Все про светодиоды. Светодиоды (LED): характеристики, принцип работы и применение

Что такое светодиод и как он работает. Какие бывают виды светодиодов. Каковы основные характеристики и параметры светодиодов. Где применяются светодиоды в современной технике.

Содержание

Что такое светодиод и как он работает

Светодиод (Light Emitting Diode, LED) — это полупроводниковый прибор, излучающий свет при прохождении через него электрического тока. Принцип работы светодиода основан на явлении электролюминесценции, которое возникает в области p-n-перехода полупроводника.

При подаче напряжения в прямом направлении через p-n-переход начинают двигаться основные носители заряда — электроны и дырки. При их рекомбинации происходит высвобождение энергии в виде фотонов — частиц света. Цвет излучения зависит от материала полупроводника и ширины запрещенной зоны.

Основные преимущества светодиодов:

  • Высокая энергоэффективность — до 150 лм/Вт
  • Длительный срок службы — до 100 000 часов
  • Механическая прочность
  • Отсутствие ультрафиолетового и инфракрасного излучения
  • Возможность получения любого цвета свечения
  • Экологическая безопасность

Виды и типы светодиодов

Существует несколько основных видов светодиодов в зависимости от конструкции и назначения:


По способу монтажа:

  • Выводные — с длинными контактными ножками для монтажа в отверстия
  • SMD (Surface Mounted Device) — для поверхностного монтажа на плату

По мощности:

  • Маломощные — до 0,1 Вт
  • Средней мощности — 0,1-0,5 Вт
  • Мощные — от 0,5 Вт и выше

По цвету свечения:

  • Монохромные — красные, зеленые, синие и др.
  • Белые
  • RGB — многоцветные
  • Инфракрасные
  • Ультрафиолетовые

Также выделяют органические светодиоды (OLED), светодиодные матрицы, светодиодные лампы и другие специальные виды.

Основные характеристики и параметры светодиодов

При выборе и применении светодиодов важно учитывать их ключевые характеристики:

Электрические параметры:

  • Прямой ток (If) — номинальный ток через светодиод
  • Прямое напряжение (Uf) — падение напряжения на светодиоде
  • Обратное напряжение (Ur) — максимально допустимое напряжение обратной полярности

Оптические параметры:

  • Световой поток (Φ) — полное количество излучаемого света, измеряется в люменах (лм)
  • Сила света (Iv) — интенсивность светового потока в заданном направлении, измеряется в канделах (кд)
  • Угол излучения (2θ) — угол при вершине конуса, в котором распространяется свет
  • Цветовая температура — для белых светодиодов, измеряется в Кельвинах (К)

Температурные параметры:

  • Максимальная температура p-n-перехода
  • Рабочий диапазон температур
  • Температурный коэффициент напряжения

Зная эти характеристики, можно правильно рассчитать схему питания светодиода и обеспечить оптимальные условия его работы.


Применение светодиодов в современной технике

Благодаря своим уникальным свойствам светодиоды нашли широкое применение в различных областях:

Освещение:

  • Бытовое и офисное освещение
  • Уличное и архитектурное освещение
  • Автомобильные фары и сигнальные огни
  • Декоративная подсветка

Индикация:

  • Световая индикация на приборных панелях
  • Информационные табло и экраны
  • Светофоры

Электроника:

  • Подсветка ЖК-дисплеев
  • Оптические датчики
  • Оптроны и оптопары

Связь:

  • Оптоволоконные линии связи
  • Инфракрасные порты передачи данных

Светодиодные технологии продолжают активно развиваться, открывая новые возможности применения в медицине, сельском хозяйстве и других отраслях.

Преимущества и недостатки светодиодного освещения

Светодиодные источники света имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с традиционными лампами накаливания и люминесцентными лампами. Однако у них есть и некоторые недостатки. Рассмотрим основные плюсы и минусы светодиодного освещения.

Преимущества светодиодов:

  • Высокая энергоэффективность — светодиоды преобразуют до 90% потребляемой энергии в свет
  • Длительный срок службы — до 100 000 часов непрерывной работы
  • Экологическая безопасность — не содержат ртути и других вредных веществ
  • Механическая прочность и виброустойчивость
  • Отсутствие мерцания и быстрое включение на полную яркость
  • Широкие возможности управления яркостью и цветом

Недостатки светодиодов:

  • Более высокая начальная стоимость по сравнению с обычными лампами
  • Необходимость использования драйверов (источников питания)
  • Зависимость характеристик от температуры окружающей среды
  • Возможные проблемы с совместимостью в существующих осветительных системах

Несмотря на некоторые недостатки, преимущества светодиодного освещения делают его все более популярным и перспективным направлением развития световых технологий.


Как выбрать светодиодную лампу для дома

При выборе светодиодной лампы для домашнего освещения следует обратить внимание на несколько ключевых параметров:

1. Мощность и световой поток

Мощность светодиодной лампы не всегда отражает ее яркость. Более важным показателем является световой поток, измеряемый в люменах (лм). Для замены лампы накаливания 60 Вт достаточно светодиодной лампы мощностью 7-10 Вт со световым потоком около 800-900 лм.

2. Цветовая температура

Выбор цветовой температуры зависит от назначения помещения:

  • 2700-3000K — теплый белый свет, подходит для спален и гостиных
  • 4000-4500K — нейтральный белый, оптимален для кухонь и рабочих зон
  • 5000-6500K — холодный белый, используется для офисов и технических помещений

3. Индекс цветопередачи (CRI)

Этот показатель отражает, насколько естественно выглядят цвета в свете лампы. Для домашнего освещения рекомендуется выбирать лампы с CRI не менее 80.

4. Тип цоколя

Убедитесь, что выбранная лампа подходит к вашему светильнику. Наиболее распространены цоколи E27 и E14.


5. Возможность диммирования

Если вы планируете регулировать яркость освещения, выбирайте лампы с функцией диммирования.

Учитывая эти факторы, вы сможете выбрать светодиодную лампу, которая обеспечит комфортное и энергоэффективное освещение в вашем доме.

Перспективы развития светодиодных технологий

Светодиодные технологии продолжают активно развиваться, открывая новые возможности для их применения в различных сферах. Рассмотрим основные направления и перспективы развития светодиодов:

1. Повышение энергоэффективности

Ученые работают над увеличением светоотдачи светодиодов. Теоретический предел эффективности белых светодиодов составляет около 300 лм/Вт. Современные лабораторные образцы уже достигают показателей в 200 лм/Вт.

2. Улучшение цветопередачи

Ведутся разработки по созданию светодиодов с высоким индексом цветопередачи (CRI > 95) при сохранении высокой энергоэффективности. Это позволит использовать их в областях, требующих точной передачи цветов, например, в музеях или при видеосъемке.


3. Развитие органических светодиодов (OLED)

OLED-технологии позволяют создавать гибкие и прозрачные источники света. Это открывает новые возможности для дизайна и архитектурного освещения.

4. Интеграция с системами «умного дома»

Светодиодное освещение становится важной частью систем автоматизации зданий. Развиваются технологии беспроводного управления, адаптивного освещения и интеграции с другими устройствами.

5. Применение в медицине и сельском хозяйстве

Светодиоды с узким спектром излучения находят применение в фототерапии и выращивании растений. Разрабатываются специализированные светодиоды для стимуляции роста растений и лечения различных заболеваний.

6. Миниатюризация и новые форм-факторы

Уменьшение размеров светодиодов позволяет создавать компактные и эффективные источники света для микроэлектроники и носимых устройств.

Развитие светодиодных технологий продолжает открывать новые возможности для создания энергоэффективных и экологичных источников света, способных удовлетворить самые разнообразные потребности в освещении.



Все о светодиодах.

Что такое светодиод?

Светодиоды образуют неотъемлемую часть в современной электроники, простые показатели для оптических коммуникационных устройств. Светоизлучающие диоды используют свойства р-п перехода и испускают фотоны, когда ток в прямом направлении. Светодиоды специально излучают свет, когда потенциалы приложены к аноду и катоду.

История светодиодов начинается с 1907 года, когда капитан Генри Джозефа наблюдал особенности электро-люминесценции карбида кремния. Первый светодиод был разработан в 1962 году. Он был разработан Холоньяк, работал в General Electric (GE). Это был GaAsP устройства. Первая коммерческая версия светодиодов пришли на рынок в 1960-х годов.

Изготовление светодиодной технологии произвела бум в 1970-е годы с введением арсенида галлия алюминия (GaAlAs). Эти светодиоды высокой яркости и во много раз ярче, чем старая рассеянного типа. Синие и белые светодиоды были введены в 1990 году, в котором используется индия нитрида галлия (InGaN) в качестве полупроводника.  Белый светодиод содержит неорганический фосфор. Когда голубой свет внутри светодиода попадает на люминофор, он излучает белый свет.

Что делает светодиод идеальным?

Светодиоды широко используются в электронных схемах из-за его преимущества по сравнению с лампами. Некоторые важные особенностями являются:

  • Светодиоды заключены в пластик, так что они могут выдерживать механические удары.
  • В отличие от ламп, светодиоды не выделяют тепло и потери мощности при нагреве практически отсутствует.
  • Светодиоды требуют очень низкий ток и напряжений обычно 20 мА при 1,8 вольта. Так что это идеально в схемах с батарейками.

Что находится внутри светодиода?

Внутри корпуса LED, есть две клеммы связаны маленький чип изготовлен из галлия соединения. Этот материал обладает свойством излучения фотонов при переходе P-N смещен в прямом. Различные цвета создаются выбиванием основного материала из другого веществама.

Внутри светодиода

Светодиодная технология

Яркость является важным аспектом LED. Глаз человека имеет максимальную чувствительность к свету около 550 нм в области желто — зеленой части видимого спектра. Именно поэтому зеленый светодиод излучается ярче, чем красный светодиод, хотя оба используют тот же ток. Важные параметры светодиодов являются:

  • Световой поток
    Указывает на энергии света, исходящего от светодиодов. Он измеряется в Люмен (лм) или Милли просвет (MLM)
  • Световая интенсивность
    светового потока, охватывающий большую площадь является силой света.Он определяется как Кандела (кд) или милли Кандела (MCD) Яркость светодиода напрямую связана с его силой света.
  • Светоотдача
    Это испускаемых относительной световой энергии к потребляемой мощности.Она измеряется в терминах люмен на ватт (лм Вт).

Прямой ток, прямое напряжение, угол обзора и скорость реагирования это факторы, влияющие на яркость и эффективность светодиодов.  Прямой ток (I) является ток, протекающий через светодиод, когда он смещен в прямом направлении и он должен быть ограничен от 10 до 30 миллиампер, если выше то светодиоды будут уничтожены.

Угол обзора составляет от — угол оси, при котором световая интенсивность падения до половины осевого значения. Вот почему индикатор показывает больше яркости в полном объеме состоянии. Высокие яркие светодиоды имеют узкий угол обзора, так что свет фокусируется в пучок. Рабочее напряжение (V) является падение напряжения на светодиоде. Падение напряжения в диапазоне от 1,8 В до 2,6 вольт для обычных светодиодов, но в голубой и белый он будет идти до 5 вольт. Скорость отклика представляет, как быстро светодиод включается и выключается. Это очень важный фактор, если светодиоды используются в системах связи.

Требуется ли балластный резистор?

Светодиоды всегда подключены к источнику питания через резистор. Этот резистор называют «балластный резистор», которая защищает диод от повреждений, вызванных избыточным током.  Он регулирует прямой тока на светодиод для безопасного предела и защищает ее от жжения.

Номинал резистора определяет прямой тока и, следовательно, яркость светодиодов. Простое уравнение Vs — Vf — используется для выбора резистора. Vs представляет входное напряжения цепи, Vf прямое падение напряжения светодиода(ов) при допустимом токе через светодиод. Полученное значение будет в Омах. Лучше ограничить ток до безопасного предела 20 мА.

Приведенная ниже таблица показывает прямое падение напряжения на светодиоде.

КрасныйОранжевыйЖелтыйЗеленыйСинийБелый
1,8 В2 V2,1 В2,2 В3,6 В3,6 В

Через типичный светодиод может пройти 30 -40 мА безопасный ток через него .Номинальный ток, чтобы дать достаточную яркость, стандартный красный светодиод 20 мА. Но это может быть 40 мА для синего и белого светодиода. Ограничение тока балластным резистором защищает диод от избыточного тока, протекающего через него. Значение балластного резистора должны быть тщательно отобраны, чтобы предотвратить повреждение светодиодов, а также получить достаточную яркость при токе 20 мА. Следующее уравнение объясняет, как выбирать балластный резистор.

R = V / I

Где R — является значение сопротивления в Ом, V — является входное напряжение в цепи, и I — это допустимый ток через светодиод в амперах. Для типичного красного светодиода, прямое падение напряжения составляет 1,8 вольта. Таким образом, если напряжение питания 12 В (Vs), падение напряжения на светодиод 1,8 В (V) и допустимый ток составляет 20 мА (Если), то значение балластного резистора будет

Vs — Vf / Если = 12 — 1,8 / 20 мА = 10,2 / 0,02 = 510 Ом.

Но если 510 Ом резистор не доступен то можно подобрать ближайший, например 470 Ом резистор может быть использован даже если ток через светодиод слегка увеличивается.  Но рекомендуется использовать 1 K резистор для увеличения срока службы светодиодов, хотя там будет небольшое снижение яркости.

Ниже готова арифметические для выбора ограничительного резистора для различных версий светодиодов при различных напряжениях.

НапряжениеКрасныйОранжевыйЖелтыйЗеленыйСинийБелый
12 V470 Ω470 Ω470 Ω470 Ω390 Ω390 Ω
9 V330 Ω330 Ω330 Ω330 Ω270 Ω270 Ω
6 V180 Ω180 Ω180 Ω180 Ω120 Ω120 Ω
5 V180 Ω150 Ω150 Ω150 Ω68 Ω68 Ω
3 V56 Ω47 Ω47 Ω33 Ω

 

С добавлением других цветов

Светодиод, который может дать разные цвета полезно в некоторых приложениях. Например, светодиоды могут указывать на все системы OK, когда он становится зеленой, и неисправный, когда он становится красной. Светодиоды, которые могут производить два цвета называются Bicolour (Биколор) светодиодов.

Двухцветный светодиодный охватывает два светодиода (обычно красный и зеленый) в общем пакете. Два кристалла установлены на двух клеммах. Двухцветный светодиодный дает красный цвет, если ток проходит в одном направлении и становится зеленым, когда направление тока меняется на противоположное.

Триколор и многоцветные светодиоды , также доступны, которые имеют два или более кристаллов, заключенных в общий корпус. Трехцветный светодиодный имеет два анода для красного и зеленого кристалла и общим катодом. Таким образом, он излучает красный и зеленый цвета в зависимости от анода, в котором имеется ток. Если оба анода подключены, то светодиоды испускают свет и получается желтый цвет. Общий анод и отдельные светодиоды типа катода, также имеются.

Двухцветный индикатор светится разными цветами , начиная от зеленого через желтый, оранжевый и красный основной на ток, протекающий через их аноды, выбрав подходящий резистор для ограничения тока анода. Многоцветные светодиоды содержат более двух чипов, обычно красного, зеленого и синего чипы-в одном корпусе. Мигание разными цветами светодиодов, теперь доступны с двумя выводами. Это дает радугу цвета, которые являются весьма привлекательным.

Инфракрасный диод — источник Невидимого света

ИК диоды широко используются в удаленном управлении (пульт ДУ). Инфракрасные диоды на самом деле испускают нормальный свет с определенным цветом, который не чувствителен к человеческим глазом, потому что его длина волны 950 нм, ниже видимого спектра. Многие источники, такие как солнце, лампы, даже человеческое тело испускает инфракрасные лучи. Поэтому необходимо, чтобы модулировать излучение от ИК-диода, чтобы использовать его в электронном приложении, чтобы предотвратить ложное срабатывание.  Модуляции делает сигнал от ИК-светодиода значительно выше чем шум. Инфракрасные диоды есть в корпусе, которые являются непрозрачным для видимого света, но прозрачна для инфракрасного. ИК-светодиоды широко используются в системах управления.

Инфракрасные диоды

Фотодиод — Он может увидеть свет

Фотодиод генерирует ток, когда его р-п перехода получает фотоны видимого или инфракрасного света. Основная работа фотодиода зависит от поглощения фотонов в полупроводниковом материале. Фото-генерируемых носителей разделены электрическим полем, и в результате фототок пропорционален падающему свету. Скорость, с которой носители движутся в области обеднения связана с силой электрического поля по всему региону и подвижность носителей.

Фотон, который поглощается полупроводником в области обеднения приведет к образованию электронно-дырочной проводимости. Дырки и электроны будут транспортироваться под действием электрического поля к краям области обеднения. После носителей покидают область истощения они идут к клеммам фотодиода, чтобы сформировать фото-ток во внешней цепи. Время отклика фотодиода, как правило, 250 наносекунд .

Фотодиоды

Лазерные диоды

Лазерный диод похож на обычные прозрачные светодиодные, но производит Laserwith высокой интенсивности. В лазерном луче число атомов вибрируют в такой цикле, что всё испускаемое излучение одной длины волны в фазе друг с другом. Лазерный свет является монохроматическим и проходит в виде узкого пучка. Луч типичных лазерных диодов составляет 4 мм х 0,6 мм, которая расширяется только до 120 мм на расстоянии 15 метров.

Лазерный диод может включаться и выключаться на более высоких частотах даже выше, чем 1 ГГц. Так что это весьма полезно в телекоммуникационных системах.Поскольку лазер генерирует тепло на поражение тканей тела, он используется в хирургии, чтобы исцелить поражения в очень чувствительных частей, как сетчатки, головного мозга и т.д. лазерные диоды являются важными компонентами в проигрывателях компакт-дисков, чтобы получить данные, записанные в компакт-дисках.

Лазерные Диоды

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.

Содержание

  • 1 Входные параметры
    • 1.1 Прямой ток
    • 1.2 Падение напряжения
    • 1.3 Обратное напряжение
    • 1.4 Мощность рассеивания
    • 1.5 ВАХ
  • 2 Выходные параметры
    • 2.1 Световой поток и сила света
    • 2.2 Угол излучения
    • 2.3 Цвет излучения и длина волны
    • 2.4 Цветовая температура
    • 2.5 Световая отдача
    • 2.6 Инерционность
  • 3 Дополнительные характеристики
    • 3.1 Температурная зависимость
    • 3.2 Биновка

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.

Типичные неисправности светодиодных светильников

Содержание:

  • Основные компоненты LED лампы
  • Неисправности излучающих диодов
    • Диагностика
    • Замена светодиода
    • Установка моста
  • Проблемы с драйверами
  • Нештатное срабатывание защиты
  • Неисправности, связанные с недостаточным теплоотводом
  • Некорректное подключение LED ламп

Газоразрядные ИС и лампы накаливания не подлежат ремонту. Совсем иное дело — светодиодные светильники, практически все виды неисправностей которых может диагностировать и устранить квалифицированный специалист – электротехник.

Основные компоненты LED лампы

Чтобы ориентироваться в терминологии и представлять себе поле деятельности, необходимо понимать конструкцию и функцию главных узлов светодиодного светильника (или лампочки):

  1. Светодиод — излучающий диод, закрепленный на алюминиевой пластине. Может иметь собственную оптику в виде линзы.
  2. Цоколь/разъем/сокет — контактное соединение лампы. Выполняется в виде резьбового цилиндра или штырькового (пинового) контакта.
  3. Радиатор — служит для передачи тепла от излучающего диода в окружающее пространство. Для эффективной процесса контакт между радиаторной пластиной и излучающим диодом выполняется через термопасту.
  4. Драйвер (блок питания/БП) — устройство, преобразующее переменный ток сети напряжением 220 В в постоянный ток никого вольтажа. БП питает энергией источник света и автоматически регулирует параметры, компенсируя их колебания и обеспечивая стабильную работу светильника. Самые простые драйверы реализованы с помощью резистора или конденсатора. Более совершенные блоки имеют в своем составе трансформатор и управляющий чип. БП может быть как наружным, так и внутренним (располагаться в цоколе лампы).
  5. Диффузор, рассеиватель — обычно плафон или абажур, служащий для более равномерного распределения светового потока, а также изменения угла рассеивания.
Рис. 1. Компоненты светодиодной лампочки с полимерной колбой

Большинство отказов LED светотехники связано с неисправностями драйвера и/или самих диодов. В свою очередь, причиной этих неисправностей может быть недостаточный отвод тепла через радиатор.

Неисправности излучающих диодов

В большинстве современных LED лампочек используются SMD светодиоды, подключенные в цепь последовательно. Поэтому при выходе из строя одного диода цепь размыкается, и устройство перестает работать. Обычно перегорает один элемент из всей сборки. Одновременный отказ двух или трех — большая редкость.

К сожалению, большинство LED светотехники, представленной на рынке РФ, не «доживает» до конца заявленного ресурса. Мы почему-то уже привыкли к тому, что продавцы говорят про 10 лет, но гарантию дают максимум на 2 — 3 года.

К счастью, в последнее время российские производители начинают теснить дистрибьюторов китайского ширпотреба. Так «Интера Лайтинг» установила новый стандарт в отрасли, гарантируя своим клиентам 5-летний срок службы всей светотехники на базе диодов.

Рис. 2. Последовательная цепь из светодиодов

Диагностика

Причины преждевременной деструкции диодов:

  • Деталь была некондиционной.
  • Низкое качество монтажа (пайки).
  • Проблемы со стабилизацией напряжения.
  • Ошибки в проектировании схемы, радиатора, либо намеренное (маркетинговое) завышение параметров для демонстрации повышенной светоотдачи (Лм/Вт).

Но какой бы ни была причина повреждения, перегоревшую постгарантийную лампочку в ряде случаев можно вернуть к жизни. Сначала, разумеется, устройство необходимо разобрать. Диффузор аккуратно отделяется с помощью острого ножа или тонкой отвертки (речь идет о полимерных колбах, стеклянные не подлежат демонтажу в домашних условиях).

Под диффузором находится пластина/плата/матрица с излучающими диодами. Обычно поврежденную деталь можно найти без инструментальной диагностики — просто по внешнему виду. Это могут быть темные точки, пятна, другие следы горения или перегрева. Если визуально не получается определить отказавший элемент, в ход идет тестер-мультиметр. В большинстве современных мультиметров предусмотрена выделенная функция проверки диодов.

Рис. 3. Визуальная диагностика «пробитого» светодиода

Проверка светодиода мультиметром:

  1. Красный зонд подсоединяем к аноду диода, а черный — к катоду.
  2. Если элемент исправен, он начнет светиться. При перестановке зондов местами на дисплее появится цифра «1».
  3. Сгоревший диод не светится при любом положении зондов.
Рис. 4. Тестирование диода мультиметром

Замена светодиода

После обнаружения сгоревшего компонента его необходимо заменить. Мы должны распаять его и припаять новый. Следует учитывать, что перегрев может повредить полупроводник. Как правило, рекомендации по пайке приводятся в паспорте на диод. Например, для SMD 5730, часто используемого в серийных лампочках с резьбовым цоколем, температура не должна превышать 260 ° C (максимум — поддерживаться не более 2 с).

Перед заменой диода рекомендуется снять радиаторный блок и распаять контакты БП. Затем следует закрепить пластину (LED матрицу) на держателе. Это позволит высвободить руки.

Сложности с выбором светодиодных светильников?

Подготовим полный расчет стоимости, необходимого оборудования и 3D визуализацию для освещения вашего объекта. Это БЕСПЛАТНО — еще до покупки и заключения договора, вы сможете узнать: «Сколько и какие светильники подойдут?», «Сколько это будет стоить?», «Как это будет выглядеть?» и даже «Сколько будет наматывать счетчик?».

Смотреть все решения

Далее следует нагреть плату с помощью горячего воздуха (подойдет бытовой фен). Чтобы не перегревать исправные светодиоды, температура не должна быть слишком высокой: не более 100 — 150 ° С.

Для удаления сгоревшего диода с пластины предпочтительно использовать термический зажим, который позволяет нагревать оба контакта одновременно. За неимением последнего можно применить самодельный гаджет — отрезок медной проволоки, намотанный на жало паяльника.

Рис. 5. Синхронный нагрев двух контактов самодельным приспособлением

Тип светодиодов указывается на плате. После демонтажа детали заменяем ее на аналог. Разумеется, важно строго соблюдать полярность.

Установка моста

Если количество излучающих диодов на матрице не менее 7 -8 шт., допустимо вместо замены сгоревшей детали устанавливать перемычку (мост). Отсутствие одного диода не повлияет существенно на условия работы остальных. Однако, этот метод ремонта подходит только для тех ламп, в которых используются качественные стабилизирующие драйверы. Тогда сила тока на полупроводниках не будет превышена выше рекомендуемого предела — а значит, срок службы лампочки не сократится.

Рис. 6. Установка моста взамен перегоревшего элемента

Вроде бы все просто, но уровень рядового пользователя бесконечно далек от демонстрируемого в этих методиках работы. А как насчет нормальной гарантии? Не всегда торговая точка принимает гарантийные рекламации на светодиодные лампочки. Достаточно продавцу найти малейшее механическое повреждение на корпусе — и он уже может отказать в возмещении ущерба. В «Интера Лайтинг» принципиально производят обмен любой LED лампы собственного производства, если она вышла из строя раньше, чем через 5 лет.

Проблемы с драйверами

Если диагностика лампочки, переставшей работать, не выявляет сгоревших диодов и разрушенных контактов, проблема заключается в работе блока питания. Впрочем, если речь идет не о лампочке, а о светильнике с интегрированной LED матрицей, проверку следует начинать сразу с замера выходного напряжения на драйвере. О неисправности этого блока также свидетельствуют:

  • Мерцание (мигание с частотой 1 – 40 Гц).
  • Гудение, жужжание или шум иного рода.

В LED лампочке хорошего качества БП на компактной плате расположен в цоколе. Каждый производитель разрабатывает собственные схемы драйверов, поэтому нет подробных общих рекомендаций по ремонту.

Рис. 7. Две из сотен возможных схем драйверов

Можно лишь посоветовать придерживать таких направлений проверки и ремонта:

  1. Диагностика обратного сопротивления транзисторов.
  2. Контроль емкости конденсаторов.
  3. Если есть управляющий чип/контроллер — измерение напряжения на контактах.
  4. Замена выявленных поврежденных деталей.
Рис. 8. Замер напряжения на выходе драйвера

Разумеется, все действия необходимо согласовывать с параметрами, указанными в паспорте на проверяемое изделие.

Если вы намерены модернизировать старый LED светильник, рекомендуется заменить «ноунейм» драйвер на качественный аналог. Гарантия «Интера Лайтинг на все комплектующие, включая блоки питания, составляет 5 лет.

Нештатное срабатывание защиты

Иногда встречается такой циклический «симптом» у LED светильников самых различных конструкций:

  1. При включении лампа вспыхивает, через0,5–3,0 секунды гаснет, затем «включается».
  2. Цикл мигания продолжается от нескольких минут до часа.
  3. После достаточного прогрева лампа перестает мигать и начинает светить в штатном режиме.

В функционале драйверов могут быть предусмотрены следующие виды защиты:

  • От превышения силы тока на одном из элементов цепи.
  • От падения напряжения на входе ниже MIN.
  • От скачка напряжения на входе выше MAX.
  • На случай короткого замыкания в нагрузке.
  • От превышения MAX температуры диода.

Проверка каждой версии требует высокой квалификации и значительного времени на проведение «расследования». Кроме того, нужен набор профессионального оборудования: одним тестером не обойтись. Поэтому лучше воспользоваться уже готовыми наработками.

Рис. 9. Конденсатор на 47 µF в схеме внешнего драйвера

Статистика диагностик описанной неисправности свидетельствует: не более 10 % случаев нештатного срабатывания защиты обусловлены использованием в драйвере некондиционных комплектующих — резисторов, трансформаторов, либо низким качеством пайки. В 9 из 10 случаев виновник мигания — конденсатор заниженной емкости. Заниженный параметр может быть причиной ошибки монтажа, но чаще это просто следствие высыхания электролита. Прогрев увеличивает емкость, поэтому со временем лампа выходит на установленный режим.

Решение проблемы — замена конденсатора на аналог с большей в 2 – 3 раза емкостью.

Но это решение скорее для тех, кто профессионально занимается электротехникой. Для массового потребителя ремонт LED светильников нерентабелен. Гораздо реальнее другой способ экономить — выбирая качество монтажа и комплектации, заверенное гарантией от «Интера Лайтинг».

Неисправности, связанные с недостаточным теплоотводом

Перегрев светодиодных ИС приводит к уменьшению срока службы ламп, а также к ухудшению функциональных параметров техники. Быстрее, чем заложено проектом, происходит снижение светового потока и деградация спектра со смещением цветовой температуры в сторону синего цвета (из-за выгорания люминофора на диодах).

Рис. 10. Бесконтактный замер температуры светодиода

Еще одна типичная неисправность по причине недостаточного отвода тепла — периодическое снижение яркости, либо даже отключение светильника (срабатывает защита). После такого срабатывания необходимо проверить состояние радиаторов и условия их работы. Иногда достаточно очистить радиаторную решетку от пыли, чтобы восстановить нормальную работу устройства. В худшем случае потребитель имеет дело с:

  • Ошибкой проектирования, либо откровенным жульничеством (один из примеров псевдо-инжиниринга — пластиковая радиаторная решетка на мощном светильнике).
  • Ошибкой монтажа (пример — не выдержано минимальное расстояние от потолка).
  • Недостаточной вентиляцией и чрезмерно высокой температурой воздуха в помещении.

Некорректное подключение LED ламп

Иногда мерцание, гудение и ряд других неисправностей связаны не с самим светильником, а особенностями подводящих сетей и дополнительных устройств.

Самая простая проверка мерцающей/жужжащей светодиодной лампочки — это тестовая замена ее на ИС накаливания или люминесцентную с таким же цоколем. Если тестовая лампа горит нормально, значит:

  • Используется диммер, не предназначенный для работы с LED.
  • Ваша светодиодная лампочка не является диммируемой.

Бывает, потребители сталкиваются с «эффектом призрака»: светильник выключен, но продолжает светиться. Это может происходить по следующим причинам:

  • Нейтральный провод не заземлен или у заземления слишком высокое сопротивление.
  • Из-за электромагнитной индукции кабели, проложенные рядом друг с другом, наводят паразитную ЭДС, которой достаточно для тусклого свечения LED лампы.
Рис. 11. Тусклое свечение LED лампы после ее выключения называют «эффектом призрака» (ghost effect).

Все о светодиодах — SparkFun Electronics


Светодиоды или светоизлучающие диоды — это наиболее распространенный способ добавить света в ваш проект. Если вы хотите, чтобы что-то светилось, мигало, мигало или иным образом добавляло света в вашу жизнь, светодиод — это то, что вам нужно!

Выбор светодиода

Светодиоды бывают разных цветов, корпусов, яркости и технологий. Имея так много вариантов, у вас будет много вещей, которые нужно учитывать при планировании своего проекта и выборе лучшего светодиода для ваших нужд.

Размер и форма

Насколько большими должны быть ваши светодиоды? Вы используете их на макетной плате, паяете вручную или проектируете печатную плату? Отдельные сквозные светодиоды отлично подходят для прототипирования и могут быть включены практически в любой проект. Небольшие светодиоды SMD для поверхностного монтажа отлично подходят, если вы хотите спроектировать и заполнить собственную печатную плату.

Цвет

Вам нужен один сплошной цвет или вам больше подходит переменная RGB? У вас могут быть цветные, рассеивающие или прозрачные пластиковые корпуса. Есть даже уникальные варианты, такие как инфракрасные и ультрафиолетовые светодиоды для специальных проектов.

Номер

Сколько светодиодов вы хотите? Вам нужен один светодиод в качестве индикатора питания или вы хотите создать дисплей размером с стену? Одиночные светодиоды могут быть включены практически в любой проект, но полосы или панели будет проще настроить для больших дисплеев. Большему количеству светодиодов также потребуется больше энергии, чтобы зажечь их все одновременно.

Яркость и мощность

Чем ярче светодиод, тем больший ток он потребляет. Если ваш источник питания (или пространство для него) ограничен, яркость вашего светодиода также будет ограничена. Для сильноточных светодиодов потребуются специально разработанные платы драйверов или полевые МОП-транзисторы для управления в дополнение к любому микроконтроллеру, который вы можете использовать. Другой вариант управления яркостью — использование широтно-импульсной модуляции (ШИМ), для которой требуется микроконтроллер.

Управление (адресные светодиоды)

В то время как отдельные светодиоды можно включать и выключать с помощью простого переключателя, типы адресных светодиодов, такие как WS2812 и APA102, позволяют управлять многими отдельными светодиодами, но для этого потребуется более сложный код, чем включение и выключение простой светодиод. Светодиоды APA102 очень похожи на WS2812 с несколькими оговорками: светодиоды APA102 могут управляться с помощью стандартного интерфейса SPI, и они имеют чрезвычайно высокую частоту ШИМ. Мы рекомендуем использовать FastLED (библиотека Arduino) для управления светодиодами.

Вот лишь несколько размеров и форм, которые бывают со светодиодами.

Выбор контроллера

Следующим шагом после принятия решения о том, какие светодиоды вы хотите использовать, является рассмотрение того, как вы хотите ими управлять. Есть несколько вариантов, в зависимости от того, насколько сложна ваша аранжировка.

Нет контроллера

Вам нужен светодиод для индикатора питания, ночника или похитителя джоулей. Свет загорается и остается включенным, пока к нему подключено питание. Для этой настройки вам не нужен какой-либо контроллер, кроме выключателя питания.

Пример простой схемы с использованием неадресуемой светодиодной ленты и переходника на цилиндрический разъем.

Минимальный контроллер

Хотите, чтобы все мигало, но не хотите писать программу? Рассмотрим таймер 555.

Микроконтроллеры

Эта категория охватывает широкий спектр вариантов. Лучший выбор будет зависеть от того, какие светодиоды вы используете, какие шаблоны вы хотите и сколько светодиодов вы пытаетесь контролировать.

Даже минимальный микроконтроллер сможет управлять неадресными светодиодами. Включение одного светодиода на контакт — самый простой способ, но вы будете ограничены количеством контактов на вашем микроконтроллере. Если вы хотите управлять яркостью вашего дискретного светодиода, эти контакты также должны быть с поддержкой ШИМ (широтно-импульсной модуляции).

Работа с адресными светодиодами требует много внимания. Как упоминалось выше, использование такой библиотеки, как FastLED, значительно упрощает кодирование. При использовании библиотеки вам необходимо убедиться, что микроконтроллер, который вы хотите использовать, совместим с библиотекой, которую вы хотите использовать.

Одним из основных соображений при выборе микроконтроллера для управления несколькими светодиодами является скорость передачи данных. Например, светодиоды APA102 могут передавать данные очень быстро, поэтому вам следует использовать достаточно быстрый микроконтроллер, чтобы воспользоваться этим преимуществом. Еще одна вещь, которую следует учитывать, когда вы начинаете увеличивать количество светодиодов, — это объем оперативной памяти, занимаемый светодиодной рамкой. Каждый светодиод занимает 3 байта в ОЗУ, что звучит немного, но если вы управляете 5000 светодиодами, вам может понадобиться что-то с немного большей оперативной памятью, чем у вашего традиционного SparkFun RedBoard Qwiic. В приведенной ниже таблице указано количество светодиодов, при которых вы можете столкнуться с проблемами памяти. Имейте в виду, что это очень приблизительные оценки, и они будут уменьшаться в зависимости от того, какие другие глобальные переменные объявлены.

Важно: В этой таблице указано, сколько светодиодов можно контролировать в соответствии с вычислительными возможностями каждого микроконтроллера, а не сколько светодиодов можно запитать.

Возможно, вы не сможете использовать определенные микроконтроллеры для управления адресным светодиодом в зависимости от доступной поддержки библиотеки и используемого языка программирования.

Еще одна вещь, которую следует учитывать, это то, какой логический уровень использует ваш микроконтроллер. Если вы используете микроконтроллер с логическими уровнями 3,3 В, но для ваших светодиодов требуется логика 5 В, вам нужно убедиться, что у вас есть схема смещения уровня.

Платы драйверов

Платы драйверов светодиодов — это дополнительные помощники, облегчающие работу со светодиодами. SparkFun имеет несколько плат, адаптированных для разных светодиодов и различных приложений. Некоторые, например Lumidrive, подключаются к компьютеру через USB, поэтому вы можете управлять светодиодами прямо с компьютера. Другие, такие как FemtoBuck, позволяют слаботочному микроконтроллеру управлять сильноточными светодиодами, которые питаются от собственного сильноточного источника питания. Чтобы увидеть, насколько простыми могут быть платы драйверов, ознакомьтесь с руководствами по подключению ниже в разделе «Дополнительные учебные пособия».

Нужен ли мне дополнительный источник питания?

Как упоминалось ранее, чем больше светодиодов или чем они ярче, тем больше ток. Чтобы узнать общий ток, ознакомьтесь с техническим описанием светодиода и найдите список для Forward Current . Если вы используете светодиод RGB, ток может быть указан для каждого цвета. Вам понадобится общий ток на светодиод или общая мощность в ваттах. Умножьте на общее количество светодиодов, чтобы определить общий ток, который вам понадобится, и умножьте его на напряжение, чтобы получить общую мощность в ваттах. Найдите подходящий блок питания. Убедитесь, что источник питания соответствует как ваттам (или вольтам), так и току в амперах. Если вы выберете источник питания, который не может обеспечить ток, необходимый для ваших светодиодов, вы можете отключить источник питания и получить слабые или непостоянные результаты от ваших светодиодов.

В лучшем случае у вас будет доступ к настольному блоку питания. Рекомендуется протестировать вашу установку на настольном блоке питания, чтобы точно знать, какая мощность вам потребуется, прежде чем выбирать блок питания.

Если вы питаете светодиоды через микроконтроллер и пытаетесь подать слишком большой ток через контакт микроконтроллера, вы можете повредить его. Чтобы определить, что будет безопасно для вашего микроконтроллера напрямую, найдите максимальный выходной ток на вывод, обычно указанный в техническом описании или руководствах по продукту. Также учитывайте общий ток, который плата может обеспечить через все контакты, которые будут находиться в одних и тех же местах. Если общий ток светодиодов, подключенных к одному контакту, будет потреблять больше тока, чем максимальный ток на контакт, или если общий ток светодиодов и других устройств на всех контактах превысит общий выходной ток для микроконтроллера, тогда драйвер Плата будет хорошим выбором для изоляции потребностей светодиодов и предотвращения их протягивания через микроконтроллер. Для более продвинутых пользователей можно использовать транзистор в качестве переключателя светодиодов, которые будут подключаться напрямую к блоку питания.

Начать излучать свет


Теперь, когда вы знаете, что такое светодиоды, какие виды доступны и что вам нужно, чтобы заставить их работать, пришло время запачкать руки и зажечь свет! Если вы никогда раньше не работали с микроконтроллерами, мигание светодиода на SparkFun RedBoard поможет вам понять процесс, освещая ваш мир. Хотите работать с адресными светодиодами? Руководство по адресным светодиодам даст вам адресуемое RGB-совершенство!

Основные светодиодные анимации для начинающих (Arduino)

3 декабря 2019 г.

Давайте повеселимся со светодиодами! Мы еще раз изучим светодиоды с помощью SparkFun RedBoard Qwiic, создадим классные эффекты и заставим эти эффекты работать с помощью датчика.

Избранное Любимый 9

Руководство по подключению неадресуемой светодиодной ленты RGB

19 февраля 2020 г.

Добавьте цвета своим проектам с помощью неадресуемых светодиодных лент! Они идеально подходят, если вы хотите управлять и запитывать всю полосу одним цветом для вашего реквизита, автомобиля, аквариума, комнаты, стены или, возможно, под освещением шкафа в вашем доме.

Избранное Любимый 1

Дополнительные учебные пособия


Если вы разобрались с основами и зажгли один или два светодиода, давайте углубимся. Узнайте больше о других типах светодиодов и платах драйверов, которые облегчат работу с ними. Независимо от того, нужен ли вашим светодиодам повышающий регулятор, понижающий регулятор, драйвер или внешний источник питания, SparkFun может помочь вам заставить все работать.

Руководство по подключению панели RGB

12 декабря 2013 г.

Создавайте яркие, красочные дисплеи с помощью светодиодных матричных RGB-панелей 32×16, 32×32 и 32×64. В этом руководстве по подключению показано, как подключить эти панели и управлять ими с помощью Arduino.

Избранное Любимый 11

Руководство по подключению LumiDrive

17 января 2019 г.

Светодиодный драйвер LumiDrive — это набег SparkFun на все, что связано с Python на микроконтроллерах. С помощью SparkFun LumiDrive вы сможете управлять и персонализировать целый ряд APA102 непосредственно с самой платы.

Избранное Любимый 5

Продукция


В SparkFun есть все виды светодиодов, плат драйверов и контроллеров, чтобы воплотить в жизнь ваш светодиодный проект! Нужны ли вам мощные светодиоды, адресуемые светодиоды, платы драйверов, блоки питания или проводка, в SparkFun есть все, что вам нужно.

Адресные светодиоды

Адресные светодиоды бывают самых разных форм и размеров. Взгляните на несколько вариантов, которые мы предлагаем ниже.

Посмотреть все Адресные светодиоды

Драйверы светодиодов

Драйверы светодиодов — это верный способ правильно регулировать мощность, необходимую для светодиода или массива светодиодов.

Посмотреть все платы драйверов светодиодов

Другие светодиоды

Как мы уже говорили, светодиоды бывают всех форм и размеров. Ниже вы найдете несколько не совсем типичных светодиодов, которые могут подойти именно вам!

Посмотреть все другие светодиоды

Источники питания

Независимо от размера вашего светодиодного проекта, у нас есть источник питания, который должен соответствовать вашим требованиям.

См. все блоки питания

Основные сведения о светодиодах | Министерство энергетики

Твердотельное освещение

В отличие от ламп накаливания, светодиоды по своей природе не являются источниками белого света. Вместо этого светодиоды излучают почти монохроматический свет, что делает их очень эффективными для цветных световых приборов, таких как светофоры и знаки выхода. Однако для использования в качестве общего источника света необходим белый свет. Белый свет можно получить с помощью светодиодов тремя способами:

  • Преобразование люминофора, при котором люминофор используется на светодиоде или рядом с ним для преобразования цветного света в белый свет
  • Системы смешанного цвета, в которых свет от нескольких монохроматических светодиодов (например, красный, зеленый и синий) смешанный, дающий белый свет
  • Гибридный метод, в котором используются как люминофорные (PC), так и монохроматические светодиоды.

Способность светодиодной технологии производить высококачественный белый свет с беспрецедентной энергоэффективностью является основной мотивацией для интенсивного уровня исследований и разработок, которые в настоящее время поддерживаются Министерством энергетики США.

Будущее светодиодов

На рынке представлено много продуктов с белыми светодиодами, и их число продолжает расти, постоянно появляются новые поколения устройств. Хотя многие из этих продуктов работают достаточно хорошо, их энергоэффективность и цветовые качества могут различаться; но стандарты, процедуры испытаний и ресурсы, такие как ENERGY STAR ®  и список сертифицированных продуктов DesignLights Consortium™, помогают покупателям делать осознанный выбор.

Технология светодиодного освещения в настоящее время предлагает самую высокую светоотдачу (и КПД) среди всех технологий источников света, а низкие цены привели к значительному внедрению. Но, несмотря на этот прогресс, дальнейшие улучшения возможны и желательны. Технология все еще может быть улучшена с точки зрения эффективности, цветовых характеристик, распределения света, форм-фактора и интеграции в здание. Также могут быть улучшения в новых границах освещения, которые включают экономию энергии за счет более эффективного использования освещения, освещения, способствующего здоровью и производительности, и расширенного использования элементов управления для обеспечения нужного света в нужное время. Технология производства светодиодного освещения также может быть улучшена, чтобы снизить затраты, повысить ценность и обеспечить производство по индивидуальному заказу и по требованию, что приведет к максимально возможной экономии энергии, а также к преимуществам для здоровья и производительности для нации.

  • Узнайте больше о передовых исследованиях и разработках в области освещения и проектах передовых исследований и разработок в области освещения, финансируемых Министерством энергетики
  • .
  • Узнайте больше о потенциальной экономии энергии благодаря светодиодному освещению

Часто задаваемые вопросы

Чем светодиодное освещение отличается от других энергосберегающих технологий освещения?

Светодиоды позволяют сократить энергопотребление общего освещения почти наполовину к 2030 году, повысить отказоустойчивость сети, сэкономить средства на энергию и одновременно сократить выбросы углерода. Их уникальные характеристики, в том числе компактный размер, долгий срок службы, устойчивость к поломке и вибрации, хорошие характеристики при низких температурах, отсутствие инфракрасного или ультрафиолетового излучения и мгновенное включение, являются полезными во многих областях освещения. Еще одним преимуществом технологической платформы светодиодного освещения являются возможность диммирования и управления цветом.

Одной из отличительных особенностей светодиодов является то, что их небольшой размер и яркий свет обеспечивают хороший оптический контроль. Это снижает оптические потери, что повышает эффективность и позволяет использовать новые, более эффективные форм-факторы. Напротив, люминесцентные лампы и лампы накаливания в форме «колбы» излучают свет во всех направлениях, в результате чего большая часть излучаемого ими света теряется внутри светильника или выходит в направлении, непригодном для предполагаемого применения, или требует дорогих и громоздких светильников. оптика, чтобы получить свет в нужном месте. Со многими типами светильников, включая встраиваемые потолочные светильники, трофферы и светильники под шкафами, нередко излучается от 50% до 60% всего производимого света.

Поскольку светодиодные источники по своей природе диммируются и мгновенно контролируются, их можно легко интегрировать с датчиками и системами управления, что обеспечивает дополнительную экономию энергии за счет использования датчиков присутствия, сбора дневного света и локального управления уровнями освещенности. Все это дает возможность улучшить характеристики и ценность освещения совершенно новыми способами.

Насколько энергоэффективны светодиоды?

Светодиодное освещение уже является наиболее энергоэффективной технологией освещения, эффективность которой в некоторых специализированных случаях достигает 150 люменов на ватт и более. Но все еще остаются значительные возможности для повышения эффективности и широкого внедрения более эффективных продуктов. Долгосрочная цель исследований и разработок Министерства энергетики требует создания экономичных комплектов светодиодов с теплым белым светом, производящих от 250 до 325 люменов на ватт, и в результате интегрированных осветительных приборов со световым потоком от 250 до 275 люменов на ватт.

Важно учитывать два аспекта энергоэффективности: эффективность самого светодиодного устройства (эффективность источника) и то, насколько хорошо устройство и светильник работают вместе для обеспечения необходимого освещения (эффективность светильника). Количество потребляемой электроэнергии зависит не только от светодиодного устройства, но и от конструкции осветительного прибора, эффективности источника питания и включения функций, которые могут снизить эффективность источника, но имеют другие преимущества. Достижения во всех аспектах конструкции светильников имеют решающее значение для достижения полной производительности светодиодной технологии.

Что можно сказать о качестве светодиодного освещения?

Ключевыми аспектами высококачественного света являются внешний вид самого источника света, который описывается его цветовыми координатами, но часто сводится (со значительной потерей информации) к коррелированной цветовой температуре (CCT), а также то, как свет влияет цветопередача объектов, называемая точностью цветопередачи. Точность цветопередачи можно количественно оценить с помощью индекса цветопередачи (CRI) или другого цветового показателя, недавно разработанного TM-30. Светодиодные источники света продемонстрировали, что они могут достигать широкого диапазона цветовых качеств в зависимости от требований освещения. Однако для достижения высокого уровня точности цветопередачи обычно приходится идти на компромисс между стоимостью и эффективностью. Как правило, для внутреннего освещения рекомендуется минимальный индекс цветопередачи 80, и светодиодные продукты легко достигают этих показателей. Индекс цветопередачи 90 или выше указывает на превосходную точность цветопередачи; Светодиоды также могут соответствовать этому порогу. CRI далек от идеального показателя и особенно плохо подходит для предсказания точности насыщенных красных тонов, для которых часто используется дополнительное значение R9. Индекс точности (R f ) и индекс гаммы (R g ), которые описаны в IES TM-30-15, могут обеспечить более полную оценку цветопередачи. Узнайте больше о TM-30-15 и цветовых характеристиках светодиодов.

Как долго служат светодиоды?

Светодиодные осветительные приборы обычно служат намного дольше, чем их обычные аналоги. Срок службы светодиодного светильника или лампы обычно описывается количеством часов работы до тех пор, пока он не будет излучать 70% своего исходного светового потока. Ожидается, что качественные белые светодиодные осветительные приборы будут иметь срок службы от 30 000 до 50 000 часов или даже больше. Типичная лампа накаливания работает около 1000 часов; сопоставимый CFL, от 8 000 до 10 000 часов; и лучшие линейные люминесцентные лампы, более 30 000 часов. Узнайте больше о сроке службы и надежности светодиодов.

Следует также учитывать другие аспекты надежности. Катастрофический отказ описывает ситуацию, когда светильник больше не излучает свет, как правило, из-за отказа электроники. Долгий срок службы светодиода означает, что электроника может выйти из строя до того, как светодиод выйдет из строя. Другой тип отказа связан с изменением цвета. Все источники света со временем меняют цвет. Долгий ожидаемый срок службы светодиодного осветительного изделия означает, что до того, как светодиод выйдет из строя, цвет света может измениться до неприемлемой степени, в зависимости от применения. В целом, светодиодное освещение оправдывает свои обещания относительно долгого срока службы, но при выборе продукта следует учитывать все аспекты надежности.

Являются ли светодиоды рентабельными?

Цены на светодиодные осветительные приборы сильно различаются. Некоторые светодиодные лампы (лампочки) могут стоить от 1 до 2 долларов или значительно дороже. Различия в цене среди продуктов светодиодного освещения обычно связаны с различиями в различных характеристиках освещения, таких как качество цвета, срок службы, оптические характеристики и диммируемость. Как и в случае с большинством продуктов, потребители должны найти баланс между ценой и производительностью. Потребители также должны тщательно выбирать, чтобы получить желаемые цветовые качества (CCT и точность цветопередачи), диммируемость и срок службы. Платформа светодиодного освещения может обеспечить широкий диапазон уровней производительности в различных ценовых категориях.

Ресурсы

Цветовые характеристики светодиодов

Срок службы и надежность

TM-30

Shop Мини светодиодные фонари для моделей и поделок – Evan Designs

Бесплатная доставка для внутренних заказов на сумму от 34 долларов США и выше

Бесплатная доставка для внутренних заказов на сумму от 34 долларов США и выше

Светодиоды для хобби: просты в использовании, готовы к работе!

Светодиоды в сборе для всех ваших потребностей в освещении модели

Правильные светодиодные фонари для моделей могут вывести ваш проект на новый уровень. Вы можете быть уверены, что миниатюрные фонари для моделей от Evan Designs проверены и протестированы на предмет высочайшего качества. Наш ассортимент светодиодов доступен в следующих стилях:

  • 1,8 мм и 3 мм. Эти светодиодные фонари для моделей могут быть маленькими, но они очень яркие. Они обычно используются в литых под давлением полицейских машинах и радиоуправляемых вертолетах.
  • Чип, Пико и Нано. Эти миниатюрные светодиодные светильники для моделей, самые маленькие среди нашего ассортимента мини-светодиодов, идеально подходят для небольших пространств в масштабе N и для освещения зданий в масштабе 1/4.
  • Мега и 5мм. Большие и яркие мега-светодиоды и 5-миллиметровые фонари обычно используются в вагонах поездов масштаба O и моделях поездов масштаба G.

Цвет: теплый белый Цвет: холодный белый Красный цвет Оранжевый цвет +4

Чип Nano Pico и светодиоды Z

от $2,25 от $2,25

Теплый белый Холодный белый

Комплект для подсветки чипов

от $5,00 от $5. 00 Обычная цена $5,75 $5,75

Цвет: теплый белый Цвет: холодный белый Красный цвет Цвет синий +5

Непрерывные светодиоды для батареи 5–12 В или регулируемого адаптера

от 2,25 долл. США от 2,25$

Цвет: теплый белый Цвет: холодный белый Красный цвет Цвет синий +5

Mega LED

от $2,50 от 2,50$

Цвет: Красный Цвет синий Цвет: желтый Цвет: холодный белый +4

Миниатюрный мерцающий светодиод

от $3,85 от $3,85

Цвет: холодный белый Цвет: теплый белый Красный цвет Цвет синий +4

Светодиодные лампы накаливания 3 В

от 2,25 долл. США от 2,25$

Цвет: холодный белый Цвет: теплый белый Красный цвет Цвет синий +5

3-вольтовые мигающие светодиоды

от $2,25 от 2,25$

Комплект пожарных светодиодов

от 6 долларов США. от $6.00

Цвет: теплый белый Цвет: холодный белый Красный цвет Цвет: желтый +5

Универсальные сплошные светодиоды для трансформаторов

от $3,25 от 3,25$

Цвет: ярко-красный Цвет: ярко-синий Цвет: Вспышка Теплый белый (только обычная вспышка) Цвет: холодный белый вспышка +6

Мигающие светодиоды для добавления в ваши хобби-проекты

2,25 $ $2,25

Теплый белый Холодный белый Красный Апельсин +3

Мигающие светодиоды SMD Chip

от $3,75 от $3,75

Цвет: теплый белый Цвет: холодный белый

Лампа на гибком штативе

от 6 долларов США. от $6.00

Цвет: холодный белый Цвет: теплый белый

Блок с 4 светодиодами

от $7,00 от $7.00

Цвет: теплый белый Цвет: холодный белый

Светодиодные фонари Deka

от 2,25 $ от 2,25$

Комплект светодиодов WELDING

от $7,50 от $7.50

Теплый белый Холодный белый Красный Апельсин +4

Индикаторы синхронизации

от 6,00 долларов США от $6.00

Цвет: теплый белый Цвет: холодный белый

Струны теплого белого или холодного белого цвета

от 15 долларов США. от $15.00

Цвет: холодный белый Цвет: теплый белый

Светодиоды Nano String

от $17,00 от $17.00

Цветные светодиодные мини-гирлянды

от $15,90 от $15,90

Цвет: Многоцветный Цвет: теплый белый

цветная мигающая гирлянда

от 17,90 $ от 17,90 $

Холодный белый Теплый белый Красный Синий +4

Быстрая стробоскопическая вспышка

от $5,85 от $5,85

Красный Зеленый Синий Холодный белый +1

Дышащий мини-светодиод

от 2,50 $ от 2,50$

Холодный белый Красный Синий Зеленый +3

Светодиодные лампы SMD с медленной вспышкой

от $3,75 от $3,75

Холодный белый Теплый белый Красный Синий +3

Светодиодная лампа с медленным миганием

от $2,25 от 2,25$

Цвет: Красный Цвет: желтый Цвет: зеленый Цвет: синий

Светодиодная цепь Knight Rider

от 15 долларов США. от $15.00

Продано

Цепь освещения самолета

от $15.00 от $15.00

Цвет: теплый белый

Миниатюрный настенный светильник или лампа-карета

от $6,00 от $6.00

Цвет: холодный белый Красный цвет Цвет: теплый белый

Светильник Light House для миниатюр

от 18,95 $ от $18,95 Обычная цена 24,95 доллара США 24,95 $

Цвет: мигающий красный Цвет: мигающий белый (без 1,8 мм)

Медленные мигающие сигналы

$3,55 3,55 доллара США

Теплый белый Cool White

Комплект освещения для масштабных моделей

от 9,99 долл. США от $9,99 Обычная цена $12,75 $12,75

Комплект освещения Master Grade Barbatos Gundam

$15,25 $15,25

Цвет фар: холодный Цвет фар: теплый

Светодиодные фонари для литых автомобилей и игровых автоматов в масштабе 1:43

от $8,00 от $8. 00

Цвет: ярко-красный Цвет: ярко-желтый Цвет: холодный белый вспышка Цвет: вспышка теплый белый (только обычная вспышка) +6

Универсальные мигающие светодиоды для трансформаторов

от 3,25 $ от $3,25

Теплый белый Холодный белый Красный Желтый +3

Отдельный светодиод 7–19 В пер./пост. тока

от $4,00 от $4.00

Теплый белый Холодный белый Красный Синий +4

Mars Light для моделей поездов или двойной пульсирующий светодиод Heartbeat

от 16 долларов США. от $16.00

Холодный белый Теплый белый Красный Синий +4

Молния! Создайте реалистичный шторм на своей миниатюрной земле

от 18,00 $ от $18.00

Цвет: Красный Цвет: теплый белый Цвет: желтый Цвет: холодный белый +1

Цепь светодиодного генератора

от $16,99 от 16,99 $

Цвет: холодный белый Цвет: теплый белый

Светодиодная сигнальная лампа последовательности

от 19 долларов США0,99 от 19,99 $

Цвет: теплый белый Цвет: холодный белый

Светодиоды Chip Nano Pico с 14-дюймовым проводом

от 2,35 $ от 2,35$

Цвет: теплый белый Цвет: Холодный белый

Комплект освещения для кукольного домика

от $6,80 от $6. 80 Обычная цена $7,75 $7,75

Красный Синий Холодный белый Желтый +3

Квадратные светодиоды 3 мм

от $2,25 от 2,25$

Миниатюрные светодиодные фонари, меняющие цвет

от $2,50 от $2.50 Обычная цена 2,85 доллара США $2,85

1:18 Undercover Crown Vic или SUV Lights

Цена со скидкой $48.00 48,00 долларов США Обычная цена $54,00 $54,00

Холодный белый Красный

3 Мгновенное предупреждение о радиомачтах, дымовых трубах и самолетах

от $16.00 от $16.00

Мигающий маяк в конце поезда имитирует FRED

от 5,79 долларов США. от $5,79

комплект мерцающих огней

16,99 $ 16,99 $

Цвет: теплый белый Цвет: Холодный белый

Полная яркость по всему периметру Двойной светодиод

5,00 $ $5. 00

Цвет: холодный белый Красный цвет Оранжевый цвет Цвет: желтый +2

Высокая яркость Mega Flash

$4,00 4,00 доллара США

Цвет: Фиолетовый Цвет: Розовый

Розовые или фиолетовые светодиоды

от 2,00 долларов США от $2.00

Цвет: холодный белый Цвет: теплый белый

Светодиоды String Mega

от $16,00 от $16.00

Красно-белый светодиод для поездов

$3,50 $3,50

Цвет: красный — зеленый Цвет: сине-белый

Двунаправленный светодиод

3,50 $ $3,50

Сигнальный светодиод Красный, желтый, зеленый

6,00 $ $6. 00

Цвет: теплый белый Цвет: холодный белый

Миниатюрная промышленная подвесная лампа

от 5,00 $ от $5.00

Цвет: Розовый Цвет: розовый, желтый, зеленый

, розовый или розовый, желтый, зеленый. от $15.00

Световой комплект звездного разрушителя

$28,00 $28.00

5 Синхронизация с паузой Цепь

$18.00 $18.00

Мерцающая крошечная гирлянда огней

$18,90 $18,90

Миниатюрные светодиоды Полнофункциональные светодиоды для светофоров

от 18,99 долларов США от 18,99 $

Мигающий светодиод с изменением цвета

от 3,50 долл. США от $3,50


Независимо от того, какой размер вам нужен, наши миниатюрные светодиодные фонари для моделей гарантированно излучают высокую яркость. Цвета варьируются от теплого белого до синего, они отлично подходят для различных моделей и просты в работе. Наши миниатюрные светильники для моделей — от зданий и самолетов до автомобилей и поездов — идеальное решение для ваших потребностей в освещении. Самое главное, вы получаете бесплатную двухлетнюю гарантию на каждый из наших светодиодных продуктов. Просмотрите наш выбор сегодня для светодиодных фонарей премиум-класса для моделей! Мы с нетерпением ждем возможности предоставить вам непревзойденный сервис и высококачественную продукцию.

Купить Миниатюрные светодиодные фонари для всех видов моделей


Маленькие, миниатюрные и крошечные светодиодные фонари в Evan Designs созданы с учетом потребностей каждого уникального любителя. . Любите ли вы строить модели локомотивов, зданий, машин скорой помощи или сложные диорамы, наши светодиодные моделирующие фонари могут придать дополнительное ощущение реализма вашим моделям и служить уникальной эстетикой в ​​бесчисленном количестве других приложений для хобби.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *