Характеристики светодиодов повышенной яркости: Сравнительный анализ ведущих производителей белых светодиодов

потребление тока, напряжение, мощность и светоотдача

ПОДЕЛИТЕСЬ
В СОЦСЕТЯХ

Времена, когда светодиоды использовали только в качестве индикаторов включения приборов, давно прошли. Современные светодиодные приборы могут полностью взаимозаменить лампы накаливания в бытовых, промышленных и уличных светильниках. Этому способствуют различные характеристики светодиодов, зная которые можно правильно подобрать LED-аналог. Использование светодиодов, учитывая их основные параметры, открывает обилие возможностей в сфере освещения.

Основой светодиода является искусственный полупроводниковый кристаллик

Какие бывают светодиоды

Светодиод (обозначается СД, СИД, LED в англ.) представляет собой прибор, в основе которого лежит искусственный полупроводниковый кристаллик. При пропускании через него электротока создается явление испускания фотонов, что приводит к свечению. Данное свечение имеет очень узкий диапазон спектра, и цвет его находится в зависимости от материала полупроводника.

Светодиоды вполне могут заменить обычные лампы накаливания

Светодиоды с красным и желтым свечением производят из неорганических полупроводниковых материалов на базе арсенида галлия, зеленые и синие изготавливают на основе индия-галлия-нитрида. Чтобы увеличить яркость светового потока используют различные присадки или применяют метод многослойности, когда слой чистого нитрида алюминия размещают между полупроводниками. В результате образования в одном кристаллике нескольких электронно-дырочных (p-n) переходов, яркость его свечения возрастает.

Различают два типа светодиодов: для индикации и освещения. Первые используют для индикации включения в сеть различных приборов, а также как источники декоративной подсветки. Они представляют собой цветные диоды, помещенные в просвечивающийся корпус, каждый из них имеет четыре вывода. Приборы, излучающие инфракрасный свет, используют в устройствах для удаленного управления приборами (пульт ДУ).

В области освещения используют светодиоды, излучающие белый свет. По цвету различают светодиоды с холодным белым, нейтральным белым и теплым белым свечением. Существует классификация применяемых для освещения светодиодов по способу монтажа. Маркировка светодиода SMD означает, что прибор состоит из алюминиевой или медной подложки, на которой размещен кристаллик диода. Сама подложка располагается в корпусе, контакты которого соединены с контактами светодиода.

Применение светодиодной подсветки в интерьере кухни

Другой тип светодиодов обозначается OCB. В таком приборе на одной плате размещается множество кристаллов, покрытых люминофором. Благодаря такой конструкции достигается большая яркость свечения. Такую технологию используют при производстве светодиодных ламп с большим световым потоком на относительно малой площади. В свою очередь это делает производство светодиодных ламп наиболее доступным и недорогим.

Обратите внимание! Сравнивая лампы на SMD и COB светодиодах можно отметить, что первые поддаются ремонту путем замены вышедшего из строя светодиода.

Если не работает лампа на COB светодиодах, придется менять всю плату с диодами.

Характеристики светодиодов

Выбирая для освещения подходящую светодиодную лампу, следует учитывать параметры светодиодов. К ним относят напряжение питания, мощность, рабочий ток, эффективность (светоотдача), температуру свечения (цвет), угол излучения, размеры, срок деградации. Зная основные параметры, можно будет без труда выбрать приборы для получения того или иного результата освещенности.

LED-технологии используются в оформлении табло аэропортов и вокзалов

Величина тока потребления светодиода

Как правило, для обычных светодиодов предусмотрена сила тока величиной 0,02А. Однако бывают светодиоды, рассчитанные на 0,08А. К таким светодиодам относят более мощные приборы, в устройстве которых задействованы четыре кристалла. Они располагаются в одном корпусе. Так как каждый из кристаллов потребляет по 0,02А, в сумме один прибор будет потреблять 0,08А.

Стабильность работы светодиодных приборов зависит от величины тока. Даже незначительное увеличение силы тока способствует снижению интенсивности излучения (старению) кристалла и увеличению цветовой температуры. Это в конечном результате приводит к тому, что светодиоды начинают отливать синим цветом и преждевременно выходят из строя. А если показатель силы тока увеличивается существенно, светодиод сразу перегорает.

Чтобы ограничить потребляемый ток, в конструкциях LED-ламп и светильников предусмотрены стабилизаторы тока для светодиодов (драйверы). Они преобразуют ток, доводя его до нужной светодиодам величины. В случае, когда требуется подключить отдельный светодиод к сети, нужно использовать токоограничительные резисторы. Расчет сопротивления резистора для светодиода выполняют с учетом его конкретных характеристик.

Полезный совет!

Чтобы правильно подобрать резистор, можно воспользоваться калькулятором расчета резистора для светодиода, размещенным в сети интернет.

Светодиодная гирлянда может использоваться в качестве декора помещения

Напряжение светодиодов

Как узнать напряжение светодиодов? Дело в том, что параметра напряжения питания как такового у светодиодов нет. Вместо этого используется характеристика падения напряжения на светодиоде, что означает величину напряжения на выходе светодиода при прохождении через него номинального тока. Значение напряжения, указанное на упаковке, отражает как раз падение напряжения. Зная эту величину, можно определить оставшееся на кристалле напряжение. Именно это значение берется во внимание при расчетах.

Учитывая применение различных полупроводников для светодиодов, напряжение у каждого из них может быть разным. Как узнать, на сколько Вольт светодиод? Определить можно по цвету свечения приборов. Например, для синих, зеленых и белых кристаллов напряжение составляет около 3В, для желтых и красных – от 1,8 до 2,4В.

При использовании параллельного подключения светодиодов идентичного номинала с величиной напряжения в 2В можно столкнуться со следующим: в результате разброса параметров одни излучающие диоды выйдут из строя (сгорят), а другие будут очень слабо светиться. Это произойдет ввиду того, что при увеличении напряжения даже на 0,1В наблюдается увеличение силы тока, проходящего через светодиод, в 1,5 раза.

Поэтому так важно следить, чтобы ток соответствовал номиналу светодиода.

100Вт лампы накаливания эквивалентно 12-12,5Вт LED-светильника

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:

Мощность лампы накаливания, Вт	Соответствующая мощность светодиодного светильника, Вт
100	12-12,5
75	10
60	7,5-8
40	5
25	3

 

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.

Цветовая температура LED-источников

Одним из важных параметров светодиодных источников является температура свечения. Единицы измерения этой величины – градусы Кельвина (К). Следует отметить, что все источники света по температуре свечения разделяют на три класса, среди которых теплый белый имеет цветовую температуру менее 3300 К, дневной белый – от 3300 до 5300 К и холодный белый свыше 5300 К.

Обратите внимание! Комфортное восприятие человеческим глазом светодиодного излучения непосредственно зависит от цветовой температуры LED-источника.

Цветовая температура обычно указывается на маркировке светодиодных ламп. Она обозначается четырехзначным числом и буквой К. Выбор LED-ламп с определенной цветовой температурой напрямую зависит от особенностей применения ее для освещения. Предложенная ниже таблица отображает варианты использования светодиодных источников с разной температурой свечения:

Цвет свечения светодиодов		Цветовая температура, К	Варианты использования в освещении
Белый	Теплый	2700-3500	Освещение бытовых и офисных помещений как наиболее подходящий аналог лампы накаливания
	Нейтральный (дневной)	3500-5300	Отличная цветопередача таких ламп позволяет применять их для освещения рабочих мест на производстве
	Холодный	свыше 5300	Используется в основном для освещения улиц, а также применяется в устройстве ручных фонарей
Красный		1800	Как источник декоративной и фито-подсветки
Зеленый		—	Подсветка поверхностей в интерьере, фито-подсветка
Желтый		3300	Световое оформление интерьеров
Синий		7500	Подсветка поверхностей в интерьере, фито-подсветка

 

Волновая природа цвета позволяет выразить цветовую температуру светодиодов, используя длину волны. Маркировка некоторых светодиодных приборов отражает цветовую температуру именно в виде интервала различных длин волн. Длина волны имеет обозначение λ и измеряется в нанометрах (нм).

Типоразмеры SMD светодиодов и их характеристики

Учитывая размер SMD светодиодов, приборы классифицируются в группы с различными характеристиками. Наиболее популярные светодиоды с типоразмерами 3528, 5050, 5730, 2835, 3014 и 5630. Характеристики SMD светодиодов в зависимости от размеров рознятся. Так, разные типы SMD светодиодов отличаются по яркости, цветовой температуре, мощности. В маркировке светодиодов первые две цифры показывают длину и ширину прибора.

Светодиоды SMD 5630 на LED-ленте

Основные параметры светодиодов SMD 2835

К основным характеристикам SMD светодиодов 2835 относят увеличенную площадь излучения. В сравнении с прибором SMD 3528, который имеет круглую рабочую поверхность, площадь излучения SMD 2835 имеет прямоугольную форму, что способствует большей светоотдаче при меньшей высоте элемента (около 0,8 мм). Световой поток такого прибора составляет 50 лм.

Корпус светодиодов SMD 2835 выполнен из термостойкого полимера и может выдерживать температуру до 240°С. Следует отметить, что деградация излучения в этих элементах составляет менее 5% в течение 3000 часов функционирования. Кроме того, прибор имеет достаточно низкое тепловое сопротивление перехода кристалл-подложка (4 С/Вт). Рабочий ток в максимальном значении – 0,18А, температура кристалла – 130°С.

По цвету свечения выделяют теплый белый с температурой свечения 4000 К, дневной белый – 4800 К, чистый белый – от 5000 до 5800 К и холодный белый с цветовой температурой 6500-7500 К. Стоит отметить, что максимальная величина светового потока у приборов с холодным белым свечением, минимальная – у светодиодов теплого белого цвета. В конструкции прибора увеличены контактные площадки, что способствует лучшему отводу тепла.

Полезный совет! Светодиоды SMD 2835 могут быть использованы для любого типа монтажа.

Размеры светодиода SMD 2835

Характеристики светодиодов SMD 5050

В конструкции корпуса SMD 5050 размещены три однотипных светодиода. LED источники синего, красного и зеленого цвета имеют технические характеристики, аналогичные кристаллам SMD 3528. Значение рабочего тока каждого из трех светодиодов составляет 0,02А, следовательно суммарная величина тока всего прибора 0,06А. Для того, чтобы светодиоды не вышли из строя, рекомендуется не превышать эту величину.

LED приборы SMD 5050 имеют прямое напряжение величиной 3-3,3В и светоотдачу (сетевой поток) 18-21 лм. Мощность одного светодиода складывается из трех величин мощности каждого кристалла (0,7Вт) и составляет 0,21Вт. Цвет свечения, испускаемый приборами, может быть белым во всех оттенках, зеленым, синим, желтым и многоцветным.

Близкое расположение светодиодов разных цветов в одном корпусе SMD 5050 позволило реализовать многоцветные светодиоды с отдельным управлением каждым цветом. Для регулирования светильников с использованием светодиодов SMD 5050 используют контроллеры, благодаря чему цвет свечения можно плавно изменять от одного к другому через заданное количество времени. Обычно такие приборы имеют несколько режимов управления и могут регулировать яркость свечения светодиодов.

Размеры светодиода SMD 5050

Типовые характеристики светодиода SMD 5730

Светодиоды SMD 5730 – современные представители LED-приборов, корпус которых имеет геометрические размеры 5,7х3 мм. Они относятся к сверхярким светодиодам, характеристики которых стабильны и качественно отличаются от параметров предшественников. Изготовленные с применением новых материалов, эти светодиоды отличаются повышенной мощностью и высокоэффективным световым потоком. Кроме того, они могут работать в условиях повышенной влажности, устойчивы к перепадам температур и вибрации, имеют длительный срок службы.

Существует две разновидности приборов: SMD 5730-0,5 с мощностью 0,5Вт и SMD 5730-1 с мощностью 1Вт. Отличительной особенностью приборов является возможность их функционирования на импульсном токе. Величина номинального тока  SMD 5730-0,5 составляет 0,15А, при импульсной работе прибор может выдерживать силу тока до 0,18А. Данный тип светодиодов обеспечивает световой поток до 45 лм.

Светодиоды SMD 5730-1 работают на постоянном токе 0,35А, при импульсном режиме – до 0,8А. Эффективность светоотдачи такого прибора может составить до 110 лм. Благодаря термостойкому полимеру, корпус прибора выдерживает температуру до 250°С. Угол рассеивания обоих типов SMD 5730 равен 120 градусам. Степень деградации светового потока составляет менее 1% при работе в течение 3000 часов.

Размеры светодиода SMD 5730

Характеристики светодиодов Cree

Компания Cree (США) занимается разработкой и выпуском сверхъярких и самых мощных светодиодов. Одна из групп светодиодов Cree представлена серией приборов Xlamp, которые делятся на однокристальные и многокристальные. Одной из особенностей однокристальных источников является распределение излучения по краям прибора. Это инновация позволила выпускать светильники с большим углом свечения, используя минимальное количество кристаллов.

В серии LED-источников XQ-E High Intensity угол свечения составляет от 100 до 145 градусов. Имея небольшие геометрические размеры 1,6х1,6 мм, мощность сверхярких светодиодов – 3 Вольта, а световой поток – 330 лм. Это одна из новейших разработок компании Cree. Все светодиоды, конструкция которых разработана на базе одного кристалла, имеют качественную цветопередачу в пределах CRE 70-90.

Статья по теме:

Как сделать или починить LED-гирлянду самостоятельно. Цены и основные характеристики наиболее популярных моделей.

Компания Cree выпустила несколько вариантов многокристальных LED-приборов с новейшими типами питания от 6 до 72 Вольт. Многокристальные светодиоды делятся на три группы, в которые входят приборы с высоким напряжением, мощностью до 4Вт и выше 4Вт. В источниках до 4Вт собраны 6 кристаллов в корпусе типа MX и ML. Угол рассеивания составляет 120 градусов. Купить светодиоды Cree такого типа можно с белым теплым и холодным цветом свечения.

Полезный совет! Несмотря на высокую надежность и качество света, купить мощные светодиоды серии MX и ML можно по относительно небольшой цене.

В группу свыше 4Вт входят светодиоды из нескольких кристаллов. Самыми габаритными в группе являются приборы мощностью 25Вт, представленные серией MT-G. Новинка компании – светодиоды модели XHP. Один из крупных LED-приборов имеет корпус 7х7 мм, его мощность 12Вт, светоотдача 1710 лм. Светодиоды с высоким напряжением питания объединяют в себе небольшие габариты и высокую светоотдачу.

LED-лампы серии XQ-E High Intensity производителя Cree (США)

Схемы подключения светодиодов

Существуют определенные правила подключения светодиодов. Беря во внимание, что проходящий через прибор ток движется только в одном направлении, для длительного и стабильного функционирования LED-приборов важно учитывать не только определенное напряжение, но и оптимальную величину тока.

Схема подключения светодиода к сети 220В

В зависимости от используемого источника питания, различают два вида схем подключения светодиодов к 220В. В одном из случаев используется драйвер с ограниченным током, во втором – специальный блок питания, стабилизирующий напряжение. Первый вариант учитывает использование специального источника с определенной силой тока. Резистор в данной схеме не требуется, а количество подключаемых светодиодов ограничивается мощностью драйвера.

Для обозначения светодиодов на схеме используются пиктограммы двух видов. Над каждым схематическим их изображением находятся две небольшие параллельные стрелочки, направленные вверх. Они символизируют яркое свечение LED-прибора. Перед тем как подключить светодиод к 220В используя блок питания, необходимо в схему включить резистор. Если это условие не выполнить, это приведет к тому, что рабочий ресурс светодиода существенно сократится или он попросту выйдет из строя.

Схема подключения светодиодов к сети 220В с использованием гасящего конденсатора С1

Если при подключении использовать блок питания, то стабильным в схеме будет лишь напряжение. Учитывая незначительное внутреннее сопротивление LED-прибора, включение его без ограничителя тока приведет к сгоранию прибора. Именно поэтому в схему включения светодиода вводят соответствующий резистор. Следует отметить, что резисторы бывают с разным номиналом, поэтому их следует правильно рассчитывать.

Полезный совет! Негативным моментом схем включения светодиода в сеть 220 Вольт с использованием резистора становится рассеивание большой мощности, когда требуется подключить нагрузку с повышенным потреблением тока. В этом случае резистор заменяют гасящим конденсатором.

Как рассчитать сопротивление для светодиода

При расчете сопротивления для светодиода руководствуются формулой:

U = IхR,

где U – напряжение, I – сила тока, R – сопротивление (закон Ома). Допустим, необходимо подключить светодиод с такими параметрами: 3В – напряжение и 0,02А – сила тока. Чтобы при подключении светодиода к 5 Вольтам на блоке питания он не вышел из строя, надо убрать лишние 2В (5-3 = 2В). Для этого необходимо включить в схему резистор с определенным сопротивлением, которое рассчитывается с помощью закона Ома:

R = U/I.

Резисторы с различными значениями сопротивления

Таким образом, отношение 2В к 0,02А составит 100 Ом, т.е. именно такой необходим резистор.

Очень часто бывает, что учитывая параметры светодиодов, сопротивление резистора имеет нестандартное для прибора значение. Такие ограничители тока нельзя отыскать в точках продажи, например, 128 или 112,8 Ом. Тогда следует использовать резисторы, сопротивление которых имеет ближайшее большее значение по сравнению с расчетным. При этом светодиоды будут функционировать не в полную силу, а лишь на 90-97%, но это будет незаметно для глаза и положительно отразится на ресурсе прибора.

В интернете представлено множество вариантов калькуляторов расчетов светодиодов. Они учитывают основные параметры: падение напряжения, номинальный ток, напряжение на выходе, количество приборов в цепи. Задав в поле формы параметры LED-приборов и источников тока, можно узнать соответствующие характеристики резисторов. Для определения сопротивления маркированных цветом токоограничителей также существуют онлайн расчеты резисторов для светодиодов.

Схемы параллельного и последовательного подключения светодиодов

При сборке конструкций из нескольких LED-приборов используют схемы включения светодиодов в сеть 220 Вольт с последовательным или параллельным соединением. При этом для корректного подключения следует учитывать, что при последовательном включении светодиодов требуемое напряжение представляет собой сумму падений напряжений каждого прибора. В то время как при параллельном включении светодиодов складывается сила тока.

Схемы параллельного подключения светодиодов. В варианте 1 на каждую цепь диодов используется отдельный резистор, в варианте 2 — один общий для всех цепей

Если в схемах используются LED-приборы с разными параметрами, то для стабильной работы необходимо рассчитать резистор для каждого светодиода отдельно. Следует отметить, что двух совершенно одинаковых светодиодов не существует. Даже приборы одной модели имеют незначительные отличия в параметрах. Это приводит к тому, что при подключении большого их количества в последовательную или параллельную схему с одним резистором, они могут быстро деградировать и выйти из строя.

Обратите внимание! При использовании одного резистора в параллельной или последовательной схеме можно подключать лишь LED-приборы с идентичными характеристиками.

Расхождение в параметрах при параллельном подключении нескольких светодиодов, допустим 4-5 шт., не повлияет на работу приборов. А если в такую схему подключить много светодиодов – это будет плохим решением. Даже если LED-источники имеют незначительный разброс характеристик, это приведет к тому, что некоторые приборы будут излучать яркий свет и быстро сгорят, а другие – будут слабо светиться.  Поэтому при параллельном подключении следует всегда использовать отдельный резистор для каждого прибора.

Что касается последовательного соединения, то здесь имеет место экономное потребление, так как вся цепь расходует количество тока, равное потреблению одного светодиода. При параллельной схеме, потребление составляет сумму расходования всех включенных в схему LED-источников, включенных в схему.

Схема последовательного подключения светодиодов

Как подключить светодиоды к 12 Вольтам

В конструкции некоторых приборов резисторы предусмотрены еще на этапе изготовления, что дает возможность подключения светодиодов к 12 Вольт или 5 Вольт. Однако такие приборы не всегда можно найти в продаже. Поэтому в схеме подключения светодиодов к 12 вольт предусматривают ограничитель тока. Первым делом необходимо выяснить характеристики подключаемых светодиодов.

Такой параметр, как прямое падение напряжения у типовых LED-приборов составляет около 2В. Номинальный ток у этих светодиодов соответствует 0,02А. Если требуется подключить такой светодиод к 12В, то «лишние» 10В (12 минус 2) необходимо погасить ограничительным резистором. С помощью закона Ома можно рассчитать для него сопротивление. Получим, что 10/0,02 = 500 (Ом). Таким образом, необходим резистор с номиналом 510 Ом, который является ближайшим по ряду электронных компонентов Е24.

Чтобы такая схема работала стабильно, требуется еще вычислить мощность ограничителя. Используя формулу, исходя из которой мощность равна произведению напряжения и тока, рассчитываем ее значение. Напряжение величиной 10В умножаем на ток 0,02А и получаем 0,2Вт. Таким образом, необходим резистор, стандартный номинал мощности которого составляет 0,25Вт.

Схема подключения RGB светодиодной ленты к 12В

Если в схему необходимо включить два LED-прибора, то следует учитывать, что напряжение падающее на них, будет составлять уже 4В. Соответственно для резистора останется погасить уже не 10В, а 8В. Следовательно, дальнейший расчет сопротивления и мощности резистора делается на основании этого значения. Расположение резистора в схеме можно предусмотреть в любом месте: со стороны анода, катода, между светодиодами.

Как проверить светодиод мультиметром

Один из способов проверки рабочего состояния светодиодов – тестирование мультиметром. Таким прибором можно диагностировать светодиоды любого исполнения. Перед тем как проверить светодиод тестером, переключатель прибора устанавливают в режиме «прозвонки», а щупы прикладывают к выводам. При замыкании красного щупа на анод, а черного на катод, кристалл должен излучать свет. Если поменять полярность, на дисплее прибора должна отображаться показание «1».

Полезный совет! Перед тем как проверить светодиод на работоспособность, рекомендуется приглушить основное освещение, так как при тестировании ток очень низкий и светодиод будет излучать свет так слабо, что при нормальном освещении этого можно не заметить.

Схема проверки светодиода с помощью цифрового мультиметра

Тестирование LED-приборов можно произвести, не используя щупы. Для этого в отверстия, расположенные в нижнем углу прибора, анод вставляют в отверстие с символом «Е», а катод – с указателем «С». Если светодиод в рабочем состоянии – он должен засветиться. Этот метод тестирования подходит для светодиодов с достаточно длинными контактами, очищенными от припоя. Положение переключателя при таком способе проверки не имеет значения.

Как проверить светодиоды мультиметром, не выпаивая? Для этого необходимо припаять к щупам тестера кусочки от обычной скрепки. В качестве изоляции подойдет текстолитовая прокладка, которая укладывается между проводами, после чего обрабатывается изолентой. На выходе получается своеобразный переходник для подключения щупов. Скрепки хорошо пружинят и надежно фиксируются в разъемах. В таком виде можно подключить щупы к светодиодам, не выпаивая их из схемы.

Что можно сделать из светодиодов своими руками

Многие радиолюбители практикуют сборку различных конструкций из светодиодов своими руками. Собранные самостоятельно изделия не уступают по качеству, а иногда и превосходят аналоги производственного изготовления. Это могут быть цветомузыкальные устройства, мигающие конструкции светодиодов, бегущие огни на светодиодах своими руками и многое другое.

Использование светодиодов в создании сценических костюмов

Сборка стабилизатора тока для светодиодов своими руками

Чтобы ресурс светодиода не выработался раньше положенного срока, необходимо чтобы ток, протекающий через него, имел стабильное значение. Известно, что светодиоды красного, желтого и зеленого цвета могут справляться с повышенной нагрузкой по току. В то время как сине-зеленые и белые LED-источники даже при небольшой перегрузке сгорают за 2 часа. Таким образом, для нормальной работы светодиода необходимо решить вопрос с его питанием.

Если собрать цепочку из последовательно или параллельно соединенных светодиодов, то обеспечить им идентичное излучение можно в том случае, если ток, проходящий через них, будет иметь одинаковую силу. Кроме того, импульсы обратного тока могут негативно повлиять на ресурс LED-источников. Чтобы такого не произошло, необходимо включить в схему стабилизатор тока для светодиодов.

Качественные признаки светодиодных светильников зависят от применяемого драйвера – устройства, которое преобразует напряжение в стабилизированный ток с конкретным значением. Многие радиолюбители собирают схему питания светодиодов от 220В своими руками на базе микросхемы LM317. Элементы для такой электронной схемы имеют небольшую стоимость и такой стабилизатор легко сконструировать.

Схема подключения мощного светодиода с использованием интегрального стабилизатора напряжения LM317

При использовании стабилизатора тока на LM317 для светодиодов регулируют ток в пределах 1А. Выпрямитель на базе LM317L стабилизирует ток до 0,1А. В схеме устройства используют всего лишь один резистор. Его рассчитывают посредством онлайн калькулятора сопротивления для светодиода. Для питания подойдут имеющиеся подручные устройства: блоки питания от принтера, ноутбука или другой бытовой электроники. Более сложные схемы собирать самостоятельно не выгодно, так как их проще приобрести в готовом виде.

ДХО из светодиодов своими руками

Применение на автомобилях дневных ходовых огней (ДХО) заметно повышает видимость автомобиля в светлое время другими участниками дорожного движения. Многие автолюбители практикуют самостоятельную сборку ДХО с использованием светодиодов. Один из вариантов – устройство ДХО из 5-7 светодиодов мощностью 1Вт и 3Вт на каждый блок. Если использовать менее мощные LED-источники, световой поток не будет соответствовать нормативам для таких огней.

Полезный совет! При изготовлении ДХО своими руками, учитывайте требования ГОСТа: световой поток 400-800 Кд, угол свечения в горизонтальной плоскости – 55 градусов, в вертикальной – 25 градусов, площадь – 40 см².

Дневные ходовые огни улучшают видимость автомобиля на дороге

Для основания можно использовать плату из алюминиевого профиля с площадками для крепления светодиодов. Светодиоды фиксируются на плате с помощью теплопроводного клеящего состава. В соответствии с типом LED-источников подбирается оптика. В данном случае подойдут линзы с углом свечения 35 градусов. Линзы устанавливаются на каждый светодиод отдельно. Провода выводятся в любую удобную сторону.

Далее изготавливается корпус для ДХО, служащий одновременно и радиатором. Для этого можно использовать П-образный профиль. Готовый светодиодный модуль располагают внутри профиля, закрепив его на винтах. Все свободное пространство можно залить прозрачным герметиком на силиконовой основе, оставив на поверхности только линзы. Такое покрытие будет служить в качестве влагозащиты.

Подключение ДХО к питанию производится с обязательным использованием резистора, сопротивление которого предварительно просчитывается и проверяется. Способы подключения могут быть разными, учитывая модель автомобиля. Схемы подключения можно отыскать в сети интернет.

Схема подключения ДХО с блоком управления

Как сделать, чтобы светодиоды мигали

Наиболее популярными мигающими светодиодами, купить которые можно в готовом виде, являются приборы, регулируемые уровнем потенциала. Мигание кристалла происходит за счет изменения питания на выводах прибора. Так, двухцветный красно-зеленый LED-прибор излучает свет в зависимости от направления проходящего по нему тока. Эффект мигания в RGB-светодиоде достигается подключением трех выводов для отдельного управления к конкретной системе регулирования.

Но можно сделать мигающим и обычный одноцветный светодиод, имея в арсенале минимум электронных компонентов. Перед тем как сделать мигающий светодиод, необходимо выбрать работающую схему, которая будет простой и надежной. Можно использовать схему мигающего светодиода, которая будет запитана от источника с напряжением 12В.

Схема состоит из транзистора небольшой мощности Q1 (подойдет кремниевый высокочастотный КТЗ 315 или его аналоги), резистора R1 820-1000 Ом, 16-вольтового конденсатора С1 емкостью 470 мкФ и LED-источника. При включении схемы конденсатор заряжается до 9-10В, после этого транзистор на миг открывается и отдает накопленную энергию светодиоду, который начинает мигать. Данную схему можно реализовать только в случае питания от источника 12В.

Мигание светодиодов используется, например, в елочной гирлянде

Можно собрать более усовершенствованную схему, которая работает по аналогии с транзисторным мультивибратором. В схему входят транзисторы КТЗ 102 (2 шт.), резисторы R1 и R4 по 300 Ом каждый, чтобы ограничить ток, резисторы R2 и R3 по 27000 Ом, чтобы задавать ток базы транзисторов, 16-вольтовые полярные конденсаторы (2 шт. емкостью 10 мкФ) и два LED-источника. Данная схема питается от источника постоянного напряжения 5В.

Схема работает по принципу «пары Дарлингтона»: конденсаторы С1 и С2 попеременно заряжаются и разряжаются, что служит причиной открывания конкретного транзистора. Когда один транзистор отдает энергию С1, загорается один светодиод. Далее плавно заряжается С2, а ток базы VT1 снижается, что приводит к закрытию VT1 и открытию VT2 и загорается другой светодиод.

Полезный совет! Если использовать напряжение питания свыше 5В, потребуется применить резисторы с другим номиналом, чтобы исключить выход из строя светодиодов.

Схема вспышек на светодиоде

Сборка цветомузыки на светодиодах своими руками

Чтобы реализовать достаточно сложные схемы цветомузыки на светодиодах своими руками, необходимо сначала разобраться, как работает простейшая схема цветомузыки. Она состоит из одного транзистора, резистора и LED-прибора. Такую схему можно запитать от источника с номиналом от 6 до 12В. Функционирование схемы происходит за счет каскадного усиления с общим излучателем (эмиттером).

На базу VT1 поступает сигнал с изменяющейся амплитудой и частотой. В том случае, когда колебания сигнала превышают заданный порог, транзистор открывается и загорается светодиод. Минусом данной схемы является зависимость мигания от степени  звукового сигнала. Таким образом эффект цветомузыки будет проявляться только при определенной степени громкости звука. Если звук увеличить. светодиод будет все время гореть, а при уменьшении – чуть вспыхивать.

Чтобы добиться полноценного эффекта, используют схему цветомузыки на светодиодах с разбивкой диапазона звука на три части. Схема с трехканальным преобразователем звука питается от источника напряжением 9В. Огромное количество схем цветомузыки можно найти в интернете на различных форумах радиолюбителей. Это могут быть схемы цветомузыки с использованием одноцветной ленты, RGB-светодиодной ленты, а также схемы плавного включения и выключения светодиодов. Так же в сети можно отыскать схемы бегущих огней на светодиодах.

Схема для сборки цветомузыки своими руками

Конструкция индикатора напряжения на светодиодах своими руками

Схема индикатора напряжения включает резистор R1 (переменное сопротивление 10 кОм), резисторы R1, R2 (1кОм), два транзистора VT1 КТ315Б, VT2 КТ361Б, три светодиода – HL1, HL2 (красные), HLЗ (зеленый). X1, X2 – 6-вольтовые источники питания. В данной схеме рекомендуется использовать LED-приборы с напряжением 1,5В.

Алгоритм работы самодельного светодиодного индикатора напряжения представляет собой следующее: когда подается напряжение, светится центральный LED-источник зеленого цвета. В случае падения напряжения, включается светодиод красного цвета, расположенный слева. Увеличение напряжения заставляет светиться красный светодиод, размещенный справа. При среднем положении резистора все транзисторы будут в закрытом положении, и напряжение поступит лишь на центральный зеленый светодиод.

Открытие транзистора VT1 происходит, когда ползунок резистора передвигают вверх, тем самым повышая напряжение. В этом случае поступление напряжения на HL3 прекращается, и оно подается на HL1. При перемещении ползунка вниз (понижение напряжение) происходит закрытие транзистора VT1 и открытие VT2, что даст питание светодиоду HL2. С незначительной задержкой LED HL1 погаснет, HL3 один раз мелькнет и засветится HL2.

Схема сборки индикатора напряжения на светодиодах своими руками

Такую схему можно собрать, используя радиодетали от устаревшей техники. Некоторые собирают ее на текстолитовой плате, соблюдая масштаб 1:1 c размерами деталей, чтобы все элементы могли разместиться на плате.

Безграничный потенциал LED-освещения дает возможность самостоятельно конструировать из светодиодов различные светотехнические приборы с отличными характеристиками и достаточно низкой стоимостью.

Ультраяркие светодиоды компании CREE

16 июля 2009

По оценкам экспертов, около 20% электроэнергии, вырабатываемой во всем мире, приходится на освещение.

Мощные светодиоды потребляют в 10 раз меньше ламп накаливания и в 2 раза меньше, чем люминесцентные лампы при одинаковых величинах светового потока. Срок службы лампы накаливания — около 1000 часов, люминесцентной лампы — около 5000 часов. Для сравнения, срок эксплуатации светодиодных светильников — от 50 до 100 тысяч часов. Из этого следует, что радикально решить вопрос экономии электроэнергии и затрат на обслуживание систем освещения может только применение светодиодных источников света. Таким образом, применение светодиодных светильников дает двойную экономию: электроэнергии и затрат по эксплуатации осветительных приборов (замена и ремонт).

Светодиоды очень компактны, не требуют высокого напряжения питания, не имеют бьющихся частей (светодиоды — это твердотельные приборы), что обеспечивает устойчивость к вибрации и ударам, не содержат вредных веществ. На основе светодиодов можно создавать источники света с произвольной диаграммой направленности. Кроме того, светодиоды могут работать при низких температурах окружающей среды, что проблематично для люминесцентных ламп.

Компания Cree выпускает ультраяркие (другое равноценное название — сверхъяркие) и мощные (осветительные) светодиоды. Между этими группами твердотельных источников света невозможно провести четкую грань, поэтому в данной статье рассматривается классификация серий светодиодов по версии производителя Cree, которая представлена на рисунке 1.

 

 

 

Рис. 1. Серии ультраярких и мощных светодиодов фирмы Cree

К ультраярким светодиодам, предназначенным для индикации, производитель относит круглые (P2 Round) и овальные (ScreenMaster P2 Oval) светодиоды в корпусе для монтажа в отверстия, серию Р4 (корпус «пиранья») и серии светодиодов для поверхностного монтажа в корпусах PLCC2, PLCC4 и PLCC6. К мощным светодиодам, предназначенным для осветительных приборов, компания Cree относит серии XLamp XR, XLamp XP, XLamp MC. 

 

Применение ультраярких светодиодов

Ультраяркие светодиоды предназначены, в первую очередь, для индикации (обычно с относительно большого расстояния) и, во вторую, — для подсветки или в качестве маломощных источников света. Некоторые варианты применения сверхъярких светодиодов показаны на рисунке 2.

 

 

Рис. 2. Некоторые варианты применения ультраярких светодиодов Cree

Светофоры, световые указатели, светодиодные экраны и электронные табло — это одни из самых массовых приложений ультраярких светодиодов. Замена галогенных ламп, ручные и головные фонари с минимумом потребления энергии, медицинские инструменты с местной подсветкой, например, для стоматологии и других медицинских приложений. Наиболее востребованы светодиодные светильники для подсветки витрин ювелирных магазинов, так как тепловыделение светодиодных источников света существенно меньше по сравнению с галогенными лампами. Воздействие повышенной температуры на ювелирные изделия приводит к преждевременному изменению внешнего вида некоторых металлов (к сожалению, не в лучшую сторону). Это главная причина, по которой ювелиры проявляют большой интерес к перспективным светодиодным системам освещения.

Массовое использование ультраярких светодиодов происходит в автомобильной промышленности. Это задние фары, габаритные огни и стоп-сигналы, подсветка салона и приборной панели. Применение современных светодиодов дает широкое поле деятельности дизайнерам для реализации самых разных вариантов декоративного освещения.

В промышленности востребована подсветка в коммерческих морозильных камерах из-за гораздо меньшего тепловыделения светодиодных светильников. Простота реализации локальной и направленной подсветки позволяет с успехом использовать ультраяркие светодиоды в системах машинного зрения. И, конечно, одно из наиболее востребованных приложений для сверхъярких светодиодов — подсветка дисплеев. Несомненно, с каждым годом количество ЖК-телевизоров и мониторов со светодиодной подсветкой будет только увеличиваться. Конечно, все сферы применения ультраярких светодиодов перечислить невозможно, поэтому переходим к принципам зрительного восприятия человека и световым характеристикам светодиодов, без которых невозможно правильное понимание параметров ультраярких и мощных светодиодов.

 

Зрительное восприятие

и фоторецепторы глаза человека

Принцип работы глаз человека определяет развитие систем освещения и отображения информации. Фоторецепторы сетчатки глаза имеют два типа зрительных клеток: палочки и колбочки. Палочки гораздо чувствительнее к яркости, но не различают цвета. Колбочки различают цвет в видимом диапазоне от 380…400 нм (фиолетовый) до 770 нм (красный), но слабо реагируют на интенсивность светового потока. Сетчатка содержит три типа колбочек, каждый из которых чувствителен к своему цвету (синему, зеленому или красному). Это показано на рисунке 3.

 

 

Рис. 3. Чувствительности цветовых рецепторов глаза в разных диапазонах видимого спектра

Как мы видим, графики в значительной степени пересекаются. Обратите внимание, что чувствительность глаза к синей части спектра минимальна (график показан с умножением на 20 от истинного значения). Суммарный отклик колбочек имеет четко выраженный максимум в области зеленого цвета с длиной волны около 555 нм, что показано на рисунке 4.

 

 

Рис. 4. Суммарная чувствительность цветовых рецепторов глаза в видимом диапазоне света

Палочек намного больше, чем колбочек, поэтому сетчатка глаза гораздо чувствительнее к интенсивности светового потока, чем к цвету. Очень важно и то, что восприятие яркости света глазом среднестатистического человека происходит по логарифмическому закону. Например, реальная сила света, требуемая для формирования 50-процентного серого изображения (точно по центру между абсолютно черным и полностью белым) составляет примерно 18% от силы света, нужной для формирования полностью белого изображения. Нелинейное восприятие яркости глазом человека должно обязательно учитываться при выводе информации на дисплей. Очевидно, что чувствительность глаз каждого конкретного человека индивидуальна, поэтому в светотехнике пользуются параметрами зрительного аппарата среднестатистического человека.

 

Фотометрические (светотехнические)

характеристики светодиодов

Световые характеристики источников света основаны на двух основных фотометрических стандартах: сила света и световой поток. Единица измерения светового потока — люмен. 1 люмен эквивалентен световому потоку, излучаемому точечным источником с силой света 1 кандела внутри телесного угла 1 стерадиан. Наглядная иллюстрация этого определения приведена в верней части рисунка 5.

 

 

Рис. 5. Фотометрические характеристики источников света

Для понимания фотометрических характеристик необходимо вспомнить определение стерадиана. Стерадиан представляет собой телесный угол Ω (конус с центром сферы радиусом R), который вырезает на сфере поверхность площадью R² (как показано в верхней части рисунка 5). Из определения стерадиана следует, что полный световой поток, излучаемый точечным источником с силой света 1 кандела равен 4p люменов.

 

Световой поток F

Силу света измеряют в канделах (в переводе с латинского — свеча). Кандела — это сила света обычной восковой свечи.

Возникает вполне правомерный вопрос: почему силу света измеряют в канделах, а не Вт/стерадиан (Вт/ср)? Часто так и делают, но при использовании мощных светодиодов для освещения возникает следующее неудобство. Если включить зеленый, красный и синий светодиоды с одинаковой силой света, измеренной в Вт/ср, то яркость зеленого светодиода будет существенно выше. Это явление объясняет рассмотренные нами выше графики на рисунках 3 и 4, иллюстрирующие разную чувствительность глаза человека к разным длинам волн видимого спектра. Яркость красного светодиода нам казалась бы меньше, чем у зеленого, а свечение синего светодиода вообще оказалось бы очень тусклым. Чтобы устранить эти причины, силу света измеряют в канделах, а световой поток в люменах (см. рис. 5). При расчете освещенности именно люмен является наиболее подходящей единицей измерения для расчетов и сравнения разных источников света.

 

Сила света I

Сила света I — это пространственная плотность светового потока или отношение светового потока внутри телесного угла к величине этого телесного угла. Проще говоря, сила света показывает, какую часть светового потока излучает источник в рассматриваемом направлении. Сила света измеряется в канделах (кд).

Для пересчета кандел в люмены применяют следующий метод:

1. Зная двойной угол половинной яркости светодиода q, взятый из документации производителя, вычисляем соответствующий телесный угол Ω = 2p (1-cos(q/2)).

2. Определяем световой поток F = IxΩ, где I — сила света светодиода.

 

Освещенность Е

Освещенность характеризует уровень освещения поверхности, создаваемый световым потоком, падающим на поверхность. В системе СИ измеряется в люксах. Рассчитывается по формуле E = F/S (1 люкс = 1 люмен/м²). Освещенность пропорциональна силе света. С увеличением дистанции от поверхности освещенность уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния. При падении световых лучей наклонно к освещаемой поверхности освещенность падает пропорционально косинусу угла падения лучей.

 

Яркость L

В фотометрии термин «яркость» рассматривают применительно к поверхности. Хотя мы все часто употребляем термин «яркость светодиода», это некорректно. Более правильные термины — сила света и световой поток. В данном случае (см. рис. 5) речь идет о яркости поверхности, то есть отраженном от нее свете. Яркость L — это отношение силы света I элемента поверхности к площади его проекции, перпендикулярной рассматриваемому направлению или L = (I/S) x cosa. Из всех фотометрических величин яркость наиболее близко связана со зрительными ощущениями, так как освещенности изображений предметов на сетчатке глаза пропорциональны именно яркости этих предметов.

 

Световая отдача

Световая отдача характеризует эффективность источника излучения, определяющая, какой вырабатывается световой поток на 1 Вт подведенной мощности. Единица измерения — лм/Вт. Теоретически максимально возможная световая отдача равна 683 лм/Вт у источника света с длиной волны 555 нм при преобразовании электрической энергии в свет без потерь. Из последнего предложения следует, что 1 люмен — это световой поток зеленого излучателя света без потерь с длиной волны 555 нм мощностью 1/683 Вт. Обычная лампа накаливания 60 Вт обеспечивает световой поток 500 лм (светоотдача — 8,33 лм/Вт). Лампа накаливания мощностью 100 Вт излучает световой поток около 1300 лм (13 лм/Вт). Люминесцентная лампа мощностью 26 Вт создает световой поток около 1600 лм (61,5 лм/Вт). Уличная натриевая газоразрядная лампа излучает 10000…20000 лм. Натриевые лампы низкого давления обеспечивают один из максимальных показателей эффективности — световая отдача около 200 лм/Вт. Фирма Cree выпускает светодиоды с оптической эффективностью более 100 лм/Вт. По оценкам экспертов со временем этот показатель будет только увеличиваться, а цена ультраярких и осветительных светодиодов будет только уменьшаться.

 

Основные параметры

ультраярких светодиодов Cree

В таблице 1 приведены параметры ультраярких светодиодов Cree в круглых корпусах диаметром 5 мм.

Таблица 1. Параметры круглых ультраярких светодиодов фирмы CREE

Серия	Наименование		Цвет	Диаметр, мм	Угол излучения, град.	Сила света, мкд			Длина волны, нм
	без ограничителей на выводах	с ограничителями на выводах				Мин.	Тип.	Макс.	Мин.	Тип.	Макс.
503	C503B-AAN	C503B-AAS	Янтарный (Amber)	5	15	5860	13000	23500	584	591	596
	C503B-ABN	C503B-ABS			23	3000	5000	12000
	C503B-CAN	C503B-CAS			30	3000	5000	8200
	C503B-BAN	C503B-BAS	Синий (Blue)		15	5860	11000	23500	465	470	480
	C503B-BCN	C503B-BCS			30	2130	4100	8200
	C503B-GAN	C503B-GAS	Зеленый (Green)		15	16800	34000	64600	520	527	535
	C503B-GCN	C503B-GCS			30	5860	12500	23500
	C503B-RAN	C503B-RAS	Красный (Red)		15	5860	12000	23500	618	624	630
	C503B-RBN	C503B-RBS			23	3000	5000	12000
	C503B-RCN	C503B-RCS			30	3000	5100	12000
	C503B-WAN	–	Белый (White)		15	14400	18000	32900	–	–	–
	C503C-WAN	C503C-WAS				16800	24000	32900
513	C513A-WSN	C513A-WSS			55	2130	4000	8200
535	C535A-WJN	–			110	770	1400	3000
* – последняя буква S (Stopper) обозначает наличие ограничителей на выводах светодиода
** – последняя буква N (No Stopper) обозначает отсутствие ограничителей на выводах светодиода

Светодиоды для монтажа в отверстия выпускаются с ограничителями на выводах и без них. Производитель указывает четкие допустимые границы минимальных и максимальных значений силы света и длин волн видимого диапазона излучения. Это характеризует очень высокую культуру производства светодиодов и отлаженность технологического процесса.

Для некоторых приложений, например, для светодиодных экранов часто целесообразнее использовать овальные светодиоды с несимметричной диаграммой направленности. Разные мощности излучения по двум осям позволяют оптимально распределять энергию излучения светодиодов. Параметры ультраярких овальных светодиодов Cree с размерами корпуса 4 и 5 мм приведены в таблице 2.

Таблица 2. Параметры овальных ультраярких светодиодов фирмы CREE

Серия	Наименование	Цвет	Размер, мм	Угол излучения, град.	Сила света, мкд			Длина волны, нм
					Мин.	Тип.	Макс.	Мин.	Тип.	Макс.
4SM	C4SME-RJS*	Красный (Red)	4	100×45	770	1100	2130	619	621	624
	C4SMF-RJS	Синий (Blue)			550	1000	2130	460	470	475
	C4SMF-GJS	Зеленый (Green)			2130	4000	8200	520	527	535
	C4SMF-RJS	Красный (Red)			1100	1900	4180	619	621	624
	C4SMG-BJS	Синий (Blue)			390	900	1520	460	470	475
	C4SMG-GJS	Зеленый (Green)			1100	2200	1480	520	527	535
	C4SMG-RJS	Красный (Red)			550	1100	2130	619	621	624
5SM	C5SMA-RJS	Красный (Red)	5	110×50	280	450	770	620	624	628
	C5SMB-AJS	Янтарный (Amber)			390	600	1100	584	591	596
	C5SMB-BJS	Синий (Blue)			200	350	770	465	470	475
	C5SMB-GJS	Зеленый (Green)			1100	1750	3000	520	527	535
	C5SMB-RJS	Красный (Red)			390	750	1100	620	628	635
	C5SME-RJS	Красный (Red)		100×35	770	1100	2130	619	621	624
	C5SMF-AJS	Янтарный (Amber)			770	2100	3000	584	591	596
	C5SMF-BJS	Синий (Blue)			550	1100	2130	460	470	475
	C5SMF-GJS	Зеленый (Green)			2130	4400	8200	520	527	535
	C5SMF-RJS	Красный (Red)			1100	2200	4180	619	621	624
566	C566C-AFN**	Янтарный (Amber)		65×35	1520	2500	4180	584	591	596
	C566C-AFS
	C566C-BFN	Синий (Blue)			770	1500	4180	460	470	475
	C566C-BFS
	C566C-GFN	Зеленый (Green)			2130	5200	12000	520	527	535
	C566C-GFS
	C566C-RFN	Красный (Red) nt>			1100	2200	4180	619	621	624
	C566C-RFS
* – последняя буква S (Stopper) обозначает наличие ограничителей на выводах светодиода ** – последняя буква N (No Stopper) обозначает отсутствие ограничителей на выводах светодиода

Более мощные ультраяркие светодиоды Cree серии Р4 выпускаются в популярном корпусе «пиранья». Сила света этих светодиодов достигает 13,2 кд при угле излучения 100…120° (гарантированное минимальное значение сила света 4…5 кд). Параметры светодиодов серии Р4 сведены в таблицу 3.

Таблица 3. Параметры ультраярких светодиодов серии Р4 фирмы CREE

Серия	Наименование	Цвет	Размер, мм	Угол излучения, град.	Сила света, мкд			Длина волны, нм
					Мин.	Тип.	Макс.	Мин.	Тип.	Макс.
P41	CP41B-ADS	Янтарный (Amber)	7,6×7,6	40	4400	6500	11000	584	591	599
	CP41B-AFS			70	5500	7500	13200
	CP41B-AHS			100	5500	8000	13200
	CP41B-BFS	Синий (Blue)		70	1650	2500	3300	462	470	475
	CP41B-GFS	Зеленый (Green)		70	4400	6500	8730	515	527	535
	CP41B-RDS	Красный (Red)		40	4400	7000	11000	620	628	637
	CP41B-RFS			70	4400	7500	11000
	CP41B-RHS			100	4400	8000	13200
	CP41B-WES	Белый (White)		60	3850	7000	11000	–	–	–
	CP41B-WGS			90	3850	7000	11000	–	–	–
P42	CP42B-AKS	Янтарный (Amber)		120	5500	7000	13200	584	591	599
	CP42B-BKS	Синий (Blue)		120	1100	1500	3300	462	470	475
	CP42B-GKS	Зеленый (Green)		120	4400	6500	11000	515	527	535
	CP42B-RKS	Красный (Red)		120	4400	6000	11000	618	624	630
P43	CP43B-AGS	Янтарный (Amber)		90	2130	5000	8200	584	591	599
	CP43B-RGS	Красный (Red)		90	2130	4500	8200	618	624	630

Большой популярностью пользуются ультраяркие светодиоды Cree для поверхностного монтажа (SMD). Параметры серий этих светодиодов представлены в таблице 4. Максимальной мощностью излучения отличаются серии LP6 и LN6. Максимальная сила света белых светодиодов серии LP6 достигает 14…18 кд при угле излучения 120°. Для белых светодиодов серии LN6 производитель приводит значения светового потока в люменах. Максимальные значения этого параметра достигают 85…100 лм (типовые значения от 65 до 80 лм).

Таблица 4. Параметры ультраярких светодиодов для поверхностного монтажа (SMD) фирмы CREE

Серия	Наименование	Цвет	Размер, мм	Угол излучения, град.	Сила света, мкд (*Световой поток, лм)			Длина волны, нм
					Мин.	Тип.	Макс.	Мин.	Тип.	Макс.
LM1	CLM1B-AKW	Янтарный (Amber)	3,2×2,7	120	355	600	900	584	591	596
	CLM1B-BKW	Синий (Blue)			280	450	710	460	470	480
	CLM1B-GKW	Зеленый (Green)			710	1300	2240	520	527	540
	CLM1B-RKW	Красный (Red)			450	650	1120	618	624	630
	CLM1C-WKW	Белый (White)			710	1200	1800	–
LM2	CLM2B-AEW	Янтарный (Amber)		60	3550	5000	9000	584	591	599
	CLM2B-REW	Красный (Red)			2240	3700	5600	618	624	630
LM3	CLM3A-WKW	Белый (White)	2,7×2,0	120	1120	1600	2240	–
	CLM3C-AKW	Янтарный (Amber)			355	700	900	584	591	596
	CLM3C-MKW	Белый теплый			1120	1560	2800	–
	CLM3C-RKW	Красный (Red)			560	740	1400	618	624	630
	CLM3C-WKW	Белый (White)			1400	1850	3550	–
LM4	CLM4B-AKW	Янтарный (Amber)	3,2×2,7		1120	1500	2800	584	591	599
	CLM4B-BKW	Синий (Blue)			355	550	900	460	470	480
	CLM4B-GKW	Зеленый (Green)			1400	1800	3550	515	527	535
	CLM4B-PKW	Оранжевый (Orange)			1120	2000	2800	610	615	622
	CLM4B-RKW	Красный (Red)			1120	1600	2800	618	624	630
LP6	CLP6B-MKW	Белый теплый	6×5		7100	9500	14000	–
	CLP6B-WKW	Белый (White)			7100	11000	18000	–
	CLP6C-FKB	Синий (Blue)			280	400	560	460…480
		Зеленый (Green)			1120	1600	2240	520…540
		Красный (Red)			560	700	1120	619…624
	CLP6C-AKW	Янтарный (Amber)			2800	4200	7100	584	591	596
	CLP6C-RKW	Красный (Red)			3550	4800	7100	618	624	630
LA1	CLA1A-MKW	Белый теплый	3,2×2,8		1400	2000	3550	–
	CLA1A-WKW	Белый (White)			1800	2600	4500	–
LA2	CLA2A-WKW	Белый (White)			2240	3400	5600	–
LV1	CLV1A-FKB	Синий (Blue)			180	320	450	460…480
		Зеленый (Green)			560	850	1400	520…540
		Красный (Red)			355	550	900	619…624
LV6	CLV6A-FKB	Синий (Blue)	5,5×5,5		280	400	560	460…480
		Зеленый (Green)			1120	1600	2240	520…540
		Красный (Red)			560	400	1120	619…624
LN6	CLN6A-MKW	Белый теплый	5x5x1,3	115	51*	65*	85,6*	–
	CLN6A-WKW	Белый (White)			60,5*	80*	101,8*	–
* – для светодиодов серии LN6 приведены значения светового потока в люменах (лм)

Удобный и автоматизированный монтаж SMD-светодиодов, их малые размеры, низкий нагрев и высокая светоотдача позволяют дизайнерам выбрать оптимальные и интересные решения для создания систем освещения.

При заказе белых светодиодов необходимо обратить внимание на бины и цветовую температуру. Бин кодирует цветовую температуру и силу света излучения белых светодиодов в довольно узком спектральном диапазоне, поэтому при заказе необходимо внимательно изучать документацию (datasheet), где указаны возможные варианты бинов.

По прогнозам экспертов внедрение в нашу жизнь ультраярких светодиодов (и, конечно, мощных осветительных) со временем будет идти все более быстрыми темпами. При массовом производстве их цена будет постоянно снижаться. Придет время, и наши глаза будут все больше радоваться светодиодному освещению, управляя оттенками которого можно даже поднимать настроение. Остается только пожелать читателю успехов в применении ультраярких светодиодов компании Cree.

Получение технической информации, заказ образцов, поставка — e-mail: [email protected]

 

 

 

•••

Наши информационные каналы

Светодиоды повышенной яркости, диаметр 5мм (ЗАО Протон)

Справочник по светодиодам повышенной яркости (очень яркие) производства ЗАО Протон, таблицы с техническими характеристиками. Диаметр светодиодов — 5мм.

Таблица 1. Светодиодам повышенной яркости с прозрачной линзой.

Наименование	Макс. прямое напряжение (Uf), в		Цвет линзы	Цвет свечения (лямбда), нм	Сила света ( при 20 мА), мКд	Полный угол обзора
	тип.	макс.				2О1/2
КИПД40Н20-К4-П7					1000
КИПД40П20-К4-П7					1500
КИПД40Р20-К4-П7				Красный/	2000	23 град.
КИПД40С20-К4-П7				625	2500
КИПД40Т20-К4-П7					3000
КИПД40У20-К4-П7					4000
КИПД85Т30-К4-П				Красный/ 625	3000
КИПД85У30-К4-П					4000	30 град.
КИПД85Ф30-К4-П				TS AlInGaP	5000
КИПД40Н20-Ж-П7					1000
КИПД40П20-Ж-П7					1500
КИПД40Р20-Ж-П7				Желтый/	2000	23 град.
КИ ПД40С20-Ж- П7				590	2500
КИ ПД40Т20-Ж- П7	1,95	2,5			3000
КИ ПД40У20-Ж- П7					4000
КИПД85Т30-Ж-П				Желтый/ 590	3000
КИПД85У30-Ж-П					4000	30 град.
КИПД85Ф30-Ж-П				TS AlInGaP	5000
КИПД40Н20-Р-П7					1000
КИПД40П20-Р-П7			Прозрачный		1500
КИПД40Р20-Р-П7				Оранжевый/	2000	23 град.
КИПД40С20-Р-П7				605	2500
КИПД40Т20-Р-П7					3000
КИПД40У20-Р-П7					4000
КИПД40Л20-ЖЛ-П7				Зеленый/ 570	500
КИПД40М20-ЖЛ-П7					700	23 град.
КИПД40Н20-ЖЛ-П7					1000
КИПД40П20-Л5.Л4-П7					1500
КИПД40Р20-Л5.Л4-П7					2000	23“
КИПД40С20-Л5.Л4-П7				Зеленый/ 505 (Л5), 525 (Л4)	2500
КИПД40Т20-Л5.Л4-П7					3000
КИПД40Т30-Л5.Л4-П7					3000	30“
КИ ПД40У20-Л 5, Л 4- П7					4000	23“
КИПД40Л20-С1-П7	3,5	4,0			500
КИПД40Н20-С1-П7				Синий/	1000	23“
КИПД40П20-С1-П7				470	1500
КИПД40Р20-С1-П7					2000
КИПД80Н-1Б				Белый/ InGaN +	1000
КИПД80Р-1Б					2000	23“
КИПД80Т-1Б				люминнофор	3000

Рис. 1. Чертеж светодиодов с линзой диаметром 5мм.

Таблица 2: светодиоды высокой яркости с диффузионной линзой.

Наименование	Макс, прямое напряжение (Uf), В		Цвет линзы	Цвет свечения (лямбда), нм	Сила света (при 20 мА), мКд	Полный угол обзора
	тип.	макс.				201/2
КИПД40К30-К4-Д7					300
КИПД40Л30-К4-Д7				Красный/	500	30°
КИПД40М30-К4-Д7				625	700
КИПД40Н30-К4-Д7					1000
КИПД85П40-К4-Д				Красный/ 625 TS AlInGaP	1500
КИПД85П40-К4-Д					2000	40°
КИПД85П40-К4-Д					2500
КИПД40К30-Ж-Д7					300
КИПД40Л30-Ж-Д7				Желтый/	500	30°
КИПД40М30-Ж-Д7				590	700
КИПД40Н30-Ж-Д7	1,95	2,5			1000
КИПД85П40-Ж-Д				Желтый/ 590 TS AlInGaP	1500
КИПД85Р40-Ж-Д					2000	40°
КИПД85С40-Ж-Д					2500
КИПД40К30-Р-Д7			Диффузионный		300
КИПД40Л30-Р-Д7				Оранжевый/	500	30°
КИПД40М30-Р-Д7				605	700
КИПД40Н30-Р-Д7					1000
КИПД40К30-ЖЛ-Д7					300
КИПД40Л30-ЖЛ-Д7				Зеленый/ 570	500	30°
КИПД40М30-ЖЛ-Д7					700
КИПД40Л30-Л5.Л4-Д7					500
КИПД40М30-Л5.Л4-Д7				Зеленый/ 505 (Л5), 525 (Л4)	700
КИПД40Н30-Л5.Л4-Д7					1000	30°
КИПД40П30-Л5.Л4-Д7					1500
КИПД40Р30-Л5.Л4-Д7	3,5	4,0			2000
КИПД40К30-С1-Д7					300
КИПД40Л30-С1-Д7				Синий/	500	30°
КИПД40М30-С1-Д7				470	700
КИПД40Н30-С1-Д7					1000

 

Каковы электрические и оптические характеристики светодиодов?

Главная / ПРОИЗВОДСТВО / Каковы электрические и оптические характеристики светодиодов?

Каковы электрические и оптические характеристики светодиодов?

Светодиод — низковольтный прибор. Обычный светодиод, применяемый для индикации, потребляет от 2 до 4 В постоянного напряжения при токе до 50 мА. Светодиод, который используется для освещения, потребляет такое же напряжение, но ток выше — от нескольких сотен мА до 1 А в проекте. В светодиодном модуле отдельные светодиоды могут быть включены последовательно, и суммарное напряжение оказывается более высоким (обычно 12 или 24 В).

При подключении светодиода необходимо соблюдать полярность, иначе прибор может выйти из строя. Напряжение пробоя указывается изготовителем и обычно составляет более 5 В для одного светодиода. Яркость светодиода характеризуется световым потоком и осевой силой света, а также диаграммой направленности. Существующие светодиоды разных конструкций излучают в телесном угле от 4° до 140°. Цвет, как обычно, определяется координатами цветности и цветовой температурой, а также длиной волны излучения.

Для сравнения эффективности светодиодов между собой и с другими источниками света используется светоотдача — величина светового потока на один ватт электрической мощности. Другой интересной маркетинговой характеристикой оказывается цена одного люмена.

Компания Лед оригинал производит различные светодиодные светильники которые отличаются друг от друга по характеристикам и индексами цветопередачи в том числе, по назначению и по внешнему виду. Все светодиодные светильники имеют гарантию от 3 до 5 лет и выполнены на высшем техническом качестве. Вы можете заказать и купить светильник светодиодный потолочный для офиса или для любого административного учреждения с матовым или опаловым рассеивателем. Купить уличные светодиодные светильники для освещения улиц и дворов, с повышенной степенью защиты IP67. Купить промышленные светодиодные светильники для освещения промышленных и складских площадей с высотой потолков 12-15 метров

Каталог светодиодных светильников

Почему нужно стабилизировать ток через светодиод?

В рабочих режимах ток экспоненциально зависит от напряжения и незначительные изменения напряжения приводят к большим изменениям тока. Поскольку световой выход прямо пропорционален току, то и яркость светодиода оказывается нестабильной. Поэтому ток необходимо стабилизировать. Кроме того, если ток превысит допустимый предел, то перегрев светодиода может привести к его ускоренному старению.

Можно ли регулировать яркость светодиода?

Яркость светодиодов очень хорошо поддается регулированию, но не за счет снижения напряжения питания — этого-то как раз делать нельзя, — а так называемым методом широтно-импульсной модуляции (ШИМ), для чего необходим специальный управляющий блок (реально он может быть совмещен с блоком питания и конвертором, а также с контроллером управления цветом RGB-матрицы). Метод ШИМ заключается в том, что на светодиод подается не постоянный, а импульсно-модулированный ток, причем частота сигнала должна составлять сотни или тысячи герц, а ширина импульсов и пауз между ними может изменяться. Средняя яркость светодиода становится управляемой, в то же время светодиод не гаснет. Небольшое изменение цветовой температуры светодиода при димировании несравнимо с аналогичным смещением для ламп накаливания.

Светодиоды GNL повышенной яркости диаметром 5 мм

Светодиоды GNL-5033xx — Одним из выгодных отличий этих светодиодов является их дешевизна, широкий спектр цветового предложения, а так же легкость работы с ними. Хотелось бы особо отметить то, что при работе с выводными светодиодами можно изготовить вывеску любой сложности, по желанию заказчика.

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ (при Т_а= 25°С)

Параметр     Ед. изм. Прямой ток, IF 20 мА Обратное напряжение, VR 5 В Обратный ток (при VR = 5 В) 10 мкА Пиковый прямой ток (tимп = 1 мс, скважность 1/20) 180 мА Диапазон рабочих температур -40 +85 °C Диапазон температур хранения -40 +100 °C Температура пайки (в течение 5 с на расстоянии 1,6 мм от корпуса) 260 ±5 °C

---

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Наименование	Цвет свечения			Цвет линзы	Прямое падение напряжения, В	Сила света, мкд (при IF=20 мА)		Угол половинной мощности 2Θ½	Мин. упаковка
						Мин.	Тип.
GNL-5033LRC	Красный	GaAlAs	660 нм	Бесцветная прозрачная	1,8	60	80	120°	1000
GNL-5033URC	Красный	GaAlAs	660 нм	Бесцветная прозрачная	1,8	140	150	120°	1000
GNL-5033UEC	Красный	GaAlInP	625 нм	Бесцветная прозрачная	2,0	150	160	120°	1000
GNL-5033UYC	Желтый	GaAlInP	585 нм	Бесцветная прозрачная	2,0	150	160	120°	1000
GNL-5033UGC	Зеленый	GaAlInP	572 нм	Бесцветная прозрачная	2,0	90	110	120°	1000
GNL-5033PGC	Чистый зеленый	InGaN	525 нм	Бесцветная прозрачная	3,6	660	720	120°	500
GNL-5033BGC	Сине-зеленый	InGaN	505 нм	Бесцветная прозрачная	3,6	660	720	120°	500
GNL-5033UBC	Синий	InGaN	470 нм	Бесцветная прозрачная	3,6	240	280	120°	1000

---

Внимание! Светодиоды восприимчивы к воздействию статического электричества.

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ:

1. Блоки питания для светодиодов 12V
2. Как подключить светодиод
3. Контроллер светодиодный программируемый класса Dominator

Светодиоды 3528 и 2835 отличия и технические характеристики

Популярные светодиоды 2835 и 3528 – это искусственные полупроводниковые источники света разных поколений. Первой появилась модель SMD 3528. Её основным назначением было использование этих светодиодов в лентах, предназначенных для вспомогательной подсветки в помещениях или на улице. Характеристик светодиода SMD 3528 было недостаточно для использования его в качестве основного освещения:

• световой поток составлял не более 6 – 8Лм с каждого диода;
• угол рассеивания света по уровню 0,5 от максимального потока не превышал 70°;
• невысока была и энергоэффективность – не выше 40Лм/Вт.

Новые светодиоды форм-фактора SMD 2835 получили значительно более высокие характеристики:

• световой поток – 14 – 25Лм при потребляемой мощности 0,2Вт;
• повышенная цветопередача до 75 – 85 против 60 – 70;
• повышенная яркость от 8,4 до 9,1кд, против 3кд;
• энергоэффективность увеличилась с 70 – 100 до 70 – 125Лм/Вт и т. п.

Таким образом технические характеристики светодиодов SMD 2835 повысились от 50 до 300% и более.

Примером использования сверхъярких светодиодов форм-факторов SMD 2835 и SMD 5050 является пятиканальная RGB и MIX-лента, с которой познакомиться можно на нашем сайте.

Главной причиной такого высокого скачка характеристик стало то, что SMD 2835 это светодиод, полученный по технологии COB Led. Это значит, что:

• использован полупроводниковый кристалл значительно больших размеров;
• кристалл установлен на специальную теплопроводящую подложку, а не на дно пластикового корпуса;
• на кристалл нанесен люминофор меньшей толщины;
• уменьшена высота корпуса, значит увеличилась теплоотдача и срок службы;
• увеличена в 2,5 – 3 раза площадь переизлучающего люминофора;
• использован щадящий режим работы кристалла – рабочий ток ниже номинального, а это продлит срок службы светодиода SMD 2835;
• увеличена площадь контактных площадок для пассивного охлаждения кристалла.

Последние годы развития светодиодной техники основного освещения показали, что светодиоды 2835 в отличие от 3528 это по основным параметрам самые лучшие в группе сверхъярких приборов небольшого размера. Они значительно превзошли также классические SMD 5050 (5060).

Сверхяркие светодиоды. Характеристики и параметры — ABC IMPORT

Содержание статьи:

На заре эры светодиодов даже несильное свечение элемента казалось прорывом, ведь даже несколько штук, объединенных воедино, практически не расходовали энергию. Время шло, а вместе с ним развивались и подобные изделия. Сегодня уже никого не удивишь сверхяркими светодиодами, которые стали использоваться повсеместно. Но несмотря на их распространенность, люди мало что знают о таких LED-элементах. Сегодняшняя статья исправит это упущение.

Светодиоды повышенной яркости: общая информация

Вам будет интересно:Режимы нейтрали трансформатора в электроустановках: разновидности, инструкция и назначение

Подобные элементы формально можно разделить на 2 категории. Одни имеют повышенную мощность, другие сконструированы таким образом, что при невысоком потреблении электроэнергии способны выдавать световой поток, который в несколько раз больше, чем у обычных аналогов.

Одними из представителей подобных сверхярких светодиодов являются изделия фирмы Cree. Стоимость подобных чипов довольно высока, что приводит к появлению множества подделок. Особенно отличились на этом поприще китайские производители. Зачастую их изделия поначалу светят даже ярче оригинала, однако фальсификат быстро деградирует. Уже через 10-15 часов беспрерывной работы диод тускнеет вплоть до полного отказа.

Вам будет интересно:Светодиодные занавесы: обзор, производители, виды и отзывы

Если говорить об SMD-компонентах, то среди них также можно найти сверхяркие светодиоды, но потребляемая мощность у них будет значительно выше, как и габариты. А вот элементы небольших размеров можно найти под маркой Epistar. Довольно неплохое качество и долгий срок службы – вот причины популярности этих светодиодов.

Типы подобных элементов и их характеристики

При изготовлении таких светодиодов применяются определенные полупроводники. Если разделить их по типам, можно выделить 2 основных:

AlInGaP – из него изготавливаются элементы желтого, зеленого, оранжевого и красного цветов.

InGaN – белые, синие, зеленые и сине-зеленые LED-элементы.

Характеристики сверхярких светодиодов позволяют их использовать в совершенно различных областях. Они применяются для освещения цехов, улиц, квартир. Устанавливаются такие элементы и на автомобили в качестве дневных ходовых огней, габаритов или ближнего света фар. Однако последний вариант все больше теряет популярность.

Дело в том, что при работе ультраяркие светодиоды сильно нагреваются. После их установки в корпус фары работать им приходится практически постоянно, что приводит к повышению температуры и быстрой деградации. А вот в качестве габаритов, включаемых лишь в темное время суток, когда на улице значительно прохладнее, они себя зарекомендовали неплохо.

Но самой распространенной областью применения сверхярких светодиодов можно назвать фонари. Такой прибор с установленными в нем элементами, к примеру Cree, способен пробить лучом темноту на расстояние до 2-3 км. При этом его энергопотребление будет оставаться на достаточно низком уровне. Наиболее часто налобные варианты используют рыбаки при ночной ловле – световой поток достигает дна сквозь толщу воды в 3-4 метра.

Применение светодиодов в автомобильной промышленности

Для автомобилей подходят не все LED-элементы. Многим видам необходимо питание всего 2-3 В, в то время как в бортовой сети машины — 12 В. Именно поэтому производитель предлагает специализированные LED-элементы для авто. Здесь главное — понять, куда можно поставить сверхяркие светодиоды в 12 вольт, а куда их монтировать не следует. Ведь если подобные элементы будут стоять на стоп-сигналах, велика вероятность того, что они ослепят водителя идущей сзади машины, а это ни к чему хорошему не приведет. Также не стоит их устанавливать и в подсветку панели – ехать в темное время суток с подобным «тюнингом» будет невозможно.

Приемлема установка сверхярких светодиодов в 12 вольт в фонари заднего хода, габариты, а также в качестве подсветки салона. В этих случаях монтаж подобного оборудования будет оправдан. Возможно включение светодиодов в схему в качестве ближнего света, но в этом случае необходима организация качественного воздушного охлаждения. Примером подобного применения ультраярких элементов служат автомобили Lexus.

Рабочее напряжение LED-элементов

Этому параметру многие уделяют слишком большое значение, не понимая его сути. Дело здесь вот в чем. Если, к примеру, написано, что номинал сверхяркого светодиода — 3 вольта, эта цифра означает всего лишь падение напряжения на нем. Более важным параметром является рабочий ток элемента, который может достигать 1 А.

Что следует учитывать при выборе и монтаже

Выбирая сверхяркие светодиоды для авто или иного применения, стоит обратить внимание не только на заявленные производителем характеристики, но и на внешний вид изделия, качество его изготовления. Часто подделку можно выявить даже при визуальном осмотре невооруженным глазом. На фальсифицированных светодиодах могут быть неровные края, чип под линзой часто располагается несимметрично.

Заниженная стоимость по сравнению со среднерыночной также должна насторожить покупателя. Перед походом в магазин лучше ознакомиться с ценами на официальных сайтах производителей подобной продукции – это убережет от приобретения некачественного товара.

Установка ультраярких светодиодов тоже требует соблюдения определенных правил. Даже при наличии хорошей вентиляции, если есть возможность дополнительного радиатора, это стоит сделать. Для соединения чипа с охладителем следует использовать термопасту.

За и против использования сверхъярких элементов

Как и у любого оборудования, у подобных светодиодов есть сторонники и противники. Согласно проведенным независимой компанией опросам, «против» использования подобных LED-элементов высказалось около 30 % респондентов. Самое интересное, что причиной возникновения негативного отношения стало применение сверхярких светодиодов для фонариков. Люди говорили, что очень вредно, когда таким лучом светят в глаза. Странное мнение поступило от жителей Соединенных Штатов Аамерики, где и проводились опросы по данной теме.

В основном же применение подобных элементов в осветительных приборах имеет больше положительных, чем отрицательных качеств. Конечно, если приобретать качественное, фирменное изделие, стоимость его будет высока, однако и прослужит оно намного дольше, чем низкосортный дешевый диод. Главное в этом вопросе – сопоставить свои возможности с уровнем необходимости подобного приобретения.

Подводя итог вышесказанному

Сверхяркие светодиоды – это действительно вершина развития LED-элементов на сегодняшний день. Не стоит сетовать на то, что стоимость их довольно высока. Как и любые другие устройства, со временем они упадут в цене. Хотя возможно, что инженеры разработают еще какую-нибудь новинку, которая затмит ультраяркий светодиод. Исходя из темпов прогресса во всех технических областях, этого исключить нельзя.

Источник

Светодиод высокой мощности »Примечания по электронике

В настоящее время для освещения используются светодиоды

— для этого нужны светодиоды высокой яркости, иногда также называемые светодиодами высокой мощности.

---

Light Emitting Diode Tutorial Включает:
LED Как работает светодиод Как делается светодиод Технические характеристики светодиодов Срок службы светодиода Светодиодные пакеты Светодиоды высокой мощности / яркости Светодиодное освещение Органические светодиоды, OLED

Другие диоды: Типы диодов

---

Светодиоды высокой яркости, также известные как HBLED или высокомощные светодиоды, все чаще используются для освещения.

Эти светодиоды высокой мощности или светодиоды высокой яркости обеспечивают гораздо более высокий уровень светоотдачи, чем традиционные светодиоды-индикаторы. Это ставит перед технологиями новые задачи, хотя они способны обеспечить высокий уровень производительности: большую эффективность, чем другие формы осветительной техники, и гораздо более длительный срок службы.

HBLED: светодиод высокой яркости

Ввиду того, что на рынок выводится множество светодиодов, а доступные уровни освещенности увеличиваются, полезно иметь возможность определять HBLED с высокой яркостью и светодиод высокой мощности, поскольку эти термины относятся к немного разным аспектам работы.

• Светодиод высокой яркости Определение HBLED: Одно определение HBLED заключается в том, что это светоизлучающий диод, который производит более 50 люмен (1 кандела = 12,75 люмен).
• Светодиод высокой мощности: Обычно светодиод высокой мощности определяется как потребляемая мощность более 1 Вт.

Хотя светодиоды высокой мощности и светодиоды высокой яркости, HBLED обычно могут быть одним и тем же, эти два определения относятся к разным характеристикам или параметрам.

Технология HBLED

В базовую светодиодную технологию внесено несколько усовершенствований, позволяющих разрабатывать и успешно производить светодиоды высокой яркости, HBLED.

В исходных светодиодах использовался традиционный проводной корпус в виде сквозных отверстий. Стандартный 5-миллиметровый светодиод будет производить световой поток около двух или трех люменов при входной мощности 100 мВт, что эквивалентно 20 или 30 люменам на ватт.

Технология поверхностного монтажа позволила разработать светодиоды таким образом, чтобы печатная плата могла действовать как теплоотвод — со светодиодами, установленными на плате, любое тепло можно было достаточно эффективно отводить, и это позволяло повысить уровень освещенности.Поскольку HBLED работают на гораздо более высоких уровнях мощности, рассеивание повышенного уровня выделяемого тепла является ключевой проблемой.

Следующей разработкой было добавление термоустройства непосредственно в нижнюю часть корпуса для поверхностного монтажа. Находясь непосредственно под переходом светодиода, он позволял отводить тепло гораздо эффективнее.

Светодиоды

высокой яркости используют этот эффективный отвод тепла, чтобы соединение HBLED оставалось в безопасных пределах, при этом обеспечивая необходимый световой поток.В дополнение к этому, более эффективные производственные процессы позволили повысить эффективность.

Светодиод высокой яркости / Сравнение других технологий

Светодиоды высокой яркости обладают определенными преимуществами перед многими другими типами ламп. Таблица сравнения HBLED с другими основными технологиями приведена ниже.

Тип лампы	Типичная эффективность (люмен на ватт)
Светодиод высокой яркости, HBLED	> 100 и улучшение
Вольфрамовая лампа накаливания	~ 18
Компактная люминесцентная лампа, CFL	~ 60
Натриевые лампы, эл.грамм. уличные фонари	~ 100-200

Преимущества HBLED

Светодиоды высокой яркости имеют ряд преимуществ перед стандартными светодиодами и другими технологиями.

• Предлагает более высокий уровень яркости, особенно по сравнению со стандартными светодиодами
• Срок службы дольше, чем у других технологий освещения, включая лампы накаливания и КЛЛ.
• Низкая стоимость: хотя HBLED дороги на начальном этапе, они обеспечивают более низкую стоимость в течение всего срока службы светодиодов ввиду их более длительного срока службы.
Соответствие стандарту
• RoHS (без свинца) — они также намного более экологичны, чем КЛЛ, требующие специальной утилизации.

Ввиду своих преимуществ, светодиоды высокой яркости, HBLED все чаще используются во многих осветительных приборах, от домашнего, офисного и комнатного освещения до автомобильного освещения.

Другие электронные компоненты:
Резисторы Конденсаторы Индукторы Кристаллы кварца Диоды Транзистор Фототранзистор Полевой транзистор Типы памяти Тиристор Разъемы Разъемы RF Клапаны / трубки Аккумуляторы Переключатели Реле
Вернуться в меню «Компоненты».. .

Переход на светодиоды высокой яркости

Переход на светодиоды высокой яркости

Грег Касвелл

Введение

Современная осветительная техника давно требует капитального ремонта. Лампочка в том виде, в котором мы ее знаем, крайне неэффективна, со временем гаснет, требует тщательного обслуживания, хрупка и имеет очень короткий срок службы. Более поздние инновации, такие как компактная лампа накаливания, эффективная, но дорогая, или галогенные лампы с низкой эффективностью и коротким сроком службы, не являются ответом.Светоизлучающий диод высокой яркости (HB-LED) предлагает решение.

Историческая перспектива

Никаких других записей о световом излучении полупроводников не было известно до середины 1920-х годов, когда русский ученый-самоучка Олег Лосов заметил световое излучение от карбида кремния (SiC), а также от радиодетекторов на основе оксида цинка. В период с 1924 по 1930 год Лосов опубликовал множество научных работ в России, Англии и Германии, в которых описывал спектр светового излучения в зависимости от вольт-амперных характеристик SiC-диодов кошачьих усов.К открытиям Лозова относится создание формулы v = эВ / ч, которая связывает падение напряжения на диодах с частотой излучения, а в 1927 году он запатентовал «световое реле», которое, вероятно, является первой ссылкой на оптическую связь на основе светодиодов.

Также стоит упомянуть Рубина Браунштейна и Эгона Лёбнера, работающих в RCA, которые в 1958 году запатентовали зеленый светодиод, сделанный из точки из антимонида свинца, легированной германием p-типа (Ge).

Еще одним ранним персонажем, который коснулся светодиодов, является Курт Леховец, который известен прежде всего тем, что изобрел изоляцию переходов для интегральных схем, когда он работал в Sprague, запатентовав ее в 1959 году.

В 1960 году доктор Ник Холоньяк из General Electric разработал необычный материал, фосфид арсенида галлия (GaAsP), в качестве пути к туннельным диодам с широкой запрещенной зоной. По совету пионера GaAs-лазера и сотрудника GE доктора Роберта Холла Холоняк создал свой лазер видимого диапазона в конце 1962 года. Менее известно, что в 1952 году он подал заявку на патент на SiC светодиоды видимого света.

Хольняк затем поступил в Иллинойсский университет, где стал руководителем начинающего исследователя GaAsP LED Джорджа Крэфорда.Крафорд переехал в Monsanto в 1967 году и с группой исследователей изобрел оранжевые, желтые и зеленые светодиоды, используя GaAsP на подложках GaAs. Ключевым моментом было легирование азотом, идею которой Крафорд считает докладом исследователя Bell Labs — Bell Labs работала с GaP-светодиодами, пробуя ZnO и N в качестве легирующих примесей.

Monsanto, вероятно, была первой фирмой, которая сделала доступные светодиоды. Крэфорд перешел в HP в 1969 году, возглавив группу, которая впервые разработала арсенид алюминия-галлия (AlGaAs) для ярко-красных светодиодов и фосфид алюминия-индия-галлия (AlInGaP) для ярко-оранжевого и зеленого цветов.Крэфорд сейчас технический директор компании Lumileds, производящей белые светодиоды, которая вместе с Avago является одним из двух потомков светодиодного бизнеса HP.1

К концу сентября 1991 года исследователь Nichia Нарухито Иваса открыл способ получения p-GaN, совместимый с производством. Как и HP до этого, Nichia была рассадником инноваций, которые в конечном итоге привели к открытию двери для белых светодиодов и, в конечном итоге, для освещения светодиодов класса.

Исследователь Nichia Ёсинори Симидзу — первоначально в рамках программы по созданию синего кристалла, излучающего зеленый цвет, — идентифицировал люминофор YAG как материал, достаточно прочный, чтобы выдержать воздействие светодиода.Затем Ясунобу Ногучи разработал гадолиниевый люминофор YAG, который мог преобразовывать синий свет в желтый, а Кеншо Сакано объединил люминофор Ногучи с синей светодиодной матрицей, чтобы сделать белый светодиод.

С развитием материалов, дизайна и производства светодиодных устройств мы видим широкий спектр светодиодов, которые дешевле, ярче, эффективнее, интенсивнее и надежнее. Светодиодные приложения включают вывески и индикаторы, датчики, устройства связи, дисплеи, а также твердотельное освещение и подсветку для телевизоров и мониторов.Цепочка поставок светодиодов может включать производителей светодиодных чипов, упаковочные комплексы, чипы светодиодных драйверов и системных интеграторов (например, светодиодных ламп). Крупные игроки в производстве светодиодных чипов включают Nichia, Philips, Osram и Cree.

Очевидно, что светодиодная технология существует уже много лет. Эта технология теперь превратилась в светодиоды высокой яркости, которые из-за их более высокой токонесущей способности также имеют более высокий уровень теплоотвода.

Рынки HB-LED

Прежде чем углубляться в тепловые проблемы этих устройств, давайте взглянем на рынки для этих устройств, как показано на рисунке 1, это данные компании Strategies Unlimited, которые показывают постоянный рост использования светодиодов HB, особенно в вывесках и дисплеях, в освещении. и автомобильные приложения.Мобильная техника, которая изначально была лидером отрасли, находится в упадке.

Проблема

Мир признал необходимость отказа от нынешних ламп накаливания. В таблице 1 показаны сроки для многих стран либо полного запрета этих ламп, либо план их сокращения. Эти решения являются движущей силой перехода на HB-светодиоды.

Выведение света — что такое светодиод?

Чтобы заявить очевидное, светодиоды — это диоды.Это P-N-переходы, которые при прямом смещении излучают энергию на длине волны, соответствующей видимому свету. Комбинации различных полупроводниковых материалов и легирующих добавок изменяют падение энергии на переходе, и излучаемый цвет соответствует этому падению энергии. Значительная работа была проделана для создания каждого цвета спектра, и некоторые светодиоды включают дополнительный шаг для смешивания цветов для получения белого света. В этих компонентах используются люминофоры, которые поглощают синий или ультрафиолетовый свет, излучаемый кристаллом, и повторно излучают его желтым.Синий и желтый находятся на достаточно противоположных концах видимого спектра, чтобы заставить наши глаза видеть белый свет. Расположение атомов кристаллического полупроводника определяет ширину запрещенной зоны (задает оптические свойства) светодиода, в то время как примесное легирование обеспечивает области p- и n-типа. При прямом смещении инжектированные электроны и дырки рекомбинируют. Затем энергия выделяется в виде излучения (свет) или без излучения (тепло), как показано на рисунке 2.

Фиг. 3 представляет собой рентгеновскую микрофотографию белого светодиода со сквозным отверстием.Один вывод образует конусообразную чашку, на которой устанавливается матрица, другой — вывод противоположной полярности. Этот вывод соединен с одной стороной кристалла проволочной связкой, обычно золотой. Другая сторона может быть подключена к выводу с помощью другой проволочной перемычки, как на этом светодиоде, или непосредственно через нижнюю часть кристалла через крепление кристалла. Что не видно на рентгеновском снимке, так это силиконовый валик, который защищает матрицу. Небольшая капля полупрозрачного вязкоупругого материала обеспечивает некоторую податливость хрупкой матрице и проволочным соединениям.Весь компонент залит в эпоксидный кожух, который обеспечивает направленность света и дополнительную защиту кристалла и выводов. 4

На уровне устройства светодиод представляет собой диод с прямым смещением, который обеспечивает излучательную рекомбинацию носителей, приводящую к световому выходу. Светодиоды можно классифицировать по цвету света или мощности. Или их можно выделить на основе систем основных материалов, таких как GaAs, InGaP, GaN, ZnSe, Si и даже органических соединений. Их также можно дифференцировать по устройству и дизайну упаковки, например.g., светодиоды с квантовыми точками, светодиоды с верхним и боковым излучением. Типичная конструкция упакованного HB-светодиода показана на рисунке 4.

Режимы отказа светодиода

Если светодиоды могут нагреваться, может возникнуть несколько проблем; их яркость значительно снизится; их цвет может измениться, что приведет к проблемам с нарушением баланса красного / зеленого / синего (RGB) белого света. Точно так же электрические характеристики, такие как Vf, будут изменяться с температурой и вызывать конструктивные изменения; а высокие температуры перехода ускоряют износ, сокращая срок службы.Все эти вопросы требуют понимания упаковки следующего уровня. Но сначала давайте рассмотрим некоторые механизмы отказа, которые могут повлиять на светодиодный кристалл.

Деградация

Большинство светодиодов имеют естественный срок службы, который заканчивается механизмом износа. Дефекты в активной области могут стимулировать зарождение и рост дислокаций и особенно подвержены влиянию температуры и тока. Люминофор в белых светодиодах со временем и температурой ухудшается, что приводит к изменению цвета света (обычно становится более синим), а корпус из эпоксидной смолы со временем может пожелтеть.Сбои в работе неизбежны, но правильное использование гарантирует, что они не ухудшатся в течение всего срока службы продукта.

Светодиоды

обычно отображают режим отказа из-за износа из-за длительного дрейфа критических выходных характеристик, например, интенсивности света или смены цвета. Поставщики светодиодных компонентов часто используют снижение интенсивности света на 50% в качестве критерия отказа светодиодов, хотя фактический сценарий конечного использования может определять требования, специфичные для приложения, такие как те, которые связаны с правильностью цвета, интенсивностью, однородностью светового потока светодиодов.

Когда дело доходит до прогнозирования срока службы светодиода, типичная долговечность светодиодов делает непрактичным получение значимых экспериментальных данных, относящихся к реальным приложениям, поскольку трудно экстраполировать будущее поведение на разные группы населения на основе ограниченного объема тестирования. Для твердотельного освещения Philips предписал упрощенный подход, который помогает проектировщику освещения определять условия эксплуатации, связанные с так называемым сроком службы «B50 / L70», то есть когда 50% продуктов имеют световой поток не менее 70% для запланированного срока службы. часы работы.Неизвестно, какие допуски при проектировании предоставляются на основе этого подхода, и можно ожидать различий между базами поставщиков, технологическими платформами, производственными процессами и, что более важно, конкретным дизайном и развертыванием системы. Часто качественный светодиод, который правильно интегрирован в систему, может работать намного дольше, чем остальная часть системы, и может быть последней проблемой при оценке общей надежности системы. Срок службы светодиода зависит от теплового воздействия протекающего тока, как показано на рисунке 5.

Электрооборудование

Одной из основных причин электрического разрыва светодиода является термомеханическое напряжение проводных соединений. Часто зазор между проволочной связкой и матрицей можно увидеть под рентгеновской микроскопией. КТР эпоксидного герметика и силиконового валика, защищающего матрицу, может сильно различаться. При повышенных температурах различные силы расширяющихся материалов могут оторвать проволочную связку от поверхности матрицы, особенно если компонент нагревается циклически или в течение длительного периода времени, как показано на Рисунке 65.В конце концов, пластическая деформация или ползучесть приведет к постоянному электрическому размыканию. Электрические короткие замыкания в светодиодах также могут возникать и имеют тенденцию возникать на кристалле, а не на корпусе — хотя существует множество источников электрических коротких замыканий, два из наиболее распространенных — это продольные дислокации и ухудшенная пассивация.

Термический побег

Плохо изготовленные светодиоды могут образовывать области с повышенным или пониженным сопротивлением (и температурой) внутри подложки из-за электромиграции или неполной пайки.Это может привести к скоплению тока, которое на HBLED может вызвать тепловой сбой: повышение температуры приводит к увеличению сопротивления, что, в свою очередь, приводит к дальнейшему увеличению температуры. Как пользователь, всегда выбирайте светодиод для приложений с более высоким номинальным током. Тепловой импеданс традиционно измеряется в градусах на ватт (° C / Вт), и для обозначения значения используется символ «θ» (тета). Например, значение θsa, равное 20 ° C / Вт, относится к тепловому сопротивлению теплоотвода (ей) окружающего воздуха и вызывает повышение температуры на 20 ° на каждый ватт рассеиваемой мощности.

Заправка вывихов

На границе подложки и эпитаксиального слоя образуются витые дислокации. Они распространяются к поверхности эпитаксиального слоя и часто называются микротрубками или нанотрубками из-за природы дефекта с открытой сердцевиной. Наибольшая плотность образования нитевидных дислокаций достигается на GaN-светодиодах на основе сапфира. Атомно-силовая микроскопия (АСМ) может использоваться для изучения этого режима отказа. Повышенная плотность дислокаций может привести к увеличению тока утечки во время работы.Механизм заключается в миграции контактного металла через полый центр дислокации, создавая омический путь между P- и N-областями матрицы. Язвы у края P-области образовались из-за миграции металла через дислокации. 6 На рисунке 7 слева показано место дислокации, а на правом изображении — фотография истинного места дислокации, полученная с помощью СЭМ.

ESD / EOS

Другой причиной поломок с электрическими открытыми контактами, особенно для светодиодов с сапфировыми подложками, является электростатический разряд (ESD) или электрическое перенапряжение (EOS) на кристалле.Импульс электростатического разряда с прямым смещением пройдет через светодиод без повреждений, но импульс с обратным смещением может оказаться катастрофическим. Важно проверить этот механизм отказа, когда не видно разрыва между матрицей и проволокой. Решение этой проблемы относительно простое: установите стабилитрон с правильным номиналом, с обратным смещением, параллельно светодиоду, что позволит скачкам напряжения проходить через цепь в обоих направлениях, не повреждая светодиод. Добавление конденсатора для сглаживания входного сигнала — это метод уменьшения EOS.На рисунке 8 показаны два изображения воздействия экземпляра EOS на светодиод, при этом правое изображение показывает поврежденную область при большем увеличении.

Проблемы с пакетами светодиодов

Упаковка обеспечивает средства защиты полупроводникового кристалла от прямого воздействия окружающей среды и облегчает подключение светодиода к системе. Комплект светодиодов также играет важную роль в обеспечении оптических, тепловых, механических и электрических характеристик и надежности светодиодов.

Оптический

На оптические свойства корпуса может влиять деградация эпоксидной смолы и люминофора под воздействием температуры, влаги и УФ-излучения. На оптические характеристики также влияет образование воздушного зазора, например, из-за расслоения или при изменении оптических свойств / геометрии материалов. Такие изменения могут изменить оптический путь, отражательную способность и коэффициент преломления, согласованные между слоями устройства, прежде чем фотоны смогут эффективно испускаться.

Тепловой:

В тепловом отношении светодиоды малой мощности рассеивают тепло в основном через свои выводы, тогда как светодиоды высокой яркости больше зависят от корпусов.Например, многие светодиоды высокой мощности относятся к типу SMT, которые могут быть непосредственно установлены на радиаторе и связаны через тепловую заглушку на основании корпуса. В некоторых случаях деградация корпуса может в большей степени способствовать ухудшению светоотдачи, чем сам светодиодный кристалл, поскольку силикон и эпоксидная смола со временем могут ухудшаться быстрее. Корпуса для современных высокомощных светодиодов намного сложнее, чем ранние светодиоды, например, они могут быть установлены на печатных платах с металлическим сердечником для обеспечения эффективной теплопередачи. Однако не следует просто довольствоваться приемлемой температурой «макро» перехода.Светодиоды с дефектами конструкции или изготовления могут привести к неравномерной теплопроводности через активную область кристалла, что приведет к скоплению тока и локальному нагреву, что создает риски теплового разгона.

Люминофор

также может ухудшаться, и скорость его ухудшения может варьироваться, вызывая изменения в конечном цвете выходного света. Например, фиолетовые и розовые светодиоды с органическим люминофором могут испортиться уже через несколько часов работы, что приведет к изменению цвета на выходе. В дополнение к ухудшению работы при высоких температурах и высокой влажности, светодиодный корпус подвержен сбоям во время температурных циклов и когда корпус подвергается воздействию низких температур.Температурные циклы могут вызывать отказы из-за термической усталости, связанные с соединением проводов, присоединением матрицы и отслаиванием корпуса матрицы. Это может быть связано с несовместимостью конструкций / материалов упаковки и испытываемых экологических / эксплуатационных нагрузок. Присутствие промышленных дефектов, таких как плохое интерметаллическое образование на шаровой связке или неадекватное крепление штампа, может быть особенно восприимчивым в этих сценариях. Помимо проблем, возникающих при высоких температурах или циклических изменениях температуры, корпуса светодиодов, подверженные воздействию очень низкой температуры, могут оказывать механическое напряжение на кристалл светодиода, что приводит к появлению трещин в матрице.

Механический:

Механическая целостность светодиода — еще один важный аспект, требующий внимания при проектировании, сборке и интеграции системы. Составной полупроводник, используемый в светодиодах, обладает другой механической прочностью по сравнению с кремнием. Параметры процесса соединения проводов должны быть тщательно спроектированы и контролироваться, чтобы сформировать качественное соединение без образования слабых соединений или слабых мест в матрице. При сборке светодиодов на печатных платах напряжение корпуса может быть вызвано изгибом свинца или пайкой, что может привести к дефектам корпуса и кристалла, ведущим к ранним сбоям.

Электрооборудование:

Как полупроводниковые устройства светодиоды подвержены электростатическому разряду (ESD) и электрическому перенапряжению (EOS). Электростатический разряд может вызвать немедленный отказ диодного перехода или изменение его параметров, или скрытый дефект, вызывающий замедленные функциональные сбои. Как примеры EOS, переходные процессы и скачки напряжения, связанные с линией питания, могут ухудшить работу светодиодов. А режим обратного пробоя для некоторых типов светодиодов может возникать при очень низких напряжениях, где любое избыточное обратное смещение может вызвать немедленное ухудшение характеристик.

Требования Energy Star

ENERGY STAR Светодиодное освещение, отвечающее требованиям стандарта ENERGY STAR, снижает затраты на электроэнергию, потребляет как минимум на 75% меньше энергии, чем лампы накаливания, что снижает эксплуатационные расходы; снижает затраты на обслуживание; срок службы в 35-50 раз дольше, чем у ламп накаливания, и примерно в 2-5 раз дольше, чем у люминесцентных ламп; не требует установки ламп, лестниц или постоянной программы утилизации. 7

Квалифицированные устройства снижают затраты на охлаждение, поскольку светодиоды выделяют очень мало тепла. Гарантия на устройства Energy Star e.грамм. поставляются с минимальной трехлетней гарантией, что намного превышает отраслевые стандарты. Они также предлагают удобные функции, такие как возможность затемнения на некоторых моделях для помещений и автоматическое отключение дневного света и датчики движения на некоторых моделях для установки вне помещений.

Чтобы получить право на участие в программе Energy Star, светодиодные осветительные приборы должны пройти ряд испытаний, чтобы доказать, что они будут отображать следующие характеристики: (1) Яркость равна или больше, чем у существующих технологий освещения (лампы накаливания или люминесцентного), и свет хорошо распределяется. над областью, освещенной прибором.(2) Световой поток остается постоянным с течением времени, снижаясь только к концу номинального срока службы (не менее 35 000 часов или 12 лет при использовании 8 часов в день). (3) Превосходное качество цветопередачи. Оттенок белого света кажется ясным и постоянным с течением времени. (4) Эффективность такая же или лучше, чем у люминесцентного освещения. (5) При включении свет загорается мгновенно. (6) Отсутствие мерцания при затемнении. (7) Нет потребления энергии в выключенном состоянии. Прибор не потребляет питание в выключенном состоянии, за исключением внешних элементов управления, мощность которых не должна превышать 0.5 Вт в выключенном состоянии 8

Обобщение

Пользователям HB-светодиодов необходим системный подход для рассмотрения надежности и долговечности их продуктов, чтобы убедиться в наличии вторичной оптики и упаковочной оптики первого уровня, управления температурой и факторов стоимости. DfX, дизайн для достижения совершенства (технологичность, сборка, тестирование, стоимость и т. Д., Для обеспечения одновременного проектирования новых продуктов, также имеет жизненно важное значение. Путь к успешному использованию HB-светодиодов лежит через использование программных инструментов моделирования, которые могут повысить надежность светодиодов. в конфигурации печатной платы и определить способность системы удовлетворять требуемые долгосрочные требования к надежности.У DfR Solutions есть такой программный пакет, который называется Sherlock. Позвоните нам, чтобы обсудить вашу заявку.

Список литературы

1) Буш, Стив, Electronics Weekly.com — 22 сентября 2010 г.

2) Сяо, доктор Дэвид, презентация APT Electronics, апрель 2010 г.

3) Krames, Mike, Lumileds Lighting, Арлингтон, Вирджиния, 3 ноября 2003 г.

4) Конг, Рэнди, Факторы, влияющие на надежность светодиодов — Белая книга DfR, август 2010 г.

5) Заяц, Эд, д-р, Анализ отказов светодиодов, SEM Lab Inc., Октябрь 2004 г.

6) Арнольд, Джоэл, Когда гаснет свет: режимы и механизмы отказа светодиодов, Информационный документ DfR Solutions

7) Бродрик, Джеймс Доктор, Beyond Energy Star®: Стратегия поддержки коммерциализации SSL, разработанная Министерством энергетики США, 18 марта 2009 г.

8) Требования программы ENERGY STAR® для твердотельных осветительных приборов. Критерии отбора — Версия 1.2

Светоизлучающий диод: основы, типы и характеристики

Светодиод или светоизлучающий диод — это полупроводниковое устройство, излучающее свет за счет эффекта электролюминесценции.Светодиод в основном представляет собой PN-диод, который излучает свет при прямом смещении.

Светодиоды есть почти везде. Вы можете найти светодиоды в автомобилях, велосипедах, уличных фонарях, домашнем освещении, офисном освещении, мобильных телефонах, телевизорах и многом другом.

Причина столь широкого внедрения светодиодов в их преимуществах перед традиционными лампами накаливания и современными компактными люминесцентными лампами (КЛЛ). Ниже приведены некоторые преимущества светодиодов перед источниками света накаливания и КЛЛ:

• Низкое энергопотребление
• Малый размер
• Быстрое переключение
• Физическая надежность
• Долговечность

Благодаря этим преимуществам светодиоды стали довольно популярными среди большой набор людей.Инженеры-электронщики, любители электроники и энтузиасты электроники часто работают со светодиодами для различных проектов.

Следовательно, статья о светоизлучающих диодах, посвященная различным темам, таким как основы светодиодов, типы светодиодов и характеристики светодиода, принесет пользу всем. Итак, давайте начнем с основ светодиодов.

Основы светодиодов (светоизлучающих диодов)

Как упоминалось во введении, светодиод — это полупроводниковый источник света. Он состоит из диода с PN-переходом, и когда на светодиод подается напряжение, электроны и дырки рекомбинируют в PN-переходе и выделяют энергию в виде света (фотонов).

Свет, излучаемый светодиодом, обычно монохроматический, то есть одноцветный, и цвет зависит от ширины запрещенной зоны полупроводника.

Светоизлучающие диоды могут быть изготовлены для излучения всех длин волн видимого спектра, то есть от красного (620–750 нм) до сине-фиолетового (380–490 нм).

Электрический символ светодиода аналогичен символу PN переходного диода. На следующем изображении показан красный светодиод вместе с символами PN-диода и светодиода.

Характеристики светодиода (светоизлучающего диода)

Перед тем, как подключить светодиод в виде цепи и начать его использовать, есть несколько характеристик светодиода, которые стоит знать (на самом деле, они очень важны). Если вы обратитесь к любому из технических паспортов, предоставленных производителем, вы можете найти спецификацию партии, соответствующую электрическим характеристикам, абсолютным максимальным номинальным характеристикам, физическим размерам и т. Д.

Я не буду утомлять вас всеми характеристиками, а только тремя важными. .Это полярность, прямое напряжение и прямой ток.

Полярность светодиода

Полярность указывает на симметричность электронного компонента. Светоизлучающий диод, аналогичный диоду с PN-переходом, не является симметричным, то есть позволяет току течь только в одном направлении.

В светодиодах положительный вывод называется анодом, а отрицательный вывод называется катодом. Для правильной работы светодиода анод светодиода должен иметь более высокий потенциал, чем катод, поскольку ток в светодиодах течет от анода к катоду.

Что будет, если подключить светодиод в обратном направлении? Что ж, ничего не происходит, так как светодиод не проводит. Вы можете легко идентифицировать анодный вывод светодиода, поскольку они обычно имеют более длинные выводы.

Прямой ток светодиода

Светодиоды — очень чувствительные устройства, и величина тока, протекающего через светодиод, очень важна. Кроме того, яркость светодиода зависит от силы тока, потребляемого светодиодом.

Каждый светодиод рассчитан на максимальный прямой ток, который может безопасно проходить через него, не перегорая светодиод.Да. Если допустить ток, превышающий номинальный, светодиод фактически сгорит.

Например, наиболее часто используемые светодиоды 5 мм имеют номинальный ток от 20 мА до 30 мА, а светодиоды 8 мм имеют номинальный ток 150 мА (точные значения см. В таблице данных).

Как регулировать ток, протекающий через светодиод? Чтобы контролировать ток, протекающий через светодиод, мы используем резисторы, ограничивающие ток.

Дополнительная информация о светодиодах и токоограничивающих резисторах SIMPLE LED CIRCUITS.

Прямое напряжение светодиода

Светоизлучающие диоды также рассчитаны на прямое напряжение, то есть количество напряжения, необходимое для того, чтобы светодиод проводил электричество. Например, все светодиоды диаметром 5 мм имеют номинальный ток 20 мА, но прямое напряжение меняется от одного светодиода к другому.

Красные светодиоды имеют максимальное номинальное напряжение 2,2 В, синие светодиоды — максимальное номинальное напряжение 3,4 В, а белые светодиоды — максимальное номинальное напряжение 3,6 В.

Простая светодиодная схема

На следующем изображении показана схема простой светодиодной схемы, состоящей из 5-миллиметрового белого светодиода с источником питания 5 В.

Так как это белый светодиод, номинальные ток и напряжение следующие: типичный прямой ток составляет 20 мА, а типичное прямое напряжение — 2 В.

Итак, чтобы регулировать ток и напряжение, мы использовали резистор 180 Ом, рассчитанный на Вт рассеиваемой мощности.

Типы светодиодов

Светодиоды для сквозных отверстий

Они доступны в различных формах и размерах, наиболее распространенными из которых являются светодиоды 3 мм, 5 мм и 8 мм. Эти светодиоды доступны в разных цветах, таких как красный, синий, желтый, зеленый, белый и т. Д.

Светодиоды SMD (светоизлучающие диоды для поверхностного монтажа)

Светодиоды для поверхностного монтажа или SMD — это специальные корпуса, которые можно легко установить на печатной плате. Светодиоды SMD обычно различаются по физическим размерам. Например, наиболее распространенными светодиодами SMD являются 3528 и 5050.

Двухцветные светодиоды

Следующим типом светодиодов являются двухцветные светодиоды, как следует из названия, могут излучать два цвета. Двухцветные светодиоды имеют три вывода, обычно два анода и общий катод.Цвет будет активирован в зависимости от конфигурации проводов.

Светодиод RGB (красный — синий — зеленый светодиод)

Светодиоды RGB — самые любимые и самые популярные светодиоды среди любителей и дизайнеров. Даже компьютерные сборки очень популярны для реализации светодиодов RGB в корпусах компьютеров, материнских платах, ОЗУ и т. Д.

Светодиод RGB содержит 3 светодиода на одном кристалле, и с помощью метода, называемого ШИМ (широтно-импульсная модуляция), мы можем управлять выходом RGB-светодиода для получения широкого диапазона цветов.

Светодиоды высокой мощности

Светодиод с номинальной мощностью более или равной 1 Вт называется светодиодом высокой мощности. Это связано с тем, что обычные светодиоды имеют рассеиваемую мощность в несколько милливатт.

Светодиоды высокой мощности очень яркие и часто используются в фонариках, автомобильных фарах, прожекторах и т. Д.

Поскольку рассеиваемая мощность светодиодов высокой мощности высока, требуется надлежащее охлаждение и использование радиаторов. Кроме того, потребляемая мощность для этих светодиодов обычно очень высока.

В этой статье мы рассмотрели основы светодиодов и несколько важных характеристик светодиодов. В следующем уроке мы увидим, как работает светодиод и как устроен светодиод.

Светодиоды (LED) — learn.sparkfun.com

Добавлено в избранное Любимый 61

Введение

Светодиоды окружают нас: В наших телефонах, автомобилях и даже в домах.Каждый раз, когда загорается что-то электронное, есть большая вероятность, что за ним находится светодиод. Они бывают самых разных размеров, форм и цветов, но независимо от того, как они выглядят, у них есть одно общее: они — бекон электроники. Они широко используются для улучшения любого проекта и часто добавляются к невероятным вещам (ко всеобщему удовольствию).

Однако, в отличие от бекона, после приготовления они бесполезны. Это руководство поможет вам избежать случайных светодиодных барбекю! Но обо всем по порядку.Что именно — это , эта светодиодная штука, о которой все говорят?

Светодиоды

(это «эл-и-ди») — это особый тип диодов, преобразующих электрическую энергию в свет. Фактически, LED расшифровывается как «Light Emitting Diode». (Он делает то, что написано на жестяной коробке!) И это отражается в сходстве схемных символов диода и светодиода:

Короче говоря, светодиоды похожи на крошечные лампочки. Однако светодиоды требуют гораздо меньше энергии для включения по сравнению. Они также более энергоэффективны, поэтому не нагреваются, как обычные лампочки (если вы действительно не накачиваете их энергией).Это делает их идеальными для мобильных устройств и других приложений с низким энергопотреблением. Однако не стоит их исключать из игры с большим потенциалом. Светодиоды высокой интенсивности нашли свое применение в акцентном освещении, прожекторах и даже автомобильных фарах!

У вас уже есть тяга? Желание поставить светодиоды на все? Хорошо, оставайтесь с нами, и мы покажем вам, как это сделать!

Рекомендуемая литература

Вот еще несколько тем, которые будут обсуждаться в этом руководстве. Если вы не знакомы с каким-либо из них, пожалуйста, ознакомьтесь с соответствующим руководством, прежде чем продолжить.

Что такое схема?

Каждый электрический проект начинается со схемы. Не знаю, что такое схема? Мы здесь, чтобы помочь.

Что такое электричество?

Мы можем видеть электричество в действии на наших компьютерах, освещающее наши дома, как удары молнии во время грозы, но что это такое? Это непростой вопрос, но этот урок прольет на него некоторый свет!

Диоды

Праймер диодный! Свойства диодов, типы диодов и их применение.

Электроэнергетика

Обзор электроэнергии, скорости передачи энергии. Мы поговорим об определении мощности, ваттах, уравнениях и номинальной мощности. 1,21 гигаватта учебного удовольствия!

Полярность

Введение в полярность электронных компонентов. Узнайте, что такое полярность, в каких частях она есть и как ее идентифицировать.

Рекомендуемый просмотр

Как ими пользоваться

Итак, вы пришли к разумному выводу, что светодиоды нужно ставить на все.Мы думали, ты придешь.

Давайте пройдемся по книге правил:

1) Полярность имеет значение

В электронике полярность указывает, является ли компонент схемы симметричным или нет. Светодиоды, будучи диодами, пропускают ток только в одном направлении. А когда нет тока, нет света. К счастью, это также означает, что вы не можете сломать светодиод, подключив его обратной стороной. Скорее, это просто не сработает.

Положительная сторона светодиода называется «анодом» и отмечена более длинным «выводом» или ножкой.Другая, отрицательная сторона светодиода называется «катодом» . Ток течет от анода к катоду и никогда не течет в обратном направлении. Перевернутый светодиод может препятствовать правильной работе всей схемы, блокируя прохождение тока. Так что не волнуйтесь, если добавление светодиода нарушит вашу цепь. Попробуйте перевернуть.

2) Морское течение равно Моаровому свету

Яркость светодиода напрямую зависит от того, сколько тока он потребляет. Это означает две вещи. Во-первых, сверхяркие светодиоды разряжают батареи быстрее, потому что дополнительная яркость возникает из-за потребляемой дополнительной мощности.Во-вторых, вы можете управлять яркостью светодиода, контролируя количество проходящего через него тока. Но создание настроения — не единственная причина сократить свое течение.

3) Есть такая вещь, как слишком много мощности

Если вы подключите светодиод напрямую к источнику тока, он будет пытаться рассеять столько энергии, сколько ему позволено потреблять, и, как трагические герои прошлого, он уничтожит себя. Вот почему важно ограничить силу тока, протекающего через светодиод.

Для этого используем резисторы. Резисторы ограничивают поток электронов в цепи и защищают светодиод от попыток потреблять слишком большой ток. Не волнуйтесь, требуется лишь немного математики, чтобы определить наилучшее значение резистора для использования. Вы можете узнать все об этом в примерах применения нашего руководства по резисторам!

Резисторы

1 апреля 2013 г.

Учебник по резисторам. Что такое резистор, как они ведут себя параллельно / последовательно, расшифровка цветовых кодов резисторов и применения резисторов.

Не позволяйте всей этой математике пугать вас, на самом деле довольно сложно что-то сильно напортачить. В следующем разделе мы рассмотрим, как сделать схему на светодиодах без калькулятора.

Светодиоды без математики

Прежде чем мы поговорим о том, как читать даташит, давайте подключим несколько светодиодов. В конце концов, это руководство по светодиодам, а не руководство по и .

Это также не учебник по математике, поэтому мы дадим вам несколько практических правил по настройке и работе светодиодов.Как вы, наверное, уже поняли из информации в последнем разделе, вам понадобится аккумулятор, резистор и светодиод. Мы используем аккумулятор в качестве источника питания, потому что его легко найти, и он не может обеспечить опасное количество тока.

Базовый шаблон для схемы светодиода довольно прост: просто подключите батарею, резистор и светодиод последовательно. Как это:

Резистор 330 Ом

Хорошее сопротивление резистора для большинства светодиодов составляет 330 Ом, (оранжевый — оранжевый — коричневый).Вы можете использовать информацию из последнего раздела, чтобы помочь вам определить точное значение, которое вам нужно, но это светодиоды без математики … Итак, начните с подключения резистора 330 Ом в приведенную выше схему и посмотрите, что произойдет.

Пробная версия и ошибка

Что интересно в резисторах, так это то, что они рассеивают дополнительную мощность в виде тепла, поэтому, если у вас есть резистор, который нагревается, вам, вероятно, нужно использовать меньшее сопротивление. Однако, если ваш резистор слишком мал, вы рискуете пережечь светодиод! Учитывая, что у вас есть несколько светодиодов и резисторов, с которыми можно поиграть, вот блок-схема, которая поможет вам разработать схему светодиодов методом проб и ошибок:

Броски с таблеткой

Еще один способ зажечь светодиод — просто подключить его к батарейке типа «таблетка»! Поскольку батарейка не может подавать достаточно тока, чтобы повредить светодиод, вы можете соединить их напрямую! Просто вставьте батарейку CR2032 между выводами светодиода.Длинная ножка светодиода должна касаться стороны батареи, отмеченной знаком «+». Теперь вы можете обернуть все это скотчем, добавить магнит и приклеить его к вещам! Ура пуховикам!

Конечно, если вы не получаете хороших результатов с помощью метода проб и ошибок, вы всегда можете достать свой калькулятор и вычислить его. Не волнуйтесь, рассчитать лучшее значение резистора для вашей схемы несложно. Но прежде чем вы сможете определить оптимальное значение резистора, вам необходимо найти оптимальный ток для вашего светодиода.Для этого нам нужно отчитаться в таблице данных …

Узнать подробности

Не подключайте какие-либо странные светодиоды к своим цепям, это просто не здорово. Сначала узнайте их. А как лучше даташит читать.

В качестве примера мы рассмотрим техническое описание нашего базового красного 5-миллиметрового светодиода.

Светодиодный ток

Начиная сверху и спускаясь вниз, первое, что мы встречаем, — это очаровательный столик:

А, да, но что все это значит?

Первая строка в таблице показывает, какой ток ваш светодиод может выдерживать непрерывно.В этом случае вы можете дать ему 20 мА или меньше, и он будет светить наиболее ярко при 20 мА. Вторая строка сообщает нам, каким должен быть максимальный пиковый ток для коротких импульсов. Этот светодиод может обрабатывать короткие удары до 30 мА, но вы не хотите поддерживать этот ток слишком долго. Эта таблица данных достаточно полезна, чтобы предложить стабильный диапазон тока (в третьей строке сверху) 16-18 мА. Это хорошее целевое число, которое поможет вам произвести расчеты резисторов, о которых мы говорили.

Следующие несколько строк менее важны для целей данного руководства.Обратное напряжение — это свойство диода, о котором в большинстве случаев не стоит беспокоиться. Рассеиваемая мощность — это количество энергии в милливаттах, которое светодиод может использовать до того, как получит повреждение. Это должно работать само по себе, пока вы держите светодиод в пределах предполагаемых номинальных значений напряжения и тока.

Напряжение светодиода

Посмотрим, какие еще столы они сюда поставили … Ах!

Это полезный столик! Первая строка сообщает нам, каким будет падение прямого напряжения на светодиоде.Прямое напряжение — это термин, который часто используется при работе со светодиодами. Это число поможет вам решить, какое напряжение вашей цепи потребуется для подачи на светодиод. Если у вас есть более одного светодиода, подключенного к одному источнику питания, эти числа действительно важны, потому что прямое напряжение всех светодиодов, сложенных вместе, не может превышать напряжение питания. Мы поговорим об этом более подробно позже, в более глубоком разделе этого руководства.

Длина волны светодиода

Во второй строке этой таблицы указывается длина волны света.Длина волны — это, по сути, очень точный способ объяснить, какого цвета свет. Это число может немного отличаться, поэтому таблица дает нам минимум и максимум. В данном случае это от 620 до 625 нм, что находится как раз на нижнем красном конце спектра (от 620 до 750 нм). Опять же, мы рассмотрим длину волны более подробно в более глубоком разделе.

Яркость светодиода

Последняя строка (помеченная «Luminous Intensity») — это показатель яркости светодиода. Единица mcd, или милликандела , является стандартной единицей измерения интенсивности источника света.Этот светодиод имеет максимальную интенсивность 200 мкд, что означает, что он достаточно яркий, чтобы привлечь ваше внимание, но не совсем яркий фонарик. На 200 мкд этот светодиод будет хорошим индикатором.

Угол обзора

Теперь у нас есть веерообразный график, который представляет угол обзора светодиода. В светодиодах разных стилей используются линзы и отражатели, чтобы либо сконцентрировать большую часть света в одном месте, либо максимально широко его распределить. Некоторые светодиоды похожи на прожекторы, испускающие фотоны во всех направлениях; Другие настолько направлены, что вы не можете сказать, что они идут, если не смотрите прямо на них.Чтобы прочитать график, представьте, что светодиод вертикально стоит под ним. «Спицы» на графике обозначают угол обзора. Круглые линии представляют интенсивность в процентах от максимальной интенсивности. У этого светодиода довольно узкий угол обзора. Вы можете видеть, что если смотреть прямо на светодиод, то он самый яркий, потому что при 0 градусах синие линии пересекаются с самым дальним кругом. Чтобы получить угол обзора 50%, то есть угол, при котором свет становится вдвое слабее, проследите по кругу 50% по графику, пока он не пересечет синюю линию, а затем проследите за ближайшей спицей, чтобы определить угол.Для этого светодиода угол обзора 50% составляет около 20 градусов.

Размеры

Наконец, механический чертеж. Это изображение содержит все размеры, которые вам потребуются для установки светодиода в корпусе! Обратите внимание, что, как и у большинства светодиодов, у этого есть небольшой фланец внизу. Это очень удобно, если вы хотите установить его на панели. Просто просверлите отверстие идеального размера для корпуса светодиода, и фланец не даст ему провалиться!

Теперь, когда вы знаете, как расшифровать таблицу, давайте посмотрим, какие необычные светодиоды вы можете встретить в дикой природе…

Типы светодиодов

Поздравляю, вы знаете основы! Может быть, вы даже заполучили несколько светодиодов и начали зажигать, это круто! Хотели бы вы активизировать свою игру в миг? Давайте поговорим о том, как сделать это за пределами вашего стандартного светодиода.

Крупный план сверхяркого 5-мм светодиода крупным планом

Типы светодиодов

А вот и другие персонажи.

RGB светодиоды

Светодиоды

RGB (красный-зеленый-синий) на самом деле представляют собой три светодиода в одном! Но это не значит, что он может делать только три цвета.Поскольку красный, зеленый и синий являются дополнительными основными цветами, вы можете управлять интенсивностью каждого из них, чтобы создать каждый цвет радуги. Большинство светодиодов RGB имеют четыре контакта: по одному для каждого цвета и общий контакт. У некоторых общий штифт — это анод, а у других — катод.

Светодиод с общим прозрачным катодом RGB

светодиода с интегральными схемами

Велоспорт

Некоторые светодиоды умнее других. Возьмем, к примеру, светодиодный индикатор велосипедного режима. Внутри этих светодиодов на самом деле есть интегральная схема, которая позволяет светодиоду мигать без какого-либо внешнего контроллера.Вот крупный план ИС (большой черный квадратный чип на кончике наковальни), контролирующий цвета.

5-миллиметровый светодиод с медленным циклом крупным планом

Просто включите его и смотрите, как он работает! Они отлично подходят для проектов, где вам нужно немного больше действий, но нет места для схем управления. Есть даже мигающие светодиоды RGB, которые сменяют тысячи цветов!

Адресные светодиоды

Светодиоды других типов можно регулировать индивидуально.Существуют разные наборы микросхем (WS2812, APA102, UCS1903, и это лишь некоторые из них), используемые для управления отдельным светодиодом, соединенным в цепочку. Ниже представлен крупный план WS2812. Большая квадратная микросхема справа регулирует цвета по отдельности.

Адресный WS2812 PTH крупным планом

Встроенный резистор

Что это за магия? Светодиод со встроенным резистором? Верно. Есть также светодиоды с небольшим токоограничивающим резистором. Если вы внимательно посмотрите на изображение ниже, на стойке есть небольшая черная квадратная микросхема, которая ограничивает ток на этих типах светодиодов.

Светодиод со встроенным резистором крупным планом

Итак, подключите светодиод со встроенным резистором к источнику питания и зажгите его! Мы протестировали эти типы светодиодов при напряжении 3,3, 5 и 9 В.

Суперяркий зеленый светодиод с питанием от встроенного резистора

Примечание: В техническом описании светодиодов со встроенным резистором указано, что рекомендуемое прямое напряжение составляет около 5 В. При тестировании на 5 В он потребляет около 18 мА.Стресс-тест с батареей 9В, тянет около 30мА. Вероятно, это верхний предел входного напряжения. Использование более высокого напряжения может сократить срок службы светодиода. При напряжении около 16 В светодиод перегорел.

Пакеты для поверхностного монтажа (SMD)

Светодиоды

SMD — это не столько конкретный вид светодиода, сколько тип корпуса. Поскольку электроника становится все меньше и меньше, производители придумали, как втиснуть больше компонентов в меньшее пространство. Детали SMD (устройство для поверхностного монтажа) представляют собой крошечные версии своих стандартных аналогов.Вот крупный план адресного светодиода WS2812B, упакованного в небольшой корпус 5050.

Адресный WS2812B Крупный план

Светодиоды SMD

бывают разных размеров, от довольно больших до меньших, чем рисовое зернышко! Поскольку они такие маленькие и у них есть подушечки вместо ножек, с ними не так просто работать, но если у вас мало места, они могут быть именно тем, что прописал врач.

WS2812B-5050 Упаковка	APA102-2020 Пакет

Светодиоды SMD также упрощают и ускоряют сборку и установку машин для установки партии светодиодов на печатные платы и полосы.Вероятно, вы не стали бы вручную паять все эти компоненты вручную.

Крупный план адресной светодиодной матрицы 8×32 (WS2812-5050)	Адресная светодиодная лента 5 м (APA102-5050) с питанием от

Высокая мощность

Мощные светодиоды от таких производителей, как Luxeon и CREE, невероятно яркие. Они ярче сверхъярких! Как правило, светодиод считается высокомощным, если он может рассеивать мощность 1 Вт или более.Это необычные светодиоды, которые вы найдете в действительно хороших фонариках. Массивы из них могут быть построены даже для прожекторов и автомобильных фар. Поскольку через светодиоды пропускается очень много энергии, часто требуются радиаторы. Радиатор — это, по сути, кусок теплопроводящего металла с большой площадью поверхности, задача которого — отводить как можно больше отработанного тепла в окружающий воздух. Некоторое тепловыделение может быть встроено в конструкцию некоторой коммутационной платы, такой как показанная ниже.

Светодиод высокой мощности RGB	Алюминиевая задняя часть для рассеивания тепла

Светодиоды высокой мощности могут выделять столько тепла, что они могут повредить себя без надлежащего охлаждения. Не позволяйте термину «отработанное тепло» вводить вас в заблуждение, эти устройства по-прежнему невероятно эффективны по сравнению с обычными лампами. Для управления можно использовать драйвер светодиода постоянного тока.

Специальные светодиоды

Есть даже светодиоды, которые излучают свет за пределами обычного видимого спектра. Например, вы, вероятно, используете инфракрасные светодиоды каждый день. Они используются в таких вещах, как пульты от телевизора, для отправки небольших фрагментов информации в виде невидимого света! Они могут выглядеть как стандартные светодиоды, поэтому их будет сложно отличить от обычных светодиодов.

ИК-светодиод

На противоположном конце спектра также можно встретить ультрафиолетовые светодиоды. Ультрафиолетовые светодиоды заставят определенные материалы светиться, как черный свет! Они также используются для дезинфекции поверхностей, потому что многие бактерии чувствительны к УФ-излучению.Они также могут быть использованы для обнаружения подделок (счетов, кредитных карт, документов и т. Д.), Солнечных ожогов, список можно продолжить. При использовании этих светодиодов надевайте защитные очки.

УФ-светодиод Проверка банкноты США

Другие светодиоды

Имея в вашем распоряжении такие модные светодиоды, нет оправдания тому, что ничего не светится. Однако, если ваша жажда знаний о светодиодах не утолена, читайте дальше, и мы подробно рассмотрим светодиоды, цвет и интенсивность света!

Углубляясь в глубины

Итак, вы закончили серию LEDs 101 и хотите большего? О, не волнуйтесь, у нас есть еще.Начнем с науки, которая заставляет светодиоды светиться … эээ … мигать. Мы уже упоминали, что светодиоды — это особый вид диодов, но давайте углубимся в то, что именно это означает:

То, что мы называем светодиодом, на самом деле представляет собой светодиод и упаковку вместе, но сам светодиод на самом деле крошечный! Это микросхема из полупроводникового материала, легированного примесями, которая создает границу для носителей заряда. Когда ток течет в полупроводник, он перескакивает с одной стороны этой границы на другую, высвобождая при этом энергию.В большинстве диодов эта энергия уходит в виде тепла, но в светодиодах эта энергия рассеивается в виде света!

Длина волны света и, следовательно, цвет зависит от типа полупроводникового материала, из которого изготовлен диод. Это потому, что структура энергетических зон полупроводников различается в зависимости от материала, поэтому фотоны излучаются с разными частотами. Вот таблица распространенных светодиодных полупроводников по частоте:

Усеченная таблица полупроводниковых материалов по цвету. Полная таблица доступна в статье Википедии для «LED» .

В то время как длина волны света зависит от ширины запрещенной зоны полупроводника, интенсивность зависит от количества энергии, проталкиваемой через диод.Мы немного говорили об интенсивности света в предыдущем разделе, но это нечто большее, чем просто цифра, показывающая, насколько ярко что-то выглядит.

Единица измерения силы света называется кандела, хотя, когда вы говорите об интенсивности отдельного светодиода, вы обычно находитесь в диапазоне милликандел. В этом устройстве интересно то, что на самом деле это не показатель количества световой энергии, а реальный показатель «яркости». Это достигается за счет того, что мощность, излучаемая в определенном направлении, взвешивается по функции яркости света.Человеческий глаз более чувствителен к некоторым длинам волн света, чем к другим, и функция яркости является стандартизированной моделью, которая учитывает эту чувствительность.

Яркость светодиодов может составлять от десятков до десятков тысяч милликандел. Световой поток на вашем телевизоре, вероятно, составляет около 100 мкд, тогда как у хорошего фонарика может быть 20 000 мкд. Глядя прямо во все, что ярче нескольких тысяч милликандел, может быть болезненно; не пытайся.

Падение прямого напряжения

О, я также обещал, что мы поговорим о концепции прямого падения напряжения.Помните, когда мы смотрели техническое описание и упоминали, что прямое напряжение всех ваших светодиодов, сложенных вместе, не может превышать напряжение вашей системы? Это связано с тем, что каждый компонент в вашей схеме должен разделять напряжение, и количество напряжения, которое каждая часть использует вместе, всегда будет равняться доступному количеству. Это называется законом напряжения Кирхгофа. Поэтому, если у вас есть источник питания 5 В и каждый из ваших светодиодов имеет прямое падение напряжения 2,4 В, то вы не можете питать более двух одновременно.

Законы Кирхгофа также пригодятся, когда вы хотите приблизительно определить напряжение на данной детали на основе прямого напряжения других деталей. Например, в примере, который я только что привел, есть источник питания 5 В и 2 светодиода с падением прямого напряжения 2,4 В каждый. Конечно, мы бы хотели добавить резистор, ограничивающий ток, не так ли? Как узнать напряжение на резисторе? Это просто:

5 (напряжение системы) = 2,4 (светодиод 1) + 2,4 (светодиод 2) + резистор

5 = 4.8 + резистор

Резистор = 5-4,8

Резистор = 0,2

Значит, на резисторе 0,2 В! Это упрощенный пример, и это не всегда так просто, но, надеюсь, он дает вам представление о том, почему так важно прямое падение напряжения. Используя число напряжения, которое вы получаете из законов Кирхгофа, вы также можете делать такие вещи, как определение тока через компонент, используя закон Ома. Короче говоря, вы хотите, чтобы напряжение вашей системы было равным ожидаемому прямому напряжению компонентов вашей комбинированной схемы.

Расчет резисторов ограничения тока

Если вам нужно рассчитать точное значение резистора, ограничивающего ток, последовательно со светодиодом, ознакомьтесь с одним из примеров применения в руководстве по резисторам для получения дополнительной информации.

Ресурсы и дальнейшее развитие

Вы сделали это! Вы знаете, почти все … о светодиодах. А теперь иди и зажигай светодиоды, что хочешь! А теперь … драматическая реконструкция светодиода без перенапряжения токоограничивающего резистора и его выгорания:

Ага… это не впечатляюще.

Если вы хотите узнать больше о некоторых темах, связанных со светодиодами, посетите эти другие руководства:

Свет

Свет — полезный инструмент для инженера-электрика. Понимание того, как свет соотносится с электроникой, является фундаментальным навыком для многих проектов.

ИК-связь

В этом руководстве объясняется, как работает обычная инфракрасная (ИК) связь, а также показано, как настроить простой ИК-передатчик и приемник с Arduino.

Как делают светодиоды

Мы совершим экскурсию по производителю светодиодов и узнаем, как изготавливаются 5-миллиметровые светодиоды PTH для SparkFun.

Праздничные открытки Let It Glow

Создайте светящуюся открытку для друзей и семьи в этот праздничный сезон из бумажных схем — пайка не требуется!

Интерактивная 3D-печать LED Diamond Prop

В этом уроке мы узнаем, как создать интерактивную театральную опору для выступления путем 3D-печати полупрозрачной алмазной опоры с использованием неадресуемой светодиодной ленты RGB и емкостного сенсорного датчика AT42QT1011.

Хотите узнать больше о светодиодах?

На нашей странице LED вы найдете все, что вам нужно знать, чтобы начать использовать эти компоненты в своем проекте.

Отведи меня туда!

Или просмотрите некоторые из этих сообщений блога по теме:

Узнайте о светодиодном освещении | ENERGY STAR

Основы светодиодного освещения

Что такое светодиоды и как они работают?

LED обозначает светоизлучающий диод .Светодиодные осветительные приборы производят свет на 90% эффективнее, чем лампы накаливания. Как они работают? Электрический ток проходит через микрочип, который освещает крошечные источники света, которые мы называем светодиодами, и в результате получается видимый свет. Чтобы предотвратить проблемы с производительностью, тепло, выделяемое светодиодами, поглощается радиатором.

Срок службы светодиодных осветительных приборов

Срок службы светодиодных осветительных приборов определяется иначе, чем у других источников света, таких как лампы накаливания или компактные люминесцентные лампы (КЛЛ).Светодиоды обычно не «перегорают» и не выходят из строя. Вместо этого они испытывают «уменьшение светового потока», когда яркость светодиода со временем медленно тускнеет. В отличие от ламп накаливания, «срок службы» светодиодов рассчитывается исходя из того, когда светоотдача снизится на 30 процентов.

Как используются светодиоды в освещении

Светодиоды используются в лампах и светильниках общего освещения. Небольшие по размеру светодиоды предоставляют уникальные возможности для дизайна. Некоторые решения светодиодных ламп могут физически напоминать знакомые лампочки и лучше соответствовать внешнему виду традиционных лампочек.Некоторые светодиодные светильники могут иметь встроенные светодиоды в качестве постоянного источника света. Существуют также гибридные подходы, в которых используется нетрадиционный формат «лампочки» или сменного источника света, специально разработанный для уникального светильника. Светодиоды предоставляют огромные возможности для инноваций в форм-факторах освещения и подходят для более широкого круга приложений, чем традиционные технологии освещения.

Светодиоды и тепло

В светодиодах

используются радиаторы, которые поглощают тепло, выделяемое светодиодами, и отводят его в окружающую среду.Это предохраняет светодиоды от перегрева и перегорания. Управление температурой обычно является самым важным фактором успешной работы светодиода на протяжении всего срока его службы. Чем выше температура, при которой работают светодиоды, тем быстрее ухудшается качество света и тем короче будет срок службы.

В светодиодных продуктах

используются различные уникальные конструкции и конфигурации радиаторов для управления теплом. Сегодня достижения в области материалов позволили производителям разрабатывать светодиодные лампы, которые соответствуют формам и размерам традиционных ламп накаливания.Независимо от конструкции радиатора, все светодиодные продукты, получившие оценку ENERGY STAR, были протестированы, чтобы гарантировать, что они должным образом отводят тепло, чтобы светоотдача сохранялась должным образом в течение всего срока службы.

Чем светодиодное освещение отличается от других источников света, таких как лампы накаливания и компактные люминесцентные лампы (КЛЛ)?

Светодиодное освещение

отличается от ламп накаливания и люминесцентных по нескольким параметрам. При правильном проектировании светодиодное освещение более эффективное, универсальное и служит дольше.

Светодиоды

являются «направленными» источниками света, что означает, что они излучают свет в определенном направлении, в отличие от ламп накаливания и КЛЛ, которые излучают свет и тепло во всех направлениях. Это означает, что светодиоды могут более эффективно использовать свет и энергию во множестве приложений. Однако это также означает, что для производства светодиодной лампы, которая светит во всех направлениях, требуется сложная инженерия.

Общие цвета светодиодов: желтый, красный, зеленый и синий. Для получения белого света светодиоды разных цветов комбинируются или покрываются люминофором, который преобразует цвет света в знакомый «белый» свет, используемый в домах.Люминофор — это материал желтоватого цвета, которым покрываются некоторые светодиоды. Цветные светодиоды широко используются в качестве сигнальных ламп и индикаторов, таких как кнопка питания на компьютере.

В КЛЛ электрический ток течет между электродами на каждом конце трубки, содержащей газы. Эта реакция дает ультрафиолетовый (УФ) свет и тепло. Ультрафиолетовый свет превращается в видимый свет, когда он попадает на люминофорное покрытие внутри лампы. Узнайте больше о КЛЛ.

Лампы накаливания излучают свет, используя электричество для нагрева металлической нити до тех пор, пока она не станет «раскаленной добела» или не станет раскаленной.В результате лампы накаливания выделяют 90% своей энергии в виде тепла.

Почему мне следует выбирать светодиодные осветительные приборы, сертифицированные ENERGY STAR?

Сегодня доступно больше вариантов освещения, чем когда-либо прежде. Несмотря на это, ENERGY STAR по-прежнему остается простым выбором для экономии на счетах за коммунальные услуги.

К светодиодным лампам

, получившим оценку ENERGY STAR, предъявляются особые требования, призванные воспроизвести опыт, к которому вы привыкли со стандартной лампой, поэтому их можно использовать для самых разных целей.Как показано на рисунке справа, светодиодная лампа общего назначения, которая не соответствует требованиям ENERGY STAR, может не распределять свет повсюду и может вызвать разочарование при использовании в настольной лампе.

ENERGY STAR означает высокое качество и производительность, особенно в следующих областях:

• Качество цвета
  • 5 различных требований к цвету для обеспечения качества с самого начала и со временем
• Световой поток
  • Минимальная светоотдача для обеспечения достаточного освещения
  • Требования к распределению света для обеспечения того, чтобы свет попадал туда, где он вам нужен
  • Рекомендации по заявкам на эквивалентность, чтобы не догадываться о замене
• Спокойствие
  • Подтверждено соответствие более чем 20 требованиям к характеристикам и маркировке
  • Долгосрочное тестирование для подтверждения заявлений на весь срок службы
  • Тестирование продуктов в рабочих средах, аналогичных тому, как вы будете использовать продукт у себя дома
  • Минимальная трехлетняя гарантия

Как и все продукты ENERGY STAR, сертифицированные светодиодные лампы ежегодно проходят выборочную проверку, чтобы убедиться, что они по-прежнему соответствуют требованиям ENERGY STAR.

Для получения дополнительной информации о том, как выбрать лампу с сертификатом ENERGY STAR для каждого применения в вашем доме, просмотрите Руководство по приобретению лампочек ENERGY STAR (PDF, 1,49 МБ) или воспользуйтесь интерактивным онлайн-инструментом «Выбор света».

светодиодов (светоизлучающих диодов) | Electronics Club

Светодиоды (светодиоды) | Клуб электроники

Тестирование | Цвет | Размеры и формы | Резистор | Светодиоды последовательно | Светодиодные данные | Мигает | Подставки

Смотрите также: Лампы | Диоды

LED = светоизлучающий диод

Светодиоды

излучают свет, когда через них проходит электрический ток.

Электрические характеристики светодиода сильно отличаются от поведения лампы, и он должен быть защищен от пропускание чрезмерного тока, обычно это достигается подключением резистора последовательно со светодиодом. Никогда не подключайте светодиод напрямую к батарее или источнику питания.

Светодиоды

должны быть подключены правильно, на схеме может быть указано a или + для анода и k или — для катода (да, это действительно k, а не c, для катода).Катод — это короткий вывод, и на корпусе может быть небольшое сглаживание. круглых светодиодов. Если вы видите внутри светодиода, катод — это электрод большего размера, но это не официальный метод идентификации.

Пайка светодиодов

Светодиоды

могут быть повреждены нагреванием при пайке, но риск невелик, если вы не будете очень медленными. При пайке большинства светодиодов особых мер предосторожности не требуется.

Rapid Electronics: светодиоды

---

Тестирование светодиода

Никогда не подключайте светодиод напрямую к батарее или источнику питания , потому что светодиод может быть разрушенным чрезмерным током, проходящим через него.

Светодиоды

должны иметь последовательно включенный резистор для ограничения тока до безопасного значения для в целях тестирования 1к резистор подходит для большинства светодиодов, если напряжение питания составляет 12 В или меньше. Не забудьте правильно подключить светодиод.

Пожалуйста, смотрите ниже объяснение того, как разработать подходящий резистор. значение для светодиода.

---

Цвета светодиодов

Цвет светодиода определяется его полупроводниковым материалом, а не цветом. «упаковки» (пластиковый корпус).Светодиоды всех цветов доступны в неокрашенном виде. упаковки, которые могут быть рассеянными (молочными) или прозрачными (часто называемыми «прозрачными от воды»). Цветные упаковки также доступны в диффузных (стандартный тип) или прозрачных.

Синие и белые светодиоды могут быть дороже других цветов.

Двухцветные светодиоды

Двухцветный светодиод имеет два светодиода, подключенных «обратно параллельно» (один вперед, один назад). объединены в один корпус с двумя выводами. Одновременно может гореть только один из светодиодов и они менее полезны, чем трехцветные светодиоды и светодиоды RGB, описанные ниже.

Трехцветные светодиоды

Самый популярный тип трехцветного светодиода, в котором красный и зеленый светодиоды объединены в один. пакет с тремя выводами. Их называют трехцветными, потому что смешанные красный и зеленый свет кажется желтым, и он появляется, когда горят и красный, и зеленый светодиоды.

На схеме показана конструкция трехцветного светодиода. Обратите внимание на разные длины трех выводов. Центральный вывод (k) является общим катодом для оба светодиода, внешние выводы (a1 и a2) являются анодами для светодиодов, что позволяет каждый должен быть освещен отдельно, или оба вместе, чтобы дать третий цвет.

Rapid Electronics: красный / зеленый светодиод

RGB светодиоды

светодиодов RGB содержат красный, зеленый и синий светодиоды в одном корпусе. Каждый внутренний светодиод можно переключить включается и выключается по отдельности, позволяя производить диапазон цветов:

• Красный + зеленый дает желтый
• Красный + синий дает пурпурный
• Зеленый + синий дает голубой
• Красный + зеленый + синий дает белый

Можно получить более широкий диапазон цветов, изменяя яркость каждого внутреннего светодиода.

Rapid Electronics: RGB LED

---

---

Размеры, форма и углы обзора светодиодов

Светодиоды

доступны в самых разных размерах и формах. «Стандартный» светодиод имеет круглое поперечное сечение диаметром 5 мм, и это, вероятно, лучший тип для общего использования, но также популярны круглые светодиоды диаметром 3 мм.

Светодиоды круглого сечения используются часто, и их очень легко установить на коробки, просверлив отверстие под диаметр светодиода, добавив пятно клея, поможет удержать светодиод, если необходимо.Также доступны зажимы для светодиодов (изображенные на рисунке) для фиксации светодиодов в отверстиях. Другие формы поперечного сечения включают квадрат, прямоугольник и треугольник.

Фотография © Rapid Electronics

Помимо разнообразия цветов, размеров и форм, светодиоды также различаются по углу обзора. Это говорит вам, насколько распространяется луч света. Стандартные светодиоды имеют обзор угол 60 °, но другие имеют узкий луч 30 ° или меньше.

Склад Rapid Electronics особенно широкий выбор светодиодов и их веб-сайт является хорошим проводником по широкому ассортименту доступных включая новейшие светодиоды высокой мощности.

---

Расчет номинала резистора светодиода

Светодиод должен иметь последовательно подключенный резистор для ограничения тока через светодиод, иначе он перегорит практически мгновенно.

Номинал резистора R определяется по формуле:

.

R = номинал резистора в омах ().
В _S = напряжение питания.
В _L = напряжение светодиода (2 В или 4 В для синих и белых светодиодов).
I = ток светодиода в амперах (A)

Ток светодиода должен быть меньше максимально допустимого для вашего светодиода.Для светодиодов стандартного диаметра 5 мм максимальный ток обычно составляет 20 мА, поэтому значения 10 мА или 15 мА подходят для многих цепей. Для расчета ток должен быть в амперах (А). Чтобы преобразовать мА в А, разделите ток в мА на 1000.

Если расчетное значение недоступно, выберите ближайшее стандартное значение резистора. что на больше , так что ток будет немного меньше, чем вы выбрали. На самом деле вы можете выбрать резистор большего номинала, чтобы уменьшить ток. (например, для увеличения срока службы батареи), но это сделает светодиод менее ярким.

Например

Если напряжение питания V _S = 9V, а у вас красный светодиод (V _L = 2V), требующий тока I = 20 мА = 0,020 А,
R = (9В — 2В) / 0,02А = 350, так что выберите 390 (ближайшее стандартное значение, которое больше).

Напряжение светодиода

Напряжение светодиода V _L определяется цветом светодиода. Красные светодиоды имеют самое низкое напряжение, желтые и зеленые немного выше. Наибольшее напряжение имеют синий и белый светодиоды.

Для большинства целей точное значение не критично, и вы можете использовать 2 В для красных, желтых и зеленых светодиодов или 4 В для синих и белых светодиодов.

Расчет формулы светодиодного резистора по закону Ома

Закон

Ома гласит, что сопротивление резистора R = V / I, где:
В = напряжение на резисторе (в данном случае = V _S — V _L )
I = ток через резистор

Итак, R = (V _S — V _L ) / I

Для получения дополнительной информации о расчетах см. Страницу Закона Ома.

---

---

Подключение светодиодов последовательно

Если вы хотите, чтобы несколько светодиодов горели одновременно, их можно соединить последовательно. Это продлевает срок службы батареи за счет освещения нескольких светодиодов таким же током, как и только один светодиод.

Все светодиоды, подключенные последовательно, пропускают одинаковый ток , поэтому лучше всего, если они все того же типа. Источник питания должен иметь достаточное напряжение, чтобы обеспечить около 2 В для каждого светодиода. (4 В для синего и белого) плюс еще минимум 2 В для резистора.Чтобы выработать ценность для резистора вы должны сложить все напряжения светодиодов и использовать это для V _L .

Пример расчетов:

Для последовательного красного, желтого и зеленого светодиода требуется напряжение питания не менее 3 × 2 В + 2 В = 8 В, поэтому идеально подойдет батарея 9В .
В _L = 2 В + 2 В + 2 В = 6 В (три напряжения светодиодов суммируются).
Если напряжение питания V _S составляет 9 В, а ток I должен быть 15 мА = 0,015 А,
Резистор R = (V _S — V _L ) / I = (9-6) / 0.015 = 3 / 0,015 = 200,
, поэтому выберите R = 220 (ближайшее стандартное значение, которое больше).

Избегайте параллельного подключения светодиодов!

Как правило, подключение нескольких светодиодов параллельно с одним общим резистором является плохой идеей.

Если для светодиодов требуется немного другое напряжение, загорится только светодиод с самым низким напряжением. может быть разрушен более сильным током, протекающим через него. Хотя идентичные светодиоды могут быть успешно подключены параллельно с одним резистором, что редко дает полезные преимущества потому что резисторы очень дешевые, а ток такой же, как при подключении светодиодов по отдельности.

Если светодиоды включены параллельно, у каждого из них должен быть свой резистор.

---

Чтение таблицы технических данных для светодиодов

Веб-сайты и каталоги поставщиков обычно содержат таблицы технических данных для таких компонентов, как светодиоды. Эти таблицы содержат много полезной информации в компактной форме, но они могут быть трудным для понимания, если вы не знакомы с используемыми сокращениями. Вот важные свойства светодиодов:

• Максимальный прямой ток, I _F макс.
  «Вперед» означает, что светодиод правильно подключен.
• Типичное прямое напряжение, В _F тип.
  Это V _L в расчете светодиодного резистора, около 2В или 4В для синих и белых светодиодов.
• Сила света
  Яркость при заданном токе, например 32 мкд при 10 мА (мкд = милликандела).
• Угол обзора
  60 ° для стандартных светодиодов, другие излучают более узкий луч около 30 °.
• Длина волны
  Пиковая длина волны излучаемого света, она определяет цвет светодиода, е.грамм. красный 660 нм, синий 430 нм (нм = нанометр).

Следующие два свойства можно игнорировать для большинства цепей:

• Максимальное прямое напряжение, В _F макс.
  Этим можно пренебречь, если у вас есть подходящий резистор, включенный последовательно.
• Максимальное обратное напряжение, В _R max.
  Этим можно пренебречь, если светодиоды подключены правильно.

---

Мигающие светодиоды

Мигающие светодиоды выглядят как обычные светодиоды, но содержат ИС (интегральную схему). а также сам светодиод.Микросхема мигает светодиодом с низкой частотой, например 3 Гц (3 вспышки в секунду). Мигающие светодиоды предназначены для прямого подключения к определенному напряжению питания, например, 5 В или 12 В. без последовательного резистора. Обратитесь к поставщику, чтобы узнать безопасный диапазон напряжения питания для конкретный мигающий светодиод. Частота вспышек фиксированная, поэтому их использование ограничено, и вы можете предпочесть построить свою собственную схему для мигания обычного светодиода, например Проект мигающего светодиода, в котором используется 555 нестабильная схема.

Rapid Electronics: мигающие светодиоды

---

Светодиодные экраны

Светодиодные дисплеи

представляют собой пакеты из множества светодиодов, расположенных по схеме, наиболее знакомой схеме. является 7-сегментным дисплеем для отображения чисел (цифры 0–9).Картинки ниже проиллюстрировать некоторые из популярных дизайнов.

Гистограмма, 7-сегментные, звездообразные и матричные светодиодные дисплеи
Фотографии © Rapid Electronics

Rapid Electronics: светодиодные дисплеи

Подключение выводов светодиодных дисплеев

Существует много типов светодиодных дисплеев, поэтому для получения дополнительной информации см. Каталог или веб-сайт поставщика. штыревые соединения. На диаграмме справа показан пример из Быстрая электроника. Как и многие 7-сегментные дисплеи, этот пример доступен в двух версиях: Общий анод (SA) со всеми светодиодными анодами, соединенными вместе, и общий катод (SC) со всеми катодами, соединенными вместе.Буквы a-g относятся к 7 сегментам, A / C является общим анодом или катодом, в зависимости от ситуации (на 2 штыря). Обратите внимание, что некоторые контакты нет (NP), но их позиция все еще пронумерована.

См. Также: Драйверы дисплея.

---

Rapid Electronics любезно разрешили мне использовать их изображения на этом веб-сайте, и я очень благодарен за их поддержку. У них есть широкий ассортимент светодиодов, других компонентов и инструментов для электроники, и я рад рекомендую их как поставщика.

---

Книги по комплектующим:

---

Политика конфиденциальности и файлы cookie

Этот сайт не собирает личную информацию.Если вы отправите электронное письмо, ваш адрес электронной почты и любая личная информация будет используется только для ответа на ваше сообщение, оно не будет передано никому. На этом веб-сайте отображается реклама, если вы нажмете на рекламодатель может знать, что вы пришли с этого сайта, и я могу быть вознагражден. Рекламодателям не передается никакая личная информация. Этот веб-сайт использует некоторые файлы cookie, которые классифицируются как «строго необходимые», они необходимы для работы веб-сайта и не могут быть отклонены, но они не содержат никакой личной информации.Этот веб-сайт использует службу Google AdSense, которая использует файлы cookie для показа рекламы на основе использования вами веб-сайтов. (включая этот), как объяснил Google. Чтобы узнать, как удалить файлы cookie и управлять ими в своем браузере, пожалуйста, посетите AboutCookies.org.

electronicsclub.info © Джон Хьюс 2021 г.

Как на светодиоды влияет тепло? | Системы светодиодного освещения | Ответы на освещение

Как на светодиоды влияет тепло?

Как правило, чем холоднее окружающая среда, тем выше светоотдача светодиода.Более высокие температуры обычно снижают световой поток. В более теплой среде и при более высоких токах температура полупроводникового элемента увеличивается. Световой поток светодиода при постоянном токе изменяется в зависимости от температуры его перехода. На рисунке 9 показан световой поток нескольких светодиодов в зависимости от температуры перехода. Температурная зависимость намного меньше для светодиодов InGaN (например, синий, зеленый, белый), чем для светодиодов AlGaInP (например, красный и желтый).

Рисунок 9.Относительный световой поток красных, синих и белых светодиодов с преобразованием люминофора в зависимости от температуры перехода.

Данные основаны на литературе LumiLeds

Данные приведены к 100% при температуре перехода 25 ° C.

Некоторые производители систем включают схему компенсации, которая регулирует ток через светодиод, чтобы поддерживать постоянный световой поток при различных температурах окружающей среды.Это может привести к перегрузке светодиодов в некоторых системах в течение продолжительных периодов высокой температуры окружающей среды, что потенциально сокращает срок их службы.

Большинство производителей светодиодов публикуют кривые, аналогичные приведенным на рис. 9, для своих продуктов, а точные соотношения для различных продуктов будут разными. Важно отметить, что многие из этих графиков показывают светоотдачу как функцию температуры перехода, а не температуры окружающей среды. Светодиод, работающий в окружающей среде при нормальной комнатной температуре (от 20 ° C до 25 ° C) и при токах, рекомендованных производителем, может иметь гораздо более высокие температуры перехода, например от 60 ° C до 80 ° C.Температура перехода зависит от:

• температура окружающей среды
• ток через светодиод
• количество теплоотводящего материала внутри и вокруг светодиода

Обычно спецификатору освещения не нужно знать об этих отношениях; производитель светодиодной системы освещения должен включать соответствующие теплоотводящие и другие компенсирующие механизмы.