Что такое диодное освещение: характеристики светодиодов и области их применения

SMD светодиоды, характеристики, отличия популярных серий

Конструкция прибора

Эти светодиоды в базовом оснащении защищены от перегрева. Стандартные размеры, форма и расположение выводов упрощают монтаж с применением средств автоматизации. Такой подход позволяет применять современные производственные технологии, снижать издержки.

2835 SMD LED: параметры, особенности применения

В маркировке светодиодов зашифрованы размеры. 2835 SMD – это 2,8 мм глубина и 3,5 мм ширина по максимальным габаритам корпуса

Этот прибор создан с применением полимерных материалов, которые отличаются стойкостью к высокотемпературным воздействиям. Они без повреждений выдержат +240°С. Но такие экстремальные режимы следует исключить, чтобы не повредить полупроводниковый кристалл. Типовая деградация в качественных изделиях этой серии не превышает 5% за 3 тыс. часов. Особенность. Этой серии являются увеличенные габариты контактных элементов для ускорения отвода тепла.

Технические характеристики SMD 2835 приведены в таблице:

Параметр	Ед. измерения	Величина (диапазон)
Высота корпуса	мм	0,8
Ток потребления	мА	25; 60; 150; 300
Мощность кристаллов	Вт	0,09; 0,2; 0,5; 1
Падение напряжения	В	3,2

Бытовые лампы

Хорошие технические характеристики светодиода 2835 дополнены демократичной стоимостью. Эти приборы применяют для изготовления недорогих светильников, светодиодных лент.

Характеристики светодиодов 5050

Конструкция и особенности подключения выводов

Изделия этой серии отличаются хорошими показателями при компактных размерах. Именно на их основе в свое время были созданы первые специализированные лампы для автомобильной техники, светодиодные ленты. Разработчикам удалось разместить в небольшом корпусе три кристалла, которые при потреблении 1 Вт способны обеспечить световой поток до 80 лм.

Из этих компонентов были созданы первые «кукурузы», которые полноценно заменяли традиционные лампы накаливания мощностью 80-100 Вт

Уровень деградации за 3 тыс. рабочих часов в этих изделиях был снижен на 20% по сравнению с предыдущим примером (серия 2835). В отдельных модификациях стали применять диоды разных цветов комбинации R-G-B. Применив соответствующие контроллеры, можно организовать раздельное управление работы кристаллами.

Параметр	Ед. измерения	Величина (диапазон)
Индекс CRI (цветопередача)	Ra	80-90
Ток потребления	мА	20*3=60
Мощность кристаллов	мВт	210
Падение напряжения	В	3,3
Угол свечения	градусы	125
Световой поток	лм	18

Светодиоды SMD 5730: характеристики, важные нюансы

Эти приборы – развитие популярной серии 5050. В таблице приведены средние данные по изделиям известных брендов с применением цветовой температуры кристаллов на уровне 6 тыс. Кельвинов.

Параметр	Ед. измерения	Величина (диапазон)
Световой поток	лм	55
Ток потребления	мА	150
Мощность кристаллов	мВт	210
Падение напряжения	В	3,4
Угол рассеивания	градусов	120

Заметно увеличен световой поток, мощность. Улучшен теплоотвод. Деградация при контрольном времени 3 тыс. часов не превышает 1%. Эти приборы можно применять в схемах с питанием импульсным током (до 170 мА).

Размеры светодиодов разных серий

Мощные светодиоды Cree

Если понадобились сверхяркие  светодиоды 3 Вольта надо обратить внимание на продукцию этого производителя из США. Под брендом Cree выпускают мощные источники света для автомобилей, проекторной техники, стационарных и переносных прожекторов

Под брендом Cree выпускают мощные источники света для автомобилей, проекторной техники, стационарных и переносных прожекторов

Характеристики светодиодов Cree серии XM-L:

Параметр	Ед. измерения	Величина (диапазон)
Световой поток	лм	165-300 (максимум- выше 1000 лм)
Ток потребления (номинальный)	мА	700
Мощность	Вт	2
Индекс CRI (цветопередача)	Ra	80-90
Падение напряжения при токе	В/мА	2,9/700; 3,1/1500; 3,35/3000
Угол свечения	градусов	125
Рабочая температура	°C	От -40 до +85

Улучшенные характеристики светодиодов XHP35 подходят для изготовления мощных фонарей

Эти приборы рассчитаны на максимальный ток потребления до 1050 мА, мощность – до 13 Вт. Падение напряжения составляет 11,3В при 350 мА. Коэффициент CRI более 90 обеспечивает отсутствие искажений в цветопередаче.

Для получения таких характеристик сверхяркие светодиоды данной серии были созданы по специальной технологии. Мощное излучение с равномерным распределением в спектре обеспечивают 4 области в одном кристалле. Такое решение позволило уменьшить размеры, увеличило прочность конструкции, устойчивость к механическим воздействиям.

Сравнение светодиодов Cree

Самым распространенные изделия Cree, состоящие из SMD компонентов и содержащие в маркировке Q, самый яркий чип Cree Q5. Изделия с T6 и U2 используются в мощных фонарях вне помещений.

Качество света определяется бинами (BIN),
этот показатель может достигать 8 000 К. CRI у Cree LED 75–85, есть модели, в
которых этот параметр превышает 90.

Самые мощные светодиоды XHP, выдающие
поток до 1500 лм от одного кристалла. 

В этой серии 3 вида:

• XHP35;
• XHP50;
• XHP70.

Название XHP (Extreme High Power) указывает на принадлежность к новому виду, который характеризуется рекордной мощностью. Цифры в маркировке указывают на размер чипа в миллиметрах. Они не отличаются от габаритов XP, XT, XM-L2 по оптике и печатной плате, но поток и мощность света больше почти в 2 раза.

Плюсы и минусы

К плюсам
светоисточников компании Cree модификации Q5 относятся следующие
хаpaктеристики:

1. Низкое энергопотрeбление.
2. Гарантированный срок службы до 100 тыс. часов.
3. Лучшее соотношение цена/качество среди конкурентов.

Среди минусов выделяются:

1. Высокая
   стоимость. Дополнительные затраты на блок питания, диммеры, контроллеры,
   радиаторы.
2. Специфика
   светового оттенка.
3. Направленность
   излучения, необходимость установки большего количества светильников для
   равномерности освещения.

Все недостатки окупаются долговечностью, хорошей яркостью и экономным расходом потрeбления энергии.

Спецификации на LatticeBright

Покажу пример спецификаций (даташит)на подделку от LatticeBright. Маркировка бинов такая же, как у настоящих, чтоб сложнее было отличать. Бины выше чем T2 скорее всего работают за счет превышения номинального тока, то есть разгон.

Информация по параметрам очень скудная:

• не написано, при какой температуре измерены показатели светового потока. Cree обычно делает при 85°, китайцы при 25°. Если они это не указали, значит есть что скрывать, показатель очень важный;
• максимальная температура ядра 125° для всех моделей LB, у оригиналов Cree 150°. Разница в 25 очень существенная, например для автоламп с небольшим радиатором;
• номинальный световой поток указана в 220лм при токе 700мА и цветовой температуре 8000К, чем выше цветовая, тем выше светоотдача;
• индекс цветопередачи очень низкий CRI70, при норме в CRI80;

Перечислил основные нехорошие и важные моменты, за счет которых скрываются реальные параметры.

Плюсы и минусы светодиодов CREE

Основными достоинствами светодиодов являются их низкое энергопотребление и длительный срок службы — производитель гарантирует 100 000 часов работы, что составляет 50 жизненных циклов обычной лампы накаливания (или около 5 – для люминесцентной лампы).

Из минусов можно отметить высокую стоимость светодиодных светильников – при мощности 45 Вт их стоимость составляет от 2000 р без учета стоимости блока питания, при том, что аналогичные светильники на люминесцентных лампах стоят от 400 до 700 р. Хотя следует отметить, что по соотношению цена/качество светодиоды CREE не имеют аналогов.

Еще одним недостатком светодиодов является специфичный характер спектра их свечения, неприятный некоторым людям. Этот недостаток дополняется еще тем фактом, что они дают направленное излучение, то есть для получения привычной освещенности в помещении потребуется больше светильников, чем при использовании традиционных источников освещения.

Третий недостаток заключается в том, что для стабильной работы светодиодных светильников требуются источники питания и охлаждения, стоимость которых сопоставима со стоимостью самих светильников. Таким образом, срок окупаемости светодиодной техники составляет порядка нескольких лет.

Как подключить светодиод к сети 220 вольт

Светодиод – это разновидность полупроводниковых диодов с напряжением и током питания намного меньшим, чем в бытовой электросети. При прямом подключении в сеть 220 вольт, он мгновенно выйдет из строя.

Поэтому светоизлучающий диод обязательно подключается только через токоограничивающий элемент. Наиболее дешевыми и простыми в сборке является схемы с понижающим элементом в виде резистора или конденсатора.

• где:
• 0,75 – коэффициент надежности LED;
• U пит – это напряжения источника питания;
• U пад – напряжение, которое падает на светоизлучающем диоде и создает световой поток;
• I – номинальный ток, проходящий через него;
• R – номинал сопротивления для регулирования проходящего тока.

Однако не стоит забывать, что на сопротивлении будет выделятся большое количество тепла за счет падения напряжения. По этой причине дополнительно необходимо рассчитать мощность этого резистора по формуле:

Для нашего случая U – это будет разность напряжения питающей сети и напряжения падения на светодиоде. После соответствующих вычислений, для подключения одного led мощность сопротивления должна равняться 2Вт.

Важный момент, на который нужно обратить внимание при подключении светодиода в сеть переменного тока – это ограничение обратного напряжения. С этой задачей легко справляется любой кремниевый диод, рассчитанный на ток не менее того, что течет в цепи

Подключается диод последовательно после резистора или обратной полярностью параллельно светодиоду.

Существует мнение, что можно обойтись без ограничения обратного напряжения, так как электрический пробой не вызывает повреждения светоизлучающего диода. Однако обратный ток может вызвать перегрев p-n перехода, в результате чего произойдет тепловой пробой и разрушение кристалла светодиода.

Вместо кремниевого диода можно использовать второй светоизлучающий диод с аналогичным прямым током, который подключается обратной полярностью параллельно первому светодиоду. Отрицательной стороной схем с токоограничивающим резистором является необходимость в рассеивании большой мощности.

Включенный в сеть переменного тока неполярный конденсатор, ведет себя как сопротивление, но не рассеивает потребляемую мощность в виде тепла.

В данных схемах, при выключении питания, конденсатор остается не разряженным, что создает угрозу поражения электрическим током. Данная проблема легко решается путем подключения к конденсатору шунтирующего резистора мощностью 0,5 ватт с сопротивлением не менее 240 кОм.

Расчет резистора для светодиода

Во всех выше представленных схемах с токоограничивающим резистором расчет сопротивления производится согласно закону Ома:R = U/I

• где:
• U – это напряжение питания;
• I – рабочий ток светодиода.

Рассеиваемая резистором мощность равна P = U * I.

Расчет гасящего конденсатора для светодиода

Расчёт ёмкости гасящего конденсатора (в мкФ) производится по следующей формуле:

C = 3200*I/U

• где:
• I – это ток нагрузки;
• U – напряжение питания.

Данная формула является упрощенной, но ее точности достаточно для последовательного подключения 1-5 слаботочных светодиодов.

Конденсатор лучше использовать керамический типа К73–17 с рабочим напряжением более 400 В или его импортный аналог. Нельзя использовать электролитические (полярные) конденсаторы.

Производители светодиодов

Монтаж светодиодов.

В рейтинге производителей лидируют несколько фирм с мировым именем. Именно они выпускают самые качественные изделия на рынке.

1. Philips. Пожалуй, производитель, с самым известным именем. Под этой маркой выпускается множество изделий от лампочек, до телефонов. Фирма имеет заводы более чем в шестидесяти странах. Активно вкладывается в новейшие разработки. Покупает другие, более мелкие заводы и производства, которые изготавливают светодиоды.
2. Cree. Американская фирма, которая начинала свой путь с производства чипов для телефонов. Специализируется на производстве led-изделий разного назначения. РРаРазработали и выпускают светодиоды из карбида кремния, которые ярко светят.
3. Nichia. Японская компания. Одна из старейших в области изготовления светодиодной техники. Именно она разработала и внедрила выпуск синих и белых цветов led. Специализируется на производстве кристаллов. Лидер на рынке по доходам от продаж.
4. Osram. Немецкий изготовитель. Работает более ста лет в паре с Siemens. Выпускает светоизлучающие диоды, которые соответствуют мировым стандартам качества.

Из российских производителей можно отметить «Оптоган» и «Светлана-Оптоэлектроника». Обе фирмы располагаются в Санкт-Петербурге и производят светотехнические изделия. Впрочем, кристаллы для выпуска продукции закупаются за рубежом.

Подгруппы

High-Brightness светодиоды делятся на следующие подгруппы:

• Р2 Oval 4-mm – изделия цветные, представленные в синем, красном и зеленом исполнении. Используются в разных RGB – устройствах, к примеру, для подсветки биллбордов и мониторов.
• P2 Round 5-mm – цветные и белые Cree светодиоды, способные работать при перепадах температуры и в условиях повышенной влажности, поэтому часто используются на открытом воздухе. Светодиоды белые делятся на два типа: warm white и cool white (т.е. теплый и холодный оттенки). Цветные светодиоды представлены в красном, желтом, синем, зеленом цветах.
• P2 Oval 5-mm – светодиоды цветные, специально разработанные для применения в LED-модулях, например, «бегущая строка», и разных информационных указателях в аэропортах, на дорогах и т.д. Могут иметь красный, желтый (янтарный), зеленый и синий цвет.
• SMD – светодиоды белые и цветные. Цветные LED изделия подразделяются на single-color (с одной парой анод-катод, светятся одним цветом) и full-color (с тремя парами анод-катод). По сути, они представляют собой, три разноцветных светодиода (RGB) в одном корпусе. Светодиоды белые имеют разновидности cool white и warm white.
• P4 – продукция белая и цветная, предназначенная для получения направленного излучения. Используется при подсветке сигнальных фонарей транспорта, вывесок магазинов и др.

Цветовая маркировка

У каждого производителя собственная маркировка светодиодов. Например, в обозначении светодиода – LED-WW-SMD5050 его буквенные и цифровые элементы имеют расшифровку:

• LED – светодиод;
• WW – цвет свечения Warm White – белый теплый 2700-3500 K;
• SMD – корпус для поверхностного монтажа;
• 5050 – размеры корпуса в десятых долях миллиметра – 5,0×5,0.

Варианты аббревиатур оттенков белого света:

• DW – Day White – белый дневной (4000-5000 K);
• W – White, белый чистый (6000-8000 K);
• CW или WC – Cool White – белый холодный (8000-10 000 K);
• WSC – White Super Cool – белый суперхолодный , цветовая температура 15 000 К с характерным синеватым оттенком;
• NW – Neutral White – нейтральный белый – 5000 K.

Распиновка светодиода

Для решения вопроса существует всего 3 способа:

Конструктивно

Согласно нормам, принятым во всем мире, на обычном светодиоде (не SMD типа), длинная ножка всегда является «+» или же анодом. Для работы светодиода на него должна подаваться положительная полуволна. А короткая – катодом.

С помощью мультиметра

Для проверки необходимо переключатель прибора поставить в режим «Прозвонка» и установить красный щуп мультиметра на анод, а черный – на катод. В результате светодиод должен засветиться. Если этого не произошло, необходимо поменять полярность (черный на анод, а красный на катод).

Визуально

Если присмотреться к светодиоду, то можно увидеть 2 кончика возле кристалла. Тот, который больше – катод, тот, что меньше – анод.

Возможно, вам также будет интересно

В последние годы производители светодиодов в процессе производства сталкиваются с необходимостью решения нескольких проблем: высокая габаритная яркость точечных белых светодиодов, деградация люминофора и небольшой угол светораспределения. Вопрос с габаритной яркостью решают, например, путем изготовления светодиодных матриц, залитых единым слоем люминофора, или применяя рассеиватели, что позволяет в некоторой степени ее снизить, но все остальные проблемы остаются. И до настоящего времени в России не было решения, которое

В. Б.: Мы не стремились и не стремимся к саморекламе. В составе ОАО «Российская электроника» давно существует дочерняя компания ЗАО «НТС» — «Новые технологии света». Но мы не считали нужным акцентировать внимание СМИ на том, что активно занимаемся светодиодной техникой. «НТС» реализует проект «Светодиодные системы освещения». Завод «Пульсар» является производителем энергосберегающих светодиодных осветительных устройств, причем

В статье представлено описание светодиодных модулей от Light Engines Corporation, обладающих некоторыми специфичными особенностями. Приведены примеры их применений в различных областях.

Плюсы и минусы

RGB-прожекторы обладают массой преимуществ, но вместе с этим не лишены некоторых недостатков, с чем следует ознакомиться.

Светодиодное оборудование выпускается в самых разных модификациях. К плюсам можно отнести эргономичность, низкое потребление электроэнергии, широкий выбор размеров, возможность брать разные линзы, чтобы наладить оптимальную направленность потока света. Такой прожектор дарит высокую яркость, оттенки получаются насыщенными, и он может прослужить до 10 лет при регулярной работе по 12 часов. Следует отметить, что оснащение не требует особенного обслуживания – достаточно лишь очищать стекла от пыли и грязи. Это прочный, надежный и экономичный прибор с минимальной теплоотдачей. Прожектор моментально включается, работает бесшумно и дарит хорошую цветопередачу, при этом не мерцает.

Прожекторы стали отличной заменой обычным осветительным лампам накаливания, галогенным и другим приборам. Как упоминалось выше, устройство можно отрегулировать, чтобы направить поток света на определенное место, чего не дают другие лампы. При необходимости есть возможность изменить оттенок, ассортимент многоцветный. Агрегат устойчив к механическим повреждениям, поэтому он отлично подходит для эксплуатации снаружи. Светодиоды находятся под плотным защитным стеклом, которое весьма сложно сломать.

Что касается минусов прожекторов, главный заключается в высокой стоимости, поэтому для приобретения одного прибора придется потратиться. Но оборудование окупается за первые месяцы применения, к тому же это вложение на долгие годы. Еще одним минусом является трудно скрываемый блок питания, и его не так просто заменить, если он выйдет из строя.

Apple рассказала, как отличить оригинальный Lightning-кабель от подделки

Учитывая огромное количество поддельных аксессуаров Apple, работающих с iPhone и iPad лишь частично и часто ломающихся, метод определения фирменного очень важен. На сайте техподдержки компании появилось официальное руководство, рассказывающее о том, как отличить оригинальный кабель Lightning от подделки.

Официальный кабель в онлайн-магазине Apple стоит 1500 рублей, но в магазинах, расположенных в совершенно другом конце мира, есть нечто очень похожее на то, что нам нужно, но при этом обладающее впятеро меньшей ценой.

Речь идет о неофициальных шнурах для iPhone и iPad, производители которых выдают их за оригинальные продукты. Использование таких аксессуаров может обернуться повреждением электронных компонентов мобильных устройств или быстрым выходом из строя самого изделия.

Отличить подделку не всегда просто, но это вполне под силу любому пользователю.

Упаковка и текст на кабеле

Если вам достался кабель в упаковке, то начать изучение следует с нее. Оригинальная коробка изготовлена из плотного картона с качественной полиграфией. На нижнем торце расположена наклейка с характеристиками аксессуара и номером партии. На верхней части наклеена пластиковая вешалка, при помощи которой коробку в магазине вешают на витрину.

Каждый кабель от Apple, в свою очередь, имеет серийный номер и надпись «Designed by Apple in California, Assembled in China» («Разработано Apple в Калифорнии, собрано в Китае»).

Стоит обратить внимание, что на некоторых фирменный кабелях Lightning не указана маркировка кабеля

Lightning-коннектор

Далее следует обратить внимание на составные элементы аксессуара: на каждом из них имеются черты, по которым можно отличить подделку. У оригинального Lightning-штекер цельный – выполнен из единого металлического элемента

У подделки коннектор состоит из нескольких частей. Металлический наконечник оригинала очень аккуратно впрессован в пластиковый кожух, в то время как копия имеет заметные зазоры.

Размер фирменного коннектора – 7,7 x 12 мм, у копий он может варьироваться.

Далее следует изучить контакты. На сертифицированном кабеле они ровные и практически не выделяются над поверхностью коннектора, границы контактов имеют круглую форму. Сам металлический контакт выкрашен в серый цвет, подделки бывают светлые и темные.

USB-штекер

На пластиковый корпус USB-штекера нанесена эмблема USB. На оригинальном кабеле краска имеет светло-серый цвет, нанесенный очень аккуратно. На копии же изображение темно-серое и имеет нечеткие границы.

Сам разъем тоже достаточно примечателен. Наружная его часть в оригинальном кабеле имеет только два отверстия на стороне с эмблемой USB. Подделка может содержать четыре.

Стоит обратить внимание также на стыки металла на противоположной стороне разъема. Их видно, но в оригинальном кабеле части очень плотно прилегают друг к другу

Важно

Кроме того, стыки имеют трапециевидную форму и находятся на одинаковом расстоянии от краев. Сами контакты позолоченные.

Подделку может выдать покрытие штекера. Металлический наконечник оригинального кабеля имеет гладкую полировку, неофициальный – шероховатую поверхность. Если заглянуть внутрь конвектора, можно увидеть ровную заднюю часть. На копии могут быть пазы и отверстия.

Следите за новостями Apple в нашем Telegram-канале, а также в приложении MacDigger на iOS.

Что можно сделать из светодиодов своими руками?

Далее приведены проекты, которые можно реализовать с применением этих полупроводниковых приборов. Для индивидуальных коррекций следует изучить актуальный ассортимент производителей.

Стабилизатор тока для светодиодов

Для подключения мощных приборов рекомендуется применять импульсные источники питания

Такая схема пригодится для оснащения автомобиля. При хорошем КПД выделяется немного тепла. Доступно изменение напряжения на входе в широком диапазоне при сохранении функциональности.

ДХО из светодиодов

Такую линейку можно собрать из светодиодов 3Вт. Характеристики современных приборов подойдут для создания надежных и эффективных дневных ходовых огней транспортного средства

В данном случае пригодится длительное сохранение работоспособности устройства в условиях сложной эксплуатации.

Индикатор напряжения на светодиодах

Схема точного индикатора напряжения для автомобиля. Здесь предусмотрена компенсация измерений при повышении/уменьшении температуры

Подделки Cree

Еще одна проблема российского рынка –
обилие копий Cree (в основном от китайской компании LatticeBright). Без
знания технических характеристик оригиналов и специального оборудования
определить их практически невозможно, так как внешнее сходство почти
стопроцентное. Поддельные диоды предназначены в основном для ручных фонариков и
велофар.

Отличить подделку можно по некоторым
мелочам:

1. меньшему
   размеру чипа;
2. отсутствию
   указаний по изменению светового потока;
3. максимальной
   температуре перехода (у китайцев 125ос);
4. светопередаче
   70 Ra (у
   оригинала 80).

После установки оказывается, что кристалл сильно нагревается, световой поток небольшой, срок службы не превышает 5-и тыс. часов.