Виды светодиодов и их характеристики. Виды и основные параметры светодиодов
- Виды светодиодов и их характеристики. Виды и основные параметры светодиодов
- Какие бывают светодиоды по напряжению. Какие бывают светодиоды?
- Smd светодиоды характеристики.
- Маркировка светодиодов smd. Виды, характеристики, маркировка SMD-светодиодов
- Светодиоды маркировка характеристика подключение. Количество диодов на один метр
- Виды светодиодов smd. SMD LED
- Виды светодиодов для фонарей. Корпус светодиодного фонаря
Виды светодиодов и их характеристики. Виды и основные параметры светодиодов
На схеме светодиод обозначается как обычный диод с двумя параллельными стрелками, направленными наружу и указывающими на его излучающий характер. В продаже имеется большое количество типов светодиодов, которые различаются между собой функциональным назначением, конструкцией, мощностью, цветом свечения и другими свойствами.
По назначению светодиоды разделяют на два вида – индикаторные и осветительные.
Индикаторные:
- светодиоды SMD;
- сверхъяркие Super Flux “Piranha”;
- DIP светодиоды (Direct In-line Package);
- Straw Hat («соломенная шляпа»).
Осветительные:
- COB (Chip On Board) светодиоды;
- SMD LED;
- филаментные (Filament LED).
Индикаторные
Индикаторные светодиоды отличаются малой мощностью и умеренной яркостью свечения. Используются для цветовой индикации режимов работы различных приборов и оборудования, а также для подсветки дисплеев и приборных щитов. Разновидности индикаторных светодиодов:
- DIP-светодиоды. Кристалл-излучатель находится в выводном корпусе, который чаще всего представляет собой выпуклую линзу. Минус – малый угол рассеивания излучения.
- «Пиранья» – излучатель сверхвысокой яркости с четырьмя выводами, обеспечивающими его удобное крепление на плате. Востребован для подсветки приборов в автомобилях и в рекламных вывесках.
- «Соломенная шляпа». Цилиндрический двухвыводный прибор со значительным углом рассеивания излучения и увеличенным диаметром линзы. Применяется в декоративных конструкциях и светосигналах тревоги.
- SMD-светодиоды. Приборы сверхвысокой яркости располагаются в корпусах, рассчитанных на SMT-монтаж. В их маркировке указываются размеры в дюймах (их сотых долях) или в мм. На базе SMD-светодиодов изготавливаются светодиодные ленты.
Осветительные
Осветительные светодиоды встречаются в конструкции фонарей, фар, лент. Отличаются мощностью и яркостью свечения. Большинство осветительных приборов размещают в корпусах для SMT-монтажа. Изготавливаются в двух разновидностях белого цвета:
- cool white – холодный;
- warm white – теплый.
Осветительный SMD-светодиод представляет собой теплоотводящую подложку, на которой смонтирован излучающий кристалл, обработанный люминофорным составом.
Какие бывают светодиоды по напряжению. Какие бывают светодиоды?
Все светодиоды можно классифицировать по определенным признакам – назначению, мощности, цветности и т.д. Предлагаем рассмотреть каждую классификацию в отдельности.
По типу применения
Все светодиоды по типу применения можно разделить на 2 большие группы – индикаторные и осветительные, а также лазерные.
- Индикаторные. Используются в качестве индикаторов, которые встраиваются в габаритные огни автомобилей, светофоры, LED-ленты, гирлянды, электронные устройства и т.д. Эти светодиоды подразделяются на такие виды: DIP, «Пиранья», Strow Hat, SMD.
- Осветительные. Их применяют для создания светодиодных светильников разного типа – для улиц, жилых и общественных помещений. Например, модель LeDron 9073-A создана для эксплуатации в сухих помещениях. Из осветительных диодов можно назвать: SMD LED, COB, Filament LED.
- Лазерные. Это малая группа светодиодов, которые нельзя отнести ни к осветительным, ни к индикаторным. По конструкции это полупроводниковые элементы, обработанные особым образом так, чтобы генерировать сверхузкий луч света. Используются в устройствах для нанесения точной разметки, лазерных указках, компьютерных мышах и т.д.
Каких цветов бывают светодиоды?
Различие диодов по цветам излучения – первое, что приходит на ум. Действительно, это самая заметная разница между полупроводниковыми элементами. Цвет свечения будет зависеть от длины волны излучения.
Самый распространенный цвет свечения светодиодов – белый. В зависимости от цветовой температуры (измеряется в Кельвинах) он может быть нейтральным, теплым или холодным. Также встречаются зеленый оттенок свечения светодиодов, синий, красный, желтый, оранжевый и белый.
Это все касалось только монохромных оттенков свечения. Но есть и формат RGB, когда светодиодное устройство (например, RGB LED лента) может воспроизводить разноцветный спектр излучения. Фактически это достигается установкой монохромных диодов вместе. Это полупроводниковые кристаллы с красным излучением (R – “red”), зеленым (G – “green”) и синим (B – “blue”).
При подключении контроллера к осветительному прибору начинается воспроизведение свечения кристаллов в заданном порядке, что и создает светодинамический эффект многоцветного излучения.
Какой мощности бывают светодиоды?
Еще одна характеристика, по которой различают полупроводниковые элементы – мощность. Мощность диода, как правило, напрямую связана с его яркостью – чем мощнее элемент, тем более яркий поток света он создает. При этом он будет и потреблять больше электроэнергии, и требовать более эффективного отвода тепла в корпусе осветительного прибора.
Светодиоды с самой малой мощностью – индикаторные, а также диоды поверхностной установки (SMD). В среднем, показатель их мощности равен 0,06-0,2 Ватт. К мощным моделям будут относиться брендовые полупроводниковые кристаллы (таких производителей, как CREE, Osram и других). Показатель их мощности будет достигать значения в 2,6 Ватт.
На какое напряжение бывают светодиоды?
Как такового понятия напряжения у светодиодов нет. Фактически определяется лишь величина напряжения на выходе диода после прохождение через него номинального тока, а через эту величину определяется напряжение на самом кристалле.
Зависит это напряжение от цвета излучения LED-элемента. К примеру, для красных и желтых диодов напряжение будет варьироваться от 1,8 до 2,4 вольт, а для белых, синих и зеленых будет доходить до 3 вольт.
Какой формы и размеров бывают диоды?
Также LED-элементы можно разделять по формам и размерам. Они могут иметь различную форму:
- Цилиндрическую;
- Квадратную;
- Прямоугольную.
Размеры будут определяться в миллиметрах. Для цилиндрических диодов указываются размеры высоты и диаметра, для квадратных и прямоугольных – размеры сторон. Например, распространенный ЧИП-светодиод SMD 3528 имеет размеры сторон 3,5 x 2,8 мм.
Все светодиоды имеют свое предназначение и могут использоваться в разных сферах – в конструкциях светильников для жилых помещений (к примеру, в модели LeDron SCOPE B), в светодиодных лентах разного назначения, в прожекторной подсветке и т.д.
Чтобы подробнее узнать про конструкцию светодиодов, их составные части и устройство, советуем прочитать статью «Как делают светодиоды».
Smd светодиоды характеристики.
SMD означает Surface Mounted Device, что с английского переводится как компоненты, предназначенные для поверхностного монтажа. Эта технология изготовления электронных компонентов на печатной плате. Основным отличием технологии от традиционной (сквозного монтажа в отверстия) выступает то, что компоненты монтируются без отверстий и только со стороны токопроводящей дорожки. Их приклеивают, а затем припаивают.
Особенности SMD-светодиодов
Первые LED-светильники производились с применением обычных светодиодов. Они оснащены аксиальными (проволочными) достаточно длинными выводами, которые предназначены для монтажа в отверстия в плате.
У светодиодов типа SMD есть только небольшие контактные площадки, которыми устройства монтируются прямо на плату. Это планарные (плоские) выводы, не требующие отверстий в плате. Ввиду простоты такого монтажа после появления SMD-компонентов его доверили роботизированным системам, которые делают все автоматически. Это сделало изготовление осветительных приборов более экономичным.
Еще одним преимуществом SMD-светодиодов стала возможность изготовления миниатюрных, но мощных диодов. Это связано с улучшенным отводом тепла от кристаллов. Они почти лежат на плате, а еще имеют короткие и массивные выводы. Этим и обусловлена возможность эффективного отвода тепла от мощных кристаллов. Хотя многие из них все-таки нуждаются в подборе и расчете радиатора . Снаружи для защиты от окружающей среды их заливают компаундом, часто с добавлением люминофора, который выравнивает цветовую характеристику диода.
Характеристики и виды SMD-светодиодов
Первое, с чем стоит разобраться, – это маркировка SMD-светодиодов. В общем виде в обозначении присутствует аббревиатура SMD и 4 цифры, например, SMD 3528. Это один из самых распространенных типоразмеров SMD-светодиодов. В данной маркировке отражаются только размеры в миллиметрах: 3528 означает 3,5х2,8 мм. Соответственно, SMD 5050 имеет размеры 5,0х5,0 мм, а SMD 5730 – 5,7х3,0 мм.
Различия наблюдаются и в отношении ряда других параметров. Самые значимые характеристики SMD-светодиодов приведены в таблице.
Маркировка светодиодов smd. Виды, характеристики, маркировка SMD-светодиодов
Освещение – важное условия для работы и комфорта человека. Долгое время применялись в качестве источников света лампы накаливания, потом люминесцентные лампы, для мощных прожекторов и фонарей использовали галогеновые лампы, ДРЛ и ДНаТ.
В XXI веке произошла смена поколений осветительных приборов, и рынок более чем на половину занимают светодиодные светильники, их часто называют на зарубежный манер LED-светильниками или лампами. В зависимости от конструкции и мощности они представляют собой либо светодиодные COB-матрицы, либо сборки из отдельных светодиодов .
Разновидности светодиодов
Первые LED-светильники и лампы строились на базе 5-мм выводных светодиодов . Они не отличались высокой энергоэффективностью, ценой и надежностью, но это была первая ступень в развитии нового источника света. Долгое время такие светодиоды применялись в качестве индикаторов бытовой и промышленной технике и в качестве излучателей для носимых фонариков.
Позже их заменили светодиоды выполненные в безвыводных корпусах, так называемые SMD (surface mounted device, рус. приборы для поверхностного монтажа).
Если 5 мм светодиоды монтировались в плату через отверстия, то SMD запаиваются прямо на поверхность платы, что ускоряет их сборку и снижает стоимость светильника. У них вместо ножек расположены контактные металлические площадки, от 2 и более штук, в зависимости от количества цветов и кристаллов в одном корпусе.
В общем случае выделяют три типа светодиодов:
1. Выводные (3, 5, 10 мм – диаметр колбы и прочие).
2. SMD (их разнообразие мы рассмотрим в этой статье).
3. COB светодиоды – это матрицы из кристаллов расположенных на плате под единым слоем люминофора. Расшифровывается, как Chip-On-Board, рус. чипы на плате. Их внешний вид на рисунке выше.
СМД светодиоды используют в лампах с различными цоколями , прожекторах, светодиодных лентах, настольных LED-лампах и прочих осветительных приборах.
Характеристики SMD светодиодов
Изначально наибольшую популярность получили модели светодиодов 3528 и 5050, сейчас они встречаются в основном на светодиодных лентах , в светильниках их практически не применяют, отдавая предпочтение 5630 светодиодам и другим современным моделям.
SMD-светодиоды в своей маркировке содержат свои габаритные размеры – длину и ширину, при этом в оригинальных светодиодах в каждом из видов корпусов, независимо от того 3528 это или 5730 устанавливается свой тип светодиодного кристалла с особыми характеристиками.
К сожалению, китайские производители под видом современных 5730 не брезгуют продажей кристаллов 3528 в новом корпусе. В обзоре напряжение питания я указывать не буду, т.к. для всех белых светодиодов оно обычно лежит в пределах 2.8 – 3.4В.
SMD3528 технические характеристики
Светодиоды 3528 представляют собой что-то вроде аналога стандартного 5-мм светодиода, но в SMD корпусе. Имеют характеристики:
ток – 20 мА;
мощность – 0.06 Вт;
световой поток – 5-7 лм;
габариты – 3.5х2.8х1.4 мм;
температура до 80 °C;
на лицевой части корпуса есть срез – с этой стороны катод (минус).
В светодиодных лентах устанавливаются в количестве 30, 60, 120 шт/м, используются в основном для подсветки, реже для освещения, т.к. довольно слабые. Лента 120 шт/м из 3528 потребляет 9.6 Вт/м.
SMD5050 технические характеристики
Светодиод 5050 содержит в своем корпусе три таких же кристаллах, как и в 3528, значит он в три раза мощнее.
Конструктивное исполнение весьма интересно: на его «пузе» вы увидите 6 выводов, это и есть аноды и катоды по одной паре с каждого кристалла.
Светодиоды маркировка характеристика подключение. Количество диодов на один метр
Еще одной особенностью этой LED-ленты является количество светодиодов на погонный метр. Это количество определяет способ их размещения. Собственно светодиодная лента SMD-3528 может иметь 60, 120, 180 или 240 светодиодов.
Различные типы светодиодной ленты
В первых двух случаях все элементы размещаются в один ряд (А и Б). Если количество светодиодов на погонный метр равняется 180, то они размещаются в три ряда (В). При этом три диода одной группы размещаются поперек ленты.
Если число светодиодов равняется 240, то они размещаются в два ряда (Г). Одна неделимая частица насчитывает шесть диодов.
От количества диодов в погонном метре зависит и мощность LED-ленты SMD-3528. Мощность одного метра SMD-3528 с 60-ю диодами на метр составляет 4,8 ватта.
Что касается этой величины той ленты, которая имеет 120 диодов на метр, то она равняется 9,6 вата. Метр светодиодной ленты, на котором есть 240 диодов, характеризуется мощностью в 16,8 ватта.
Для того чтобы SMD-3528 могла использоваться в различных интерьерах и могла гармонизировать с различными дизайнерскими стилями, производители красят печатную плату в разный цвет. Так, печатная плата может быть:
- белой;
- черной;
- коричневой;
- желтой.
Все элементы (диоды, дорожки и резисторы) покрываются лаком
Здесь важно упомянуть о том, что SMD-3528 может покрываться также силиконом и герметизирующими веществами
Иными словами самая простая SMD-3528 не имеет защиты от воды. Те, которые покрываются силиконом (он наносится только на верхнюю часть), является частично защищенными от воды. Такая светодиодная лента 3528, на погонном метре которой может размещаться 60, 120 или 240 led, обозначается маркировкой IP65.
Также SMD-3528 может иметь сплошную герметизацию. Ее можно отличить благодаря маркировке IP67 и IP68.
Для того чтобы закрепление светодиодной ленты было легкой процедурой, производитель монтирует на нижнюю часть печатной платы клейкую ленту. Она обеспечивает надежное и длительное крепление.
Полезный совет: для того чтобы крепление было более надежным, поверхность объекта надо очищать и обезжиривать. Некоторые производители устанавливают некачественный двойной скотч.
Это может стать причиной преждевременного отклеивания. Для избегания этого сценария надо дополнительно использовать свой клей.
Примечательным фактом является то, что двойным скотчем не оснащаются только LED-лента SMD-3528 с обозначением IP67 и IP68.
Виды светодиодов smd. SMD LED
В переводе с полного английского названия элемента SMD LED – это чип, который монтируется на поверхность печатной платы. Как правило, подложка крепится на рабочее основание с помощью специального клея. Самым известным примером осветительного прибора – светодиодная лента.
Устройство SMD LED отличается плоской формой подложки и контактов, которые плотно прилегают к изнаночной стороны основания для одного или группы кристаллов. Чтобы определить с какой стороны находится анод или катод, нужно обратить внимание на один из трех признаков:
- угловой срез на корпусе находится рядом с катодом;
- площадка теплоотвода с изнаночной стороны подложки смещена в сторону анода;
- могут присутствовать нанесенные краской символы в виде П, Т или треугольника, что развернуты в сторону анода (чаша дном, Т ножкой, фигура углом).
Четырехугольная основа светодиода выполняет дополнительно функцию теплоотвода. На мощных элементах устанавливается линза овальной либо сферической формы. Она изготавливается из пластика или из стекла. На низковольтных образцах чаще оптическое покрытие представлено люминофором.
Характеристики светодиодов кроме прочего зависят от габаритов элемента. По этому признаку проводится условная классификация изделий. Отображается это в маркировке в виде 4-х чисел, где указаны параметры площадки в мм. В таблице представлены основные характеристики востребованных видов SMD LED:
| Тип | Число кристаллов | Размер* (в мм) | Мощность (в Вт) | Ток (в мА) | Светопоток (в Лм) |
| 2835 | 1 | 2,8*3,5*0,8 | 0,2-1 | 60-300 | 20-100 |
| 3014 | 1 | 3*1,4*0,75 | 0,1-0,12 | 30 | 9-13 |
| 3520 | 1 | 3,5*2*1,4 | 0,02-0,06 | 20 | 5-7 |
| 5050 | 3-4 | 5*5*1,6 | 0,02 | 60-80 | 18-20 |
| 5630 | 1 | 5,6*3*0,75 | 0,2-0,4 | 150 | 58 |
| 5730 | 1-2 | 0,75 | 0,5-1 | 150-300 | 50-158 |
*В размере указаны длина, ширина и высота светодиода.
Если сравнивать отдельные характеристики разных типов элементов, то кратко можно выделить такие превосходства:
- 0805, 1206 – компактность;
- 2835 – увеличенная площадь контактов, что положительно сказывается на теплоотведении, интенсивности светоотдачи, сроке службы;
- 3528, 5050 – востребованность;
- 3014 – цветопередача;
- 5730 – яркость свечения.
Выяснить размер светодиода типа SMD или иного вида можно двумя способами. Обычно параметр указан на печатной плате рядом местом крепления элемента. Второй вариант – снять замеры с помощью линейки либо штангенциркуля. Остальное определяется по внешним признакам: форма и тип линзы, количество кристаллов, цвет свечения.
Определение напряжения
Далее рассмотрим – как узнать на сколько вольт рассчитан светодиод. В зависимости от исполнения того или иного образца номинальные показатели различаются. В частности, у элементов с белым, синим и сине-зеленым свечением это 3-3,8 В, с красным, желтым, оранжевым, зеленым – от 1,8 до 2,1 В. Более детально значения выглядят так:
| Цвет | Рабочее напряжение (в В) |
| Красный | 1,63-2,03 |
| Оранжевый | 2,03-2,1 |
| Желтый | |
Как разобрать светодиодную лампу и правильно её отремонтировать
Из таблицы видно, что светодиоды могут иметь даже в пределах одного спектра широкий диапазон значений рабочего напряжения. Поэтому нужно знать фактический показатель для конкретного образца. Определить это можно тремя способами.
Первый предполагает использование блока питания, который можно регулировать, начиная с нулевого значения. При этом нужно контролировать силу тока. После подключения диода к БП напряжение постепенно повышается. При номинальном значении свечение элемента будет максимально ярким. Если превысить искомое напряжение, то исходный цвет, как правило, меняется.
СМД (Surface Mount Device) - это тип светодиода, монтируемый на поверхность печатной платы. Он имеет плоскую подложку и контакты, которые плотно прилегают к изнаночной стороне основания для одного или группы кристаллов.
Устройство SMD LED
Для определения стороны, на которой находится анод или катод, необходимо обратить внимание на один из трех признаков:
- форма контактов
- форма подложки
- форма линзы
Четырехугольная основа светодиода выполняет дополнительную функцию теплоотвода. На мощных элементах устанавливается линза овальной или сферической формы, изготовленная из пластика или стекла. На низковольтных образцах чаще используется оптическое покрытие в виде люминофора.
Характеристики светодиодов
Характеристики светодиодов, кроме прочего, зависят от габаритов элемента. По этому признаку проводится условная классификация изделий. Отображается это в маркировке в виде 4-х чисел, где указаны параметры площадки в мм.
| Размер, мм | Длина | Ширина | Высота |
|---|---|---|---|
| 0603 | 1,6 | 0,8 | 0,4 |
| 0805 | 2,0 | 1,2 | 0,5 |
| 1206 | 3,2 | 1,6 | 0,8 |
Если сравнивать отдельные характеристики разных типов элементов, то можно выделить такие преимущества:
- лучшая освещаемость
- большая светотехническая эффективность
- меньшая стоимость
Определение размера SMD LED
Размер SMD LED можно определить двумя способами:
- написание параметров на печатной плате рядом с местом крепления элемента
- снятие замеров с помощью линейки или штангенциркуля
Остальное определяется по внешним признакам: форме и типе линзы, количеству кристаллов, цвете свечения.
Виды светодиодов для фонарей. Корпус светодиодного фонаря
Корпуса светодиодных фонарей изготавливают из пластика и из металла.
- Пластиковый корпус — светодиодные фонари с корпусом из пластика имеют более легкий вес и более низкую стоимость, но при этом менее прочны и хуже отводят тепло от светодиода.
- Металлический корпус — светодиодные фонари с металлическими корпусом чаще всего изготавливают из алюминиевого сплава и покрывают анодированием для защиты от коррозии и обеспечения более привлекательного вида. В фонарях встречается анодирование степеней II и III, чем выше степень, тем анодирование толще и прочнее. Светодиодные фонари с металлическими корпусами более прочны и надежны, лучше отводят тепло, но при этом весят чуть больше и имеют чуть более высокую цену.
При использовании светодиодного фонаря, в условиях когда имеется низкая вероятность его падения или удара о твердые предметы, можно использовать фонарь в пластиковом корпусе. Для более сложных условий эксплуатации лучше подходят светодиодные фонари с алюминиевым корпусом.
Корпус ручного светодиодного фонаря делится на три части:
- Головная часть — в головной части светодиодного фонаря расположены детали отвечающие за световые характеристики: источник света, отражатель (рефлектор), стекло, драйвер.
- Корпус батарейного отсека — содержит элементы питания фонаря, снаружи на корпус наносится рифление, которое обеспечивает надежное удержание фонаря в руке.
- Хвостовая крышка — навинчивается сзади на корпус батарейного отсека, чаще всего на ней расположена кнопка включения / выключения фонаря.
Части корпуса светодиодного фонаря соединяются между собой с помощью резьбовых соединений, которые защищены от попадания влаги с помощью резиновых уплотнителей.
Налобные светодиодные фонари могут иметь корпус нескольких конфигураций:
- Моноблок — при таком типе конфигурации налобного фонаря, все его элементы располагаются в одном корпусе. Налобные фонари с корпусом моноблоком могут иметь две разных формы:
- Т-образная — классическая форма, имеют меньшую длину, лучший теплоотвод, дольше держат яркость.
- L-образная — имеют большую длину и более легкий вес, позволяют использовать их в качестве ручного фонаря.
- Выносной блок — при таком типе конфигурации, налобный фонарь состоит из двух блоков: непосредственно сам фонарь располагается на голове, а блок с аккумуляторами расположен отдельно и может крепиться на часть крепежного ремня, расположенного за головой. Налобные фонари с выносным блоком позволяют существенно снизить вес и габариты головного блока, позволяют разместить в аккумуляторном блоке 2 аккумулятора, часто имеют более высокую мощность и продолжительность работы, позволяют на морозе убрать блок с аккумуляторами в карман, чтобы не дать ему замерзнуть.