Светодиоды виды и характеристики: Страница не найдена – Светодиодное освещение

Содержание

Светодиоды. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности

Светодиоды для человечества стали одним из наиболее распространенных источников света для промышленных и бытовых нужд. Этот полупроводниковый прибор имеет один электрический переход, он преобразует электроэнергию в энергию видимого светового излучения. Явление открыто Генри Джозефом Раундом в 1907 году. Первые эксперименты были поставлены советским физиком-экспериментатором О.В. Лосевым, которому в 1929 году удалось получить рабочий прототип современного светодиода.

Первые современные светодиоды (СД, СИД, LED) были созданы в начале шестидесятых годов. У них было слабое красное свечение, их применяли в качестве индикаторов включения в самых разных приборах. В 90-х появились синие, желтые, зеленые и белые светодиоды. Их стали выпускать в промышленных масштабах многие компании. Сегодня LED-диоды применяются повсеместно: в светофорах, лампочках, автомобилях и т.д.

Устройство

Светодиод представляет полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, который создает оптическое излучение при прохождении через него тока в прямом направлении.

Стандартный индикаторный светодиод выполнен из следующих частей:

1 — Эпоксидная линза
2 — Проволочный контакт
3 — Отражатель
4 — Полупроводник (Определяет цвет свечения)
5 и 6 — Электроды
7 — Плоский срез

В основании светодиода закрепляются катод и анод. Все устройство сверху герметично закрыто линзой. На катоде установлен кристалл. На контактах имеются проводники, которые подсоединены к кристаллу p-n-переходом (проволока соединения для объединения двух проводников с различными типами проводимости). Для создания стабильной работы светодиода применяется теплоотвод, который необходим для осветительных приборов. В индикаторных приборах тепло не имеет решающего значения.

DIP-диоды имеют выводы, которые монтируются в отверстия печатной платы, они при помощи пайки подсоединяются на электрический контакт. Имеются модели с несколькими кристаллами различного цвета в одном корпусе.

SMD-светодиоды сегодня являются наиболее востребованными источниками света любых форматов.

Основа корпуса, куда крепится кристалл, является отличным проводником тепла. Благодаря этому в разы улучшился отвод тепла от кристалла.
В структуре белых светодиодов между линзой и полупроводником имеется слой люминофора, который нейтрализует ультрафиолет и задает необходимую цветовую температуру.
В SMD-компонентах, имеющих широкий угол излучения, линза отсутствует. При этом сам светодиод выделяется формой параллелепипеда.

Chip-On-Board (COB) представляют новейшее практическое достижение, которое должно занять в искусственном освещении лидерство в создании белых светодиодов.

Устройство светодиодов по технологии COB предполагает следующее:

На алюминиевую основу посредством диэлектрического клея крепят десятки кристаллов без подложки и корпуса.
Полученная матрица покрывается общим слоем люминофора. В итоге получается источник света, который имеет равномерное распределение светового потока без возможности появления теней.

Разновидностью Chip-On-Board является Chip-On-Glass (COG) технология, предусматривающая размещение на поверхности из стекла множества мелких кристаллов. К примеру, это филаментные лампы, где излучающим элементом является стеклянный стержень со светодиодами, которые покрыты люминофором.

Принцип действия

Несмотря на технологические особенности и разновидности, работа всех светодиодов основывается на общем принципе функционирования излучающего элемента:

Преобразование электроэнергии в световой поток осуществляется в кристалле, который выполнен из полупроводников с самым разным типом проводимости.
Материал с n-проводимостью обеспечивают путем легирования его электронами, а материал с p-проводимостью при помощи дырок. В результате в сопредельных слоях появляются дополнительные носители заряда разной направленности.
При подаче прямого напряжения стартует движение электронов, а также дырок к p-n-переходу.
Заряженные частицы проходят барьер и начинают рекомбинировать, вследствие этого протекает электрический ток.
Процесс рекомбинации электрона и дырки в зоне p-n-перехода идет выделением энергии в качестве фотона.

В целом, указанное физическое явление свойственно всем полупроводниковым диодам. Однако длина волны фотона в большинстве случаев располагается за пределами видимого спектра излучения. Чтобы элементарная частица двигалась в диапазоне 400-700 нм, ученые проводили множество опытов и экспериментов с разными химическими элементами. В итоге появились новые соединения: фосфид галлия, арсенид галлия и более сложные формы. У каждой из них своя длина волны, то есть свой цвет излучения.
К тому же, кроме полезного света, который испускает светодиод, на p-n-переходе образуется некоторое количество теплоты, которое уменьшает эффективность полупроводникового прибора. Именно поэтому в конструкции мощных светодиодов предусматривается эффективный отвод тепла.

Разновидности

На текущий момент LED-диоды могут быть следующих видов:

Осветительные, то есть с большой мощностью. Их уровень освещенности равен вольфрамовым и люминесцентным источникам света.
Индикаторные – с небольшой мощностью, их применяют для подсветки в приборах.

Индикаторные LED-диоды по типу соединения делятся на:

Двойные GaP (галлий, фосфор) – имеют зеленый и оранжевый свет в структуре видимого спектра.
Тройные AIGaAs (алюминий, мышьяк, галлий) – имеют желтый и оранжевый свет в структуре видимого спектра.
Тройные GaAsP (мышьяк, галлий, фосфор) – имеют красный и желто-зеленый свет в структуре видимого спектра.

По типу корпуса светодиодные элементы могут быть:

DIP — устаревшая модель низкой мощности, их применяют для подсветки световых табло и игрушек.
«пиранья» или Superflux – аналоги DIP, но с четырьмя контактами. Они применяются для подсветки в автомобилях, меньше нагреваются и лучше крепятся.
SMD – самый распространенный тип, применяются во множестве источников света.
COB – это усовершенствованные светодиоды SMD.

Применение

Область применений светодиодов условно можно разделить на две широкие категории:

Освещение.
С использованием прямого света.

Светодиод в освещении применяется для освещения объекта, пространства или поверхности, вместо того, чтобы быть непосредственно видимым. Это интерьерная подсветка, фонарики, освещение фасадов зданий, освещение в автомобилях, подсветка клавиш мобильных телефонов и дисплеев и так далее. Широкое применение LED-диоды находят в коммуникаторах и сотовых телефонах.

Прямой светодиодный свет применяется для передачи информации, к примеру, в полноцветных видео дисплеях, в которых LED-диоды формируют пиксели дисплея, а также в алфавитно-цифровых табло. Прямой свет также применяется сигнальных устройствах. К примеру, это индикаторы поворота и стоп-сигналы автомобилей, светофоры и знаки.

Будущее светодиодов

Ученые создают светодиоды нового поколения, к примеру, на основе нано-кристаллических тонких пленок из перовскита. Они дешевые, эффективные и долговечные. Исследователи надеются, что такие LED-диоды будут применяться вместо обычных экранов ноутбуков и смартфонов, в том числе в бытовом и уличном освещении.

Создаются и волоконные LED-диоды, которые предназначены для создания носимых дисплеев. Ученые считают, что создаваемый метод производства волоконных светодиодов позволит наладить массовый выпуск и сделать интеграцию носимой электроники в одежду и текстиль совершенно недорогой.

Типичные характеристики

Светодиоды характеризуются следующими параметрами:

Цветовая характеристика.
Длина волны.
Сила тока.
Напряжение (тип применяемого напряжения).
Яркость (интенсивность светового потока).

Светодиодная яркость пропорциональна протекающему через него току, то есть чем напряжение будет выше, тем будет больше яркость. Единицей силы света служит люмен на стерадиан, она также измеряется в милликанделах. Бывают яркие (20-50 мкд.), а также сверх яркие (20000 мкд. и более) LED-диоды белого свечения.

Величина падения напряжения – характеристика допустимых значений прямого и обратного включений. Если подача напряжений выше этих значений, то наблюдается электрический пробой.

Сила тока определяет яркость свечения. Сила тока осветительных элементов обычно равняется 20 мА, для индикаторных светодиодов она составляет 20-40 мА.

Цвет излучения светодиода зависит от активных веществ, внесенных в полупроводниковый материал.

Длина волны света определяется разностью энергий при переходе электронов на этапе рекомбинации. Она определяется легирующими примесями и исходным полупроводниковым материалом.

Достоинства и недостатки

Среди достоинств светодиодов можно отметить:

Малое потребление электроэнергии.
Долгий срок службы, измеряемый 30-100 тысячами часов.
Высокая светоотдача. Светодиоды дают 10-250250 люменов светового потока на ватт мощности.
Нет ядовитых паров ртути.
Широкое применение.

Недостатки:

Низкие характеристики у некачественных светодиодов, созданных неизвестными производителями.
Сравнительно высокая цена качественных светодиодов.
Необходимость качественных источников питания.

SMD-светодиоды: маркировка, виды, технические характеристики

Сверхъяркие светодиоды, изобретенные относительно недавно, уже прочно вошли в нашу жизнь. Компактные и экономичные, они с успехом используются как в переносных осветительных приборах, так и в стационарных системах освещения и подсветки. Особой популярностью в последнее время стали пользоваться мощные и компактные smd светодиоды, о которых мы сегодня и поговорим. Прочитав эту статью, ты узнаешь, почему они так называются, чем отличаются друг от друга и где могут встречаться.

Особенности SMD-светодиодов

Основное визуально заметное отличие smd светодиодов от обычных состоит в конструкции их корпуса:

Обычные с аксиальными выводами (слева) и SMD светодиоды

Если обычный диод имеет достаточно длинные выводы для монтажа через отверстия в плате, то их smd аналоги имеют лишь небольшие контактные площадки (планарные выводы) и монтируются прямо на плату.

Монтаж светодиода обычным способом (слева) и методом поверхностного монтажа

Такой метод сборки называется поверхностным монтажом, отсюда и название светодиодов: smd (англ. Surface Mount Device – прибор для поверхностного монтажа). Такой монтаж наиболее прост, и его можно поручить роботам.

Сборку устройств на smd компонентах можно поручить роботу

Кроме того, стал возможен эффективный отвод тепла от кристалла благодаря очень коротким, но относительно массивным выводам и тому, что прибор практически лежит на плате. Ведь несмотря на свою экономичность, сверхъяркие диоды в процессе работы нагреваются. Эта особенность конструкции позволила изготавливать очень миниатюрные, но мощные smd светодиоды, требующие хорошего отвода тепла.

Сегодня мировая промышленность выпускает множество типов smd светодиодов, отличающихся друг от друга как габаритами, так и электрическими параметрами.

к содержанию ↑

Как расшифровать маркировку

Сверхъяркие smd светодиоды принято маркировать четырьмя цифрами, а линейка выпускаемых сегодня приборов выглядит примерно так:

Типоразмеры и внешний вид наиболее популярных smd светодиодов

Типов приборов, конечно, намного больше, но для разбора маркировки нам хватит и этих. Как же разобраться в этой маркировке и что обозначают цифры? Оказывается, ничего сложного тут нет: цифрами обозначены горизонтальные размеры корпуса smd светодиодов – длина и ширина в сотых миллиметра. К примеру, прибор 5050 имеет размеры 5.0х5.0 мм, а 3528 – 3.5х2.8 мм. Больше никакой информации маркировка не несет. Технические характеристики ты можешь узнать только из сопроводительной документации или же поверить на слово продавцу.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

Покупая светодиоды, обязательно ознакомься с сопроводительной документацией – наши “друзья” из Китая имеют привычку встраивать в стандартный корпус кристаллы самой различной мощности (обычно меньшей). Если продавец об этом умолчит, то ты запросто можешь получить светодиод мощностью, к примеру, 0.09 Вт вместо одноваттного, но маркировка и внешний вид у него будут тот же!

к содержанию ↑

Краткие технические характеристики

Хотя никакой информации о характеристиках smd светодиодов их цифровая маркировка не несет, все же некоторая связь между типоразмерами и параметрами приборов есть. Рассмотрим параметры самых распространенных видов светоизлучающих smd полупроводников:

Основные технические характеристики светодиодов smd

Тип прибора	Размеры корпуса, мм	Количество кристаллов	Мощность, Вт	*Световой поток, лм**	Рабочий ток, мА	Температура эксплуатации, °С	Телесный угол, °	Цвет свечения
3528	3.5х2.8	1 или 3	0.06 или 0.2	0.6 – 5.0*	20	-40 … +85	120 – 140	белый, нейтральный, теплый, синий, желтый, зеленый, красный, RGB
5050	5.5х1.6	3 или 4	0.2 или 0.26	2 – 14*	60 или 80	-20 … +60	120 – 140	белый, теплый, синий, желтый, зеленый, красный, RGB, RGBW
5630	5.6х3.0	1	0.5	57	150	-25 … +85	120	холодный, нейтральный, теплый
5730	5.7х3.0	1 или 2	0.5 или 1	50 или 158	150 или 300	-40 … +65	120	холодный, белый, нейтральный, теплый
3014	3.0х1.4	1	0.12	9 – 11*	30	-40 … +85	120	холодный, нейтральный, теплый, синий, желтый, зеленый, красный, оранжевый
2835	2.8х3.5	1	0.2 или 0.5 или 1	20 или 50 или 100	60 или 150 или 300	-40 … +65	120	холодный, нейтральный, теплый

* – зависит от цвета свечения кристалла

А теперь рассмотрим каждый из этих типов более подробно.

к содержанию ↑

smd 3528

smd светодиод этого типа может быть однокристальным (белый, нейтральный, теплый, синий, желтый, зеленый, красный) или трехкристальным (RGB). В первом случае прибор имеет два вывода для подключения, во втором – четыре: один общий (катоды) и три анода. Кристаллы для защиты от окружающей среды заливаются прозрачным компаундом или компаундом с добавлением люминофора, выравнивающего цветовую характеристику диода.

Внешний вид одно- и трехкристального светодиода 3528

Как видно из таблички, этот тип светодиода имеет относительно малый световой поток. Но благодаря небольшим габаритам, умеренной стоимости и способности светить разными цветами, включая RGB, он все же нашел широкое применение в недорогих осветительных приборах и приборах декоративной подсветки.

Очень часто светодиоды 3528 входят в состав lcd лент подсветки. Такая лента с smd-светодиодами используется чаще всего в декоративных целях.

Автомобильные лампы и светодиодная лента, собранные на 3528

Если хочешь узнать о smd светодиодах 3528 еще больше, то читай наш обзор на него.

к содержанию ↑

smd 5050

В отличие от 3528, 5050 имеет исключительно трехкристальное или четырехкристальное (RGBW) исполнение. Если прибор одноцветный, то все три кристалла имеют одинаковый или близкий (для выравнивания цветовой характеристики) цвет светового излучения. Это значит, что диод 5050 имеет втрое большую яркость, чем его однокристальный собрат smd 3528. Как и в первом случае, кристаллы защищены компаундом с люминофором или без него.

Трехкристальный светодиод 5050

Это, пожалуй, наиболее популярный прибор, используемый для декоративной подсветки и освещения. Он имеет оптимальное отношение стоимость/мощность и может обеспечить любой цвет подсветки (в случае использования rgb5050), включая белый повышенной яркости (четырехкристальный вариант), за счет простого изменения мощности на каждом из кристаллов.

Чаще всего такие светодиоды встраивают в такие светодиодные декоративные ленты, как:

одноканальная, где три кристалла соединены параллельно и питаются одним напряжением;
RGB и RGBW, имеющие три и четыре канала соответственно.

Благодаря достаточно высокой мощности диодов уже при их плотности 60 шт. на 1 метр светодиодной ленты она может успешно использоваться не только для декоративной подсветки, но и для освещения интерьера. При этом цветовую температуру и даже цвет освещения пользователь может изменять самостоятельно, для этого достаточно установить соответствующий контроллер.

Светодиодные ленты 5050 одноцветная (слева), RGB и RGBWк содержанию ↑

smd 5630 и 5730

smd 5630 представляет собой однокристальный мощный прибор (см. таблицу выше), способный создать световой поток до 57 люмен. Благодаря встроенной защите, собранной на двух стабисторах, прибор в состоянии выдерживать импульсный ток до 400 мА и переполюсовку. Светодиод имеет 4 вывода, но в работе кристалла участвуют только два. Оставшиеся два и металлическая подложка используются для лучшего теплоотвода. Цвет свечения светодиода – белый разной цветовой температуры.

Внешний вид и внутренняя схема светодиода 5630

Приборы 5730 могут быть как одно, так и двухкристальными. Первые имеют сходные с 5630 характеристики, вторые вдвое мощнее (1 Вт) и в состоянии создавать световой поток до 158 лм.

Внешний вид светодиода 5730

Оба типа приборов излучают белый свет различной цветовой температуры и могут использоваться для изготовления мощных светодиодных лент, ламп, прожекторов.

Автомобильная лампа на 5630 и стоваттный прожектор на 5730

Более подробную информацию по приборам smd 5630 ты можешь найти здесь, а по smd 5730 – тут.

к содержанию ↑

smd 3014

Однокристальный компактный прибор умеренной (0.12 Вт) мощности и световым потоком до 11 лм. В зависимости от исполнения может излучать белый свет разной цветовой температуры, а также синий, желтый, зеленый, красный и оранжевый. Для защиты от окружающей среды и коррекции цветовой температуры кристалл покрывается компаундом с люминофором.

Светодиод smd 3014

Основная область применения smd 3014: светодиодные ленты и модули для декоративной подсветки, точечные светильники и лампы к ним. Нередко используются для изготовления автомобильных ламп.

Автомобильная лампа, настольный и встраиваемый светильники, лента на основе диодов smd 3014

Если ты заинтересовался светодиодами типа 3014, то более подробно о них можешь почитать в этой статье.

к содержанию ↑

smd 2835

Однокристальный светодиод повышенной мощности. Выпускается в трех исполнениях: 0.2, 0.5 и 1 Вт. Излучает белый свет различной цветовой температуры, по размерам корпуса совпадает с прибором 3528, но отличается от последнего прямоугольной линзой (у 3528 она круглая).

smd 2835 (слева) и smd 3528

Из-за высокой популярности приборов выпускается очень много подделок, в которые устанавливаются кристаллы меньшей мощности. Так, хотя китайский smd 2835 и выпускается официально, но оснащается он кристаллом всего 0.09 Вт. Внешне отличить его от одноваттного бывает невозможно из-за добавленного в компаунд люминофора, поскольку он непрозрачен, соответственно, оценить размеры кристалла на глаз не получится.

Прибор используется в мощных осветительных лампах, бытовых и уличных светильниках, прожекторах, светодиодных лентах.

Лампочка, светильники и лента на smd 2835

Если тебя заинтересовал светодиод smd 2835, более подробную информацию ты можешь почерпнуть из этой статьи.

к содержанию ↑

Применение

Проще перечислить те сферы нашей жизни, где smd-светодиодов нет, чем те, где они используются. Белые диоды можно встретить:

в тактических и карманных фонариках;
в автомобильных лампах;
в бытовых лампочках различной мощности;
в декоративной внутренней и наружной подсветке.

Разноцветные RGB и RGBW применяются не менее широко:

в вывесках, дорожных знаках, светофорах, указателях, рекламе;
в лампах освещения, с изменяемой цветовой температурой;
в ландшафтном дизайне;
в декоративной внутренней и наружной подсветке;
в приборах индикации.

Примеры использования smd светодиодов

Вот вкратце и все о smd светодиодах. Теперь ты знаешь, почему они так называются, какими бывают и где используются.

к содержанию ↑

Рейтинг

А какие led чипы выбираешь ты? Отдай 1 голос, какой тип ты бы порекомендовал для решения большинства задач.

📋 Пройди тест и сделай правильный выбор

Возможна ли в процессе эксплуатации ошибочная смена полярности питания или скачки напряжения?

Нет, ничего переключаться не будет.

Вполне возможна.

Маловероятно, но может быть.

Будут ли светодиоды установлены на радиатор?

Радиатор будет, но небольшой

Нет, для радиатора места нет

Да, на радиатор больших размеров.

Какое питание будет у конструкции?

Батарейки

Аккумулятор достаточно большой емкости

От сети 220В.

Миниатюрные аккумуляторы

Бортовая сеть автомобиля

Предполагаемые габариты конструкции

Миниатюрная

Компактная

Габариты НЕ имеют значения

Для каких целей ты собираешь конструкцию?

Локальное освещение

Общее освещение.

Дежурный свет

Декоративная белая подсветка.

Декоративная цветная подсветка.

Какой тип SMD светодиодов выбрать

Тебе подойдет SMD 3528

Тебе подойдет SMD 5050

Тебе подойдет SMD 5630

Тебе подойдет SMD 5730

Тебе подойдет SMD 3014

Тебе подойдет SMD 2835

Share your Results:

Facebook ВКонтакте

Перепройти тест!

Предыдущая

СветодиодыКорпуса и маркировка SMD диодов и стабилитронов

Следующая

СветодиодыКак выбрать фонарь на светодиоде Cree XM-L T6

Спасибо, помогло!Не помогло

SMD светодиоды — виды и характеристики

С увеличение световой мощности светодиодов появилась проблема отвода тепловой мощности от кристалла. Первым серийным решением этой проблемы стала технология пайки кристалла непосредственно на подложку — SMD (Surface Mounting Device).

Столь популярные сегодня светодиодные ленты появились благодаря именно этому технологическому новшеству, а совершенствование самих кристаллов и формы их крепления определяют появление новых типов LED лент с улучшенными световыми характеристиками.

Виды SMD светодиодов

Для обозначения SMD светодиодов был принят простой четырехзначный код, который показывает размер сторон кристалла. Так цифра в названии 5050 обозначает кристалл с размерами 5,0 на 5,0 миллиметра, а матрица 3528 — 3,5 мм на 2,8 мм.

По количеству светодиодов на одной подложке различают одиночные кристаллы и SMD матрицы на три светодиода. Последний вариант привел к появлению RGB лент, что переводится как сокращение от первых букв трех английских слов: R — красный, G — зеленый и B — синий.

Светодиоды SMD 3528

Одними из самых первых источников света по технологии SMD появились кристаллы 3528. Они имеют световой поток около 6 люмен и являются самым распространенным типом кристаллов для узких светодиодных лент.

Типовое количество светодиодов на один метра ленты — 60 штук, а мощность одного метра составляет около 4,8 Вт. Световой поток метра соответствует 40-ватной галогенной лампочке.

Матрицы SMD 5050

С появлением серии SMD 5050 на рынок вышли полноценные RGB ленты, а световой поток лент белого цвета вырос в три раза. Такая особенность определяется тем, что в одной матрице размером 5,0 на 5,0 мм находится три светодиодных кристалла.

Типовая мощность одного метра светодиодной ленты с матрицами 5050 составляет 14-15 Вт, а световой поток достигает величины 1000 люмен. Такая мощность сравнима с лампой накаливания мощностью 100 Вт.

Следует отметить, что RGB ленты имеют три вывода питания для управления каждым из трех цветных светодиодов и четвертый вывод — общий ноль.

Светодиоды SMD 2835

Матрицы формфактора 2835 появились относительно недавно и выпускаются в основном в белом цвете. Их не следует путать со кристаллами 3528, это абсолютно разные матрицы.

По своей эффективности SMD 2835 превосходят кристаллы 5050. Так потребляемая мощность одного метра ленты составляет примерно 12 ватт, а световой поток — 1300 люмен.

Заключение

SMD светодиоды находят самое широкое применение в светодиодных лентах, однако в светодиодных лампах и светильниках им на смену пришла технология COB (Chip-on-Board), которая позволяет размещать на одном квадратном сантиметре до 70 светодиодных источников света.

Виды и типы светодиодов, как классифицировать и упорядочить

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.

Параметры светодиоды. Технические характеристики светодиодов. Сравнительные таблицы

Условно все светодиоды можно разделить на две большие группы:

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:

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.

Обратите внимание

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):

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:

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:

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:

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:

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.

Как определить марку SMD светодиода. Описание, виды и особенности маркировки SMD диодов

Светодиод – полупроводниковый прибор, преобразующий электрический ток в световое излучение. В отличие от ламп накаливания и энергосберегающих, долговечней и энергоэффективней. По исполнению делятся на два основных типа – DIP и SMD (СМД).

Различаются по конструкции корпуса и расположением контактов. В статье мы расскажем про SMD диоды.

Что такое smd

Surface Mounted Device (SMD) – прибор, монтируемый на поверхность. Говоря другими словами, если DIP светодиод имеет длинные контактные ножки и монтируется через отверстия в электрической плате, то СМД аналоги – прямо на плату или в светодиодную ленту, так как имеют маленькие контакты.

Япония – лидер развития технологий светодиодов, СМД диода в частности. Поэтому лучшая продукция у них.

Корпуса smd элементов

Основной тип – пластмассовый корпус прямоугольной формы.

Массовое производство налажено именно для такого типа. Если брать обычные диоды, а не источники света, то там ещё есть корпус металлостеклянный цилиндрической формы. Для нужд именно освещения смысла в таком исполнении нет.

Более важны размеры СМД светодиодного элемента. Их можно узнать по маркировке.

Маркировка smd полупроводников

Четыре цифры в маркировке обозначают длину и ширину в сотых миллиметра. Например, диод 1206 длинной 12 мм и шириной 6 мм.

Приписка RGB обозначает, что светодиод может выдавать один из трех цветов – красный, зеленый или голубой.

Для радиолюбителя обычно достаточно знания этих двух параметров в маркировке СМД диодов.

Краткие технические характеристики и применение

Популярны СМД светодиоды с маркировками 5050, 3528 и 5630 (5730). Именно в светодиодной ленте используются такие SMD кристаллы, благодаря чему получили широкое распространение.

Но других типоразмеров достаточно много. Вот основные из них (краткая характеристика и сферы применения, наиболее распространенных из них):

0603. Мощность 1,9 – 2, 3 ватт. Обычно применяется в приборных панелях автомобиля и в подсветки экрана в некоторых мобильных телефонах.

2835. Мощность 0, 2 – 1. Применяются в LED-лампочках, в карманных и тактических фонариках. Хорошо экономят энергию. Но в основном только белый цвет.

3528. Появился давно. В отличие от 2835 выпускается в разных цветах: теплый и холодный белый, красный, зеленый, желтый и синий.

3014. Мощность 0, 1 Вт. Современные светодиоды. Конкретную сферу применения назвать сложно, в интернете информации мало.

3030. 1,5 — 2, 2 Вт. Для ремонта ЖК и LED телевизоров.

3535. 1-3 Вт. Заняли твердое место на рынке из-за высокой теплоотдачи. Активно применяются в уличном освещении и на производстве.

5050. 0, 2 или 0, 26 Ватт. В сущности, это просто три диода 3528 в одном корпусе. Используется для красивого общего освещения – барах, ресторанах, гостиницах и проч.

5630. 0, 5 Ватт. Лучшее применение в светодиодных лентах. Требуют хорошего охлаждения, потому почти не используются в других сферах.

0805 и 1206 мало распространены. Применяются в основном радиолюбителями или для подсветки телефонов (смартфонов).

5730. Мощность от 0,5 до 1 ватта. Средние характеристики и невысокая цена. Встречается в светильниках всех видов: от декоративного освещения до уличного и промышленного. Один из самых распространенных кристаллов.

Полезное

В заключение

Светодиодные системы сегодня вытесняют лампы накаливания и энергосберегающие аналоги. Промышленники и жильцы домов любят их за низкое потребление электроэнергии и долгий срок службы. Дизайнеры за высокое качество света и безопасность. Радиолюбители за компактность и множество сфер применения. И наиболее популярные типы светодиодов – это SMD (СМД).

Пишите комментарии и делитесь статьей в социальных сетях, если узнали что-то новое и полезное о маркировке или сферах применения осветительных диодов.

Сверхяркие светодиоды характеристики. Конструкция мощного светодиода и угол рассеивания света

Мощные сверхяркие светодиоды устроены почти так же, как и стандартные. Различие состоит лишь в расположении кристаллов. В стандартном диоде они установлены на специальном основании, в ультраярком установочная площадка оснащена теплоотводом. По этой причине прибор может генерировать световой поток 100 Лм.

Компоненты, которые входят в состав мощного полупроводникового осветительного прибора:

Корпусным основанием служит металлокерамическая подложка, имеющая высокую теплопроводность. За счет этого достигается минимум теплового сопротивления и корпус кристалла электрически изолирован от теплоотвода.
Кристаллы из карборунда.
Подложка. Она изготовлена на основе карборунда и алюмонитрида. В результате в кристалле не возникают механические напряжения при смене температуры.
Отражатель. Данную функцию выполняет металлический корпус.
Линза плавающая. Материал, из которого она произведена, — кварцевое стекло. Линза не закреплена жестко в корпусе. Ее положение сохраняется за счет сцепления с желеобразным герметиком. Благодаря этому исключено появление механического напряжения и выполняется автофокусировка в широком температурном интервале.

Полупроводниковые осветительные приборы отличаются от стандартных углом рассеивания.

Последние излучают свет равномерно во все стороны пространства. Светодиод может иметь угол рассеивания 15-120? Для увеличения указанного параметра используют рассеивающую линзу. Собирательную применяют для сужения угла, например, для создания точечного освещения.

Яркость светового потока диода изменяется в пределах угла. Максимальная освещенность достигается в центре, минимальная — по краям угла рассеивания. Данная характеристика влияет на стоимость светодиода. Например, у прибора, имеющего угол 180 гр, цена выше, чем у светодиода с параметром 60 гр.

Основные характеристики светодиодов. Классификация светодиодов по их области применения

Изначально светодиоды применялись в качестве индикаторов

Элементы led-освещения различаются по области их применения. Основные типы светодиодов: индикаторные и осветительные. Устройства не одинаковы, каждые имеют свои отличительные особенности и технические параметры.

Индикаторные светодиоды

Первый LED-светильник появился в середине прошлого века. Прибор имел тусклое красноватое свечение, небольшую энергетическую эффективность. Несмотря на недостатки, разработки в данном направлении были продолжены. Спустя 20 лет появились варианты с желтым и зеленым оттенком. К началу 90-х сила светового потока достигла 1 Люмена. К началу 2000-х значение достигло уровня 100 Люменов.

В 1993 году японские инженеры представили светодиод синего цвета. Свет устройства стал значительно ярче предшественников. С этого момента на рынке стали появляться устройства с разным свечением – сочетание синего, зеленого, желтого и красного позволяют создавать любой цвет и оттенок.

В настоящее время разработки продолжаются. Появляются новые виды светодиодов. При этом сохраняется низковольтное потребление при увеличении силы светового потока.

Осветительные светодиоды

Первые модели с низкой светимостью (DIP) были пригодны для индикаторной работы (например, в темноте виден выключатель – горит небольшой красный светодиод). Современные устройства позволяют освещать значительные площади – бытовые и промышленные помещения. Мощность светодиода выросла – LED-прибор для фонарика с показателем 3Вт аналогичен лампе накаливания на 25-30Вт. Потребление электроэнергии меньше примерно в 10 раз.

Такие светодиоды получили название осветительные благодаря основной области применения. Используются в лентах, фарах, лампах, других изделиях. Изготавливаются в отдельных корпусах, которые допускают поверхностный монтаж.

Основное отличие – выдают только белый свет холодного или теплого оттенков. Классификация:

SMD – популярны модели с рассеивающим элементом на 100-130°; подложка для лампы из меди или алюминия, не нагреваются;
СОВ – более мощные, сверхъяркие, состоят из множества небольших кристаллов, угол рассеивания значительный;
Filament – обладают самым низким КПД (в сравнении с SMD), часто используются как декоративные элементы, изготавливаются различных размеров и форм.

Исходя из назначения и параметров помещения, выбирают оптимальный вариант. Характеристики осветительных устройств указаны на упаковке и в технической документации.

Ток светодиода. Как делают светодиоды

Светодиоды – это кристаллы, выращенные или наращенные из химических элементов на основе полупроводников. Они помещаются в специальный для каждого вида светодиодов корпус. Технологии изготовления светодиодов разнятся в зависимости от вида светодиода. Изготавливают светодиоды с добавлением различных химических элементов. Среди них полупроводники и не полупроводниковые металлы и их соединения. А также легирующие, то есть придающие составу определенные характеристики, примеси.

Изготовление светодиодов

Процесс изготовления светодиодов выглядит, примерно, следующим образом:

Пластины, служащие в качестве подложки будущих кристаллов светодиодов, помещают в специальную герметичную камеру. Такие пластины изготавливают из удобных для наращивания светодиодов материалов. Например, из искусственного сапфира, у которого подходящая для этого кристаллическая решетка. Прежде всего камеру заполняют смесью газообразных химических веществ на основе полупроводников и легирующих добавок. Затем внутренность такой камеры начинают нагревать. В процессе этого нагрева химические элементы, находящиеся до этого в газообразном состоянии, осаждаются на пластинах.

Процесс длится несколько часов. В итоге на подложке наращивается несколько десятков слоев общей толщиной лишь несколько микрон. Отличие в толщине пластины до и после наращивания не различимо на глаз.

Затем с помощью трафарета на пластину напыляются золотые контакты. После чего ее разрезают на мельчайшие части. Каждая такая часть – это отдельный кристалл светодиода со своими контактами. Размеры ее очень малы. По крайней мере, разглядеть ее в деталях можно лишь под микроскопом.

На следующем этапе готовые кристаллы вставляют в корпус. После того, по необходимости покрывают слоем люминофора. Тип корпуса и количество кристаллов зависят от того, где и как данный светодиод будет использоваться.

Все светодиоды отличаются друг от друга как отпечатки пальцев. То есть нет двух идентичных по своим характеристикам светодиодов. Потому на следующем этапе и происходит сортировка светодиодов по двум-трем сотням параметров. Чтобы отобрать наиболее близкие друг другу по мощности, цветовой температуре и другим характеристикам светодиоды.

В конце концов светодиоды проверяют на работоспособность на испытательных стендах. И лишь затем из них изготавливают светодиодные лампы, ленты или используют в других сферах применения.

Видео светодиоды. Основные параметры

Какие бывают светодиоды: обзор основных типов и характеристик

Светодиодные осветительные приборы набирают популярность с каждым годом и уже почти полностью вытеснили с рынка лампы накаливания, галогенные и люминесцентные лампы. Спрос, как известно, рождает предложение: производители неустанно работают над расширением возможностей светодиодов и LED-технологий, стремясь обогнать конкурентов и представить потребителю уникальный, невиданный ранее продукт. Однако, для того, чтобы оценить их старания по-достоинству, обывателю стоит немного углубиться в эту тему: узнать, какие бывают светодиоды и разобраться в их базовых характеристиках. Мы рекомендуем каждому не пренебрегать этими знаниями, ведь грамотно подобранная и организованная иллюминация способна вывести освещение и световой декор на совершенно новый уровень. Кроме того, светодиоды используются для индикации в электроприборах, автомобильных фарах и т.д.

Специально для вас в этой статьем мы собрали информацию об основных типах светодиодов, используемых в продуктах LED-освещения и индикации и их применении на практике. После прочтения, вы сможете не только выбрать нужную лампочку или люстру, но и даже собрать светодиодный светильник своими руками.

Применение светодиодов

Любой светодиод — это полупроводниковый диод, “упакованный” в оптическую оболочку (линзу), который излучает свет при контакте с электротоком. В зависимости от типа полупроводника и линзы световые диоды излучают свет разной мощности, направленности и в широком цветовом спектре.

В зависимости от общих характеристик и способа применения наиболее широкая классификация светодиодов включает два вида:

индикаторные;
осветительные.

Первые используются, преимущественно, для световой индикации работы технического оборудования, подсветки приборных панелей, дисплеев, рекламных вывесок, производства новогодних гирлянд, световых табло. Этот тип светодиодов характеризуется относительно небольшими мощностью и яркостью.

Вторые обладают высокой интенсивностью светового излучения и, соответственно названию, используются для производства осветительных приборов, инструментов интерьерной подсветки, автомобильных фар, фонарей и фонариков и т.п.

Помимо прочего, стоит сказать, что излучение светодиодов не ограничивается видимой областью спектра. Так, существуют ультрафиолетовые светодиоды, которые получили широкое распространение в самых различных устройствах: от ультрафиолетовых принтеров до медицинского и криминалистического оборудования.

Кроме того, световые диоды используются в сельском хозяйстве в качестве искусственного света для эффективного круглогодичного выращивания растений.

Разбираемся в маркировке светодиодов

Ассортимент LED-кристаллов включает определенные виды светодиодов, обозначенные определенной маркировкой:

DIP;
Super Flux “Piranha”;
SMD;
COB;
Filament LED.

Давайте рассмотрим каждый подробнее.

1. DIP

Распространенное название — индикаторные световые диоды для выводного монтажа. Представляют собой светоизлучающие кристаллы “упакованы” в выпуклый корпус-линзу. Обладают малой силой свечения и используются в качестве индикаторов. Для освещения малоэффективны. Считаются устаревшим.

2. SMD

Яркие светодиоды, являющиеся противоположностью DIP. Именно такие элементы используют для производства большинства видов светодиодной продукции для освещения и подсветки. Например, светодиодных лент.

Они не просто представлены в широком цветовом спектре, но могут сочетать в себе несколько оттенков. По этому признаку разделяют:

Монохромные SMD-кристаллы с одним цветом свечения;
Многоцветные (RGB) модели. Оснащены тремя три кристаллами (R – красный, G – зеленый, B – синий), для многоцветного освещения. Продукция с такими диодами может регулироваться с помощью пульта управления.

3. Super Flux “Piranha” или “Пиранья”.

Представляют собой сверхъяркие диоды в прямоугольном корпусе с четырьмя выводами для надежного крепления на плате. Необычный корпус обеспечивает улучшенные рассеивающие свойства. Подходит для рекламной и автомобильной подсветки.

4. COB

Данная маркировка светодиода расшифровуется как Chip On Board или чип на плате. Представляет собой ряд кристаллов SMD, размещенных на широкой плате и покрытых люминофором. Особенность данного типа — широкий угол рассеивания светового потока — не менее 180 градусов. Используется, в основном, для общего потолочного освещения.

5. Straw Hat.

Необычный декоративный вид диода, в народе именуемый как “светодиодная лампа накаливания”. Вместо нити накаливания, на электродах закреплены трубчатые платы со светодиодами, напоминающие эти самые нити.

Характеристики светодиодов

Надеемся, что смогли помочь определиться с тем, какие виды светодиодов (типы светодиодов) вам необходимы. Однако, это еще не все. Для того, чтобы правильно выбрать световой элемент, необходимо разобраться в его характеристиках. В их число входит:

величина тока потребления;
напряжение и цвет;
рассеиваемая мощность.
угол свечения;
температура свечения;
размер диода;
срок деградации.

Ниже мы рассмотрим каждую характеристику светодиодов подробнее.

1. Величина тока потребления светодиода

Величина тока одного светодиода, в подавляющем большинстве случаев, равна 20мА. Ток потребления светодиодного прибора определяется количеством светодиодов в нем. Для нормальной и долговечной работы диода необходимо обеспечивать стабильность величины поступающего тока. Для этого в конструкции приборов предполагаются стабилизаторы и резисторы.

2. Номинальное напряжение и цвет.

Должно соответствовать величине тока, иначе диод будет излучать слабое свечение или вовсе перегорит. Интересно то, что напряжение напрямую зависит от материала, из которого изготовлен полупроводник, а значит — его цвета. Таким образом, по размеру напряжения можно определить цветовой спектр светодиода, а по цвету — размер напряжения.

При выборе, опирайтесь на данную таблицу:

ИК — 1,1-1,6 V
Красный — 1,5-2,6 V
Оранжевый — 1,7-2,8 V
Желтый — 1,7-2,5 V
Зеленый — 1,7-4,0 V
Голубой — 3,2 — 4,5 V
Белый — 2,7 — 4,3 V

Такими показателями руководствуется любая марка светодиодов на рынке.

3. Рассеиваемая мощность.

Важная характеристика, по которой можно определить, например, какой блок питания нужно выбрать для определенного количества элементов. Измеряется в мВт. Для того, чтобы рассчитать нужную мощность диодной лампочки для замены лампы накаливания, нужно разделить величину мощности лампы накаливания на 8.

4. Угол свечения.

Зависит от вида леддиода: у осветительных светодиодов угол свечения больше, у индикаторных — меньше. Чем меньше угол, тем более направленный свет излучает прибор.

5. Температура свечения.

Характеристика, в которой должен разбираться каждый. Например, для выбора лампочки.

Теплые оттенки — 2700-3000К,
Нейтральные оттенки — 3500-4000К,
Холодные оттенки (лампы дневного света) — 5700-7000К.

Эти цифры, как правило, указаны прямо на упаковке осветительного прибора.

6. Размер диода.

Здесь все и так понятно. Для каждого устройства размеры светодиода подбираются индивидуально.

7. Срок деградации.

“Жизненный” период светодиодов, который может не соответствовать заявленному в силу нестабильной работы неправильной эксплуатации.

Виды SMD светодиодов. Расшифровка маркировки.

Теоретически все светодиоды можно классифицировать по видам и типам, а вот практически…..Быстрое развитие «светодиодного» рынка выбросило в продажу большое кол-во типов, видов и подвидов светодиодов, да и производители зачастую ведут собственную классификацию, поэтому однозначно классифицировать светодиоды получается слегка проблематично. А если не существует научно обоснованной системы классификации LED, то мы постараемся в нашей статье рассказать про типы и виды светодиодов, опираясь на собственный опыт работы с LED продукцией, а также на опыт и знания наших коллег по рынку.

Грубо говоря, светодиоды можно разделить на два типа: осветительные и индикаторные.

Индикаторные светодиоды

Осветительные светодиоды

Осветительные светодиоды — это те, которые могут обеспечить световой поток, как у традиционных источников света или даже превзойти его. К ним можно отнести 4 популярных вида: SMD, COB, Filament и PCB STAR.

Но мы подробно остановимся на самых-самых популярных осветительных светодиодах — SMD

SMD переводится с английского = Surface-Mount-Device (устройство для поверхностного монтажа). 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 их и называют «изделиями поверхностного монтажа».

Их популярность – это следствие малой стоимости, высокой надежности, продолжительного срока службы, ну а самое главное – высокой светоотдачи. Именно SMD вид используется в большинстве светодиодных лампочек и светильников.

Как расшифровать маркировку SMD?

Цифрами обозначены горизонтальные размеры корпуса smd светодиодов – длина и ширина в сотых миллиметра. Например, светодиод smd 5050 имеет размеры 5.0х5.0 мм, а 3528 – 3.5х2.8 мм. Технические же характеристики можно узнать только из сопроводительной документации или у продавца-консультанта.

Рассмотрим подробно все типы SMD светодиодов

Тип	Размер корпуса, мм	Кол-во кристаллов	Мощность, Вт	Световой поток, ЛМ	Рабочий ток, мА	Температура эксплуатации	Угол свечения	Цвет свечения
3528	3.5х2.8	1 или 3	0.06 или 0.2	0.6 — 5.0	20	-40…+85	120 — 140	белый, нейтральный, теплый, синий, желтый, зеленый, красный, RGB
5050	5.5х1.6	3 или 4	0.2 или 0.26	2 — 14	60 или 80	-20…+60	120 — 140	белый, теплый, синий, желтый, зеленый, красный, RGB, WRGB
5630	5.6х3.0	1	0.5	57	150	-25…+85	120	холодный, нейтральный, теплый
5730	5.7х3.0	1 или 2	0.5 или 1	50 или 158	150 или 300	-40…+65	120	холодный, белый, нейтральный, теплый
3014	3.0х1.4	1	0.12	9 — 11	30	-40…+85	120	холодный, нейтральный, теплый, синий, желтый, зеленый, красный, оранжевый
2835	2.8х3.5	1	0.2 или 0.5 или 1	20 или 50 или 100	60 или 150 или 300	-40…+65	120	холодный, нейтральный, теплый

SMD 3528

SMD 3528 может быть однокристальным (белый, нейтральный, теплый, синий, желтый, зеленый, красный) или трехкристальным (RGB). Кристаллы для защиты от окружающей среды заливаются прозрачным компаундом или компаундом с добавлением люминофора, выравнивающего цветовую характеристику диода.

Этот тип светодиода имеет относительно малый световой поток. Но благодаря небольшим габаритам, умеренной стоимости и способности светить разными цветами, включая RGB, он все же нашел широкое применение в недорогих осветительных приборах и приборах декоративной подсветки. Очень часто светодиоды 3528 входят в состав светодиодных лент.

SMD 5050

SMD 5050 имеет исключительно трехкристальное или четырехкристальное (RGBW) исполнение. Если прибор одноцветный, то все три кристалла имеют одинаковый или близкий (для выравнивания цветовой характеристики) цвет светового излучения. Это значит, что диод 5050 имеет втрое большую яркость, чем однокристальный smd 3528. Кристаллы также защищены компаундом с люминофором или без него.

SMD 5050 наиболее популярен и используется для декоративной подсветки и освещения. Он имеет оптимальное отношение стоимость/мощность и может обеспечить любой цвет подсветки (в случае использования rgb5050), включая белый повышенной яркости (четырехкристальный вариант), за счет простого изменения мощности на каждом из кристаллов. Чаще всего такие светодиоды встраивают в такие светодиодные декоративные ленты, как: одноканальная, где три кристалла соединены параллельно и питаются одним напряжением; RGB и RGBW, имеющие три и четыре канала соответственно.

Примеры товаров с SMD5050

SMD 5630 и 5730

SMD 5630 представляет собой однокристальный мощный прибор, способный создать световой поток до 57 люмен. Благодаря встроенной защите, собранной на двух стабисторах, прибор в состоянии выдерживать импульсный ток до 400 мА и переполюсовку. Светодиод имеет 4 вывода, но в работе кристалла участвуют только два. Оставшиеся два и металлическая подложка используются для лучшего теплоотвода. Цвет свечения светодиода — белый разной цветовой температуры.

Примеры товаров с SMD5630 и SMD5730
Светодиодная линейка 25Вт SMD5630-72LED 2500Lm 12V IP33 6000K (холодный белый) OREOL
Комплект Alluminium Sanan 5730 520*12/0.5W*16chips 32W-3500Lm 5000K PF:0.75 AC:160-265V DC:105V 280mA

SMD 3014

Основная область применения SMD 3014 — светодиодные ленты и модули для декоративной подсветки, точечные светильники и лампы к ним. Нередко используются для изготовления автомобильных ламп

SMD 2835

Из-за высокой популярности приборов выпускается очень много подделок, в которые устанавливаются кристаллы меньшей мощности. Так, хотя китайский SMD 2835 и выпускается официально, но оснащается он кристаллом всего 0.09 Вт. Внешне отличить его от одноваттного бывает невозможно из-за добавленного в компаунд люминофора, поскольку он непрозрачен, соответственно, оценить размеры кристалла на глаз не получится. Прибор используется в мощных осветительных лампах, бытовых и уличных светильниках, прожекторах, светодиодных лентах.

Примеры товаров с SMD2835

СД лента 19Вт SMD2835-240LED 1900Lm 12V IP33 4000K (нейтральный белый) OREOL
Светодиодная лента 9.6Вт SMD2835-120LED 800Lm 12V IP33 СИНИЙ OREOL

Вообще проще перечислить те сферы нашей жизни, где smd-светодиодов нет, чем те, где они используются. Белые диоды можно встретить: в тактических и карманных фонариках; в автомобильных лампах; в бытовых лампочках различной мощности; в декоративной внутренней и наружной подсветке. Разноцветные RGB и RGBW применяются не менее широко: в вывесках, дорожных знаках, светофорах, указателях, рекламе; в лампах освещения, с изменяемой цветовой температурой; в ландшафтном дизайне; в декоративной внутренней и наружной подсветке; в приборах индикации.

Для справки: общая светодиодная технология существует не так уж и давно. Первый светоизлучающий диод видимого спектра был изобретен в 1962 году в General Electric. Первые светодиоды стоили более 200 долларов за диод и до 70-х годов единственным цветом, который мог создавать светодиод, был красный. Использование светодиодов в лампочках является довольно. Первые массовые установки светодиодного освещения произошли всего за последние несколько лет, и технология постоянно совершенствуется

Типы светоизлучающих диодов и светодиодов »Электроника

Использование светоизлучающих диодов, светодиодов огромно, и их использование растет по мере развития технологий и появления большего количества типов светодиодов.

Light Emitting Diode Tutorial Включает:
LED
Как работает светодиод
Как делается светодиод
Технические характеристики светодиодов
Срок службы светодиода
Светодиодные пакеты
Светодиоды высокой мощности / яркости
Светодиодное освещение
Органические светодиоды, OLED

Другие диоды: Типы диодов

Светоизлучающие диоды, светодиоды очень широко используются в современном электронном оборудовании, и они являются одной из основных используемых сегодня технологий отображения.

Светодиоды, светодиоды используются во многих работах. Они не только используются в качестве панельных индикаторов на всем, начиная от телевизоров, радиоприемников и других форм бытового электронного и промышленного оборудования, но они также заменяют более традиционные технологии для освещения. Чтобы удовлетворить все эти потребности, доступно множество различных типов светодиодов.

Поскольку также разрабатываются и внедряются органические светодиодные технологии, светодиодная технология оказывает еще большее влияние на современные технологии.

История светодиодов

История открытия светодиода завораживает и полна грусти. От первоначальных наблюдений до окончательного коммерческого успеха потребовалось много лет.

Заметка об истории создания светоизлучающих диодов:

Первые сообщения о диодах, излучающих свет, по-видимому, были сделаны английским радиоинженером по имени Х.Дж. Раунд в 1907 году. С тех пор было предпринято множество попыток принести светодиоды в мир, но судьба, казалось, предотвратила это, пока союзные технологии не стали намного больше. зрелый.

Подробнее о Светодиод, История светодиодов.

Светодиод, символ LED

Обозначение схемы светодиода относительно простое. Символ светодиода состоит из символа диода с двумя стрелками, указывающими наружу, чтобы обозначить, что свет исходит от диода.

Светоизлучающий диод, символ цепи светодиода

Иногда символ светоизлучающего диода отображается только в виде контура и без закрашенных фигур.Форма контура одинаково приемлема,

Альтернативный светоизлучающий диод, символ цепи СИД

Можно увидеть и другие варианты символов СИД. Иногда символ светодиода может быть заключен в кружки. Этот символ не так широко используется в наши дни, но его все еще можно увидеть на многих схемах.

Типы светодиодов

С момента появления первых светодиодов эта технология породила огромное количество различных типов светодиодов, каждый из которых имеет свои собственные свойства и области применения.

Традиционные неорганические светодиоды: Этот тип светодиода представляет собой диод традиционной формы, который был доступен с 1960-х годов. Изготовлен из неорганических материалов. Некоторые из наиболее широко используемых — это сложные полупроводники, такие как арсенид алюминия, галлия, фосфид арсенида галлия и многие другие — цвет света часто зависит от используемых материалов.
Типичными типами этих светодиодов являются небольшие светодиодные лампы, которые используются в качестве индикаторов панели, хотя существует очень много форматов светодиодов этого типа.Однако даже в категории неорганических светодиодов можно увидеть и использовать множество разных стилей светодиодов:
Одноцветные 5 мм и т. Д. — очень традиционный светодиодный корпус
Светодиоды для поверхностного монтажа
Двухцветные и многоцветные светодиоды — типы светодиодов содержат несколько отдельных светодиодов, которые включаются разным напряжением и т. Д.
Мигающие светодиоды — с малым временем интегрированы в корпус
Буквенно-цифровые светодиодные дисплеи
.. . . . более . . . .
Все эти различные типы неорганических светодиодов используются в очень больших количествах.
Светодиоды высокой яркости: Светодиоды высокой яркости, HBLED, представляют собой тип неорганических светодиодов, которые начинают использоваться для освещения. Этот тип светодиода по сути такой же, как и основной неорганический светодиод, но имеет гораздо больший световой поток. Для получения более высокой светоотдачи этот тип светодиода требует, чтобы он мог выдерживать гораздо более высокие уровни тока и рассеиваемую мощность.Часто эти светодиоды устанавливают так, чтобы их можно было установить на радиаторе для отвода нежелательного тепла.
Ввиду их большей эффективности, этот тип светодиодов используется в качестве замены многих более традиционных форм освещения. Бытовое освещение наряду с автомобильными лампами сейчас широко используется. Они имеют преимущества с точки зрения эффективности и факторов окружающей среды по сравнению с лампами накаливания и компактными люминесцентными лампами, КЛЛ. HBLED имеют более высокий уровень эффективности и более длительный срок службы, особенно при многократном включении и выключении.Однако у них ограниченная жизнь, и на этот фактор иногда не обращают внимания.
Органические светодиоды: Органические светодиоды являются развитием основной идеи светодиода. В этом типе светодиода используются органические материалы, как следует из названия.
В традиционных типах светоизлучающих диодов используются традиционные неорганические полупроводники с различными уровнями примесей, и они излучают свет из определенного PN перехода — часто это точка света. Светодиодный дисплей органического типа основан на органических материалах, которые изготавливаются в виде листов и обеспечивают рассеянную область света.Обычно очень тонкая пленка из органического материала печатается на стеклянной подложке. Затем используется полупроводниковая схема для переноса электрических зарядов на отпечатанные пиксели, заставляя их светиться.

По мере того, как светодиодная технология постоянно совершенствуется, уровни эффективности всех различных типов светодиодов должны улучшаться, и их использование будет расти.

Цвет светодиодов

Традиционные неорганические светодиоды доступны в различных цветах. Первыми производимыми светодиодами были красные, но с тех пор было введено много других цветов.Теперь они доступны в следующих цветах:

Из доступных цветов синий и белый светодиоды более дорогие, чем светодиоды других цветов, из-за более высоких затрат на производство.

Помимо светодиодов, излучающих видимый свет, производятся другие светодиоды, излучающие инфракрасное излучение. Они часто используются в таких приложениях, как телевизионные пульты дистанционного управления, где не виден видимый свет.

Цвет светодиода определяется полупроводниковым материалом, из которого изготовлен диод.Хотя пластиковый корпус диода может казаться цветным, это не то, что придает диоду его цвет.

Разноцветные светодиоды

Иногда может быть очень полезно иметь лампу более одного цвета, указывающую другой цвет для обозначения другого состояния. Это можно сделать с помощью светодиодов. Есть два сорта:

Двухцветные светодиоды Двухцветный светодиод состоит из двух светодиодов, параллельных друг другу в одном корпусе, но они соединены проводом с одним внешним соединением корпуса, идущим к катоду одного диода, а анод другой.Другой вывод снова подключается к аноду первого диода и катоду второго. Таким образом, когда напряжение подается в одну сторону, загорается один светодиод, а когда напряжение подается в обратном направлении, загорается другой.
Трехцветные светодиоды Этот тип светодиода имеет три вывода, позволяющих загорать любую комбинацию светодиодов, то есть первый светодиод, второй или оба. В наиболее популярной форме трехцветного светодиода используются красный и зеленый диоды. Это означает, что, когда горит один диод, вырабатывается красный или зеленый цвет.Если оба светлые, то цвета объединяются и образуют желтый.

Хотя светодиоды будут по-прежнему широко использоваться в качестве небольших индикаторных ламп, количество областей применения, которые они могут найти, увеличивается по мере совершенствования технологии. Теперь доступны новые диоды очень высокой яркости. Они даже используются в качестве формы освещения, приложения, которое они раньше не могли выполнять из-за их низкой светоотдачи. Вводятся новые цвета. Сейчас доступны белые и синие светодиоды, которые раньше было очень сложно производить.Принимая во внимание постоянное развитие технологий и удобство использования, эти устройства останутся в каталогах электроники на долгие годы.

Другие электронные компоненты:
Резисторы
Конденсаторы
Индукторы
Кристаллы кварца
Диоды
Транзистор
Фототранзистор
Полевой транзистор
Типы памяти
Тиристор
Разъемы
Разъемы RF
Клапаны / трубки
Аккумуляторы
Переключатели
Реле

Вернуться в меню «Компоненты».. .

Светодиоды (LED) — learn.sparkfun.com

Добавлено в избранное

Любимый

Типы светодиодов

Поздравляю, вы знаете основы! Может быть, вы даже заполучили несколько светодиодов и начали зажигать, это круто! Хотели бы вы активизировать свою игру в миг? Давайте поговорим о том, как сделать это за пределами вашего стандартного светодиода.

Крупный план сверхяркого 5-мм светодиода крупным планом

Типы светодиодов

А вот и другие персонажи.

RGB светодиоды

Светодиоды

RGB (красный-зеленый-синий) на самом деле представляют собой три светодиода в одном! Но это не значит, что он может делать только три цвета. Поскольку красный, зеленый и синий являются дополнительными основными цветами, вы можете управлять интенсивностью каждого из них, чтобы создать каждый цвет радуги. Большинство светодиодов RGB имеют четыре контакта: по одному для каждого цвета и общий контакт. У некоторых общий штифт — это анод, а у других — катод.

Светодиод с общим прозрачным катодом RGB

светодиода с интегральными схемами

Велоспорт

Некоторые светодиоды умнее других.Возьмем, к примеру, светодиодный индикатор велосипедного режима. Внутри этих светодиодов на самом деле есть интегральная схема, которая позволяет светодиоду мигать без какого-либо внешнего контроллера. Вот крупный план ИС (большой черный квадратный чип на кончике наковальни), контролирующий цвета.

5-миллиметровый светодиод с медленным циклом крупным планом

Просто включите его и смотрите! Они отлично подходят для проектов, где вам нужно немного больше действий, но нет места для схем управления. Есть даже мигающие светодиоды RGB, которые сменяют тысячи цветов!

Адресные светодиоды

Светодиоды других типов можно регулировать индивидуально.Существуют различные наборы микросхем (WS2812, APA102, UCS1903 и многие другие), используемые для управления отдельным светодиодом, соединенным в цепочку. Ниже представлен крупный план WS2812. Большая квадратная микросхема справа регулирует цвета по отдельности.

Адресный WS2812 PTH крупным планом

Встроенный резистор

Что это за магия? Светодиод со встроенным резистором? Вот так. Есть также светодиоды с небольшим токоограничивающим резистором. Если вы внимательно посмотрите на изображение ниже, на стойке есть небольшая черная квадратная микросхема, которая ограничивает ток на этих типах светодиодов.

Светодиод со встроенным резистором крупным планом

Итак, подключите светодиод со встроенным резистором к источнику питания и зажгите его! Мы протестировали эти типы светодиодов при напряжении 3,3, 5 и 9 В.

Суперяркий зеленый светодиод с питанием от встроенного резистора

Примечание: В техническом описании светодиодов со встроенным резистором указано, что рекомендуемое прямое напряжение составляет около 5 В. При тестировании на 5 В он потребляет около 18 мА.Стресс-тест с батареей 9В, тянет около 30мА. Вероятно, это верхний предел входного напряжения. Использование более высокого напряжения может сократить срок службы светодиода. При напряжении около 16 В светодиод перегорел.

Пакеты для поверхностного монтажа (SMD)

Светодиоды

SMD — это не столько конкретный вид светодиода, сколько тип корпуса. Поскольку электроника становится все меньше и меньше, производители придумали, как втиснуть больше компонентов в меньшее пространство. Детали SMD (устройство для поверхностного монтажа) представляют собой крошечные версии своих стандартных аналогов.Вот крупный план адресного светодиода WS2812B, упакованного в небольшой корпус 5050.

Адресный WS2812B Крупный план

Светодиоды SMD

бывают разных размеров, от довольно больших до меньших, чем рисовое зернышко! Поскольку они такие маленькие и у них есть подушечки вместо ножек, с ними не так просто работать, но если у вас мало места, они могут быть именно тем, что прописал врач.


WS2812B-5050 Упаковка	APA102-2020 Упаковка

Светодиоды SMD также упрощают и ускоряют установку на машины светодиодов на печатные платы и полосы.Вероятно, вы не стали бы вручную паять все эти компоненты вручную.


Крупный план адресной светодиодной матрицы 8×32 (WS2812-5050)	Адресная светодиодная лента 5 м (APA102-5050) с питанием от ленты

Высокая мощность

Мощные светодиоды от таких производителей, как Luxeon и CREE, невероятно яркие. Они ярче сверхъярких! Как правило, светодиод считается высокомощным, если он может рассеивать мощность 1 Вт или более.Это необычные светодиоды, которые вы найдете в действительно хороших фонариках. Массивы из них могут быть построены даже для прожекторов и автомобильных фар. Поскольку через светодиоды пропускается очень много энергии, часто требуются радиаторы. Радиатор — это, по сути, кусок теплопроводящего металла с большой площадью поверхности, задача которого — отводить как можно больше отработанного тепла в окружающий воздух. Некоторое тепловыделение может быть встроено в конструкцию некоторой коммутационной платы, такой как показанная ниже.


Светодиод высокой мощности RGB	Алюминиевая задняя часть для рассеивания тепла

Светодиоды высокой мощности могут выделять так много тепла, что без надлежащего охлаждения они сами себя повредят. Не позволяйте термину «отработанное тепло» вводить вас в заблуждение, эти устройства по-прежнему невероятно эффективны по сравнению с обычными лампами. Для управления можно использовать драйвер светодиода постоянного тока.

Специальные светодиоды

Есть даже светодиоды, которые излучают свет за пределами обычного видимого спектра. Например, вы, вероятно, используете инфракрасные светодиоды каждый день. Они используются в таких вещах, как пульты от телевизора, для отправки небольших фрагментов информации в виде невидимого света! Они могут выглядеть как стандартные светодиоды, поэтому их будет сложно отличить от обычных светодиодов.

ИК-светодиод

На противоположном конце спектра также можно встретить ультрафиолетовые светодиоды. Ультрафиолетовые светодиоды заставят определенные материалы светиться, как черный свет! Они также используются для дезинфекции поверхностей, потому что многие бактерии чувствительны к УФ-излучению.Они также могут быть использованы для обнаружения подделок (счетов, кредитных карт, документов и т. Д.), Солнечных ожогов, список можно продолжить. При использовании этих светодиодов надевайте защитные очки.

УФ-светодиод для проверки законопроекта США

Другие светодиоды

Имея в вашем распоряжении такие модные светодиоды, нет оправдания тому, что ничего не светится. Однако, если ваша жажда знаний о светодиодах не утолена, читайте дальше, и мы подробно рассмотрим светодиоды, цвет и интенсивность света!

← Предыдущая страница
Подробности

Что такое светодиод? — Конструкция, работа, характеристики и применение

LED (светоизлучающий диод) — это оптоэлектронное устройство , которое работает по принципу электро-яркости. Электро-яркость — это свойство материала преобразовывать электрическую энергию в световую энергию, а затем он излучает эту световую энергию. Таким же образом полупроводник в светодиодах излучает свет под действием электрического поля.

Символ светодиода образован объединением символа диода P-N перехода и стрелок, направленных наружу. Эти направленные наружу стрелки символизируют свет, излучаемый светодиодом.

Теперь возникает вопрос, как полупроводниковый материал в светодиодах излучает свет? Ответ на этот вопрос заключается в устройстве и работе светодиода.Символ светодиода описан на схеме ниже, такой же символ используется в электронных схемах.

Конструкция светодиода

Полупроводниковый материал, используемый в светодиодах, — это арсенид галлия (GaAs) , галлий фосфид (GaP) или фосфид арсенида галлия (GaAsP). Для изготовления светодиода можно использовать любое из вышеупомянутых соединений, но цвет излучаемого света меняется с изменением материала. Ниже приведены некоторые из материалов и соответствующие им цвета света, который они излучают.В дополнение к этому, ниже также приведены диапазоны типичного прямого напряжения.

Материалы конструкции	Цвет	Прямое напряжение (в вольтах)
GaP	Зеленый / Красный	2,2
GaAsP	Желтый	2,2
GaAsP	Красный	1,8
GaN	Белый	4.1
GaN	Синий	5,0
AllnGaP	Янтарный	2,1
AllnGaP	Желтый	2,1

Внутренняя архитектура светодиода

Полупроводниковый слой P-типа расположен над N-типа , потому что рекомбинация носителей заряда происходит по p-типу. Кроме того, это поверхность устройства, поэтому излучаемый свет хорошо виден на поверхности.Если P-тип будет расположен ниже, свет будет излучаться с поверхности P-типа, но мы не сможем его увидеть. Это причина того, что P-тип размещен выше.

Слой P-типа образован диффузией полупроводникового материала. С другой стороны, в области N-типа эпитаксиальный слой выращивается на подложке N-типа. Металлическая пленка используется на слое P-типа, чтобы обеспечить соединение анода с диодом. Точно так же слой золотой пленки покрыт слоем N-типа, чтобы обеспечить катодное соединение.

Значение слоя золотой пленки

Слой золотой пленки на N-типе также обеспечивает отражение от нижней поверхности диода. Если какая-либо значительная часть излучаемого света имеет тенденцию попадать на нижнюю поверхность, то он будет отражаться от нижней поверхности к верхней поверхности устройства. Это увеличивает эффективность светодиода.

Работа светодиода

Электроны являются основными носителями в N-типе, а дырки являются основными носителями в P-типе. Электроны N-типа находятся в зоне проводимости, а дырки P-типа находятся в валентной зоне.Энергетический уровень зоны проводимости выше, чем энергетический уровень валентной зоны. Таким образом, если электроны стремятся рекомбинировать с дырками, они должны потерять некоторую часть энергии, чтобы попасть в более низкую энергетическую зону.

Электроны могут терять свою энергию в виде тепла или света. Электроны в кремнии и германии теряют свою энергию в виде тепла. Таким образом, они не используются для светодиодов, поскольку нам нужен полупроводник, в котором электроны теряют свою энергию в виде света.

Излучение фотонов

Таким образом, полупроводниковые соединения, такие как фосфид галлия (Gap), арсенид галлия (GaAs), фосфид арсенида галлия (GaAsP) и т. Д.излучают свет, когда электроны-дырки рекомбинируют. Электроны в этих соединениях теряют свою энергию из-за испускания фотонов.

Если полупроводниковый материал полупрозрачный, , свет будет излучаться из соединения, поскольку соединение действует как источник света. Светодиод работает только в режиме с прямым смещением . Если он будет работать с обратным смещением, он будет поврежден, так как не может выдерживать обратное напряжение.

Вольт-амперные характеристики светодиодов

Кривая характеристик светодиода показывает, что прямого смещения 1 В достаточно для экспоненциального увеличения тока.

Кривая выходной характеристики показывает, что мощность излучения светодиода прямо пропорциональна прямому току светодиода.

Преимущества светодиода

Диапазон температур : Может работать в широком диапазоне температур от 0 ⁰ C -70 ⁰ C
Время переключения: Время переключения светодиодов составляет 1 нс. Таким образом, они полезны в динамических операциях, где используется большое количество массивов.
Низкое энергопотребление: Они потребляют меньше энергии, и их можно использовать даже при низком уровне подаваемого постоянного тока.
Better Controlling: Мощность излучения светодиодов зависит от протекающего в них тока. Таким образом, интенсивность света светодиода можно легко контролировать.
Экономично и надежно: светодиоды дешевы и обладают высокой степенью надежности.
Малый размер и портативность: Они небольшие по размеру, и их можно складывать вместе для формирования буквенно-цифровых дисплеев.
Более высокий КПД: КПД светодиодов для преобразования энергии в световую энергию в 10-50 раз выше, чем у вольфрамовой лампы. Время отклика светодиода составляет 0,1 мкс, в то время как в случае вольфрамовой лампы оно составляет десятки или сотни миллисекунд.

Недостатки светодиода

Перенапряжение или перегрузка по току: Светодиоды могут выйти из строя, когда ток превышает определенный предел.
Перегрев из-за мощности излучения: Перегрев из-за чрезмерного увеличения мощности излучения.Это может привести к повреждению светодиода.

Применение светодиодов

Индикатор в цепи переменного тока: Может использоваться как индикатор в цепи переменного тока, но внутреннее сопротивление светодиода довольно мало. Таким образом, резистор последовательно соединен со светодиодом, так что ток перегрузки может протекать через резистор и может защитить светодиод от повреждения.

Индикатор панели дисплея: светодиодов используются для отображения информации, обрабатываемой электронными схемами.Формат отображения светодиода показан на диаграмме ниже.

Цифровые часы, калькуляторы и мультиметры: Светодиоды, излучающие видимый свет, используются в цифровых часах и калькуляторах для индикации.
Системы дистанционного управления и системы охранной сигнализации: В таких приложениях используются светодиоды, излучающие невидимый инфракрасный свет, такие как светодиоды из GaAs.

Это преимущества, недостатки и области применения светодиода.Светодиод — важное оптоэлектронное устройство. Он также используется в волоконно-оптических системах связи.

Светодиод

＜ Что такое светодиоды и как они работают? ＞ | Основы электроники

Что такое светодиоды?

Светодиоды

— это тип полупроводника, который называется «светоизлучающий диод». Белые светодиоды, которые получили практическую реализацию благодаря использованию синих светодиодов высокой яркости, разработанных в 1993 году на основе нитрида галлия, привлекают повышенное внимание как 4-й тип источника света.

Как светодиоды излучают свет?

Светодиоды

(светоизлучающие диоды) представляют собой полупроводниковые источники света, которые объединяют полупроводник P-типа (большая концентрация дырок) с полупроводником N-типа (большая концентрация электронов). Приложение достаточного прямого напряжения заставит электроны и дырки рекомбинировать в P-N переходе, высвобождая энергию в виде света.

По сравнению с традиционными источниками света, которые сначала преобразуют электрическую энергию в тепло, а затем в свет, светодиоды (Light Emitting Diodes) преобразуют электрическую энергию непосредственно в свет, обеспечивая эффективное производство света с минимальными потерями электроэнергии.

Типы светодиодов

Доступны светодиоды двух типов: ламповые (с выводами) и микросхемы (для поверхностного монтажа). Пользователи могут выбрать идеальный тип на основе установленных требований.

Длина волны и цвет

Цвет светодиода (длина волны излучения) будет меняться в зависимости от используемых материалов. Это позволяет настроить цвет в соответствии с определенными спецификациями длины волны, необходимыми для приложений, которые используют традиционные лампы в качестве источников света (для которых существуют стандарты), таких как светофоры и автомобильные лампы.

Для обозначения цвета используются две спецификации длины волны: λP (пиковая длина волны) и λD (доминирующая длина волны), при этом λD соответствует цвету, фактически наблюдаемому человеческим глазом.

Как создается белый свет?

Есть несколько методов получения белого света с помощью светодиодов. Ниже приведены 2 типичных метода эмиссии.

Синий светодиод ＋ Желтый люминофор

Комбинация синего светодиода с желтым люминофором, который является дополнительным цветом, дает белый свет.Этот метод проще других решений и обеспечивает высокую эффективность, что делает его наиболее популярным выбором на рынке.

Красный светодиод ＋ Зеленый светодиод ＋ Синий светодиод

Сочетание трех основных цветов приведет к белому свету. Обычно этот метод используется не для освещения, а для полноцветных светодиодных устройств.

Светоизлучающий диод
LED К странице продукта

Линейка светоизлучающих диодов

ROHM включает в себя светоизлучающие диоды с боковым излучением, с задним креплением и тип лампы в дополнение к стандартным типам SMD.

Строительство, схемы, работа и применение

Светодиод — это двухпроводной полупроводниковый источник света. В 1962 году Ник Холоняк придумал светоизлучающий диод, и он работал в компании General Electric. Светодиод — это особый тип диода, который имеет электрические характеристики, аналогичные диодам с PN переходом. Следовательно, светодиод позволяет току течь в прямом направлении и блокирует ток в обратном направлении.Светодиод занимает небольшую площадь, менее 1 мм ² . Применение светодиодов в различных электрических и электронных проектах. В этой статье мы обсудим принцип работы светодиода и его применение.

Что такое светоизлучающий диод?

Светоизлучающий диод представляет собой диод с p-n переходом. Это специально легированный диод, сделанный из полупроводников особого типа. Когда свет излучает в прямом смещении, это называется светодиодом.

Светоизлучающий диод

Светодиодный символ

Символ светодиода похож на символ диода, за исключением двух маленьких стрелок, которые указывают излучение света, поэтому он называется светодиодом (светоизлучающим диодом). Светодиод имеет две клеммы, а именно анод (+) и катод (-). Символ светодиода показан ниже.

Светодиодный символ

Конструкция светодиода

Конструкция светодиода очень проста, потому что он разработан путем нанесения трех слоев полупроводникового материала на подложку.Эти три слоя расположены один за другим, где верхняя область является областью P-типа, средняя область активна и, наконец, нижняя область является областью N-типа. В конструкции можно увидеть три области полупроводникового материала. В конструкции область P-типа включает отверстия; область N-типа включает выборы, тогда как активная область включает как дырки, так и электроны.

Когда на светодиод не подается напряжение, поток электронов и дырок отсутствует, поэтому они стабильны.После подачи напряжения светодиод будет смещен в прямом направлении, поэтому электроны в N-области и дырки из P-области переместятся в активную область. Этот регион также известен как область истощения. Поскольку носители заряда, такие как дырки, содержат положительный заряд, тогда как электроны имеют отрицательный заряд, свет может генерироваться за счет рекомбинации полярных зарядов.

Как работает светоизлучающий диод?

Светодиод просто, мы знаем как диод.Когда диод смещен в прямом направлении, электроны и дырки быстро перемещаются через переход, и они постоянно объединяются, удаляя друг друга. Вскоре после того, как электроны переходят из кремния n-типа в кремний p-типа, он соединяется с дырками, а затем исчезает. Следовательно, он делает атом в целом более стабильным и дает небольшой всплеск энергии в форме крошечного светового пакета или фотона.

Работа светодиода

На приведенной выше диаграмме показано, как работает светоизлучающий диод, и пошаговый процесс диаграммы.

Из вышеприведенной диаграммы мы можем видеть, что кремний N-типа имеет красный цвет, включая электроны, обозначенные черными кружками.
Силикон P-типа синего цвета, в нем есть отверстия, они обозначены белыми кружками.
Источник питания через p-n переход вызывает прямое смещение диода и перевод электронов с n-типа на p-тип. Продвигая отверстия в обратном направлении.
Электрон и дырки на стыке совмещены.
Фотоны испускаются при рекомбинации электронов и дырок.

История создания светодиода

В 1927 году было изобретено

светодиодов, но это не новое изобретение. Краткий обзор истории светодиодов обсуждается ниже.

В 1927 году Олег Лосев (русский изобретатель) создал первый светодиод и опубликовал некоторые теории по его исследованиям.
В 1952 году профессор Курт Леховец проверил теории неудачников и рассказал о первых светодиодах.
В 1958 году Рубин Браунштейн и Эгон Лебнер изобрели первый зеленый светодиод.
В 1962 году Ник Холоняк разработал красный светодиод.Итак, первый светодиод создан.
В 1964 году IBM впервые реализовала светодиоды на печатной плате компьютера.
В 1968 году компания HP (Hewlett Packard) начала использовать светодиоды в калькуляторах.
В 1971 году Жак Панков и Эдвард Миллер изобрели синий светодиод

В 1972 году М. Джордж Кроуфорд (инженер-электрик) изобрел желтый светодиод.
В 1986 году Уолден С. Райнс и Герберт Маруска из Университета Стаффорда изобрели светодиод синего цвета с магнием, включая будущие стандарты.
В 1993 году Хироши Амано и физики Исаму Акаски разработали нитрид галлия с высококачественными светодиодами синего цвета.
Инженер-электрик, такой как Сюдзи Накамура, разработал первый синий светодиод с высокой яркостью благодаря разработкам Amanos & Akaski, что быстро привело к расширению использования светодиодов белого цвета.
В 2002 году светодиоды белого цвета использовались в жилых помещениях, стоимость каждой лампы составляла от 80 до 100 фунтов стерлингов.
В 2008 году светодиодные фонари стали очень популярными в офисах, больницах и школах.
В 2019 году светодиоды стали основными источниками света;
Развитие светодиодов невероятно, поскольку они варьируются от небольших индикаторов до освещения офисов, домов, школ, больниц и т. Д.

Схема светоизлучающего диода для смещения

Большинство светодиодов имеют номинальное напряжение от 1 до 3 вольт, тогда как номинальный прямой ток находится в диапазоне от 200 мА до 100 мА.

Смещение светодиода

Если на светодиод подается напряжение (от 1 В до 3 В), то он работает правильно, так как ток, подаваемый на подаваемое напряжение, находится в рабочем диапазоне.Точно так же, если приложенное к светодиоду напряжение выше рабочего напряжения, то область обеднения внутри светодиода выйдет из строя из-за сильного протекания тока. Этот неожиданно сильный ток приведет к повреждению устройства.

Этого можно избежать, последовательно подключив резистор к источнику напряжения и светодиоду. Безопасные значения напряжения светодиодов будут находиться в диапазоне от 1 В до 3 В, тогда как безопасные номинальные значения тока находятся в диапазоне от 200 мА до 100 мА.

Здесь резистор, который расположен между источником напряжения и светодиодом, известен как резистор ограничения тока, потому что этот резистор ограничивает ток, иначе светодиод может его разрушить.Таким образом, этот резистор играет ключевую роль в защите светодиода.

Математически протекание тока через светодиод можно записать как

IF = Vs — VD / RS

Где,

«IF» — прямой ток

‘Vs’ — источник напряжения

‘VD’ — падение напряжения на светодиоде

«Rs» — токоограничивающий резистор

Величина падения напряжения для преодоления барьера области истощения. Падение напряжения на светодиодах будет составлять от 2 В до 3 В, в то время как диод Si или Ge равен 0.3 иначе 0,7 В.

Таким образом, светодиод может работать от высокого напряжения по сравнению с Si- или Ge-диодами.
Светодиоды для работы потребляют больше энергии, чем кремниевые или германиевые диоды.

Типы светодиодов

Существуют различные типы светодиодов, некоторые из которых упомянуты ниже.

Арсенид галлия (GaAs) — инфракрасный
Фосфид арсенида галлия (GaAsP) — от красного до инфракрасного, оранжевый
Алюминий, арсенид фосфид галлия (AlGaAsP) — ярко-красный, оранжево-красный, оранжевый и желтый
Фосфид галлия (GaP) — красный, желтый и зеленый
Алюминий фосфид галлия (AlGaP) — зеленый
Нитрид галлия (GaN) — зеленый, изумрудно-зеленый
Нитрид галлия-индия (GaInN) — ближний ультрафиолетовый, голубовато-зеленый и синий
Карбид кремния (SiC) — синий как подложка
Селенид цинка (ZnSe) — синий
Нитрид алюминия-галлия (AlGaN) — ультрафиолет

Принцип работы светодиода

Принцип работы Светодиода основан на квантовой теории.Квантовая теория утверждает, что когда электрон опускается с более высокого энергетического уровня на более низкий энергетический уровень, энергия излучается фотоном. Энергия фотона равна энергетической щели между этими двумя энергетическими уровнями. Если диод с PN-переходом смещен в прямом направлении, то ток течет через диод.

Принцип работы светодиода

Поток тока в полупроводниках вызван потоком дырок в направлении, противоположном току, и потоком электронов в направлении тока.Следовательно, будет рекомбинация из-за потока этих носителей заряда.

Рекомбинация указывает на то, что электроны из зоны проводимости перескакивают в валентную зону. Когда электроны переходят из одной полосы в другую, электроны излучают электромагнитную энергию в виде фотонов, а энергия фотонов равна запрещенной энергетической щели.

Например, давайте рассмотрим квантовую теорию, энергия фотона является произведением постоянной Планка и частоты электромагнитного излучения.Математическое уравнение показано

Eq = hf

Где его называют постоянной Планка, а скорость электромагнитного излучения равна скорости света, т. Е. C. Частота излучения связана со скоростью света как f = c / λ. λ обозначается как длина волны электромагнитного излучения, и приведенное выше уравнение станет

Eq = he / λ

Из приведенного выше уравнения можно сказать, что длина волны электромагнитного излучения обратно пропорциональна ширине запрещенной зоны.В обычных кремниевых и германиевых полупроводниках эта запрещенная энергетическая щель находится между условием и валентными зонами, так что полное излучение электромагнитной волны во время рекомбинации находится в форме инфракрасного излучения. Мы не можем видеть длины инфракрасных волн, потому что они находятся за пределами нашего видимого диапазона.

Инфракрасное излучение считается тепловым, потому что кремний и германий полупроводники не являются прямозонными полупроводниками, а являются непрямозонными полупроводниками.Но в прямозонных полупроводниках максимальный уровень энергии валентной зоны и минимальный уровень энергии зоны проводимости не возникают в один и тот же момент электронов. Следовательно, во время рекомбинации электронов и дырок происходит миграция электронов из зоны проводимости в валентную зону, импульс электронной зоны будет изменяться.

Белые светодиоды

Производство светодиодов может осуществляться двумя способами. В первом методе светодиодные чипы, такие как красный, зеленый и синий, объединены в одном корпусе для генерации белого света; тогда как во втором методе используется фосфоресценция.Флуоресценцию внутри люминофора можно суммировать в окружающей эпоксидной смоле, тогда светодиод будет активирован коротковолновой энергией с использованием светодиодного устройства InGaN.

Огни разного цвета, такие как синий, зеленый и красный, комбинируются в изменяемых количествах для получения различного цветового ощущения, известного как основные аддитивные цвета. Эти три интенсивности света складываются в равной степени, чтобы получить белый свет.

Но для достижения этой комбинации с помощью комбинации зеленого, синего и красного светодиодов требуется сложная электрооптическая конструкция для управления сочетанием и распространением различных цветов.Кроме того, этот подход может быть усложнен из-за изменений в цвете светодиода.

Линейка белых светодиодов в основном зависит от одного светодиодного чипа с люминофорным покрытием. Это покрытие излучает белый свет при попадании через ультрафиолетовые фотоны или синие фотоны. Тот же принцип применяется и к люминесцентным лампам; излучение ультрафиолета от электрического разряда внутри трубки заставит люминофор мигать белым.

Несмотря на то, что этот процесс светодиода может генерировать разные оттенки, различия можно контролировать с помощью экранирования.Устройства на основе белых светодиодов экранируются с использованием четырех точных координат цветности, которые примыкают к центру диаграммы CIE.

Диаграмма CIE описывает все достижимые цветовые координаты в пределах подковообразной кривой. Чистые цвета лежат над дугой, но белый кончик находится в центре. Цвет белого светодиода на выходе может быть представлен четырьмя точками, которые представлены в середине графика. Несмотря на то, что четыре координаты графика близки к чистому белому, эти светодиоды обычно не эффективны, как обычный источник света, для освещения цветных линз.

Эти светодиоды используются в основном для белых линз, в противном случае прозрачных линз, непрозрачной подсветки. Когда эта технология будет развиваться, белые светодиоды наверняка завоюют репутацию источника освещения и индикации.

Световая отдача

Световая отдача светодиодов может быть определена как создаваемый световой поток в лм для каждого блока, а электрическая мощность может использоваться в пределах Вт. Номинальная внутренняя эффективность светодиода синего цвета составляет 75 лм / Вт; Желтые светодиоды имеют 500 лм / Вт, а красные светодиоды — 155 лм / Вт.Из-за внутренней реабсорбции потери могут быть приняты во внимание; порядок световой отдачи составляет от 20 до 25 лм / Вт для зеленых и желтых светодиодов. Это определение эффективности также известно как внешняя эффективность и аналогично определению эффективности, обычно используемому для других типов источников света, таких как многоцветные светодиоды.

Многоцветный светодиод

Светоизлучающий диод, который выдает один цвет при подключении в прямом смещении и выдает один цвет при подключении в обратном смещении, известен как многоцветный светодиод.

Фактически, эти светодиоды включают в себя два PN-перехода, и их соединение может быть выполнено параллельно с анодом одного, который соединен с катодом другого.

Многоцветные светодиоды обычно красные, когда они смещены в одном направлении, и зеленые, когда они смещены в другом направлении. Если этот светодиод включается очень быстро при двух полярностях, он будет генерировать третий цвет. Зеленый или красный светодиод будет генерировать желтый цвет при быстром переключении назад и вперед между полярностями смещения.

В чем разница между диодом и светодиодом?

Основное различие между диодом и светодиодом состоит в следующем.

Диод	Светодиод
Полупроводниковый прибор, такой как диод, проводит просто в одном направлении.	Светодиод — это один из типов диодов, используемых для генерации света.
Диод может быть сконструирован из полупроводникового материала, и поток электронов в этом материале может придать их энергии тепловую форму.	Светодиод разработан с использованием фосфида галлия и арсенида галлия, электроны которых могут генерировать свет, передавая энергию.
Диод преобразует переменный ток в постоянный	Светодиод меняет напряжение на свет
Имеет высокое обратное напряжение пробоя	Имеет низкое обратное напряжение пробоя.
Напряжение в открытом состоянии диода составляет 0,7 В для кремния, тогда как для германия оно равно 0.3в	Напряжение в открытом состоянии светодиода составляет приблизительно от 1,2 до 2,0 В.
Диод используется в выпрямителях напряжения, схемах ограничения и фиксации, умножителях напряжения.	Применение светодиодов: светофоры, автомобильные фары, медицинские приборы, вспышки для фотоаппаратов и т. Д.

ВАХ светодиода

На рынке доступны различные типы светодиодов, и существуют различные характеристики светодиодов, в том числе цветовой свет или длина волны излучения, интенсивность света.Важной характеристикой светодиода является цвет. При запуске светодиода используется только красный цвет. Поскольку использование светодиодов увеличивается с помощью полупроводникового процесса и исследования новых металлов для светодиодов, были сформированы различные цвета.

ВАХ светодиода

На следующем графике показаны приблизительные кривые между прямым напряжением и током. Каждая кривая на графике обозначает свой цвет. В таблице приведены сводные характеристики светодиодов.

Характеристики светодиода

Какие бывают два типа конфигураций светодиодов?

Стандартные конфигурации светодиодов — это два типа излучателей, а также COB

Эмиттер представляет собой одиночный кристалл, который крепится к печатной плате, а затем к радиатору. Эта печатная плата передает электроэнергию на излучатель, а также отводит тепло.

Чтобы помочь снизить стоимость, а также улучшить однородность света, исследователи определили, что подложку светодиода можно отсоединить, а одиночный кристалл можно установить на печатной плате открыто.Так что эта конструкция называется COB (chip-on-board array).

Преимущества и недостатки светодиодов

К преимуществам светодиода можно отнести следующее.

Стоимость светодиодов меньше и они крошечные.
С помощью светодиода контролируется электричество.
Яркость светодиода меняется с помощью микроконтроллера.
Длительный срок службы
Энергоэффективность
Без периода прогрева
Прочный
Не влияет на низкие температуры
Направленный
Превосходная цветопередача
Экологичность
управляемый

К недостаткам светодиода можно отнести следующее.

Цена
Температурная чувствительность
Температурная зависимость
Качество света
Электрическая полярность
Чувствительность по напряжению
Падение КПД
Воздействие на насекомых

Применение светодиода

Существует множество применений светодиодов, некоторые из которых описаны ниже.

Светодиод используется в качестве лампочки в домах и на производстве
Светодиоды используются в мотоциклах и автомобилях
Они используются в мобильных телефонах для отображения сообщения
На светофоре используются светодиоды

Таким образом, в данной статье рассматривается принцип работы и применения светодиодной схемы.Надеюсь, прочитав эту статью, вы получили некоторую основную и рабочую информацию о светодиодах. Если у вас есть какие-либо вопросы об этой статье или о электрическом проекте последнего года, пожалуйста, не стесняйтесь оставлять комментарии в разделе ниже. Вот вам вопрос, Что такое светодиод и как он работает?

светодиодных приложений | Fabrico, подразделение EIS, Inc.

Преобразование теплопроводных материалов для решения проблем, связанных с производительностью светодиодов.

Светодиоды

(светоизлучающие диоды) — это новейшая разработка в осветительной отрасли.Светодиодные фонари, ставшие популярными благодаря своей эффективности, разнообразию цветов и длительному сроку службы, идеально подходят для множества применений, включая ночное освещение, художественное освещение и наружное освещение. Эти фонари также широко используются в электронной и автомобильной промышленности, а также для вывесок и многих других целей.

Обеспечивая эффективное преобразование энергии и увеличивая срок службы, эти лампы помогают сэкономить деньги на замене ламп и потреблении электроэнергии. Светодиодные лампы предназначены для преобразования электрической энергии в свет через микрочип, который затем освещает крошечные источники света, излучающие видимый свет.Этот процесс потребляет до 90% меньше энергии, чем традиционные лампы накаливания и люминесцентные лампы.

Светодиодные фонари — это источники направленного света. Это означает, что лампы излучают свет в определенных направлениях, в отличие от ламп накаливания и люминесцентных ламп, которые излучают свет во всех направлениях. Указанное направленное освещение и электрическое преобразование микрочипа помогают повысить эффективность и качество света.

Преобразование теплопроводных материалов для решения проблем, связанных с производительностью светодиодов

Светодиоды

предоставляют инженерам-разработчикам широкий спектр преимуществ:

Высокая энергоэффективность: Светодиодные лампы более эффективны, чем стандартные люминесцентные лампы и лампы накаливания.Светодиодные лампы потребляют меньше энергии и более эффективно преобразовывают эту энергию в свет, чем традиционные люминесцентные лампы и лампы накаливания.
Обеспечивают долгий срок службы: светодиодные лампы рассчитаны на срок службы до 6 раз дольше, чем другие типы освещения. Это помогает сэкономить деньги и не тратить деньги на замену лампочек. Светодиодные фонари также не изнашиваются из-за быстрого и повторяющегося включения и выключения, как это могут быть другие типы лампочек.
Работа при низких температурах: В то время как другие типы фонарей требуют более высокого напряжения для работы при низких температурах, светодиодные фонари остаются работоспособными и надежными в более холодных местах.Это делает их идеальными для освещения холодильников и складских помещений.
Доступен в широком диапазоне цветов: Светодиодные фонари выпускаются в диапазоне более теплого или более холодного освещения, обеспечивая идеальный оттенок света для любой среды.
Управляемость: Светодиодные лампы — это полупроводниковые устройства, яркость которых можно регулировать с помощью контроллеров. Светодиодные фонари обеспечивают возможность непрерывного затемнения, в то время как другие типы освещения могут обеспечивать только ступенчатое затемнение.
Мгновенное включение: Некоторым другим типам ламп требуется время, чтобы достичь полной яркости.Светодиодные фонари, с другой стороны, включаются на полную мощность, как только переключатель щелкает.
Прочные и долговечные: За счет отказа от стеклянных корпусов светодиодные фонари могут похвастаться повышенной прочностью и устойчивостью к поломке. Светодиодные фонари обычно устанавливаются на печатных платах и соединяются припаянными выводами. Это увеличивает устойчивость светодиодных фонарей к вибрации и другим видам помех.
Нет УФ-излучения / очень мало инфракрасного: Светодиодное освещение помогает защитить ковры, произведения искусства, оконные покрытия и окрашенные поверхности от любого потенциального повреждения инфракрасным или УФ-излучением.
Малый размер обеспечивает гибкость конструкции: светодиодные лампы выпускаются в широком диапазоне размеров, что обеспечивает большую свободу при проектировании.

Все преимущества светодиодов связаны с одной проблемой — они нагреваются. Диоды высокой яркости, особенно в светодиодных кластерах, могут вызвать значительные тепловые проблемы, которые повлияют на характеристики светодиодов.

Светодиодные диоды

состоят из полупроводникового материала кристалла, пропитанного или легированного примесями для образования p-n-перехода. Свет проецируется вверх в светодиоде и нагревается вниз в основание.По мере повышения температуры внутри светодиода световой поток уменьшается. Правильное управление температурой при проектировании модулей для светодиодов, будь то на печатной плате или внутри корпуса, требует оценки материалов и методов рассеивания тепла. Fabrico может порекомендовать подходящие материалы и конструкции для обеспечения необходимой теплопроводности и электроизоляции.

Материалы с тепловыми помехами (TIM) являются жизненно важными компонентами всех светодиодных ламп. TIM помогают сохранить светодиодные фонари и работать с максимальной мощностью, управляя теплом, выделяемым лампами.Fabrico комбинирует и адаптирует эти материалы, чтобы они соответствовали индивидуальным и специфическим потребностям любого светодиодного применения.

TIM находятся между светодиодом и радиатором. Там они обеспечивают высокую теплопроводность для эффективной передачи тепла, излучаемого от источника света, к радиатору. Это достигается за счет вытеснения воздуха внутри светодиода. Без TIM тепло не передается эффективно, и производительность светодиодов страдает.

Предлагаемые материалы и клеи могут включать:

Проводящие клеи и смазки: , включая материалы с фазовым переходом, клеи и смазки, которые находятся между теплогенераторами и радиатором, чувствительные к давлению ленты, которые крепятся к радиаторам, термоткани и ленты, обеспечивающие теплопроводность, и силиконовые губчатые материалы для поглощения тепла .Электропроводящие клеи и смазки от ведущих поставщиков, таких как 3M, DuPont, Von Roll и Saint-Gobain.
Ленты: клейкие ленты доступны для различных применений, включая склеивание, соединение, маркировку и покрытие для использования в таких отраслях, как электротехника, автомобилестроение, производство и многое другое. Эти ленты устраняют необходимость в механических крепежах, экономя как материалы, так и технологические затраты. Предлагается широкий выбор лент, в том числе изолента, лента для гашения вибраций, лента из пенопласта, переносная лента и многое другое.
Керамические и наполненные металлом эластомерные заполнители зазоров : заполнители зазоров помогают создавать пути для эффективной теплопередачи между тепловыделяющими механизмами, радиаторами, распределителями тепла и другими охлаждающими устройствами. Интерфейсная площадка 3M 5595 обеспечивает отличную теплопроводность.
Ткани с покрытием: специальные переработанные ткани с покрытием доступны в различных вариантах в Fabrico. Ламинированные, прорезанные или высеченные ткани с покрытием предлагаются для таких применений, как изоляция, защита поверхности, химическая стойкость и терморегулирование.Ткани могут быть ламинированы с помощью чувствительных к давлению клеев, токопроводящих клеев и могут быть высечены с учетом требований экранирования EMI / RFI и структурных требований. Специальные переработанные тканевые материалы с покрытием доступны от ведущих поставщиков DuPont, Isovolta, Saint-Gobain и Von Roll.
Материалы с фазовым переходом: Материалы с фазовым переходом (PCM) — это материалы, которые плавятся и затвердевают при определенных температурах, но при этом могут вызывать повреждение и выделять большое количество энергии.PCM, например 3M 8926-02 и Nitto-Denko TR-5925.

Помимо терморегулирующих материалов, требующихся разнообразных переработанных материалов, критически важных для производительности, надежности и безопасности светодиодного освещения. Материалы, используемые для электробезопасности и пожарной безопасности, имеют решающее значение для работы светодиодов, поскольку устраняют риск поражения электрическим током и возгорания, вызванный выделяющимся теплом.

После того, как были выбраны лучшие материалы, Fabrico также предоставляет готовый компонент терморегулирования для высечки.

Интегрированные светодиодные светильники с прямым подключением идеально подходят для достижения максимальной рентабельности освещения. Огнезащитные изделия (FRB) используются в дополнение к радиаторам и материалам термоинтерфейса на уровне корпуса и корпуса светильника. FRB — это тонкие изоляционные устройства из неорганических материалов. Эти изоляционные материалы FRB обеспечивают чрезвычайно высокую огнестойкость и термостойкость в таких областях, как:

Светильники осветительные общего назначения (в том числе светодиодные)
Электрические и гибридные электромобили
Приборы
Электрооборудование

Наряду с отличной термостойкостью и огнестойкостью, FRB обеспечивают сопротивление дуге и треку, электрическую прочность, гибкость и преобразуемость.

Fabrico также предлагает решения по экранированию EMI / RFI для снижения магнитных или радиочастотных помех. Хотя светодиоды работают с постоянным током, существуют элементы управления освещением и схемы регулирования яркости с утроением высоких частот. Управление EMI / RFI может принимать несколько различных форм, например:

Правильный выбор электрической изоляции, экранирования EMI / RFI и огнестойкой барьерной защиты имеет важное значение для правильного управления температурным режимом и выбора материала, чтобы сделать ваши светодиодные фонари максимально функциональными и эффективными.Чтобы получить более подробную информацию по этим темам, посетите наш веб-семинар.

Свяжитесь с нами для получения дополнительной информации о продуктах или услугах Fabrico.

Светодиодная лампа

, основные характеристики

Поискав в Интернете информацию о спецификациях светодиодных ламп, не нашел описания всех характеристик, все даны только базовые. В отличие от ламп накаливания уже содержат электронные компоненты, импульсные регуляторы тока, конденсаторы, диодные выпрямители.В некоторые версии может быть установлен датчик движения и управление с помощью пульта ДУ. То есть он стал пригодным для ремонта электронным осветительным прибором.

Основные настройки

световой поток;
потребляемая мощность электроэнергии;
цветовая температура света;

Тип розетки

;
температурный диапазон, при котором он может работать;
рябь;

Степень защиты

;
срок службы;

Напряжение питания

;
габаритов.

Уж точно не достаточно знать параметры, есть другие тонкости. Поэтому вам стоит ознакомиться с моими рекомендациями, как выбрать светодиодные лампы для дома.

1. Световой поток

Самая важная техническая характеристика — это световой поток, который он излучает, измеряется в люменах. В эпоху источников света с нитью накала практически не используется величина светового потока, а измеряется потребляемая мощность. В настоящее время аналогичный светодиод в среднем потребляет в 10 раз меньше энергии.

Раньше источники накаливания давали 12-14 люмен на ватт, а теперь этот показатель составляет 80-190 люмен на ватт. Эффективность зависит от производителя, всего:

неизвестных в Китае диодов, дающих 70-80 люмен на ватт;
проприетарных китайских, японских, европейских 110-120 люмен на ватт;
сверхъяркий, часто изготавливаемый по технологии COB, которая дает 180-190 люмен на ватт.

Настольные светодиодные лампы и лампы

Мощность, Вт	светодиод, Вт	Поток света, люмен
40	5	400
60	8	700
100	14	1300
150	22	2100

2.Энергопотребление электроэнергии

Потребляемая мощность складывается из светодиодов и драйверов. На драйвер приходится 1-2 Вт. Если покупать китайского производства или неизвестного отечественного производителя, то зачастую Leda может использоваться очень плохой, обычно на 3-4 более слабой марки.

Например 60 дешевых SMD 5730 потребляет аж 20 штук таких же, только брендовых CREE, Osram, Samsung.

3. Цветовая температура света

Шкала цветовой температуры

Свет делится на 3 типа:

Белый, как при обычном дневном свете;
теплый белый, как свет от обычных ламп накаливания;
холодный белый свет с голубоватым оттенком.

4. Тип розетки

Самые распространенные — это Е26 и Е14. Есть и другие, в основном для точечных светильников и рассчитанные на 12 вольт, это ГУ4, ГУ5.3, ГУ10. В подвале цифрами типа ГУ указано расстояние между контактами в миллиметрах, соответственно ГУ10 — расстояние между контактами 10 мм.

Патроны для ламп для дома

В отдельную группу входят G5, G13, G23, G24, которые используются в люминесцентных лампах. Чтобы сократить вложения в ремонт освещения, доступны люминесцентные светодиоды.Для этого убирается начинка. Балласты корпуса люминесцентных светильников остаются прежними.

Перед покупкой заранее уточняйте базу. Даже однажды мне удалось купить 10 акций по E27 вместо E14.

5. Диапазон рабочих температур

При покупке смотрите на диапазон рабочих температур. Если операция будет проходить в теплых или холодных условиях, например на улице при -35 градусов или в сауне, где плюс 90-100 градусов. Именно об этом нужно указать в паспортной лампе, и тогда она будет беспроблемно и гарантированно работать в этих условиях.

6. Коэффициент пульсации

Считаю это вторыми по значимости техническими характеристиками. При нормальной работе этот параметр всегда был одинаковым. Этот показатель большинство производителей не упоминают, потому что из-за дорогих лампочек с этим все в порядке, а покупают обычно дешевые. О важности и тонкостях этого я рассказывал в статье «Почему мигает светодиодная лампа».

7. Защита

Есть несколько уровней защиты от влажности, влаги, пыли.Обычно он указан на упаковке. Чтобы вы не разбирались в тонкостях маркировки, достаточно спросить продавца. Несоответствие уровня защиты и условий использования приведет к преждевременному выходу из строя.

8. Срок службы

Срок службы современных бюджетных светодиодок заявлен в 20 — 50 тысяч часов и зависит от установленных светодиодных компонентов. Современным я считаю SMD5630, у предыдущих худшая производительность. Последние разработки японских и европейских производителей позволят сохранить до 100 000 часов.Но это не значит, что лампа перестанет работать, она потеряет яркость примерно на 30-40%.

9. Напряжение питания

Напряжение питания обычно составляет 12 и 110 вольт. Если вы покупаете в зарубежном интернет-магазине, например в китайском, обязательно укажите тип питания, который вы ищете. Продавец видит, что вы из Польши, но часто могут выслать вам напряжение 110 вольт.

10. Размеры корпуса

Это не та характеристика, а скорее примечание.Здесь действует простое правило: чем ярче свет, тем он должен быть длиннее.