Виды светодиодов - какие бывают, маркировка и параметры светодиодов
Светодиоды (LED, Light Emitting Diodes) стали неотъемлемой составляющей современных технологий освещения, электроники и визуальных отображений. Они открыли широкие возможности в различных отраслях, от бытового освещения до больших экранов на стадионах. Развитие светодиодных технологий позволило значительно повысить эффективность, долговечность и энергоэффективность освещения, что открывает новые горизонты в современном дизайне и инженерии.
Для понимания разнообразия LED и их использования в различных отраслях необходимо иметь знания об их видах, маркировке и основных параметрах. В этом исследовании будут рассмотрены основные типы, их характеристики и параметры, что позволит лучше понимать их потенциал и использование в современных технологиях.
Светодиоды SMD (Surface Mount Device) - это яркие элементы с поверхностным монтажом, противоположность стандартным DIP (Dual In-line Package). Они применимы в светодиодной продукции для свечения и освещенности, например светодиодные ленты, предоставляя широкий спектр цветов и возможность создания монохромных или многоцветных (RGB) моделей.
Технология поверхностного монтажа обеспечивает эффективное размещение светодиодов на плате, обеспечивая хорошие углы лучей и эффективный теплоотвод. Процесс создания включает в себя выращивание кристалла, обработку пленки, бинирование и размещение в корпус. Благодаря этому и использованию высококачественных материалов, обладают высокой долговечностью.
Они крепятся на плате, основой является элемент в корпусе с металлическими выводами. Чипы покрываются оптическим покрытием, а на мощные модели устанавливаются фокусировочные линзы для направления светового потока.
Одноцветные создаются на основе однокристальных микросхем, обладающих возможностью производить лучи одного или нескольких базовых цветовых оттенков, включая желтый, белый и другие. Они имеют простую структуру, но обеспечивают яркое, четкое излучения в выбранном цвете.
Многоцветные имеют трехкристальную структуру, включающей в себя чипы, способные излучать основные цвета, такие как красный, синий и зеленый. Путем комбинирования этих основных цветов в различных пропорциях достигается создание широкого спектра оттенков. Потоки света от трех соединяются единый световой поток с использованием optical линзы или пространственного складывания. Чаще для настройки яркости и цветовой палитры подобных светодиодов зачастую применяется RGB-контроллер, который обеспечивает гибкость в настройке и изменении цветового оттенка световых потоков.
Lumileds (Европа): Известен своим высоким качеством продукции, благодаря строгому контролю материалов и технологических процессов, а также всестороннему тестированию готовых изделий.
Важно помнить, что в корпусе выводного светодиода также могут присутствовать другие характеристики для определения полярности. Например, на некоторых корпусах может быть выделен более длинный вывод, указывающий на анод, тогда как катодный вывод может быть короче. Кроме того, в некоторых случаях на самом корпусе могут быть нанесены буквенные или числовые обозначения, где "К" обозначает катод, а "А" - анод. При необходимости всегда следует обращаться к документации или спецификациям для точного определения полярности светодиода.
Для понимания разнообразия LED и их использования в различных отраслях необходимо иметь знания об их видах, маркировке и основных параметрах. В этом исследовании будут рассмотрены основные типы, их характеристики и параметры, что позволит лучше понимать их потенциал и использование в современных технологиях.
Основные виды светодиодов (маркировки)
Выводные светодиоды
Выводные представляют собой эффективные и многофункциональные источники света, которые часто используются в разнообразных отраслях, начиная от электроники и освещения, и заканчивая автомобильной промышленностью. Они являются важным элементом в современных технологиях освещения и сигнализации по причине их значительной яркости, долговечности и эффективности, позволяя создавать яркие и надежные источники света для различных применений во многих отраслях промышленности. Выходные имеют особенность в виде ножек, предназначенных для использования в проемах для электронных плат. Они широко применяются при использовании в роли световых индикаторов и элементов света, а также в различных устройствах, включая домашние приборы освещения бытового назначения.
В этой категории выделяют несколько типов:
- Прямоугольные "Пиранья": Характеризуются высокой яркостью и надежностью. Их прямоугольная форма обеспечивает удобство в монтаже и размещении на печатных платах. Они широко используются в автомобильной промышленности для создания ярких задних фонарей, указателей поворота и других световых элементов.
- Круглые (3/5/8мм): Имеют различные диаметры и предоставляют разнообразные возможности в области освещения и сигнализации. Элементы освещения с меньшими диаметрами (3 и 5 мм) часто используют в качестве индикаторов на различных устройствах, например дисплеях, панелях или пультах управления, зато большим диаметром (8 мм) используются в освещении помещений, вывесках и рекламных щитах.
- Цилиндрические: Имеющие цилиндрическую форму, также известны своей высокой интенсивностью света и долговечностью. Они широко применяются в электронике, освещении и коммуникационных системах благодаря своей компактности и высокой эффективности.
SMD-светодиоды
Светодиоды SMD (Surface Mount Device) - это яркие элементы с поверхностным монтажом, противоположность стандартным DIP (Dual In-line Package). Они применимы в светодиодной продукции для свечения и освещенности, например светодиодные ленты, предоставляя широкий спектр цветов и возможность создания монохромных или многоцветных (RGB) моделей.
Технология поверхностного монтажа обеспечивает эффективное размещение светодиодов на плате, обеспечивая хорошие углы лучей и эффективный теплоотвод. Процесс создания включает в себя выращивание кристалла, обработку пленки, бинирование и размещение в корпус. Благодаря этому и использованию высококачественных материалов, обладают высокой долговечностью.
Они крепятся на плате, основой является элемент в корпусе с металлическими выводами. Чипы покрываются оптическим покрытием, а на мощные модели устанавливаются фокусировочные линзы для направления светового потока.
COB-светодиоды
COB-светодиоды - новая технология с высокой плотностью компонентов, образующих компактную матрицу на совместной почве. Они обеспечивают более интенсивное и равномерное освещение чем SMD-технология. Обычно соединяются в кластеры для управления питанием, с учетом необходимой выходной мощности и яркости. Матричные светодиоды имеют широкий угол рассеивания света (не менее 180 градусов), что делает их идеальным выбором для применения в мощных световых установках, таких как прожекторы. Они также эффективны в коммерческом освещении на открытых пространствах. В бытовых условиях их редко используют из-за интенсивного света, который может быть неприятным в закрытых помещениях.Параметры светодиодов в светодиодных лампах, ленте, светильниках
| Параметр | Описание |
| Ток |
Однокристальные лампы обычно работают при 200 мА, тогда как многокристальные используют более высокий ток. Неустойчивость в источнике питания может негативно повлиять на яркость и долговечность свечения, а повышение уровня тока также изменит цветовую температуру и оттенок света. |
| Напряжение |
Для подачи питания на светодиоды применяют специализированные драйверы, обеспечивающие стабильность тока. Электрический потенциал может изменяться в пределах, зависящих от конкретной модели. Электрическое напряжение элемента зависит от его материала и цветовой характеристики. Таким образом, по напряжению можно определить его цвет, а по цвету - приблизительное значение напряжения. • Белый - 2.7-4.3В • Красный - 1.5-2.6В • Инфракрасный - 1.1-1.6В • Оранжевый - 1.7-2.8В • Голубой - 3.2-4.5В • Желтый - 1.7 -2.5В • Зеленый - 1.7-4В |
| Мощность | Одна из ключевых характеристик, которая поможет определить подходящий блок питания для определенного количества компонентов. Измеряется в милливаттах. Для расчета необходимой мощности LED лампочки вместо лампы накаливания необходимо разделить мощность последней на 8. |
| Световой поток |
Свет, излучаемый светодиодами, рассеивается под углом от 100 до 120 градусов. Чем меньше угол, тем более направленный свет излучает светодиод. Для улучшения точности фокусировки света можно использовать купольные линзы. |
| Цветовая температура |
Комфортность восприятия искусственного света от светодиодного освещения зависит от его цветовой температуры. Различные оттенки белого света представлены на рынке в виде различных линеек светодиодов: • Теплый свет (2700-3500K) • Нейтральный/Дневной свет (3500-5000K) • Холодный свет (более 5000K) |
| Габариты | Размеры светодиода подбираются индивидуально для каждого устройства. Определение модификации светодиода SMD осуществляется путем измерения его размеров. |
Виды SMD светодиодов и их особенности
Существует множество различий между SMD-светодиодами, в зависимости от их конструкции и характеристик. Они классифицируются по разным параметрам и применяются в различных отраслях освещения. Разнообразие вариантов и типов SMD-светодиодов позволяет выбирать подходящий вариант для конкретной продукта или проекта в области света.Одно-, двух-, трехкристальные SMD светодиоды
Мультикристальные светодиоды содержат различающееся число кристаллов, что обеспечивает широкий диапазон интенсивности и цветов. Изготовители выбирают рабочее напряжение в соответствии от необходимости проекта или продукта.
Цвет свечения
Одноцветные создаются на основе однокристальных микросхем, обладающих возможностью производить лучи одного или нескольких базовых цветовых оттенков, включая желтый, белый и другие. Они имеют простую структуру, но обеспечивают яркое, четкое излучения в выбранном цвете.
Многоцветные имеют трехкристальную структуру, включающей в себя чипы, способные излучать основные цвета, такие как красный, синий и зеленый. Путем комбинирования этих основных цветов в различных пропорциях достигается создание широкого спектра оттенков. Потоки света от трех соединяются единый световой поток с использованием optical линзы или пространственного складывания. Чаще для настройки яркости и цветовой палитры подобных светодиодов зачастую применяется RGB-контроллер, который обеспечивает гибкость в настройке и изменении цветового оттенка световых потоков.
Типоразмер
Размеры SMD-светодиодов обозначаются четырёхзначными числами, указывающимисвои линейные размеры.
Среди самых распространённых вариантов достаточно выделить такие:
- 3528 - это модель малой мощности с низкой энергоэффективностью. По стоимости экономична, часто применяется в неярких светодиодной ленте. Ее корпус имеет прямую форму размером 3,5х2,8х1,4 мм.
- 5050 - это чип, который состоит из трех кристаллов 3528, которые обеспечивают зеленое, красное и синее сияние. Общая яркость в тройном размере выше. Устройство имеет корпус квадрата с шестью выводами и размерами 5,0х5,0х1,6 мм.
- 2835 - это однокристальный чип с небольшим энергопотреблением и высокой мощностью. Увеличенная площадь контактов способствует эффективному отводу тепла, а слой люминофорного покрытия увеличивает интенсивность светового потока. Его размер составляет 2,8х3,5х0,8 мм.
- 5630 и SMD5730 - это разновидности мощных светодиодов с высокой яркостью. Они имеют четыре вывода и размеры 5,6х3,0х0,77 мм. SMD5730 имеет модификации 5730-05 и 5730-1.
-
3014 - это мощный источник светодиодного излучения с высоким световым потоком и различными вариантами по количеству кристаллов. Увеличенная площадь теплоотводящей подложки обеспечивает эффективный отвод тепла.
Рейтинг SMD-светодиодов
Производители предлагают различные рейтинги, подчеркивая свои уникальные характеристики и инновационные достижения.
CREE (США): Основываясь на материалах InGaN с запатентованной подложкой G SIC®, CREE создает LED-элементы высокой эффективности.
NICHIA (Япония): Выступая в роли эталона качества световых параметров, NICHIA обеспечивает равномерное пространственное распределение света, высокую температурную стабильность, воспроизводимость освещения.
TOYODA GOSEI (Япония): Известен своим осветительным элементом, воспроизводящим свет, аналогичный солнечному на 99%. Кроме того, компания разрабатывает эффективные модули глубокого ультрафиолетового света, которые борются с вирусами, бактериями.
OSRAM (Германия): OSRAM представляет широкий ассортимент инновационных разработок, включая светодиодные элементы в ультрафиолетовом излучении типа С, способные обеззараживать воздух, воду и рабочие поверхности. Кроме того, компания производит элементы освещения различных типов.
Как правильно расшифровать маркировку?
Основные типоразмеры SMD-светодиодов:
- 3528: Габариты 3,5×2,8 мм, содержит 1 кристалл.
- 5050: Габариты 5×5 мм, содержит 3 или 4 кристалла.
- 5630: Габариты 5,6×3 мм, содержит 1 кристалл.
- 5730: Габариты 5,7×3 мм, содержит 1 или 2 кристалла.
- 3014: Габариты 3×1,4 мм, содержит 1 кристалл.
-
2835: Габариты 2,8×3,5 мм, содержит 1 кристалл.
Как определить светодиод по внешнему виду?
| Тип SMD светодиода | Электрический ток, мА | Размеры, mm | Энергопотребление, W | Световой поток, Lm | Кристаллов в компоненте |
|
2835 |
60/150/300 | 2.8х3.5х0.8 | 0.2/0.5/1 | 20/50/100 | 1 |
| 3014 | 30 | 3х1.4х0.75 | 0.1-0.12 | 9-13 | 1 |
| 3528 | 20 | 3.5х2.8х1.4 | 0.02/0.06 | 5-7 | 1 |
| 505 | 60/80 | 5х5х1.6 | 0.02 | 18-20 | 3/4 |
| 5630 | 150 | 5.6х3х0.75 | 0.2-0.4 | 58 | 1 |
| 5730 | 150/300 | 5.7х3х0.75 | 0.5/1 | 50/158 | 1/2 |
Как определить полярность светодиода?
Важно помнить, что в корпусе выводного светодиода также могут присутствовать другие характеристики для определения полярности. Например, на некоторых корпусах может быть выделен более длинный вывод, указывающий на анод, тогда как катодный вывод может быть короче. Кроме того, в некоторых случаях на самом корпусе могут быть нанесены буквенные или числовые обозначения, где "К" обозначает катод, а "А" - анод. При необходимости всегда следует обращаться к документации или спецификациям для точного определения полярности светодиода.
Достоинства и недостатки светодиодов
| Тип | Преимущества | Недостатки |
| SMD | Простая в обслуживании и замене, доступная цена, высокая яркость, надежность | Отсутствие обнаруженных недостатков |
| COB | Длительный срок службы (до 50 000 часов), равномерность свечения, высокая цветопередача | Невозможность ремонта и замены отдельных диодов, высокая стоимость |
| Выводные | Низкая стоимость | Низкая интенсивность света |
Применение светодиодов
Каждый светодиод - это полупроводниковый диод, который светится, когда через него пропускается электрический ток. Он заключен в оптическую линзу, которая определяет его мощность, направленность и цветовой спектр в зависимости от типа полупроводника и линзы.
Существует два основных типа светодиодов, которые классифицируются по их общим характеристикам и применению:
Осветительные LED имеют высокую интенсивность света, используются для создания осветительных приборов, внутреннего освещения, автомобильных фар, фонарей и других устройств.
Индикаторные LED используются для световой индикации на техническом оборудовании, приборных панелях, дисплеях, рекламных вывесках, новогодних гирляндах и других подобных устройствах. Они обычно имеют невысокую мощность и яркость.
Осветительные LED имеют высокую интенсивность света, используются для создания осветительных приборов, внутреннего освещения, автомобильных фар, фонарей и других устройств.
Индикаторные LED используются для световой индикации на техническом оборудовании, приборных панелях, дисплеях, рекламных вывесках, новогодних гирляндах и других подобных устройствах. Они обычно имеют невысокую мощность и яркость.
Они могут излучать свет не только в видимой области спектра. Например, существуют ультрафиолетовые светодиоды, которые применяются в различных устройствах, от принтеров до медицинских и криминалистических приборов.
Также светодиоды используют в сельском хозяйстве для создания искусственного света, необходимого для эффективного круглогодичного выращивания растений
Также светодиоды используют в сельском хозяйстве для создания искусственного света, необходимого для эффективного круглогодичного выращивания растений
Виды светодиодов - какие бывают, маркировка и параметры светодиодов
