Что такое светодиод простыми словами
Ик светодиоды характеристики. Светодиоды инфракрасного излучения
Светодиоды, как и любые другие приборы освещения, на сегодняшний день имеют большое разнообразие форм и цветов. Они могут выдавать световой поток любого оттенка. Что касается инфракрасных светодиодов, то их излучение находится на границе восприятия глаз человека. Данная особенность влияет на сферу их применения.
Светодиоды инфракрасного излучения
Технические характеристики
Они могут вырабатывать волны в диапазоне 0,74 – 2 000 мкм. Свет в этих границах – понятие условное, но это и не излучение. Данный спектр доступен не всем людям.
Исходя из вышесказанного, стандартные характеристики светодиодов к ним не подходят. Тут больше применимы такие параметры, как:
- Мощность генерируемого излучения.
- Интенсивность светового потока. С помощью данного параметра излучающая система собирает и направляет излучение. Измеряется в ваттах и стерадианах.
Многие виды деятельности не нуждаются в постоянной подаче энергии, поэтому становится возможным генерировать импульсный сигнал. При помощи схемы можно значительно увеличить мощность.
Направления по развитию инфракрасных светодиодов
Производители постоянно сталкиваются со следующими проблемами: чтобы создать мощный диод, нужен большой кристалл, но, к сожалению, цена в этом случае значительно вырастает. При скреплении двух кристаллов в один увеличивается зона нерабочей площади, что влечет за собой потерю мощности. При работе мощного диода выделяется большое количество энергии, а соответственно и тепла, что ведет к перегреву схемы.
Светодиоды различного спектра
Есть следующие варианты решения таких проблем:
- На данный момент возможно делать кристаллы размером до 1 мм2. Это позволяет увеличить силу тока за счет уменьшения сопротивления.
- Постоянно идет разработка более новых и современных отражателей. Их КПД значительно больше. Они собирают излучение боковых граней и направляют его в центр.
- Также все время проводится работа над оптическими системами с большим коэффициентом преломления. Они позволяют собрать в одно целое излучение с боков рассеивателя.
Применение
Силы, потраченные на ликвидацию проблем, описанных выше, уходят не напрасно. Светодиоды инфракрасного излучения отдельно не используются. Их применяют в составе других схем и оборудований, сфера использования которых все увеличивается. Именно поэтому нужны диоды, мощность которых становится больше, а цветовой спектр расширяется.
Наиболее распространено применение светодиодов для работы в темное время суток. Рассмотрим прибор ночного видения. Чем мощнее в нем будет светодиод, тем больше радиус возврата полноценного изображения. Но здесь еще можно применить импульсы, чего не скажешь про
Высококлассные продукты цифровой техники диктуют спрос на рынке. Они используются человеком каждый день. В 2007 г. опция ночной съемки была большой редкостью, а сейчас она – неотъемлемая часть техники. Все это благодаря развитию инфракрасных светодиодов.
Применение инфракрасного излучения в аграрной промышленности
Мнение практиков
Высококвалифицированные инженеры связывают эти результаты с определенной проблемой. Потому как достижение высокой мощности сопровождается перегревом. Малейший сбой в работе системы ведет к потере эффективности прибора и даже выходу из строя кристалла.
Применяя импульсную систему, нужно придерживаться постоянного напряжения. Малейшее отклонение от нормы приведет к некачественному излучению. К таким системам нужно относиться очень трепетно и обслуживать регулярно.
Сфера применения светодиодов будет постоянно расширяться, так как спрос на такие приборы растет с каждым днем, а характеристики со временем улучшаются. Основную нишу по продаже этой продукции на рынке заняли китайцы. Их инфракрасные светодиоды не всегда качественные. Остается надеяться, что рыночная конкуренция со временем заставит продукцию подешеветь, а качество ее будет только расти.
Светодиод SMD 5630: особенности и характеристики
Светодиод SMD 5630 – представляет класс высокоэффективных светодиодов средней мощности, предназначенных для поверхностного монтажа.
SMD 5630 производства Philips, Epistar, Samsung отличаются высоким коэффициентом цветопередачи, что позволяет конструировать на их основе светильники для качественного освещения внутри помещений.
В качестве примера рассмотрим светодиод LUXEON 5630 Mid-Power, выпускаемый компанией Philips lumileds.
Конструктивные особенности
SMD 5630 выполнен в корпусе размером 5,6х3,0х0,9 мм. Электрический контакт осуществляется через 4 вывода, как показано на рисунке. Они имеют следующее назначение:
- 1 – катод;
- 2 – катод;
- 3 – анод;
- 4 – не задействован.
По центру нижней части корпуса SMD 5630 предусмотрена контактная площадка размером 1,62х1,28 мм, предназначенная для эффективного отвода тепла от излучающего кристалла.
Во время монтажа она обязательно должна быть припаяна к печатной плате. При этом контакт теплоотвода электрически должен быть изолирован от анода и катода.
Для визуального определения анода и катода со стороны выводов катода на люминофоре имеется срез.
Технические характеристики
Белые светодиоды SMD 5630 на номинальном токе 100 мА излучают световой поток от 32 лм (2700К) до 36 лм (6500К). При этом падение напряжения на p-n-переходе может варьироваться от 2,9 до 3,4 В.
Для своих светодиодов Philips lumileds гарантирует коэффициент цветопередачи CRI не ниже 80 ед. и угол рассеивания света 2ϴ1/2 равный 120°.
Для пайки рекомендуется использовать низкотемпературные оловянные сплавы, придерживаясь международного стандарта JEDEC J-020B. Пайку светодиодов следует производить при температуре не выше 260°C на протяжении не более 10 сек.
Зависимость прямого напряжения от протекающего тока показана на вольт-амперной характеристике (t=25°C). Из приведенного графика следует, что падение напряжения на номинальном токе для большинства белых светодиодов SMD 5630 составляет 3,1 В. Яркость светодиода напрямую зависит от соблюдения его температурного режима работы. Как видно из графика повышение температуры в точках припоя до 85°C вызывает снижение светового потока примерно на 15%
В связи с этим очень важно избегать перегрева кристалла. Например, светодиодную ленту на SMD 5630 нужно обязательно клеить на алюминиевый профиль. На следующем графике показана зависимость светового потока от величины прямого тока
Полная светоотдача обеспечивается на токе 100 мА. При этом производитель светодиодов делает акцент на том, что замеры в контрольных точках с последующим построением характеристики производились при температуре 25°C
На следующем графике показана зависимость светового потока от величины прямого тока. Полная светоотдача обеспечивается на токе 100 мА. При этом производитель светодиодов делает акцент на том, что замеры в контрольных точках с последующим построением характеристики производились при температуре 25°C.
Область применения
Так же как и SMD 5730, светодиоды SMD 5630 устойчивы к вибрации и резким перепадам температуры (-40/+65°C), что в значительной мере расширяет их сферу применения.
Благодаря высоким эксплуатационным показателям, данный тип светодиодов устанавливают в светильники уличного, промышленного и аварийного освещения. В розничной торговой сети можно свободно купить светодиодные ленты и модули на 12 В, а также линейки на 220 В, собранные на базе SMD 5630.
Опираясь на технические данные, радиолюбителям будет несложно произвести расчёты и своими руками сделать подсветку на светодиодах SMD 5630.
К сожалению, найти в продаже фирменные светодиоды форм-фактора 5630 непросто. Вместо них на рынке превалируют китайские аналоги с сильно заниженными техническими характеристиками.
Такое несоответствие параметров объясняется установкой в корпус 5,6х3,0 мм кристалла значительно меньших размеров, который не может длительно пропускать ток в 150 мА.
Поэтому производители светодиодных ламп и лент, собранных на поддельных SMD 5630, подбирают рабочий ток на своё усмотрение, в результате чего снижается срок службы изделия.
Светодиоды
Можно встретить следующие виды светодиодов:
- СОВ. Инновационная разработка в отрасли освещения LED. Если сравнивать с аналогами, здесь светодиод крепится прямо к основанию, что необходимо для повышения теплопередачи и уменьшения габаритов устройства. Если лампочки SMD и СОВ будут одинакового размера, во втором случае можно получить более яркий свет. Еще одно преимущество – возможность выбрать разную геометрическую форму;
- чипы «Пиранья». Их использовали в лампочках первых поколений. Устройства не отличались высокой мощностью, безопасностью и энергоэффективностью;
- филаментные диоды. Эта технология находится в процессе разработки. Но ряд существенных плюсов известен уже сейчас: угол рассеивания потока 360°, низкие цены и достойные показатели теплоотвода;
- мощные диоды. Покупая лампочку с этими типами чипов, стоит помнить о существенном минусе: перегрев. Поэтому здесь понадобится установка большого радиатора;
- SMD. Считаются самыми распространенными. Диоды устанавливаются на поверхность матрицы. Чипы небольшие, сильно не греются, отличаются надёжностью и яркостью.
Типы чипов.
Когда на рынке в достаточном количестве появятся лампы Filament, ожидается, что они будут пользоваться спросом, так как излучают свет в естественном диапазоне спектра, что характерно для лампочек накаливания. Также они будут долговечными и экономичными.
Рейтинг SMD-светодиодов
| Место | Производитель | Страна | Особенности продукции |
| 1 | CREE | США | Использование высокоэффективных материалов InGaN с запатентованной подложкой G SIC |
| 2 | NICHIA | Япония | Служит калибровочным эталоном световых и излучаемых величин для светодиодных изделий, применяемым в Национальном институте передовых промышленных наук и технологий (AIST). Отличается равномерным пространственным распределением света, отличной температурной стабильностью и воспроизводимостью освещения |
| 3 | TOYODA GOSEI | Япония | Известна светодиодом, воспроизводящим свет на 99% приближенный к солнечному. Разрабатывает модули глубокого ультрафиолетового света, эффективного в борьбе с вирусами и бактериями |
| 4 | OSRAM | Германия | Много инновационных разработок, таких как светодиоды UV-C, излучающие в УФ-спектре и способные обеззараживать воздух, воду, рабочие поверхности. Производит светоизлучающие диоды практически всех видов |
| 5 | Lumileds | Европа | Славится высоким качеством, благодаря строгому контролю материалов и технологических процессов, всестороннему тестированию готовых изделий |
Несколько слов о COB-светодиодах, их отличия и особенности
Технические характеристики
Корпус полупроводников изготавливается из пластика, стойкого к тепловому воздействию, а кристалл – из нитридов галлия или индия. Приборы этой серии могут оснащаться кристаллами с белым, красным, зеленым, синим, реже с желтым цветами свечения. Для защиты от внешнего воздействия кристалл залит прозрачным компаундом. Нередко в компаунд добавляется люминофор.
Корпус прибора имеет размеры 3.5 х 2.8 мм (отсюда и наименование). Остальные габариты smd 3528 приведены на рисунке ниже.
Внутренняя схема источника света довольно проста – кристалл подключен к двум монтажным площадкам, расположенным на корпусе, которые одновременно являются радиаторами охлаждения.
Электрические характеристики SMD 3528, в частности рабочее напряжение и создаваемый световой поток, зависят от материала, из которого изготовлен кристалл, и цвета свечения. Обратимся к datasheet и для начала рассмотрим общие электрические характеристики сверхъярких светодиодов SMD 3528.
Основные максимально допустимые параметры SMD 3528:
- Мощность рассеяния кристаллом, мВт – 150.
- Прямой ток, мА – 50.
- Импульсный (не более 0.1 мс) ток, мА – 200.
- Обратное напряжение, В – 5.
- Температура эксплуатации, °С – -40…+90.
- Температура пайки:
- паяльником – 350 °С/10 сек.
А теперь взглянем на характеристики светодиодов различного цвета свечения.
Основные характеристики для красных
| Параметр | Обозначение | Состояние | Значение | |
| минимальное | типовое | максимальное | ||
| Напряжение на кристалле, В | VF | при прямом токе 20 мА | 1.7 | 2.4 |
| Обратный ток, мА | IR | при обратном напряжении 5 В | 5 | |
| Длина волны, нм | WLD | при прямом токе 20 мА | 620 | 635 |
| Сила света, мкд | IV | при прямом токе 20 мА | 200 | 500 |
| Угол рассеивания, градусов | Deg | при прямом токе 20 мА | 120 |
Основные характеристики для желтых
| Параметр | Обозначение | Состояние | Значение | |
| минимальное | типовое | максимальное | ||
| Напряжение на кристалле, В | VF | при прямом токе 20 мА | 1.7 | 2.4 |
| Обратный ток, мА | IR | при обратном напряжении 5 В | 5 | |
| Длина волны, нм | WLD | при прямом токе 20 мА | 580 | 592 |
| Сила света, мкд | IV | при прямом токе 20 мА | 300 | 500 |
| Угол рассеивания, градусов | Deg | при прямом токе 20 мА | 120 |
Основные характеристики для зеленых
| Параметр | Обозначение | Состояние | Значение | |
| минимальное | типовое | максимальное | ||
| Напряжение на кристалле, В | VF | при прямом токе 20 мА | 2.8 | 3.6 |
| Обратный ток, мА | IR | при обратном напряжении 5 В | 5 | |
| Длина волны, нм | WLD | при прямом токе 20 мА | 515 | 530 |
| Сила света, мкд | IV | при прямом токе 20 мА | 400 | 2 000 |
| Угол рассеивания, градусов | Deg | при прямом токе 20 мА | 120 |
Основные характеристики для синих
| Параметр | Обозначение | Состояние | Значение | |
| минимальное | типовое | максимальное | ||
| Напряжение на кристалле, В | VF | при прямом токе 20 мА | 2.8 | 3.6 |
| Обратный ток, мА | IR | при обратном напряжении 5 В | 5 | |
| Длина волны, нм | WLD | при прямом токе 20 мА | 460 | 475 |
| Сила света, мкд | IV | при прямом токе 20 мА | 300 | 600 |
| Угол рассеивания, градусов | Deg | при прямом токе 20 мА | 120 |
Чем 3528 отличается от 5050, 2835 и других светодиодов?
Светодиод 3528 был разработан довольно давно и на сегодняшний день считается слегка устаревшим. В чем его отличие от более «молодых» собратьев? Для начала сравним его с SMD 2835, имеющим те же размеры – 3.5 х 28 мм.
Несмотря на одинаковые размеры отличить их несложно. Во-первых, у 2835 больше светоизлучающая поверхность, а значит, и больший угол рассеяния. Во-вторых, у него больше контактные площадки, а это обеспечивает лучший теплоотвод и позволяет установить кристалл большей мощности и повышенной яркости, чем производители и воспользовались. Типовая мощность 3528 составляет 0.06-0.08 Вт, тогда как у 2835 этот показатель примерно в 3 раза выше. Так же разнятся и создаваемые ими световые потоки.
Полезно! Если SMD 3528 годятся в основном лишь для подсветки, то 2835 можно использовать и для создания полноценных осветительных приборов.
Что касается серии 5050, то тут отличия более существенны. Во-первых, 5050 имеет несколько большие размеры – 5.0 х 5.0 мм. Но, главное, в одном корпусе производители установили три кристалла разного цвета свечения – красный, зеленый и синий. Именно поэтому такие светодиоды нередко называют RGB (не путать с RGB лентой!).
Во-первых, это существенно повышает светоотдачу, а, во-вторых, регулируя яркость свечения кристаллов, можно получить практически любой цвет, включая белый. Таким образом, при помощи серии 5050 можно не только организовать полноценное освещение любой цветовой температуры, но и использовать приборы для декоративной, в том числе динамичной, подсветки, меняя яркость свечения кристаллов вручную или при помощи специальных контроллеров.
Но не все светодиоды 5050 RGB, есть и белые светодиоды, в этом случае устанавливаются 3 кристалла белого цвета.
Технические характеристики светодиодной ленты
При выборе потребитель учитывает размеры ленточного изделия, мощность, вольтаж, вид светодиодов, их количество на метре, цвет, возможности резки.
Рабочее напряжение
Первые светодиодные ленты производились с драйверами на 12 В. После появление мощных чипов стали выпускать полосы на 24 и 36 В, чтобы избежать перегрева печатной платы и перегорания токопроводящих нитей за счет снижения тока на каждом чипе. Потом появились разновидности, которые работают от электросети через выпрямитель, диодный мост и коннектор.
Вид диодов и число светодиодов на 1 метр
Зависимость мощности от видов светодиодов и количества на метре
| Вид светодиода | Размер (мм) | Количество диодов в метре (шт.) | Мощность светодиода (Вт) | Мощность 1 м (Вт) |
| SMD 3528 | 3,5 х 2,8 | 30 | 0,08 | 2,4 |
| 60 | 4,8 | |||
| 120 | 9,6 | |||
| SMD 5050 | 5 х 5 | 30 | 0,24 | 7,2 |
| 60 | 14,4 | |||
| 120 | 28,8 | |||
| SMD 3014 | 3х1,4 | 60 | 0,1 | 6 |
| 120 | 12 | |||
| 240 | 24 |
Цвет свечения
Полотно RGB+White двухрядное, температура свечения белого ряда может достигать 6000 кельвинов. Белый цвет дает возможность разбавлять интенсивность свечения RGB-диодов, чтобы получить мягкие пастельные оттенки. Такой светильник можно использовать как источник основного освещения, если отключить ряд с RGB.
Полотно White-MIX идеально для подсветки предметов интерьера. Чипы с различной температурой света дают возможность делать переходы от холодного до теплого свечения. Лента White-D-MIX производится из SMD 3528, в одном чипе 2 вида люминофора, тона смешиваются равномерно. Полотна White-TRIX отличаются белой платой, каналы с холодным, дневным и теплым светом управляются отдельно.
Ленты SPI (динамичные) в быту используются редко. Для них выпускаются контроллеры «Бегущий огонь», позволяющие создавать различные динамические эффекты цвета. Подобные изделия выбирают для ресторанов и баров. RGB-ленты Pixel Light подключаются через контроллеры, способные контролировать каждый чип. Из этих изделий создаются 2D экраны для показа видеоэффектов.
Ленты DIP-LED используются вне помещений для подсветки фасадов, вывесок, транспортных средств. По принципу работы на нее похожи полотна из SMD 335 с боковым излучением. У обеих изделий луч распространяется параллельно плате, что удобно для подсветки отдельных предметов.
Цвет основы
Основание любой светодиодной полосы покрыто клеем
Если при установке не используется декоративный профиль, важно выбрать светодиодную ленту с цветом основы, соответствующим расцветке интерьера
Существует несколько видов основы:
- прозрачная;
- белая;
- серая;
- коричневая;
- черная.
Класс защищенности
Ленточные светодиодные изделия с классом защиты IP20 пригодны для использования в отапливаемых помещениях без пыли с нормальным уровнем влажности.
IP54 и IP65 боится минусовых температур, для улицы нужно выбрать изделие с маркировкой IP67. Для обозначения максимальной защиты используется значение IP68. Изделия с такой маркировкой подходят для ванных и фонтанов, их можно поместить даже в аквариуме.
Параметры резки
Линии разреза (значки ножниц) указаны на всей полосе. На полотне из SMD 3528 расстояние между ними 5 см, из SMD 5050 – 10 см.
На лентах с питанием от 220 В последовательно соединяются 60 чипов. Разрезать такую полосу можно на куски длиной 50 см (если плотность 120 шт. на 1 м) или 1 м (если плотность 60 шт. на 1 м).
С этим читают
- Параметры и характеристики светодиода 2835 smd led
- Проверка светодиодной ленты на работоспособность. поиск причин неисправности
- Расчет резистора для светодиода: как подобрать токоограничивающий элемент
- Расчет сопротивления резистора для светодиодов: онлайн-калькулятор
- Определение полярности светодиода
- Виды, характеристики и особенности светодиодных лент
- Сопротивление резистора
- Как пользоваться мультиметром правильно
- Правильный выбор трансформатора тока по госту
- Расчет сопротивления параллельного соединения резисторов
Виды светодиодов
Многие думают, что все светодиоды одинаковы, но это в корне неверно. Классификация светодиодов различает их не только по цветам, но и по режимам работы. Световые приборы на кристаллах могут быть нескольких разновидностей:
Моргающими – такие элементы применяются для того, чтобы привлечь внимание. По своей структуре они мало отличны от обычных, но при их производстве применена немного другая технология, которая позволяет светодиоду моргать с интервалом в секунду
Чаще такие элементы однотонные, но существуют и более сложные, многоцветные, которые работают благодаря RGB.
Многоцветными моргающими – их показатели довольно обширны. Обычно изготовлены в виде двух кристаллов, функционирующих во встречных направлениях, т. е. при включении одного выключается другой. По причине такой работы при смешивании основных цветов может образоваться еще один.
Трехцветными – в одном корпусе совмещены несколько кристаллов, которые друг с другом не связаны. Работать могут как отдельно, так и все вместе, при этом управляясь по разным каналам.
RGB-диодами с красным, синим и зеленым цветом, связанными при помощи четырех проводов и одним анодом (либо катодом).
В виде монохромного дисплея на семь сегментов. Способны показывать определенные символы. В восьмидесятые пользовались популярностью дисплеи на их основе, но с появлением экранов на жидких кристаллах такие мониторы ушли в прошлое.
Виды светодиодов
Основные характеристики LED-элементов
Как и в любом оборудовании характеристики играют очень важную роль при выборе и приобретении
Сейчас мы рассмотрим основные параметры, на которые следует обратить внимание
Ток потребления и его параметр у светодиода
Ток светодиодов зависит от их типоразмера, а иногда даже от цвета. Обычно этот параметр имеет значение 0,02 А. Если же в одном корпусе вмонтировано 4 кристалла, то и ток возрастает соответственно, и будет равен 0,08 А.
Лампа ближнего света автомобиля на светодиодах
При самостоятельном монтаже схемы к каждому светодиоду монтируется резистор, который ограничивает величину тока, тем самым защищая его от быстрого выхода из строя.
Номинальное напряжение световых диодов
Как такового понятия напряжения для таких элементов не существует. Лучше воспользоваться другим термином –падение напряжения на светодиоде. Это означает показатель, насколько меньше стало напряжение при прохождении через элемент. Есть усредненные значения этого показателя, которые зависят напрямую от цвета свечения. При синем, зеленом и белом цвете это 3 В, а вот для желтого и красного – 1,8-2,4 В.
При смешении разных цветов светодиодов рождается белый
Показатели значения сопротивления
В целом знать значение сопротивления светодиода не требуется – эта информация ничего не даст. Ведь если он подключен правильно, то оно незначительно, если же нет, то полное. Интересен факт, что сам по себе этот показатель у подобных элементов является динамическим. Это значит, что если добавить напряжения, то сопротивление начнет падать и наоборот.
Мощность светодиодных ламп, их световой потока и его угол свечения
Угол свечения LED-элементов может быть разным. Обычно он варьируется от 20 до 1200. Вообще их основной световой поток более интенсивен в центре, а ближе к краям рассеивается. За счет этого и достигается большая освещенность при меньшей мощности. Если сравнить потребляемую мощность LED и обычной лампы накаливания, то можно увидеть следующую картину.
| Мощность лампы накаливания, Вт | Мощность светодиодов, Вт |
| 100 | 12-12,5 |
| 75 | 10 |
| 60 | 7,5-8 |
| 40 | 5 |
| 25 | 3 |
Вот такими тусклыми были первые светодиоды
В целом получается, что LED-элементы в 8 раз ярче «лампочек Ильича» при той же потребляемой мощности, или же при одной и той же силе светового потока светодиоды потребляют энергии в 8 раз меньше ламп накаливания.
Цветовая температура подобных компонентов
Гамма цветовых температур подобных элементов достаточно обширна. Для того, чтобы уважаемому читателю было более понятен диапазон, предлагаем ознакомиться с данными в форме таблицы.
| Цвет и его температурное обозначение | Температура цвета, К | Примерные области использования | |
| Белый | Теплый | 2700—3500 | В квартирах, домах и офисах.Этот свет наиболее приближен к дневному и оттенку ламп накаливания |
| Нейтральный (дневной) | 3500—5300 | Рабочие места на производстве. Дает прекрасную освещенность, при этом не искажая цвета предметов | |
| Холодный | свыше 5300 | Уличное освещение. Такой цвет более ярок и интенсивен | |
| Красный | 1800 | Декоративная и фито-подсветка | |
| Зеленый | — | В качестве фито-подсветки, а так же подсветки предметов в интерьере | |
| Желтый | 3300 | Так же потолочная в квартире и подсветка рабочей зон кухни | |
| Синий | 7500 | Декоративная подсветка натяжных и подвесных потолков, стен |
Цветовая гамма светодиодов довольно обширна
Наиболее распространенные размеры кристаллов
Размеры чипа измеряются в величине, обозначаемой «mill». Если говорить о привычной нам величине измерения, то 1 mill = 0,0254 мм. Наиболее распространенные размеры, это 24×24, 24×40, 35×35 и 40×40 mill. Для примера кристалл, размером 40×40 mill равен 1,143 х 1,143 мм, а его потребляемая мощность – 1 Вт.
Но наиболее интересно сейчас узнать, что же собой представляют SMD-элементы и какими свойствами они обладают.
В этом светодиоде содержится 50 кристаллов
Как устроен светодиод
Обычный индикаторный светодиод изготавливают в эпоксидном корпусе с диаметром 5 мм и двумя контактными выводами для подключения к цепям электрического тока: анодом и катодом. Визуально они отличаются по длине. У нового прибора без обрезанных контактов катод короче.
- Запомнить это положение помогает простое правило: с буквы «К» начинаются оба слова:
- катод;
- короче.
Когда же ножки светодиода обрезаны, то анод можно определить подачей на контакты напряжения 1,5 вольта от простой пальчиковой батарейки: свет появляется при совпадении полярностей.
Как устроен светодиод? Светоизлучающий активный монокристалл полупроводника имеет вид прямоугольного параллелепипеда. Он размещён около светоотражающего рефлектора параболической формы из алюминиевого сплава и смонтирован на подложке с нетокопроводящими свойствами.
На окончании светового прозрачного корпуса из полимерных материалов расположена линза, фокусирующая световые лучи. Она совместно с рефлектором образует оптическую систему, формирующую угол потока излучения. Его характеризуют диаграммой направленности светодиода.
Она характеризует отклонение света от геометрической оси общей конструкции в стороны, что приводит к увеличению рассеивания. Такое явление возникает из-за появления при производстве небольших нарушений технологии, а также старения оптических материалов во время эксплуатации и некоторых других факторов.
Этот принцип конструкции широко распространен. На его основе создают и другие полупроводниковые источники света, использующие иные формы структурных элементов.
Свечение в полупроводниковом кристалле возникает при рекомбинации электронов и дырок в области p-n-перехода. Область p-n-перехода, образуется контактом двух полупроводников с разными типами проводимости. Для этого приконтактные слои полупроводникового кристалла легируют разными примесями: по одну сторону акцепторными, по другую — донорскими.
Светодиоды на основе фосфида и арсенида галлия, излучающие в желто-зеленой, желтой и красной областях спектра были разработаны еще в 60-х — 70-х годах прошлого столетия. Их применяли в световых индикаторах, табло, приборных панелях автомобилей и самолетов, рекламных экранах, различных системах визуализации информации.
Цвет светодиода зависит от ширины запрещенной зоны, в которой рекомбинируют электроны и дырки, то есть от материала полупроводника и легирующих примесей. Чем «синее» светодиод, тем выше энергия квантов, а значит, тем больше должна быть ширина запрещенной зоны.
Голубые светодиоды удалось изготовить на основе полупроводников с большой шириной запрещенной зоны — карбида кремния, соединений элементов II и IV группы или нитридов элементов III группы. Однако, у светодиодов на основе SiC оказался слишком мал КПД и низок квантовый выход излучения (то есть число излученных квантов на одну рекомбинировавшую пару).
Квантовый выход — это число излученных квантов света на одну рекомбинировавшую электронно-дырочную пару. Различают внутренний и внешний квантовый выход. Внутренний — в самом p-n-переходе, внешний — для прибора в целом (ведь свет может теряться «по дороге» — поглощаться, рассеиваться).
Внутренний квантовый выход для хороших кристаллов с хорошим тепло-отводом достигает почти 100%, рекорд внешнего квантового выхода для красных светодиодов составляет 55%, а ддя синих — 35%. Внешний квантовый выход — одна из основных характеристик эффективности светодиода.
Второй способ заключается в том, что на поверхность светодиода, излучающего в ультрафиолетовом диапазоне (есть и такие), наносится три люминофора, излучающих, соответственно, голубой, зеленый и красный свет. По принципу люминесцентной лампы.
Третий способ — это когда желто-зеленый или зелено-красный люминофор наносятся на голубой светодиод. При этом два или три излучения смешиваются, образуя белый или близкий к белому свет.
SMD светодиоды, характеристики, отличия популярных серий
Конструкция прибора
Эти светодиоды в базовом оснащении защищены от перегрева. Стандартные размеры, форма и расположение выводов упрощают монтаж с применением средств автоматизации. Такой подход позволяет применять современные производственные технологии, снижать издержки.
2835 SMD LED: параметры, особенности применения
В маркировке светодиодов зашифрованы размеры. 2835 SMD – это 2,8 мм глубина и 3,5 мм ширина по максимальным габаритам корпуса
Этот прибор создан с применением полимерных материалов, которые отличаются стойкостью к высокотемпературным воздействиям. Они без повреждений выдержат +240°С. Но такие экстремальные режимы следует исключить, чтобы не повредить полупроводниковый кристалл. Типовая деградация в качественных изделиях этой серии не превышает 5% за 3 тыс. часов. Особенность. Этой серии являются увеличенные габариты контактных элементов для ускорения отвода тепла.
Технические характеристики SMD 2835 приведены в таблице:
| Параметр | Ед. измерения | Величина (диапазон) |
| Высота корпуса | мм | 0,8 |
| Ток потребления | мА | 25; 60; 150; 300 |
| Мощность кристаллов | Вт | 0,09; 0,2; 0,5; 1 |
| Падение напряжения | В | 3,2 |
Бытовые лампы
Хорошие технические характеристики светодиода 2835 дополнены демократичной стоимостью. Эти приборы применяют для изготовления недорогих светильников, светодиодных лент.
Характеристики светодиодов 5050
Конструкция и особенности подключения выводов
Изделия этой серии отличаются хорошими показателями при компактных размерах. Именно на их основе в свое время были созданы первые специализированные лампы для автомобильной техники, светодиодные ленты. Разработчикам удалось разместить в небольшом корпусе три кристалла, которые при потреблении 1 Вт способны обеспечить световой поток до 80 лм.
Из этих компонентов были созданы первые «кукурузы», которые полноценно заменяли традиционные лампы накаливания мощностью 80-100 Вт
Уровень деградации за 3 тыс. рабочих часов в этих изделиях был снижен на 20% по сравнению с предыдущим примером (серия 2835). В отдельных модификациях стали применять диоды разных цветов комбинации R-G-B. Применив соответствующие контроллеры, можно организовать раздельное управление работы кристаллами.
| Параметр | Ед. измерения | Величина (диапазон) |
| Индекс CRI (цветопередача) | Ra | 80-90 |
| Ток потребления | мА | 20*3=60 |
| Мощность кристаллов | мВт | 210 |
| Падение напряжения | В | 3,3 |
| Угол свечения | градусы | 125 |
| Световой поток | лм | 18 |
Светодиоды SMD 5730: характеристики, важные нюансы
Эти приборы – развитие популярной серии 5050. В таблице приведены средние данные по изделиям известных брендов с применением цветовой температуры кристаллов на уровне 6 тыс. Кельвинов.
| Параметр | Ед. измерения | Величина (диапазон) |
| Световой поток | лм | 55 |
| Ток потребления | мА | 150 |
| Мощность кристаллов | мВт | 210 |
| Падение напряжения | В | 3,4 |
| Угол рассеивания | градусов | 120 |
Заметно увеличен световой поток, мощность. Улучшен теплоотвод. Деградация при контрольном времени 3 тыс. часов не превышает 1%. Эти приборы можно применять в схемах с питанием импульсным током (до 170 мА).
Размеры светодиодов разных серий
Мощные светодиоды Cree
Если понадобились сверхяркие светодиоды 3 Вольта надо обратить внимание на продукцию этого производителя из США. Под брендом Cree выпускают мощные источники света для автомобилей, проекторной техники, стационарных и переносных прожекторов. Под брендом Cree выпускают мощные источники света для автомобилей, проекторной техники, стационарных и переносных прожекторов
Под брендом Cree выпускают мощные источники света для автомобилей, проекторной техники, стационарных и переносных прожекторов
Характеристики светодиодов Cree серии XM-L:
| Параметр | Ед. измерения | Величина (диапазон) |
| Световой поток | лм | 165-300 (максимум- выше 1000 лм) |
| Ток потребления (номинальный) | мА | 700 |
| Мощность | Вт | 2 |
| Индекс CRI (цветопередача) | Ra | 80-90 |
| Падение напряжения при токе | В/мА | 2,9/700; 3,1/1500; 3,35/3000 |
| Угол свечения | градусов | 125 |
| Рабочая температура | °C | От -40 до +85 |
Улучшенные характеристики светодиодов XHP35 подходят для изготовления мощных фонарей
Эти приборы рассчитаны на максимальный ток потребления до 1050 мА, мощность – до 13 Вт. Падение напряжения составляет 11,3В при 350 мА. Коэффициент CRI более 90 обеспечивает отсутствие искажений в цветопередаче.
Для получения таких характеристик сверхяркие светодиоды данной серии были созданы по специальной технологии. Мощное излучение с равномерным распределением в спектре обеспечивают 4 области в одном кристалле. Такое решение позволило уменьшить размеры, увеличило прочность конструкции, устойчивость к механическим воздействиям.
Проводники
Для подключения кристаллов к контактам используют тонкие нити в количестве от 2 до 4 штук. И тут можно сэкономить, заменив 4 золотые нити на медные или уменьшив количество до 2 штук. Еще один вариант, это медная нитка покрытая золотом сверху, найти разницу очень сложно.
Они отвечают за силу тока, на которой диод может работать. Они делаются с запасом, чтобы выдерживать скачки напряжения и не перегорать. На бюджетных матрицах их меньше или они сделаны из меди.
Некоторые из вас уже сталкивались с подобным явлением на светодиодных габаритных лампах. Китайская лампочка со стабилизатором питания отработает меньше часов, чем лампа на фирменных диодах без стабилизатора. У фирменного качественные проводники, которые хорошо выдерживают скачки в автомобильной сети, которые бывают до 30В.