Параметры светодиодов разных цветов: Светодиоды разных цветов. Характеристика и маркировка светодиодов

Содержание

Характеристики светодиодов, принцип работы, маркировка, монтаж

Сравнительно недавно в нашу повседневную жизнь вошли светодиоды. И не просто вошли – ворвались. Причем нагло и уверенно. И популярность их растет с каждым днем, что неудивительно. Ведь на сегодняшний день нет более экономичного и компактного источника света. К тому же цветовая палитра получаемого освещения очень разнообразна, что позволяет воплотить в жизнь любую фантазию дизайнера или домашнего мастера. Различные помещения могут быть оформлены так, что захватывает дух. Но мало продумать эксклюзивное освещение. Нужно еще понимать, каким образом воплотить его в жизнь. А это невозможно, не зная характеристики светодиодов. Сегодня мы и будем разбираться в их маркировках, размерах и областях применения.

Разнообразие индикаторных светодиодов – форма может быть любой

Читайте в статье

Принцип работы и конструктивные особенности светодиодов

Первые подобные элементы не предназначались для освещения помещений. Их световой поток был настолько слаб, что использовали их только для индикации. Однако инженеры правильно оценили потенциал, вложив в это изобретение массу времени и сил. И результат не заставил себя долго ждать – светодиоды стали развиваться настолько стремительно, что удивили и самих создателей. И вот уже наряду с обычными индикаторами на прилавках можно найти и сверхъяркие светодиоды, характеристики которых превосходят предшественников в разы, даже таких, как галогеновые лампы. А ведь они считались самыми яркими источниками света. Так как же работает подобный кристалл?

Принцип его работы основан на движении отрицательных и положительных частиц, которые под воздействием напряжения перемещаются, создавая световое излучение. Но вряд ли уважаемому читателю захочется вникать во все научные термины, а значит, будем объяснять все понятным простому обывателю языком.

Приблизительный принцип работы светодиода схематически

Конструкция такого светового элемента имеет 3 основные части:

  • Катод. В индикаторных диодах со слабым свечением он прекрасно виден. Катод имеет форму флажка;
  • Анод. Это тонкий ровный провод;
  • Корпус, состоящий из прочной прозрачной или цветной эпоксидной смолы.

Этот небольшой ликбез необходим. Ведь если при сборке схемы на анод подать «минус» а на катод «плюс», то никакого свечения получить не удастся. Если говорить о внешнем виде индикаторных диодов, то анод, требующий подачи положительного заряда, всегда можно определить по более длинной ножке.

Можно увидеть, что у светодиода одна ножка длиннее

Какие виды светодиодов можно встретить на прилавках

Такие световые элементы могут отличаться по множеству признаков, но все же виды их классифицируют по конструктивным особенностям. Их можно отличить по маркировке, в которой указываются следующие обозначения:

  • DIP – это как раз индикаторный светодиод с небольшой силой светового потока. Корпус его состоит из эпоксидной смолы и имеет форму цилиндра с выпуклым или впалым верхом, играющим роль линзы. Внутри может быть 1, 2 или 3 кристалла разных цветов. В таком случае и ножек выводов будет больше – 2, 3 и 4 соответственно. Его прямым потомком стал диод «пиранья», который имел повышенную светоотдачу, однако он сильно нагревался и имел большой размер, а потому его производство прекратилось;
  • SMD – это уже современные элементы, о которых сегодня мы расскажем подробно. Они имеют малые размеры, но яркость их значительно выше, чем у предшественников. Они используются для осветительных приборов, таких как лампы и светодиодные ленты;
  • COB – одно из последних достижений в этой области. Представляет собой пластину, в которой находится множество кристаллов. Такие элементы имеют ровный и яркий свет и используются, помимо простых ламп, в прожекторах;
  • «Cree» — сверхъяркие компоненты, которые производит одноименная фирма, не передающая технологию и право изготовления никому. Фонари на таких элементах могут светить на расстояние даже в 2 км.
Светодиоды «Cree» — они очень маленькие

Теперь, поняв какие бывают светодиоды, можно перейти к разбору их положительных и отрицательных качеств.

Есть ли минусы у осветительных светодиодов?

О положительных сторонах таких элементов можно говорить очень долго. Мы постараемся слишком не нагружать уважаемого читателя большим объемом информации, описав все наиболее кратко.

Осветительные приборы на таких элементах очень экономичны – вся потребляемая электроэнергия преобразовывается в световую (нагрева практически нет), что и позволяет повысить их коэффициент полезного действия почти до 100% (для сравнения, КПД лампы накаливания всего 5-15%). Срок их службы обычно около 50000 часов, что может составить от 6 до 10 лет, что создает дополнительную экономию бюджета на приобретении осветительных приборов. Да и отсутствие нити накала вкупе с прочным корпусом создает дополнительную защиту от вибрации.

Многоцветные светодиодные ленты сейчас очень востребованы

Большим преимуществом является пожарная безопасность. Подобные LED-лампы работают при помощи драйверов, которые понижают напряжение, подаваемое на светодиоды. Так же драйвер регулирует и напряжение, не позволяя резкому скачку вывести из строя элементы или создать ситуацию, при которой они могут взорваться.

Что же касается недостатков, то они совсем незначительны. Конечно, раньше стоимость таких осветительных приборов была довольно высока. Но сейчас, если сравнивать цены на светодиодные лампы и стоимость КЛЛ, то они практически сравнялись. Многие считают недостатком то, что светодиодную ленту необходимо подключать через блок питания. Однако, как выяснилось, это скорее достоинство, обеспечивающее безопасность.

Удивительное оформление праздника при помощи светодиодов

Основные характеристики LED-элементов

Как и в любом оборудовании характеристики играют очень важную роль при выборе и приобретении. Сейчас мы рассмотрим основные параметры, на которые следует обратить внимание.

Ток потребления и его параметр у светодиода

Ток светодиодов зависит от их типоразмера, а иногда даже от цвета. Обычно этот параметр имеет значение 0,02 А. Если же в одном корпусе вмонтировано 4 кристалла, то и ток возрастает соответственно, и будет равен 0,08 А.

Полезная информация! Увеличение силы тока способствует быстрому старению элемента. Именно для того, чтобы стабилизировать этот показатель, в современных бытовых LED-лампах и встроен драйвер. При подключении светодиодных лент для этой цели используется блок питания или контроллер.

Лампа ближнего света автомобиля на светодиодах

При самостоятельном монтаже схемы к каждому светодиоду монтируется резистор, который ограничивает величину тока, тем самым защищая его от быстрого выхода из строя.

Номинальное напряжение световых диодов

Как такового понятия напряжения для таких элементов не существует. Лучше воспользоваться другим термином –падение напряжения на светодиоде. Это означает показатель, насколько меньше стало напряжение при прохождении через элемент. Есть усредненные значения этого показателя, которые зависят напрямую от цвета свечения. При синем, зеленом и белом цвете это 3 В, а вот для желтого и красного – 1,8-2,4 В.

При смешении разных цветов светодиодов рождается белый

Показатели значения сопротивления

В целом знать значение сопротивления светодиода не требуется – эта информация ничего не даст. Ведь если он подключен правильно, то оно незначительно, если же нет, то полное. Интересен факт, что сам по себе этот показатель у подобных элементов является динамическим. Это значит, что если добавить напряжения, то сопротивление начнет падать и наоборот.

Мощность светодиодных ламп, их световой потока и его угол свечения

Угол свечения LED-элементов может быть разным. Обычно он варьируется от 20 до 1200. Вообще их основной световой поток более интенсивен в центре, а ближе к краям рассеивается. За счет этого и достигается большая освещенность при меньшей мощности. Если сравнить потребляемую мощность LED и обычной лампы накаливания, то можно увидеть следующую картину.

Мощность лампы накаливания, ВтМощность светодиодов, Вт
10012-12,5
7510
607,5-8
405
253
Вот такими тусклыми были первые светодиоды

В целом получается, что LED-элементы в 8 раз ярче «лампочек Ильича» при той же потребляемой мощности, или же при одной и той же силе светового потока светодиоды потребляют энергии в 8 раз меньше ламп накаливания.

Цветовая температура подобных компонентов

Гамма цветовых температур подобных элементов достаточно обширна. Для того, чтобы уважаемому читателю было более понятен диапазон, предлагаем ознакомиться с данными в форме таблицы.

Цвет и его температурное обозначениеТемпература цвета, КПримерные области использования
БелыйТеплый2700—3500В квартирах, домах и офисах.Этот свет наиболее приближен к дневному и оттенку ламп накаливания
Нейтральный (дневной)3500—5300Рабочие места на производстве. Дает прекрасную освещенность, при этом не искажая цвета предметов
Холодныйсвыше 5300Уличное освещение. Такой цвет более ярок и интенсивен
Красный1800Декоративная и фито-подсветка
ЗеленыйВ качестве фито-подсветки, а так же подсветки предметов в интерьере
Желтый3300Так же потолочная в квартире и подсветка рабочей зон кухни
Синий7500Декоративная подсветка натяжных и подвесных потолков, стен
Цветовая гамма светодиодов довольно обширна

Наиболее распространенные размеры кристаллов

Размеры чипа измеряются в величине, обозначаемой «mill». Если говорить о привычной нам величине измерения, то 1 mill = 0,0254 мм. Наиболее распространенные размеры, это 24×24, 24×40, 35×35 и 40×40 mill. Для примера кристалл, размером 40×40 mill равен 1,143 х 1,143 мм, а его потребляемая мощность – 1 Вт.

Но наиболее интересно сейчас узнать, что же собой представляют SMD-элементы и какими свойствами они обладают.

В этом светодиоде содержится 50 кристаллов

Характеристики SMDLED, их маркировки и области применения

Такие светодиоды в наше время используются повсеместно. Это не только бытовые и производственные помещения, но и автомобильная промышленность, различная цветомузыка и рекламные щиты. Если посмотреть на любой SMD-компонент, с первого взгляда непонятно, как одинтип отличить от другого. На самом деле это не сложно.

Глядя на маркировку такого светодиода можно сразу узнать его типоразмер, а зная их характеристики несложно высчитать и мощность, к примеру, световой полосы, на которой они установлены. Рассмотрим наиболее распространенные элементы, встречающиеся на российских прилавках.

Ассортимент SMD-светодиодов – это лишь их малая часть

Параметры 2835SMDLED

Для начала необходимо понять, как определить размер по маркировке светодиодов. Все очень просто, если указаны цифры 2835, значит, размер элемента составит 2,8×3.,5мм. Характеристики светодиода 2835 неплохи. Светоотдача такого светового диода составляет 20-24 Люмен, а площадь излучения можно отнести к увеличенной. Интересен и показатель деградации. При 3000 часах работы при температуре в 2400 К такой элемент теряет всего 5% силы светового потока.

Полезно знать! Технические характеристики SMD 2835 позволяют его использование практически во всех областях, где необходимо освещение.

Вот она, лента со светодиодами 2835

Характеристики светодиода 5050

Этот элемент имеет более крупные габариты. Однако это не означает, что его световой поток более сильный, нежели у предыдущего варианта. В его корпусе объединены 3 кристалла, аналогичных SMD 3528 (не стоит его путать с 2835 – они совершенно разные). К примеру, если светоотдача 2835 равна 20-24 Лм, то у 3528 этот показатель всего 6-8 Лм. Но, вернемся к SMD 5050. Его мощность составляет 0,2 Вт, а сила светового потока – 16-18 Лм.

А вот светодиод 5050 чаще используется для таких лампочек

Характеристики светодиодов SMD 5730

Это уже элемент, имеющий более хорошие показатели. Он намного ярче предыдущих, но и потребление его выше. По маркировке понятно, что его размеры – 5.7×3мм. Сила светового потока равна 50Лм при потребляемой мощности 0.6Вт. Сейчас появилось новое поколение таких светодиодов, мощность которых составляет 1Вт. Их маркировка уже выглядит как SMD5730-1.

Максимальная рабочая температура этих элементов 1200 К. При работе в такой температуре в течение 3000 часов деградация элемента составит лишь 1%.

Светодиод 5730 мощнее предыдущих элементов

Новое слово в линейке SMDLED – элементы «Cree»

Эти светодиоды совершенно отличны от моделей, которые нами сегодня рассматривались и превосходят их по многим параметрам. В их линейке несколько модельных рядов, среди которых можно отметить сверхъяркие светодиоды на 3 вольта XQ-E HighIntensity, имеющие достаточно малые размеры – 1,6×1,6 мм. Угол свечения составляет 100-1500, а сила светового потока – 330 Лм. При этом светодиод содержит лишь один кристалл.

Самым маленьким из «Cree» второго поколения, названные производителем «High-Brightness» — это светодиод XHP35, характеристики которого просто поражают. При размерах 3,45×3,45 мм и необходимом напряжении 11-12 В этот элемент вырабатывает силу светового потока свыше 1000 Лм.

О мощности светодиода «Cree» уже ходят легенды

Действительно, характеристики светодиодов «Cree» впечатляют. Компания устанавливает эти элементы на различное оборудование, включая и прожектора на парковках и осветительные приборы на стенах зданий и сооружений. Но интересно и то, что характеристики светодиодов для фонариков ненамного уступают тем, что устанавливаются на уличное освещение.

Как можно проверить световой диод мультиметром

Это сделать несложно. В любом мультиметре есть свой источник питания, который и поможет при проверке. Необходимо выставить переключатель на лицевой панели в положение прозвонки. При этом, если прикоснуться одним щупом к другому должен раздаться звуковой сигнал.

Далее прикасаемся щупами к ножкам диода. Если он не засветился, нужно поменять полярность. Если же и в этом случае ничего не произошло, значит элемент неисправен.

Проверить светодиод мультиметром достаточно легко

Маркируются ли светодиоды по цвету?

Маркировка Российских светодиодов достаточно сложна. Для примера приведем лишь небольшую часть таблицы цветовой маркировки.

СветодиодМатериал корпусаЦвет свеченийМаркировка
АЛ102АМеталлостеклоКрасныйКрасная точка
АЛ102В-/-ЗеленыйЗеленая точка
АЛ102Г-/-Красный3 красные точки
АЛ102Д-/-Зеленый2 зеленые точки
ЗЛ102А-/-КрасныйЧерная точка
ЗЛ102Б-/-Красный2 черные точки
ЗЛ102В-/-ЗеленыйБелая точка
ЗЛ102Г-/-Красный3 Черные точки
ЗЛ102Д-/-Зеленый2 белые точки
АЛ112А-/-Красная полоска
АЛ112Б-/-Зеленая полоска
АЛ112В-/-Синяя полоска
АЛ112Г-/-Красная полоска
АЛ112Д-/-Зеленая полоска
АЛ112Е-/-Красная точка
АЛ112Ж-/-Зеленая точка

Зарубежные элементы маркируются по-разному, в зависимости от страны производителя и фирмы.

Часто маркировка на светодиодной ленте расшифровывается

Буквенная маркировка светодиодной ленты

Светодиодная лента сегодня является действительно мультифункциональной. Ведь она используется не только для подсветки потолков, но и как основное освещение, и как скрытая подсветка рабочей зоны. Да и в качестве ходовых огней она подходит прекрасно.

В маркировке светодиодной ленты присутствуют как буквенные, так и цифровые обозначения. Сейчас разберем на примере, как это расшифровать. Возьмем обычную маркировку –LED-CW-SMD-5050/60 IP68. Первые буквы обозначают источник света, вторые – цвет, в нашем случае белый. Далее идет тип светодиодов и их цифровая маркировка/количество на один метр. И последняя запись после пробела – это класс защиты. Наверняка, если уважаемый читатель заинтересовался световыми диодами, то он немного знаком с маркировками класса безопасности электроприборов. Здесь он идентичен.

При помощи светодиодов возможно любую комнату сделать удивительной

Для чего можно самостоятельно использовать световые диоды

На самом деле из светодиодов можно сделать множество полезных устройств. Здесь все зависит от навыков начинающего мастера радиоэлектроники и его фантазии. Рассмотрим простейшие варианты некоторых приборов, которые под силу сделать своими руками даже не имея никаких навыков.

Стабилизирующее устройство питания для светодиодов

Понятно, что без стабилизатора работать LED-элементы не могут, а значит, нужно его или купить, или смонтировать собственноручно. Самым простым вариантом будет использовать блок питания от сломанного компьютера. Если же это не подходит, то неплоха и гирлянда для елки китайского производства. Ее контроллер позволит вполне сносно обеспечить питанием 15-20 элементов небольшой мощности.

Такой стабилизатор для светодиодов можно заказать в интернете

Дневные ходовые огни автомобиля

Изготовить ДХО? Нет ничего проще. Используем влагозащищенную (IP66 или выше) ленту. Она проклеивается снизу фары или в удобных местах по переднему бамперу. Припаянные к ней провода заводятся в решетку радиатора. Далее следует подключение, согласно схеме автомобиля, к зажиганию. Места спайки лучше всего обработать силиконовым герметиком – это убережет от окисления.

Мигающая реклама на фасаде магазина

Известно, что мигающая реклама привлекает лучше статичной. Здесь все зависит от пожеланий мастера – как засверлить отверстия в щите и расположить светодиоды. А вот с их соединением придется потрудиться. Как рассчитать сопротивление светодиодов, мы рассмотрим чуть ниже, а вот с распайкой будем разбираться сейчас.

Пример самодельной рекламы из светодиодов

Если мы берем в качестве стабилизатора блок от китайской гирлянды, то первым делом нужно посмотреть, какова его мощность и выходное напряжение, а уже исходя из этого, рассчитываем, количество элементов и схему их спайки. Ее лучше зарисовать на бумаге, чтобы не запутаться.

Светомузыка для праздничного настроения

Для нее понадобится специальное устройство, которое и будет подавать импульсы, исходя из такта музыки. Если нет знаний в области радиоэлектроники, то самому его сделать не удастся, придется приобретать. А в остальном все аналогично предыдущему варианту.

Отвертка-индикатор на LED-элементах

Такое устройство потребует некоторых дополнительных деталей, но в итоге его можно будет сделать без особых усилий. Для тех, у кого ее нет, можем предложить схему, для сборки которой потребуется световой диод, емкостное сопротивление, ограничивающее ток и обычный диод VD1 1N4001, который защитит от обратной полуволны.

Схема индикаторной отвертки на светодиодах

Каким образом подключаются светодиоды: некоторые схемы

Основное правило при подключении, это наличие сопротивления. Его задача – не дать, при скачке напряжения, увеличенной силе тока спалить световой диод. Но его необходимо правильно высчитать. Сейчас попробуем понять, как это сделать.

Рассчитываем номинал сопротивления для светодиода

Для правильного расчета сопротивления для светодиода нам понадобится следующая формула:

R=(Uпит-Uпад)/I, где R – необходимое нам сопротивление; Uпит – входное напряжение; Uпад – номинальное напряжение светодиода и I – ток светодиода. Однако стоит помнить, что характеристики светодиода 3 Вт одного производителя могут не совпасть с параметрами идентичного, но изготовленного другой фирмой.

Прожектор на светодиодах с датчиком движения – удобно и экономично

Если же нет желания производить самостоятельно все вычисления, можно воспользоваться онлайн-калькулятором.

Полезно знать! Если производится подключение через блок питания от смартфона или телефона, наличия сопротивлений не требуется.

Подключение светодиода к сети 220 В: схемы и правила

Здесь необходим обычный диод перед источником света. Это значит, что можно, высчитав необходимое количество светодиодов и соединив их последовательно, включить в цепь перед первым из них диод VD1 1N4001. Этого будет вполне достаточно, чтобы избежать обратного пробоя. Однако о сопротивлениях перед каждым из светодиодов забывать нельзя.

Прекрасные ночники на светодиодах для дома

Статья по теме:

Светодиодные настольные лампы для рабочего стола. Как правильно подобрать прибор, какой интенсивности требуется освещение, где его установить, обзор оригинальных моделей  – об этом и многом другом в специальном материале.

Параллельное и последовательное подключение – в чем разница

Последовательное подключение применяется для компенсации высокого напряжения. Иными словами, если у нас 2 лампы на 127 В, а напряжение в сети 220, мы можем соединить их последовательно, и они будут прекрасно работать. Если же их соединить в параллель, то они просто взорвутся.

На схеме это выглядит так. При последовательном подключении светодиодов анод одного из них соединен с катодом другого. Такая цепь продолжается до тех пор, пока суммарное напряжение светодиодов не совпадет или не приблизится вплотную к напряжению сети.

При параллельном соединении все аноды соединяются между собой, как и катоды.

Статья по теме:

Схема подключения светодиодной ленты к сети 220в. В статье подробно рассмотрим плюсы и минусы светодиодов, области их применения. Как правильно выбрать ленты, их виды и средняя стоимость. А также секреты монтажа своими руками.

Как подключить светодиоды к 12 В

Здесь принципиальных различий с подключением светодиодов к сети в 220 В нет. Разница лишь в количестве элементов и расчетах их сопротивлений. Но 12 В все же безопаснее. А значит, если у начинающего мастера нет опыта в подобных делах, лучше потренироваться на подключении светодиодов на 12 В.

Светодиоды на 12 В, как и лента, питаются через такой блок-стабилизатор

Статья по теме:

Из данной публикации Вы узнаете про блок питания 12 В для светодиодной ленты: необходим ли он, для чего служит и как его выбрать, его положительные и отрицательные качества, как рассчитать подобное устройство, как сделать своими руками.

Подведем итоги

Рост популярности светодиодов,несомненно, приведет к тому, что через какое-то время человечество и вовсе откажется от использования люминесцентных и ламп накаливания. Ведь это действительно самый экономичный и безопасный вид освещения. Будем надеяться, что инженеры не остановятся на достигнутом и, возможно, скоро мы увидим новый светодиод, который превзойдет даже продукцию «Cree».

Надеемся, что уважаемый читатель нашел в нашей статье то, что искал. Если у Вас возникли вопросы, наша команда с радостью на них ответит в обсуждениях ниже. А напоследок короткое видео, которое сможет Вас заинтересовать.

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? Поддержите нас и поделитесь с друзьями

Параметры светодиоды. Технические характеристики светодиодов. Сравнительные таблицы

Параметры светодиоды. Технические характеристики светодиодов. Сравнительные таблицы

Условно все светодиоды можно разделить на две большие группы:

Осветительные это те, которые могут обеспечить световой поток не меньше, чем у традиционных источников света. Некоторые модели даже их превосходят.
К ним можно отнести 4 популярных вида:

К индикаторным относится dip светодиоды. Рассмотрим сперва их.

Сокращение DIP расшифровывается как Direct In-line Package. Именно их в первую очередь начали массово выпускать в недалеком прошлом.

Трудно представить, но первые неказистые экземпляры для рядовых пользователей стоили от 200$ за штуку.

На сегодняшний день они уже не так распространены, но все же применяются:

  • в устройствах индикации
  • в панелях электронных приборов
  • световых табло
  • или елочных украшениях

По форме корпуса они могут быть круглыми, овальными или прямоугольными. Самые популярные типоразмеры с выпуклыми линзами – 3,5,8,10мм.

Напряжение питания 2,5-5В, при токе до 25мА.

Бывают разноцветными и многоцветными (RGB). Это когда в одном корпусе спрятано 3 перехода, а внизу есть 4 вывода.

В электрических схемах все светодиоды обозначаются как обычный диод с двумя стрелочками.

Обратите внимание

Несмотря на малые размеры и свою “древность”, отдельные модели из-за специфической формы корпуса, могут выдать в 1,5-2 раза больше яркости, чем некоторые SMD.

К тому же потребление энергии у DIP меньше чем SMD, да и стоят они дешевле. Однако SMD технология не стоит на месте и с каждым годом их параметры стремительно сближаются.

Вот таблицы с основными техническими характеристиками (сила света, рабочее напряжение, сила тока, угол свечения, цена) для индикаторных светодиодов DIP разных типоразмеров.

А также расшифровка маркировки их названий и обозначений (для просмотра нажмите на соответствующую вкладку):

Данный вид на сегодня является самым популярным. SMD расшифровывается с английского = Surface-Mount-Device.

В своей конструкции они имеют полупроводниковый чип или кристалл, установленный на подложку. Снизу расположены контакты для подключения.

Каждый такой светодиод закрывается в корпусе, который напрямую можно припаивать к любой поверхности. Поэтому то их и называют ”изделиями поверхностного монтажа”.

Несмотря на одинаковое название “СМД”, в продаже можно встретить модели обладающие абсолютно разными:

О популярности данного типа могут говорить следующие цифры. Общее количество производимых светодиодов SMD, только в одном корпусе 2835, за год составляет несколько миллиардов штук.

Почему они так популярны? Конечно из-за своих достоинств:

  • продолжительный срок службы
  • ну а самое главное – высокая светоотдача

Именно SMD вид используется в большинстве светодиодных лампочек и светильников.

Таблицы всех технических характеристик наиболее популярных марок светодиодов марки SMD 2835, 3528, 5050, 5730:

COB – Chip On Board. У этого вида большое количество маленьких кристаллов размещено на единой подложке и все это собрано в одном корпусе.

Схема соединения этих кристаллов – последовательно параллельная. Сверху они заливаются люминофором.

По-другому их называют светодиодными матрицами. Их достоинства:

  • разнообразная форма сборки светодиодов

Все эти преимущества очень кстати подошли для изготовления ярких и компактных прожекторов. Также КОБы активно применяют там, где нужна акцентированная и декоративная подсветка.

Однако из-за близости расположения кристаллов друг к другу, происходит сильный нагрев корпуса, даже если вы и обеспечите нормальное охлаждение. Поэтому если вам нужна качественная фокусировка, придется использовать силиконовую оптику.
Она стойка не только к высоким температурам, но самое главное выдерживает без последствий огромное количество циклов нагрев-остывание.

На абы какую поверхность COM матрицы ставить нельзя. Ее необходимо предварительно подготовить.

Как определить марку SMD светодиода. Описание, виды и особенности маркировки SMD диодов

Светодиод – полупроводниковый прибор, преобразующий электрический ток в световое излучение. В отличие от ламп накаливания и энергосберегающих, долговечней и энергоэффективней. По исполнению делятся на два основных типа – DIP и SMD (СМД).

Различаются по конструкции корпуса и расположением контактов. В статье мы расскажем про SMD диоды.

Что такое smd

Surface Mounted Device (SMD) – прибор, монтируемый на поверхность. Говоря другими словами, если DIP светодиод имеет длинные контактные ножки и монтируется через отверстия в электрической плате, то СМД аналоги – прямо на плату или в светодиодную ленту, так как имеют маленькие контакты.

Япония – лидер развития технологий светодиодов, СМД диода в частности. Поэтому лучшая продукция у них.

Корпуса smd элементов

Основной тип – пластмассовый корпус прямоугольной формы.

Массовое производство налажено именно для такого типа. Если брать обычные диоды, а не источники света, то там ещё есть корпус металлостеклянный цилиндрической формы. Для нужд именно освещения смысла в таком исполнении нет.

Более важны размеры СМД светодиодного элемента. Их можно узнать по маркировке.

Маркировка smd полупроводников

Четыре цифры в маркировке обозначают длину и ширину в сотых миллиметра. Например, диод 1206 длинной 12 мм и шириной 6 мм.

Приписка RGB обозначает, что светодиод может выдавать один из трех цветов – красный, зеленый или голубой.

Для радиолюбителя обычно достаточно знания этих двух параметров в маркировке СМД диодов.

Краткие технические характеристики и применение

Популярны СМД светодиоды с маркировками 5050, 3528 и 5630 (5730). Именно в светодиодной ленте используются такие SMD кристаллы, благодаря чему получили широкое распространение.

Но других типоразмеров достаточно много. Вот основные из них (краткая характеристика и сферы применения, наиболее распространенных из них):

0603. Мощность 1,9 – 2, 3 ватт. Обычно применяется в приборных панелях автомобиля и в подсветки экрана в некоторых мобильных телефонах.

2835. Мощность 0, 2 – 1. Применяются в LED-лампочках, в карманных и тактических фонариках. Хорошо экономят энергию. Но в основном только белый цвет.

3528. Появился давно. В отличие от 2835 выпускается в разных цветах: теплый и холодный белый, красный, зеленый, желтый и синий.

3014. Мощность 0, 1 Вт. Современные светодиоды. Конкретную сферу применения назвать сложно, в интернете информации мало.

3030. 1,5 — 2, 2 Вт. Для ремонта ЖК и LED телевизоров.

3535. 1-3 Вт. Заняли твердое место на рынке из-за высокой теплоотдачи. Активно применяются в уличном освещении и на производстве.

5050. 0, 2 или 0, 26 Ватт. В сущности, это просто три диода 3528 в одном корпусе. Используется для красивого общего освещения – барах, ресторанах, гостиницах и проч.

5630. 0, 5 Ватт. Лучшее применение в светодиодных лентах. Требуют хорошего охлаждения, потому почти не используются в других сферах.

0805 и 1206 мало распространены. Применяются в основном радиолюбителями или для подсветки телефонов (смартфонов).

5730. Мощность от 0,5 до 1 ватта. Средние характеристики и невысокая цена. Встречается в светильниках всех видов: от декоративного освещения до уличного и промышленного. Один из самых распространенных кристаллов.

Полезное

В заключение

Светодиодные системы сегодня вытесняют лампы накаливания и энергосберегающие аналоги. Промышленники и жильцы домов любят их за низкое потребление электроэнергии и долгий срок службы. Дизайнеры за высокое качество света и безопасность. Радиолюбители за компактность и множество сфер применения. И наиболее популярные типы светодиодов – это SMD (СМД).

Пишите комментарии и делитесь статьей в социальных сетях, если узнали что-то новое и полезное о маркировке или сферах применения осветительных диодов.

Сверхяркие светодиоды характеристики. Конструкция мощного светодиода и угол рассеивания света

Мощные сверхяркие светодиоды устроены почти так же, как и стандартные. Различие состоит лишь в расположении кристаллов. В стандартном диоде они установлены на специальном основании, в ультраярком установочная площадка оснащена теплоотводом. По этой причине прибор может генерировать световой поток 100 Лм.

Компоненты, которые входят в состав мощного полупроводникового осветительного прибора:

  1. Корпусным основанием служит металлокерамическая подложка, имеющая высокую теплопроводность. За счет этого достигается минимум теплового сопротивления и корпус кристалла электрически изолирован от теплоотвода.
  2. Кристаллы из карборунда.
  3. Подложка. Она изготовлена на основе карборунда и алюмонитрида. В результате в кристалле не возникают механические напряжения при смене температуры.
  4. Отражатель. Данную функцию выполняет металлический корпус.
  5. Линза плавающая. Материал, из которого она произведена, — кварцевое стекло. Линза не закреплена жестко в корпусе. Ее положение сохраняется за счет сцепления с желеобразным герметиком. Благодаря этому исключено появление механического напряжения и выполняется автофокусировка в широком температурном интервале.

Полупроводниковые осветительные приборы отличаются от стандартных углом рассеивания.

Последние излучают свет равномерно во все стороны пространства. Светодиод может иметь угол рассеивания 15-120? Для увеличения указанного параметра используют рассеивающую линзу. Собирательную применяют для сужения угла, например, для создания точечного освещения.

Яркость светового потока диода изменяется в пределах угла. Максимальная освещенность достигается в центре, минимальная — по краям угла рассеивания. Данная характеристика влияет на стоимость светодиода. Например, у прибора, имеющего угол 180 гр, цена выше, чем у светодиода с параметром 60 гр.

Основные характеристики светодиодов. Классификация светодиодов по их области применения

Изначально светодиоды применялись в качестве индикаторов

Элементы led-освещения различаются по области их применения. Основные типы светодиодов: индикаторные и осветительные. Устройства не одинаковы, каждые имеют свои отличительные особенности и технические параметры.

Индикаторные светодиоды

Первый LED-светильник появился в середине прошлого века. Прибор имел тусклое красноватое свечение, небольшую энергетическую эффективность. Несмотря на недостатки, разработки в данном направлении были продолжены. Спустя 20 лет появились варианты с желтым и зеленым оттенком. К началу 90-х сила светового потока достигла 1 Люмена. К началу 2000-х значение достигло уровня 100 Люменов.

В 1993 году японские инженеры представили светодиод синего цвета. Свет устройства стал значительно ярче предшественников. С этого момента на рынке стали появляться устройства с разным свечением – сочетание синего, зеленого, желтого и красного позволяют создавать любой цвет и оттенок.

В настоящее время разработки продолжаются. Появляются новые виды светодиодов. При этом сохраняется низковольтное потребление при увеличении силы светового потока.

Осветительные светодиоды

Первые модели с низкой светимостью (DIP) были пригодны для индикаторной работы (например, в темноте виден выключатель – горит небольшой красный светодиод). Современные устройства позволяют освещать значительные площади – бытовые и промышленные помещения. Мощность светодиода выросла – LED-прибор для фонарика с показателем 3Вт аналогичен лампе накаливания на 25-30Вт. Потребление электроэнергии меньше примерно в 10 раз.

Такие светодиоды получили название осветительные благодаря основной области применения. Используются в лентах, фарах, лампах, других изделиях. Изготавливаются в отдельных корпусах, которые допускают поверхностный монтаж.

Основное отличие – выдают только белый свет холодного или теплого оттенков. Классификация:

  • SMD – популярны модели с рассеивающим элементом на 100-130°; подложка для лампы из меди или алюминия, не нагреваются;
  • СОВ – более мощные, сверхъяркие, состоят из множества небольших кристаллов, угол рассеивания значительный;
  • Filament – обладают самым низким КПД (в сравнении с SMD), часто используются как декоративные элементы, изготавливаются различных размеров и форм.

Исходя из назначения и параметров помещения, выбирают оптимальный вариант. Характеристики осветительных устройств указаны на упаковке и в технической документации.

Ток светодиода. Как делают светодиоды

Светодиоды – это кристаллы, выращенные или наращенные из химических элементов на основе полупроводников. Они помещаются в специальный для каждого вида светодиодов корпус. Технологии изготовления светодиодов разнятся в зависимости от вида светодиода. Изготавливают светодиоды с добавлением различных химических элементов. Среди них полупроводники и не полупроводниковые металлы и их соединения. А также легирующие, то есть придающие составу определенные характеристики, примеси.

Изготовление светодиодов

Процесс изготовления светодиодов выглядит, примерно, следующим образом:

Пластины, служащие в качестве подложки будущих кристаллов светодиодов, помещают в специальную герметичную камеру. Такие пластины изготавливают из удобных для наращивания светодиодов материалов. Например, из искусственного сапфира, у которого подходящая для этого кристаллическая решетка. Прежде всего камеру заполняют смесью газообразных химических веществ на основе полупроводников и легирующих добавок. Затем внутренность такой камеры начинают нагревать. В процессе этого нагрева химические элементы, находящиеся до этого в газообразном состоянии, осаждаются на пластинах.

Процесс длится несколько часов. В итоге на подложке наращивается несколько десятков слоев общей толщиной лишь несколько микрон. Отличие в толщине пластины до и после наращивания не различимо на глаз.

Затем с помощью трафарета на пластину напыляются золотые контакты. После чего ее разрезают на мельчайшие части. Каждая такая часть – это отдельный кристалл светодиода со своими контактами. Размеры ее очень малы. По крайней мере, разглядеть ее в деталях можно лишь под микроскопом.

На следующем этапе готовые кристаллы вставляют в корпус. После того, по необходимости покрывают слоем люминофора. Тип корпуса и количество кристаллов зависят от того, где и как данный светодиод будет использоваться.

Все светодиоды отличаются друг от друга как отпечатки пальцев. То есть нет двух идентичных по своим характеристикам светодиодов. Потому на следующем этапе и происходит сортировка светодиодов по двум-трем сотням параметров. Чтобы отобрать наиболее близкие друг другу по мощности, цветовой температуре и другим характеристикам светодиоды.

В конце концов светодиоды проверяют на работоспособность на испытательных стендах. И лишь затем из них изготавливают светодиодные лампы, ленты или используют в других сферах применения.

Видео светодиоды. Основные параметры

Обзор — светодиоды красного цвета свечения

В настоящее время в современной технике широкое применение нашли светодиоды различных цветов свечения. В данной статье остановимся на возможностях и применении светодиодов красного цвета свечения. В дальнейшем для краткости будем их называть красными светодиодами. В качестве полупроводниковых материалов для создания красных светодиодов используются AlGaInP, GaAsP/GaP, GaAlAs, GaP, GaAsP, InGaN [1–10].

Красные светодиоды широко применяются в качестве индикаторов в радиоэлектронной аппаратуре гражданского и военного назначения, для формирования или подсвета визирных знаков в дневных и ночных прицелах для легкого стрелкового оружия, в качестве цифровых индикаторов дальности и других измеряемых величин, в крупногабаритных и миниатюрных дисплеях, в качестве излучателей для маяков, бакенов и створных огней в речных условиях, в качестве габаритных огней и прочих световых приборов автотранспорта и т. д. Особый интерес представляет использование красных светодиодов в рекламе: табло, вывески, экраны, широкоформатные дисплеи. С их помощью осуществляется подсвет объемных надписей, названий и обозначений, витрин и специальных поверхностей, практикуется также освещение зданий, сооружений и отдельных объектов [1–10].

По своим многочисленным полезным свойствам и преимуществам светодиоды значительно оттесняют лампы накаливания. В первую очередь они отличаются высоким сроком эксплуатации и малогабаритными размерами. К тому же светодиоды привлекают внимание тем, что при взаимодействии с электрическим током способны излучать некогерентный свет. Кроме основной функции источника света, светодиоды используются и для декора интерьера и композиций благодаря наличию разных цветов. Светодиод красного свечения стал незаменим в новом виде наружной рекламы — светодиодной рекламе [2]. Сейчас светодиодная реклама получила широкое распространение не только благодаря новшествам и модным тенденциям. Применяемый красный мигающий светодиод способен обеспечивать высокую прочность, пожарную безопасность и компактность, а также длительный срок службы. К тому же человеком запоминается информация, отличающаяся от всей предложенной, что обеспечивает именно светодиодная реклама на фоне остальных видов рекламы. Светодиодная реклама представляет собой светодиодный модуль, который содержит в себе сверхъяркие красные светодиоды высокого качества. Свойства этого модуля уникальны, ведь яркость отличается от другой рекламы высоким уровнем, а угол обзора составляет более 120 градусов. Значительные отличия светодиодной рекламы выделяют ее среди множества вывесок, тем самым позволяя человеку запоминать предоставленную информацию. Использование в светодиодной рекламе контроллеров для красных светодиодов обеспечивает наибольшее количество различных эффектов. С помощью светодиодных модулей можно не только оформлять рекламу учреждений и компаний, но и представлять их имидж. Также существует возможность сразу на нескольких модулях с помощью красного светодиода контролировать одним компьютером переключение видеовывесок. В светодиодной рекламе красный светодиод используется для создания модулей абсолютно любых размеров.

Используемый в наружной рекламе красный мигающий светодиод обеспечивает ее всеми полезными свойствами светодиодов — например, здесь наблюдается отсутствие вредных компонентов, виброустойчивость и замечательная адаптация при различных температурах. Электронное табло «бегущая строка» имеет размер светодиодного символа 100–820 мм при его дальности видения соответственно 30–400 м [3]. Таким образом, наружная реклама с красными сверхъяркими светодиодами обладает следующими преимуществами: высококачественное изображение; изготовление рекламы любых размеров и форм; простота смены изображения; простота установки светодиодного модуля; возможность охвата аудитории с большим количеством людей [2]. На рис. 1 представлено рекламное табло на основе красных светодиодов.

Рис. 1. Рекламное табло на основе красных светодиодов [2]

В таблице 1 [1, 5, 6, 8, 9, 10] указаны основные параметры красных светодиодов широкого применения, в том числе и с низким прямым током управления. Их типичный внешний вид дан на рис. 2.

Рис. 2. Красные светодиоды широкого применения [8]

Таблица 1. Основные параметры красных светодиодов широкого применения

Страна, фирма

Модель

λ, нм

I, кд

2θ0,5, град.

Iп, мА/P, мВт

Uп, В

Габаритные размеры, мм

Примечание

Россия, НТЦ «ОПТЭЛ»

У-98БФ

640 ±5

10–15

7 ±3

 

2,5

 

 

У-118А

650 ±10

0,4–0,6

25 ±5

 

2,5

 

 

У-118Б

630 ±5

1–1,5

25 ±5

 

2,2

 

 

У-118БФ

640 ±5

3–4

25 ±5

 

2,7

 

 

КИПД36Л1-К

650 ±10

0,12–0,2

40 ±10

 

2,3

 

 

КИПД36М1-К

630 ±5

0,3–0,4

40 ±10

 

2,3

 

 

КИПД36БФ1-К

640 ±5

0,8–1

40 ±10

 

2,6

 

 

У-194А

650 ±10

3–5

 

1

1,8

 

 

У-194БФ

640 ±10

1–2

 

0,1

2,1

 

 

У-194Б

650 ±10

2–3

 

2

1,8

 

 

КИПМО1Б1-1К

650 ±10

1–1,5

 

1

2,0

 

 

КИПМОБ2-1К

650 ±10

1,5–3

 

2

2,0

 

 

США, Cree

С503B-RAN

618–630

5,86–23,5

15

 

2,1–2,6

Ø5

Круглый светодиод

C503B-RNC

618–630

2–3

30

 

2,1–2,6

Ø5

 

C45MF-RJS

619–624

1,1–4,8

100×45

 

2,1–2,6

Ø4

Овальный светодиод

C566C-RFN

619–624

1,1–4,18

65×35

 

2,1–2,6

Ø5

 

CP418-RDS

620–637

4,4–11

40

 

2,1–2,6

7,6–7,6

Серия Р4 (Пиранья)

CP418-RHS

620–637

4,4–13

100

 

2,1–2,6

7,6×7,6

 

CLM1B-RKW

618–630

0,45–1,12

120

 

2,1–2,6

3,2×2,7

Для поверхностного монтажа

CLM2B-REW

618–630

2,24–5,6

60

 

2,1–2,6

3,2×2,7

 

CLM3C-RKW

618–630

0,56–1,4

120

 

2,1–2,6

2,2×2

 

CLRBC-RKW

618–620

3,55–7,1

120

 

2,1–2,6

6×5

 

Китай, Южная Корея, Airlight

ARL-5013URD-1cd

620–635

0,8–1

40

30

1,9–2,3

Ø5

 

ARL-5013URD-1cd

620–635

0,8–1

40

30

1,9–2,3

Ø5

 

ARL-5613URD-3cd

620–635

2–3

50

30

1,9–2,5

Ø5

 

ARL-5613URD-6cd

625

4–6

50

30

1,8–2,3

Ø5

 

Тайвань, King bright Electronic

KM2520SURCK03

630

0,9–2,4

20

20

2,2

2,5×2,8×4,5

Сверхминиатюрный светодиод

L-7104SEC-H

621

1,8–3,5

34

20

2,2

Ø3,2×31,6

Круглый светодиод

L-7113SECK

601

0,65–2,4

20

20

2,2

Ø5,9×35,6

 

L-7679C1SEC-H

630

6,5–8

70

20

2,2

7,62×7,62×6,4

Сверхъяркий светодиод

BL-B613C

660

–/60

50

30

1,7–2,6

11,8×13,65×39

 

BL-B4539

635

–/80

45

30

2-2,6

8×9,2×36,4

 

Китай, Ningbo Foryard Optoelectronics

FYL-3014NURC1H

630

2–2,5

30

20

2,2

3,05×3,09×29,5

 

FYL-5003SUAC1D

625

1,5–2

20

20

2,2

Ø4,8×32,9

 

FYL-5012SUEC1C

610

1,8–2,3

15

20

2,2

5×5,8×21,7

 

FYL-5013LURC1C

630

7–9

15

20

2,2

5×5,8×33,1

 

Примечания. l — длина волны, I — сила света, 2q0,5 — угловая расходимость излучения, Iп — прямой ток, Uп — прямое напряжение.

В таблице 2 [1, 6, 7, 8, 10] представлены основные параметры мощных красных светодиодов. Их типичный внешний вид дан на рис. 3.

Рис. 3. Мощный красный светодиод [9]

В таблице 2 [1, 6, 7, 8, 10] представлены основные параметры мощных красных светодиодов. Их типичный внешний вид дан на рис. 3.

Таблица 2. Основные параметры мощных красных светодиодов

Страна, фирма

Модель

λ, нм

I, кд/Ф, лм

2θ0,5, град.

Iп, мА

Uп, В

Россия, НТЦ «ОПТЭЛ»

У-148А

630 ±5

3–5

20 ±5

30

2,7

У-156А

630 ±5

20–25

20 ±5

125

2,7

У-150А

630 ±5

70–80

25 ±5

350

2,5

У-266Бк

630 ±5

30–40/20–35

40 ±10

350

2,5

У-190Бк

630 ±5

180–220/25–35

8 ±3

350

2,5

У-345Бк-1

630 ±5

180–220/25–35

20 ±5

350

2,5

У-345Бк-2

630 ±5

25–40/25–35

50 ±10

350

2,5

У-345Бк-Э1

630 ±5

(2–3)×103/25–35

3 ±1

350

2,5

У-356Бк-Л

630 ±5

100–150/120–150

85 ±10

350

10

У-356Бк-1

630 ±5

500–650/120–140

25 ±5

350

10

У-144Бк

630 ±5

100–190/20–25

30 ±5

350

2,5

США, Cree

C503B-RA(N/S)

618–630

5,86–23,5/–

15

20

2,1

C503B-RB(N/S)

618-630

3–5/–

15

20

2,1–2,6

Китай, Южная Корея, Airlight

ARL-5213URC-10cd

625

8–10/–

20

20

1,8–2,5

ARL2-5213URC-18cd

620–630

15–18/–

15

20

1,9–2,1

ARL-5213URC-22cd

620–630

18–22/–

15

20

1,8–2,4

ARL-5234RC-35cd

625

30–35–/-

15

20

1,8–2,4

Украина, Luxeon

LXHL-R1E

620–640

34/–

140

350

2,2–2,6

LXHL-R3E

620–640

50/–

140

700

2,4–2,6

LXHL-R3S

620–640

60/–

140

7000

2,4–2,6

620–640

100–120/–

140

1000

5

620–640

100–140/–

140

1000

5

620–640

350–400/–

 

1000

6-8

Китай, Ningbo Foryard Optoelectronics

FYLP-5W-URL

623

–/150

120

1200

2,2

FYLP-1W-RGBB

625

–/35–40

140

350

2,2

FYLP-3W-URB

630

–/60

110

700

2,2

FYLS-5050UR3C

630

1–1,5/–

120

60

2,2

Примечания. l — длина волны, I — сила света, 2q0,5 — угловая расходимость излучения, Iп — прямой ток, Uп — прямое напряжение; Ф — световой поток.

На основе красных светодиодов созданы светодиодные линейки и ленты. Они продолжают активно развиваться, постоянно появляются все новые их виды и модификации. Среди них выделяются те, которые имеют высокий уровень защиты от атмосферных воздействий и прежде всего от влаги. Остановимся на некоторых из них поподробнее. Рассмотрим светодиодные линейки фирмы Cree (США). Они представляют собой светодиодную ленту, имеющую несколько слоев и оснащенную чрезвычайно мощными и яркими светодиодами марки SMD, число которых может равняться 9, 12 или 18. Светодиоды фирмы Cree серии Standart в стандартном корпусе круглого или овального сечения с двумя выводами работают на относительно небольших токах порядка нескольких десятков миллиампер (как и обычные индикаторные светодиоды), но обладают повышенной яркостью свечения. Сверхъярким светодиодам, в отличие от мощных, не требуется никаких систем теплоотвода, поскольку рассеиваемая ими мощность незначительна. Благодаря этому обстоятельству данная категория светодиодов может выпускаться в стандартных типовых корпусах для массового применения. Серия STD включает четыре подгруппы, различающиеся диаметром и формой корпуса светодиодов:

  • 3-мм круглые;
  • 5-мм круглые;
  • 4-мм овальные;
  • 5-мм овальные.

Первая подгруппа (серия 374) наиболее малочисленная, она включает светодиоды только белого свечения с тремя возможными углами свечения — 25, 35 или 65 градусов. Вторая подгруппа (5-мм круглые) намного более обширна, ее составляют светодиоды пяти серий (503, 512, 513, 534 и 535) с различными углами свечения, белого и монохромного излучения. Две последние подгруппы образуют светодиоды монохромного излучения с овальной линзой. Подгруппа 4 мм включает серию 4SM с углами излучения в горизонтальной и вертикальной плоскостях соответственно 100 и 45 градусов. Подгруппа 5 мм включает две серии: 5SM (с углами 100/40 градусов) и 566 (70/35 градусов). Особенностью таких линеек является то, что они герметичны. Для их изготовления используются диэлектрическая подложка, медный проводник тонкого сечения, а также силиконовая оболочка. Закрепляются они несколькими способами: либо пластиковыми держателями, либо обычной двусторонней клейкой лентой.Благодаря своим свойствам светодиодные линейки пригодны для использования не только внутри закрытых помещений, но и на улице. Кроме того, они нередко применяются для реализации довольно сложных проектов по подсвету или освещению на труднодоступных объектах любой формы. Из положительных качеств светодиодных линеек следует выделить их низкое энергопотребление и, конечно, высокую безопасность в работе. Благодаря своей малогабаритности они могут быть использованы даже в очень узких потолковых нишах (например, светодиодная лента smd led 3528). Именно поэтому они довольно часто применяются для подсветки перил и лестничных ступеней, подсветки мебели и организации так называемой закарнизной подсветки. Кроме того, в линейках светодиодов широкий угол расходимости излучения. Он достигает 120 градусов, что позволяет создавать достаточно ровное и объемное освещение на довольно малых расстояниях (4–5 см от источника света). Это качество используется дизайнерами при создании многоуровневых систем в пределах стандартных квартир, имеющих высоту потолка не более двух с половиной метров. Следует отметить простоту и удобство монтажа светодиодной ленты smd rgb led — такие ленты можно резать, что очень важно, когда создаются сложные контуры.Еще одна модификация защищенных светодиодных лент — лента с маркировкой DIP LED. Из качеств, которые следует отметить в первую очередь, упомянем о том, что она водонепроницаема, гнется во всех направлениях, легко и просто монтируется и имеет достаточно высокую светоотдачу. Эти свойства позволяют часто использовать светодиодную ленту DIP LED как альтернативу столь популярному неону. Для изготовления светодиодной ленты DIP LED применяется гибкая печатная плата, в которой установленные светодиоды имеют форму цилиндров диаметром 5 мм и залиты небольшим силиконовым слоем. Питается такая лента постоянным напряжением в 12 В, для ее стабильной работы вполне пригоден обычный автомобильный аккумулятор. Угол расходимости излучения в светодиодах равен 60 градусам. Форма поставки — рулоны по два метра; в них светодиоды соединены последовательно при помощи герметичных коннекторов. Для закрепления на рабочей поверхности обычно используются специальные крепления или же герметик. Ленту можно резать на отрезки, содержащие три светодиода, а также полностью погружать ее в воду.И напоследок рассмотрим светодиодную ленту LED Extreme. Она хороша тем, что обладает отличной влагозащищенностью (имеет максимальный уровень защиты, соответствующий классу IP68) и удивительной яркостью. Яркий и направленный свет от ленты порадует вас. Причем и угол свечения у нее тоже неплохой — 60 градусов. Такая лента, несмотря на то, что ее нельзя назвать тонкой, является очень гибкой. Она, как и рассмотренная выше лента DIP LED, режется на отрезки с количеством светодиодов, кратным трем. Поскольку влагозащищенная светодиодная лента LED Extreme низковольтная (максимум 15 В), ее можно использовать практически в любых условиях, а для нормальной работы ей вполне достаточно обычного автомобильного аккумулятора. Срок службы светодиодной ленты LED Extreme — порядка ста тысяч часов непрерывной работы. Частота размещения светодиодов по ленте примерно следующая: один светодиод на один сантиметр поверхности. Форма поставки — полностью готовые к работе отрезки ленты, причем уже с проводами, которые, подобно ленте, можно разделять или, напротив, соединять вместе.

Рис. 4. Наборный красный светодиодный модуль [1]

Рис. 5. Мощный светодиодный модуль [7]

Таблица 3. Основные параметры красных светодиодных модулей, линеек и лент, содержащих несколько светодиодов

Страна, фирма

Модель

λ, нм

I, кд/Ф, лм

2θ0,5, град.

Iп, мА

Uп, В

Габаритные
 размеры, мм

Примечание

Россия, НПЦ «ОПТЭЛ»

У-202БФ

630

(2–3)×103

5 ±1

160

11

108×108×45

Модуль на основе AlGaInP и InGaN

У-206БФ

630

(1–1,5)×103

5 ±1

800

11

54×108×45

 

У-200БФ

630

(2–3)×103

5 ±1

160

9

Ø106×45

 

МСО-8Бк

630, белый

250–300/700

65 ±10

850

24 ±2

 

Двухцветный модуль

МСО-7Бл

1,6–2/30

120 ±20

480

27 ±3

 

 

МСО-10Бл

(1,05–2,5)×103/500

25 ±5

600

24 ±2

 

 

МСО-12Бл

250–300/450

65 ±10

600

24 ±1

 

 

МСО-14Б-К

250–300/700; (1,05–2,5)103/500

85 ±10; 25 ±5

800; 600

24 ±2

 

 

Линейка светодиодов У-300

630 ±10

Мощность
излучения 10 мкВт

 

10

2,5

10,5×2

28 светодиодов

Линейка светодиодов для кнопочных переключателей У-96А

625 ±10

0,3/–

90 ±10

25

7,5

 

 

Китай, Ningbo Foryard Optoelectronics

FYSH-3528UXC-66-12V-WW8-X

625–635

0,2/200

120

20 (на 1 СД)

12

5000×8×2, масса 40 г

Светодиодная лента, 330 светодиодов

FYSH-5050RGB-30-12v-ww10-x

0,6/600

120

3×103

12

5000×10×2, масса 183 г

 

FYSH-3528uxc-60-12v-ww8-x

0,2/200

120

400

12

5000×8×2, масса 40 г

 

FYSH-5050uxc-12v-ww10-x

4,5/480

120

600

12

5000×10×3, масса 183 г

 

FYSH-0335uxc-66-12v-ww8-x

0,2/200

 

440

12

5000×8×2, масса 40 г

 

Примечания. l — длина волны, I — сила света, 2q0,5 — угловая расходимость излучения, Iп — прямой ток, Uп — прямое напряжение; Ф — световой поток.

Рис. 6. Светодиодная лента [11]

В таблице 4 [1] представлены основные параметры красных светодиодов для отображения (рис. 7) и подсвета визирных знаков.

Рис. 7. Красные светодиоды для отображения визирных знаков [1]

Таблица 4. Основные параметры красных светодиодов для отображения и подсвета визирных знаков фирмы НТЦ «ОПТЭЛ»

Модель

λ, нм

I, кд, при токе Iп = 20 мА

Р, мВт, при токе Iп = 10 мА

2θ0,5, град.

Uп, В

Примечание

У-336А

650

 

3

 

2,5

Для отображения визирных знаков

У-338А

 

 

У-340А

 

 

У-368А

 

 

У-346А

650 ±10

10

 

100 ±10

2,0

Для подсвета визирных знаков

У-346БФ

640 ±5

80

 

2,6

У-346Дф

590 ±3

40

 

2,6

Примечания. l — длина волны, I — сила света, 2q0,5 — угловая расходимость излучения, Iп — прямой ток, Uп — прямое напряжение; Р – мощность излучения.

Светодиодный красный излучатель кругового действия для речных навигационных огней типа У-206Б с мощностью излучения 0,5–1 Вт предназначен для использования на бакенах и буях в речных условиях. Он не требует карданной подвески и цилиндрической линзы Френеля. Обеспечивает дальность видения 3–5,5 км. Сила света составляет 8–9 (11–13) кд при токе 200 мА (300 мА) и напряжении 2,7 В.

Красные светодиоды используются также для создания створных огней с целью обозначения фарватера на реках. В таблице 5 [1] представлены основные параметры красных светодиодов для створных огней.

Таблица 5. Основные параметры красных светодиодов для створных огней фирмы НПЦ «ОПТЭЛ»

Модель

I, кд

Iп, мА

Uп, В

Расчетная дальность видения при τ = 0,84

У-118БФ

500–600

50

2,7

12–12,5

У-158БФ

600–800

50

2,7

13–14

У-164БФ

30–50

50

2,7

5,5–6

У-266Б

1400–1500

300

2,5

15–16

У-333Б

3300–3500

300

2,5

18–19

У-200БФ-1

2000–3000

500

2,7

17–18

У-158БФ-С

600–800

50

2,7

13–14

У-266Б-С

650–750

150

2,5; 2 ,7

13–14

У-266Б-СР

1400–1500

300

2,5; 2,7

15–16

У-333СР

3500–4000

300

2,5; 2,7

19–20

У-200БФ-1

2000–3000

500

2,7

17–18

Примечания. l — длина волны, I — сила света, 2q0,5 — угловая расходимость излучения, Iп — прямой ток, Uп — прямое напряжение; t — прозрачность атмосферы на дальности 1 км.

В таблице 6 [1] представлены основные параметры красных светодиодов кругового действия.

Таблица 6. Основные параметры красных светодиодов кругового действия НПЦ «ОПТЭЛ»

Модель

λ, нм

I, кд

Ф, лм

Световая отдача, лм/Вт

Iп, мА

Uп, В

У-205Бк

630

4–5

15–20

21

350

2,5

У-360Бк

630

10–13

70–80

23

350

10

Примечания. l — длина волны, I — сила света, 2q0,5 — угловая расходимость излучения, Iп — прямой ток, Uп — прямое напряжение; Ф — световой поток.

Основные параметры красных светодиодов для использования в малогабаритных встраиваемых дисплеях и индикаторах фирмы Kingbright Electronic Co., Ltd. представлены в таблице 7 [9].

Таблица 7. Основные параметры красных светодиодов для использования в дисплеях и индикаторах фирмы Kingbright Electronic

Модель

λ, нм

I, мкд

Iп, мА

Uп, В

2θ0,5, град.

Число светодиодов

Габариты дисплея (индикатора)

Примечание

L1384AD/1ID

625

12; 20

10; 20

2,6

60

1

4×9,1×6,35

Индикатор

L-1533BQ/1SRD

640

110; 400

60

5,9×13,5×5,9

L-7104EB/2ID

625

8; 20

40

2

4,32×12,22×9,65

L-7104EB/2SRD

640

110; 300

40

L-1503EB/2SRD

640

380; 700

60

6,6×15,5×17,48

SA03-11EKWA

601

44 000–154 400

10

7

10,16×19,06×10,1

Одноцифровой дисплей

SA15-1SURKWA

630

44 000–205 500

33,15×47

DA08-11SEKWA

601

44 000–197 500

35,8×25,85×14

Двухцифровой дисплей

DA08-11URKWA

630

18 000–60 600

BA04-11SEKWA

601

18 000–160 700

30,2×15,7×11

Трехцифровой дисплей

BA04-11SURKWA

630

12 000–44 900

CA25-11SEKWA

601

44 000–159 400

36×11×9

Четырехцифровой дисплей

CA25-SURKWA

630

12 000–32 000

TA12-41SEKWB

601

75 000–238 900

35

22×30×10

Матричные индикаторы

TA12-41SURKWB

630

44 000–139 300

TA23-11SEKWA

610

75 000–183 300

49

60,3×60,3×9,92

TA23-11SURKWA

630

26 000–107 300

610

TA15-11SEKWA

610

26 000–137 000

61

TA15-11SURKWA

630

TA15-11SURKWA

630

18 000

Примечания. l — длина волны, I — сила света, 2q0,5 — угловая расходимость излучения, Iп — прямой ток, Uп — прямое напряжение; Ф — световой поток.

Таким образом, в настоящее время красные светодиоды получили широкое распространение. Многообразие их видов и параметров позволяет рассчитывать на эффективное и разностороннее применение данных приборов в современной технике.

Литература
  1. Светодиоды широкого и специального применения. Каталог НПЦ «ОПТЭЛ». М., 2014. www.optelcenter.ru. /ссылка утрачена/
  2. Красные светодиоды в светодиодной рекламе. Компания ТВК «Экспострой». 2014. www.led-m.ru/krasnyy-svetodiod. /ссылка утрачена/
  3. Электронное табло «бегущая строка». www.ledpanel.su. /ссылка утрачена/
  4. Светодиодные лампы. www.svetonic.ru/site/20041/. /ссылка утрачена/
  5. Светодиоды фирмы Bright LED Electronics Corp. Тайвань, 2014 г. www.electronshik.ru/class/svetodiodi-0408021. /ссылка утрачена/
  6. Светодиоды серии ARL. Каталог фирмы Arlight, Китай, Южная Корея. 2014. www.transistor.ru/pdf/arlight/leds/round/ARL.pdf. /ссылка утрачена/
  7. Мощные красные светодиоды. www.tda2000.ru/catalog/led-led_power/72340/.
  8. LED LAMPS. Каталог фирмы Ningbo Foryard Optoelectronics Co., Ltd., Китай. 2014.
  9. Kingbright Optoelectronic Components. Каталог фирмы Kingbright Electronic Co., Ltd. Тайвань, 2014.
  10. Светодиоды. Продукция фирмы Cree Corp., США, 2014.
  11. Лента светодиодная.

Как понять, на сколько вольт рассчитан светодиод | Энергофиксик

Конечно, мы все прекрасно знаем, что главным параметром всех светодиодов является номинальный ток. Но кроме этого, так же очень важно знать, на какое напряжение рассчитан светодиод.

Хочу сразу сказать, что под аббревиатурой напряжение светодиода подразумевается разница потенциалов на p – n переходе в открытом состоянии. Этот параметр имеет справочный характер и его можно посмотреть в технической документации, где также указаны и другие параметры светодиодов.

Но зачастую у нас нет под рукой документов на светодиод, который мы нашли у себя в запасах. А вот как узнать падение напряжения в этом случае мы и поговорим в статье.

Определяем падение напряжения теоретическим способом

Итак, у вас есть светодиод, но при этом нет на него документов. Цвет, которым светится светодиод, может вам о многом рассказать, как сам корпус, форма и размеры полупроводникового прибора.

Если у светодиода корпус из прозрачного компаунда, то каким цветом он светится без его подключения загадка. Чтобы определить, а заодно и проверить исправность светодиода, нам потребуется мультиметр.

Переводим переключатель в положение прозвонка и щупами касаемся поочередно выводов диода. При этом у рабочего светодиода в прямом смещении вы увидите, что он слегка засветится.

Таким нехитрым способом вы определили цвет и исправность самого светодиода.

Почему именно важен цвет свечения? Да все просто. Светодиоды разных цветов изготавливаются из различных полупроводниковых компонентов. Именно химия полупроводника во многом определяет, какое падение напряжения будет на P-N переходе.

Но так как во время производства применяется множество химических элементов, то лишь по цвету можно определить только приблизительно на какое напряжение рассчитан тот или иной светодиод.

Если вы знаете какого цвета ваш светодиод, то вполне можно найти в интернете техническую документацию на светодиоды похожей конструкции, но обязательно одного цвета. И уже в ней посмотреть примерно какое напряжение на вашем светодиоде.

Теоретические изыскания вам смогут дать лишь приблизительные данные, но практический опыт позволит определить реальное напряжение светодиода.

Практическое определение напряжения светодиода

Для того, чтобы на практике определить напряжение кроме самого светодиода понадобится еще резистор на сопротивление 580 Ом (можно больше), регулируемый блок питания, например как у меня.

Собираем все наши детали вот по этой схеме:

Тут все очень просто: через резистор мы ограничиваем ток, а мультиметром мы контролируем прямое падение напряжения на светодиоде.

И проверка выглядит следующим образом: от регулируемого источника питания плавно (с нуля) начинаем подавать напряжение. Как только его величина подберется к порогу срабатывания, светодиод засветится.

При дальнейшем повышении напряжения яркость свечения достигнет своего номинала и показания мультиметра (в режиме вольтметра) перестанут расти. Это будет указывать на то, что p – n переход полностью открыт и дальнейшее увеличение напряжения на блоке питания будет прикладываться исключительно к резистору.

Вот эти показания на мультиметре и будут указывать на номинальное прямое напряжение светодиода.

Примечание. Если вы увидели, что на мультиметре установилось напряжение в 1,9 Вольта, но при этом светодиод не светится, то вероятнее всего перед вами инфракрасный светодиод. Чтобы убедиться в этом, возьмите телефон, включите камеру и посмотрите на тестируемый светодиод через нее. Если увидите, что в камере он светится ярко, то значит, вы тестируете именно инфракрасный светодиод.

Заключение

Вот такими нехитрыми способами можно найти напряжение светодиода. Если понравилась статья, то оцените ее лайком. Спасибо за ваше внимание!

Электрические характеристики светодиодов. Справочные характеристики светодиодов и устройство

Сейчас светодиоды используются довольно часто, причем в большинстве сфер. Они бывают совершенно разных типов и отличаются между собой многими факторами. Конкретно в данной статье речь пойдет о сверхярких светодиодах. Эта продукция несколько специфическая, имеет собственные плюсы и минусы и используется в определенных условиях. Все вопросы будут раскрыты далее в статье.

Общее описание

По названию продукции можно понять, что такие диоды являются источниками, дающими довольно яркое излучение. Они были разработаны для ситуаций, когда обычные ленты стандартного типа не способны обеспечить нужный уровень света. Характеристиками таких изделий позволяют часто использовать их в автомобилях.

Сверхяркие светодиоды — источники света, которые имеют особенные показатели и свойства работы. Для функционирования такой продукции присущи следующие нюансы: лента экономична, дает высокий уровень свечения, имеет длительный эксплуатационный срок, позволяет использовать изделие в различных условиях.

Нужно обратить внимание на то, что часто сверхяркие диоды выпускаются с напряжением, равным 12 Вольт. Все источники данного типа функционируют на одном принципе. Изделие имеет чип, который производится из полупроводникового материала. Он покрыт специальными примесями для более эффективной работы. Вкратце: принцип функционирования заключается в том, что ток переходит с анода на катод. Одновременно с этим проходит передача напряжения лишь в одном направлении.

Цвет получаемого в результате освещения и длина волн определяются за счет того, насколько широка рабочая зона, передающая сигнал составляющим. Часто используется кремний и германий, позволяющие облегчить переход.

Светодиоды разделяются на два типа: инфракрасные, ультрафиолетовые. В их перечень входят модели как с напряжением 12 Вольт, так и другим. Подложкой выступает сапфир. Кроме такой классификации, существует еще несколько. Ниже рассмотрим их более подробно.

Типы сверхярких светодиодов

На данный момент существует популярная классификация моделей. Рассмотрим то, на какие виды делятся сверхяркие диоды.

  • Cree. Изделия такого типа работают за счет особого состава, в который входят нитрид галлия и карбид кремния. Соедние их характеристик в итоге дает довольно длительный период работы самого диода. Как и все другие, этот вид потребляет немного электроэнергии (не более 12 Вольт). Зачастую, диоды используются на улице, где необходимо освещать дороги, переходы (как подземные, так и надземные), автомагистрали. Более того, их часто применяют для фонарных столбов. Чипы этих устройств оцениваются довольно дорого, так как имеют высокий уровень качества. Часто применяют такие сверхяркие светодиоды для фонариков обычного типа.
  • Epistar. Диоды этого вида характеризуются небольшими размерами. Качество устройств хорошее. Имеют длительный эксплуатационный срок. В современное время используются практически везде.
  • Smd. Также довольно распространены. Часто используются для наружной подсветки здания. Также могут применяться для подсветки различных предметов в помещении. Эти ленты характеризуются плотным свечением, поэтому и получили популярность во всем мире.

Используя любое из описанных изделий, нужно обязательно применять специальные драйвера, которые позволят подключить их к сети напряжением 220 Вольт. Это связано с низким потреблением ресурса (12 Вольт). Имеющийся драйвер сможет снизить нагрузку, чтобы изделие не сгорело.

Преимущества

За небольшое количество времени сверхяркие и другие диоды стали довольно популярными и востребованными в различных сферах. Причина же скрывается именно в преимуществах, которые сейчас рассмотрим.

  • Изделия энергоэффективные. Среди всех имеющихся источников света данный вид считается максимально экономичным. Как правило, использование диодов позволяет снизить запросы на электричество до 80 %. Светодиод сверхяркий белый потребляет больше всего по сравнению с остальными.
  • Продукт способен долго работать, не требуя особенного обслуживания или профилактического осмотра.
  • Диод не сильно избирателен, что касается температурного режима. Поэтому использовать его можно в любых условиях.
  • Если необходим источник света, который защищен от попадания влаги и способен выдерживать удары, то среди сверхярких диодов есть такие модели.
  • При работе изделие не нагревается. Единственное, за чем необходимо следить — блок питания. Именно он принимает всю нагрузку на себя и нагревается.


Недостатки

Параметры работы изделий довольно хороши и выгодны. Однако нужно учитывать, что имеются еще и недостатки. Какие?

  • Из-за того, что со временем ухудшается проводимость света, падает яркость излучения.
  • Если совершается процесс изменения мощности сигнала, то чип может сгореть. Такие ситуации происходят не сильно часто, однако вероятность поломки имеется.
  • К чересчур высокой температуре диоды все же восприимчивы. К каким именно показателям тепла — необходимо узнавать конкретно по отношению к приобретенной модели.
  • Для того чтобы диод работал, необходимо устанавливать специальный радиатор.
  • Если изделие используется в открытом пространстве, придется обеспечивать дополнительную защиту от влаги, грязи, повреждений.


Сфера использования

Сейчас сверхяркие диоды используются широко в промышленной сфере, рекламной, бытовой и в качестве подсветки на различных транспортных средствах. Касательно бытовой — речь идет о свечении LCD техники и других объектов. Также наиболее известный пример использования данного изделия — светофор. Светодиоды сверхяркие — для авто самый востребованный источник света.

Даже с имеющимися недостатками достаточно правильного монтажа, способного снизить минусы до минимума. Как понятно, используется данный продукт довольно много и часто, поэтому приходится говорить о его незаменимости. Такой диод с легкостью создаст нужный уровень света в доме или на улице. Главное, правильно подобрать модель.

Сверхяркие светодиоды — характеристики

Самой важной и определяющей характеристикой можно назвать рабочий ток. Из-за того, что диоды функционируют на постоянном получении ресурса, его превышение может привести к поломке всей конструкции. Средним значением сверхяркого изделия считается 15-20 мА. Ток одного из наиболее мощных диодов может достигать 1 А.

Сверхяркие светодиоды имеют различное напряжение. Оно, в зависимости от модели и назначения, может колебаться от 1.5 до 4 В. Как правило, именно этот показатель влияет на то, какой цвет излучения получается в результате. Например, низкое напряжение позволяет добиться инфракрасного цвета (1.5 В), тогда как наиболее высокое — белого (3.7 В).

Средняя мощность для довольно сильных диодов составляет 1 Вт, для стандартных изделий — 0.3 Вт.

Сверхяркие изделия продаются в различных цветовых решениях. В магазинах имеются янтарные, оранжевые, синие, зеленые, красные и белые модели. Последний вариант можно найти в трех различных оттенках: холодный, теплый и средний.

Особенности монтажа

Для того чтобы сверхяркие светодиоды работали долго и выдавали яркий свет постоянно, необходимо при монтаже организовать теплоотвод. Сделать это можно при помощи радиатора. Из-за того, что основание диодов, изготовленное из полупроводников, способно проводить ток, нужно позаботиться о создании электроизоляции. Основные процессы такие же, как и при монтаже обычных изделий, поэтому проблем не должно возникнуть.

Итог

Сверхяркие диодные ленты способны создать мощное освещение при минимальном затрачивании электричества. За счет этого можно решить вопрос о сильно большом расходе средств на оплату за потребляемый ресурс. На сегодняшний день сверхяркие светодиоды являются важными, незаменимыми и значительными источниками, которые с легкостью создадут нужное освещение в любых условиях.

Содержание:

Светодиодное освещение приобретает все большую популярность и постепенно вытесняет традиционные осветительные приборы. Многие виды светодиодов, выпускаемых производителями, постоянно совершенствуются, их конструкция с каждым годом становится лучше. Увеличивается мощность, корпуса становятся более оптимизированными для использования в различных областях. Огромный выбор цветов дает возможность создавать нужное освещение в разных помещениях. Современные светодиоды, благодаря характерным признакам, могут легко классифицироваться по видам, что в значительной степени облегчает их выбор для тех или иных целей.

Какие бывают светодиоды

Самые первые светодиоды применялись в качестве индикаторов и продолжают использоваться в этой сфере до сих пор. Наибольшее распространение получили индикаторные светодиоды, которые являются элементами выводного монтажа. Они имеют прямоугольную или круглую линзу и встречаются, начиная с самых простых устройств, и заканчивая сложнейшим современным оборудованием. Используются не только для индикации, но и в качестве подсветки.

Наиболее характерные представители этой группы имеют круглые выпуклые линзы, диаметр которых составляет от 3 до 10 мм. Однако незначительный ток этих светодиодов не дает возможности получить большое количество света, делая их использование в качестве осветительных приборов нецелесообразным. Больше всего они подходят для таких приборов, как бегущая строка и световое табло. Они требуют незначительного тока и напряжения и почти не нагреваются.

Индикаторные светодиоды могут быть белыми или цветными в соответствии со стандартным цветовым спектром. Некоторые конструкции выпускаются в многоцветном варианте. В этом случае одна линза оборудуется тремя переходами, а нижняя часть — четырьмя выводами. Такие элементы получаются более функциональными, что дает возможность создания цветных светодиодных табло.

С развитием технологий, в выводном монтаже стали использоваться более современные яркие светодиоды. Сила света этих элементов значительно выше, чем у индикаторных светодиодов, поэтому они стали широко применяться для карманных фонариков.


Поверхностный монтаж на печатную плату все чаще выполняется с помощью светодиодов, совместивших индикаторные и осветительные функции. Известные под маркой SMD — Surface Mounted Device. Они заключены в корпуса со стандартной размерной линейкой. По мощности их можно сравнить с индикаторными светодиодами. Большое количество таких светодиодов может быть смонтировано на небольшой площади печатной платы. За счет этого удается получить светодиодные лампы, и панели практически любых размеров.

Отдельно стоит отметить группу сверхъярких светодиодов, широко используемых в наружной рекламе и тюнинге автомобилей. Они известны под названием «Пиранья», имеют прямоугольную форму и улучшенные рассеивающие свойства. Четыре вывода позволяют жестко закрепить элемент на плате или другой плоскости. Основные цвета — белый, красный, зеленый и синий, размеры составляют 3-7,7 мм.


В настоящее время светодиоды наиболее широко используются в помещений. Они представлены модельным рядом СОВ, что означает Ghip On Board. Данные источники света могут быть теплыми и холодными, белыми, желтыми и других оттенков. По цвету они похожи на обычные лампы накаливания, лампы дневного света и даже на естественный солнечный свет. Эти параметры напрямую зависят от характеристик полупроводников и нанесенного люминофора. Для нанесения покрытия используются в основном синие светодиоды, что дает возможность получения красного, зеленого, желтого и другого цвета. Световые качества максимально приближены к люминесцентному освещению.

Конструктивно светодиоды СОВ состоят из множества кристаллических полупроводников, смонтированных на общую подложку и покрытых люминофором. Таким образом, удается достичь высокой яркости за счет суммарного светового потока, создаваемого несколькими источниками света, расположенными очень плотно между собой. В случае необходимости такие светодиоды могут применяться как индикаторы.

В процессе эксплуатации данным элементам обязательно необходим отвод тепла, а устройства повышенной и высокой мощностью оборудуются радиаторами. В противном случае под влиянием тепла светодиодные кристаллы будут разрушаться. Если они окажутся частично разрушенными, потребуется замена всей подложки. Поэтому рекомендуется заранее позаботиться об охлаждении.


Сегодня все более популярными становятся источники света Filament, светодиоды у которых напоминают обычную нить накаливания. Световые свойства этого вида светодиодов заметно превосходят любые модели СОВ. Это достигается за счет большого количества кристаллов, смонтированных на стеклянную подложку. Далее вся конструкция заливается флуоресцентным составом. Данная технология получила название Chip On Glass, что означает чип на стекле.

Величина видимого телесного угла составляет 3600, поэтому световая отдача выше, чем у плоских матриц. Светодиодная лампа на 6 Вт по световому излучению равна обычной лампе накаливания на 60 Вт.

Параметры светодиодов

Одной из основных характеристик светодиодов является рабочий ток. Дело в том, что данные элементы могут работать лишь при определенной силе тока, обеспечивающей нормальную работоспособность. Поэтому даже незначительное превышение установленной величины тока, быстро приведет к выходу из строя светодиода — он просто перегорит.


Рабочий ток отличается у каждого типа источника света. Более мощным элементам требуется соответствующий более высокий ток. Для регулировки необходимой величины тока в каждой светодиодной лампе и светильнике установлены специальные драйвера. Если же светодиод подключается отдельно, необходимо знание его технических характеристик для ограничения тока с помощью нужного драйвера, конденсатора или резистора.

Не менее важным параметром светодиодов является рабочее напряжение. Его величина зависит от самих полупроводников и других материалов, применяемых при изготовлении. Таким образом, светодиоды с разными цветами отличаются различным рабочим напряжением. То есть, значение рабочего напряжения можно установить по цвету того или иного светодиода.

В большинстве случаев питание светильников и светодиодных лент осуществляется с помощью драйверов, с выходным постоянным током 12 В. То есть, в последовательной цепи может быть только 4 светодиода с рабочим напряжением 3 В. Если включить дополнительно пятый светодиод, такая цепь не будет работать. Данная характеристика называется также падением напряжения, составляющим в данном случае 3 вольта.

Нельзя забывать и о таком параметре, как мощность светодиода. На ее показатели оказывают влияние две предыдущие характеристики — рабочий ток и падение напряжения. Большой ток для мощных светодиодов должен совмещаться с качественной системой охлаждения. Для этого используются алюминиевые и медные радиаторы, а также вентиляторы-кулеры принудительного обдува.


Мощность любого светодиода определяется путем умножения значения напряжения на силу тока. При расчетах светодиодной сборки учитываются все используемые элементы. Например, общая мощность светодиода, включающего 100 кристаллов по 1 ватту, будет составлять 100 Вт.

Испускаемый осветительными светодиодами, отличается более высокой мощностью по сравнению с другими источниками — лампами накаливания, люминесцентными и другими светильниками с такой же, или более высокой мощностью. Следовательно, у них и более высокая световая отдача на каждый ватт мощности того или иного светодиода. Тем не менее, эти превосходные качества будут заметно отличаться, в зависимости от типа и качества изготовления конкретного элемента.

Немаловажное значение имеет угол рассеивания. У светодиодов он меньше, чем у других светильников. Для его расширения применяются специальные рассеивающие линзы. При необходимости создания узкого угла рассеивания используются собирательные линзы, сужающие световой луч. Яркость светодиодного пучка света будет неравномерной в границах угла рассеивания. Яркое свечение в центре постепенно снижается с приближением светового потока к краям этого угла.

Классификация

Для того чтобы не растеряться среди многообразия видов и типов светодиодов, нужен единый стандарт, в соответствии с которым все излучающие диоды можно разделить на группы по тем или иным параметрам. Но как оказалось, такого стандарта не существует, и каждый производитель светодиодов классифицирует продукцию по своему усмотрению. Причина такого подхода очевидна. Оптоэлектроника стремительно развивается, появляются все новые модели светодиодов, сделанные по более совершенным технологиям.

К сожалению, перечислить сначала основные, а затем второстепенные характеристики также не получится. Такое деление весьма субъективно. Поэтому придется приступить к детальному рассмотрению вопроса, чтобы читатель наглядно смог ознакомиться со всеми наиболее распространенными видами и типами светоизлучающих диодов.

Цветовая гамма

Нынешние технологии позволяют получить кристалл светодиода с любым цветом излучения в видимом диапазоне. Для этого используют химические соединения полупроводниковых материалов: индия и галлия с разными элементами. С целью унификации, кроме цвета, на упаковке с изделием указывают ещё одну характеристику: длину волны излучения. Она помогает максимально точно идентифицировать оттенок. Например, к светодиоду с зелёным свечением можно отнести любой светоизлучающий кристалл с длиной волны от 500 до 570 нм. При этом экземпляр с λ=500-520 нм будет иметь цвет морской волны, а с λ более 550нм — салатный оттенок. Промежуточные цвета получают методом близкого расположения трёх кристаллов: синего, красного и зеленого с последующим управлением мощностью их свечения. Это так называемые RGB-светодиоды. Существуют также двуцветные виды, используемые в основном в индикаторной подсветке.

Отдельным абзацем следует упомянуть о белых типах светодиодов. Они имеют широкий спектр излучения и формируются, как правило, на базе ультрафиолетового светодиода, покрытого люминофором. Они имеют свою градацию по оттенкам (теплый, нейтральный, холодный), что выражается в виде такого параметра как .

УФ и ИК излучающие диоды хотя и не работают в видимом спектре, но своей практической пользой также заслуживают место в перечне разновидностей светодиодов.

Мощность

В зависимости от назначения мощность потребления может составлять от единиц мВт до десятков Вт. Первые, самые маленькие типы светодиодов – это бескорпусные кристаллы. Их используют для создания COB-матриц с применением последних технологий. Ко второму типу условно можно отнести изделия мощностью от 60 мВт до 1 Вт (ультраяркие в прозрачном корпусе, smd 3528 и их производные). В третью группу войдут светодиоды с мощностью рассеивания более 1 Вт, требующие применения дополнительной системы охлаждения. Самыми мощными принято считать COB-матрицы. Один такой модуль размером 35х35 мм способен рассеивать до 160 Вт.

Сила света

Данная характеристика напрямую связана с такими параметрами как мощность, угол свечения и технологией производства. Чем меньше угол, тем больше яркость в точке измерения. Сверхъяркие виды светодиодов с углом рассеивания 110° имеют силу света около 1000 мкд, а с углом 15° – силу света 35000 мкд.

В американской корпорации каждое поколение мощных белых светодиодов заносят в отдельную группу (S5, T6, U3…).Таким образом, производитель старается выделить каждый новый тип светодиода, имеющий повышенную светоотдачу при прежней мощности потребления.

Стоит отметить, что устаревшие диффузные светодиоды типа АЛ307 с силой света 0,4-6 мкд перестали быть востребованы и практически вытеснены сверхъяркими аналогами со светоотдачей в тысячи раз больше.

Падение напряжения

Падение напряжения однокристальных светодиодов определяется их мощностью и цветом излучения и имеет фиксированные рамки. Например, в характеристике белого излучающего диода может быть указано падение напряжения от 3,3 до 3,6В.

Наращивание тока через кристалл с целью увеличения яркости не могло продолжаться бесконечно. В итоге компании наладили выпуск многокристальных светодиодов, которые рассчитаны на напряжение 9, 12, 18, 24, 48, 72 вольт. Ярким представителем этого семейства является COB-матрицы белого свечения.

Нельзя не вспомнить о филаментах, которые питаются постоянным напряжением около 70В. Эти специфические стержни используются в лампах с имитацией нити накала.

Исполнение и назначение

Если вдаваться в детали, то этот раздел станет очень обширным. Ведь каждый производитель выпускает сотни видов светодиодов, отличающихся геометрическими размерами, чтобы удовлетворить нужды потребителей. И всё же существуют признаки, по которым можно их упорядочить.

Перечислим основные типы светодиодов:

  1. Слаботочные:
    а) сверхъяркие двухвыводные в круглом прозрачном корпусе 3, 5, 10 мм. Применяют в качестве индикаторов, в рекламно-информационных модулях, светофорах;
    б) smd светодиоды прямоугольной или квадратной формы размером до 3х3,5 мм. Наиболее часто используются в построении бегущих строк и систем индикации.
  2. Мощные smd:

    а) собраны на одном кристалле без линзы и применяются в светодиодных лампах и лентах широкого потребления;
    б) собраны на нескольких кристаллах с общей линзой и позиционируются для промышленного и декоративного освещения.

  3. COB-модули белого свечения могут достигать размера 38х38 мм в квадратном исполнении и 50х6 мм в форме линеек. Они востребованы в конструировании прожекторов и фонарей уличного освещения.
  4. Filament. Выполнен в виде стержня длиной около 30 мм с множеством кристаллов на поверхности. Возможности филаментных светильников только раскрываются. Пока они применяются для создания на 220В.
  5. OLED. Тонкопленочные органические светодиоды для построения дисплеев.
  6. Излучающие диоды в ИК и УФ-диапазоне. Их выпускают как в корпусе с выводами, так и в smd исполнении. Среди товаров широкого потребления их можно увидеть в пультах ДУ и лампах для сушки ногтей.

В заключение стоит отметить, что приведенная классификация не является полной и может быть ещё дополнена подвидами и группами. то же самое касается постоянно расширяющейся сферы применения. Но общая концепция, которую выдвигают лидеры в производстве оптоэлектроники Nichia, Cree и Philips в данной статье описана максимально подробно.

Читайте так же

Светодиодное освещение является на сегодняшний день наиболее эффективным, и в этом контексте вовсе не удивительно, что год за годом светодиоды претерпевают определенную эволюцию. Их мощность становится все больше, корпуса оптимизируются под те или иные цели, не говоря уже о цвете излучаемого света.

Цвет может быть практически любым, достаточно производителю подобрать соответствующий состав полупроводника и легирующих примесей, чтобы ширина запрещенной зоны для рекомбинирования электронов и дырок дала бы необходимый цвет.

Телесный угол рассеивания — до 140 градусов для прямоугольной линзы, и до 130 градусов — для линзы круглой. Яркость свечения индикаторного светодиода — от 100 до 1000 милликанделл в среднем.

Яркие светодиоды выводного монтажа


За индикаторными светодиодами появились яркие светодиоды с круглыми линзами до 10 мм диаметром, которые стали уже широко применять в карманных фонариках. При потреблении до 30 мА при 2 — 4 вольтах питания, сила их света достигает 5000 милликанделл.

Эта разновидность индикаторных светодиодов, предназначенная специально для поверхностного монтажа на печатную плату. Такие светодиоды выпускаются , размером от 0603 до 7060, причем наиболее распространены размеры от 1608 до 3528. Видимый телесный угол — от 20 до 140 градусов, а средняя яркость 300 — 400 милликанделл.


Их мощностные характеристики сходны с индикаторными светодиодами выводного монтажа. Тем не менее, светодиоды поверхностного монтажа можно монтировать на плату в больших количествах на малой площади, и таким путем получить светодиодную лампу или световую панель любого размера. — также набор SMD-светодиодов на подложке.


Особая группа светодиодов, широко применяемых в рекламной промышленности и в автотюнинге — сверхъяркие светодиоды «Пиранья» прямоугольной формы. Светодиоды отличаются особой формой основания, и улучшенными рассеивающими свойствами. Они удобно и жестко крепятся четырьмя выводами на печатную плату или на другое плоское основание.

Цвета: белый, красный, зеленый и синий. Размеры — от 3 до 7,7 мм. Благодаря подложке большей площади и высокой теплопроводности, ток через светодиод может доходить до 50 мА при напряжении до 4,5 вольт. Угол рассеяния достигает 120 и более градусов.

Светодиодное освещение — самая широкая на сегодня область применения светодиодов. Излучение может быть теплым и холодным, белым, желтым или любого другого оттенка, близким по цвету к лампам дневного света, к лампам накаливания, или даже к солнечному свету, в зависимости от , и главным образом, на стадии производства, — от состава полупроводника и люминофора.

Наиболее распространенный способ изготовления осветительных светодиодов — нанесение люминофора на синий светодиод. В результате свет излучаемый светодиодом получается желтым, зеленым, красным и т. д. Свет приближен по свойству к люминесцентному.

Светодиоды COB — это множество полупроводниковых кристаллов, установленных на одной подложке, и залитые люминофором. Как и в случае с монтажом нескольких SMD светодиодов на плате, здесь получается похожий результат — большая яркость благодаря суммарному световому потоку от нескольких маленьких источников света. Но источники (кристаллы) расположены на подложке плотнее, поэтому и световой поток получается больше, чем при монтаже SMD на плате.

COB-светодиоды конечно пригодны и в качестве индикаторов. Светотехническое оборудование, в свою очередь, стало с COB-светодиодами значительно дешевле, не только в силу автоматизации процесса изготовления, но и благодаря более экономичному нанесению материалов.

Важно, однако, всегда помнить, что такому светодиоду требуется обеспечить обязательный отвод тепла, а мощным и очень мощным (от 3 до 100 Ватт) требуется радиатор, иначе произойдет быстрое тепловое разрушение кристаллов.

Отремонтировать такую COB матрицу невозможно, и если испортится часть кристаллов, то придется менять всю подложку целиком на новую, поэтому лучше сразу создать ей приемлемые условия в плане охлаждения.

Параметры питания, как правило — от 3 до 35 вольт, в зависимости от конкретной модели, и ток — от 100 мА до 2,5 А и даже более.

Этот тип светодиодов обладает еще лучшими световыми свойствами, чем COB. На стеклянную подложку монтируется множество кристаллов, затем они заливаются флуоресцентным составом. Технология называется Chip On Glass — чип на стекле.

Видимый телесный угол получается 360 градусов, и световая отдача именно поэтому превосходит матрицы с плоскими подложками. Одна 6 ваттная лампа на базе filament-светодиодов по количеству излучаемого света соответствует 60 ваттной лампе накаливания.

Вообще все представленные на рынке светодиоды невозможно четко и более точно классифицировать, ведь идет процесс эволюции полупроводниковых источников света, и одни являются разновидностью других. Светодиодные ленты по сути — SMD светодиоды на подложке, а светодиодные индикаторы — набор индикаторных светодиодов. Поэтому наш краткий обзор наиболее выразительных позиций закончен.

В последние годы об энергосберегающих светодиодных технологиях говорят очень много. Говорят о важности их повсеместного внедрения, об экономии затрат на электричество, об отличных световых характеристиках светодиодов и многом другом. Однако, никто не говорит о том, какие бывают светодиоды, и как их применять.

Всё дело в том, что мир светодиодов уже настолько большой, что неподготовленный человек часто испытывает трудности, пытаясь разобраться в особенностях различных светодиодов. Для того, чтобы прояснить ситуацию, мы попытаемся подробно описать все существующие на рынке светодиоды и их функциональное отличие друг от друга.

Светодиоды можно разделить по следующим параметрам:

    по типу применения;

    по технологии изготовления;

    по размеру и форме;

    по цвету свечения;

    по мощности светодиода;

Теперь давайте остановимся на каждом параметре в отдельности.

По типу применения

Существует два основных типа применения светодиодов: для нужд индикации («индикаторные светодиоды”) и для нужд освещения («осветительные светодиоды»).

Как пример индикаторных светодиодов можно привести светодиодные ленты или гирлянды, разработанные для украшения или создания настроения в интерьере. Также индикаторные светодиоды можно увидеть в габаритных огнях автомобилей, светодиодных светофорах, индикаторном освещении и в прочих местах, где нет необходимости применять мощные, осветительные светодиоды. В целом, индикаторными светодиодами выступают маломощные светодиоды, цель которых светиться в тёмное время суток и быть заметными.

Осветительные, мощные и сверхмощные светодиоды применяются в профессиональном оборудовании для ночного освещения различных объектов: , промышленные светильники и проч. Также осветительные светодиоды широко используются в , и . Такие светодиоды могут различаться по мощности и по цвету свечения в зависимости от целей их использования.

По технологии изготовления

По технологии изготовления различают органические светодиоды (OLED), лазерные светодиоды и стандартные RGB светодиоды.

Органический светодиод (от англ. Organic Light-Emitting Diode (OLED) — полупроводниковый прибор, изготовленный из органических соединений, которые эффективно излучают свет при прохождении электрического тока. Основное применение технология OLED находит при создании устройств отображения информации (дисплеев). Предполагается, что производство таких дисплеев будет гораздо дешевле, нежели производство жидкокристаллических дисплеев.

Потребность в преимущественных параметрах, демонстрируемых органическими дисплеями, с каждым годом растёт. Однако на данный момент производятся только индикаторные OLED светодиоды. Их мощность очень мала, чтобы использовать их для полноценного ночного освещения. Возможно, в скором времени человечество увидит расцвет данной технологии.

Лазерные диоды — это лазер, в котором активной средой является электронно-дырочный газ, а рабочей областью — полупроводниковый p-n переход, аналогичный p-n переходу обычного светодиода. Лазерные диоды — важные электронные компоненты. Они находят широкое применение как управляемые источники света в оптоволоконных линиях связи. Также они используются в различном измерительном оборудовании, например лазерных дальномерах. Другое распространённое применение — считывание штрих-кодов. Лазеры с видимым излучением, обычно красные и иногда зелёные — в лазерных указках. Инфракрасные и красные лазеры — в проигрывателях CD- и DVD-дисков. Синие лазеры — в выходящих в настоящее время на рынок устройствах HD DVD и Blue-Ray. Исследуются возможности применения полупроводниковых лазеров в быстрых и недорогих устройствах для спектроскопии.

До 1990-x производители светодиодов могли выпускать только красные, жёлтые и зелёные диоды. Благодаря синим светодиодам современные светодиодные светильники светят так ярко. Однако только комбинация синего, зелёного и красного способна давать цвет, визуально воспринимаемый человеческим глазом как чистый белый, а также многие оттенки цветовой гаммы. Поэтому до изобретения синего светодиода говорить о полноцветном светодиодном светильнике не приходилось.

Первый синий светодиод был создан ещё в 1971 в компании RCA Laboratories. Его разработал Жак Панков (Яков Исаевич Панчечников), изобретатель светодиодов на нитриде галлия. Однако технология производства была чрезмерно затратной (плёнка нитрида галлия на сапфировой подложке).

Революция в наружных светодиодных экранах и электронных табло совершилась в 1990 году, когда японский изобретатель Судзи Накамура, работавший в то время на японскую корпорацию Nichia Chemical Industries, изобрёл дешёвый синий светодиод.

К 1993 году компании Nichia, первой в мире, удалось начать индустриальный выпуск синих светодиодов. К 2002 году доля производства синих светодиодов у компании возросла до 60 процентов от общего объёма производства. На сегодняшний день кроме компании Nichia крупнейшими производителями светодиодов являются фирмы CREE (США) и SAMSUNG (Южная Корея).

По размеру и форме

Светодиоды отличаются размером и геометрической формой. Наиболее популярными являются светодиоды в цилиндрическом корпусе, а также квадратной и прямоугольной формы. Размеры светодиодов не регламентируются, поэтому различные производители выпускают светодиоды различных размеров, в среднем от 2 мм до 10 мм в диаметре. Также светодиоды различаются количеством светоизлучающих кристаллов. Как правило, в корпусе светодиода находится один кристалл. Однако, иногда, в зависимости от технологии производства, производители располагают нескольких кристаллов на одной подложке. Такая конструкция называется светодиодным кластером.

По цвету излучения

Светодиоды различаются цветом излучения. Цвет зависит от длины волны излучения светодиода. Наиболее распространенные цвета это, конечно, красный, синий, зелёный и белый.

По мощности светодиода

Светодиоды отличаются яркостью и мощностью. Как правило, чем мощнее светодиод, тем ярче он светит, но и потребляет больше электроэнергии. Однако, энергопотребление даже сверхъяркого светодиода намного меньше, чем сходной по яркости энергосберегающей лампы. Таким образом, при покупке светодиодного светильника не стоит ориентироваться на его мощность. Лучше обращать внимание на отношение производимой силы света (измеряется в люменах, Лм) на 1 Ватт потребляемой электроэнергии. Хорошим показателем считается 100 лм/Вт и выше. Теоретический предел светодиода — 500 Лм/Вт, хотя на данный момент удалось добиться только 250 Лм/Вт и только в лабораторных условиях.

Заключение

В целом, выбор светодиода, как и выбор светодиодного светильника не так сложен. Однако, если после прочтения данной статьи у Вас ещё остались вопросы по поводу светодиодного оборудования, то мы с радостью поможем выбрать светильник, который подойдет именно Вам!

Характеристики светодиодов и все, что о них нужно знать

Несмотря на существующее многообразие светодиодов, отличающихся формой и назначением, все они созданы из полупроводникового кристалла и имеют общий принцип действия. Значит, их работа основана на одних и тех же технических характеристиках, среди которых выделяют входные и выходные параметры светодиодов.

Входные параметры

Технические характеристики светодиодов, которые оказывают влияние на его работу, условно называют входными. Речь идёт о прямом (обратном) токе и напряжении и их графической зависимости.

Прямой ток

Техническим параметром №1 любого светодиода является ток, протекающий в прямом направлении через p-n-переход. Номинальный (рабочий) ток – это ток, при котором производитель гарантирует заявленную яркость в течение всего срока эксплуатации. Также указывается максимальный ток, превышение которого ведёт к электрическому пробою. Для некоторых модификаций номинальный прямой ток теоретически равен максимальному. В таких случаях рекомендуется эксплуатировать светодиод на 90-95% от номинального значения. Величина рабочего тока во многом зависит от размера кристалла и режима работы. Например, ток органического светодиода, используемого для формирования OLED матриц, не превышает нескольких микроампер. И, наоборот, кристалл мощностью 1 вт потребляет около 0,35 А.

Падение напряжения

Под этим параметром принято понимать прямое падение напряжения при протекании через p-n‑переход номинального тока. Его значение зависит от химического состава полупроводника (цвета свечения). Наименьшим прямым напряжением обладают инфракрасные диоды (около 1,9В), а наибольшим ультрафиолетовые (от 3,1 до 4,4В). Зачастую в паспорте указывают диапазон возможных значений.

Обратное напряжение

Под максимальным обратным напряжением понимают напряжение обратной полярности, прикладываемое к p-n-переходу, при превышении которого происходит электрический пробой и, как следствие, выход из строя полупроводникового прибора. Для превалирующей части светодиодов его значение составляет 5В. Среди излучающих диодов ИК-диапазона немало приборов с допустимым обратным напряжением 1 или 2 вольта.

Мощность рассеивания

Мощность, рассеиваемая корпусом, определяется как произведение максимального тока и прямого напряжения и указывает на наибольшее количество энергии, которую способен эффективно рассеивать светодиод в течение длительного времени. При превышении паспортного значения в кристалле полупроводника возникает электрический или тепловой пробой.

ВАХ

Вольтамперная характеристика светодиода представляет собой графическую зависимость прямого тока от прикладываемого прямого напряжения. С помощью этого технического параметра можно легко узнать падение напряжения на светодиоде при задании тока определённой величины без проведения лабораторных исследований. ВАХ помогает произвести теоретические расчёты будущей электрической цепи.

Выходные параметры

Под выходными параметрами подразумевают характеристики светодиодов, измеренные при определённых условиях. Замер выходных параметров производят на номинальном токе и температуре окружающей среды, равной 25°C.

Световой поток и сила света

Оптические характеристики светодиода выражают в виде светового потока и силы света. Световой поток (лм) – это количество световой энергии (видимый свет), излучаемой кристаллом и переносимой на поверхность за единицу времени. Для слаботочных светодиодов с рассеивающей линзой обычно указывают силу света (кд). Её физический смысл состоит в отношении светового потока к углу, внутри которого распространяется излучение. Другими словами, сила света – это интенсивность светового потока в некотором направлении. Отсюда следует, что светодиод с меньшим углом излучения обладает большей силой света при одинаковом световом потоке. Современные 5 мм светодиоды высокой яркости способны выдавать до 15 кд.

Угол излучения

В разных источниках можно встретить названия: «видимый угол», «угол рассеивания». С физической точки зрения его правильно называть «Двойной угол половинной яркости» и обозначать – «2Q1/2». Двойной угол половинной яркости присущ только приборам, которые имеют фокусирующую линзу, и зависит от формы корпуса. Он может иметь значения в пределах 15-140°. Белые светодиоды, предназначенные для smt монтажа, и матрицы на их основе характеризуются широким углом излучения – 115-140°.

Цвет излучения и длина волны

В зависимости от типа полупроводникового материала светодиод излучает свет в определённом волновом диапазоне. Например, зелёному цвету соответствует диапазон длин от 500 до 570 нм. При этом прибор с λ=500-520 нм имеет салатный оттенок, а с λ=550-570 нм – бирюзовый оттенок. Белый светодиод излучает в ультрафиолетовом или в широком спектре с дальнейшим выделением белого света с помощью люминофора. ИК и УФ диоды работают в невидимой зоне спектра. Поэтому в их маркировке указывается рабочая длина волны.

Цветовая температура

Этот параметр присущ исключительно белым светодиодам. Цветовая температура указывает на оттенок, который получают предметы, освещаемые в данном свете. Условно весь белый свет разделяют на тёплый, нейтральный и холодный и измеряют его в градусах Кельвина. Свет от светодиодов с одинаковой цветовой температурой может восприниматься по-разному, что объясняется их различным коэффициентом цветопередачи. Более подробно об этом написано здесь.

Световая отдача

Этот параметр показывает, какое количество светового потока излучает светодиод на единицу потреблённой мощности и измеряется в лм/Вт. Светоотдача является своеобразным коэффициентом полезного действия светодиода. По этому показателю мощные светодиоды уже превзошли газоразрядные лампы, перешагнув рубеж в 150 лм/Вт. Серийно выпускаемые светодиоды имеют светоотдачу около 100 лм/Вт. Световая отдача светодиодных ламп на 220В в 5-7 раз больше, чем у ламп накаливания.

Инерционность

Такое понятие как «инерционность» часто отсутствует в datasheet на светодиоды. Общепринято считать, что они мгновенно включаются и отключаются, т.е. являются безынерционными. На самом деле задержка при переключении может достигать нескольких нс. Для отечественных ИК излучающих диодов инерционность указывают в виде времени нарастания и спада излучающего импульса. Эти временные интервалы колеблются в пределах единиц-сотен наносекунд и оказывают влияние на работу в высокочастотном импульсном режиме.

Дополнительные характеристики

Кроме основных технических параметров, при проектировании светодиодных светильников нужно учитывать ещё несколько дополнительных факторов, таких как влияние температуры и различных коэффициентов.

Температурная зависимость

Продолжительная и стабильная работа излучающего диода во многом зависит от эффективного отвода тепла от кристалла. В связи с этим у мощных светодиодов должно быть низкое тепловое сопротивление перехода кристалл-подложка. Например, SMD 5730 и SMD 3014 имеют всего 4°C/Вт, что является достижением современных технологий.

Также нормируются:

  • максимальная температура p-n-перехода (температура кристалла), которая для SMD приборов может достигать 130°C;
  • температурный диапазон, при котором допускается эксплуатация;
  • температурный диапазон, при котором можно хранить полупроводниковый прибор;
  • температурно-временной график пайки SMD светодиодов.

Биновка

Светодиодный бин представляет собой неделимую область на диаграмме цветности, условно выраженную в цифробуквенном коде. Необходимость биновки белых светодиодов вызвана погрешностью, допускаемой в процессе их изготовления. Бин-код позволяет максимально точно указать оттенок белого света приборов, имеющих одинаковую цветовую температуру и коэффициент цветопередачи. Данный параметр учитывают производители светильников высокого качества.

За счет чего светодиоды меняют цвет?

Почему светодиоды, при изменении напряжения, меняют цвет?

Чтобы разобраться, за счет чего, в результате каких факторов внешнего и внутреннего воздействия, светодиоды меняют цвет, необходимо разобраться с общим устройством этого полупроводникового прибора. Оказывается, что изменение цветового спектра при свечении светодиода, независимо от типа и конструкции, происходит в результате изменения параметров напряжения. Оказывается, что под таким воздействием даже самый обыкновенный светодиод (например, оранжевый) изменит цвет по мере увеличения напряжения в сети. Сначала это будет желтый, затем светло-зеленый тон, а далее диод попросту перегорит.

Общий принцип явления

Внутреннее устройство любого полупроводникового диода (и светодиода, в том числе) – это два полупроводника, которые имеют разный уровень проводимости. В первом, электрический ток проходит за счет известного физического явления, обеспечивающего перемещение так называемых «свободных» электронов, а во втором – благодаря перемещению «дырок». Это места, где отсутствуют сами электроны.

На участке цепи, где обеспечено последовательное или параллельное соединение полупроводников, постоянно протекает процесс, называющийся рекомбинация. Электрон занимает положение «дырки», в результате, атом становится нейтральным. И вот в этот самый момент фиксируется излучение фотонов.

Эта излучаемая энергия, это не что иное, как цвет. Он может изменяться с учетом влияния следующих основных факторов:

  1. Тип полупроводника, из которого светодиоды сделаны.
  2. Какой вид примесей используется в месте контакта полупроводников.
  3. Размер запретной зоны по ширине, место, где протекает процесс рекомбинации.
  4. Параметры, величины, влияющие на проявление силы тока на данном участке электрической цепи.

Проще всего воздействовать на светодиод, добиваясь изменения цвета, регулируя величину электрического тока. Добиваются этого путем перемены параметров напряжения. В соответствии с законом Ома увеличение напряжения в цепи приводит к пропорциональному увеличению силы тока. Соответственно, в этот момент энергия фотона будет увеличиваться. Результатом будет перемещение цвета по направлению к холодной, синей части спектра.

Основные принципы формирования цвета с использованием светодиодов

Полезно будет вспомнить, что любой цвет и оттенок, формируется за счет трех основных цветов:

  1. Красный.
  2. Зеленый.
  3. Синий.

Комбинируя параметры этих трех цветов можно легко получать практически любые оттенки. Главное – правильно подбирать пропорции.

Исходя из этого параметра, чтобы любой световой прибор имел возможность менять цвета и оттенки, он должен иметь не менее трех источников света. Фактически, так оно и есть. Любой RGB-светодиод, это не что иное, как три излучающих кристалла, заключенных в едином корпусе.

Управление и контроль работы такого светодиода осуществляется за счет использования контроллера. Каждый светодиод, меняющий цвет, оснащен таким контроллером. Это устройство управляет каждым отдельным цветом.

Характерные особенности световых эффектов

Выясняя, как за счет рекомбинации дырок и электронов появляется неодинаковое излучение света, в результате чего светодиоды меняют цвет. Это излучение специалисты характеризуют параметрами квантового выхода. Эта величина получается в результате формирования определенного количества выделенных световых фантов.

  • Внутренний. Находится внутри полупроводникового перехода.
  • Внешний. Его место – непосредственно конструкция самого светодиода.

В первом случае теоретически можно обеспечить квантовый выход в параметрах, близких к 100% показателям. Но при одном условии – потребуется создавать экстремально высокие (для данного диода) токи и обеспечить эффективный отвод тепла.

Второй уровень предусматривает рассеивание части света внутри самого источника. Это свечение в основном поглощается элементами конструкции осветительного устройства, в результате снижается общая эффективность излучения.

RGBW светодиоды

Мы уже отмечали, что для формирования идеально белого цвета, необходимо обеспечить эффективную работу каждого RGB-светодиода, для чего максимально точно отбалансировать яркость свечения по каждому отдельному кристаллу. На практике это сделать достаточно сложно, поэтому, чтобы решить задачу кратчайшим путем, следует дополнить устройство диода кристаллом четвертого свечения. То есть, к красному, синему и зеленому кристаллам, являющимися обязательными компонентами современного диода, добавляется еще один кристалл – белый.

Подведем итог

Очевидно, что в конструкции современного светодиода имеются элементы, позволяющие при определенных условиях менять цвет. Основная причина этого – поведение контроллера, который под воздействием меняющегося напряжения передает соответствующие команды на RGB-светодиод.

Цветовые характеристики светодиодов — Цветовая температура

Сегодня на рынке освещения представлено множество различных светодиодов. Разнообразные характеристики светодиодов включают, помимо прочего, цвет света или длину волны излучения, а также интенсивность света.

Эти цветовые характеристики являются результатом множества факторов, влияющих на производственный процесс. Такие факторы, как состав полупроводника, используемая технология изготовления и герметизация, также важны для определения внешнего вида светодиода.

Понимание цветов светодиодов

Цвет является фундаментальной характеристикой светоизлучающих диодов (СИД). Первоначально для этих светильников было доступно ограниченное количество цветов. Вы могли найти только красные светодиоды.

Однако по мере развития технологий материалы и цвета светодиодов значительно улучшились.

Цветовые характеристики светодиодов: цветовая температура

Одним из важных аспектов цветового восприятия является цветовая температура, которая показывает, насколько холодным/голубоватым или теплым/желтоватым кажется белый свет.Коррелированная цветовая температура CCT (сокращенно CCT) на самом деле представляет собой метрику, коррелирующую внешний вид источника света с предварительно нагретым теоретическим внешним видом темного/черного тела. Когда тело черного цвета нагревается, оно становится красным, оранжевым, белым и, наконец, синим. Значение CCT источника света, выраженное в градусах Кельвина (К), представляет собой температуру, при которой горячее черное тело точно соответствует цвету исследуемого источника света. Он символизирует цвет излучаемого света, а не освещенных объектов.

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧТОБЫ УЗНАТЬ О ЦВЕТОВОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ

Что такое индекс цветопередачи (CRI)?

Metrics Представление цветов имеет множество различных форм, включая системы на основе эталонов, системы на основе гаммы и системы, построенные на сложных моделях цветового представления.

CRI относится к показателю точности (насколько «истинен» определенный источник света по отношению к эталонному источнику), но он не решает проблему цветовой привлекательности и различения.

УЗНАТЬ ОБ ИНДЕКСЕ ЦВЕТОВОДЕРЖАНИЯ

Цветность и цвета светодиодов

Цветность относится к объективной интерпретации качества цвета независимо от его яркости. Он состоит из двух отдельных параметров, часто описываемых как цветность (s) и оттенок (h). Для указанного CCT источник света с положительным значением Duv имеет цветность, которая падает выше геометрического места черного тела (выглядит слегка зеленоватым), в то время как источник с отрицательным значением Duv имеет цветность, которая падает ниже геометрического места черного тела (выглядит слегка зеленоватым). слегка розоватый).

Влияние падения напряжения на светодиодах

Падение напряжения на светодиодах часто составляет от 2 до 4 вольт. Фактическое напряжение, возникающее на двух клеммах, сильно зависит от типа используемых светодиодов/материалов и влияет на цвет рассматриваемого светодиода.

Как и ожидалось, кривая напряжения светодиода в целом напоминает характеристику прямого диода. Но как только диод включается, напряжение становится относительно ровным для различных уровней прямого тока.

Характеристики светодиодов: сводка

В следующей таблице приведены общие сведения о цветовых характеристиках светодиодов.

Диапазон длин волн в морских милях Цвет светодиода Напряжение (В) при 20 мА Тип материала
Ниже 400 УФ (ультрафиолетовый) от 3,1 до 4,4 AIN, AlGaN, AlGanP
от 400 до 450 Фиолетовый 2.от 8 до 4,0 ГаП, АлГалнП
от 450 до 500 Синий от 2,5 до 3,7 InGaN
от 500 до 570 Зеленый от 1,9 до 4,0 GaP, AlGalnP
от 570 до 590 Желтый от 2,1 до 2,2 GaAsP, AlGalnP
от 590 до 610 Оранжевый или янтарный от 2,0 до 2,1 GaAsP, AlGalnP
от 610 до 760 Красный 1.от 6 до 2,0 AlGaAs, GaAsP, AlGalnP

 

Ниже 760 Инфракрасный Ниже 1,9 GaAs, AlGaAs

 

Помимо цвета светодиода, следующие основные характеристики светодиодов:

  • Значение силы света (обозначается как Iv)
  • Спецификация зависимости тока от напряжения
  • Обратное напряжение
  • Угол обзора

Характеристики светодиодов для срока службы

Интенсивность света светодиода

не уменьшается со временем.Это означает, что светодиоды имеют определенный срок службы. Эта спецификация помогает определить применение различных типов светодиодов. Характеристики светодиодов определяются по следующим формулам.

L 70%  = Время, необходимое для 70-процентного освещения (это также называется сохранением светового потока)

L 50%  = Время, необходимое для 50-процентного освещения (также известное как поддержание светового потока)

Примечание. В соответствии со стандартами для светодиодов ваши светодиоды не должны демонстрировать каких-либо значительных изменений цветности.

Обоснование этих цифр заключается в том, что сохранение светового потока на 70 процентов равносильно снижению светоотдачи на 30 процентов. Это приблизительное пороговое значение, необходимое для обнаружения постепенного снижения светоотдачи.

Характеристики светодиодов

» Примечания по электронике

Как и все другие электронные компоненты, светоизлучающие диоды, светодиоды имеют свои характеристики, кратко изложенные в спецификациях. Поймите, что они означают.


Учебное пособие по светоизлучающим диодам Включает:
Светодиод Как работает светодиод Как делают светодиод Технические характеристики светодиодов срок службы светодиода светодиодные пакеты Светодиоды высокой мощности/яркости Технология светодиодного освещения Органические светодиоды, OLED

Другие диоды: Типы диодов


При выборе светодиодов необходимо понимать технические характеристики, чтобы можно было выбрать оптимальную часть светодиода для конкретного применения.

Существует огромное количество различных светодиодов, каждый тип имеет собственное техническое описание и спецификации. Все, от цвета до упаковки, светоотдачи до падения напряжения и многих других параметров спецификации.

Эта страница поможет разобраться в значении основных спецификаций светодиодов и внести некоторую ясность в понимание спецификаций светодиодов.

Цвет светодиода

Цвет светодиода, безусловно, имеет большое значение при выборе светодиода.

Светодиоды

имеют тенденцию обеспечивать фактически один цвет. На самом деле излучение света распространяется на относительно узкий световой спектр.

Цвет, излучаемый светодиодом, определяется его пиковой длиной волны (lpk), т. е. длиной волны, при которой достигается пиковый световой поток. Измеряется в нанометрах (нм).

Цвет светодиода, т. е. максимальная длина волны излучения светодиода, определяется в основном материалом, используемым для светодиода, а также процессом изготовления микросхемы.Изменения в процессе могут адаптировать пиковые вариации длины волны до значений около ± 10 нм.

При выборе цветов в рамках общей спецификации светодиодов следует помнить, что человеческий глаз наиболее чувствителен к изменениям оттенка или цвета в желтой/оранжевой области спектра, т. е. примерно в диапазоне от 560 до 600 нм. Незначительные изменения процесса могут привести к незначительным изменениям цвета, которые могут быть заметны, если выбраны оранжевые светодиоды, расположенные рядом друг с другом на передней панели.Это может повлиять на выбор цвета или положения светодиодов, если это может быть проблемой.

Длина волны
Диапазон (нм)
Цвет В Ж при 20 мА Материал
< 400 Ультрафиолет 3,1–4,4 Нитрид алюминия (AlN)
Нитрид алюминия-галлия (AlGaN)
Нитрид алюминия-галлия-индия (AlGaInN)
400 — 450 Фиолетовый 2.8 — 4,0 нитрид индия-галлия (InGaN)
450 — 500 Синий 2,5–3,7 Нитрид индия-галлия (InGaN)
Карбид кремния (SiC)
500 — 570 Зеленый 1,9–4,0 Фосфид галлия (GaP)
Фосфид алюминия-галлия-индия (AlGaInP)
Фосфид алюминия-галлия (AlGaP)
570 — 590 Желтый 2.1 — 2,2 Фосфид арсенида галлия (GaAsP)
Фосфид алюминия-галлия-индия (AlGaInP)
Фосфид галлия (GaP)
590 — 610 Оранжевый/янтарный 2,0–2,1 Фосфид арсенида галлия (GaAsP)
Фосфид алюминия-галлия-индия (AlGaUInP)
Фосфид галлия (GaP)
610 — 760 Красный 1,6–2,0 Арсенид алюминия-галлия (AlGaAs)
Фосфид арсенида галлия (GaAsP)
Фосфид алюминия-галлия-индия (AlGaInP)
Фосфид галлия (GaP)
> 760 Инфракрасный < 1.9 Арсенид галлия (GaAs)
Алюминий арсенид галлия (AlGaAs)

Значение силы света светодиода, Iv

Спецификация светодиода по силе света имеет важное значение. Интенсивность света зависит от множества факторов, включая сам светодиодный чип (включая дизайн, отдельные пластины, материалы и т. д.), уровень тока, герметизацию и другие факторы.

Спецификация интенсивности света светодиодов не имеет решающего значения для большинства индикаторных приложений, но при использовании светодиодов для освещения этот параметр необходим для точного определения того, что требуется во многих ситуациях.

Световой поток светодиода измеряется в единицах осевого значения силы света (Iv). Это указывается как милликанделла, мкд.

Измерение lv для светодиодов нельзя легко сравнить со значениями средней мощности сферической свечи, MSCP, используемой для ламп накаливания.

Значение силы света для светодиода должно быть указано для данного тока. Многие светодиоды работают при токе около 20 мА, но светоотдача светодиода увеличивается с увеличением тока.

Характеристики тока/напряжения светодиода

Светодиоды

— это устройства, управляемые током, и уровень света зависит от тока — увеличение тока увеличивает светоотдачу. Необходимо следить за тем, чтобы не превышался максимальный номинальный ток. Это может привести к чрезмерному рассеиванию тепла внутри самого светодиодного чипа, что может привести к снижению светоотдачи и сокращению срока службы.

Типичные приблизительные кривые напряжения светодиодов

В процессе работы светодиоды будут иметь заданное падение напряжения на них, которое зависит от используемого материала.Напряжение также будет немного зависеть от уровня тока, поэтому для этого будет указан ток.

Для большинства светодиодов требуется внешний последовательный токоограничивающий резистор. Некоторые светодиоды могут включать последовательный резистор и отображать общее рабочее напряжение.

Светодиод обратного напряжения

Светодиоды

не выдерживают больших обратных напряжений. Они никогда не должны работать выше заявленного максимального обратного напряжения, которое обычно довольно мало. Если они есть, то это почти наверняка приведет к необратимому разрушению устройства.

Если есть вероятность появления обратного напряжения на светодиоде, всегда лучше встроить в схему защиту, чтобы предотвратить это. Обычно можно использовать простые диодные цепи, которые адекватно защитят любой светодиод.

Спецификация угла обзора светодиода

Учитывая принцип работы светодиодов, свет излучается только под определенным углом. Хотя эта спецификация светодиодов может быть не важна для некоторых приложений, она имеет большое значение для других.

Угол обзора обычно определяется в градусах — °. Для ранних устройств угол обзора обычно был относительно небольшим. Более современные устройства могут иметь гораздо более широкий угол обзора.

Характеристики светодиодов для срока службы

Интенсивность света светодиода постепенно уменьшается со временем. Это означает, что светодиод имеет срок службы.

Эта спецификация светодиодов имеет особое значение, когда светодиод или светодиоды должны использоваться для освещения. Обычно это не так критично, когда светодиод используется в качестве индикатора — здесь большее значение имеет катастрофический отказ.

Спецификация срока службы светодиода обычно определяется следующими терминами:

L 70% = Время до 70% освещения (поддержание светового потока)

L 50 % = время до 50 % освещения (поддержание светового потока)

Стандарты гласят, что в это время светодиод не должен демонстрировать каких-либо существенных изменений цветности.

Обоснование этих цифр заключается в том, что сохранение светового потока на 70 % соответствует снижению светоотдачи на 30 %.Это примерно соответствует порогу обнаружения постепенного снижения светоотдачи.

Там, где светоотдача не является критической, может быть более применимо значение поддержания светового потока 50%. Однако для приложений, где источники света могут быть размещены рядом друг с другом, любые различия будут очень заметны, и, следовательно, более подходящей спецификацией может быть показатель сохранения светового потока 80%.

Цифры для срока службы светодиодов могут составлять порядка 50 000 часов или более в зависимости от используемого показателя поддержания светового потока.Существует убеждение, что светодиоды не являются предметами с длительным сроком службы, но особенно там, где светодиоды используются для освещения, необходимо очень внимательно следить за сроком службы компонентов.

Это некоторые из основных характеристик светодиодов, которые можно увидеть в технических описаниях. Перед выбором конкретного светодиода необходимо посмотреть все параметры, чтобы убедиться, что он подходит, и оставить хороший запас для разброса параметров в пределах спецификации.

Другие электронные компоненты:
Резисторы конденсаторы Индукторы Кристаллы кварца Диоды Транзистор Фототранзистор полевой транзистор Типы памяти Тиристор Соединители ВЧ-разъемы Клапаны/трубки Батареи Переключатели Реле
    Вернитесь в меню «Компоненты».. .

Понимание соотношения смешивания светодиодов RGB для получения оптимального цвета в вывесках и дисплеях (ЖУРНАЛ)

+++++

Эта статья была опубликована в апрельском выпуске журнала LEDs Magazine за 2013 год.

Просмотрите оглавление и загрузите PDF-файл полного выпуска за апрель 2013 г. или просмотрите версию электронного журнала в своем браузере.

+++++

Точная цветопередача является важной и часто неправильно понимаемой проблемой при проектировании электронных вывесок, рекламных щитов и дисплеев на основе светодиодов.Твердотельные вывески обеспечивают энергоэффективность, долгий срок службы и способность точно воспроизводить яркие цвета в широком диапазоне уровней яркости. Эти возможности можно использовать для создания привлекательных вывесок, дисплеев и даже медиастен, способных воспроизводить динамическое сочетание текста, изображений, анимации и видеоконтента (рис. 1). Однако для обеспечения яркой и точной цветопередачи, необходимой для этих приложений, электроника знака должна иметь возможность осуществлять точный контроль над градациями цвета и интенсивности каждого пикселя в его массиве.Независимо от того, используются ли в полноцветном светодиодном дисплее светодиоды для сквозного или поверхностного монтажа, одной из самых больших проблем, связанных с его конструкцией, является обеспечение стабильного высококачественного белого света. Хотя практически все телевизоры (и многие другие ЭЛТ-дисплеи) используют стандартное соотношение смешивания RGB 3:6:1 (относительная интенсивность трех основных цветовых компонентов) для получения стандартного значения белого цвета, существует ряд факторов, которые не гарантируют он будет работать для приложений на основе светодиодов.

В первой половине этой статьи будет представлено краткое введение в основные принципы теории смешивания цветов и их использование для иллюстрации того, почему соотношение смешивания 3:6:1, традиционно используемое в системах вещательного телевидения, дает менее удовлетворительные результаты при применении к сплошным цветам. государственные вывески и дисплеи.Простой метод расчета значений, необходимых для точного микширования RGB в светодиодных системах, представлен во второй половине статьи.

Смешение цветов и происхождение формата 3:6:1

Смешение цветов превратилось из искусства в науку на рубеже 20-го века с появлением технологий высокоскоростной печати, которые требовали точной, воспроизводимой цветопередачи от ограниченное количество чернил или красителей. Несколько десятилетий спустя он снова эволюционировал, чтобы удовлетворить потребности современного дизайна освещения и снова создать изображения с точной цветопередачей с использованием красных, зеленых и синих (RGB) люминофорных точек, используемых в ЭЛТ, используемых в телевизорах и дисплеях.Одним из главных факторов, повлиявших на эти усилия, был Национальный комитет телевизионных стандартов (NTSC), который был создан Федеральной комиссией по связи США для оказания помощи в разработке аналоговой телевизионной системы к 1940 году.

Эти ранние стандарты в значительной степени опирались на Международный Цветовое пространство RGB Комиссии по освещению (CIE) 1931 года, описывающее цвета в большей части диапазона человеческого восприятия цветов с помощью трех монохроматических основных цветов при стандартизированных длинах волн 435.8 нм (фиолетовый), 546,1 нм (зеленый) и 700 нм (красный). Эта работа послужила основой для получения цветового пространства CIE xyz, которое описывает цвет как функцию яркости (y) и двух значений (x и z), которые представляют собой составной отклик человеческого глаза на длинное, среднее и короткое расстояние. — длина волны конусов к разным световым частотам. Поскольку значения x и z примерно соответствуют красному и синему, заманчиво (но ошибочно) думать о них как о значениях цвета. На самом деле эти значения являются фактически параметрами, полученными из характеристик частотной характеристики глаза.

Диаграмма цветности цветового пространства CIE 1931 xy (CIE 1931 2°) на рис. 2 представляет собой двумерную фигуру, полученную из трехмерного цветового пространства CIE xyz. Эта упрощенная модель является полезным инструментом для сопоставления цветов, а также для понимания других взаимосвязей между двумя или более цветами (см. www.ledsmagazine.com/features/10/2/11 для получения дополнительной информации о цветовых пространствах и сопоставлении цветов). Внешняя граничная кривая двумерного пространства цветности образована спектральными (монохроматическими) точками с соответствующими длинами волн, выраженными в нанометрах.Прямая линия в нижней части пространства называется «фиолетовой линией», потому что она описывает реакцию глаза на континуум соотношений между красным и синим. Эта цветовая система была первой, которая описывала восприятие и воспроизведение цветов в количественной форме, и до сих пор считается инженерами так называемым золотым стандартом.

Белая мишень D65

Широко используемое соотношение смешивания RGB 3:6:1 получено из этого раннего исследования, созданного как инструмент для создания определенной точки белого с использованием предварительно определенных колориметрических параметров люминофора ЭЛТ.Обратите внимание, что фактическая смесь 3:6:1 была результатом действий CIE в 1964 году, когда орган по стандартизации рекомендовал D65 в качестве основного стандарта для источника дневного света. Это действие предвещало происхождение соотношения смешивания RGB 3: 6: 1, которое произошло, когда источник света D65 впоследствии был принят NTSC.

На рис. 3 показаны координаты соответствующих красного, зеленого и синего люминофоров или излучателей, а также целевого белого источника света D65, нанесенные на диаграмму CIE 1931. Соотношение смешивания, необходимое для получения целевого цвета из первичных источников, достигается путем расчета относительного расстояния в цветовом пространстве между координатами люминофоров или излучателей в случае светодиодов и целевым цветом.По соглашению результирующие значения затем нормализуются по отношению к синему источнику, чтобы упростить последующие вычисления.

К координатам точек основного цвета можно применить простой алгебраический метод, чтобы определить соотношение смешивания, необходимое для получения целевого источника света (см. врезку: «Расчет значений смешивания цветов RGB с использованием метода центра тяжести»). Пример, изображенный на боковой панели, использует цветовые координаты люминофоров R, G и B и целевого белого источника света D65 для получения коэффициента смешивания, равного 2.77:5,79:1, что обычно приблизительно равно 3:6:1.

3:6:1 может не применяться к светодиодам

В отличие от стандартных люминофоров, использовавшихся в прошлом в телевизионных ЭЛТ, красные, синие и зеленые излучатели, используемые в современных системах освещения, имеют спектральные характеристики (т. е. занимают разные цветовые координаты в цветовом пространстве), которые в большинстве случаев не совпадают с координатами соответствующих люминофоров, используемых в телевизионных приложениях. Спектральные характеристики светодиодов в первую очередь определяются структурой их соединения с излучением, настроенным на основную длину волны в процессе производства.Выходной сигнал зеленых светодиодов, например, может варьироваться от 520 нм до 540 нм, при этом доминирующая длина волны конкретного устройства создает свой собственный уникальный набор координат цветности. Это, в свою очередь, влияет на соотношение RGB, необходимое для точного воспроизведения белого или любого другого цвета с помощью аддитивного процесса.

В таблице 1 показано, как соотношение смешивания RGB, необходимое для воспроизведения заданной точки белого, изменяется в зависимости от координат цветности используемых излучателей основного цвета. В этом примере два набора RGB-светодиодов имеют идентичные характеристики красного и зеленого излучателей, но их синие излучатели имеют разные доминирующие длины волн (465 нм и 476 нм соответственно).Становится очевидным, что изменение даже доминирующей длины волны одного светодиода приводит к резким изменениям значения коэффициента смешения RGB, необходимого для соответствия целевой точке белого D65. Для светодиода с 476-нм синим излучателем потребуется соотношение микширования RGB 2,1:4,3:1,0, но простой переход на 465-нм излучатель сдвигает его до 4,1:10,6:1.

Из этих результатов становится очевидным, что если стандартное соотношение смешивания 3:6:1 применить к большинству светодиодных источников, цвет, который они воспроизводят, будет заметно отличаться от стандартной точки белого D65 или любой другой точки белого, которую клиент может предпочитать.Кроме того, любые другие цвета, которые дисплей пытается воспроизвести в отношении ошибочной точки белого, также будут искажены аналогичным образом.

Расчет управляющих токов светодиодов

Чтобы получить истинное значение белого и добиться точной цветопередачи на твердотельных дисплеях, управляющие токи для их светодиодов должны быть получены с использованием нового коэффициента смешения RGB, который пересчитывается из координаты цветности фактических светодиодов, используемых в знаке, и его желаемая целевая белая точка.Соотношение смешивания RGB по-прежнему можно получить таким же образом, как и для дисплеев на основе ЭЛТ. Во многих случаях (включая это упражнение) значения можно получить с помощью инженерных таблиц или доступных программных приложений. Если ни один из этих инструментов недоступен, правильное соотношение смешивания RGB может быть получено, как описано на боковой панели.

В этом примере мы выполним расчет тока возбуждения, используя данные из Таблицы 2, которая содержит координаты выборки наиболее распространенных стандартных источников света, используемых в качестве целевых белых точек для расчетов микширования RGB.Если приложение требует этого, координаты, связанные с целевой точкой белого клиента, могут использоваться вместо стандартизированных координат.

После того, как соотношение микширования RGB получено для определенного набора светодиодов и целевого источника белого света, мы можем определить управляющий ток, который должен быть приложен к красному, зеленому и синему излучателям, чтобы получить результирующий белый цвет, аналогичный целевая белая точка. Для целей этого упражнения мы предположим, что желаемая целевая яркость светодиодного дисплея RGB составляет 8000 кд/м2 с шагом пикселя 12.5 мм. Процедура получения токов возбуждения RGB из соотношений микширования подробно описана в следующих шагах.

Сначала мы вычисляем значения микширования RGB. В этом случае мы получаем коэффициент микширования RGB из второго набора данных светодиодов, представленного в таблице 1 (4,1:10,6:1,0). Суммируем это соотношение (4,1+10,6+1,0 = 15,7) при подготовке к последующим расчетам.

Факторинг спецификаций светодиодов

Далее необходимо обратиться к техническому описанию каждого светодиода и отметить типичное значение силы света для красного, зеленого и синего цветов.В этом примере мы будем использовать типичные значения 0,745 кд, 1,60 кд и 0,38 кд соответственно.

Теперь мы вычисляем целевую интенсивность на пиксель, используя желаемую целевую яркость (TL) и шаг пикселя (PP) в миллиметрах по формуле:

Целевая интенсивность (кд) = TL × (PP/1000) 2 = 8000 × (12,5/1000) 2 = 1,25 кд.

Определив общую требуемую интенсивность на пиксель, мы можем рассчитать соответствующую силу света, необходимую для красного, зеленого и синего излучателей, используя формулу:

(Значение смешивания R, G или B/Сумма значений смешивания RGB) × Интенсивность цели:
Красный = (4.1/15,7) × 1,25 = 0,3264 кд
Зеленый = (10,6/15,7) × 1,25 = 0,84395 кд
Синий = (1,0/15,7) × 1,25 = 0,0796 кд

Далее мы должны вернуться к техническому описанию светодиода. Вы можете оценить ток возбуждения, необходимый для получения желаемой силы света, используя график зависимости тока возбуждения от светоотдачи в техническом описании светодиода (рис. 4). Используя пример графика, токи возбуждения, необходимые для получения желаемой силы света для трех излучателей, составляют приблизительно 8,8 мА для красного, 10,5 мА для зеленого и 4.2 мА для синего. Эти текущие требования можно использовать для определения значений аппаратных компонентов, используемых для смещения ИС драйвера, и значений переменных, используемых для установки выходного диапазона программного обеспечения драйвера светодиодов.

Обеспечение оптимального цвета

В этом упражнении показаны проблемы, связанные с достижением точного целевого вывода белого цвета на светодиодных дисплеях в результате спектральных свойств красного, зеленого и синего светодиодов. Светодиоды, используемые для электронных вывесок, имеют спектральные свойства, не идентичные свойствам соответствующих люминофоров, используемых в традиционных ЭЛТ-дисплеях.

Использование традиционного соотношения 3:6:1 приведет к неточному воспроизведению целевого белого источника света. Для каждого приложения следует рассчитывать новый коэффициент. Эти расчеты также должны выполняться с использованием целевой точки белого и уровня яркости, которые клиенты хотят использовать для своего конкретного дизайна. В этих приложениях на основе светодиодов коэффициент смешения должен быть рассчитан на основе конкретных спектральных характеристик света, излучаемого красным, зеленым и синим излучателями, прежде чем определять требования к току возбуждения каждого устройства.

Описанная здесь простая процедура является важным инструментом для разработки полноцветных знаков. Это позволяет инженеру выбирать светодиоды и значения возбуждения, которые обеспечивают соответствие дисплея требованиям заказчика к производительности. Этот метод также позволяет разработчику быстро переоценить коэффициент микширования RGB и управлять текущими требованиями для приложения, если происходят изменения в используемых светодиодах и, следовательно, в координатах цветности, в целевой точке белого, в шаге пикселя или в целевая яркость.

БОКОВАЯ ПАНЕЛЬ: расчет значений смешения цветов RGB с использованием метода центра тяжести

В повседневной практике дизайнеры вывесок или других продуктов цветного освещения обычно могут получить коэффициент смешения для целевого цвета из широко доступных программных пакетов. Однако для человека, незнакомого с теорией смешения цветов, получение соотношений вручную с использованием продемонстрированной здесь техники поможет лучше понять процесс.

Существует три широко используемых метода для получения коэффициентов смешения аддитивных цветов в дисплеях и системах освещения: метод трехцветных значений, центр тяжести и векторная диаграмма.

В рамках данного руководства мы будем использовать метод центра тяжести, чтобы проиллюстрировать, как коэффициент смешения цветов 3:6:1, используемый в большинстве ЭЛТ-дисплеев, был получен из свойств стандартных красного, зеленого, и синий люминофор и целевой белый источник света D65, которые были определены ранней телевизионной индустрией и используются до сих пор.

Спектральные характеристики красного, зеленого и синего светодиодных излучателей указаны в паспортах производителей в виде координат.Аналогичный набор координат определяет целевой белый источник света D65, который обычно выбирается в соответствии с требованиями целевого приложения и, скорее всего, определяется требованиями заказчика к рассматриваемому конечному продукту. Как только все координаты нанесены на диаграмму CIE 1931 (см. рис. 3 из основной статьи), их можно использовать для получения значений смешения RGB, необходимых для получения целевого белого источника света. Вы берете набор координат (x, y), изображенный на рис. 3, и работаете с относительно простой последовательностью алгебраических уравнений, чтобы определить смесь отношений.Для удобства эти координаты:

Красный: 0,67, 0,33
Зеленый: 0,21, 0,71
Синий: 0,14, 0,08
D65 Белая точка: 0,3128, 0,3292

Используя первые линейные начальные значения Шаг 1: 90,195 уравнение

(y=mx+C)

, которое описывает линию, образованную между координатами красного и синего цветов, которая проходит через фиолетовую точку (P). Сначала определяется наклон линии (m RB ):

m RB = (y R – y B ) / (x R – x B ) = (0.33-0,08)/ (0,67-0,14) = 0,4717

Теперь вы можете рассчитать константу C, используя синие координаты:

C RB = y B –m RB × x B

0,4717 × 0,14 = 0,01396

Решение линейного уравнения для y дает уравнение, представляющее линию между синей и красной точками:

y = 0,4717x +0,01396

Шаг 2: Теперь выведите второе линейное уравнение ( y = mx+c), который описывает линию, образованную между зеленой и фиолетовой точками и проходящую через целевую белую точку D.Координаты D предоставляют второй набор координат, необходимых для вывода вместе с зелеными координатами.

м GD = (Y G — Y D ) / (x g — x d ) = (0.71-0.3292) / (0.21-0.3128) = -3.7043
C GD = y G –m GDB × x D = 0,71 – (- 3,7043) × 0,21 = 1,4879
y = -3,7043x +1,4879

Теперь у нас есть два линейных уравнения с двумя неизвестными1. Шаг 95: 90 двоек1 .Таким образом, мы вычисляем координаты фиолетовой точки, расположенной в точке пересечения двух линейных уравнений.

y = 0,4717x y = 0,4717x +0,01396
y = -3.7043x +1.4879

Мы можем решить для х, потому что линейные уравнения были равны Y:
0.4717x +043x +196 = -3.7043x +196x = 1.47394
X = 0,35296

Теперь мы можем найти y:
y = 0,4717(0,35296)+0,01396 = 0,18045

Полученные координаты x и y для фиолетовой точки P равны (0.35296, 0,18045).

Шаг 4: Теперь мы можем рассчитать соотношение цветов RGB, необходимое для создания источника света D65, применяя формулу соотношения смесей R = — (y2/y1) × (y1-y3) / (y2-y3). Геометрическая основа решения показана на рис. S1.

Мы используем формулу с рис. S1, координаты с рис. 3 и вычисленные координаты P, чтобы затем рассчитать отношения, начиная с соотношения красного и синего:

R RB = -(0,33/0,08) × (0,08-0,18045) / (0,0.33-0,18045) = 2,7707

Это соответствует отношению синего к красному от 1,0 до 2,77. Затем мы вычисляем отношение зеленого к фиолетовому, используя координаты зеленого, белого и фиолетового как y1, y2 и y3 соответственно: (0,71-0,3292) = 1,53696

Затем мы вычисляем долю красного, необходимую для получения фиолетового цвета: произвести фиолетовый цвет:

1.0 / (2,7707+1,0) = 0,2652

Полученное ненормализованное соотношение R:G:B: 0,7348:1,53696:0,265. После корректировки всех значений до нормализованного синего значения 1,0 результирующие оценочные значения отношения R:G:B становятся следующими: 2,77:5,79:1 или приблизительно 3:6:1.

Основные электрические параметры для выбора светодиода

Использование светодиодов

за последние несколько лет 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 быть рассеяна светодиодом до того, как он выйдет из строя

Непрерывный прямой ток : Максимально допустимый прямой ток через светодиод.Превышение этого значения приведет к отказу цепи.

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: 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 заданных прямом напряжении и прямом токе.Это значение имеет решающее значение для конструкции и назначения вашей светодиодной схемы. Для различных применений светодиодов может потребоваться широкий диапазон требований к силе света.

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 характеристик светодиодов, которые выбираются.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. 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.

Цветовой допуск светодиодных лент

Теория эллипса МакАдама:
В 1942 году ученый МакАдам экспериментировал с 25 цветами, используя соответствующий принцип, измеряя от 5 до 9 противоположных сторон каждой цветовой точки, записывая две точки, когда они были в состоянии различать разницу в цвете. В результате получился некий эллипс разного размера и длины, названный эллипсом МакАдама.

Чувствительность человеческого глаза к цвету

McAdam Ellipse Theor

На приведенном выше рисунке кривая чувствительности человеческого глаза к цвету:
1.Разница в чувствительности человеческого глаза к цвету спектра неравномерна;
2. Согласно распознаванию цвета человеческого глаза, размер эллипса МакАдама также непостоянен в разных регионах.

Теория эллипса МакАдама: дает представление о точности цветового зрения и способности различать похожие цвета. Цвет внутри эллипса представляет собой диапазон, в котором человеческий глаз не чувствует слишком сильного изменения цвета, что называется полной емкостью цвета.

Итак, в реальном приложении, как мы можем количественно оценить огромные возможности цвета?

Здесь мы вводим понятие: SDCM (стандартное отклонение согласования цветов).
SDCM: характеризует разницу между значениями X и Y, рассчитанными программным обеспечением оптической системы определения цвета и стандартным источником света. Чем меньше количество, тем ближе цветовая координата света изделия к нормативному значению, чем меньше разница между спектром, излучаемым источником света, и обычным диапазоном, тем выше точность, тем чище цвет света.

Известные по определению SDCM:
a. Цветовой допуск фактически относится к расстоянию измеренного значения от целевого значения;
б. Эллипс обычно характеризует количественную оценку цветовой терпимости.

Единица: SDCM (стандартное отклонение соответствия цветов):

▲ Эллипс на приведенном выше рисунке можно понимать как Шаг, вы можете понимать его так: 3SDCM = 3 шага. Обычно человеческий глаз может найти разницу в 5-7 шагов. То есть, когда СДКМ между источниками света выше пяти ступеней, это будет легко распознано человеческим глазом.

Основные понятия и соответствующие параметры для светодиодов Что такое светодиод

  В 19 веке человечество вступило в эпоху электрического освещения. После развитие, теперь источник света четвертого поколения твердый —эра освещения СИД. Давайте взглянем на знания о светодиодном освещении.

  Глоссарий: LED – это аббревиатура от Light Emitting Diode

  В зависимости от используемых полупроводниковых материалов цвет излучения для светодиоды излучают по-разному, традиционно красный, зеленый, оранжевый, желтый, синий, и Т. Д.Так что это будет называться светодиодом с синим излучением. Белый свет — это составной свет, поэтому так называемый белый свет светодиодов модулируется на основе выше.

  Основные параметры для освещения:

  Световой поток

  Относится к человеческому глазу, который может ощущать мощность излучения, то есть отношение свет, излучаемый источником света. Единицей измерения является LW (люмен). Номинальная светимость световой поток лампы накаливания мощностью 40 Вт составляет 360 лм, номинальный световой поток лампы мощностью 40 Вт Люминесцентная лампа дневного света составляет 2100 лм, а световой поток стандарта 400 Вт. натриевая лампа высокого давления – 48000 лм.

  Световая отдача

  Отношение светового потока к электрической мощности, единица измерения обычно лм/Вт. Световая отдача представляет собой энергосберегающие характеристики света. источника, что является важным показателем работоспособности современного света источники.

  Сила света и распределение интенсивности

  Интенсивность люминесценции светодиода представляет собой его силу света в определенное направление. Поскольку светодиоды сильно различаются по разным пространственным углам, необходимо понимать характеристики распределения интенсивности света в ВЕЛ.Этот параметр имеет реальный смысл, который напрямую влияет на минимальную Угол наблюдения светодиодного дисплея.

  длина волны

  Для спектральных характеристик светодиода мы в основном видим, является ли его монохромность хорошая, и надо отметить, что основные цвета красный, желтый, синий, зеленый, белый светодиоды и другие основные цвета являются чистыми положительными. Потому что во многих случаях, таких как светофоры на более строгих Требования к цвету, но, согласно наблюдению, некоторые светодиодные индикаторы зеленый к синему, красный к малиновому, судя по явлению, которое мы посвятили спектральному Характеристики светодиода очень нужны и значимы.

  Цветовая температура

  Свет, который видят обычные люди, состоит из спектра семь цветных разноцветных огней. Однако некоторые из них голубоватые, а другие красноватый, Цветовая температура — это метод, который используется исключительно для измерения и рассчитать компоненты цвета света. Единицей является K. Цветовая температура источник света другой, цвет света тоже другой, и Чувство не то же самое:

<3300K Теплая (с красновато-белым белым)

3000-5000K средняя (белая) освежающий

> 5000K COOL (с синим белым) холодные

CRI (индекс цветопередачи)

цветовой рендеринг способность объекта из источника света называется индекс цветопередачи, по сравнению с цветом внешнего вида объекта под с той же эталонной цветовой температурой или эталонным источником света (лампа накаливания лампа или окрашенный свет).Разделение цвета на два типа, один верный окраска, может точно представить исходный цвет материала, который необходимо использовать высокий индекс цветопередачи (Ra) источника света, значение близко к 100, цветопередача является лучшей. Другим является эффект цвет, необходимо четко выделить конкретный цвет, срок службы красота может быть использована для усиления цветового эффекта путем добавления цвета. Используя низкие — облучение от источника цветовой температуры может сделать красный цвет более ярким; Примите средний цвет тепловатого источника света, сделайте синий с ощущением здорово; источник света с высокой цветовой температурой делает объект холодным чувство.

  Класс индекса цветопередачи (Ra) и общего применения

  90-100 1A отлично подходит для мест, где требуется точная контрастность цвет

  80-89 1B для мест, требующих правильной оценки цвета

  60-79 2 Нормальный для мест, требующих нейтрального индекса цветопередачи

  40-59 3 для мест с менее требовательными к цветопередаче и меньше

  Цвет

  20-39 4 для места без особых требований по перекраске цвета показатель.

Характеристики мощных светодиодов. Технические статьи

В этой статье представлен полный обзор характеристик мощных светодиодов (оптических и электрических). После введения в восприятие цвета человеческим глазом для объяснения основных концепций, лежащих в основе представления цвета, обычно принятого в технических описаниях мощных светодиодов, представлены наиболее важные характеристики и параметры источников света.

 

Понимание восприятия цвета человеческим глазом

Внутри человеческого глаза есть два типа фоторецепторов, задействованных в зрении: палочек и колбочек .В то время как палочки используются для очень низких уровней освещенности (ночное видение) и обеспечивают своего рода изображение в градациях серого, колбочки используются для восприятия цветов.

 

Рисунок 1. Свет поглощается палочками и колбочками в задней части человеческого глаза 1 .

 

Существует три типа колбочек сетчатки: красные, зеленые и синие. Чувствительность каждой колбочки является доминирующей для красных, зеленых или синих длин волн.

В 1931 году Международная комиссия по освещению (CIE) создала цветовое пространство CIE 1931 XYZ , которое определяет цветовое представление, основанное на восприятии цветов человеческим зрением.После серии экспериментов с людьми-наблюдателями CIE определила три функции сопоставления цветов для описания хроматического отклика, воспринимаемого стандартным наблюдателем CIE.

 

Рис. 2.{\infty} _0 P(\lambda) {\bar{z}} (\lambda) d \lambda $$

 

Поскольку цвет определяется тремя значениями, полный график видимого цвета представляет собой трехмерную фигуру.CIE принял метод упрощения представления цвета. Они разделили понятие цвета на две части: яркость и цветность . Чтобы объяснить значение обоих определений, мы можем рассмотреть белый цвет, то есть яркий цвет, и серый, который считается менее яркой версией белого. Цветность белого и серого одинакова, а яркость у них разная.

Результаты экспериментов, рассмотренных CIE, показали, что яркость цвета, воспринимаемого человеческим глазом, обусловлена ​​в основном Y-компонентой.Они использовали эту особенность человеческого восприятия цвета, чтобы принять альтернативное цветовое представление, в котором Y-компонент рассматривается как мера яркости цвета. Затем цветность определяется двумя параметрами x и y, полученными из нормализованных трехцветных значений X, Y, Z:

.

$$x = \frac{X}{X+Y+Z}$$

$$y = \frac{Y}{X+Y+Z}$$

$$z = \frac{Z}{X+Y+Z} = 1-x-y$$

 

В результате каждая комбинация x и y определяет цвет, который может быть представлен на двумерной фигуре, а Y определяет его яркость.Диаграмма цветности CIE 1931 (x, y) представляет собой график цветов в цветовом пространстве (x, y), которые воспринимаются человеческим глазом.

 

Рис.3 – Диаграмма цветности CIE 1931 (x,y) 3 .

 

На диаграмме цветности CIE 1931 (x,y) монохроматические цвета расположены по периметру, а белый цвет расположен в центре. Насыщенность цвета уменьшается к центру диаграммы.

 

Характеристики и свойства источников света

Поскольку восприятие цвета является по существу аддитивной функцией цветового пространства, может случиться так, что два источника света, имеющие один и тот же видимый цвет (одинаковые значения XYZ трехцветного изображения, независимо от спектрального распределения света для их создания), состоят из разных длины волн.

Эта концепция часто неизвестна пользователям светодиодов, но хорошо известна производителям светодиодов. Например, они производят светодиоды, получающие одинаковый воспринимаемый белый свет от светодиода RGB (три разных излучателя света, объединенных вместе) или от светодиода, состоящего из излучателя синего света и отражателя желтого люминофора.

 

Рис.4 – Два способа получения одинакового белого света с помощью светодиодов.

 

Белые светодиоды

составляют большую часть светодиодов, используемых в мире (уличное освещение, внутреннее освещение, переносные светильники и т.д.). Все, что мы знаем, это разные оттенки белого, которые обычно используются для разных целей.

Важным параметром для классификации тональностей белых светодиодов является CCT — коррелированная цветовая температура .Излучатель черного тела — это идеализированный объект, который излучает излучение при нагревании, и часть полученного спектра представляет собой видимый свет.

Когда металлы нагреваются до чрезвычайно высоких температур, они становятся красными, затем желтыми, затем белыми. Линия черного тела (или планковское геометрическое место) обеспечивает метод характеристики источников белого света.

 

Рис. 5 – Диаграмма цветности CIE 1931, показывающая планковское локус и цветовую температуру 4 .

 

Каждой цветовой температуре соответствует свой тон белого. CCT 1800-3000K известны как теплый белый (желтый оттенок белого). Цветовая температура 3500-4000K известна как нейтральный белый (тональность близкого к солнечному свету), а цветовая температура 4500-5500K известна как холодный белый (голубоватый оттенок).

При производстве источников света важно учитывать воспроизводимость излучаемого цвета. Производимые светодиоды будут иметь допуски, и каждый светодиод будет иметь белый тон, который будет отличаться от других.

Дэвид МакАдам провел серию экспериментов, чтобы задокументировать различия в восприятии цветов разными пользователями. Примерно в 1940 году он показал, что пользователи склонны группировать свое восприятие похожих цветов в эллипсы в цветовом пространстве CIE (x, y). Он назвал эллипс, содержащий цвета, неразличимые для обычного человеческого глаза, вокруг эталонного цвета эллипсом с одним шагом. Другие концентрические эллипсы вокруг того же эталонного цвета называются 2-ступенчатыми, 3-ступенчатыми, 4-ступенчатыми и т. д.

ANSI определяет стандарт C78.377-2008, где изначально был создан биннинг для КЛЛ на основе 7-ступенчатого эллипса МакАдама. Эти ячейки расположены по центру линии черного тела, и ANSI классифицировал их как параллелограммы, размер и ориентация которых приблизительно соответствует эллипсу МакАдама.

 

Рис.6 – Иллюстрация из стандарта ANSI C78.377-2008 5

 

Сегодня, после перехода от компактных люминесцентных ламп к светодиодным, биннинг, основанный на трехступенчатом эллипсе МакАдама , обычно является самым маленьким, предлагаемым производителями светодиодов.

Еще одним фундаментальным оптическим параметром в мире светодиодов является CRI — индекс цветопередачи . Каждый объект имеет определенный цвет, который является результатом спектрального состава источника света, освещающего объект, и того, как объект отражает этот свет.

Источник света с полным спектральным составом (присутствуют все видимые длины волн) считается идеальным источником света, поскольку он позволяет объектам воспроизводить все цвета (отражать их все).Считается, что этот образец источника света имеет значение CRI, равное 100%.

Для источников света, в которых одни длины волн преобладают над другими, значение CRI ниже (т. е. 70 %), потому что соответствующие цвета, отраженные от объектов, становятся измененными по сравнению с идеальными цветами, которые получаются при идеальном источнике света.

В обычных светодиодных осветительных приборах обычно используется CRI 70%, в то время как CRI 80% или выше считается очень хорошим значением.

 

Обобщение характеристик мощных светодиодов

В первой части статьи представлен обзор оптических свойств мощных светодиодов, включая введение в принципы восприятия цвета человеческим глазом, которые представляют собой основу, необходимую для понимания терминологии и параметров колориметрии, обычно используемой в паспорта светодиодов.

 

ССЫЛКИ
  1. «Палочки и колбочки человеческого глаза»
  2. «Цветовое пространство CIE 1931»
  3. «Колориметрия»
  4. «Планковские источники и цветовая температура»
  5. NEMA ANSI ANSLG C78.377-2008, «Требования к цветности твердотельных осветительных приборов для электрических ламп»

 

Хотите узнать больше о характеристиках светодиодов? Читайте больше этого автора.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.