Характеристики видов и типов светодиодов

Характеристики типов и типов светодиодов

Долгое время светодиоды использовались только как индикаторы для различных устройств. Современные устройства легко заменят любой источник света для освещения дома, промышленных зданий, офисов, улиц и т.д.

На рынке освещения представлено несколько типов светодиодов, которые различаются по характеристикам.

Чтобы знать, как выбирать светодиодные устройства по назначению, нужно знать, как они работают, как работают и изучить их основные параметры.

Что такое светодиод

Внешне светодиод выглядит как кристалл на металлической основе, прикрытый пластиковой линзой. Световой элемент состоит из следующих частей:

  • защитный чехол.
  • полупроводниковый кристалл;
  • алюминиевая или медная основа;
  • пластиковая линза;
  • слой силикона;
  • катод (-) и анод (+);

Характеристики типов и типов светодиодов

Катод и анод закреплены на металлической основе. На первом электроде закреплен полупроводниковый кристалл (кристалл). Контакты имеют проводники, которые подключены к микросхеме pn переходом (электронно-дырочный переход). В этом разделе соединительным проводом совмещены 2 полупроводника с отверстием и электронный тип проводимости. Сверху конструкция покрывается слоем силикона и пластиковой колбой и помещается в корпус с кабелями для подключения к цепи.

Устройство и принцип действия

Светодиоды излучают свет благодаря их pn переходу. В этой области контактируют носители заряда ручного типа. Катод (n-тип) — это отрицательно заряженный полупроводник, а анод (p-тип) — положительный носитель заряда (дырки). То есть в первом образуются дырки (области, где нет электронов), а второй накапливает электроны. На их поверхности имеются металлические контактные площадки, к которым кабели крепятся сваркой.

Характеристики типов и типов светодиодов

Когда положительный заряд подается на полупроводник p-типа и отрицательный заряд на электрон n-типа, ток начинает течь на границе раздела между диодом и катодом. При прямом соединении отрицательные и положительные электроны встречаются и их рекомбинация (обмен) происходит в переходной области (pn переход). Когда отрицательное напряжение прикладывается со стороны катода к области p-типа, возникает прямое смещение. Свечение появляется, когда фотоны высвобождаются в результате обмена.

Основные технические характеристики светодиодов

Характеристики типов и типов светодиодов

Выбирая светодиодные лампы, нужно обращать внимание на их характеристики. Обычно параметры устройства указываются на упаковке или в техническом паспорте.

При покупке светодиодного устройства учитывайте следующие особенности:

  • цветовая температура.
  • напряжение;
  • значение потребляемой мощности кристалла;
  • световой поток, угол излучения;
  • стойкость;

Также нужно знать, как расшифровать отметки на доске, обозначающие размер элемента ДВС. Эти значения помогут узнать длину и ширину микросхемы, определить силу тока кристалла.

Возможность его использования при определенных условиях и гарантия необходимого уровня освещенности зависит от параметров диода.

Сила тока на кристалле

В продаже есть разные типы светодиодных устройств: на 1, 2, 3 или 4 кристалла. Светодиодные лампочки с 1 элементом рассчитаны на ток 0,02 А. При увеличении количества микросхем этот показатель увеличивается, например ток потребления устройств на 4 микросхемы составляет 0,08 А (0,02 А на каждый кристалл).

Внимание! Сила тока влияет на стабильность светодиодной лампы, при увеличении этого параметра увеличивается вероятность ее преждевременного выхода из строя. При сильных скачках тока светодиод сразу перегорает.

Чтобы продлить срок эксплуатации светодиодной лампы, нужно подключить к ней резистор, стабилизирующий ток. Чтобы подобрать прибор с подходящим сопротивлением, необходимо учитывать характеристики светодиодной лампы. В этом вам поможет онлайн-калькулятор.

Напряжение

Характеристики типов и типов светодиодов

При выборе следует учитывать не напряжение питания светодиодного элемента, а степень его падения. Этот показатель соответствует уровню выходного напряжения после протекания через него тока. Этот параметр можно найти на упаковке.

Есть несколько типов светодиодов, напряжение которых зависит от цвета свечения. Этот параметр для кристаллов с белым, зеленым, пурпурным, синим светом составляет от 2,2 до 4 В, для элементов с красным, оранжевым, желтым светом — от 1,6 до 2,2 В. Напряжение ультрафиолетовых диодов варьируется от 3,1 до 4,4 В и инфракрасных — около 1,9 В.

При параллельном подключении светодиодов разных типов необходимо проверять уровень падения напряжения на каждом элементе. При небольшом повышении напряжения увеличивается и ток, поэтому прибор сгорит.

Сопротивление диодов

Даже светодиод может иметь разное сопротивление: дифференциальное (динамическое) и постоянное по току. На участке ВАХ (вольт-амперная характеристика — зависимость тока от напряжения или наоборот от участка электрической цепи) динамическое сопротивление незначительно и меньше сопротивления статического тока. На обратном пути динамическое сопротивление выше этого текущего показателя.

Сопротивление кристалла изменяется в зависимости от величины приложенного к нему напряжения. Чем выше последний показатель, тем ниже первое значение.

Светоотдача, угол свечения

Характеристики типов и типов светодиодов

При сравнении яркости разных источников света необходимо учитывать характеристики светоотдачи. Этот параметр отличается для разных типов светодиодов, например кристалл 5 мм излучает световой поток 1 — 5 лм, а у сверхъярких диодов этот параметр выше. Светоотдача лампы накаливания (100 Вт) составляет 1000 лм. Но при этом обычные лампочки имеют рассеянный свет, а светодиодные элементы — узконаправленные. Для корректного сравнения необходимо учитывать угол свечения диодов.

Различные типы светодиодов имеют угол рассеивания от 20 до 120 °. Благодаря своей конструкции они излучают яркий свет в центре, а по краям степень свечения снижена. Это позволяет создавать качественное освещение с минимальным потреблением энергии.

Для увеличения площади освещения светодиодного элемента используются рассеивающие линзы.

Сравнение мощности светодиодных ламп с лампами накаливания

Если вы решили заменить обычные лампы на современные светодиодные устройства, нужно обратить внимание на их мощность. Для расчета используйте поправочный коэффициент K = 8.

Например, если вы решили заменить лампочки на 100 Вт, вы можете рассчитать соответствующую мощность светодиодного элемента по следующей формуле: 100 Вт: 8 = 12,5 Вт. Для облегчения выбора поможет следующая таблица, в которой показано согласование мощности ламп с нитью накала на светодиоды:

Мощность светодиодной лампы (Вт) Мощность лампы накаливания (Вт)
3 25
5 40
восемь 60
10 75
12,5 100

Еще один важный параметр при выборе ламп — экономичность. Рассчитать это значение поможет следующая формула: Lm: W. Средний показатель для обычных лампочек составляет от 10 до 12 Лм / Вт, а для разных типов светодиодов — от 130 до 140 Лм / Вт.

Цветовая температура как критерий комфортности восприятия света

Различные типы светодиодов различаются по температуре свечения, которая измеряется в К (Кельвинах). Также стоит обратить внимание на этот параметр, если вы хотите, чтобы свет был комфортным для восприятия.

Характеристики типов и типов светодиодов

Маркировка температуры свечения обозначается четырьмя цифрами и буквой К. Учитывайте этот показатель при выборе лампы для конкретного применения:

Световая температура (K) Цвет освещения Сфера охвата
2700–3500 Теплый белый Такие кристаллы устанавливаются в светодиодные лампы для жилых помещений и офисов.
3500–5300 Нейтральный Для производственных компаний.
От 5300 руб Фреддо Уличные или ручные фонари.
1800 Красный Для создания декоративного освещения, освещения растений.
7500 Синий Для растений, подсветка элементов декора в интерьере.
3300 Желтый Внутреннее декоративное освещение.

Все чаще световая температура различных типов светодиодов определяется с учетом разных длин волн. В маркировке значится так — λ, которая измеряется в нм (нанометрах).

Размер чипа: условное обозначение в маркировке

Обозначение размера светодиодов разных типов состоит из 4 цифр, которые указаны на плате. К наиболее популярным светодиодным приборам, в зависимости от их геометрических параметров, относятся 5050, 3528. Однако сейчас на смену им пришли более яркие изделия с маркировкой 5630, 5730.

Характеристики типов и типов светодиодов

Первые 2 цифры указывают длину кристалла, а последние 2 — ширину в мм. Например, 5630 ICE имеет длину 56 мм и ширину 30 мм. Параметры сторон изделия разные, ведь на основе разное количество элементов. Например, 3528 содержит 1 кубик, а 5050 — 3 элемента.

Размер кристалла

Размер светодиодного элемента влияет на силу протекающего через него тока. Устройства квадратной формы оснащены обычными диодами на 1 или 2 В и имеют размер 30 или 45 мил (1 мил = 0,0254 мм). Самые мощные агрегаты рассчитаны на напряжение 10, 20, 30, 50 или 100 В и имеют размеры 24 x 24 мил, 24 x 44 мил, 44 x 44 мил.

Маломощные изделия могут состоять из элементов ДВС разного размера. В них размещены 2 — 3 микросхемы, которые можно подключать последовательно и параллельно.

Индикаторные и осветительные led

В продаже есть 2 типа светодиодов: световые, индикаторные. Небольшие светодиодные индикаторы устанавливаются на дисплеи, панели различных устройств. Для этого используются маломощные (около 0,2 В) кристаллы с низкой яркостью.

Светодиодные элементы освещения используются в осветительных приборах для ламп, лент, автомобильных фар и т.д. Это сверхяркие типы светодиодов мощностью до нескольких десятков ватт.

Индикаторные led

Чтобы выбрать подходящий светодиодный индикаторный элемент, необходимо ознакомиться с их видами и типами. В эту группу входят такие типы диодов: DIP, Super Flux «Пиранья», Straw Hat, SMD. Все они различаются по дизайну, размеру, яркости и так далее и используются в разных сферах.

DIP светодиоды

это тип светоизлучающего устройства, которое имеет выходной корпус и часто выпуклую линзу. Разные типы светодиодов этой группы отличаются формой и диаметром корпуса. Цилиндрические элементы имеют окружность колбы 3 мм. Также в продаже есть прямоугольные диоды.

Характеристики типов и типов светодиодов

Они имеют широкий спектральный диапазон, бывают одноцветными и многоцветными (ленты RGB). Однако угол их свечения не превышает 60°.

Их используют для дорожной рекламы, указателей.

Super Flux Piranha

Этот тип светодиода имеет самый высокий световой поток. Имеет прямоугольный корпус с 4 штифтами (штифтами), поэтому его можно жестко закрепить на плате.

Характеристики типов и типов светодиодов

В продаже есть светодиоды с красным, зеленым, синим и белым светом, последние отличаются цветовой температурой. Вы можете приобрести элементы ICE с линзой (3,5 мм) или без нее. Угол, в пределах которого расходится световой поток, довольно большой — от 40 ° до 120°.

Пираньи устанавливаются в автомобильные приборы, дневные ходовые огни, вывески магазинов и т.д.

Straw Hat

Эти диоды еще называют «соломенными», это связано с их конструкцией. Они похожи на обычные светодиодные лампы с цилиндрической колбой и двумя проводами, но их высота меньше, а радиус линзы больше.

Характеристики типов и типов светодиодов

Светодиод размещен вплотную к передней стенке колбы, поэтому угол накаливания достигает 100 — 140 °. Устройства ICE доступны в красном, синем, зеленом, желтом и белом цветах. Они излучают направленный световой поток, поэтому их используют в качестве внутреннего освещения или заменяют ими аварийные фонари.

SMD светодиоды

Помимо светодиодных индикаторов выхода, в продаже есть устройства SMD-типа. В эту группу входят очень яркие цветные диоды и белые элементы малой мощности (до 0,1 Вт) для поверхностного монтажа.

Характеристики типов и типов светодиодов

Размер лампочек различается, например, изделие SMD 0603 — это сверхмалый светодиод, который используется для декоративного освещения, устанавливается в автомобильные лампы, приборные панели и так далее. Кроме того, выпускаются приборы 0805, 1210 и т.д. Колба может быть с линзой или без нее.

Чаще всего светодиоды SMD-типа используются для создания светодиодных лент. Это связано с тем, что их легко установить на основание.

Осветительные led

Это мощные кристаллы, излучающие яркий свет. Они используются для поверхностного монтажа и доступны в белом цвете. Температура свечения светодиодов разных типов разная: от холодного белого до теплого белого.

это интересно! Для получения белого кристалла используются новые технологии, при которых смешиваются 3 основных оттенка RGB. Для получения белого света элемент покрывают 3 сферами люминофора или наносят 2 слоя вещества на синий кристалл.

Осветительные SMD led

Многие типы светодиодов имеют корпус типа SMD. Такие устройства более мощные, чем показывающие. Они состоят из кристалла, покрытого люминофором, который помещен на основание, рассеивающее тепло. Есть изделия с воздушным шариком или без него.

Характеристики типов и типов светодиодов

Освещение SMD часто устанавливают в лампы, ленты, ручные фонари, автомобильные фары и т.д. Угол их распространения света составляет от 100 до 130 °, поэтому для равномерного освещения большой площади используется большое количество элементов.

COB светодиоды

Очень популярны светодиодные устройства типа COB. Они представляют собой доску из 9 и более элементов, заполненных фосфором. Световой поток этих типов светодиодов намного выше, чем у SMD. У них большой угол накаливания, поэтому они не используются для создания направленного освещения. Однако диоды COB нельзя использовать для общего освещения, так как угол рассеивания меньше 180°.

Характеристики типов и типов светодиодов

Светодиоды типа COB наименее ремонтопригодны, при перегорании элемента придется заменять матрицу.

Filament led

Этот тип светодиодов широко используется для декоративного освещения. Свет от этих лампочек гораздо приятнее воспринимать, чем излучение от таких устройств, как SMD или COB. Кроме того, нить имеет более высокий КПД. Это связано с их конструкцией: диоды устанавливаются на цилиндрическую стеклянную основу, а затем покрываются люминофором. Угол их свечения достигает 360 °, что позволяет создавать направленный свет.

Характеристики типов и типов светодиодов

Лазерные диоды

Лазерные устройства — это отдельный вид светодиодов, который не относится ни к индикатору, ни к подсветке. И технология его создания не очень похожа на производство стандартных светодиодных элементов.

Характеристики типов и типов светодиодов

По сути, это полупроводниковый лазер, который построен на основе светодиода. При включении они излучают очень узкий луч света. Современные устройства имеют угол рассеивания от 5 до 10 °. Есть коммерчески доступные устройства, работающие в видимом диапазоне, а также инфракрасные и ультрафиолетовые лазерные диоды.

Такие кристаллы устанавливаются в лазерные указатели, целеуказатели, приводы оптических дисков, оптические мыши и т.д.

Основные выводы

На рынке освещения представлено несколько типов светодиодов. Выбирая товар, необходимо ознакомиться с его особенностями, чтобы выбрать тот, который вам больше всего подходит. Важно учитывать величину силы тока, напряжения, сопротивления, мощность светового излучения, угол освещения, цветовую температуру. Также необходимо уметь расшифровывать отметки на устройстве ICE, указывающие на его размер. Также нужно знать о наличии световых индикаторов и светодиодов. Первые используются для цветовой индикации, вторые — для освещения. Если вы понимаете эту информацию, вы легко сможете выбрать наиболее подходящие светодиодные элементы для конкретных целей.

Оцените статью
Добавить комментарий