Види світлодіодів - які бувають, маркування та параметри світлодіодів
Світлодіоди (Light Emitting Diodes, LED) стали невід'ємною складовою сучасних технологій освітлення, електроніки та візуальних відображень. Вони відкрили широкі можливості в різних галузях, від побутового освітлення до великих екранів на стадіонах. Розвиток світлодіодних технологій дав змогу значно підвищити ефективність, довговічність та енергоефективність освітлення, що відкриває нові горизонти в сучасному дизайні та інженерії.
Для розуміння розмаїття LED та їхнього використання в різних галузях необхідно мати знання про їхні види, маркування та основні параметри. У цьому дослідженні будуть розглянуті основні типи, їхні характеристики та параметри, що дасть змогу краще розуміти їхній потенціал та використання в сучасних технологіях.
Вивідні являють собою ефективні та багатофункціональні джерела світла, які широко застосовуються в різних сферах, починаючи від електроніки та освітлення, і закінчуючи автомобільною промисловістю. Вони є важливим елементом у сучасних технологіях освітлення та сигналізації завдяки їхній високій яскравості, довговічності та ефективності, даючи змогу створювати яскраві та надійні джерела світла для різноманітних застосувань у багатьох галузях промисловості. Вихідні мають особливість у вигляді ніжок, призначених для встановлення в отвори друкованої плати. Вони широко застосовуються для індикації та підсвічування, а також у різних пристроях, включно з побутовими ліхтарями, портативними світильниками та лазерними покажчиками.
Технологія поверхневого монтажу забезпечує ефективне розміщення світлодіодів на платі, забезпечуючи хороші кути променів і ефективний тепловідвід. Процес створення охоплює вирощування кристала, обробку плівки, бінування та розміщення в корпус. Завдяки цьому та використанню високоякісних матеріалів, мають тривалий термін служби.
Вони встановлюються на плату, основою є світлодіодний чіп у корпусі з металевими виводами. Чіпи покриваються оптичним покриттям, а на потужні моделі встановлюються фокусувальні лінзи для спрямування світлового потоку.
Типорозмір
CREE (США): Ґрунтуючись на матеріалах InGaN із запатентованою підкладкою G SIC®, CREE створює LED-елементи високої ефективності.
Для розуміння розмаїття LED та їхнього використання в різних галузях необхідно мати знання про їхні види, маркування та основні параметри. У цьому дослідженні будуть розглянуті основні типи, їхні характеристики та параметри, що дасть змогу краще розуміти їхній потенціал та використання в сучасних технологіях.
Основні види світлодіодів (маркування)
Вивідні світлодіоди
Вивідні являють собою ефективні та багатофункціональні джерела світла, які широко застосовуються в різних сферах, починаючи від електроніки та освітлення, і закінчуючи автомобільною промисловістю. Вони є важливим елементом у сучасних технологіях освітлення та сигналізації завдяки їхній високій яскравості, довговічності та ефективності, даючи змогу створювати яскраві та надійні джерела світла для різноманітних застосувань у багатьох галузях промисловості. Вихідні мають особливість у вигляді ніжок, призначених для встановлення в отвори друкованої плати. Вони широко застосовуються для індикації та підсвічування, а також у різних пристроях, включно з побутовими ліхтарями, портативними світильниками та лазерними покажчиками.
У цій категорії виділяють кілька типів:
- Прямокутні "Піранья": Характеризуються високою яскравістю та надійністю. Їхня прямокутна форма забезпечує зручність у монтажі та розміщенні на друкованих платах. Вони широко використовуються в автомобільній промисловості для створення яскравих задніх ліхтарів, покажчиків повороту та інших світлових елементів.
- Циліндричні: Ті, що мають циліндричну форму, також відомі своєю високою інтенсивністю світла і довговічністю. Вони широко застосовуються в електроніці, освітленні та комунікаційних системах завдяки своїй компактності та високій ефективності.
- Круглі (3, 5, 8 мм): Мають різні діаметри та надають різноманітні можливості в галузі освітлення та сигналізації. Елементи освітлення за меншими діаметрами (3 і 5 мм) часто використовують в якості індикаторів на різних пристроях, наприклад дисплеях, панелях чи пультах керування, натомість більшим діаметром (8 мм) використовуються в освітленні приміщень, вивісках і рекламних щитах.
SMD-світлодіоди
Технологія поверхневого монтажу забезпечує ефективне розміщення світлодіодів на платі, забезпечуючи хороші кути променів і ефективний тепловідвід. Процес створення охоплює вирощування кристала, обробку плівки, бінування та розміщення в корпус. Завдяки цьому та використанню високоякісних матеріалів, мають тривалий термін служби.
Вони встановлюються на плату, основою є світлодіодний чіп у корпусі з металевими виводами. Чіпи покриваються оптичним покриттям, а на потужні моделі встановлюються фокусувальні лінзи для спрямування світлового потоку.
COB-світлодіоди
Параметри світлодіодів у світлодіодних лампах, стрічці, світильниках
| Параметр | Опис |
| Струм | Однокристальні лампи зазвичай працюють за 200 мА, тоді як багатокристальні використовують вищий струм. Нестійкість у джерелі живлення може негативно вплинути на яскравість і довговічність світіння, а збільшення струму також змінить колірну температуру і відтінок світла. |
| Напруга |
Для живлення світлодіодів використовують спеціальні драйвери, які гарантують стабільність струму. Напруга може варіюватися в межах, що залежать від конкретної моделі. Напруга елемента напруги залежить від його матеріалу та кольору. Таким чином, за напругою можна визначити його колір, а за кольором - приблизне значення напруги. • Білий - 2.7-4.3В • Червоний - 1.5-2.6В • Інфрачервоний - 1.1-1.6В • Помаранчевий - 1.7-2.8В • Блакитний - 3.2-4.5В • Жовтий - 1.7-2.5В • Зелений - 1.7-4В |
| Потужність | Одна з ключових характеристик, яка допоможе визначити відповідний блок живлення для певної кількості компонентів. Вимірюється в міліватах. Для розрахунку необхідної потужності LED лампочки замість лампи розжарювання необхідно розділити потужність останньої на 8. |
| Світловий потік | Світло, що випромінюється світлодіодами, розсіюється під кутом від 100 до 120 градусів. Що менший кут, то більш спрямоване світло випромінює світлодіод. Для поліпшення точності фокусування світла можна використовувати купольні лінзи. |
| Колірна температура |
Комфортність сприйняття штучного світла від світлодіодного освітлення залежить від його колірної температури. Різні відтінки білого світла представлені на ринку у вигляді різних лінійок світлодіодів: • Тепле світло (2700-3500K) • Нейтральне/Дневне світло (3500-5000K) • Холодне світло (понад 5000K) |
| Габарити | Розміри світлодіода підбираються індивідуально для кожного пристрою. Визначення модифікації SMD-світлодіода проводиться шляхом вимірювання довжини та ширини виробу. |
Види SMD світлодіодів та їхні особливості
Існує безліч відмінностей між SMD-світлодіодами, залежно від їхньої конструкції та характеристик. Вони класифікуються за різними параметрами і застосовуються в різних галузях світлотехніки. Різноманітність моделей і типів SMD-світлодіодів дає змогу обирати найбільш підходящий варіант для конкретної продукції або проєкту в галузі освітлення.
Одно-, дво-, трикристальні SMD світлодіоди
Однокристальні діоди являють собою світловипромінювальні елементи, що складаються з одного монохромного кристала. Вони розрізняються за ступенем потужності та яскравості. Моделі малої потужності споживають струм до 20 мА і забезпечують світловий потік від 5 до 2000mCd, залежно від конкретної модифікації. Однокристальні елементи освітлення часто комплектуються лінзами сферичної або плоскої форми для поліпшення світлорозподілу. Потужніші однокристальні світлодіоди, які споживають струм від 50 мА до 1 А, потребують ефективної системи тепловідведення для підтримки оптимальної роботи.
Багатокристальні, зі свого боку, містять різну кількість кристалів, що дає їм змогу забезпечувати необхідну яскравість і колірну палітру світіння. Робоча напруга багатокристальних світлодіодів встановлюється виробниками відповідно до вимог конкретного проєкту або продукції.
Багатокристальні, зі свого боку, містять різну кількість кристалів, що дає їм змогу забезпечувати необхідну яскравість і колірну палітру світіння. Робоча напруга багатокристальних світлодіодів встановлюється виробниками відповідно до вимог конкретного проєкту або продукції.
Колір світіння
Існує два основних типи світлодіодних діодів, які розрізняються за способом формування кольору світіння:
- Одноколірні створюються на основі однокристальних чипів, здатних випромінювати світло різних основних кольорів, таких як білий, жовтий та інші. Вони мають просту структуру, але забезпечують яскраве, чітке світіння в обраному кольорі.
- Мультиколірні мають трикристальну структуру, складається з чипів, здатних випромінювати базові кольори, такі як зелений, червоний і синій. Ці базові кольори змішуються в різних пропорціях, що дає змогу створювати широкий спектр відтінків. Потоки світла від трьох кристалів об'єднуються в один пучок світла за допомогою оптичної лінзи або просторового складання. Для регулювання яскравості та колірної палітри таких світлодіодів часто застосовується RGB-контролер, який забезпечує гнучкість у налаштуванні та зміні колірного відтінку світла.
Типорозмір
Розміри SMD-світлодіодів визначаються чотиризначними числами, які вказують на їхні лінійні розміри.
Серед найпоширеніших варіантів можна виділити такі:
- 3528 - це модель малої потужності з низькою енергоефективністю. Вона економічна за вартістю, часто використовується в неяскравих світлодіодних стрічках. Її корпус має прямокутну форму розміром 3,5х2,8х1,4 мм.
- 5050 - це чип, який складається із трьох кристалів 3528, які забезпечують зелене, червоне та синє світіння. Загальна яскравість утричі вища. Корпус квадратний з шістьма виводами та розмірами 5,0х5,0х1,6 мм.
- 2835 - це однокристальний чип із невеликим енергоспоживанням та високою потужністю. Збільшена площа контактів сприяє ефективному відведенню тепла, а шар люмінофорного покриття збільшує інтенсивність світлового потоку. Його розмір становить 2,8х3,5х0,8 мм.
- 5630 і SMD5730 - це різновиди потужних світлодіодів з високою яскравістю. Вони мають чотири виводи та розміри 5,6х3,0х0,77 мм. SMD5730 має модифікації 5730-05 і 5730-1.
- 3014 - це потужне джерело світлодіодного випромінювання з високим світловим потоком та різними варіантами за кількістю кристалів. Збільшена площа тепловідвідної підкладки забезпечує ефективне відведення тепла.
- Існують також рідкісні розміри світлодіодних елементів SMD-технології, як-от 3030, 7020, 8520, та час від часу виробники презентують нові модифікації із іншими типорозмірами, які відрізняються своїми характеристиками.
Рейтинг SMD-світлодіодів
Виробники пропонують різноманітні рейтинги, підкреслюючи свої унікальні характеристики та інноваційні досягнення.
CREE (США): Ґрунтуючись на матеріалах InGaN із запатентованою підкладкою G SIC®, CREE створює LED-елементи високої ефективності.
NICHIA (Японія): Виступаючи в ролі еталона якості світлових параметрів, NICHIA забезпечує рівномірний просторовий розподіл світла, високу температурну стабільність, відтворюваність освітлення.
TOYODA GOSEI (Японія): Відомий своїм освітлювальним елементом, що відтворює світло, аналогічне сонячному на 99%. Крім того, компанія розробляє ефективні модулі глибокого ультрафіолетового світла, які борються з вірусами, бактеріями.
OSRAM (Німеччина): OSRAM представляє широкий асортимент інноваційних розробок, включно зі світлодіодними елементами в ультрафіолетовому випромінюванні типу С, здатними знезаражувати повітря, воду та робочі поверхні. Крім того, компанія виробляє елементи освітлення різних типів.
Lumileds (Європа): Відомий своєю високою якістю продукції, завдяки суворому контролю матеріалів та технологічних процесів, а також всебічному тестуванню готових виробів.
Як правильно розшифрувати маркування?
Дешифрування маркування SMD-світлодіодів відіграє ключову роль, надаючи користувачеві цінну інформацію про характеристики продукту. Наприклад, якщо розглядати світлодіод із маркуванням SMD 2835 UWC 5, розшифровка буде такою: це світлодіод типорозміру 2835 за розмірами 2,8×3,5 мм, які мають потужність 0,5 Вт та світяться білим кольором.
Основні типорозміри SMD-світлодіодів:
- 3528: Габарити 3,5×2,8 мм, містить 1 кристал.
- 5050: Габарити 5×5 мм, містить 3 або 4 кристали.
- 5630: Габарити 5,6×3 мм, містить 1 кристал.
- 5730: Габарити 5,7×3 мм, містить 1 або 2 кристали.
- 3014: Габарити 3×1,4 мм, містить 1 кристал.
- 2835: Габарити 2,8×3,5 мм, містить 1 кристал.
Як визначити світлодіод за зовнішнім виглядом?
Для виявлення типу світлодіодний діод на основі його зовнішнього вигляду потрібно виконати вимірювання розмірів діода із використанням звичайної лінійки. Отримані дані зіставляються з інформацією в таблиці, що дає змогу визначити тип виробу й описати його характеристики.
| Тип SMD світлодіода | Електричний струм, мА | Розміри, mm | Енергоспоживання, W | Світловий потік, Lm | Кристалів у компоненті |
| 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 |
| 5050 | 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 |
Як визначити полярність світлодіода?
У корпусі вивідного діода, прозорого і SMD, присутні характерні маркери для визначення анода і катода. Наприклад, на SMD-корпусах є кутовий зріз, який позначає катодний вивід. Також на тильній стороні часто розташовується майданчик тепловідведення, зміщений у бік анода. Іншим способом визначення полярності є піктограми, часто представлені у вигляді трикутника, букв Т або П. Орієнтація виступів букв і вершини трикутника вказує на катод.
Важливо пам'ятати, що в корпусі вивідного світлодіода також можуть бути присутніми інші характеристики для визначення полярності. Наприклад, на деяких корпусах може бути виділено довший вивід, що вказує на анод, тоді як катодний вивід може бути коротшим. Крім того, в деяких випадках на самому корпусі можуть бути нанесені літерні або числові позначення, де "К" позначає катод, а "А" - анод. За необхідності завжди слід звертатися до документації або специфікацій для точного визначення полярності світлодіода.
Важливо пам'ятати, що в корпусі вивідного світлодіода також можуть бути присутніми інші характеристики для визначення полярності. Наприклад, на деяких корпусах може бути виділено довший вивід, що вказує на анод, тоді як катодний вивід може бути коротшим. Крім того, в деяких випадках на самому корпусі можуть бути нанесені літерні або числові позначення, де "К" позначає катод, а "А" - анод. За необхідності завжди слід звертатися до документації або специфікацій для точного визначення полярності світлодіода.
Переваги та недоліки світлодіодів
| Тип | Переваги | Недоліки |
| SMD | Проста в обслуговуванні та заміні, доступна ціна, висока яскравість, надійність, висока яскравість | Відсутність виявлених недоліків |
| COB | Тривалий термін служби (до 50 000 годин), рівномірність світіння, висока передача кольору | Нездатність ремонту та заміни окремих діодів, висока вартість |
| Вивідні | Низька вартість | Низька інтенсивність світла |
Застосування світлодіодів
Кожен LED - це напівпровідниковий діод, який світиться, коли через нього пропускається електричний струм. Він укладений в оптичну лінзу, яка визначає його потужність, спрямованість та колірний спектр залежно від типу напівпровідника та лінзи.
Існує два основних типи світлодіодів, які класифікуються за їхніми загальними характеристиками та застосуванням:
- Освітлювальні LED мають високу інтенсивність світла, використовуються для створення освітлювальних приладів, внутрішнього освітлення, автомобільних фар, ліхтарів та інших пристроїв.
- Індикаторні LED використовуються для світлової індикації на технічному обладнанні, приладових панелях, дисплеях, рекламних вивісках, новорічних гірляндах та інших подібних пристроях. Вони зазвичай мають невисоку потужність та яскравість.
Вони можуть випромінювати світло не тільки у видимій області спектра. Наприклад, існують ультрафіолетові світлодіоди, які застосовуються в різних пристроях, від принтерів до медичних та криміналістичних приладів.
Також світлодіоди використовують у сільському господарстві для створення штучного світла, необхідного для ефективного цілорічного вирощування рослин.
Також світлодіоди використовують у сільському господарстві для створення штучного світла, необхідного для ефективного цілорічного вирощування рослин.
Види світлодіодів - які бувають, маркування та параметри світлодіодів
