Какие основные параметры имеют светодиоды. Как выбрать светодиод по характеристикам. Чем отличаются различные типы и марки светодиодов. На что обращать внимание при выборе светодиодов для освещения.
Основные характеристики и параметры светодиодов
Светодиоды (LED) стали одним из самых популярных источников освещения благодаря своей энергоэффективности и долговечности. При выборе светодиодов важно учитывать их основные параметры и характеристики:
- Световой поток (измеряется в люменах, лм)
- Мощность (Вт)
- Световая отдача (лм/Вт)
- Цветовая температура (К)
- Индекс цветопередачи (CRI)
- Угол света
- Рабочее напряжение
- Рабочий ток
- Срок службы
Рассмотрим подробнее ключевые характеристики светодиодов.
Световой поток и световая отдача светодиодов
Световой поток — это количество света, излучаемого светодиодом во всех направлениях. Измеряется в люменах (лм). Чем больше световой поток, тем ярче светит светодиод.
Световая отдача показывает эффективность преобразования электроэнергии в свет. Измеряется в люменах на ватт (лм/Вт). Современные светодиоды имеют световую отдачу 100-150 лм/Вт и выше.
Какую световую отдачу имеют разные типы светодиодов?
- Маломощные SMD светодиоды: 80-120 лм/Вт
- Мощные SMD светодиоды: 120-160 лм/Вт
- COB светодиоды: 130-180 лм/Вт
- Филаментные светодиоды: 100-130 лм/Вт
Цветовая температура и индекс цветопередачи светодиодов
Цветовая температура определяет оттенок белого света и измеряется в Кельвинах (К). Различают следующие диапазоны:
- Теплый белый: 2700-3500K
- Нейтральный белый: 3500-5000K
- Холодный белый: 5000-6500K
Индекс цветопередачи (CRI) показывает, насколько естественно выглядят цвета объектов при освещении данным светодиодом. Максимальное значение CRI — 100.
Какой CRI имеют разные типы светодиодов?
- Бюджетные светодиоды: CRI 70-80
- Стандартные светодиоды: CRI 80-85
- Светодиоды высокого качества: CRI 90-95
- Светодиоды для профессионального освещения: CRI 95-98
Угол света и кривая силы света светодиодов
Угол света определяет ширину светового пучка светодиода. Различают следующие типы:
- Узконаправленные: 15-30°
- Среднеширокие: 40-60°
- Широкоугольные: 90-120°
Кривая силы света (КСС) показывает распределение света в пространстве. Основные типы КСС светодиодов:
- Косинусная
- Концентрированная
- Глубокая
- Полуширокая
- Синусная
Электрические параметры светодиодов
Ключевые электрические характеристики светодиодов:
- Прямое напряжение: 2,5-3,5 В для стандартных светодиодов
- Прямой ток: от 20 мА для маломощных до 1-3 А для мощных светодиодов
Какие токи и напряжения характерны для разных типов светодиодов?
| Тип светодиода | Прямой ток | Прямое напряжение |
|---|---|---|
| SMD 2835 | 30-60 мА | 3,0-3,4 В |
| SMD 5050 | 60-150 мА | 3,2-3,6 В |
| SMD 5630 | 150-180 мА | 3,0-3,4 В |
| COB 10 Вт | 300-350 мА | 30-34 В |
Срок службы и деградация светового потока светодиодов
Срок службы светодиодов может достигать 50 000 — 100 000 часов. Однако со временем происходит постепенное снижение светового потока — деградация.
Производители указывают срок службы до снижения светового потока на 30% (параметр L70). Для качественных светодиодов он составляет 50 000 часов и более.
На срок службы влияют:
- Рабочая температура кристалла
- Рабочий ток
- Качество теплоотвода
- Условия эксплуатации
Размеры и типы корпусов светодиодов
Светодиоды выпускаются в различных корпусах и типоразмерах:
- SMD светодиоды: 2835, 3030, 5050, 5630, 5730 и др.
- Мощные светодиоды: Cree XP-G3, Osram Oslon Square и др.
- COB светодиоды: различные размеры от 9 до 38 мм
- Светодиоды в корпусах DIP
Размер SMD светодиода указывается в десятых долях миллиметра. Например, 5050 означает размер 5,0 х 5,0 мм.
Маркировка и обозначение параметров светодиодов
В маркировке светодиодов обычно указываются следующие параметры:
- Тип и размер корпуса
- Цветовая температура
- Световой поток
- Напряжение питания
- Индекс цветопередачи
Пример маркировки: SMD 2835 3000K 28lm 3V CRI80
Это означает:
- Тип корпуса: SMD 2835
- Цветовая температура: 3000K (теплый белый)
- Световой поток: 28 люмен
- Напряжение питания: 3В
- Индекс цветопередачи: 80
Сравнение характеристик разных типов светодиодов
| Параметр | SMD 2835 | SMD 5050 | COB 10W |
|---|---|---|---|
| Размер | 2,8 x 3,5 мм | 5,0 x 5,0 мм | 9-13 мм |
| Мощность | 0,2-0,5 Вт | 0,2-0,3 Вт x 3 чипа | 10 Вт |
| Световой поток | 20-55 лм | 60-80 лм | 900-1100 лм |
| Световая отдача | 100-120 лм/Вт | 100-120 лм/Вт | 90-110 лм/Вт |
| Угол света | 120° | 120° | 120° |
Как выбрать светодиоды для различных применений
При выборе светодиодов следует учитывать область их применения:
Для общего освещения:
- Высокая световая отдача (>120 лм/Вт)
- CRI >80
- Цветовая температура 2700-4000K
Для декоративного освещения:
- Разнообразие цветов
- Компактные размеры
- Низкое энергопотребление
Для уличного освещения:
- Высокая мощность
- Широкий угол света
- Устойчивость к внешним воздействиям
Для профессионального освещения:
- Высокий CRI (>90)
- Стабильность цветовых характеристик
- Возможность диммирования
Правильный выбор светодиодов позволит создать эффективную и качественную систему освещения для любых задач.
Характеристики светодиодов: достоинства и недостатки, применение
Пример HTML-страницыСодержание
- Основные характеристики светодиодов
- 1. Эффективность свечения (светоотдача)
- 2. Мощность
- 3. Цветовая температура
- 4. Деградация
- 5. Угол свечения
- Достоинства светодиодов
- Недостатки светодиодов
Основные характеристики светодиодов
1. Эффективность свечения (светоотдача)
Наиболее значимая характеристика светодиодов, обуславливающая экономическую целесообразность их использования в системах освещения различного назначения. Определяется, как отношение потока излучения к затрачиваемой мощности (Лм/Вт).
Для сравнения:
— 10-12лм/Вт — лампа накаливания;
— 40-150Лм/Вт — газоразрядные лампы;
— 50-120Лм/Вт — светодиоды.
Таким образом, светодиоды характеризуются прекрасными показателями светоотдачи, что дает возможность им выигрышно конкурировать с натриевыми, галогеновыми и люминесцентными лампами.
Помимо этого, при выпуске светодиодных светильников не требуются отражатели, потому что их световой поток направляется в одной полуплоскости.
2. Мощность
— светодиоды малой мощности: до 0,5Вт;
— светодиоды средней мощности: 0,5-3Вт;
— светодиоды большой мощности: 3Вт и выше.
3. Цветовая температура
— 2500-4000К: белый теплый свет, схож с лампами накаливания;
— 4000-6500К: белый нейтральный свет;
— 6500-9500К: белый холодный свет.
В результате экспериментальных исследований установлено, что именно белый нейтральный свет отличается наибольшей четкостью передачи цветов и является наиболее удачным для работы с документами в офисных условиях.
4. Деградация
Это процесс постепенной потери показателей работоспособности светодиодов. Обычно производители указывают около 100 тыс. час. работы и более. Существенное влияние на ресурс светодиодов оказывает чрезмерное воздействие токов, превышающих их номинальное значение, и высоких температур, для предотвращения преждевременного старения применяются специальные конструкторские решения.
К еще одной разновидности деградации светодиодов относится пусковое воздействие. Оно невысоко и составляет порядка 5-6%, выявляется обычно в первые 1000 часов горения светильника.
5. Угол свечения
Обычно у светодиодов он равен 120-140 градусов, а в индикаторных светодиодах — 15-45 градусов.
Технологические новшества в наше время происходят постоянно. Ежегодное появление новинок электроники, бытовой техники, автомобилестроения стало привычным явлением. То, что удивляло дватри года назад, часто уже безнадежно устарело к сегодняшнему дню. Большинство изменений касается улучшения существующих вещей, например, двигатель автомобиля становится более экономичным и экологически чистым от модели к модели. Вносимые улучшения понятны в основном узкому кругу специалистов.
Двигатели производятся теми же фирмами на тех же заводах. Внешне индустрия меняется довольно медленно и постепенно.
Гораздо реже происходят принципиальные изменения – технические революции.
Во время революции меняется сам подход к решению задачи. Это приводит к кардинальному изменению свойств изделий и отрасли в целом.
Сегодня в мире осветительной техники происходит как раз такая техническая революция. Эта революция в течение следующих 3-5 лет может полностью изменить рынок светильников, а также повлиять на список ключевых игроков. Есть повод задуматься над ситуацией как существующим производителям, так и новым компаниям, не занимавшимся до сих пор этой сферой.
Приведем исторический пример.
До 70-х годов прошлого века основой радиотехнических устройств были электронные вакуумные приборы – радиолампы. Первые компьютеры были построены именно на лампах, и именно лампам они обязаны своими циклопическими размерами и стоимостью при вычислительной мощности калькулятора.
В 50-х годах началось активное развитие полупроводниковой техники, появились транзисторы, а позже интегральные схемы, содержащие сотни и тысячи транзисторов. Электронные лампы были полностью вытеснены из большинства областей, объемы их призводства упали в десятки раз.
Многие компании-производители вынуждены были полностью переориентироваться или исчезнуть с рынка. Полупроводники завоевали мир, открыли возможности для тысяч компаний и огромного количества новых приложений. Ниже мы вернемся к этому примеру, чтобы увидеть интересные параллели между революцией полувековой давности и тем, что происходит сейчас на наших глазах.
Полупроводники, эти удивительные материалы — основа современной электроники. Они обладают важными свойствами, применяемыми в транзисторах и микросхемах. Однако этим их использование не ограничивается.
Еще в начале прошлого века был замечен эффект слабого свечения в области электрического контакта полупроводников разных типов проводимости. Тогда это явление не было понято и изучено. Как считается, первый полупроводниковый светодиод был изготовлен в 1962 году в США.
До 90-х годов ХХ века светодиоды получили широкое распространение в качестве устройств индикации и декоративных элементов. Использованию светодиодов в осветительной технике мешали трудности в получении белого цвета свечения.
Дело в том, что кристалл, на котором построен диод, может излучать свет только строго определенной длины волны. Наш глаз воспринимает такое излучение как чистый цвет из спектра, например, красный или зеленый. Мы видим белый цвет, когда в наш глаз попадает очень широкий спектр длин волн или смесь нескольких определенных основных цветов.
Эту проблему можно решить тремя способами.
Первый – собрать на одном кристалле светодиоды трех цветов, например, красного, зеленого и синего.
Этот путь нашел свое применение в видеоэкранах и элементах декоративной подсветки с изменяющимся цветом.
Второй – использовать принцип люминесцентных ламп: излучение ультрафиолетового светодиода попадает на люминофор, светящийся белым светом под действием ультрафиолета.
Третий способ – использовать синий светодиод, покрытый желтым люминофором. Смесь желтого и синего цвета также воспринимается глазом как белый цвет (рис. 1).
Последний способ оказался самым удобным и эффективным для изготовления сверхъярких светодиодов.
Такие светодиоды были впервые продемонстрированы в 1997 году. С этого времени начинается и использование светодиодов для решения задач общего освещения.
В настоящий момент общедоступными являются светодиоды, дающие световой поток до 140 люмен на 1 ватт потребляемой мощности. В лабораторных условиях получены устройства, излучающие до 200 люмен 1 на ватт. Теоретический предел сегодняшних технологий составляет порядка 300 люмен 1 на ватт.
{xtypo_quote}Для сравнения: лампа накаливания дает около 7 лм/Вт, а современная энергосберегающая люминесцентная лампа до 105 лм/Вт. Сравнимую со светодиодами эффективность на уровне 130 лм/Вт имеют натриевые лампы высокого давления. Существенным недостатком натриевых ламп является их почти монохроматический оранжево-желтый свет, ухудшающий цветопередачу предметов. {/xtypo_quote}
Световой поток источника, выраженный в люменах, характеризует его излучающую способность без учета диаграммы направленности. Когда мы оцениваем полезный эффект, производимый источником света, нам важно распределение света от светильника в пространстве.
Например, дорожный светильник должен давать равномерное и яркое световое пятно на дороге, при этом не слепить водителей и не освещать дальний край обочины. Чтобы достичь этого, применяются рефлекторы и линзы – отражающая или фокусирующая оптика.
Эффективность любого рефлектора или линзы зависит, в значительно степени, от геометрии источника света. Светодиод – это практически точечный источник, который позволяет добиться 80-90% эффективности при формировании освещенной области. Лампа излучает во все стороны и имеет большие размеры поверхности, испускающей свет. Чтобы добиться нужной диаграммы направленности, придется пожертвовать от 40 до 70% света. По этой причине, даже при одинаковой энергетической эффективности (люмен на ватт), светодиод в полтора-два раза эффективней традиционной лампы.
У фирмы Osram имеется уникальное решение – светодиод со встроенной линзой, имеющий диаграмму направленности, идеально подходящую для освещения улиц и автомагистралей (рис.
2). При использовании такого диода нет необходимости в применении какой-либо вторичной оптики, следовательно, нет потерь света и дополнительных денежных затрат.
Светодиоды претендуют на то, чтобы стать серьезной альтернативой другим источникам света.
Рассмотрим их преимущества и недостатки, чтобы самостоятельно оценить, насколько оправданы эти ожидания.
Достоинства светодиодов
Итак, первое и самое главное достоинство – энергетическая эффективность. Электрический ток в светодиоде преобразуется непосредственно в кванты света – фотоны. Такое преобразование теоретически происходит без потери энергии – сколько энергии потрачено, столько и излучается. На практике потери, конечно, есть, но уже достигнуты впечатляющие результаты по сравнению с другими источниками. Светораспределение светильника создается с гораздо меньшими потерями света.
Надежность и время жизни. Начнем с самого определения времени жизни устройства.
Для светодиода за время жизни принято количество часов, которое он проработает до снижения его светового потока на 30%. Лидирующие производители (например, Osram) заявляют о времени жизни более 100 тыс. часов.
{xtypo_quote}Сравним: лампа накаливания – 1000 часов, стандартная люминесцентная лампа – 12 тыс. часов, газоразрядные лампы – до 40 тыс. часов. Данные по традиционным источникам света приведены по критерию полного выхода источника из строя. {/xtypo_quote}
Малый размер светодиода. Мощный одноваттный светодиод серии OSLON производства Osram имеет размер корпуса 3х3 мм. Это позволяет вписы-вать его в любую конструкцию светильника, а также создавать миниатюрные и при этом очень мощные осветительные приборы. (рис. 3).
Экологическая безопасность.
Светодиод сам по себе содержит сотые доли грамма вещества в кристаллической, крайне химически инертной форме. Люминесцентная лампочка содержит очень опасные для человека и природы вещества, такие как ртуть.
Утилизация таких ламп дорогостоящий и сложный процесс.
Время включения-выключения и управление яркостью. Светодиоду требуются доли микросекунд (150 нс для белого одноваттного светодиода Golden Dragon Plus) для начала работы с полной отдачей после подачи на него электрического тока. Это дает возможность регулировать световой поток путем подачи коротких импульсов тока, следующих с высокой частотой.
Таким образом, яркость светильника может регулироваться в любых пределах с сохранением 100 % эффективности. Можно отметить и еще один эффект – светодиод некритичен к количеству циклов включений-выключений, что является бичом, например, недорогих энергосберегающих ламп.
Механическая прочность и стойкость к ударам. Светодиод – это твердый кристалл в пластиковой или керамической оболочке. При желании его можно уничтожить при помощи молотка. На практике он абсолютно не чувствителен к вибрациям и другим воздействиям, характерным для условий промышленного применения.
Стабильная работа при низких температурах без сокращения срока службы и потери яркости. Светодиодному светильнику не требуется запуск, он практически мгновенно выходит на заданный температурный режим.
Самой большой проблемой при проектировании светодиодных светильников является решение вопроса о том, что делать с выделяемым теплом. Как уже говорилось, светодиод преобразует электрический ток непосредственно в световой поток.
Это достоинство, которое превращается в недостаток, когда речь заходит об отводе тепла. Дело в том, что светодиод практически не излучает мощности в инфракрасном диапазоне спектра. Инфракрасное излучение мы ощущаем как тепло, исходящее от лампочки. Оно бесполезно с точки зрения наших глаз, но очень хорошо отводит лишнее тепло от источника света.
{xtypo_quote}На практике в свет превращается около 25% энергии, а остальное переходит в тепло. Полупроводники не любят нагрев, их срок службы существенно падает при температуре выше 130-150 0С.
(для сравнения – спираль лампочки накаливания нагревается до 2300 0С, а у галогенной – до 2700 0С). {/xtypo_quote}
Итак, недостаток № 1: нужно отводить тепло и делать это приходиться при помощи радиаторов, а иногда даже активных систем охлаждения. Для того, чтобы получить ожидаемую эффективность светодиодного светильника, требуется позаботиться о правильном источнике питания. Источник должен обеспечивать стабилизированный ток (а не напряжение, как требует подавляющее большинство устройств) на уровне от 100 мA до 1 А в зависимости от типа диода. Для достижения эффективности обычно используются импульсные источники с коррекцией коэффициента мощности.
Недостаток № 2 – относительно сложная схема питания.
Недостаток № 3, вероятно существующий лишь временно, – высокая цена светодиодов. В светотехнической отрасли принято говорить о люменах, получаемых на затраченный доллар или евро. На сегодняшний момент эта величина составляет до 3 евроцентов за 1 люмен, что на порядок выше, чем стоимость 1 люмена в люминесцентной лампе.
Это основной фактор, препятствующий широкому распространению светодиодных светильников в быту. Однако в тех областях, где значение имеет стоимость владения, включающая стоимость обслуживания, светодиоды уже обходятся дешевле обычных ламп.
Чтобы в этом убедиться, достаточно подсчитать стоимость работ с применением автовышки по замене ламп в мачтах уличного освещения, не говоря уж о существенной экономии электроэнергии. Очень часто переход на светодиоды производится просто изза физической нехватки электрической мощности в районе.
Не случайно в начале статьи приведена история о радиолампах и транзисторах. Помимо лучших технических характеристик, которыми, кстати, первые транзисторы не особенно могли похвастаться, полупроводники открыли дорогу в отрасль для тысяч мелких компаний. С их появлением резко уменьшился финансовый и технологический барьер для выхода на рынок. Первые компьютеры новой эры были собраны в гаражах. Гиганты потеряли монополию, и в электронную индустрию пришла невероятно сильная конкуренция.
{xtypo_quote}Появление светодиодов открывает дорогу к производству светильников огромному количеству компаний, которые ранее этим не занимались. Все, что нужно на первом этапе, – это обычное оборудование для сборки электронных плат. В нашей стране существует избыток такого производства, который ждет своего часа.{/xtypo_quote}
описание маркировок и технических параметров диодов для лам освещения, какие размеры, вес, мощность, напряжение в led разных марок
Светодиодные приборы разного назначения и конфигурации по-прежнему остаются одним из самых перспективных направлений развития осветительной техники. В городах активно внедряют светодиодные лампы в уличное освещение. Бытовые приборы, спецтехника и декоративные элементы освещения тоже переводятся на светодиодную комплектацию.
Из этой статьи вы узнаете все о светодиодах. Здесь мы рассмотрим, какие характеристики светодиоды могут иметь, в каких обозначениях выражаются их параметры, и многое другое.
Содержание
- 1 Основные характеристики светодиодов
- 1.
1 Сила тока на кристалле - 1.2 Напряжение
- 1.3 Сопротивление диодов
- 1.4 Светоотдача и угол свечения
- 1.5 Цветовая температура – комфорт восприятия светового потока
- 1.6 Размер чипа: условное обозначение в маркировке
- 1.7 Размер кристалла
- 1.8 Габариты и вес светодиодов
- 1.9 Мощность светодиодных ламп в сравнении с лампой накаливания
- 1.
- 2 Какие бывают светодиоды
- 2.1 Свойства и параметры индикаторных моделей
- 2.2 Осветительные диоды
- 3 Типоразмеры smd светодиодов и их характеристики
- 3.1 Основные параметры светодиодов smd 2835
- 3.2 Характеристики светодиодов smd 5050
- 3.3 Типовые характеристики светодиода smd 5730
- 3.4 Характеристики светодиодов Cree
- 4 Основные выводы
1 Сила тока на кристаллеОсновные характеристики светодиодов
Для начала расскажем кратко, что такое светодиод. Это прибор, испускающий свет за счет полупроводниковых свойств использованных при его изготовлении материалов.
Чтобы правильно выбрать светодиодное устройство, нужно учитывать ряд характеристик:
- величина напряжения питания;
- размеры;
- мощность;
- угол излучения;
- срок деградации прибора;
- светоотдача;
- количество выводов;
- цветовая температура.
Сила тока на кристалле
Стандартная сила тока для светодиода составляет 0,02 Ампера. Однако встречаются и приборы, способные работать с мощностью в 0,08 А. Этот эффект достигается путем размещения 4х полупроводниковых кристаллов под одним корпусом. Так как каждый кристалл в отдельности работает с малой мощностью в 0,02 Ампера, прибор на 4х кристаллах будет потреблять 0,08 А.
Чтобы светодиод работал правильно, необходимо подавать на него ток равномерной величины. Даже если слегка повысить силу поступающего тока, заметным образом снизится интенсивность излучения. Это означает, что кристалл «стареет», то есть постепенно изнашивается и вскоре может выйти из строя.
При этом цветовая температура будет расти, что приведет к медленному перегреванию элемента.
В итоге начнется постепенное изменение цвета освещения. Оно сместится к синей части спектра, а сам прибор раньше времени выйдет из строя.
Если же подать силу тока значительно выше необходимой, светодиод не выдержит нагрузки очень быстро. Это приведет к почти моментальному перегоранию осветительного прибора.
Напряжение
К диодам нельзя применить выражение «напряжения питания». Чтобы описать свойства прибора, следует пользоваться характеристикой «падения напряжения». Она описывает, какое напряжение формируется в светодиоде, когда через него пропускается номинальный электрический ток.
На упаковке к светодиодным приборам, в графе «напряжение» указывается именно эта характеристика. Зная ее, можно вывести, какое напряжение остается на кристалле. Его и учитывают при различных расчетах.
Для изготовления светодиодов могут быть использованы разные виды полупроводников. Напряжение тоже будет разниться в зависимости от вида примененного материала. Установить его примерное значение можно, обратив внимание на цвет кристалла.
Полупроводник светится белым, зеленым или синим, если его напряжение составляет приблизительно 3 Вольт. В это же время, напряжение в красных и желтых кристаллах будет меньше. Оно составит от 1,8 до 2,4 Вольт.
Параллельное подключение приборов с одним и тем же номиналом, при напряжении 2 Вольт, может вывести светодиоды из строя. Это происходит ввиду разброса параметров. Если увеличить напряжение всего на 0,1 Вольт, сила тока на светодиоде взлетит в 1,5 раза. Как результат, часть светодиодов перегорит. Оставшиеся приборы начнут работать чересчур тускло и неравномерно. Поэтому номинал светодиода всегда должен соответствовать величине тока, проходящего через устройство. К примеру, для фонариков напряжение питания не должно быть более 3,6-3,7 В.
Сопротивление диодов
Собственное, прямое сопротивление диода крайне мало. Чтобы справиться со внезапными скачками напряжения в сети и адаптировать прибор к различным источникам подключения, используются методы по ограничению потребляемого тока.
В приборы типа LED встраиваются стабилизаторы токов, своеобразные драйверы. Их задача заключается в преобразовании электрического тока. Они приводят его к необходимой величине.
Если необходимо включить в сеть только один светодиод, это лучше сделать при помощи токоограничительного резистора. Чтобы подобрать правильный резистор, нужно определить, устройство с каким сопротивлением подойдет в этом конкретном случае. Расчет проводится на основе характеристик светодиода. Для проведения вычислений можно воспользоваться онлайн-калькулятором.
Светоотдача и угол свечения
Если нужно сравнить характеристики осветительных приборов между собой, следует учесть силу излучения. Диоды испускают от 1 до 5 люмен света при диаметре прибора в 5 мм. При этом лампа накаливания мощностью в 100 Ватт может испускать световой поток в 1000 люмен.
Однако лампа накаливания отдает в пространство рассеянный свет. В противоположность этому, излучение от светодиода всегда направленное. Каждый прибор имеет конкретный угол рассеивания.
Углы рассеивания могут варьироваться от 20 до 120 градусов. Самый яркий свет исходит от центра прибора. Уровень освещенности падает, по мере приближения к границам угла рассеивания.
Исходя из этих свойств, конструкция источника освещения подбирается с учетом следующих характеристик:
- Светодиоды используют для направленного освещения конкретного места/объекта. Лампы с применением технологии LED потребляют мало мощности, поэтому их выгодно использовать в самых разнообразных сферах.
- Для покрытия светом большого пространства, в конструкцию осветительного прибора включают рассеивающие линзы.
Цветовая температура – комфорт восприятия светового потока
Температура свечения измеряется в градусах Кельвина. Осветительные приборы разделяются по классам, в зависимости от температуры света и его цветовых характеристик.
| Цвет | Температура, К |
| Теплый белый | Менее 3300 |
| Дневной белый | О 330 до 5300 |
| Холодный белый | Больше 5300 |
Важно! Комфорт восприятия светового потока, излучаемого светодиодами, напрямую определяется температурой LED-прибора. Это связано с особенностями устройства человеческих глаз и мозга.
Указания на температуру свечения содержатся в маркировке осветительных приборов светодиодного типа. Значение цветовой температуры выражается четырехзначным числом. К ней добавляется буква «К», чтобы было ясно, что значение указано в Кельвинах.
LED-лампу следует использовать с учетом ее цветовой температуры. Например, белый цвет теплого оттенка заменяет традиционную лампу накаливания. С помощью светодиодов такого класса, освещаются жилые помещения и офисы.
Светодиодные лампы нейтрального оттенка способствуют верной цветопередаче.
Их с успехом применяют для освещения рабочих мест на предприятиях производственного характера. Холодный белый используется при создании ночного освещения, в уличных и ручных фонарях.
Температура свечения 1800 К характерна для светодиодов красного света. Для желтого этот показатель составляет 3300 К. Цветовая температура синего – 7500 К. Подобные разноцветные лампы чаще всего используются в декоративных целях. Также их применяют для создания фито-подсветки. Ее задача – положительно сказываться на росте рассады.
Цвет имеет волновую природу. Поэтому температуру свечения можно выражать при помощи длины волн. Это обозначение также активно применяется в маркировке приборов, работающих на светодиодах. Длина волны при этом подписывается как «λ», то есть «лямбда». Эту величину измеряют в нанометрах и обозначают на письме как «нм».
Интересно! Большая величина светового потока характерна для устройств, имеющих холодный белый цвет. В то же время, минимальная величина свойственна приборам теплого белого оттенка.
Размер чипа: условное обозначение в маркировке
Размер кристалла часто обозначается как «mil». Это обозначение светодиодов обычно подразумевают тысячные доли дюйма.
Размеры стандартного кристалла – 30х30 mil, и 45х45 mil. Если перевести в миллиметры, получится 0,762х0,762 мм и 1,143х1,143 мм.
Размер кристалла
От размера кристалла зависит сила тока, которую прибор может пропустить через себя. Квадратные приборы имеют 1 или 2 В мощности. Их размер при этом – 30 мм в первом случае, или 45 мм во втором.
Мощные приборы могут иметь кристалл на 10, 20, 30, а также 50 и 100 В. Параметры светодиодов при этом могут быть: 24 на 24 мм, или 24 на 44 мм. Возможен и вариант 44 на 44 мм.
Модели с небольшой мощностью могут состоять всего из 2 или 3 элементов.
Их размеры разнятся, а кристаллы подключаются как по прямой, так и параллельно.
Габариты и вес светодиодов
Хорошие светодиоды весят тяжелее. Это объясняется тем, что более качественные приборы изготавливают из меди. Менее качественные модели делаются на основе алюминия или его сплавов.
Приборы с небольшой мощностью имеют совсем небольшую разницу в массе. Однако если мощность светодиода составляет от 10 В до 100 В, медь будет превосходить по весу алюминий в 2, а то и в 3 раза. Вес светодиодной лампы обычно тяжелее схожей лампочки накаливания в 5 или 6 раз.
Важно! Габариты светодиодов можно легко определить. Маркировка светодиодов содержит все необходимые характеристики. Длина обозначена первыми двумя цифрами в маркировке. Следующие две цифры – ширина. Размеры светодиодных ламп выражаются в миллиметрах.
Как следует из цифр маркировки, у светодиода 5730 ширина 30 мм. Его длина при этом – 57 мм. Соотношение сторон продиктовано количеством кристаллов, из которых состоит прибор.
Мощность светодиодных ламп в сравнении с лампой накаливания
Матовая колба, в которой сидит светодиодный источник излучения, поглощает до 20% яркости. Нагревание драйвера устройства тоже требует определенной затраты мощностей. На это обязательно уходит 1 Вольт. Отсюда получается, что светодиодная лампа на 10 Ватт использует для освещения пространства всего 7 Ватт из них.
7 Ватт обеспечивают 700-800 люмен светоотдачи. При этом эффективность лампы накаливания на 100 Ватт составляет 1300 лм. Отсюда следует, что светодиодная лампочка на 10 Ватт не может заменить лампу накаливания на 100 Ватт. Однако обычно это впечатление сглаживается, поскольку светодиодное излучение приятнее для человеческих глаз.
Если сравнить световой поток этих источников освещения между собой без учета поглощающего эффекта матовой колбы, их характеристики будут выглядеть следующим образом:
| Лампа накаливания, количество Ватт | Светодиодная лампочка, количество Ватт | Световой поток, Люмен |
| 25 | 3 | 250 |
| 40 | 5 | 400 |
| 60 | 8 | 650 |
| 100 | 14 | 1300 |
| 150 | 22 | 2100 |
В таком виде информация и будет указана и в специализированном справочнике.
Какие бывают светодиоды
Рассмотрим классификацию приборов LED в зависимости от их назначения, и технических характеристик.
Свойства и параметры индикаторных моделей
Индикаторные светодиоды могут иметь диаметр: 3, 5, 10 или 8 мм. Их напряжение варьируется от 2,5 до 5 Вольт. При этом они потребляют электрического тока от 10 до 25 миллиампер. Средняя яркость такого диода – всего от 100 до 1000 милликанделл. Данные приборы обладают круглыми или прямоугольными линзами.
Осветительные диоды
Активнее всего диоды применяются в освещении. Осветительные диоды изготавливаются, путем покрытия синего светодиода слоем люминофора. Светодиоды COB представляют собой подложку с расположенными на ней полупроводниками. Кристаллы при этом залиты люминофором нужных цветов. Плотность размещенных кристаллов обеспечивает повышенную яркость излучаемого света.
Обычно осветительным диодам требуется питание от 3 до 35 вольт. Они пропускают ток от 100 мА и до 2,5 А, а то и больше.
Типоразмеры smd светодиодов и их характеристики
SMD-светодиоды – это приборы, вмонтированные в печатные платы. Название «SMD» берется по имени технологии монтажа на поверхность (ТМП). Расшифровка аббревиатуры звучит как «Surface Mount Technology». Это означает, что осветительный прибор монтируется на поверхность платы. Компоненты для технологии поверхностного монтажа могут обозначаться как «чип-компоненты».
Размеры SMD-светодиодов определяют другие их характеристики. Приборы могут различаться по:
- мощности;
- яркости;
- цветовой температуре.
Типоразмеры, имеющие максимальный спрос:
- современный и технологичный 2835;
- классический 3528;
- мощный 3014;
- яркий 5050;
- не искажающий цвета 5630;
- улучшенная версия своего предшественника, 5730.
Рассмотрим подробнее конкретные типы размеров светодиодов и их характеристики.
Основные параметры светодиодов smd 2835
Эти приборы характеризуются большой площадью излучения.
Излучения SMD 2835 образует форму прямоугольника. Если сравнить его с круглым прибором типа SMD 3528, SMD 2835 выигрывает по характеристике светоотдачи.
При этом высота элемента SMD 2835 получается намного меньше. Она составляет всего 0,8 мм, а световой поток прибора при этом – 50 люмен.
Светодиоды SMD 2835 имеют термостойкий полимерный корпус. Он может сопротивляться воздействию интенсивных температур вплоть до 240 градусов по Цельсию. При этом излучение склонно ухудшаться всего на 5% за 3000 часов. Другие характеристики прибора этого типа:
- тепловое сопротивление составляет 4 С/Вт;
- рабочий ток может иметь максимальное значение в 0,18 А;
- температура кристалла составляет 130 градусов по Цельсию;
- для SMD 2835 делаются большие контактные площадки, поэтому от него лучше отводится тепло.
Характеристики светодиодов smd 5050
SMD 5050 состоит из трех светодиодов со схожими характеристиками. Они объединены под одним корпусом. Их технические особенности соответствуют свойствам кристаллов SMD 3528.
Интересно! Каждому светодиоду свойственно значение рабочего тока в 0,02 А. Поэтому общая величина тока составляет 0,06 Ампера. Превышение этой величины неминуемо приведет к поломке светодиодов.
Другие характеристики прибора:
- Напряжение в SMD 5050 составляет 3-3,3 Вольт.
- Его светоотдача – 18-21 люмен.
- Мощность SMD 5050 образуется из суммы мощностей диодов в отдельности. Это означает, что 0,7 Вт умножается на 3. Таким образом, суммарная мощность составит 0,21 Вт.
- Цвет светодиодов SMD 5050 может быть как многоцветным, так и просто желтым, белым, зеленым или синим.
Так как в SMD 5050 осветительные диоды располагаются очень близко к друг другу, стало возможным изготавливать приборы, допускающие точное управление каждым цветом в отдельности. Для управления обычно используются контроллеры. Они позволяют менять цвет диодов в специально обозначенное время, регулировать яркость свечения и другие параметры устройства.
Типовые характеристики светодиода smd 5730
Для SMD 5730 характерен корпус с размерами 5,7х3 мм. Эти диоды отличаются такими характеристиками:
- усиленная мощность;
- высокая яркость;
- хорошие показатели эффективности;
- износостойкость;
- сопротивляемость разным температурным режимам;
- влагоустойчивость;
- изрядным сроком службы;
- работают на импульсном токе.
SMD 5730 делится на две разновидности:
- SMD 5730-0,5. Как видно из названия, его мощность составляет 0,5 Ватт. Номинальный ток для этого типа приборов соответствует значению 0,15 А. Максимальная сила тока, с которой может справиться этот прибор, составляет 0,18 А. Эта величина возможна при импульсной работе прибора. При этом он может создавать световой поток до 45 люмен.
- SMD 5730-1. По названию можно заметить, что его мощность – 1 Ватт. Для работы ему необходим постоянный ток в 0,35 Ампер. При переводе в импульсный режим, эта величина может увеличиться до 0,8 Ампер. Показатель светового потока может доходить до 110 люмен. Это свидетельствует об очень высокой эффективности светоотдачи. Корпус для прибора делают из термостойкого полимера. Он может выдержать до 250 градусов по Цельсию.
Показатель светового потока может доходить до 110 люмен. Это свидетельствует об очень высокой эффективности светоотдачи. Корпус для прибора делают из термостойкого полимера. Он может выдержать до 250 градусов по Цельсию.SMD 5730 рассеивает свет под углом в 120 градусов. Световой поток деградирует всего на 1% за целых 3000 часов.
Характеристики светодиодов Cree
«Cree» – американская компания, занимающаяся производством самых ярких и мощных светодиодов. Это очень известная марка, выпускающая качественную продукцию с выдающимися характеристиками:
- Однокристальные светодиоды Xlamp. Излучение расходится по краям устройства. Данная технология сделала возможным выпуск светильников с очень большим углом свечения. При этом в конструкцию входит лишь небольшое число кристаллов.
- Однокристальные XQ-E High Intensity. Угол свечения диодов этого типа находится в диапазоне от 100 до 145 градусов. Размеры этих приборов – всего 1,6 х 1,6 мм. В это же время, их мощность составляет 3 В, а световой поток – целых 330 люмен.
- Многокристальные диоды этой компании могут потреблять от 6 В до 72 В. Для устройств этого типа характерны мощности до 4 Ватт, и более 4 Ватт. Многокристальные диоды делятся на группы, в зависимости от показателя мощности.
Цветопередача всех светодиодов однокристальной конструкции находится в границах CRE 70-90.
Основные выводы
Быстродействие и отличные технические характеристики светодиодных ламп сделали их самым популярным источником освещения. Правильно подобранные параметры прибора позволяют организовать эффективное освещение с наименьшими затратами электроэнергии. Выбирая лампочку, обязательно следует обратить внимание на ее мощность и светоотдачу. А чтобы прибор освещения идеально вписался в обстановку и исправно выполнял свои функции, нужно учесть цветовую температуру выбранных диодов.
Предыдущая
СветодиодыКак подключить светодиод к 12 Вольтам
Следующая
СветодиодыЧто лучше ксенон или светодиодные лампы для авто
Основные электрические параметры для выбора светодиода
Санна Виндинг | 27 февраля 2016 г. | Светодиоды
За последние несколько лет использование светодиодов увеличилось в геометрической прогрессии, и конца этому не видно. Рынок за рынком испытывает увеличение числа приложений, в которых используются светодиодные устройства по сравнению с другими вариантами индикаторов и освещения. От повышенной гибкости конструкции до эффективного использования энергии и экологических преимуществ использование светодиодов растет. Ниже мы рассмотрим основные параметры, которые необходимо учитывать при внедрении светодиодного устройства в ваш проект.
Электрические параметры светодиодов
Максимальные электрические параметры
Рассеиваемая мощность: Это максимальная мощность, которая может рассеиваться в светодиоде до того, как он выйдет из строя
Максимальный допустимый прямой ток 80 прямой ток через светодиод. Обратное напряжение : Это максимально допустимое напряжение, которое может быть подано на диод при обратной полярности. Светодиод не будет проводить ток при приложении обратного напряжения, но если это напряжение превышает максимально допустимое обратное напряжение, светодиод выйдет из строя. Рабочая температура : Это диапазон температур, при котором светодиод может безопасно работать. Эффективное управление теплом может быть достигнуто с помощью радиаторов и вентиляторов. Обратный ток: Максимально допустимое значение обратного тока. Прямое напряжение: Это максимально допустимое прямое напряжение на светодиоде для безопасной работы. Прямое напряжение зависит от материала светодиода, но обычно составляет около 2-4 В постоянного тока. Номинальные оптоэлектрические характеристики Сила света : Это мера производимого светового потока (кандела –Cd или люмен-Lm) при данном прямом напряжении и прямом токе. Угол обзора : Это угол от центра источника света до области или устройства, принимающего свет. Максимальные углы обзора обеспечивают максимальную гибкость при проектировании и производстве. Когда светодиодная индикация является частью процесса, угол обзора становится жизненно важным элементом конструкции светодиодов. Цвет — цвет фактически является одной из первых выбираемых характеристик светодиода. Красный, синий, янтарный, белый или их комбинация могут использоваться для обозначения состояния или передачи факторов процесса. Кто может помочь мне выбрать правильное светодиодное устройство для моего приложения? Когда вы ищете поставщика светодиодов, выбор VCC гарантирует, что у вас будет профессиональная и опытная команда инженеров и продавцов, которые найдут то, что подходит для каждого из ваших проектов. Это относится к положительному значению тока люминесцентного диода, когда он нормально светится. В реальных условиях следует выбирать IF ниже 0,6·IFm. Рабочее напряжение, указанное в таблице параметров, получено при заданном положительном токе. Обычно это измеряется при ПЧ=20 мА. Положительное рабочее напряжение светодиодов составляет VF от 1,4 до 3 В. По мере увеличения внешней температуры VF будет уменьшаться. Соотношение между напряжением и током люминесцентного диода, когда положительное напряжение меньше определенного значения (называемого порогом), ток слишком мал, чтобы излучать свет.
Превышение этого значения приведет к отказу цепи.
Это значение имеет решающее значение для конструкции и назначения вашей светодиодной схемы. Для различных применений светодиодов может потребоваться широкий диапазон требований к силе света.
VCC будет работать напрямую с вашей командой дизайнеров, чтобы обеспечить технологичность новых конструкций, помочь в конфигурации светодиодов, чтобы максимально увеличить пространство панели и использование, минимизируя затраты и придерживаясь спецификаций вашего проекта. Свяжитесь с VCC сегодня для всех ваших потребностей в светодиодном дизайне. Каковы важные параметры светодиода? — Светодиодный индикатор
1. Прямой рабочий ток Если:
2. Прямое рабочее напряжение VF:
3. В-и характеристики:
4. Сила света IV:
Интенсивность свечения светодиодов обычно представляет собой интенсивность свечения в направлении нормали (оси трубки). Если интенсивность излучения в этом направлении составляет (1/683) Вт/ср, то люминесценция составляет 1 кендру (символ CD). Из-за того, что общая интенсивность света светодиодов невелика, поэтому интенсивность света обычно используется в единицах свечей (кендра, MCD).
5. Угол светодиодного освещения:
— 90° — + 90°
6 с половиной, ширина спектра Δ лямбда. :
Он представляет собой спектральную чистоту трубок.
7. Полуугол и угол обзора:
1/2 — это угол между направлением, в котором интенсивность люминесценции составляет половину аксиальной интенсивности, и аксиальным (нормальным) направлением люминесценции.
8. Полная форма:
Угол, преобразованный из твердого угла светодиодного света, также известного как плоский угол.
9. Перспектива:
Относится к максимальному углу светодиодного света, в зависимости от угла зрения, приложение отличается, также известное как угол интенсивности света.
10. Полуформа:
Угол между направлением нормали 0° и максимальным значением силы света /2. Строго говоря, это Угол между максимальным значением силы света и максимальным значением силы света /2. Технология упаковки светодиодов приводит к тому, что максимальный угол света не является значением силы света нормального 0°, а вводится угол отклонения, который относится к включенному углу между углом, соответствующим максимальной силе света, и нормальным 0°.
11. Максимальный прямой постоянный ток IFm:
Максимально допустимый положительный постоянный ток. Превышение этого значения может повредить диод.
12. Максимальное обратное напряжение VRm:
Максимально допустимое обратное напряжение. При превышении этого значения светодиоды могут быть повреждены в результате пробоя.
