Какие бывают виды светодиодов. Как классифицируются светодиоды по типам. Как работает светодиод и из чего состоит. Какие преимущества у светодиодного освещения.
Принцип работы и устройство светодиода
Светодиод (LED — Light Emitting Diode) — это полупроводниковый прибор, излучающий свет при прохождении через него электрического тока. Основные компоненты светодиода:
- Полупроводниковый кристалл (чип)
- Корпус с контактными выводами
- Оптическая система (линза)
Принцип работы светодиода основан на явлении электролюминесценции — свечении вещества под воздействием электрического поля. При подаче напряжения на контакты светодиода через p-n переход протекает электрический ток, вызывая рекомбинацию электронов и дырок. При этом выделяется энергия в виде фотонов — частиц света.
Основные виды и типы светодиодов
Светодиоды классифицируются по различным параметрам. Основные виды и типы светодиодов:
По цвету свечения:
- Одноцветные (красные, зеленые, синие и др.)
- Многоцветные (RGB)
- Белые
По мощности:
- Маломощные (до 0,1 Вт)
- Средней мощности (0,1-0,5 Вт)
- Мощные (более 0,5 Вт)
По конструкции:
- DIP (с выводами)
- SMD (для поверхностного монтажа)
- COB (безвыводные на подложке)
Каждый тип имеет свои особенности и области применения. Выбор зависит от конкретных задач освещения.
DIP светодиоды
DIP (Dual In-line Package) светодиоды — это один из наиболее распространенных типов. Их особенности:
- Имеют вытянутый корпус с двумя выводами
- Диаметр колбы 3, 5, 8 или 10 мм
- Угол рассеивания 15-120 градусов
- Применяются в индикаторах, подсветке, декоративном освещении
DIP светодиоды просты в монтаже и имеют низкую стоимость. Однако их эффективность ниже по сравнению с современными SMD и COB светодиодами.
SMD светодиоды
SMD (Surface Mounted Device) светодиоды предназначены для поверхностного монтажа на печатные платы. Их характеристики:
- Компактные размеры (от 1х1 мм)
- Высокая световая отдача
- Широкий угол рассеивания (до 140 градусов)
- Простота автоматизированного монтажа
SMD светодиоды широко применяются в светодиодных лентах, модулях, лампах и светильниках. Они обеспечивают равномерное освещение и имеют хорошее соотношение цена/эффективность.
COB светодиоды
COB (Chip-On-Board) — это современная технология, при которой множество светодиодных кристаллов монтируются непосредственно на подложку. Особенности COB светодиодов:
- Высокая плотность светового потока
- Равномерное свечение без слепящего эффекта
- Эффективный теплоотвод
- Компактные размеры
COB светодиоды применяются в мощных прожекторах, уличных и промышленных светильниках. Они обеспечивают высокую светоотдачу при минимальных размерах.
Filament светодиоды
Filament (филаментные) светодиоды имитируют нить накаливания классических ламп. Их конструкция:
- Светодиодные кристаллы на сапфировой подложке
- Колба, заполненная инертным газом
- Светорассеивающее покрытие
Filament светодиоды сочетают классический дизайн и современную эффективность. Они широко применяются в декоративных светильниках и ретро-лампах.
Органические светодиоды (OLED)
OLED (Organic Light-Emitting Diode) — это технология, использующая органические полупроводники. Особенности OLED:
- Сверхтонкие гибкие панели
- Высокая контрастность и яркость
- Широкий угол обзора
- Низкое энергопотребление
OLED применяются в дисплеях смартфонов, телевизорах, светильниках. Они обеспечивают высокое качество изображения и равномерное освещение поверхности.
Преимущества светодиодного освещения
Светодиоды имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с традиционными источниками света:
- Высокая энергоэффективность (до 150 лм/Вт)
- Длительный срок службы (до 100 000 часов)
- Экологичность (отсутствие ртути и других вредных веществ)
- Устойчивость к механическим воздействиям
- Отсутствие мерцания и пульсаций света
- Мгновенное включение на полную яркость
Благодаря этим преимуществам светодиодное освещение активно внедряется во все сферы — от бытового до уличного и промышленного применения.
Области применения светодиодов
Широкий ассортимент типов и видов светодиодов позволяет использовать их практически во всех областях освещения:
- Общее освещение помещений
- Уличное и архитектурное освещение
- Автомобильная светотехника
- Подсветка рекламных конструкций
- Декоративное и ландшафтное освещение
- Дисплеи и экраны
- Специальное освещение (медицина, промышленность)
При выборе светодиодов для конкретного применения учитываются их светотехнические, электрические и эксплуатационные характеристики.
Перспективы развития светодиодных технологий
Технологии производства светодиодов постоянно совершенствуются. Основные направления развития:
- Повышение энергоэффективности
- Улучшение цветопередачи
- Снижение стоимости
- Создание гибких и прозрачных светодиодов
- Интеграция с системами «умного» освещения
В ближайшие годы ожидается дальнейшее расширение применения светодиодного освещения и появление новых типов светодиодов с улучшенными характеристиками.
Виды и типы светодиодов, как классифицировать и упорядочить
Быстрое развитие рынка светодиодного освещения «выкинуло» на рынок различные виды и типы светодиодов. Большая часть производителей подразделяют свои чипы способом — «как Бог на душу положит». Четкая классификация отсутствует. Но все же просматривается некоторая «четкая линия» — подразделение по видам на основании общих признаков, характеристик.
По большей мере такая классификация не совсем правильная, однако обоснована. Нет точного разделения по характеристикам по одной простой причине: если брать цвет, то светодиоды можно отнести к одному виду или типу, а по второй ( мощности ) такие светодиоды уже с трудом можно отнести к одному виду. А так как характеристик у LEDs достаточно много, то «скомпоновать» их вместе достаточно проблематично.
На основании этого производители с легкостью сводят к одному классу COB и SMD диоды в одну группу, индикаторные и осветительные в другую. В общем и целом образовалась некоторая неразбериха по классификации светодиодов на основании характеристик.
Дабы исправить это положение стоит принять, что любые характеристики диодов условные. Только таким образом можно объединить и каким-то образом классифицировать их.
Виды и типы светодиодов индикаторных
К индикаторным типам следует относить такие виды диодов как: DIP (DIL), Superflux, Волоконные. Первые два достаточно сильно морально устарели, но все же их еще можно увидеть во многих гаджетах и устройствах. Не редки случаи, когда можно увидеть использование индикаторных диодов в качестве осветительных. Нонсенс на сегодняшний день, но это «имеет место быть». Оставим такое применение на совести производителей и будем рассматривать индикаторные светодиоды более подробно.
DIP (Dual In-line Package) или DIL (Dual In-Line – англ. двойное размещение в линию)
Интересные и устаревающие виды и типы светодиодов DIP. Дословный перевод таких светодиодов — DIP(DIL) двойное размещение в линию. По способу монтажа определяются как: PHT (Plating Through Holes – англ.
через отверстие платы).
Характерными представителями этой группы в классификации являются 3мм, 5мм, 8мм и 10мм светодиоды. Мы уже говорили, что это устаревшие типы, т.к. были первопроходцами в области становления твердотельного освещения. И использование в промышленных масштабах находится под большим вопросом.
Полупроводники этого вида различаются по цвету, материалу и диаметру колбы 3мм, 5мм, 8мм,10мм и т.д. Выбор шикарен. Можно найти чипы на любой вкус и цвет от круглых до прямоугольных. Главное достоинство любых экземпляров в этой группе — малый нагрев при достаточно не плохой яркости. Основное использование в электронных табло, бегущих строках, разнообразных индикаторах ( отчего и идет такое разделение ).
Если смотреть со стороны конструкции, то индикаторные диоды имеют цилиндрическую форму с встроенной выпуклой линзой. Выпускают как в одном цвете, так и в многоцветном (RGB).
Обособленно в эту группу можно отнести и виды OLED диодов ( Organic Light Emitting Diode )- органические светодиоды.
Популярны в производстве подсветки ЖК экранов, дисплеев и телевизоров.
Super Flux Пиранья
Светодиоды Пиранья из данной группы обладают самыми лучшими световыми характеристиками по световому потоку. Конструктивной особенностью можно считать прямоугольную форму с четырьмя выводами (пинами). На сегодняшний день имеются 4 цвета: красный, зеленый, синий, белый. Размеры: 3мм, 5мм и Falt.
Основное применение сверхярких светодиодов Пиранья — автомобили и реклама.
Особенностью и преимуществом перед DIP диодами 3,5,10 мм — наличие четырех пинов. За счет этого обуславливается более «жесткое» присоединение к плате.
Подложка Пираней выполнена из свинца, т.к. имеет большую теплопроводность. Рабочий температурный режим достаточно широкий, что позволяет применять большие входные мощности. По поводу безопасности и экологичности остается вопрос… Свинец… Не совсем экологичный материал…Мягко говоря…
Угол рассеивания светового потока широкий — от 40 до 120 градусов.
Если проводить параллель по применяемости и востребованности, то Пираньи все-таки, держат пальму первенства.
Новый вид индикаторных — волоконные светодиоды
Это одни из новых видов и типов светодиодов, которые были представлены широкой публике корейскими производителями в конце 2015 года. Пока они используются только как отдельные волокна, но не за горами тот момент, когда их можно будет использовать в текстильной промышленности. И как только этот день настанет, то их можно с большой уверенностью переносить в группу осветительных светодиодов.
Способ производства основан на покрытии подложки полиэтилентерефталатом, пропитанным раствором PEDOT:PSS (поли-3,4-этилендиокситиофена полистиролсульфоната). Далее волокна покрывают олед диодом, сушат и наносят завершающий слой фтористого лития алюминия (LiAl).
Виды и типы светодиодов осветительных
Самый интересные и широко используемые виды и типы светодиодов — осветительные. В повседневном использовании применяются диоды с белым излучением.
Он в свою очередь подразделяется на: холодный белый, теплый белый. Сами по себе полупроводники не могут воспроизводить белый цвет. Поэтому используется несколько методик получения белого цвета.
К первому относится способ RGB. Самая дешевая технология получения белых диодов. Но с ее использованием ухудшается индекс цветопередачи. О том, что это такое — читайте в соответствующем материале.
Второй метод — самый распространенный. Нанесение люминофора на голубой или синий светодиод. Данный способ самый распространенный. В этом случае мы получаем желтый и зеленый цвета, или красный и зеленый. Этот метод идеален, если мы желаем получить цвет максимально приближенный к люминесцентному.
Осветительные светодиоды вида SMD
Один из самых распространенных видов в осветительной группе. Обратимся к переводу. Аббревиатура SMD — Surface Mounted Device – англ. прибор. монтируемый на поверхность.
Конструктивно такие типы достаточно сложные. Состоят из алюминиевой или медной подложки.
На подложку монтируется сам кристалл, припаеваемый к контактам корпуса, в котором заключена подложка.
Кристалл покрывают линзой, в некоторых случаях только люминофором. На одной подложке можно разместить до трех диодов, в зависимости от применения будущего источника света.
Распространенный вид светодиодов – COB
Другими, наиболее распространенными и модными видами являются диоды COB типа (Chip On Board – англ. чип на плате). В этом случае на одну плату ( подложку ) монтируется от 9 и более кристаллов. Их заливают люминофором. В таком виде мы получаем светодиод с большой яркостью. Данная технология упростила и существенно удешевила изготовление светотехнических LED устройств. Световой поток COB диодов на порядок больше, чем у СМД.
Основное назначение – освещение. В то время, как COB диоды можно использовать и в качестве индикаторов.
В плане ремонтопригодности COB наименее предпочтительны, т.к. в случае перегорания придется поменять всю матрицу.
И кстати, мною давно замечено, что в COB чипах достаточно сложно (простому обывателю) определить количество, размер кристаллов.
А соответственно и сопоставить полученные измерения ( подсчеты ) с заявленными характеристиками источников света.
Ну и последняя новинка 2015 года в твердотельном освещении – filament светодиоды.
Новый вид светодиодов – filament
Данный тип диодов сформировался не так давно. Но сразу полюбились покупателями. И это не мудрено, т.к. при одинаковой мощности ( в сравнении с COB или SMD ) мы можем получить большую освещенность.
Пока основное применение filament светодиодов — LED лампы. Филаментные светодиоды монтируются на стеклянную или сапфировую подложку. Технология – Chip-On-Glass. В результате чего, свет распространяется на 360 градусов. Достаточно интересная и «далеко идущая» технология.
Заключение
В принципе, указанные в статье виды и типы светодиодов не полные и данную классификацию можно расширять, применяя ряд подвидов и классов. Кому-то она покажется простой. Кому-то правильной, кому-то смешной. Но в силу того, что никакой определенной «научной концепции» по распределению светодиодов не существует, то для общего понимания того, как можно разделить светодиоды на виды и классы мы получили.
Чего, в принципе и добивались.
Светодиоды — типы, принцип работы
Светоизлучающие диоды (LED) — это твердотельные электронные устройства, способные генерировать свет, пропуская электричество через p-n переход, смещенный в прямом направлении. Представляет собой полупроводниковый диод, который производит свет одной или нескольких длин волн.
Полупроводник — это вещество, электропроводность которого может изменяться в результате изменения температуры, приложенных полей (электрических или магнитных), концентрации примесей (например, легирования) и т. д. Диод — это устройство, при котором электрический ток может проходить только в одном направлении.
Полезные статьи:
Что такое светодиодный ЧИП? Типы, описание, характристики
Производство светодиодов (LED), материалы, технологии
Все статьи
Типы светодиодов
LED (light emitting diode) — светоизлучающий диод
Светодиоды — это тип твердотельного освещения, в котором свет излучается из твердого объекта (например, блока полупроводниковых или органических слоев или материалов), а не из вакуумной или газовой трубки, что имеет место в традиционных лампах накаливания и люминесцентных лампах.
И поскольку подавляющее большинство светодиодов используют неорганические полупроводники, аббревиатура LED обычно представляет собой светодиоды на основе неорганических полупроводников.
Диммерные переключатели
Светодиод доступен с диммерными переключателями, как и другие лампы. Диммер в обычных лампах накаливания работает хуже, чем диммер в светодиодных лампах. Поэтому рекомендуется заменить стандартные лампочки на светодиодные, поскольку они работают с минимальной мощностью, чем другие стандартные источники света.
Белый светодиод
Светодиод доступен в трех вариантах:
- холодный,
- теплый,
- светодиод дневного света.
В большинстве домов используются лампы теплого белого цвета. Цвет светодиода дневного света, который имеет совершенно белый цвет с оттенком синего, в основном используется для выделения реального цвета.
Светодиодные трубки для освещения
Применяется для замены люминесцентных ламп, а в некоторых случаях может быть единственной заменой подвесного светильника.
Другие конструкции требуют нового балласта и замены проводки. Он работает, предлагая серию светодиодных миниатюр по длине трубки и доступен в любых размерах.
Он расширен как устройство для поверхностного монтажа и популярен в светодиодном освещении. Встроенные в лампочку SMD-чипы имеют дополнительную яркость, которая надежна в офисе и дома.
COB
COB означает «чип на плате», который представляет собой другое поколение светодиодов и предлагает более сильное количество света, чем SMD, и имеет доступную опцию, поскольку пользователь считает луч управляющего света. Он обеспечивает лучшее соотношение ватт к люмену, что означает, что он имеет высокую производительность.
Графеновый светодиод
Популярный канал BBC поручил эволюцию света использовать светодиодную нить накаливания с графеновым покрытием, отмеченную как самая доступная в конце 2015 года. Она дешевле стандартных ламп и претендует на снижение счетов за электроэнергию примерно на 10%.
Использование графена было изобретено русским ученым, работавшим в Манчестерском университете. Битва уже началась и помогает найти инновационное применение прочным материалам.
Традиционные и неорганические светодиоды
Доступен традиционным методом со встроенным диодом и производится из неорганических компонентов. Наиболее широко применяемые светодиоды изготавливаются из составных полупроводников, таких как:
- фосфид арсенида галлия,
- арсенид галлия алюминия
- и многое другое.
Цвет светодиодного света зависит от используемых материалов.
Эти светодиоды олицетворяются в виде небольшого светодиода, который подразумевается в панелях индикации с различным форматом светодиода и его типами. Его можно даже отнести к категории неорганических светодиодов, которые имеют различные стили светодиодов, такие как светодиоды для поверхностного монтажа, мигающие светодиоды, многоцветные и двухцветные светодиоды, которые могут работать от переменного напряжения, одноцветные светодиоды размером 5 мм, буквенно-цифровой светодиодный дисплей.
Яркие светодиоды
Светодиоды высокой интенсивности и светодиоды высокой яркости относятся к неорганическим светодиодам и начали их внедрение в приложения для освещения и украшения.
Такой тип светодиодов в настоящее время становится обязательным, как и неорганические светодиоды, и имеет выходную мощность с максимальной световой энергией. Чтобы получить максимальное количество света на выходе, светодиоду необходимы управляемые уровни рассеиваемой мощности и тока. Светодиод может быть установлен на радиаторе для устранения нежелательного излучения тепла.
Говоря об эффективности, светодиоды являются значительной заменой многих традиционных осветительных приборов. В настоящее время широко применяется бытовое освещение с автоматизированной лампой. Он имеет большие преимущества с точки зрения факторов окружающей среды и эффективности по сравнению с КЛЛ, компактными люминесцентными лампами и лампами накаливания.
Органический светодиод
Органический светодиод развернут с фундаментальной идеей светоизлучающих диодов. Как следует из названия, светодиод изготовлен из органических компонентов. Базовый светоизлучающий диод использует базовые неорганические полупроводники с различными уровнями примесей и излучает свет от специальных PN-переходов, которые являются фокусом света. Органический светодиодный дисплей изготавливается из тонких листов и создает зону рассеянного света.
В основном это тонкопленочный материал, который печатается на стеклянной подложке. Схема, выполненная из полупроводниковых компонентов, используется для передачи электрических зарядов на встроенные пиксели, которые заставляют светодиод светиться. Светодиодная технология постоянно растет вместе с уровнем ее эффективности и не имеет границ, которые можно было бы установить в любой области.
OLED
Некоторые светодиоды идут с органическими полупроводниками (небольшие молекулы или полимеры на основе углерода), а аббревиатура OLEDs обозначает эти светодиоды на основе органических полупроводников.
Они очень похожи на светодиоды на основе неорганических полупроводников в том, что прохождение электрического тока через OLED генерирует возбужденное состояние, которое затем может излучать свет. Это основной компонент для телевизоров и мониторов нового поколения.
Светодиод включает в себя полупроводниковые материалы, легированные примесями, для получения p-n перехода, при этом электрический ток может прямолинейно течь в одном направлении от p-стороны (анод) к n-стороне (катод), однако не в обратном направлении. Светоизлучающий диод излучает свет, возбуждая электроны через запрещенную зону между зоной проводимости и валентной зоной дырок (полупроводниковый активный или светоизлучающий слой). Комбинация электрона и дырки может спонтанно генерировать фотон с определенной длиной волны или диапазоном длин волн.
Основной элемент
Фотон — это квант электромагнитного излучения или частица, передающая свет. Перефразируя, свет переносится в пространстве фотонами.
Цветовые вариации видимого света обычно определяются электромагнитным излучением или оптическими длинами волн. Длина волны света, излучаемого любым конкретным светодиодом, зависит от количества энергии, выделяющейся при рекомбинации электрона и дырки. Цвет света (длина волны), излучаемого светоизлучающим диодом, зависит от полупроводниковых материалов активных слоев светоизлучающего диода. Различные длины волн света могут быть созданы с использованием различных материалов путем изменения запрещенных зон полупроводниковых слоев и формирования активного слоя внутри p-n перехода.
Длина волны цвета светодиода
Светодиоды могут излучать свет в одном диапазоне длин волн, например, красный, янтарный, желтый, зеленый, синий и т.д., Или могут быть изготовлены для излучения белого света с использованием широкого спектра различных типов полупроводниковых материалов, таких как, например, полупроводниковые материалы III-V и II-Vполупроводниковые материалы. Одноцветные светодиоды могут быть изготовлены с применением комбинации светодиода, излучающего свет первой длины волны, и материала преобразования света, например люминофора, который поглощает часть или всю первую излучаемую длину волны и повторно излучает ее на второй длине волны.
Светоизлучающие диоды могут работать индивидуально или в любых комбинациях, необязательно в сочетании с одним или несколькими люминесцентными материалами (например, люминофорами или сцинтилляторами) и/или фильтрами, излучая свет любого предпочтительного воспринимаемого цвета (включая белый).
Люминофор — это люминесцентный материал, который производит чувствительное излучение (в первую очередь видимый свет) при возбуждении источником возбуждающего излучения. Чаще всего реагирующее излучение имеет длину волны, которая обычно больше длины волны возбуждающего излучения. Включение люминесцентных материалов в светодиодные устройства в основном достигается путем включения люминесцентных материалов в прозрачный пластиковый инкапсулирующий материал (например, материал на основе эпоксидной смолы или силикона). Синий светодиод (обычно 460 нм), окруженный желтым люминофором, например, легированным церием иттриево-алюминиевым гранатом (YAG: Ce), который излучает свет в широкой полосе с центром в 550 нм.
Сочетание номинально желтого светового излучения от люминофора и синего света от светодиода излучает источник света, который имеет типично белый внешний вид. Опять же, светодиод, который излучает ультрафиолет (<400 нм), можно использовать для возбуждения смеси красных, зеленых и синих люминофоров.
В типичном светодиодном светильнике белого света монохроматический светодиод инкапсулирован прозрачным материалом, который содержит подходящие компенсационные люминофоры. Длина волны света, излучаемого компенсационным люминофором, дополняет длину волны света, излучаемого светодиодом, чтобы гарантировать, что длины волн от светодиода и компенсационного люминофора смешиваются вместе для генерации белого света.
Светодиодные чипы — умное устройство света
Светодиодные чипы обычно заключены в пакет, который извлекает свет и защищает чип от повреждения. Широко признанный и коммерчески доступный «светодиод», который продается (например) в магазинах электроники, обычно представляет собой «упакованное» устройство, состоящее из множества деталей.
Вообще говоря, светодиодный пакет состоит из подложки, светодиодной матрицы (альтернативно называемой светодиодной микросхемой), предварительно установленной на подложке, и инкапсуляции, сформированной на подложке для покрытия светодиодной матрицы. Инкапсулятор инкапсулирует светодиодный чип и часть носителя для защиты светодиодного чипа и выставляет часть носителя за пределы инкапсулятора, чтобы дать функцию внешних электродов. Линза обычно крепится к светодиодной упаковке с помощью инкапсулята для направления или изменения природы света, излучаемого светодиодом. Светодиодная матрица часто монтируется на большую подложку для рассеивания тепла и упаковки. Подложка может содержать другие схемы, такие как устройство пассивного электростатического разряда. Пакет дополнительно имеет прочные анодные и катодные выводы для пайки к печатной плате.
Теплоотвод светодиодов
Как известно, светодиод также производит нежелательный побочный продукт — тепло во время генерации света.
Когда электрон встречается с дыркой, он попадает на более низкий энергетический уровень и производит энергию в виде света (фотон, лучистая энергия) и тепла (фонон, тепловая энергия). Производительность светодиода чрезвычайно чувствительна к рабочей температуре, что делает тепловое управление жизненно важной задачей в дизайне светодиодного пакета. Тепло должно систематически рассеиваться, и / или мощность электропривода (и, следовательно, светоотдача) должна поддерживаться достаточно низкой, чтобы предотвратить дисфункцию или быстрое ухудшение производительности и / или поддерживать эффективность работы.
Существует целый ряд методов, которые были использованы для рассеивания тепла от упакованных электронных устройств. Типичные системы охлаждения могут включать в себя применение теплоотвода и / или вентилятора для охлаждения точки соединения. Теплоотвод — это компонент или узел, который подает генерируемое тепло в низкотемпературную среду. Радиаторы обеспечивают путь для поглощения тепла, производимого светодиодами, и для рассеивания тепла непосредственно или излучением в окружающую среду.
Напряжение для светодиодов
Светодиод переменного тока — это светодиод, который работает непосредственно от линейного напряжения переменного тока, в то время как светодиод постоянного тока использует драйвер для преобразования линейного напряжения в постоянный ток (DC).
Светодиоды — это низковольтные устройства, управляемые током, что означает, что они обычно работают с постоянным током. Светодиоды получают входной сигнал или модулированный прямоугольный входной сигнал для того, чтобы постоянный ток протекал через светодиодные чипы для генерации света. Поэтому интеграция светодиодов в жилые и коммерческие системы освещения (которые традиционно подключаются для приема переменного тока) требует подключения светодиода к цепи «драйвера», которая преобразует переменный ток в подходящий постоянный ток для светодиода.
Светодиодные драйверы можно регулировать освещенность светодиодов, контролируя количество тока, протекающего через светодиоды. Кроме того, светодиодные приводные цепи также могут преобразовывать мощность с одного уровня напряжения на другой.
Как управлять светодиодами?
Светодиоды управляются током, а не напряжением. Когда подается прямое напряжение и ток начинает течь, электроны в отрицательной области прыгают через зону истощения (переход), чтобы рекомбинировать с дырками в положительной области. Каждая рекомбинация электрона и дырки высвобождает квант электромагнитной энергии в виде света. Выход люмена (яркость) светодиода пропорционален прямому току, проходящему через светодиод. Чем выше ток привода, тем ярче светодиод. В то же время, однако, большее количество тепла генерируется на полупроводниковом переходе. Это связано с тем, что светодиоды преобразуют только около 50% энергии в свет, а оставшаяся часть энергии выделяется в виде тепла.
При превышении максимально допустимой температуры перехода высокий тепловой поток может привести к необратимому повреждению светодиода, а также к тепловому падению, которое является уменьшением оптической мощности при повышении температуры. При работе с более высокой плотностью тока высокие кинетические электроны могут генерироваться эффектом шнека.
Нерадиационный процесс рекомбинации шнека может привести к снижению эффективности светодиода, известному как снижение эффективности или плотности тока. Таким образом, светодиоды не могут быть чрезмерно управляемыми, потому что это не только вызовет как тепловое падение, так и падение плотности тока, но и резко сократит срок службы светодиода.
Каталог светильников ФОКУС
видов светодиодов | Верхний список из 9 различных типов светодиодов
В следующей статье представлен обзор типов светодиодов. В прежние времена использование светодиодов было ограничено и доступно только в нескольких конструкциях. Но в настоящее время технологии развиваются в большей степени, и светодиоды реализуются в различных стилях, таких как мячи для гольфа, трубки, отражатели, GLS и прожекторы. Он имеет разную мощность, равную мощности лампы накаливания, и имеет другую фурнитуру, такую как байонет и винт.
Цена приемлемая по сравнению с другими лампами. Таким образом, это обеспечивает значительное сокращение расходов на оплату счетов за электроэнергию.
Светодиод расширяется, поскольку светоизлучающий диод представляет собой полупроводниковый компонент, который излучает световую энергию из-за эффекта электролюминесценции. Он состоит из PN-перехода, который излучает свет при прямом смещении. Он применим во всех областях, таких как автомобили, уличные фонари, офисное и домашнее освещение, смартфоны и телевизоры.
Список из 9 различных типов светодиодов
Широкая реализация светодиодов имеет расширенные функции, такие как небольшой размер, надежность, долговечность, долговечность, потребление минимальной мощности и мгновенное переключение. Благодаря этим надежным характеристикам светодиоды привлекли больше внимания огромного количества людей. Студенты, инженеры, энтузиасты электроники любят работать со светодиодами в своих проектах.
1. Диммерные выключатели
Светодиод доступен с диммерными выключателями, аналогичными другим лампам. Диммер в обычных лампах накаливания работает хуже, чем диммер в светодиодных лампах.
Поэтому рекомендуется заменить стандартные лампочки на светодиодные, поскольку они работают с минимальной мощностью, чем другие стандартные лампочки.
2. Цветной светодиод
Цветной светодиод привлекает каждого человека и доступен в трех вариантах: холодный белый светодиод, теплый белый светодиод, светодиод дневного света. В большинстве домов используются галогенные лампы теплого белого цвета. Цвет светодиода дневного света, который имеет совершенно белый цвет с оттенком синего, который в основном используется для выделения реального цвета.
3. Светодиодные трубки для освещения
Используется для замены люминесцентных ламп, а в некоторых случаях может быть единственной подвесной заменой. Другие конструкции требуют нового балласта и замены проводки. Он работает, предлагая серию светодиодных миниатюр по длине трубки и доступен во всех размерах, которые подходят, как и ожидалось.
4. SMD LED
Расширен как устройство для поверхностного монтажа и популярен в светодиодном освещении.
Встроенные в лампочку SMD-чипы имеют дополнительную яркость, которая надежна в офисе и дома.
5. Светодиод COB
COB означает чип на плате, который является другим поколением светодиодов и предлагает более сильное количество света, чем SMD, и имеет доступную опцию, поскольку пользователь считает луч управляющего света. Он обеспечивает лучшее соотношение ватт к люмену, что означает, что он имеет высокую производительность.
6. Графеновый светодиод
Популярный канал BBC поручил эволюцию света использовать светодиодную нить в форме, покрытую графеном и отмеченную как наиболее доступная в конце 2015 года. 10%. Использование графена было изобретено русским ученым, работавшим в Манчестерском университете. Битва уже началась и помогает найти инновационное применение прочным материалам.
7. Традиционные и неорганические светодиоды
Доступен традиционным способом со встроенным диодом и изготовлен из неорганических компонентов. Наиболее широко применяемые светодиоды изготавливаются из составных полупроводников, таких как фосфид арсенида галлия, арсенид галлия алюминия и многое другое.
Цвет светодиодного света зависит от используемых материалов.
Эти светодиоды олицетворяются в виде небольшого светодиода, который используется в панелях индикации с различным форматом светодиода и его типами. Его можно даже отнести к категории неорганических светодиодов, которые имеют различные стили светодиодов, такие как светодиоды для поверхностного монтажа, мигающие светодиоды, многоцветные и двухцветные светодиоды, которые могут работать от переменного напряжения, одноцветные светодиоды размером 5 мм, буквенно-цифровой светодиодный дисплей. Такие типы неорганических светодиодов используются в больших количествах.
8. Светодиоды максимальной яркости
Светодиоды высокой интенсивности и светодиоды высокой яркости относятся к неорганическим светодиодам и начали их внедрение в приложениях освещения и декорирования. Такой тип светодиодов в настоящее время становится обязательным, как и неорганические светодиоды, и имеет выходную мощность с максимальной световой энергией.
Чтобы получить максимальное количество света на выходе, светодиоду необходимы управляемые уровни рассеиваемой мощности и тока. Светодиод может быть установлен на радиаторе для устранения нежелательного излучения тепла.
Говоря об эффективности, светодиоды представляют собой значительную замену многим традиционным источникам света. В настоящее время широко применяется бытовое освещение с автоматизированной лампой. Он имеет большие преимущества с точки зрения факторов окружающей среды и эффективности по сравнению с КЛЛ, компактными люминесцентными лампами и лампами накаливания. Эффективный уровень HBLED максимален и имеет длительный срок службы при многократном выключении и включении. Но срок службы таких ламп конечен, если им пренебречь.
9. Органический светодиод
В основе органического светодиода лежит основная идея светоизлучающих диодов. Как следует из названия, светодиод изготовлен из органических компонентов. Базовый светоизлучающий диод использует базовые неорганические полупроводники с различными уровнями примесей и излучает свет от специальных PN-переходов, которые являются фокусом света.
Органический светодиодный дисплей изготавливается из тонких листов и создает зону рассеянного света.
В основном это тонкопленочный материал, который печатается на стеклянной подложке. Схема, выполненная из полупроводниковых компонентов, используется для передачи электрических зарядов на встроенные пиксели, которые заставляют светодиод светиться. Светодиодная технология постоянно растет вместе с уровнем ее эффективности и не имеет границ, которые можно было бы установить в любой области.
Заключение
Яркость лампочки оценивается по ее мощности и она такая же, как у ламп накаливания. Но светодиод имеет удивительный коэффициент энергопотребления по сравнению с обычными, чтобы производить такое же количество световой энергии, и поэтому светодиод предпочтительнее и адаптируется во всех отраслях промышленности. В настоящее время представлены различные дизайны и цвета, что позволяет им выживать в этом конкурирующем мире электроники.
Рекомендуемые статьи
Это руководство по типам светодиодов.
Здесь мы обсуждаем введение в светодиод соответственно и список 9различные соответствующие типы. Вы также можете ознакомиться со следующими статьями, чтобы узнать больше:
- Типы материнских плат
- Типы памяти в компьютере
- Типы мэйнфреймов
- Типы компьютерных кабелей
Светоизлучающие диоды (LED) — SparkFun Learn
Авторы: Ник Пул, bboyhoИзбранное Любимый 66
Поздравляю, вы знаете основы! Может быть, вы даже получили в свои руки несколько светодиодов и начали их освещать, это потрясающе! Как бы вы хотели активизировать свою игру с миганием? Давайте поговорим о том, как сделать что-то необычное за пределами вашего стандартного светодиода.
Крупный план суперяркого 5-мм светодиода Крупный план
Типы светодиодов
Вот другие персонажи.
Светодиоды RGB
Светодиоды RGB (красный-зеленый-синий) на самом деле представляют собой три светодиода в одном! Но это не значит, что он может делать только три цвета. Поскольку красный, зеленый и синий являются аддитивными основными цветами, вы можете контролировать интенсивность каждого из них, чтобы создать любой цвет радуги. Большинство светодиодов RGB имеют четыре контакта: по одному для каждого цвета и общий контакт. У некоторых общий штырек является анодом, а у других катодом.
Светодиод RGB Common Clear Cathode
Светодиоды с интегральными схемами
Цикличность
Некоторые светодиоды умнее других. Возьмем, к примеру, велосипедный светодиод. Внутри этих светодиодов на самом деле есть интегральная схема, которая позволяет светодиоду мигать без какого-либо внешнего контроллера. Вот крупным планом микросхема (большой черный квадратный чип на кончике наковальни), управляющая цветами.
5-миллиметровый светодиод с медленным циклом крупным планом
Просто включите его и смотрите, как он работает! Они отлично подходят для проектов, где вы хотите немного больше действий, но не имеете места для схемы управления.
Есть даже мигающие светодиоды RGB, которые переключаются между тысячами цветов!
Адресные светодиоды
Другие типы светодиодов могут управляться индивидуально. Существуют различные наборы микросхем (WS2812, APA102, UCS1903 и многие другие), используемые для управления отдельными светодиодами, соединенными вместе. Ниже показан крупный план WS2812. Большая квадратная микросхема справа управляет цветами по отдельности.
Адресный WS2812 PTH Close Up
Встроенный резистор
Что это за магия? Светодиод со встроенным резистором? Вот так. Существуют также светодиоды с небольшим токоограничивающим резистором. Если вы внимательно посмотрите на изображение ниже, на штыре есть небольшая черная квадратная микросхема для ограничения тока на этих типах светодиодов.
Светодиод со встроенным резистором Крупный план
Итак, подключите светодиод со встроенным резистором к источнику питания и зажгите его! Мы протестировали эти типы светодиодов при напряжении 3,3 В, 5 В и 9 В.
Сверхяркий зеленый светодиод со встроенным резистором с питанием
Примечание: В техническом описании светодиодов со встроенным резистором указано, что рекомендуемое прямое напряжение составляет около 5 В. Тестирование одного на 5 В, он потребляет около 18 мА. Стресс-тестирование с 9V аккумулятор, он тянет около 30мА. Вероятно, это верхний предел входного напряжения. Использование более высокого напряжения может сократить срок службы светодиода. При напряжении около 16 В в наших стресс-тестах светодиод перегорел.
Корпуса для поверхностного монтажа (SMD)
Светодиоды SMD представляют собой не столько определенный вид светодиодов, сколько тип корпуса. По мере того, как электроника становится все меньше и меньше, производители придумали, как втиснуть больше компонентов в меньшее пространство. Детали SMD (Surface Mount Device) представляют собой крошечные версии своих стандартных аналогов. Вот крупный план адресуемого светодиода WS2812B, упакованного в небольшой корпус 5050.
Адресный WS2812B Крупный план
SMD-светодиоды бывают нескольких размеров, от довольно больших до размеров меньше рисового зерна! Поскольку они такие маленькие и имеют подушечки вместо ножек, с ними не так просто работать, но если у вас мало места, они могут быть именно тем, что прописал доктор.
| Пакет WS2812B-5050 | Пакет APA102-2020 |
| Крупный план адресной светодиодной матрицы 8×32 (WS2812-5050) | Адресная светодиодная лента 5M (APA102-5050) с питанием |
High Power
Светодиоды High Power от таких производителей, как Luxeon и CREE, невероятно яркие.
Они ярче, чем суперяркие! Как правило, светодиод считается высокомощным, если он может рассеивать мощность 1 Вт или более. Это причудливые светодиоды, которые вы найдете в действительно хороших фонариках. Массивы из них можно построить даже для прожекторов и автомобильных фар. Поскольку через светодиод проходит так много энергии, для них часто требуются радиаторы. Радиатор — это, по сути, кусок теплопроводного металла с большой площадью поверхности, задачей которого является передача как можно большего количества отработанного тепла в окружающий воздух. В конструкцию некоторых разделительных досок, таких как показанная ниже, может быть встроено некоторое рассеивание тепла.
| Мощный RGB-светодиод | Алюминиевая задняя панель для некоторого отвода тепла |
Мощные светодиоды могут генерировать столько отработанного тепла, что могут повредить себя без надлежащего охлаждения.
Не позволяйте термину «отработанное тепло» обмануть вас, эти устройства по-прежнему невероятно эффективны по сравнению с обычными лампочками. Для управления можно использовать драйвер светодиода постоянного тока.
Специальные светодиоды
Существуют даже светодиоды, излучающие свет за пределами обычного видимого спектра. Например, вы, вероятно, используете инфракрасные светодиоды каждый день. Они используются в таких вещах, как пульты от телевизора, для отправки небольших фрагментов информации в виде невидимого света! Они могут выглядеть как стандартные светодиоды, поэтому их будет трудно отличить от обычных светодиодов.
ИК-светодиод
На противоположном конце спектра также можно найти ультрафиолетовые светодиоды. Ультрафиолетовые светодиоды заставят некоторые материалы флуоресцировать, как черный свет! Они также используются для дезинфекции поверхностей, поскольку многие бактерии чувствительны к ультрафиолетовому излучению. Они также могут быть использованы для обнаружения подделок (купюры, кредитные карты, документы и т.
