имеют тенденцию тускнеть и тускнеть, но не подвержены миганию, как лампы накаливания или флуоресцентные лампы.

Светодиоды

дороже других вариантов освещения, почему?

Светодиоды

могут работать как автономные устройства, но когда они сгруппированы или сгруппированы, для правильной работы требуются дополнительные действия. Светодиоды нуждаются в соответствующих компонентах, таких как печатная плата, компоненты привода и некоторые корпуса, корпуса; терпеть элементы. Да, светодиодные схемы можно спроектировать быстро, но для того, чтобы убедиться, что они будут работать правильно и в течение длительных периодов времени, они требуют тестирования.

Как яркость светодиодного освещения по сравнению с освещением лампами накаливания?

Светодиодные лампы

намного ярче, чем лампы накаливания или галогенные лампы той же мощности, но светодиодные лампы высокой мощности недоступны. Таким образом, при замене ламп накаливания или галогенных ламп на светодиодные часто требуется больше светодиодных ламп. Например, для замены одного прожектора лампы накаливания мощностью 65 Вт могут потребоваться два светодиодных прожектора мощностью 6 или 7 Вт.Хотя у вас больше лампочек, вы все равно потребляете на 80% меньше электроэнергии.
Лампы накаливания потребляют примерно в пять раз больше энергии для получения того же количества света, что и светодиодные лампы. На низких уровнях мощности разница больше. На большей мощности разница несколько меньше. Электрическая мощность измеряется в ваттах. Например, светодиодная лампа, потребляющая 3 Вт, может излучать свет, сравнимый с лампой накаливания на 20 Вт, а светодиодная лампа на 6 Вт может быть сопоставима с лампой накаливания на 30 Вт.Наши самые яркие светодиодные прожекторы потребляют от 11 до 12 Вт, а выходная мощность сопоставима с мощностью лампы накаливания 50 Вт.

Какая светодиодная лампа сопоставима со стандартной лампой мощностью 60 Вт?

К сожалению, в настоящее время не существует светодиодных ламп, которые могут сравниться по световой отдаче с обычной лампой накаливания на 60 Вт. Поскольку лампы накаливания являются ненаправленным освещением, светодиодные лампы представляют собой направленные прожекторы и прожекторы.

Что такое ширина луча?

Угол луча — это угол поперек светового конуса от одного края луча до противоположного края луча.Край луча представляет собой конусообразную поверхность, где интенсивность луча составляет 50% от интенсивности в центре луча. (50% — это несколько условно, но, по-видимому, это наиболее часто используемый показатель.) У прожектора угол распространения луча составляет около 22 градусов или более. Пятно имеет разброс луча менее 21 градуса. (21 ° также является произвольным, но обычно используется в качестве точки разделения между наводнениями и пятнами.) Если вы сравните наводнение и пятно с одинаковыми световыми элементами (и световым потоком), наводнение будет иметь более низкую «яркость», как определено Мощность свечи центрального луча (яркость), потому что лампа распределяет свет по большему конусу.Это может показаться не совсем справедливым по отношению к прожекторному свету, но исследования связали человеческое восприятие «яркости» с яркостью, поэтому использование CBCP допустимо. И преобразование CBCP в ватт-эквиваленты с использованием постоянного отношения также применимо для наших целей. Интересно отметить, что, когда мы продаем наводнение и спот с теми же элементами освещения и ценами, споты продаются лучше, чем пятна, но пятна «выглядят» ярче. Это говорит о том, что людей заботит распространение луча не меньше, чем общее восприятие яркости.

В чем разница между прожектором и прожектором?

Светодиодные прожекторы излучают более узкий луч света, обычно шириной менее 30 градусов. Большая часть света прожектора концентрируется на относительно небольшой площади, образуя яркое пятно. Светодиодные прожекторы излучают более широкий луч света, до 160 градусов, поэтому свет от прожектора распространяется на гораздо большую площадь.
Поскольку свет более концентрированный, прожектор будет казаться ярче, чем прожектор, но только в пределах своего более узкого луча.Прожектор больше подходит для освещения объектов, а прожектор больше подходит для освещения областей.

Что означают «холодный белый» и «теплый белый»?

Цветовая коррелированная температура (CCT) указана в описании каждой из наших белых светодиодных ламп. Цвет (CCT) наших белых ламп варьируется от теплого желтого (2700K) до холодного сине-белого (7000K).
Для сравнения, цветовая температура типичной лампы накаливания составляет 2800 К.Типичный галоген немного выше, может быть, 3500К. Дневной белый цвет составляет 4500K, а холодный белый флуоресцентный свет — 6000K или более.
Человеческий глаз приспосабливается к фоновому свету, так что даже белая лампа дневного света будет выглядеть слегка синей в комнате, освещенной в основном лампами накаливания.