Сверхяркие. Сверхъяркие светодиоды: типы, устройство, принцип работы и применение

Что такое сверхъяркие светодиоды. Какие бывают типы сверхъярких светодиодов. Как устроены и работают сверхъяркие светодиоды. Где применяются сверхъяркие светодиоды. Каковы преимущества и недостатки сверхъярких светодиодов.

Содержание

Что представляют собой сверхъяркие светодиоды

Сверхъяркие светодиоды — это полупроводниковые приборы, отличающиеся исключительно высокой яркостью свечения. Они появились в результате развития светодиодных технологий и образовали отдельную нишу светодиодов высокой яркости.

Основные особенности сверхъярких светодиодов:

  • Высокая мощность и светоотдача
  • Большой световой поток при малом энергопотреблении
  • Компактные размеры
  • Длительный срок службы
  • Высокая стоимость из-за сложности конструкции

Основные типы сверхъярких светодиодов

Существует несколько основных типов сверхъярких светодиодов:

Epistar

Высококачественные компактные светодиоды с длительным сроком службы. Широко применяются в различных областях.


Cree

Светодиоды на основе карбида кремния и нитрида галлия. Отличаются низким энергопотреблением (12В) и долгим сроком службы. Используются в дорожном освещении, фонарях и т.д.

SMD

Самый распространенный тип. Применяются для подсветки зданий, в интерьерном дизайне, в светодиодных лентах. Часто требуют драйвера для понижения напряжения с 220В до 12В.

XLamp

Мощные светодиоды с радиатором для отвода тепла. Работают при токе от 350 мА. Делятся на серии MC, XP и XR. Применяются в автомобильном освещении.

Устройство сверхъярких светодиодов

Конструкция сверхъярких светодиодов схожа с обычными, но имеет ряд особенностей:

  • Монтаж на теплоотводящую подложку вместо обычного основания
  • Металлокерамическое основание с высокой теплопроводностью
  • Кристаллы из карбида кремния
  • Подложка из карбида кремния или нитрида алюминия
  • Металлический корпус-рефлектор
  • Плавающая линза из кварцевого стекла

Характеристики светодиодов зависят от типа и размера используемых кристаллов. Современные большие кристаллы обеспечивают высокую светоотдачу при больших рабочих токах.


Принцип работы сверхъярких светодиодов

Принцип работы сверхъярких светодиодов аналогичен обычным:

  • Основа — полупроводниковый чип с p-n переходом
  • Ток протекает от p-анода к n-катоду
  • Цвет и длина волны излучения зависят от ширины p-n перехода
  • Используются материалы: германий, кремний, сапфир (подложка)

Высокая яркость достигается за счет использования новых материалов и технологий изготовления кристаллов и корпусов.

Где применяются сверхъяркие светодиоды

Сферы применения сверхъярких светодиодов весьма разнообразны:

  • Подсветка ЖК-дисплеев мобильных устройств
  • Светодиодная реклама
  • Автомобильная светотехника (фары, стоп-сигналы, подсветка салона)
  • Дорожные указатели и светофоры
  • Освещение помещений (дома, офисы, производства)
  • Сигнальные огни в авиации, судоходстве, на железной дороге
  • Подводное освещение
  • Ландшафтное освещение
  • Медицинское оборудование (эндоскопы, дерматоскопы)
  • Тюнинг автомобилей

Преимущества сверхъярких светодиодов

Сверхъяркие светодиоды обладают рядом важных преимуществ:


  • Высокая энергоэффективность (экономия до 80% электроэнергии)
  • Длительный срок службы
  • Работа в широком диапазоне температур
  • Минимальный нагрев
  • Ударопрочность и влагостойкость
  • Высокая яркость и световой поток
  • Компактные размеры
  • Экологичность (отсутствие ртути и других вредных веществ)

Недостатки сверхъярких светодиодов

Основные недостатки сверхъярких светодиодов:

  • Высокая стоимость по сравнению с обычными светодиодами
  • Необходимость использования радиаторов для отвода тепла у мощных моделей
  • Чувствительность к перепадам напряжения
  • Потребность в специальных драйверах питания
  • Возможное снижение яркости со временем у некачественных изделий

Как выбрать сверхъяркие светодиоды

При выборе сверхъярких светодиодов следует учитывать несколько факторов:

  • Область применения (определяет требуемые характеристики)
  • Рабочее напряжение (обычно 1,5-4В, реже 12В)
  • Цвет свечения (зависит от напряжения)
  • Мощность (для мощных диодов около 1 Вт, для обычных — 0,3 Вт)
  • Качество изготовления (влияет на срок службы и стабильность характеристик)

Не стоит экономить на качестве — дешевые модели быстро теряют яркость. Качественные светодиоды сохраняют до 80% яркости после 50 000 часов работы.


Перспективы применения сверхъярких светодиодов

Несмотря на высокую стоимость, сверхъяркие светодиоды имеют большой потенциал для широкого внедрения:

  • Постоянное совершенствование технологий производства
  • Снижение себестоимости при массовом производстве
  • Растущий спрос на энергоэффективные решения
  • Ужесточение экологических требований к источникам света

В будущем ожидается повсеместное использование сверхъярких светодиодов, что позволит значительно сократить расходы на освещение как в масштабах городов, так и для отдельных потребителей.


Астра-10 исп. 3 оповещатель светозвуковой, сверхяркие светодиоды, питание 10-15 В, 118 дБ, — Оповещатели

  1. Каталог
  2. Пожарная сигнализация
  3. Оповещатели
  4. Свето-звуковые оповещатели
  5. Астра-10 исп. 3