Что такое светодиод: описание и характеристики

Светодиодные устройства различного назначения и конфигураций по-прежнему остаются одним из самых перспективных направлений развития светотехники. В городах светодиодные лампы активно внедряются в уличное освещение. На светодиодную технику также переведены бытовая техника, спецтехника и элементы декоративного освещения.

Узнайте все о светодиодах в этой статье. Здесь мы рассмотрим, какими характеристиками могут обладать светодиоды, в каких обозначениях выражаются их параметры и многое другое.

Основные характеристики светодиодов

Для начала кратко расскажем, что такое светодиод. Это устройство, которое излучает свет из-за полупроводниковых свойств материалов, используемых при его производстве.

Чтобы правильно выбрать светодиодное устройство, нужно учитывать ряд особенностей:

  • световое излучение;
  • цветовая температура.
  • значение напряжения питания;
  • угол излучения;
  • габаритные размеры;
  • количество выводов;
  • власть;
  • период деградации устройства;

Сила тока на кристалле

Стандартный ток для светодиода составляет 0,02 А. Однако есть и устройства, способные работать с мощностью 0,08 А. Этот эффект достигается размещением 4 полупроводниковых кристаллов под корпусом. Поскольку каждый кристалл работает индивидуально при малой мощности 0,02 А, устройство с 4 кристаллами будет потреблять 0,08 А.

Для правильной работы светодиода его необходимо запитать постоянным током. Даже если немного увеличить интенсивность входного тока, интенсивность излучения значительно снизится. Это означает, что кристалл «стареет», т.е постепенно изнашивается и вскоре может выйти из строя.

Что такое светодиод: описание и характеристики

Это приведет к повышению цветовой температуры, что приведет к медленному перегреву элемента. В результате начнется постепенное изменение цвета освещения. Он переключится на синюю часть спектра и само устройство преждевременно выйдет из строя.

Если приложить ток, значительно превышающий требуемый, светодиод не сможет быстро выдержать нагрузку. Это приведет к практически мгновенному истощению осветительной арматуры.

Напряжение

Термин «напряжение питания» нельзя применять к диодам. Для описания свойств устройства используйте характеристику «падение напряжения». Он описывает, какое напряжение генерируется светодиодом при пропускании через него номинального тока.

На упаковке светодиодных устройств эта характеристика указывается в графе «напряжение». Зная это, вы можете определить, какое напряжение остается на кристалле. Это учитывается в различных расчетах.

Для изготовления светодиодов можно использовать различные типы полупроводников. Натяжение также будет варьироваться в зависимости от типа используемого материала. Примерную стоимость можно определить, обратив внимание на цвет кристалла. Полупроводник светится белым, зеленым или синим светом, когда его напряжение составляет около 3 вольт. В то же время напряжение в красных и желтых кристаллах будет ниже. Оно будет между 1,8 и 2,4 вольт.

Что такое светодиод: описание и характеристики

Параллельное подключение устройств с одинаковым номиналом при напряжении 2 В может повредить светодиоды. Это связано с разбросом параметров. Если вы увеличите напряжение всего на 0,1 вольта, ток на светодиоде вырастет в 1,5 раза. В результате некоторые светодиоды перегорят. Остальные приборы начнут работать слишком слабо и неравномерно. Следовательно, номинал светодиода всегда должен соответствовать величине тока, протекающего через устройство. Например, для фонарей напряжение питания не должно превышать 3,6–3,7 В.

Сопротивление диодов

Собственное прямое сопротивление диода чрезвычайно мало. Чтобы справиться с внезапными скачками напряжения и адаптировать устройство к различным источникам подключения, используются методы ограничения тока. В светодиодные устройства встроены стабилизаторы тока, своего рода драйверы. Их работа — преобразовывать электрический ток. Доводят до нужной стоимости.

Если необходимо включить в сеть только один светодиод, лучше всего это сделать с помощью токоограничивающего резистора. Чтобы подобрать подходящий резистор, нужно определить, какое устройство с каким резистором подходит в данном конкретном случае. Расчет основан на характеристиках светодиода. Для расчетов можно использовать онлайн-калькулятор.

Светоотдача и угол свечения

Если необходимо сравнить характеристики осветительных приборов между собой, необходимо учитывать силу излучения. Диоды излучают свет от 1 до 5 люмен при диаметре устройства 5 мм. В этом случае лампа накаливания мощностью 100 Вт может излучать световой поток в 1000 люмен.

Однако лампа накаливания излучает в космос рассеянный свет. И наоборот, излучение светодиода всегда направленное. Каждое устройство имеет определенный угол рассеивания.

Что такое светодиод: описание и характеристики

Углы диффузии могут составлять от 20 до 120 градусов. Самый яркий свет исходит из центра светильника. Уровень освещенности уменьшается по мере приближения к пределу угла рассеивания.

Исходя из этих свойств, конструкция источника света выбирается с учетом следующих особенностей:

  1. Светодиоды используются для направленного освещения определенного места / объекта. Лампы, в которых используется светодиодная технология, потребляют мало энергии, поэтому их можно использовать в самых разных областях.
  2. Чтобы охватить большое пространство света, в конструкцию осветительного устройства включены рассеивающие линзы.

Цветовая температура – комфорт восприятия светового потока

Температура свечения измеряется в градусах Кельвина. Осветительные приборы делятся на классы в зависимости от температуры света и его цветовых характеристик.

Цвет Температура, К
Теплый белый Менее 3300
Белый день От 330 до 5300
Холодный белый Более 5300

Важно! Комфортность восприятия светового потока, излучаемого светодиодами, напрямую определяется температурой светодиодного устройства. Это связано с особенностями строения глаза и мозга человека.

Указания по температуре свечения содержатся в маркировке светодиодных светильников. Цветовая температура выражается четырехзначным числом. К нему добавлена ​​буква «K», чтобы было понятно, что значение указано в Кельвинах.

Светодиодную лампу следует использовать в соответствии с ее цветовой температурой. Например, теплый белый цвет заменяет традиционные лампы накаливания. С помощью светодиодов этого класса освещаются жилые помещения и офисы.

Нейтральные светодиодные лампы обеспечивают точную цветопередачу. Их успешно применяют для освещения рабочих мест на промышленных предприятиях. Холодный белый цвет используется для создания ночного освещения, уличных фонарей и переносных фонарей.

Что такое светодиод: описание и характеристики

Температура свечения 1800 К характерна для красных светодиодов. Для желтого этот показатель составляет 3300 К. Цветовая температура синего — 7500 К. Такие разноцветные лампы часто используются в декоративных целях. Также их используют для создания фито-иллюминации. Его задача — положительно повлиять на рост рассады.

Цвет имеет волновую природу. Следовательно, температуру свечения можно выразить через длины волн. Это обозначение также активно используется в маркировке светодиодных устройств. В этом случае длина волны обозначается как «λ», то есть «лямбда». Это значение измеряется в нанометрах и обозначается буквой «нм».

Интересно! Большой световой поток характерен для приборов с холодным белым цветом. При этом минимальное значение характерно для устройств с теплым белым оттенком.

Размер чипа: условное обозначение в маркировке

Размер кристалла часто называют «мил». Это обозначение светодиода обычно означает тысячные доли дюйма.

Стандартные размеры форм — 30×30 мил и 45×45 мил. Если перевести в миллиметры, получится 0,762×0,762 мм и 1,143×1,143 мм.

Размер кристалла

Сила тока, которую устройство может пропускать самостоятельно, зависит от размера кристалла. Квадратные приборы имеют напряжение 1 или 2 вольта. При этом их размер составляет 30 мм в первом случае или 45 мм во втором.

Мощные устройства могут иметь кристалл на 10, 20, 30, а также на 50 и 100 В. Параметры светодиодов в этом случае могут быть: 24 на 24 мм или 24 на 44 мм. Также возможен вариант 44 x 44 мм.

Что такое светодиод: описание и характеристики

Модели малой мощности могут состоять всего из 2 или 3 элементов. Их размер варьируется, и кристаллы соединены как по прямой, так и параллельно.

Габариты и вес светодиодов

Хорошие светодиоды больше весят. Это связано с тем, что самые качественные устройства сделаны из меди. Модели более низкого качества изготавливаются на основе алюминия или его сплавов.

Маломощные агрегаты имеют очень небольшую разницу в весе. Однако, если мощность светодиода составляет от 10 В до 100 В, медь превосходит алюминий в 2 или даже 3 раза. Светодиодная лампа обычно в 5-6 раз тяжелее аналогичной лампы накаливания.

Важно! Размер светодиодов можно легко определить. Светодиодная маркировка содержит все необходимые функции. Длина обозначается первыми двумя цифрами в маркировке. Следующие две цифры — ширина. Размеры светодиодных ламп выражены в миллиметрах.

Как видно из номеров маркировки, светодиод 5730 имеет ширину 30 мм. При этом его длина составляет 57 мм. Соотношение сторон определяется количеством кристаллов, из которых состоит устройство.

Мощность светодиодных ламп в сравнении с лампой накаливания

Матовая колба, в которой расположен светодиодный источник света, поглощает до 20% яркости. Для нагрева драйвера устройства также требуется определенное количество энергии. Для этого обязательно требуется 1 вольт. Получается, что 10-ваттная светодиодная лампа потребляет всего 7 ватт для освещения пространства.

7 Вт обеспечивают световой поток 700-800 люмен. В этом случае эффективность лампы накаливания мощностью 100 Вт составляет 1300 люмен. В результате светодиодная лампа мощностью 10 Вт не может заменить лампу накаливания мощностью 100 Вт. Однако это впечатление обычно смягчается, поскольку светодиодный свет более приятен для человеческого глаза.

Если мы сравним световой поток этих источников света друг с другом без учета поглощающего эффекта непрозрачной колбы, их характеристики будут примерно такими:

Лампа накаливания, количество ватт Светодиодная лампа, ватт Световой поток, Люмен
25 3 250
40 5 400
60 восемь 650
100 14 1300
150 22 2100

В этом модуле информация также будет указана в специализированном справочнике.

Какие бывают светодиоды

Рассмотрим классификацию светодиодных устройств по назначению и техническим характеристикам.

Свойства и параметры индикаторных моделей

Светодиодные индикаторы могут иметь диаметр 3, 5, 10 или 8 мм. Их напряжение варьируется от 2,5 до 5 вольт. При этом они потребляют электрический ток от 10 до 25 миллиампер. Средняя яркость такого диода составляет всего от 100 до 1000 милликанделлей. Эти устройства имеют круглые или прямоугольные линзы.

Что такое светодиод: описание и характеристики

Осветительные диоды

Наиболее активно диоды используются в освещении. Осветительные диоды производятся путем покрытия синего светодиода слоем люминофора. Светодиоды COB представляют собой подложку с полупроводниками наверху. При этом кристаллы заполняются люминофором желаемых цветов. Плотность размещенных кристаллов обеспечивает большую яркость излучаемого света.

Что такое светодиод: описание и характеристики

Обычно светодиоды требуют питания от 3 до 35 вольт. Они пропускают ток от 100 мА до 2,5 А и даже больше.

Типоразмеры smd светодиодов и их характеристики

Светодиоды SMD — это устройства, встроенные в печатные платы. Название «SMD» происходит от технологии поверхностного монтажа (SMD). Расшифровка аббревиатуры звучит как «Технология поверхностного монтажа». Это означает, что светильник устанавливается на поверхность доски. Компоненты для технологии поверхностного монтажа могут называться «компонентами микросхемы».

Размеры светодиодов SMD определяют другие их характеристики. Устройства могут отличаться:

  • яркость;
  • цветовая температура.
  • власть;

Что такое светодиод: описание и характеристики

Размеры с максимальным запросом:

  • яркий 5050;
  • улучшенная версия своего предшественника 5730.
  • 2835 современных и технологических;
  • мощный 3014;
  • классический 3528;
  • не искажает цвета 5630;

Давайте подробнее рассмотрим конкретные типы размеров светодиодов и их характеристики.

Основные параметры светодиодов smd 2835

Эти устройства характеризуются большой площадью излучения. Излучение SMD 2835 имеет прямоугольную форму. Если сравнивать его с круглым проектором типа SMD 3528, SMD 2835 выигрывает по светоотдаче.

При этом высота элемента SMD 2835 намного меньше. Он составляет всего 0,8 мм, а световой поток устройства составляет 50 люмен.

Что такое светодиод: описание и характеристики

Светодиоды SMD 2835 имеют термостойкий полимерный корпус. Он может выдерживать высокие температуры до 240 градусов по Цельсию. В этом случае радиация имеет тенденцию ухудшаться только на 5% за 3000 часов. Другие особенности этого типа устройства:

  • температура кристалла 130 градусов по Цельсию;
  • для SMD 2835 сделаны большие контактные площадки, поэтому тепло от него лучше отводится.
  • тепловое сопротивление — 4 Кл / Вт;
  • рабочий ток может иметь максимальное значение 0,18 А;

Характеристики светодиодов smd 5050

SMD 5050 состоит из трех светодиодов с похожими характеристиками. Они объединены под одним зданием. Их технические характеристики соответствуют кристаллам SMD 3528.

Интересно! Рабочий ток каждого светодиода составляет 0,02 А. Следовательно, общий ток составляет 0,06 А. Превышение этого значения неизбежно приведет к повреждению светодиодов.

Другие особенности устройства:

  1. Напряжение в SMD 5050 составляет 3-3,3 Вольта.
  2. Его световой поток составляет 18-21 люмен.
  3. Мощность SMD 5050 формируется суммой мощностей диодов по отдельности. Это означает, что 0,7 Вт умножается на 3. Таким образом, общая мощность составляет 0,21 Вт.
  4. Цвет светодиодов SMD 5050 может быть многоцветным или просто желтым, белым, зеленым или синим.

Что такое светодиод: описание и характеристики

Поскольку световые диоды в SMD 5050 расположены очень близко друг к другу, стало возможным производить устройства, позволяющие точно контролировать каждый цвет в отдельности. Контроллеры обычно используются для управления. Они позволяют изменять цвет диодов в специально отведенное время, регулировать яркость свечения и другие параметры устройства.

Типовые характеристики светодиода smd 5730

SMD 5730 отличается корпусом размером 5,7×3 мм. Эти диоды отличаются следующими характеристиками:

  • влагостойкость;
  • работают на импульсном токе.
  • больше силы;
  • износостойкость;
  • высокая яркость;
  • справедливый срок службы;
  • хорошие показатели производительности;
  • устойчивость к разным температурным условиям;

Что такое светодиод: описание и характеристики

SMD 5730 делится на два типа:

  1. SMD 5730-0.5. Как следует из названия, его мощность составляет 0,5 Вт. Номинальный ток для этого типа устройства составляет 0,15 А. Максимальный ток, который может выдержать это устройство, составляет 0,18 А. Это значение возможно, когда устройство работает в импульсном режиме. При этом он может создавать световой поток до 45 люмен.
  2. SMD 5730-1. Из названия видно, что его мощность составляет 1 Вт. Для работы ему нужен постоянный ток 0,35 Ампер. При переходе в импульсный режим это значение может увеличиваться до 0,8 ампер. Световой поток может достигать 110 люмен. Это указывает на очень высокую эффективность излучения света. Корпус устройства выполнен из термостойкого полимера. Он выдерживает до 250 градусов Цельсия.

SMD 5730 рассеивает свет под углом 120 градусов. Световой поток уменьшается всего на 1% за 3000 часов.

Характеристики светодиодов Cree

Cree — американская компания, производящая самые яркие и мощные светодиоды. Это известный бренд, выпускающий качественную продукцию с исключительными характеристиками:

  1. Однокристальный светодиод Xlamp. Излучение излучается по краям устройства. Эта технология позволила изготавливать светильники с очень широким углом свечения. При этом в дизайн включено лишь небольшое количество кристаллов.
  2. Однокристальный XQ-E высокой интенсивности. Угол свечения диодов этого типа составляет от 100 до 145 градусов. Размеры этих устройств всего 1,6 х 1,6 мм. При этом их мощность составляет 3 Вт, а световой поток достигает 330 люмен.
  3. Многокристальные диоды этой фирмы могут потреблять от 6 В до 72 В. Для устройств этого типа характерны мощности до 4 Вт и более 4 Вт. Многокристальные диоды делятся на группы в зависимости от номинальной мощности.

Что такое светодиод: описание и характеристики

Цветопередача всех однокристальных светодиодов находится в диапазоне CRE 70-90.

Основные выводы

Скорость и отличные технические характеристики светодиодных ламп сделали их наиболее популярным источником света. Правильно подобранные параметры устройства позволяют организовать эффективное освещение с минимальным потреблением энергии. Выбирая лампочку, обязательно стоит обращать внимание на ее мощность и светоотдачу. А чтобы осветительный прибор идеально адаптировался к обстановке и правильно выполнял свои функции, необходимо учитывать цветовую температуру выбранных диодов.

Оцените статью
Добавить комментарий