Характеристики светодиодов, обзор предложений и подключение

Новые разработки

В дальнейшем компания CREE планирует усовершенствовать диоды группы XР. Серия XР-E время от времени пополняется новыми моделями, среди которых мощные ИК диоды, монохромные излучатели. И если сегодня под этой маркой выпускаются светодиоды преимущественно теплых цветов, то в дальнейшем в разработке холодные цвета (синий, голубой, зеленый), и янтарные оттенки.

Cree XLamp XP-E Color LED

Новые светоизлучающие элементы будут иметь угол излучения 130°, а их номинальный рабочий ток будет достигать 700-1000 мА. Также стоит отметить что на очереди производства четырехцветные диоды серии МС-Е: синий, красный, зеленый и белый. Они будут выпускаться в теплом свете (4000°К) и в холодном (6000°К).

Вот, собственно, и все, что мы хотели донести до вашего сведения. Надеемся, что предоставленной информации вполне достаточно, для того, чтоб у вас в голове сложилась полная картина о рассматриваемых светодиодах, вы нашли ответы на интересующие вас вопросы и смогли купить нужный вариант.

ВИДЕО: Монтаж мощных светодиодов

Самодельный светодиодный драйвер

Предоставим вашему вниманию несколько вариантов драйверов на основе специализированных микросхем компании Monolithic Power System, использование которых существенно упрощает конструкцию. Схемы приводятся в качестве примера, полное описание типового включения можно найти в даташит на микросхемы.

Вариант первый на базе понижающего преобразователя МР4688.

Пример включения МР4688

Данный драйвер может работать с напряжениями от 4,5 до 80 В, порог максимального выходного электротока 2 А, что позволяет запитать светильник на сверхярких светодиодах большой мощности. Уровень электротока, проходящего через светодиоды, регулируется сопротивлением RFB . Реализация ШИМ-диммирования с частотой 20 кГц позволяет плавно изменять протекающий через светодиод электроток.

Второй вариант драйвера на базе микросхемы МР2489. Ее компактный корпус (QFN8 или TSOT23-5) делает возможным размещение драйвера в цоколе MR16, используемый галогенными лампами, что позволяет заменить последние светодиодными. Типовая схема подключения МР2489 показана на рисунке.

Драйвер на базе МР2489

Приведенная выше схема позволяет включать два параллельных светодиода, у каждого из которых рабочий ток 350 мА.

Последний вариант драйвера на базе микросхемы МР3412, который может быть использован в переносных фонариках. Отличительная особенность такой схемы – возможность работы от пальчикового элемента питания АА.

Драйвер для фонарика на базе МР3412

SMD-светодиоды.

Светодиоды этого типа изготовлены по технологии поверхностного монтажа ТМП (технология монтажа на поверхность) или SMT (surface mount technology). Отсюда его название SMD — surface mounted device — прибор, монтируемый на поверхность.

Основным отличием этой технологии от «традиционной» технологии сквозного монтажа в отверстия является то, что компоненты монтируются на поверхность платы. Это обеспечивает меньшие габариты конструкции, лучший теплоотвод, вариативность исполнения.

Данная конструкция на сегодня является самой распространенной в освещении и используется в источниках света практически всех типов.

Где применяют?

Наибольшее применение мощные светодиоды находят там, где необходимо очень ярко осветить поверхность и при этом использовать компактный и неэнергоемкий источник. Это могут быть уличные фонари, прожекторы для больших площадей, светильники для просторных офисов.

Мировые компании-производители осветительных приборов для автомобилей стали с успехом применять мощные светодиоды в качестве фар. Их заинтересованность в разработках вполне понятна, поскольку светодиодные приборы не боятся тряски и отлично выдерживают вибрации, а их эффективность в разы превосходит традиционные лампы. К тому же светодиод при подаче напряжения начинает светить моментально, чего не скажешь о газоразрядных источниках.

https://youtube.com/watch?v=ZcQN5_pg3e8

Плюсы и минусы

Сверхъяркие led становятся все более востребованными на рынке освещения. Причина кроется в преимуществах, которыми обладают данные источники света:

большой срок эксплуатации (50 000-100 000 часов);
высокая экономичность;
устойчивость к перепадам напряжения;
возможность работы при низких температурах окружающей среды;
компактность. Сверхяркие светодиоды имеют небольшие размеры, что позволяет монтировать их в совсем маленькие приборы;
экологичность (отсутствие ртути, паров газов или других опасных веществ);
ударопрочность и виброустойчивость;
светодиодные технологии обеспечивают большое разнообразие при проектировании интерьерного, декоративного освещения, а также цифровой контроль цвета и интенсивности света;
устойчивость к многократным включениям.

Как видим, параметры работы подобных устройств выгодно отличаются от других источников света. Но кроме достоинств, имеются и некоторые недостатки:

высокая цена, значительно увеличивающая срок окупаемости осветительного прибора;
низкие технические характеристики в некачественных изделиях;
необходимость применения драйверов, что увеличивает стоимость;
невозможность использования регуляторов освещения для всех видов сверхярких светодиодов. Устройство этих регуляторов сложнее, чем для традиционных источников света, что также сказывается на их стоимости;
заявленные названия цветопередачи не всегда соответствуют реальным характеристикам;
небольшой угол рассеивания света;
сложности в получении равномерного освещения из-за уникальности характеристик каждого LED и т.д.

Несмотря на перечисленные недостатки при правильном подходе к выбору и монтажу часть их можно нивелировать.

Лучшие ленты – это качественные ленты

Качество. Как можно разобраться, качественная лента или нет? Это сложный вопрос. Проще всего это понимают профессионалы, которые работают со светодиодными источниками постоянно. Первоначально это определяется визуально. добротно выполненные бобины, на которых намотана лента. Подложка ленты. Какой фирмы клеящий слой и еще ряд косвенных признаков, по которым можно определить качественную ленту от некачественной.

Миллионы километров некачественных лент поступают к нам из-за «китайского рубежа». В своих произведениях искусства китайские дельцы устанавливают свои светодиоды, с уменьшенными кристаллами. А это, естественно, приведет к быстрой деградации светодиодов. Но и это не самое страшное. Страшно, когда производитель зная о том, что и светодиоды с заниженными характеристиками установил, так еще и заставляет их работать на запредельных мощностях.

Читать также: Бензопила штиль разборка карбюратора

Достоинства и недостатки

Всего за несколько лет светодиодные источники света, включая сверхяркие и обычные диоды, стали очень востребованными. Причина здесь кроется в следующих преимуществах, получаемых при их установке:

энергоэффективность. Это самые экономичные в плане потребления электроэнергии источники света. При использовании таких изделий получается экономить до 80%;
длительный период службы;
отсутствие нагревания при работе. Здесь необходимо учитывать, что самым нагретым элементом в схеме будет блок питания;
может нормально функционировать в обширном температурном диапазоне;
наличие ударопрочности и влагостойкости (при необходимости).

Как видим, параметры работы подобных устройств очень выгодны. Но кроме достоинств, здесь имеются и некоторые недостатки:

при наружном применении необходима дополнительная защита от влаги, пыли и механических повреждений;
необходимость в установке специального радиатора;
чувствительность к очень высокой температуре;
возможность поломки при изменении мощности сигнала;
со временем уменьшается проводимость света, и уровень яркости снижается.

Сегодня, благодаря очевидным достоинствам таких источников света они широко применяются в:

промышленности;
рекламной сфере;
бытовой сфере (подсветка LCD техники, внутренняя и внешняя подсветка объектов различного плана и т.д.);

Подсветка дома

в качестве подсветки на транспортных средствах.

Как видим, несмотря на обилие достоинств, здесь все же имеются и определенные недостатки. При правильном подходе к монтажу, часть их можно нивелировать. Использование сверхяркой светодиодной продукции позволит вам создать необходимый уровень освещения в любом месте дома или улицы.

Особенности применения

Сегодня, благодаря положительным качествам, сверхяркие светодиоды нашли широкое применение:

в качестве светоизлучающих элементов в светофорах, дорожных знаках и светодиодных экранах;
в автомобилестроении (приборы освещения и индикации внутри автомобиля и снаружи); Существуют комплекты, в которых ультраяркие светодиоды на напряжение 12В уже готовы к подключению в электрическую схему питания автомобиля;
в рекламной сфере;
в ландшафтном освещении, освещении жилых и общественных зданий и т.д.

Сверхяркие светодиоды позволяют получать большой световой поток при малом потреблении электроэнергии. Такие свойства позволят решить вопрос с большими затратами электроэнергии на освещение, которые на сегодняшний день остаются значительными, а также создать необходимый уровень освещения внутри зданий и снаружи.

Ремонт люстры с пультом дистанционного управления дома: как починить люстру с ДУ самому, можно ли своими руками отремонтировать китайский светильник
10 глупых ошибок при подключении видеонаблюдения — взлом камер, выбор кабеля, блока питания, крепеж.
Неоновые лампы: принцип работы, разновидности, что представляет свет лампочки, как работает для освещения дома и квартиры

Технические характеристики

Основной технической характеристикой сверхяркого светодиода средней мощности является световой поток (лм). Среди параметров слаботочных моделей вместо него часто фигурирует сила света (кд).

Например, двухвыводные круглые светодиоды от Cree серии С503 с минимальным углом свечения 15° характеризуются силой света 11-40 кд, что примерно в 10 тыс. раз больше, чем у советского АЛ307. Светодиоды с такой яркостью, измеренной при токе в 20 мА, поистине заслуживают звания High Brightness.

Всем известные четырёхвыводные P4-пиранья, от компании Cree, обладают световым потоком в 5–8 лм (I=70 мА) с углом свечения 40-120°. Несколько лет назад это считалось огромным достижением. Размещенные в квадратном корпусе со встроенной линзой и, благодаря устойчивости к вибрации, они до сих пор находят применение.

Семейство PLCC является самым многочисленным из группы сверхярких светодиодов от Cree и насчитывает более 20 моделей. Весь модельный ряд предназначен для поверхностного монтажа и отличается высокими цветовыми характеристиками (разнообразием бинов). В самой яркой модели (однокристальный белый PLCC-4) световой поток равен 7 лм при номинальном токе 30 мА. За рубежом PLCC часто используются в архитектурном освещении.

Белые яркие SMD светодиоды от Samsung серии 541 с углом рассеивания 120° способны произвести до 38 лм при токе 65 мА. Не отстаёт от них и продукция Lumileds. Например, линейка Luxeon 3030 выделяется световым потоком 72–109 лм, в зависимости от цветовой температуры. Стоит учесть, что столь высокие значения светоотдачи Luxeon 3030 измерены на токе 120 мА.

Отличия от SMD лент

Сами шнурки помимо расцветки отличаются как диаметром, так и исполнением.

Гибкие материалы: Гибкий светодиодный неон купить в Москве

Самый ходовой размер — 2,3мм. Он относится ко второму поколению.

Сюда же входят диаметры: 1,4мм-2,3мм-3,2мм-5мм.

Причем покупать большего размера не всегда имеет смысл. Правило чем толще, тем ярче — здесь не работает. В основном светится именно центральная часть шнура.

Кроме того, у большего диаметра будет меньший радиус изгиба и согнуть 5мм шнур, вы не сможете таким же образом, как 2-х миллиметровый.

Неон третьего поколения выпускается размером 2,6мм.

Срок службы у такого люминесцентного шнура, такой же как и у энергосберегающих люминесцентных ламп — 8-10тыс часов.

Здесь все ограничено временем деградации люминофора. Именно он возбуждается от высокочастотного напряжения и издает равномерное свечение по всей длине.

Когда подходит срок его службы, то свечение начинает выглядеть примерно следующим образом.

Специальные рассеиватели конечно же помогают, но они уменьшают яркость.

Еще одно преимущество el шнура его гибкость. Его можно гнуть в любом направлении, под любым углом. Можете даже узлом завязывать.

Для светодиодных лент, чтобы сделать поворот на 45 или 90 градусов, приходится использовать переходники-коннекторы или специальные соединители.

Если же начать ее изгибать как захочется, то можно повредить токовые дорожки.

В целом, холодный неоновый свет выгодно применять именно там, где у светодиодной ленты имеются некоторые проблемы — на улице, на подвижных объектах, фигурах произвольной формы.

Но самое главное не забывайте, что это всего лишь декоративная подсветка, обозначающая контуры, поэтому не ждите от нее полноценного освещения.

Самый яркий провод диаметром 3,2мм (без юбки и любой длины) — здесь.

El шнур с юбкой — здесь.

Разновидности светоизлучающих диодов

В основе работы LED-приборов лежит процесс пропускания фотонов через полупроводниковый кристаллик. Именно от применяемого материала зависит цвет возникающего свечения. Совсем не светофильтры делают свечение красным или синим.

Увеличения интенсивности светового излучения добиваются с помощью специальных присадок или способом создания нескольких слоев — внутрь помещают нитрид алюминия.

Цвет свечения светодиодов зависит от материала кристалла

Светодиоды делят на две группы по способу применения:

Индикация и декорация. К этой категории относятся цветные светодиоды. Их помещают в просвечивающийся корпус. Для управления техникой на расстоянии применяют модели с инфракрасными индикаторами.
Освещение. В этом случае используют LED-источники белого свечения. Соответственно потребностям подбирают теплые или холодные оттенки.

По способу монтажа выделяют осветительные светодиоды:

SMD. При такой модификации кристаллик расположен на специальной подложке, которая помещается в корпус. Контакты соединяются. При поломке одного кристаллика его заменяют, восстанавливая работу всей системы.

ОСВ. В таком устройстве множество кристаллов размещены на одной плате. Все они покрытых люминофором. Степень свечения таких ламп высокая, а производство недорогое. Систему придется заменить полностью даже при выходе из строя всего одного светодиода.

Экономичное и надежное освещение

Лампы светодиодные на 12 вольт переменного напряжения являются отличным выбором для обеспечения экономичного и надежного освещения. Они обладают рядом преимуществ, которые делают их популярным решением как для домашнего, так и для коммерческого использования.

Энергоэффективность

Одним из основных преимуществ светодиодных ламп является их энергоэффективность. Они потребляют значительно меньше энергии, чем традиционные галогенные или энергосберегающие лампы. Это позволяет существенно снизить затраты на электроэнергию и сделать освещение более экологичным.

Длительный срок службы

Светодиодные лампы также отличаются длительным сроком службы. Они способны работать значительно дольше, чем традиционные лампы, без потери качества света. Это позволяет снизить затраты на замену ламп и обслуживание освещения.

Надежность

Светодиодные лампы также обладают высокой надежностью. Они устойчивы к внешним воздействиям, таким как вибрации и удары, и не требуют специального обслуживания. Благодаря этим свойствам, светодиодные лампы могут использоваться в самых разных условиях и применениях.

Разнообразие дизайна

Светодиодные лампы на 12 вольт переменного напряжения предлагают широкий выбор дизайна и форм фонарей. Они могут использоваться для создания разнообразных эффектов освещения, а также для подсветки различных объектов и элементов интерьера.

Удобство использования

Светодиодные лампы на 12 вольт переменного напряжения также отличаются удобством использования. Они не требуют специальных предварительных настроек и могут быть подключены к стандартным источникам питания. Кроме того, светодиодные лампы не нагреваются во время работы, что делает их безопасными прикасаться.

Преимущества ламп светодиодных на 12 В переменного напряжения:
Энергоэффективность; Длительный срок службы; Надежность; Разнообразие дизайна; Удобство использования.

Особенности монтажа

Важными условиями работы ультраярких светодиодов являются:

правильное соблюдение полярности при подключении;
обеспечение качественного теплоотведения.

Монтаж производится на специальные теплоотводящие основания. Они способны проводить электричество (чаще всего, изготовлены из металла), поэтому во время монтажных работ надо сразу обеспечивать качественную изоляцию. Кроме этого, необходимо действовать аккуратно, поскольку сверхяркие светильники довольно хрупкие

Если к ним отнестись без осторожности, можно сломать или вывести конструкцию из строя

В остальном монтажные работы ничем не отличаются от обычных. При пайке рекомендуется использовать теплоотвод или ограничить время прикосновения паяльника к контактам до 10 секунд (не более).

Сфера использования

Сейчас сверхяркие диоды используются широко в промышленной сфере, рекламной, бытовой и в качестве подсветки на различных транспортных средствах. Касательно бытовой — речь идет о свечении LCD техники и других объектов. Также наиболее известный пример использования данного изделия – светофор. Светодиоды сверхяркие – для авто самый востребованный источник света.

Даже с имеющимися недостатками достаточно правильного монтажа, способного снизить минусы до минимума. Как понятно, используется данный продукт довольно много и часто, поэтому приходится говорить о его незаменимости. Такой диод с легкостью создаст нужный уровень света в доме или на улице. Главное, правильно подобрать модель.

Преимущества

За небольшое количество времени сверхяркие и другие диоды стали довольно популярными и востребованными в различных сферах. Причина же скрывается именно в преимуществах, которые сейчас рассмотрим.

Изделия энергоэффективные. Среди всех имеющихся источников света данный вид считается максимально экономичным. Как правило, использование диодов позволяет снизить запросы на электричество до 80 %. Светодиод сверхяркий белый потребляет больше всего по сравнению с остальными.
Продукт способен долго работать, не требуя особенного обслуживания или профилактического осмотра.
Диод не сильно избирателен, что касается температурного режима. Поэтому использовать его можно в любых условиях.
Если необходим источник света, который защищен от попадания влаги и способен выдерживать удары, то среди сверхярких диодов есть такие модели.
При работе изделие не нагревается. Единственное, за чем необходимо следить – блок питания. Именно он принимает всю нагрузку на себя и нагревается.

Светодиоды High-Brightness

Сверхъяркие светодиоды Cree составляют вторую крупную группу – High-Brightness, представители которой отличаются малой величиной тока от 20 до 70 мА. В группе выделяют 4 линейки светодиодов, которые отличаются вариантом исполнения. Благодаря такой унификации производителям удаётся конструировать конструкции разного форм-фактора и назначения.

PLCC

Линейка PLCC от компании Cree состоит из светодиодов, предназначенных для поверхностного монтажа. Независимо от цвета свечения их собирают на одном или нескольких кристаллах. В линейке представлен большой ассортимент светоизлучающих SMD диодов разных цветов и размеров. Среди новинок стоит выделить RGB диод CLYBA-FKA в корпусе PLCC-6, которые применяют в формировании табло с бегущей строкой.

P4

Следующий представитель сверхъярких светодиодов – SuperFlux, более известный под названием «Пиранья». Корпус из эпоксидного компаунда квадратной формы с вогнутой, выпуклой или овальной линзой равномерно распределяет световой поток под заданным углом рассеивания. Четыре металлических вывода гарантируют надёжность крепления в условиях повышенной вибрации. LED P4 от Cree устанавливают в прожекторах, сигнальных огнях авто и пр.

Круглые

Новое поколение круглых слаботочных светодиодов от Cree обеспечивает превосходное свечение. Их корпус выполнен из оптической эпоксидной смолы диаметром 5 мм. Потребляемый ток составляет всего 20 мА. Цветные круглые светодиоды имеют несколько модификаций, различных по силе света и углу свечения. Белые C535A-WJN и C503D-WAN выпускаются без стопперов, остальные модели оснащены ограничителями на выводах.

Овальные

Производство овальных светодиодов ориентировано на создание LED-экранов больших габаритов, что востребовано при создании рекламных щитов во всем мире. Овальные светодиоды Cree отличаются размером корпуса в 4 мм. Их уникальная конструкция позволяет излучать свет в двух направлениях: по оси X и по оси Y, что отображено в технических характеристиках. Наравне с круглыми аналогами они рассчитаны на ток 20 мА, устойчивы к солнечному свету, перепаду температур и влажности. Овальные светодиоды имеют меньшую силу света из-за большого угла рассеивания.

Американская компания Cree более чем на три четверти обеспечивает мировую потребность в карбиде кремния, пригодном для производства полупроводников, в том числе и светодиодов. Имея полный производственный цикл от выращивания кристаллов до создания светильников, корпорация прямо или косвенно участвует в техническом перевооружении осветительных систем многих предприятий мира.

Снижение себестоимости мощных светодиодов и уменьшение промежутка между разработкой и серийным выпуском – два неоспоримых факта, подтверждающих надёжность сотрудничества с Cree. Компания работает в соответствии с директивой RoHS, которая ограничивает содержание вредных веществ в продукции, поставляемой на рынок.

Читайте так же

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

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

Откуда берутся дешевые одноразовые «поделки»

Как ни парадоксально — в наличии большого количества предложений дешевых ширпотребных светодиодных светильников виноват сам Заказчик, ведь основным критерием выбора для Заказчика является Стоимость.

Ситуация повторяется, как это было ранее с : если есть спрос на дешевую продукцию, производители из Поднебесной обеспечат и предложение! Поскольку на ввоз из Китая ни у кого нет монополии, конкуренты начинают требовать у производителей постоянного, от партии к партии, снижения закупочных цен, чтобы просто забить конкурентов на рынке низкой ценой. Однако всему есть разумные пределы и постоянное снижение стоимости изделий при сохранении всех основных характеристик просто невозможно. Вот и начинается игра на снижение эксплуатационных характеристик, надежности и т.п. — лишь бы продать осветительное оборудование, поставив минимальный срок гарантии. И это при том, что для светодиодов анонсируются сумасшедшие сроки наработки — от 50 до 100 тыс. часов.

Технические хаpaктеристики светодиодов

Led CREE делятся на мощные (XLamp) и сверхъяркие. Первая группа с полусферической линзой с высотой 3,02 мм в быту используется для освещения небольших помещений. Корпус керамический, подложка изолирована от кристалла. Основная особенность – необходимость в источнике питания с большим выходным током.

CREE XML классифицируются по бинам светового потока. Бин Т6 – от 260 лм, бин U2 – от 280 лм при токе 700 мА и напряжении 2,9 В.

CREE XM-L U2

У светодиодов с бином U2 зеленая подложка с размером 5х5 мм и высотой 2,1 мм, падение напряжения 2,85, 3,05 или 3,3 В. При мощности 2 Вт и рабочей температуре -40-+85оС ток 700 мА.

При выборе светодиода необходимо учесть, что U2 пpaктически не отличается от U3, завышение цены не оправдано.

CREE XM-L T6

У светодиода с бином T6 с мощностью 2 Вт при 700 мА и падении напряжения составляет 2,9 В. При 1500 мА вольтаж на диоде снижается на 3,1 В, при 3000 мА – на 3,35 В. Температура на переходе p-n 150оС.

Светодиоды XML с бином T6 рассчитаны на срок службы 40 тыс. часов.