Светодиоды и их характеристики. История создания светодиода.

Светодиоды и их характеристики. История создания светодиода.

Она насчитывает всего чуть больше ста лет. Первое упоминание о свечении диода относится к 1907 году. Английский физик Генри Раунд заметил разноцветное излучение при течении электричества через соединения карбид кремния-металл. Такое явление получило название электролюминесценция.

Спустя почти двадцать лет в 1923 году российский ученый Олег Лосев проводил подобные эксперименты в Нижнем Новгороде. Физик обнаружил свечение на месте контакта карбида кремния и стальной проволоки. Лосев опубликовал результаты своих исследований, и обосновал, что электролюминесценция наблюдается именно на границе соприкосновения разнородных материалов. Теоретическую базу под открытие подвести не смогли, и дальнейшего развития оно не получило. Хотя Лосев предсказал использование электролюминесценции для создания маломощных и миниатюрных источников света. Физик даже придумал конструкцию светового реле, но дальше исследования не продолжились.

В 1961 году, еще через сорок лет, американские изобретатели Д. Р. Байард и Г. Питтман придумали технологию выпуска светодиодов из арсенида галлия. В 1962 году они получили патент, и начался промышленный выпуск. Однако, их led-элемент испускал инфракрасное излучение, то есть был не видим человеческому глазу.

Но в том же 1962 году американский физик Ник Холоньяк изобрел красный светодиод. В 1971 году его соотечественник Жак Панков придумал синий. А в 1972 Джордж Крафорд открыл желтый led.

Впрочем, до семидесятых годов XX века светоизлучающие диоды оставались очень дорогими. Фирма «Монсанто» первой в мире удалось организовать массовое производство led в качестве индикатора.

В семидесятых годах группе советских ученых под начальством Ж. Алферова удалось синтезировать неизвестные до этого полупроводниковые вещества. Их начали получать на предприятиях и в лабораториях. А на основе этих соединений запустили серийное изготовление светодиодов.

В 1983 году Citizen Electronics придумала и внедрила на своих предприятиях светодиоды плоской конструкции (SMD).

В девяностые годы японские ученые И. Акасаки, Х. Амано и С. Накамура придумали, как значительно удешевить производство синих led. Технологию успешно опробовала фирма Nichia с 1993 года. А с 1996 года они начали изготовление белых led-элементов, чей свет получается из сочетания красного, синего и зеленого. В дальнейшем на базе открытия японских ученых стали стремительно развиваться новые методы производства световой техники: лампочек, дисплеев с подсветкой и других приборов.

В 2003 Citizen Electronics придумали новейшую технологию производства СОВ (Chip-On-Board). Она заключается в монтаже полупроводникового элемента на подложку при помощи специального непроводящего клея.

Очевидно, что история светоизлучающих диодов только набирает обороты, а технологии становятся все более совершенными.

Для создания разных цветов потребовалось много времени.

Источник: https://stroika-i-remont.info/stati/svetodiody-i-ih-harakteristiki-istoriya-sozdaniya-svetodioda

Светодиоды маркировка характеристика подключение. Что такое светодиод?

Светодиод — это полупроводниковый элемент, излучающий свет при прохождении через него электрического тока. Причём свет, если речь идет о видимом диапазоне, в очень узком его промежутке. Спектр излучения зависит от материала, из которого изготовлен кристалл светодиода. Методом подбора состава удалось “заставить” светодиод светить любым цветом радуги — от красного до фиолетового. Ультрафиолетовые и инфракрасные тоже есть. Последние вы можете увидеть на торце пульта дистанционного управления от вашего телевизора.

Наше зрение не видит сигналов, которые пульт передаёт телевизору. Однако увидеть их может каждый. Включите на своём смартфоне камеру, направьте в объектив светодиод пульта, и понажимайте на кнопки. Кстати, лет 20 назад гулял миф, что излучение пульта от телека такое же опасное, как лазерное оружие. На самом деле это бабушкины сказки из книжки “Не смотри долго телевизор — ослепнешь”.

Основное применение технологии — освещение и индикация. Светодиодные лампы известны своей небывалой экономичностью и долговечностью. LED индикацию можно видеть на “каждом утюге” — она используется в гаджетах, детских игрушках, бытовой технике, транспорте. С помощью излучения, испускаемого полупроводником, передаются сигналы и информация. Тот же пульт от телека. А ещё может кто помнит — в первых телефонах до эпохи блютуза и вай-фая для передачи данных были предусмотрены ИК-порты.

Так раньше перекидывали друг другу музыку и картинки

Светодиодные энергосберегающие лампочки, ленты, фонарики, прожекторы, “умные” подсветки, ёлочные гирлянды, светофоры на дорогах, подсветка витрин, рекламная продукция… Везде правят эти маленькие, но удаленькие источники света.

Что такое LED? LED — это аббревиатура от слов light emitting diode, что переводится дословно, как излучающий свет диод.

Светодиод — это полупроводниковый элемент, излучающий свет при прохождении через него электрического тока. Причём свет, если речь идет о видимом диапазоне, в очень узком его промежутке. Спектр излучения зависит от материала, из которого изготовлен кристалл светодиода.

Методом подбора состава удалось “заставить” светодиод светить любым цветом радуги — от красного до фиолетового. Ультрафиолетовые и инфракрасные тоже есть. Последние вы можете увидеть на торце пульта дистанционного управления от вашего телевизора.

Наше зрение не видит сигналов, которые пульт передаёт телевизору. Однако увидеть их может каждый. Включите на своём смартфоне камеру, направьте в объектив светодиод пульта, и понажимайте на кнопки. Кстати, лет 20 назад гулял миф, что излучение пульта от телека такое же опасное, как лазерное оружие. На самом деле это бабушкины сказки из книжки “Не смотри долго телевизор — ослепнешь”.

Основное применение технологии

Основное применение технологии — освещение и индикация. Светодиодные лампы известны своей небывалой экономичностью и долговечностью. LED индикацию можно видеть на “каждом утюге” — она используется в гаджетах, детских игрушках, бытовой технике, транспорте.

С помощью излучения, испускаемого полупроводником, передаются сигналы и информация. Тот же пульт от телека. А ещё может кто помнит — в первых телефонах до эпохи блютуза и вай-фая для передачи данных были предусмотрены ИК-порты.

Так раньше перекидывали друг другу музыку и картинки.

Мощность светодиодов таблица. Светоотдача, угол свечения и мощность светодиодов

Сравнение светового потока диодов с другими источниками света проводят, учитывая силу издаваемого ими излучения. Приборы размером около 5 мм в диаметре дают от 1 до 5 лм света. В то время как световой поток лампы накаливания в 100Вт составляет 1000 лм. Но при сопоставлении необходимо учитывать, что у обычной лампы свет рассеянный, а у светодиода – направленный. Поэтому необходимо принимать во внимание угол рассеивания светодиодов.

Угол рассеивания разных светодиодов может составлять от 20 до 120 градусов. При освещении светодиоды дают более яркий свет по центру и снижают освещенность к краям угла рассеивания. Таким образом, светодиоды лучше освещают конкретное пространство, используя при этом меньше мощности. Однако если требуется увеличить площадь освещенности, в конструкции светильника используют рассеивающие линзы.

Как определить мощность светодиодов? Чтобы определить мощность светодиодной лампы, требующейся для замены лампы накаливания, необходимо применять коэффициент, равный 8. Так, заменить обычную лампу мощностью 100Вт можно светодиодным прибором мощностью не менее 12,5Вт (100Вт/8). Для удобства можно воспользоваться данными таблицы соответствия мощности ламп накаливания и LED-источников света:

При использовании светодиодов для освещения очень важен показатель эффективности, который определяется отношением светового потока (лм) к мощности (Вт). Сопоставляя эти параметры у разных источников света, получаем, что эффективность лампы накаливания составляет 10-12 лм/Вт, люминесцентной – 35-40 лм/Вт, светодиодной – 130-140 лм/Вт.

Сверхяркие светодиоды характеристики. Основные параметры светодиодов в светодиодных лампах, ленте, светильниках

При выборе светотехнического устройства необходимо принимать во внимание параметры установленных в нем светоизлучающих диодов. Рассмотрим главные характеристики.

Ток

Однокристальные светодиоды имеют среднюю величину рабочего тока в пределах 200 mA. В многокристальных чипах ток соответственно выше. Нестабильность тока, выдаваемого драйвером (блоком питания), негативно сказывается на интенсивности свечения и длительности службы. Увеличение тока является причиной повышения цветовой температуры и оттенка свечения чипа.

Напряжение

Для электропитания светодиодов используются специальные драйверы, обеспечивающие стабильность тока. Напряжение «плавает» в границах, отличающихся для различных моделей. В таблице ниже можно посмотреть виды светодиодов по напряжению.

А вот светодиодная лента запитывается стабилизированным напряжением. Токовая характеристика задается токоограничивающими резисторами.

Мощность

Этот параметр требуется для расчета нагрузки и подбора блока электропитания. Он вычисляется с помощью простой формулы P = U х I.

Мощность led может быть:

• малой – менее 0,5 ватт;
• средней – 0,5-3 ватта;
• большой – от 3 ватт.

Световой поток

Светодиоды формируют световой поток с углом рассеивания 100-120 градусов. Для лучшей фокусировки излучения устанавливаются специальные купольные линзы.

Источник: https://stroika-i-remont.info/novosti/svetodiod-1-vt-harakteristiki-odnovattnyy-svetodiod

Китайские светодиоды характеристики. Мощные светодиоды, характеристики

Многие из вас видели разницу цен в отечественных и китайских интернет-магазинах на мощные светодиоды. Модель на 50W в Китае стоит 100руб, в России 500 руб. Внешне они похожи, энергопотребление одинаковое, отличий никаких не видно.

На самом деле есть много технических характеристик, которые используют китайцы для максимального удешевления LED. При этом очень сильно страдает и качество и параметры. Но для плохого и дешёвого диода не пишут реальные параметры, указывают от качественных LED. Обычно пишут те же стандартные 50.000ч. службы, такую же мощность. Будут рассмотрены только сверхъяркие светодиоды белого света на 100вт, 50вт, 30вт, 20вт, 10вт. Инфракрасные ИК, ультрафиолетовые УФ, RGB будут участвовать в отдельных обзорах и тестах.

• 1. Размер
• 2. Параметры сверхярких светодиодов
• 3. Характеристики от китайцев
• 4. Пример характеристик от Bridgelux
• 5. Цена
• 6. Разброс параметров
• 7. Материал основания
• 8. Проводники
• 9. Самые мощные
• 10. Линзы для оптики

Размер

Образцы на 10W

Иногда продавец в спецификациях на светодиоды 10 вт, 20 вт, 30 вт, 50 вт, 100 вт пишет размер используемых кристаллов, в единицах «mil». Это единица измерения равная одной тысячной дюйма, или 0,0254 миллиметра. Чтобы проверить продавца на честность, можно измерить микрометром размеры кристаллов. Только требуется полная разборка с демонтажом силиконового покрытия, удалением слоя люминофора.

Светодиодные матрицы состоят из стандартных кристаллов на 1 ватт, которые ставятся с одноватники в корпусе Эмиттер. Стандартные габариты чипа 30*30mil и 45*45mil, в миллиметрах 0,762*0,762мм и 1,143*1,143мм.  Номинальный ток 300мА.

Количество чипов можно просто посчитать под люминофором. На цветных и трехцветных RGB светодиодах они ничем не закрыты. Если их 50 штук, то реальная будет 50 ватт.

Исключением является светодиод 10W, у него их 9 штук. Еще один приплюсовали маркетологи, для увеличения продаж.

Слева 45*45mil, справа неизвестные микроскопические

Параметры сверхярких светодиодов

Примеры на 1W и 3W в корпусе эмиттер

Чтобы удешевить стоимость, китайцы решили ставить на 10W, 20W, 30W, 50W, 100W кристаллы поменьше и похуже  на 0,5W и 0,75W, для которых номинальный ток 150мА и 220мА. Для них 300мА будет слишком много, они будут сильно деградировать и греться. Хорошие кристаллы должны иметь размер  от 30*30mil до 45*45mil.

Соответствие размеров и мощности:

1. 1W  = 45*45mil;
2. 1W = 30*30mil;
3. 0,75W = 24*40mil;
4. 0,5W = 24*24mil.
5. 0,5W = 20*20mil для SMD5730

Bridgelux, Epistar, Epileds

Характеристики от китайцев

Заботливый продавец на странице с товаром размещает таблицу с параметрами светодиодных матриц. Если эти данные не указаны, то покупать в этом месте не советую, может быть большой разброс в качестве.

В таблице для 24*24mil вы видите, что продавец указывает стандартную мощность 10вт, 20вт, 30вт, 50вт, 70вт, 100вт и количество установленных кристаллов. Внимательно смотрим на напряжение и силу тока.  Для 100вт количество вольт 30-32В, Ампер 2-2,1А.

Вычисляем мощность для 24*24mil :

• минимальная 30В*2А = 60вт;
• максимальная 32В*2,1А = 67,2вт;
• то есть вместо обещанных 100вт, будет 60-65вт.

Значение в 60-65вт всё равно завышено, так как 1 чип на 0,5W, то реально там 50W, а продали нам его как 100вт. Кристаллы и так самые дешевые и самые плохие, поэтому любой разгон им противопоказан.

Вычисляем для 24*44mil:

• минимальная 30В * 2,850А = 85,5W;
• максимальная 32В * 3А = 96W;
• среднее будет 90W.

По таблице получили 90W, реально там 75W, завысили на 15W.

Посчитаем для 30*30 mil:

• минимум 32В * 2,8А = 89,6W
• максимум 34В * 3,5А = 119W
• среднее 105W

Размер 30*30mil обеспечивает  обещанные технические характеристики. Такие же чипы ставятся в обычные качественные одноватники 1W с энергопотреблением 10вт, 20вт, 30вт, 50вт, 70вт, 100вт

Пример характеристик от Bridgelux

Покажу характеристики мощных светодиодных COB матриц от мировых производителей. Используйте эту таблицу для сравнения с бюджетными. Световой поток зависит от цветовой температуры, чем она выше, тем лучше эффективность Люмен на Ватт. Еще зависит от индекса цветопередачи, при CRI70 показатель светоотдачи до 128 лм/вт.

Разница по этим параметрам для одинаковой мощности, например 50W, получается:

• CRI90, 2700К, 50вт = 80 лм/вт;
• CRI70, 5600К, 50вт = 128 лм/вт;
• 128лм/вт — 80лм/вт = 48лм/вт разница, или 60%.

Цена

Осталось самое интересное, это цена таких изделий на 10W, 20W, 30W, 50W, 100W. Укажу цены в рублях, по которым покупал. Как вы видите цена отличается в 3-4 раза. Покупая дешевое барахло не надейтесь на чудо, что вам повезёт и попадется хороший. единственный способ длительной эксплуатации, это использование заниженного тока. Таким образом можно избежать активной деградации и лишнего нагрева.

Маркировка светодиодов smd. Виды, характеристики, маркировка SMD-светодиодов