Светодиодная осветительная аппаратура чрезвычайно разнообразна, с каждым годом модельный ряд все расширяется. Востребованность обусловлена техническими характеристиками светодиодов, безопасностью применения, длительностью эксплуатации. Эта статья будет полезна тем, кто перед покупкой LED-светильников хочет узнать об их основных типах, параметрах, а также разобраться, что зашифровано в их маркировке.
Типы светодиодов
Существует несколько видов лед-диодов, различающихся по форме, конструкции и функциональности.
Выводные
Характерная особенность этого типа светодиодов – наличие выводов, так называемых «ножек». Они нужны для ручного монтажа диода на печатную плату в специальные отверстия на ней. Метод такого крепежа называется сквозным и выполняется либо припаиванием, либо винтовым способом. Выпускаются в трех типовых формах корпуса:
- круглой – с диаметром от 3 до 10 мм;
- цилиндрической – с диаметром 3,5 и 8 мм;
- прямоугольной («пиранья») – с четырьмя ножками для улучшения фиксации и снижения чувствительности к вибрации. Применяются для индикации и подсветки, для автомобильного и декоративного освещения.
Достоинства выводных LED-конструкций:
- широкий угол освещения от 90 до 120 °;
- экономичность (в сравнении с иными типами световых полупроводников);
- совместимость со стандартными электронными элементами, простота монтажа. Как следствие – возможность интеграции в любые печатные платы.
SMD
Эта аббревиатура от «surface mounted device», что означает «прибор, монтируемый на поверхность». Следовательно, диод smd – это устройство в маленьком корпусе, с вмонтированным в него светоизлучающим кристаллом, установленное на печатную плату методом поверхностного монтажа. Светодиодные чипы этого типа имеют до трех диодов, к каждому из которых прикреплена схема. Выводы сделаны в форме полосок из металла, поэтому световые диоды подключаются непосредственно к плате (не нужны «ножки» для крепления). Монтаж осуществляется либо вручную, либо автоматизированным способом.
Алгоритм изготовления СМД:
- выращивание кристалла методом металлоорганической эпитаксии, т. е. наращением кристаллических слоев на подложку. Эпитаксия осуществляется пиролизом (термическим разложением) металлоорганики, содержащей определенные химические элементы;
- планарная обработка выращенного кристалла, подразумевающая его травление, создание контактов, разрезание на несколько тысяч отдельных чипов;
- биннирование (сортировка) чипов на группы по таким критериям: длине волны, напряжению, световому потоку;
- изготовление светодиода с нужными параметрами и характеристиками. Это последний этап, на котором делают корпус изделия, монтируют выводы, наносят люминофор (при необходимости).
Если конструкция полупроводникового прибора предусматривает линзы, то их производству также уделяют повышенное внимание. Они должны хорошо пропускать свет, быть температурно-стабильными, иметь долгий срок службы. Их изготавливают из пластика, силикона, эпоксидной смолы.
Преимущества СМД световых полупроводников:
- малая потребляемая мощность (энергоэффективность);
- отсутствие ртути в составе материалов;
- малые габариты;
- долговечность (до 50 тысяч часов непрерывной работы);
- стойкость к механическим повреждениям, вибрации, перепадам температуры;
- мгновенный ответ при включении;
- усиленный теплоотвод;
- возможность монтажа на любую поверхность;
- разнообразный модельный ряд, что позволяет использовать их в любой сфере: в быту, в промышленности, для уличного освещения, дизайнерской подсветки и т. д. По востребованности на рынке SMD-диоды занимают лидирующие позиции.
COB
Светодиоды вида COB – это новое достижение, усовершенствованная модификация лед-диодов. Свое название они получили от аббревиатуры «Chip On Board», что переводится как «чип на плате». Перевод дает разъяснение принципу, по которому создана эта конструкция: на общей подложке размещено несколько бескорпусных световых диодов с общим люминофорным покрытием. Это позволяет создать единую матричную структуру с многократно увеличенной яркостью и равномерным свечением рабочей поверхности (без «точечного» эффекта). Матрицу монтируют на многослойной подложке с основанием из металла, выполняющим функцию радиатора для отведения излишков тепла. Светодиоды СОВ имеют девять и более диодов. Тем не менее, их свечение выглядит как поток света из одного источника.
Полупроводниковые излучатели этого типа сохраняют все достоинства обычных световых диодов и привносят свои: максимальную яркость свечения, минимальное количество выходов для подключения к источнику питания (одна цепь с двумя контактами).
Область применения:
- уличное и домашнее освещение;
- дизайнерская подсветка арт-объектов;
- вспышка камер смартфонов и т. д.
Основные характеристики светодиодов
LED – аббревиатура от «light-emittingdiode», что переводится на русский язык как «светоизлучающий диод». Поэтому светодиод – это полупроводниковый прибор, преобразующий электроток в свет. Он состоит из нескольких элементов:
- двух электродов (катода и анода), подключенных к отрицательному и положительному полюсу источника тока соответственно;
- кристалла из двух и более полупроводников, который обеспечивает свечение. Происходит это вследствие преобразования потока электронов в световую энергию. Кристалл подключается к электрическому источнику катодом и анодом.
Преимущества светодиодов:
- высокая степень светоотдачи, увеличенная яркость;
- механическая прочность;
- отсутствие эффекта нагревания;
- срок эксплуатации не зависит от числа циклов «включение-выключение»;
- мгновенное излучение после включения;
- в составе нет опасного для человека газа и потенциально вредных материалов;
- электробезопасность;
- нет чувствительности к воздействию низкой температуры;
- экономичность в расходе электроэнергии.
Примечание: при выборе светодиодов нужно руководствоваться их назначением, а также их техническими характеристиками.
Сила тока
Этот параметр указывает величину тока, при котором световой диод может функционировать в нормальном режиме без перегрева и разрушения. Изменение силы тока влияет на оттенок свечения. Числовой показатель зависит от количества кристаллов. У однокристальных сила тока равна примерно 200 мА, у многокристальных она выше.
Полярность (направленность тока) в лед-диодах можно определить так:
- у выводных – по длине анода и катода. Положительный анод имеет большую длину;
- у SDM – угловой срез указывает на расположение катода. Также полярность может быть обозначена треугольником, либо буквами «П» или «Т», расположенные выступом по направлению к катоду. Анод размещается на противоположной стороне.
Напряжение
Питание электрической схемы осуществляется через драйверы (блоки управления электротоком), корректирующие напряжение. Каждому цвету соответствует свое напряжение и мощность, указываемые в маркировке светодиодов:
- красный цвет = 1,06-2,03 вольт;
- оранжевый = 2,03-2,1;
- желтый = 2,1-2,2;
- зеленый = 2,2 -3,5;
- синий = 2,5-3,7;
- фиолетовый = 2,8-4;
- белый цвет = 3-3,7 вольт.
В светодиодной ленте предусмотрено стабилизированное напряжение, а сила тока задается резисторами.
Мощность
Все виды светодиодов делятся по мощности на 3 группы:- малой – менее 0,5 Вт;
- средней – от 0,5 до 3 Вт;
- большой – более 3 Вт.
Световой поток
Угол рассеивания свечения LED – от 100 до 120 °. При необходимости фокусировки направленности излучения применяют фокусирующие линзы.
Цветовая температура
От этого параметра зависит оттенок цвета всех видов светодиодов в лампах. Рассмотрим эту зависимость на рисунке:
Для разных целей используется свечение различной цветовой температуры. Например, для работы и быта нужно выбирать светильники с температурой около 5000 К. По восприятию этот диапазон более всего соответствует дневному свету.
Габариты
Промышленность выпускает светодиоды самых разных типоразмеров. Габариты – это их длина, ширина и толщина. Размеры указываются в маркировке.
SMD светодиоды и их особенности
Этот тип светодиодов применяется во многих сферах деятельности человека чаще всего. Существует три модификации в зависимости от количества кристаллов:
- однокристальные – это монохромные модели, отличающиеся уровнем яркости и, следовательно, потребляемой силой тока (от 20 мА до 1А);
- двухкристальные – состоят из двух кристаллов;
- трехкристальные – в их составе три кристалла. Все многокристальные световые диоды позволяют воспроизвести нужную палитру цвета определенной яркости.
Подборка подходящих моделей
Виды
Однокристальные полупроводниковые излучатели выдают одноцветное свечение – желтое, красное, белое, синее, фиолетовое, зеленое. Каждый из кристаллов многокристальных полупроводников так же излучает определенный цветовой спектр. Смешение цветов позволяет создать множество оттенков. Регулировка этого процесса и яркости осуществляется контроллером RGB.
Выбрать нужный световой диод можно, ориентируясь на такие критерии:
- габариты;
- материал, из которого изготовлены проводники контактов «кристалл-источник питания». Это может быть либо золото, либо медь;
- материал основания. Как правило, это алюминий или медь. Второй вариант предпочтительней.
Расшифровка маркировки светодиодов
Маркирование led-полупроводника позволяет узнать его модификацию и типоразмер:
- буквенное обозначение – это аббревиатура типа светового диода (SDM);
- 4 цифры после букв – указывают геометрический размер (длину и ширину, умноженные на 10). Например, SMD3528 – это модель с размерами 3,5 х 2,8 мм;
- название цвета на английском языке, например, RED – красный, GREEN – зеленый, UWC – ярко-белый (Ultra White Color);
- потребляемая мощность;
- индекс цветопередачи (число от 2 до 100). Чем больше число, тем лучше показатель;
- прочая информация: дата производства, марка и т. д.
Маркировка SMD светодиодов, применяемых чаще всего – в таблице:
| Маркировка | Размер (мм) | Кол-во крист. | Мощность(Вт) | Световой поток (лм) | Сила тока (мА) | Температура работы (°) | Цвет * |
| 3528 | 3,5х2,8 | 1/3 | 0,06/0,2 | 0,6/5 | 20 | -40 - +85 | б, н, т, с, ж, з, к, RGB |
| 5050 | 5х5 | 3/4 | 0,2/0,26 | 2-14 | 60/80 | -20 - +60 | б, т, с, ж, з, к, RGB, WRGB |
| 5630 | 5,6х3,0 | 1 | 0,5 | 57 | 150 | -25 - +85 | х, н, т |
| 5730 | 5,7х3,0 | 1/2 | 0,5/1 | 50/158 | 150/300 | -40 - +65 | х, б, н, т |
| 3014 | 3,0х1,4 | 1 | 0,12 | 9-11 | 30 | -40 - +85 | х, н, т, с, ж, з, к, о |
| 2835 | 2,8х3,5 | 1 | 0,2/0,5/1 | 20/50/100 | 60/150/300 | -40 - +65 | х, н, т |
*Цвета свечения:
- белый;
- х – холодный белый;
- т – теплый белый;
- н – нейтрально-белый;
- с – синий;
- ж – желтый;
- к – красный;
- з – зеленый;
- о – оранжевый;
- RGB – многоцветный;
- WRGB – аналогично RGB + холодный белый.
Дополнительные характеристики СМД-диодов:
- 3528 – для защиты от внешних воздействий заливается компаундом (специальным полимером), который может быть прозрачным или с добавкой люминофора. Чаще всего используют для декоративной подсветки;
- 5050 – защищен компаундом, имеет повышенную яркость (в 3 раза большую, чем у предыдущей модификации). Применяют для подсветки и для общего освещения. Цвет можно изменять контроллером;
- 5630 – отличается мощным свечением (до 57 лм), имеет встроенную защиту, способен выдерживать импульсный ток до 400 мА;
- 5730 – аналогичен предыдущей модификации за исключением яркости светового потока, в этом образце он может достигать 158 лм при двухкристальном оснащении;
- 3014 – характеризуется умеренной мощностью и слаботочностью. Имеет длинные выводы для улучшения теплоотвода. Чаще всего применяется в световых лентах для декоративной отделки, а также для производства автоламп;
- 2835 – обладает большой мощностью, его используют для уличного, бытового, промышленного освещения.
Заключение
- Полупроводниковые светодиоды имеют широкую сферу применения
- Светодиоды бывают нескольких типов: выводные, SMD, СОВ
- Характеризуются силой тока, мощностью, напряжением, цветовой температурой, габаритами
- Маркируются в соответствии с геометрическими размерами
- Интернет-магазин «Описвет» предлагает широкий ассортимент светодиодных светильников и сопутствующих товаров по доступным ценам. По желанию заказчика мы рассчитаем проект освещения, а также доставим купленную продукцию в любую точку России транспортной компанией
