0

Светодиоды и их характеристики

Содержание

Как проводится классификация светодиодных ламп?

Маркировка светодиодных ламп проводится для ее стандартизации и вывода параметров источника LED-освещения для потребителей, чтобы проще было понять, какую именно лампу нужно купить. С каждым днем все больше желающих перейти на светодиодное освещение, причины такой заинтересованности понятны: длительность беспрерывной эксплуатации, высокая энергетическая эффективность, скорость реакции устройства на отключение электричества, стойкость к механическим воздействиям, невысокая рабочая температура, стойкость к перепадам напряжения.

При этом эксперты отмечают, что еще недостаточно хорошо изучен вопрос о воздействии светодиодного излучения на зрение, к минусам источника этого света можно отнести потерю яркости свечения после отработки 80% своего временного ресурса.

Светодиодные лампы

Классификация параметров LED-источника освещения до потребителя доносится маркировкой изделия на упаковке:

  • назначение лампы;
  • тип устройства источника света;
  • тип цоколя.

Кроме этих основных параметров существуют и другие факторы, влияющие на классификацию лампы. Потребителю важно, какая маркировка выносится на упаковку и что она обозначает.

Как маркируется LED-устройство?

Маркировка светодиодных ламп, расшифровка которых показывает потребителю этого изделия его технические параметры, выполняется по следующим стандартам:

  1. Указание мощности светодиодного источника света, это может быть 10 W, 25 W.
  2. Длительность беспрерывного периода эксплуатации, обычно пишется около 50 000 часов, но разные производители могут устанавливать собственный срок эксплуатации в соответствии с возможностями LED-устройства.
  3. Литерная маркировка «А», «А+» или «А++» показывает степень энергетической экономии источника света.
  4. Литерное и цифровое обозначение вида «А55» указывает на то, что у лампы стандартная колба, другого вида сочетания букв и цифр указывают на возможные ее вариации: зеркального вида, в форме свечи, матовая колба, другие формы.

Буквенное обозначение на LED-изделиях

  1. Тип цоколя у источника освещения.
  2. Цветовое воздействие для правильного выбора свечения лампы.
  3. Яркость лампы, сила светового потока.
  4. Качество передачи цвета.
  5. Технические возможности работы источника света, например, область рабочего напряжения 150–240 вольт, частота сети 50/60 герц.
  6. На упаковке указываются и пределы допустимых эксплуатационных температур светодиодного изделия освещения, обычно это от –40 до +40 °C.

Когда покупатель правильно оценивает возможности источника освещения по его параметрам, указанным в маркировке, тогда его приобретение будет служить ему дольше.

Выбор по назначению

Когда лампа выбирается по назначению: для дома, уличные светильники, освещение склада – во всех случаях обращают внимание на то, как выполнена маркировка ламп, характеризующая ее возможности и технические параметры.

В квартирах и частных домах часто применяются источники LED-освещения с цоколем E27, или же Е14. Часто светодиодное освещение применяется как подсветка определенных зон пространства в дополнение к основному источнику света. Широкое применение из-за конструктивных особенностей и возможностей светового потока получили LED-источники в уличном освещении частной территории, в подсветке архитектурных объектов, а также для эффективного восприятия ландшафтного дизайна в темное время суток.

Применение LED-источников света

Конструктивные особенности

Производители делают обозначение ламп по конструктивным особенностям и подразделяют их на следующие виды:

  • изделия общего применения: частные дома, квартиры, офисы;
  • LED-источники освещения прожекторного исполнения, применяемые в качестве уличного освещения, для подсветки монументов, ландшафта загородного дома;
  • линейные изделия, которые могут пойти на замену люминесцентных ламп по конструкции исполнения, с поворотным цоколем и трубчатой колбой.

Выбор по цоколю

Светодиодное техническое устройство, исходя из назначения, изготавливается с разного вида цоколем. Наиболее часто встречающиеся в продаже и востребованные населением – LED-лампы со стандартным видом цоколя и литерным обозначением «Е», что характеризует резьбовое соединение с патроном. Стоящая рядом с литерой цифра определяет диаметр резьбового соединения, стандартный – Е27, который отлично подходит для замены источников освещения с нитью накаливания в таких светильниках как люстры, бра, настольные лампы. Для соединения «миньон» диаметр соединений меньший, чем у стандартного вида – Е14.

В освещении территории загородного дома в прожекторных устройствах применяются светодиодные источники освещения с цоколем Е40, и, соответственно, сама колба лампы больше.

Прожекторные LED-лампы

Соединение, маркируемое литерой «G» и «U», показывает, что это двухштырьковый цоколь с утолщением: «G» говорит о наличии штырькового соединения, а литера «U» об имеющихся утолщениях на кончиках штырьков. Этот вид соединения светодиодного источника аналогичен стартерному включению в люминесцентных лампах, обозначение «GU10» расшифровывается как двухштырьковое с расстоянием между штырьками в 10 миллиметров и имеющее утолщение по концам соединения. Такие лампы часто устанавливаются в потолочных светильниках.

Потолочные LED-светильники

Производители светодиодных ламп для замены галогеновых источников света выпускают LED-лампы маркировки «GU5.3», они отлично подходят к светильникам точечного освещения пространства.

В линейных изделиях применяется цоколь маркировки «G», который показывает, что он штырьковый, а цифра, стоящая рядом, говорит о расстоянии между ними. Трубчатого вида колба и соединение «G13» дает возможность устанавливать светодиодное освещение вместо люминесцентных ламп.

В современном дизайне помещений и предметах мебельного гарнитура возможно использование подсветки накладными LED-светильниками. Для этих целей, а также для подсветки потолочного покрытия выпускается соединение «GX53».

Таблица обозначения цоколя

Выбор по параметрам светоотдачи и цветопередачи

При правильной организации освещения помещения большое значение имеет комплексность освещения пространства и правильная передача цвета освещаемого объекта. Это зависит от силы светового потока и цветопередачи изделия.

Выбирая нужный источник освещения, потребитель обращает внимание на типы колб ламп, а также на обозначение цветовой передачи лампы «Ra». Этот показатель дает понимание о способности источника освещения правильно передать натуральный цвет освещаемого объекта. В качестве эталонной величины экспертами принимается солнечный свет – 100 Ra, а LED-источники освещения имеют параметры 90 Ra. Справедливости ради надо отметить, что источники света с нитью накаливания имеют также 90 Ra, но они не настолько эффективны в других показателях.

По световому потоку

Световой поток LED-источника освещения измеряется в люменах, этот параметр важен, он показывает мощность свечения. Кроме этого световой поток характеризуется высокой эффективностью, другими словами, отношением мощности свечения (люмен) к потребляемой мощности LED-устройства (ватт), это лм/Вт, что показывает, насколько выбранная модель лампы экономична.

Для сравнения светимости LED-источников с лампами, имеющими нить накаливания, есть специальные таблицы. Источник света мощностью в 40 ватт создает световой поток в 400 люмен. Производители на упаковке указывают мощность светового потока, у светодиодных ламп этот показатель в разы выше, чем у простой лампы. Выбирая лампу по этим параметрам, необходимо принимать во внимание, что светодиодный источник света уменьшает свою яркость свечения, когда время его эксплуатации вырабатывается.

Значение цветовой температуры

В отличие от простой лампы с нитью накаливания, которая имеет единственный цвет – желтый, LED-источники освещения могут передавать большой спектр цветовой гаммы. Когда строится шкала цветопередачи, в основу берется цвет разгоряченного металла, а за единицу измерения принимаются кельвины. По температуре цвета дневной свет экспертами приравнивается к температуре в пределах 4 000-6 000 градусов по кельвину, а металл, который раскалили – к 2 700 градусов К.

Цвета с температурой больше 6 500 градусов К специалисты относят к холодному свечению с голубоватым оттенком. Выбирая домой лампу, надо всегда принимать во внимание эти параметры, так как при разном освещении пространства по-разному могут отображаться предметы обстановки квартиры, что влияет на чувствительность глаз.

Таблицы соотношения цвета и температуры

Световое распределение и регулируемые лампы

Преимущество светодиодов перед обычными источниками света в том, что они могут создавать направленное освещение, иными словами, светят перед собой. Эта способность хорошо применяется в лампах для ночников, в зональном освещении квартиры.

Для того чтобы добиться равномерного освещения пространства, LED-лампы комплектуются рассеивателем или установкой в лампе светодиодов под разным углом. Световой поток с применением этих способов может распространяться на 60 или 120 градусов.

Аналогично лампам с нитью накаливания светодиодные лампы можно регулировать, для этого нужен диммер, специальный регулятор. В сравнении с люминесцентными экономными лампами это преимущество, так как у тех нет такой возможности. Используя регулятор в помещении, добиваются комфортного освещения. Надо отметить, что такой возможностью обладают не все лампы этого вида, необходимо обращать внимание на маркировку на упаковке.

Выбор по мощности и рабочему напряжению

Каждый покупатель электрической лампочки изначально обращает внимание на мощность изделия и рабочее напряжение. Параметр потребляемой мощности играет значительную роль в потреблении электрической энергии и в квартире, и в уличном освещении.

Рабочее напряжение для светодиодной лампы – важный показатель, обычно это 12 вольт постоянного напряжения, его обеспечивает драйвер при помощи преобразования 220 вольт и переменного тока в нужные параметры. Благодаря драйверу лампы этого типа работают от сети 220 вольт. Параметр питания светодиодного источника может быть разный – от 12 до 24 вольт, а также ток может быть переменным или постоянным. Все данные указываются на маркировке изделия.

Нюансы при выборе светодиодного источника освещения

Специалисты не рекомендуют устанавливать LED-источники освещения в детских комнатах, они имеют даже при теплом свете оттенки синего, что тонизирует поведение детей. Всегда обращайте внимание, выбирая лампу, на маркировку соединения, оно должно быть таким же, как на патроне.

К сожалению, достаточно часто изготовители светодиодных ламп завышают срок гарантийной эксплуатации. Поменять лампу можно по чеку из магазина. Также надо вернуть обратно лампу, имеющую пульсацию в свечении, даже малозаметная, она может навредить зрению. Проверяется это просто – надо камеру вашего смартфона навести на источник света, если появится мигание, значит, есть пульсация.

Хороший производитель светодиодных ламп всегда на упаковке оставляет свои контакты, если таких нет, то надо отказаться от приобретения данного изделия.

Индикаторные LED

Индикаторные светодиоды, в свою очередь, можно разбить на несколько групп.

Светодиоды этого типа представляют собой светоизлучающий кристалл в выводном корпусе, часто с выпуклой линзой. Типы корпусов: цилиндрические, диаметром 3, 4, 5, 8, 10… мм, и прямоугольные.

Выпускаются в очень широком диапазоне цветов – вплоть до ИК и УФ диапазонов. Могут быть как одноцветными, так и многоцветными (когда в одном корпусе сосредоточено несколько кристаллов разных цветов), — например, RGB.

Одним из недостатков этих LED можно отметить невысокий угол рассеяния светового потока: обычно не более 60⁰.

Super Flux “Piranha”

Конструктивно светодиоды Пиранья представляют собой сверхъяркие светодиоды в прямоугольном корпусе с четырьмя выводами. Такая конструкция позволяет надежно закрепить светодиод на плате.

Доступные разновидности: красный, зеленый, синий и три белых (различаются температурой свечения). Выпускаются в корпусах с линзой (3 и 5 мм) и без нее. Угол рассеяния варьируется в пределах от 40⁰ до 120⁰.

Область применения Piranha – подсветка автомобильных приборов, дневных ходовых огней, рекламных вывесок и т.д.

Straw Hat

Наряду с Piranha, большим углом рассеяния светового потока обладают светодиоды типа Straw Hat («соломенная шляпа»). Внешне они напоминают обычные цилиндрические двухвыводныне LED, но с меньшей высотой и увеличенным радиусом линзы, за что и получили свое название.

Излучающий кристалл в этих светодиодах расположен ближе к передней стенке линзы (не забудьте почитать про назначение линзы для светодиода), благодаря чему достигается угол рассеяния порядка 100-140⁰.

Выпускаются красные, синие, зеленые, желтые и белые LED. Благодаря способности создавать ненаправленное излучение, могут использоваться в декоративных целях, в качестве замены ламп аварийной тревоги и других местах, где требуется равномерная подсветка с низким энергопотреблением.

Кроме выводных LED, выпускаются светодиоды типа SMD. Сюда следует отнести сверхъяркие цветные и белые светодиоды мощностью около 0.1 Вт в корпусе для поверхностного монтажа. Размеры корпусов обычно стандартные для любых элементов типа SMD: 0603, 0805, 1210 и т.д., где маркировка обозначает длину и ширину в сотых долях дюйма или в миллиметрах. При этом существуют как разновидности с выпуклой линзой, так и без нее.

Благодаря простоте монтажа, на основе этих LED выпускаются светодиодные ленты. Например, широкую известность в этой области приобрел светодиод Cree SMD 3528.

Осветительные LED

Эти светодиоды применяются при освещении помещений и улиц в составе фонарей, автомобильных фар, светодиодных лент и т.д. В связи с этим обладают большой мощностью, высокой интенсивностью излучения, и выпускаются только в белом цвете в корпусах для поверхностного монтажа.

Обычно производятся две разновидности, различающиеся цветовой температурой: cool white (холодный белый) и warm white (теплый белый).

Поскольку кристаллов, излучающих белый свет, в природе не существует, при производстве осветительных светодиодов прибегают к различным технологиям смешения трех базовых цветов (RGB). От способа их сложения зависит цветовая температура получаемого белого света.

Одним из способов получения белого свечения является покрытие излучающего кристалла тремя слоями люминофора, причем каждый слой отвечает за свой базовый цвет. Другой метод состоит в нанесении двух слоев люминофора на кристалл голубого цвета.

Осветительные SMD LED

Большинство осветительных светодиодов также выпускаются в корпусах SMD. В отличие от индикаторных, характеризуются большей мощностью и производятся только в белом цвете.

Стоит отметить, что некоторые осветительные LED небольшой мощности, например упомянутые выше SMD 3528, могут использоваться в качестве индикаторных, поэтому здесь разделение на типы довольно условное.

Основная область применения SMD – светодиодные ленты и лампы, переносные фонари, фары автотранспорта. При этом они дают довольно направленное излучение (порядка 100⁰-130⁰), поэтому при освещении больших территорий приходится использовать большое количество этих LED для равномерной засветки площади.

Конструктивно осветительные SMD представляют собой покрытый люминофором излучающий кристалл на теплоотводящей подложке, обычно медной или алюминиевой. Встречаются как разновидности с линзой, так и без нее.

Большое распространение получили светодиоды типа COB (Chip On Board, чип на плате). По сути, это интеграция большого количества (обычно несколько десятков) кристаллов SMD в одном корпусе, которые потом покрываются люминофором.

На картинке вверху показаны для сравнения Cree SMD 5050 (слева) и COB – матрица из 36 чипов (справа).

COB используются только для освещения. Их световой поток на порядок больше, чем у одиночных SMD. Однако следует учесть, что эти светодиоды не подойдут для создания узконаправленного излучения ввиду большого угла рассеяния светового потока. При этом создать абсолютно ненаправленное излучение тоже не получится – угол рассеяния светодиодов менее 180⁰.

Замечено, что некоторым людям неприятен спектр свечения светодиодов типа SMD или COB. Кроме того, недостаточное количество светодиодов при засветке больших площадей приводит к тому, что освещенность носит дискретный характер, то есть сильно освещенные участки чередуются со слабо освещенными. Это нужно учитывать при выборе осветительных LED.

Filament LED

Этот тип светодиодов также используется пока только для освещения. Широкое распространение получили в качестве декоративной подсветки помещений. Спектр свечения, в отличие от SMD и COB, гораздо приятнее человеческому глазу и напоминает свет лампы накаливания. При этом сохраняются все присущие LED достоинства: низкое энергопотребление и долгий срок службы.

В этом ролике демонстрируется сравнение декоративной лампы накаливания мощностью 40 Вт и лампы Filament на 4 Вт:

Здесь видно, что при мощности в 10 раз меньше, световой поток, отдаваемый лампой Filament, в 3-4 раза больше.

В то же время КПД Filament даже выше, чем у тех же SMD, — при одинаковой мощности первые позволяют получить большую освещенность. Это достигается за счет технологии COG (Chip On Glass, чип на стекле), при которой светоизлучающие кристаллы устанавливаются на стеклянную подложку, а затем покрываются люминофором.

Сама подложка имеет цилиндрическую форму, что позволяет получить угол рассеяния светового потока 360⁰. То есть такие LED очень хороши при создании ненаправленного излучения.

Лазерные диоды

И напоследок еще об одном типе, который нельзя отнести ни к индикаторным, ни к осветительным LED, – лазерный диод. Собственно, светодиодом его можно считать с натяжкой, поскольку по технологии производства он не имеет ничего общего с обычными LED.

Лазерные диоды представляют собой особым образом обработанные полупроводниковые кристаллы, которые при подаче напряжения генерируют очень узкий пучок света. При этом образцы нового поколения позволяют получить угол расхождения луча в пределах 5-10⁰. Встречаются как модели, работающие в видимом диапазоне, так и вне его (УФ и ИК).

Широкое применение эти диоды нашли в лазерных указках, целеуказателях, DVD-приводах, оптических компьютерных мышах, линиях оптоволоконной связи.

Четко классифицировать все многообразие светодиодов достаточно сложно, поскольку редко те или иные LED производятся для каких-то конкретных целей. Тем не менее, основные направления их применения, — индикация и освещение, — пока остаются прежними, и приведенная здесь классификация подойдет для создания общего представления о видах светодиодов.

Условно все светодиоды можно разделить на две большие группы:

  • осветительные
  • индикаторные

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

К ним можно отнести 4 популярных вида:

  • SMD
  • COB
  • Filament
  • PCB STAR

К индикаторным относится dip светодиоды. Рассмотрим сперва их.

DIP светодиоды

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

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

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

  • в устройствах индикации
  • в панелях электронных приборов
  • световых табло
  • или елочных украшениях

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

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

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

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

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

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

Вот таблицы с основными техническими характеристиками (сила света, рабочее напряжение, сила тока, угол свечения, цена) для индикаторных светодиодов DIP разных типоразмеров. А также расшифровка маркировки их названий и обозначений (для просмотра нажмите на соответствующую вкладку): Круглые 3ммКруглые 5ммКруглые 8ммКруглые 10ммПрямоугольныеКвадратныеОвальныеЦилиндрические

SMD светодиоды

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

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

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

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

  • типоразмерами
  • мощностью
  • напряжением питания

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

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

  • малая стоимость
  • высокая надежность
  • продолжительный срок службы
  • ну а самое главное – высокая светоотдача

Именно SMD вид используется в большинстве светодиодных лампочек и светильников.

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

SMD 2835SMD 3528SMD 5050SMD 5730

COB светодиоды

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

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

По-другому их называют светодиодными матрицами. Их достоинства:

  • легкость монтажа
  • хороший световой поток
  • высокий CRI
  • разнообразная форма сборки светодиодов

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

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

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

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

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

Кстати, это основная причина выхода из строя светодиодных прожекторов.

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

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

Есть у COB светодиодов и другие недостатки:

  • высокая цена
  • светоотдача и срок службы меньше чем у SMD видов

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

Таблицы технических характеристик COB светодиодов:

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

И матриц:

Матрица 50ВтМатрица 150ВтМатрица 10Вт

Filament светодиоды

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Виды светодиодов по назначению

С тем, какими бывают светодиоды, стоит разобраться подробнее. Подобные изделия принято делить на две большие группы: осветительные и индикаторные. Каждый вид имеет свои преимущества и возможную область использования. Предлагаем ознакомиться с каждой группой более детально, чтобы лучше разбираться в широком ассортименте светодиодных изделий.

Светодиоды бывают разными

Индикаторные светодиоды: отличительные особенности

Индикаторные устройства благодаря своим характеристикам широко используются при выполнении цветовой индикации. Их используют для подсветки приборных панелей, дисплеев, а также ряда других изделий. При сравнительно небольшой мощности (менее 0,2 Вт) индикаторные светодиоды демонстрирую умеренную яркость.

Для индикаторов характерна умеренная яркость

Их принято делить на:

  • DIP-светодиоды, состоящие из светоизлучающего кристалла, размещенного в цилиндрическом или прямоугольном корпусе. Позволяют реализовать широкий спектр цветового излучения. Бывают одно- и многоцветными. Обладают низким углом рассеивания;

DIP светодиоды реализуют широкий спектр излучения

  • Super Flux «Piranha». Сверхъяркие приборы с четырьмя выводами в прямоугольном корпусе. Подходит для крепления на плате. Выпускаются с различной температурой свечения в корпусах с линзой и без. Угол рассеивания зависит от модели и равен 40⁰-120⁰. Актуальны для транспорта и рекламных вывесок;

Super Flux «Piranha», используемые при оформлении рекламных вывесок

  • Straw Hat. Демонстрируют большой угол рассеяния (100-140⁰) за счет близкого расположения кристалла к передней стенки линзы. Похожи на обычные цилиндрические модели. Отличаются большим радиусом линзы и меньшей высотой;

Straw Hat внешне похож на DIP

  • SMD-светодиоды. Изделия со стандартным размером корпусов. Часто используются при изготовлении светодиодной ленты.

SMD светодиоды востребованы при изготовлении светодиодных лент

Осветительные светодиоды: отличительные особенности

Осветительные элементы входят в состав светодиодных ламп и лент, фар и других изделий, для которых важно обеспечить высокую интенсивность свечения. Обладают большой мощностью. Выпускаются в корпусах, допускающих поверхностный монтаж. Бывают только белого цвета (холодного или теплого). Выделяют:

  • Осветительные SMD LED. Наиболее распространенный тип с углом рассеивания 100⁰-130⁰. В процессе производства излучающий кристалл покрывается слоем люминоформа и монтируется на алюминиевой или медной подложке, обеспечивающей достаточный теплоотвод;

SMD LED монтируют на медную или алюминиевую подложку

  • COB-светодиоды, состоящие из большого количества кристаллов. Обладают большим углом рассеивания;

Матрица для COB

  • Filament LED. Часто используется как декоративная подсветка. Имеют меньший КПД, чем SMD.

Filament LED – подходящее решение для подсветки

Плюсы и минусы осветительных светодиодов

К основным преимуществам осветительных светодиодов следует отнести:

  • энергосбережение, позволяющее сократить расходы на электричество;
  • различное цветовое свечение;
  • доступность выбора цветовой температуры;
  • различный угол pacceивaния света, позволяющий подобрать подходящий вариант для любого помещения;
  • небольшой кoэффициент пульcaции.

Светодиодное освещение может быть с различным цветовым свечением

Из недостатков следует отметить старение, сравнительно невысокий срок службы и нагрев.

Со временем интенсивность свечения уменьшиться

Основные характеристики светодиодов

При выборе светодиодной лампы следует обращать внимание на параметры светодиодов. От этого будет зависеть возможность использования изделия в конкретных условиях эксплуатации и обеспечения требуемого уровня освещенности помещения. Внимание стоит уделить мощности, напряжению, рабочему току, светоотдаче, температуре свечения, а также ряду других параметров.

Характеристики выбираемой лампы следует узнать заранее

Сила тока на кристалле

Основная масса светодиодов рассчитана на ток потребления 0,02 А. Однако производители предлагают изделия, состоящие из четырех кристаллов, помещенных в один корпус. Благодаря такому конструктивному исполнению изделия рассчитаны на 0,08 А, складывающихся из 0,02 А, потребляемых каждым кристаллом.

Величина тока светодиода оказывает влияние на стабильность работы прибора. При незначительном увеличении данного параметра снижается интенсивность излучения и увеличивается цветовая температура. Об этом свидетельствует характерный синий отлив и преждевременный выход из строя.

Внимание! При значительном скачке силы тока светодиод перегорает сразу.

Для ограничения величины сила тока LED-ламп и светильники комплектуются стабилизаторами тока. При их наличии обеспечивается преобразование тока для достижения требуемого значения. Для подключения отдельного светодиода используется токоограничительный резистор, сопротивление которого рассчитывается с учетом характеристик подключаемого изделия.

Совет! Для правильного подбора резистора стоит воспользоваться онлайн-калькулятором, помогающим выполнить расчет требуемого сопротивления.

Сила тока не должна превышать предельного значения

Напряжение светодиодов

Для светодиодов напряжение питания неактуально. Важной характеристикой является величина падения напряжения на светодиоде, которая численно соответствует величине выходного напряжения изделия, после прохождения через него номинального тока. Характеристика указывается на упаковке. Зная данную величину, несложно рассчитать оставшееся на кристалле напряжение, которое учитывается при расчетах.

Производители предлагают светодиоды с различным напряжением, узнать которое можно по цвету свечения. Если кристалл белый, зеленый или синий – напряжение около 3 В. У красных и желтых изделий искомый параметр может находиться в диапазоне 1,8-2,4 В.

При параллельном подключении диодов следует тщательно контролировать характеристики каждого изделия. Даже незначительный скачок напряжения на 0,1 В станет причиной значительного увеличения величины силы тока. Как следствие, такой светодиод обязательно сгорит.

У желтых лент напряжение 1,8-2,4 В

Сопротивление диодов

Для диодов характерно наличие сопротивления двух видов: дифференциального и постоянному току. На прямом участке ВАХ дифференциальное сопротивление небольшое и меньше сопротивления постоянному току. На обратном – дифференциальное сопротивление стремиться к бесконечности и превосходит сопротивление постоянному току.

Расчет дифференциального сопротивления

Светоотдача, угол свечения: важные параметры

Традиционно, сравнивая световой поток от различных источников, учитывают характеристики создаваемого излучения. Светодиод диаметром 5 мм способен стать источником света в 1-5 Лм (характеристики сверхярких светодиодов выше), хотя лампа накаливания мощностью 100 Вт создаст световой поток в 1000 Лм. Производить сравнение подобным образом некорректно, так как свет от обычной лампы будет рассеянным, а от диода – направленным. Чтобы сопоставить характеристики названных источников света, следует обратить внимание на угол рассеивания диодов.

Светоотдача зависит от типа лампы

У светодиодов угол рассеивания может колебаться в пределах 20-120 градусов. Благодаря конструктивному исполнению светодиоды формируют более яркий свет в центре, снижая степень освещенности к краям угла рассеивания. Благодаря этому удается обеспечить желаемый уровень освещенности помещения при меньшем значении потребляемой мощности. Для увеличения площади освещенности светильники комплектуются рассеивающими линзами.

Угол рассеивания у светодиодных ламп небольшой

Мощность светодиодных ламп: сравниваем с лампой накаливания

Решив заменить устаревшие лампы накаливания на светодиодные, не все четко представляют, изделия какой мощности стоит приобрести. Специалисты рекомендуют пользоваться поправочным коэффициентом К=8. Так, если для освещения комнаты использовалась лампа мощностью 100 Вт, добиться такого же уровня освещения можно путем установки светодиодного аналога мощностью минимум 100Вт/8=12,5 Вт. Чтобы узнать, какой лампе накаливания соответствует конкретный светодиод, можно воспользоваться следующей таблице:

Мощность светодиодных ламп, Вт
СветодиоднойНакаливания
325
540
7,5-860
1075
12-12,5100

При выборе и сравнении различных источников света следует обращать внимание на такую характеристику как эффективность. Ее численное значение определяют путем деления светового потока (Лм) на мощность (Вт). Так, для ламп накаливания данный показатель в среднем находится в диапазоне 10-12 Лм/Вт, а для светодиодных может достигать 130-140 Лм/Вт.

При одинаковом световом потоке мощность меньше

Цветовая температура – критерий, определяющий комфортность восприятия светового потока

Температуру свечения относят к категории важных характеристик. Ее единицей измерения являются градусы Кельвина (К). Деление производится в зависимости от температуры свечения.

Температура свечения бывает разной

Внимание! Комфортность восприятия конкретного источника света главным образом зависит от его цветовой температуры.

В маркировке светодиодных ламп обязательно присутствует значение цветовой температуры. Ей соответствует четырехзначное число, за которым следует буква К. При выборе LED-лампы следует ориентироваться на будущую область использования. Предлагаем ознакомиться с возможной областью использования светодиодной лампы в зависимости от ее цветовой температуры и цвета свечения:

Цветовая температура, КЦвет свеченияРекомендуемая область использования
2700-3500Белый ТеплыйБытовые и офисные помещения. Изделия, способные заменить лампу накаливания.
3500-5300Нейтральный (дневной)Рабочие места в производственных помещениях.
более 5300ХолодныйВ качестве уличного источника света и при изготовлении ручных фонарей.
1800КрасныйДекоративная и фито-подсветка.
7500Синий Фито-подсветка, интерьерная подсветка.
3300ЖелтыйИнтерьерная подсветка.

Цветовая температура светодиодов может быть выражена через волновую природу света. Нередко в маркировке светодиодных изделий цветовую температуру выражают через различную длину волн. Ее обозначают с помощью λ и выражают в нанометрах (нм).

Цвет свечения отражает волновую природу

Размер чипа: условное обозначение в маркировке

В маркировке светодиодного элемента зашифрован размер в виде четырехзначного числа, указываемого на плате. К числу самых популярных геометрических параметров прошлого следует отнести изделия 5050 и 3528. Им на смену пришли более яркие конкуренты 5630 и 5730.

В данном условном обозначении две первые цифры соответствуют длине чипа, а последующие – его ширине, выраженной в миллиметрах. Так, у 5730 длина чипа будет равна 57 мм, а его ширина – 30 мм. Различие в соотношении сторон обусловлено разным количеством кристаллов, входящих в состав светодиода. В диоде 3528 предусмотрен один, в 5050 – три. Такая характеристика светодиодов для фонариков определяет их конструктивные особенности.

Размер чипа содержится в маркировке

Размер кристалла – важный параметр

Размер кристалла оказывает непосредственное влияние на величину силы тока, который может через него проходить. Квадратные модели комплектуются обычными кристаллами на 1 или 2 W, имеющими стандартный размер 30mil или 45mil соответственно. В состав более мощных аналогов входят кристаллы на 10, 20, 30, 50 или 100W с геометрическими параметрами 24 mil на 24mil, 24 mil на 44mil либо 44 mil на 44mil. Маломощные модели могут формироваться из кристаллов различного размера. В их состав может входить 2-3 элемента, подключенных не только последовательно, но и параллельно.

SMD-светодиоды: типоразмеры и основные характеристики

Производители предлагают SMD-светодиоды различного типоразмера. Исходя из геометрических параметров, изделия принято делить на различные группы, в зависимости от цветовой температуры, яркости и мощности. Маркировка светодиодов включает их геометрические размеры: длину и ширину, выраженные в миллиметрах. Предлагаем познакомиться с наиболее популярными типоразмерами, чтобы лучше ориентироваться в предлагаемом производителями ассортименте.

Светодиоды бывают различного типоразмера

Основные параметры LED SMD 2835

Изучая технические характеристики SMD 2835, стоит обратить внимание на увеличенную площадь излучения. Модель, в отличие от SMD 3528 с круглой рабочей поверхностью, изготавливается прямоугольной формы. Такое конструктивное решение, несмотря на меньшую высоту (0,8 мм) элемента, обеспечивает большую светоотдачу. Он формирует световой поток, соответствующий 50 Лм.

SMD 2835 востребованы при изготовлении ламп

Благодаря тому, что для изготовления корпуса используется термостойкий полимер, изделие способно выдержать воздействие достаточно высокой температуры (до 240°С). После 3000 часов функционирования изделие демонстрирует деградацию излучения не более 5%. Он обладает низким тепловым сопротивлением перехода кристалл-подложка(4 С/Вт). Максимальная величина рабочего тока 0,18 А при температуре кристалла 130°С.

Цвет свечения может быть различным:

  • Теплым белым с температурой 4000 К;
  • Дневным белым эквивалентным 4800 К;
  • Чистым белым, находящимся в диапазоне 5000-5800 К
  • Холодным белым, соответствующим 6500-7500 К.

Цвет свечения оказывает непосредственное влияние на величину светового потока. Данный параметр SMD LED 2835 будет наибольшим у изделий с холодным белым свечением и минимальным – с теплым белым. Увеличенные контактные площадки модели способствуют более интенсивному отводу тепла.

Внимание! Характеристики светодиода 2835 делают возможным его использование при выполнении монтажных работ любого типа.

SMD 5050: характеристики светодиода

SMD 5050 предполагает размещение в одном корпусе размером 50 на 50 мм трех однотипных светодиодов. Технические характеристики используемых LED-источников красного, синего и зеленого цвета аналогичны кристаллам, устанавливаемым в SMD 3528. Каждый из трех светодиодов имеет рабочий ток 0,02 А при суммарном значении 0,06 А. Указанное значение является предельным. Превышение значения может стать причиной выхода прибора из строя.

У SMD 5050 грани одного размера

Приборы рассчитаны на прямое напряжение 3-3,3 В при светоотдаче (световом потоке) 18-21 Лм. Каждый кристалл имеет мощность 0,7 Вт, а суммарное значение равно 0,21 Вт. Прибор способен формировать свечение различного цвета от монотонного белого, зеленого, синего, желтого до многоцветного.

Конструктивное исполнение и характеристики светодиодов 5050 допускают отдельное управление каждым цветом благодаря близкому расположению элементов. Входящие в состав светильников контроллеры позволяют плавно регулировать цвет свечения путем плавного перехода от одного к другому через заданный промежуток времени. Нередко предусматриваются несколько режимов управления с возможностью регулирования яркости свечения.

Основные характеристики светодиодов SMD 5730

Современные изделия с геометрическими параметрами 5,7×3 мм. Благодаря своим стабильным характеристикам светодиоды SMD 5730 относятся к категории сверхъярких изделий. Для их изготовления используются новые материалы, благодаря чему они имеют повышенную мощность и высокоэффективный световой поток. SMD 5730 допускают эксплуатацию работать в условиях повышенной влажности. Они не боятся вибрации и температурных колебаний. Отличаются продолжительным сроком службы. Имеют угол рассеивания 120 градусов. После 3000 часов работы степень не превышает 1%.

Производители предлагают приборы двух видов: с мощностью 0,5 и 1 Вт. Первые маркируются SMD 5730-0,5, вторые – SMD 5730-1. Прибор может функционировать на импульсном токе. Для SMD 5730-0,5 номинальный ток равен 0,15 А, а при переходе на импульсный режим работы может достигать 0,18 А. Способен сформировать световой поток до 45 Лм.

SMD 5730 – внешний вид

Для SMD 5730-1 номинальный ток равен 0,35А, импульсный может достигать 0,8А при эффективности светоотдачи 110 Лм. Благодаря использованию в процессе производства термостойкого полимер, корпус прибора не боится воздействия достаточно высоких температур (до 250°С).

Cree: актуальные характеристики

Продукция американского производителя представлена в широком ассортименте. Серия Xlamp включает однокристальные и многокристальные изделия. Для первых характерно распределение излучения по краям прибора. Такое инновационное решение позволило наладить выпуск светильников с большим углом свечения при минимальном количестве кристаллов.

Серия XQ-E High Intensity является новейшей разработкой компании. Изделия обладают углом свечения 100-145 градусов. При сравнительно небольших геометрических параметрах 1,6 на 1,6 мм такие светодиоды имеют мощность 3 В при световом потоке 330 Лм. Характеристики светодиодов Cree на базе одного кристалла позволяют обеспечить качественную цветопередачу CRE 70-90.

Многокристальные LED-приборы имеют новейший тип питания 6-72 В. Их принято делить три группы в зависимости от мощности. Изделия до 4 Вт имеют 6 кристаллов и выпускаются в корпусах типа MX и ML. Характеристики светодиода XHP35 соответствуют мощность 13 Вт. Имеют угол рассеивания 120 градусов. Могут быть теплого или холодного белого цвета.

Cree – всегда отменное качество

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *