Виды светодиодов и их параметры: разделение по классам и типам — Концессии и государственно-частное партнерство в ЖКХ

Содержание

разделение по классам и типам

В настоящее время светодиоды обрели широкую популярность. При этом четко разделить их по мощности, яркости свечения, области применения, форм-фактору и другим параметрам не представляется возможным, поскольку у каждого производителя своя классификация. Тем не менее, различные виды светодиодов можно объединить в классы по некоторым характерным признакам.

Индикаторные и осветительные LED

Чтобы яснее представлять, какие бывают светодиоды, их можно разделить на две большие группы: индикаторные и осветительные.

Индикаторные используются в основном в целях цветовой индикации, а также при подсветке дисплеев, приборных панелей и других приборов. То есть это светодиоды сравнительно небольшой мощности (до 0.2 Вт) с умеренной яркостью.

Осветительные LED используются при освещении помещений в составе светодиодных ламп и лент, в автомобильных фарах и везде, где требуется получить высокую интенсивность свечения. Мощность таких светодиодов может достигать десятков ватт.

Индикаторные LED

Индикаторные светодиоды, в свою очередь, можно разбить на несколько групп.

DIP светодиоды

Светодиоды этого типа представляют собой светоизлучающий кристалл в выводном корпусе, часто с выпуклой линзой. Типы корпусов: цилиндрические, диаметром 3, 4, 5, 8, 10… мм, и прямоугольные.

Выпускаются в очень широком диапазоне цветов – вплоть до ИК и УФ диапазонов. Могут быть как одноцветными, так и многоцветными (когда в одном корпусе сосредоточено несколько кристаллов разных цветов), — например, RGB.

Одним из недостатков этих LED можно отметить невысокий угол рассеяния светового потока: обычно не более 60⁰.

Super Flux “Piranha”

Конструктивно светодиоды Пиранья представляют собой сверхъяркие светодиоды в прямоугольном корпусе с четырьмя выводами. Такая конструкция позволяет надежно закрепить светодиод на плате.

Доступные разновидности: красный, зеленый, синий и три белых (различаются температурой свечения). Выпускаются в корпусах с линзой (3 и 5 мм) и без нее. Угол рассеяния варьируется в пределах от 40⁰ до 120⁰.

Область применения Piranha – подсветка автомобильных приборов, дневных ходовых огней, рекламных вывесок и т.д.

Straw Hat

Наряду с Piranha, большим углом рассеяния светового потока обладают светодиоды типа Straw Hat («соломенная шляпа»). Внешне они напоминают обычные цилиндрические двухвыводныне LED, но с меньшей высотой и увеличенным радиусом линзы, за что и получили свое название.

Излучающий кристалл в этих светодиодах расположен ближе к передней стенке линзы (не забудьте почитать про назначение линзы для светодиода), благодаря чему достигается угол рассеяния порядка 100-140⁰.

Выпускаются красные, синие, зеленые, желтые и белые LED. Благодаря способности создавать ненаправленное излучение, могут использоваться в декоративных целях, в качестве замены ламп аварийной тревоги и других местах, где требуется равномерная подсветка с низким энергопотреблением.

SMD светодиоды

Кроме выводных LED, выпускаются светодиоды типа SMD. Сюда следует отнести сверхъяркие цветные и белые светодиоды мощностью около 0.1 Вт в корпусе для поверхностного монтажа. Размеры корпусов обычно стандартные для любых элементов типа SMD: 0603, 0805, 1210 и т.д., где маркировка обозначает длину и ширину в сотых долях дюйма или в миллиметрах. При этом существуют как разновидности с выпуклой линзой, так и без нее.

Благодаря простоте монтажа, на основе этих LED выпускаются светодиодные ленты. Например, широкую известность в этой области приобрел светодиод Cree SMD 3528.

Осветительные LED

Эти светодиоды применяются при освещении помещений и улиц в составе фонарей, автомобильных фар, светодиодных лент и т.д. В связи с этим обладают большой мощностью, высокой интенсивностью излучения, и выпускаются только в белом цвете в корпусах для поверхностного монтажа.

Обычно производятся две разновидности, различающиеся цветовой температурой: cool white (холодный белый) и warm white (теплый белый).

Поскольку кристаллов, излучающих белый свет, в природе не существует, при производстве осветительных светодиодов прибегают к различным технологиям смешения трех базовых цветов (RGB). От способа их сложения зависит цветовая температура получаемого белого света.

Одним из способов получения белого свечения является покрытие излучающего кристалла тремя слоями люминофора, причем каждый слой отвечает за свой базовый цвет. Другой метод состоит в нанесении двух слоев люминофора на кристалл голубого цвета.

Осветительные SMD LED

Большинство осветительных светодиодов также выпускаются в корпусах SMD. В отличие от индикаторных, характеризуются большей мощностью и производятся только в белом цвете.

Стоит отметить, что некоторые осветительные LED небольшой мощности, например упомянутые выше SMD 3528, могут использоваться в качестве индикаторных, поэтому здесь разделение на типы довольно условное.

Основная область применения SMD – светодиодные ленты и лампы, переносные фонари, фары автотранспорта. При этом они дают довольно направленное излучение (порядка 100⁰-130⁰), поэтому при освещении больших территорий приходится использовать большое количество этих LED для равномерной засветки площади.

Конструктивно осветительные SMD представляют собой покрытый люминофором излучающий кристалл на теплоотводящей подложке, обычно медной или алюминиевой. Встречаются как разновидности с линзой, так и без нее.

COB светодиоды

Большое распространение получили светодиоды типа COB (Chip On Board, чип на плате). По сути, это интеграция большого количества (обычно несколько десятков) кристаллов SMD в одном корпусе, которые потом покрываются люминофором.

На картинке вверху показаны для сравнения Cree SMD 5050 (слева) и COB – матрица из 36 чипов (справа).

COB используются только для освещения. Их световой поток на порядок больше, чем у одиночных SMD. Однако следует учесть, что эти светодиоды не подойдут для создания узконаправленного излучения ввиду большого угла рассеяния светового потока. При этом создать абсолютно ненаправленное излучение тоже не получится – угол рассеяния светодиодов менее 180⁰.

Замечено, что некоторым людям неприятен спектр свечения светодиодов типа SMD или COB. Кроме того, недостаточное количество светодиодов при засветке больших площадей приводит к тому, что освещенность носит дискретный характер, то есть сильно освещенные участки чередуются со слабо освещенными. Это нужно учитывать при выборе осветительных LED.

Filament LED

Этот тип светодиодов также используется пока только для освещения. Широкое распространение получили в качестве декоративной подсветки помещений. Спектр свечения, в отличие от SMD и COB, гораздо приятнее человеческому глазу и напоминает свет лампы накаливания. При этом сохраняются все присущие LED достоинства: низкое энергопотребление и долгий срок службы.

В этом ролике демонстрируется сравнение декоративной лампы накаливания мощностью 40 Вт и лампы Filament на 4 Вт:

Здесь видно, что при мощности в 10 раз меньше, световой поток, отдаваемый лампой Filament, в 3-4 раза больше.

В то же время КПД Filament даже выше, чем у тех же SMD, — при одинаковой мощности первые позволяют получить большую освещенность. Это достигается за счет технологии COG (Chip On Glass, чип на стекле), при которой светоизлучающие кристаллы устанавливаются на стеклянную подложку, а затем покрываются люминофором.

Сама подложка имеет цилиндрическую форму, что позволяет получить угол рассеяния светового потока 360⁰. То есть такие LED очень хороши при создании ненаправленного излучения.

Лазерные диоды

И напоследок еще об одном типе, который нельзя отнести ни к индикаторным, ни к осветительным LED, – лазерный диод. Собственно, светодиодом его можно считать с натяжкой, поскольку по технологии производства он не имеет ничего общего с обычными LED.

Лазерные диоды представляют собой особым образом обработанные полупроводниковые кристаллы, которые при подаче напряжения генерируют очень узкий пучок света. При этом образцы нового поколения позволяют получить угол расхождения луча в пределах 5-10⁰. Встречаются как модели, работающие в видимом диапазоне, так и вне его (УФ и ИК).

Широкое применение эти диоды нашли в лазерных указках, целеуказателях, DVD-приводах, оптических компьютерных мышах, линиях оптоволоконной связи.

Заключение

Четко классифицировать все многообразие светодиодов достаточно сложно, поскольку редко те или иные LED производятся для каких-то конкретных целей. Тем не менее, основные направления их применения, — индикация и освещение, — пока остаются прежними, и приведенная здесь классификация подойдет для создания общего представления о видах светодиодов.

Виды и типы светодиодов — обзор основных характеристик

С каждым годом все больше расширяется ассортимент светодиодных осветительных приборов. Да и развитие элементов освещения на кристаллах не стоит на месте. Хотя они и были изобретены более полувека назад, применяться в бытовом освещении стали сравнительно недавно. Сейчас практически каждый знает, что потребление электроэнергии светодиодами значительно меньше, чем их предшественниками, описание этого факта можно найти где угодно.

Но перед тем как выполнить монтаж, SMD-светодиоды необходимо правильно выбрать, а как это сделать при всем предлагаемом многообразии? Как выбрать такие, которые подойдут именно под нужные параметры и какие бывают LED SMD? Ведь даже выучив наизусть все маркировки, нельзя быть уверенным в том, что купленный осветительный прибор будет соответствовать заявленным характеристикам. А бывает, что на упаковке светодиодов такие отметки вообще отсутствуют.

Нужно попытаться разобраться, возможно ли определить тип и технические характеристики светодиода, не обращая внимания на метки, проставленные производителем, заявленный им световой поток и т. п.

Таблица подскажет характеристики некоторых, наиболее распространенных. Целесообразно иметь некоторое понятие и о терминах, с которыми можно столкнуться при выборе LED-источников света.

Обозначения в технической характеристике

Каждый человек, впервые столкнувшись с выбором любого осветительного прибора, в том числе и светодиодов, находит на упаковке множество непонятной для него информации. Как раз с ней и нужно разобраться в первую очередь.

Пример диаграммы коэффициента излучения SMD 5730

Виды светодиодов

Многие думают, что все светодиоды одинаковы, но это в корне неверно. Классификация светодиодов различает их не только по цветам, но и по режимам работы. Световые приборы на кристаллах могут быть нескольких разновидностей:

Моргающими – такие элементы применяются для того, чтобы привлечь внимание. По своей структуре они мало отличны от обычных, но при их производстве применена немного другая технология, которая позволяет светодиоду моргать с интервалом в секунду. Чаще такие элементы однотонные, но существуют и более сложные, многоцветные, которые работают благодаря RGB.
Многоцветными моргающими – их показатели довольно обширны. Обычно изготовлены в виде двух кристаллов, функционирующих во встречных направлениях, т. е. при включении одного выключается другой. По причине такой работы при смешивании основных цветов может образоваться еще один.
Трехцветными – в одном корпусе совмещены несколько кристаллов, которые друг с другом не связаны. Работать могут как отдельно, так и все вместе, при этом управляясь по разным каналам.
RGB-диодами с красным, синим и зеленым цветом, связанными при помощи четырех проводов и одним анодом (либо катодом).
В виде монохромного дисплея на семь сегментов. Способны показывать определенные символы. В восьмидесятые пользовались популярностью дисплеи на их основе, но с появлением экранов на жидких кристаллах такие мониторы ушли в прошлое.

Виды светодиодов

Маркировки LED-диодов

На светильниках обычно при помощи маркировки указываются типы светодиодов, используемых в нем. Какими могут быть виды этих световых элементов и каковы их особенности – вопрос, который требует разъяснений.

Светодиоды SMD

Расшифровывается маркировка светодиодов SMD как Surface Mounted Device, что по-русски звучит как «поверхностное оборудование». Иными словами, такой LED SMD-прибор находится на поверхности светильника. Для примера можно взять световую полосу, над уровнем которой находятся именно такие SMD-диоды. Маркировка в виде чисел указывает на размеры светодиодов. К примеру, имеется название прибора – SMD 3528 LED (или 3528 SMD LED). Его размер 3.5 х 2.8 мм. Светодиодные полосы с такими диодами прекрасно гнутся, за счет чего очень удобны в случае установки. Также и их подключение не представляет никаких сложностей.

Многоцветная светодиодная лента

Светодиоды DIP LED

Еще один тип светодиода с очень похожими SMD-характеристиками. Выглядят они как цилиндр, размещенный по ленте. Отличается наличием хорошей силиконовой защиты. Цифровое обозначение указывает так же на размеры элемента (тот же пример, как и с SMD 3528). Применяется он только для стекла, к примеру, для полок гарнитура из этого материала. В отличие от ленты с SMD, светодиодная полоса с DIP сгибается не только вдоль, но и поперек.

Краткая характеристика ленты SMD 5050

Элементы этой ленты, как видно из маркировки, величиной 5.0 х 5.0 миллиметров. Прародителем этого светодиода стал диод 3528. В зависимости от цвета интервал светового потока 2–8 лм. Потребители на таких полосах светодиодов SMD разделяются по влагозащищенности, имея маркировки: IP 20 – покрытие из полиуретана, или IP 65 – из силикона. IP 20 нужно устанавливать лишь в закрытых помещениях, в то время как IP 65 не боятся влаги, и разместить их можно даже на улице. В своем составе такие элементы имеют три разных или одинаковых по цвету кристалла. Подключение контроллера к многоцветному варианту исполнения 5050 позволяет получить освещение самых разных цветов. Среди основных характеристик данных светодиодов 5050 можно назвать:

прозрачный и очень жесткий материал из полиуретана;
эти элементы качественно пропаяны;
плотность диодов – 60 шт/м;
питание от 12 или 24 В.

По сравнению с прародителем – SMD 3528 – характеристики практически те же, с той лишь разницей, что «потомок» получился крупнее, мощнее и ярче.

Краткая характеристика ленты SMD 5730

Светодиоды, относящиеся к довольно высокоэффективным. Многие даже считают 5730 одной из лучших марок в линейке SMD-светодиодов. Основные плюсы их в хорошей проводимости тепла и очень невысоком сопротивлении. Служат они довольно продолжительное время. Весьма неплохо переносят вибрацию, сырость и резкое изменение температур. Реализуются в основном лентой в катушке. Обладают комфортной светопередачей и высокой энергоэффективностью, в результате чего завоевали доверие предпринимателей, использующих 5730 в основном в торговых и офисных помещениях, в качестве надежных и мощных светодиодов. Также у них есть несколько преимуществ перед более ранними моделями:

значительный срок службы, стабильные показатели и качественное исполнение;
уменьшение освещаемости – не более одного процента после 3 000 часов;
материал, из которого они изготовлены, способен выдержать температуру до 260 градусов.

Одноцветная лента с LED SMD 5730

Каким бывает белый цвет?

Для домашнего освещения в основном применяются светодиоды белого цвета. Но тон его может быть разным. Нередко можно услышать, как кто-либо говорит: «Купил лампу, а она слишком холодная, нужно поменять, взять что-то потеплее». Так как же распределяются оттенки белого цвета?

Световой поток лампы имеет разную цветовую температуру. К примеру, если она составляет 2 700 кельвин, то оттенок будет чуть желтоватым, больше походящим на свечение лампы накаливания или на солнечный свет. Такой цвет называют теплым, он оказывает расслабляющее, успокаивающее действие. Для основного освещения такой оттенок не подойдет, другое дело – подсветка спальни.

Следующий за теплым – оттенок натурального (нейтрального) белого, с уровнем цветовой температуры в 4 200 кельвин. Это самый популярный и часто используемый тон. Он хорош в виде основного освещения вне зависимости от назначения помещения. Если же порог цветовой температуры остановился на 6 000 кельвин, такой оттенок будет называться холодным. У такого освещения слегка синеватый цвет. Используется в основном для рабочих помещений, т. к. свет таких ламп очень ярок. Также применим на таких объектах, как парковки, подъезды, придомовая территория, парки, аллеи и скверы.

Светодиод SMD 5050

При выборе светодиодного освещения необходимо обратить внимание на упаковку. Если она неровная, надписи нечеткие или просто вызывают подозрение – от такого приобретения лучше отказаться. Купив китайский вариант подделки известного бренда можно испортить себе настроение и впустую потратить деньги. Светить они, конечно, будут, но с меньшими показателями, чем заявлено по маркировке.

Светодиоды. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности

Светодиоды для человечества стали одним из наиболее распространенных источников света для промышленных и бытовых нужд. Этот полупроводниковый прибор имеет один электрический переход, он преобразует электроэнергию в энергию видимого светового излучения. Явление открыто Генри Джозефом Раундом в 1907 году. Первые эксперименты были поставлены советским физиком-экспериментатором О.В. Лосевым, которому в 1929 году удалось получить рабочий прототип современного светодиода.

Первые современные светодиоды (СД, СИД, LED) были созданы в начале шестидесятых годов. У них было слабое красное свечение, их применяли в качестве индикаторов включения в самых разных приборах. В 90-х появились синие, желтые, зеленые и белые светодиоды. Их стали выпускать в промышленных масштабах многие компании. Сегодня LED-диоды применяются повсеместно: в светофорах, лампочках, автомобилях и т.д.

Устройство

Светодиод представляет полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, который создает оптическое излучение при прохождении через него тока в прямом направлении.

Стандартный индикаторный светодиод выполнен из следующих частей:

1 — Эпоксидная линза
2 — Проволочный контакт
3 — Отражатель
4 — Полупроводник (Определяет цвет свечения)
5 и 6 — Электроды
7 — Плоский срез

В основании светодиода закрепляются катод и анод. Все устройство сверху герметично закрыто линзой. На катоде установлен кристалл. На контактах имеются проводники, которые подсоединены к кристаллу p-n-переходом (проволока соединения для объединения двух проводников с различными типами проводимости). Для создания стабильной работы светодиода применяется теплоотвод, который необходим для осветительных приборов. В индикаторных приборах тепло не имеет решающего значения.

DIP-диоды имеют выводы, которые монтируются в отверстия печатной платы, они при помощи пайки подсоединяются на электрический контакт. Имеются модели с несколькими кристаллами различного цвета в одном корпусе.

SMD-светодиоды сегодня являются наиболее востребованными источниками света любых форматов.

Основа корпуса, куда крепится кристалл, является отличным проводником тепла. Благодаря этому в разы улучшился отвод тепла от кристалла.
В структуре белых светодиодов между линзой и полупроводником имеется слой люминофора, который нейтрализует ультрафиолет и задает необходимую цветовую температуру.
В SMD-компонентах, имеющих широкий угол излучения, линза отсутствует. При этом сам светодиод выделяется формой параллелепипеда.

Chip-On-Board (COB) представляют новейшее практическое достижение, которое должно занять в искусственном освещении лидерство в создании белых светодиодов.

Устройство светодиодов по технологии COB предполагает следующее:

На алюминиевую основу посредством диэлектрического клея крепят десятки кристаллов без подложки и корпуса.
Полученная матрица покрывается общим слоем люминофора. В итоге получается источник света, который имеет равномерное распределение светового потока без возможности появления теней.

Разновидностью Chip-On-Board является Chip-On-Glass (COG) технология, предусматривающая размещение на поверхности из стекла множества мелких кристаллов. К примеру, это филаментные лампы, где излучающим элементом является стеклянный стержень со светодиодами, которые покрыты люминофором.

Принцип действия

Несмотря на технологические особенности и разновидности, работа всех светодиодов основывается на общем принципе функционирования излучающего элемента:

Преобразование электроэнергии в световой поток осуществляется в кристалле, который выполнен из полупроводников с самым разным типом проводимости.
Материал с n-проводимостью обеспечивают путем легирования его электронами, а материал с p-проводимостью при помощи дырок. В результате в сопредельных слоях появляются дополнительные носители заряда разной направленности.
При подаче прямого напряжения стартует движение электронов, а также дырок к p-n-переходу.
Заряженные частицы проходят барьер и начинают рекомбинировать, вследствие этого протекает электрический ток.
Процесс рекомбинации электрона и дырки в зоне p-n-перехода идет выделением энергии в качестве фотона.

В целом, указанное физическое явление свойственно всем полупроводниковым диодам. Однако длина волны фотона в большинстве случаев располагается за пределами видимого спектра излучения. Чтобы элементарная частица двигалась в диапазоне 400-700 нм, ученые проводили множество опытов и экспериментов с разными химическими элементами. В итоге появились новые соединения: фосфид галлия, арсенид галлия и более сложные формы. У каждой из них своя длина волны, то есть свой цвет излучения.
К тому же, кроме полезного света, который испускает светодиод, на p-n-переходе образуется некоторое количество теплоты, которое уменьшает эффективность полупроводникового прибора. Именно поэтому в конструкции мощных светодиодов предусматривается эффективный отвод тепла.

Разновидности

На текущий момент LED-диоды могут быть следующих видов:

Осветительные, то есть с большой мощностью. Их уровень освещенности равен вольфрамовым и люминесцентным источникам света.
Индикаторные – с небольшой мощностью, их применяют для подсветки в приборах.

Индикаторные LED-диоды по типу соединения делятся на:

Двойные GaP (галлий, фосфор) – имеют зеленый и оранжевый свет в структуре видимого спектра.
Тройные AIGaAs (алюминий, мышьяк, галлий) – имеют желтый и оранжевый свет в структуре видимого спектра.
Тройные GaAsP (мышьяк, галлий, фосфор) – имеют красный и желто-зеленый свет в структуре видимого спектра.

По типу корпуса светодиодные элементы могут быть:

DIP — устаревшая модель низкой мощности, их применяют для подсветки световых табло и игрушек.
«пиранья» или Superflux – аналоги DIP, но с четырьмя контактами. Они применяются для подсветки в автомобилях, меньше нагреваются и лучше крепятся.
SMD – самый распространенный тип, применяются во множестве источников света.
COB – это усовершенствованные светодиоды SMD.

Применение

Область применений светодиодов условно можно разделить на две широкие категории:

Освещение.
С использованием прямого света.

Светодиод в освещении применяется для освещения объекта, пространства или поверхности, вместо того, чтобы быть непосредственно видимым. Это интерьерная подсветка, фонарики, освещение фасадов зданий, освещение в автомобилях, подсветка клавиш мобильных телефонов и дисплеев и так далее. Широкое применение LED-диоды находят в коммуникаторах и сотовых телефонах.

Прямой светодиодный свет применяется для передачи информации, к примеру, в полноцветных видео дисплеях, в которых LED-диоды формируют пиксели дисплея, а также в алфавитно-цифровых табло. Прямой свет также применяется сигнальных устройствах. К примеру, это индикаторы поворота и стоп-сигналы автомобилей, светофоры и знаки.

Будущее светодиодов

Ученые создают светодиоды нового поколения, к примеру, на основе нано-кристаллических тонких пленок из перовскита. Они дешевые, эффективные и долговечные. Исследователи надеются, что такие LED-диоды будут применяться вместо обычных экранов ноутбуков и смартфонов, в том числе в бытовом и уличном освещении.

Создаются и волоконные LED-диоды, которые предназначены для создания носимых дисплеев. Ученые считают, что создаваемый метод производства волоконных светодиодов позволит наладить массовый выпуск и сделать интеграцию носимой электроники в одежду и текстиль совершенно недорогой.

Типичные характеристики

Светодиоды характеризуются следующими параметрами:

Цветовая характеристика.
Длина волны.
Сила тока.
Напряжение (тип применяемого напряжения).
Яркость (интенсивность светового потока).

Светодиодная яркость пропорциональна протекающему через него току, то есть чем напряжение будет выше, тем будет больше яркость. Единицей силы света служит люмен на стерадиан, она также измеряется в милликанделах. Бывают яркие (20-50 мкд.), а также сверх яркие (20000 мкд. и более) LED-диоды белого свечения.

Величина падения напряжения – характеристика допустимых значений прямого и обратного включений. Если подача напряжений выше этих значений, то наблюдается электрический пробой.

Сила тока определяет яркость свечения. Сила тока осветительных элементов обычно равняется 20 мА, для индикаторных светодиодов она составляет 20-40 мА.

Цвет излучения светодиода зависит от активных веществ, внесенных в полупроводниковый материал.

Длина волны света определяется разностью энергий при переходе электронов на этапе рекомбинации. Она определяется легирующими примесями и исходным полупроводниковым материалом.

Достоинства и недостатки

Среди достоинств светодиодов можно отметить:

Малое потребление электроэнергии.
Долгий срок службы, измеряемый 30-100 тысячами часов.
Высокая светоотдача. Светодиоды дают 10-250250 люменов светового потока на ватт мощности.
Нет ядовитых паров ртути.
Широкое применение.

Недостатки:

Низкие характеристики у некачественных светодиодов, созданных неизвестными производителями.
Сравнительно высокая цена качественных светодиодов.
Необходимость качественных источников питания.

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.

Типы и виды современных светодиодов

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

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

Классификация по цветовой гамме

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

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

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

Различия по мощности

В зависимости от назначения мощность потребления может составлять от единиц мВт до десятков Вт. Первые, самые маленькие типы светодиодов – это бескорпусные кристаллы. Их используют для создания COB-матриц с применением последних технологий. Ко второму типу условно можно отнести изделия мощностью от 60 мВт до 1 Вт (ультраяркие в прозрачном корпусе, SMD 3528 и их производные). В третью группу войдут светодиоды с мощностью рассеивания более 1 Вт, требующие применения дополнительной системы охлаждения. Самыми мощными принято считать COB-матрицы. Один такой модуль размером 35х35 мм способен рассеивать до 180 Вт.

Сила света

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

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

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

Классификация по напряжению

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

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

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

Тип исполнения и назначение

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

Слаботочные. Сверхъяркие двухвыводные светодиоды в круглом прозрачном корпусе 3, 5 или 10 мм. Чаще всего данный тип светодиодов применяют в качестве индикаторов, рекламно-информационных модулях или светофорах. Вторая подразновидность слаботочных светодиодов – компоненты в SMD корпусе прямоугольной или квадратной формы размером до 3х3,5 мм. SMD варианты наиболее часто используются в построении бегущих строк и систем индикации.
Мощные SMD. Собраны на одном кристалле без линзы, применяется данный тип в светодиодных лампах и лентах широкого потребления. Также есть варианты, собранные на нескольких кристаллах с общей линзой. Многокристальные виды светодиодов используются для промышленного и декоративного освещения.
COB-модули. Изделия белого свечения могут достигать размера 38х38 мм в квадратном исполнении и 50х6 мм в форме линеек. Из-за повышенного светового потока востребованы в конструировании прожекторов и фонарей уличного освещения.
Filament LED. Выполнен в виде стержня длиной около 30 мм с множеством кристаллов на поверхности. В настоящее время возможности филаментных светильников только раскрываются. Пока Filament LED массово применяются только для создания нитевидных ламп на 220В.
OLED. Этот тип тонкопленочных органических светодиодов применяется для построения органических дисплеев.
Излучающие диоды в ИК и УФ-диапазоне. Выпускают как в корпусе с выводами, так и в SMD исполнении. Среди товаров широкого потребления их можно увидеть в пультах ДУ и лампах для сушки ногтей.

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

Какие бывают светодиоды: обзор основных типов и характеристик

Светодиодные осветительные приборы набирают популярность с каждым годом и уже почти полностью вытеснили с рынка лампы накаливания, галогенные и люминесцентные лампы. Спрос, как известно, рождает предложение: производители неустанно работают над расширением возможностей светодиодов и LED-технологий, стремясь обогнать конкурентов и представить потребителю уникальный, невиданный ранее продукт. Однако, для того, чтобы оценить их старания по-достоинству, обывателю стоит немного углубиться в эту тему: узнать, какие бывают светодиоды и разобраться в их базовых характеристиках. Мы рекомендуем каждому не пренебрегать этими знаниями, ведь грамотно подобранная и организованная иллюминация способна вывести освещение и световой декор на совершенно новый уровень. Кроме того, светодиоды используются для индикации в электроприборах, автомобильных фарах и т.д.

Специально для вас в этой статьем мы собрали информацию об основных типах светодиодов, используемых в продуктах LED-освещения и индикации и их применении на практике. После прочтения, вы сможете не только выбрать нужную лампочку или люстру, но и даже собрать светодиодный светильник своими руками.

Применение светодиодов

Любой светодиод — это полупроводниковый диод, “упакованный” в оптическую оболочку (линзу), который излучает свет при контакте с электротоком. В зависимости от типа полупроводника и линзы световые диоды излучают свет разной мощности, направленности и в широком цветовом спектре.

В зависимости от общих характеристик и способа применения наиболее широкая классификация светодиодов включает два вида:

индикаторные;
осветительные.

Первые используются, преимущественно, для световой индикации работы технического оборудования, подсветки приборных панелей, дисплеев, рекламных вывесок, производства новогодних гирлянд, световых табло. Этот тип светодиодов характеризуется относительно небольшими мощностью и яркостью.

Вторые обладают высокой интенсивностью светового излучения и, соответственно названию, используются для производства осветительных приборов, инструментов интерьерной подсветки, автомобильных фар, фонарей и фонариков и т.п.

Помимо прочего, стоит сказать, что излучение светодиодов не ограничивается видимой областью спектра. Так, существуют ультрафиолетовые светодиоды, которые получили широкое распространение в самых различных устройствах: от ультрафиолетовых принтеров до медицинского и криминалистического оборудования.

Кроме того, световые диоды используются в сельском хозяйстве в качестве искусственного света для эффективного круглогодичного выращивания растений.

Разбираемся в маркировке светодиодов

Ассортимент LED-кристаллов включает определенные виды светодиодов, обозначенные определенной маркировкой:

DIP;
Super Flux “Piranha”;
SMD;
COB;
Filament LED.

Давайте рассмотрим каждый подробнее.

1. DIP

Распространенное название — индикаторные световые диоды для выводного монтажа. Представляют собой светоизлучающие кристаллы “упакованы” в выпуклый корпус-линзу. Обладают малой силой свечения и используются в качестве индикаторов. Для освещения малоэффективны. Считаются устаревшим.

2. SMD

Яркие светодиоды, являющиеся противоположностью DIP. Именно такие элементы используют для производства большинства видов светодиодной продукции для освещения и подсветки. Например, светодиодных лент.

Они не просто представлены в широком цветовом спектре, но могут сочетать в себе несколько оттенков. По этому признаку разделяют:

Монохромные SMD-кристаллы с одним цветом свечения;
Многоцветные (RGB) модели. Оснащены тремя три кристаллами (R – красный, G – зеленый, B – синий), для многоцветного освещения. Продукция с такими диодами может регулироваться с помощью пульта управления.

3. Super Flux “Piranha” или “Пиранья”.

Представляют собой сверхъяркие диоды в прямоугольном корпусе с четырьмя выводами для надежного крепления на плате. Необычный корпус обеспечивает улучшенные рассеивающие свойства. Подходит для рекламной и автомобильной подсветки.

4. COB

Данная маркировка светодиода расшифровуется как Chip On Board или чип на плате. Представляет собой ряд кристаллов SMD, размещенных на широкой плате и покрытых люминофором. Особенность данного типа — широкий угол рассеивания светового потока — не менее 180 градусов. Используется, в основном, для общего потолочного освещения.

5. Straw Hat.

Необычный декоративный вид диода, в народе именуемый как “светодиодная лампа накаливания”. Вместо нити накаливания, на электродах закреплены трубчатые платы со светодиодами, напоминающие эти самые нити.

Характеристики светодиодов

Надеемся, что смогли помочь определиться с тем, какие виды светодиодов (типы светодиодов) вам необходимы. Однако, это еще не все. Для того, чтобы правильно выбрать световой элемент, необходимо разобраться в его характеристиках. В их число входит:

величина тока потребления;
напряжение и цвет;
рассеиваемая мощность.
угол свечения;
температура свечения;
размер диода;
срок деградации.

Ниже мы рассмотрим каждую характеристику светодиодов подробнее.

1. Величина тока потребления светодиода

Величина тока одного светодиода, в подавляющем большинстве случаев, равна 20мА. Ток потребления светодиодного прибора определяется количеством светодиодов в нем. Для нормальной и долговечной работы диода необходимо обеспечивать стабильность величины поступающего тока. Для этого в конструкции приборов предполагаются стабилизаторы и резисторы.

2. Номинальное напряжение и цвет.

Должно соответствовать величине тока, иначе диод будет излучать слабое свечение или вовсе перегорит. Интересно то, что напряжение напрямую зависит от материала, из которого изготовлен полупроводник, а значит — его цвета. Таким образом, по размеру напряжения можно определить цветовой спектр светодиода, а по цвету — размер напряжения.

При выборе, опирайтесь на данную таблицу:

ИК — 1,1-1,6 V
Красный — 1,5-2,6 V
Оранжевый — 1,7-2,8 V
Желтый — 1,7-2,5 V
Зеленый — 1,7-4,0 V
Голубой — 3,2 — 4,5 V
Белый — 2,7 — 4,3 V

Такими показателями руководствуется любая марка светодиодов на рынке.

3. Рассеиваемая мощность.

Важная характеристика, по которой можно определить, например, какой блок питания нужно выбрать для определенного количества элементов. Измеряется в мВт. Для того, чтобы рассчитать нужную мощность диодной лампочки для замены лампы накаливания, нужно разделить величину мощности лампы накаливания на 8.

4. Угол свечения.

Зависит от вида леддиода: у осветительных светодиодов угол свечения больше, у индикаторных — меньше. Чем меньше угол, тем более направленный свет излучает прибор.

5. Температура свечения.

Характеристика, в которой должен разбираться каждый. Например, для выбора лампочки.

Теплые оттенки — 2700-3000К,
Нейтральные оттенки — 3500-4000К,
Холодные оттенки (лампы дневного света) — 5700-7000К.

Эти цифры, как правило, указаны прямо на упаковке осветительного прибора.

6. Размер диода.

Здесь все и так понятно. Для каждого устройства размеры светодиода подбираются индивидуально.

7. Срок деградации.

“Жизненный” период светодиодов, который может не соответствовать заявленному в силу нестабильной работы неправильной эксплуатации.

Виды SMD светодиодов. Расшифровка маркировки.

Грубо говоря, светодиоды можно разделить на два типа:

осветительные и индикаторные.

Индикаторные светодиоды

Осветительные светодиоды

Осветительные светодиоды — это те, которые могут обеспечить световой поток, как у традиционных источников света или даже превзойти его. К ним можно отнести 4 популярных вида: SMD, COB, Filament и PCB STAR.

Но мы подробно остановимся на самых-самых популярных осветительных светодиодах — SMD

SMD переводится с английского = Surface-Mount-Device (устройство для поверхностного монтажа). В своей конструкции они имеют полупроводниковый чип или кристалл, установленный на подложку. Снизу расположены контакты для подключения. Каждый такой светодиод закрывается в корпусе, который напрямую можно припаивать к любой поверхности. Поэтому их и называют «изделиями поверхностного монтажа».

Их популярность – это следствие малой стоимости, высокой надежности, продолжительного срока службы, ну а самое главное – высокой светоотдачи. Именно SMD вид используется в большинстве светодиодных лампочек и светильников.

Как расшифровать маркировку SMD?

Рассмотрим подробно все типы SMD светодиодов

Тип	Размер корпуса, мм	Кол-во кристаллов	Мощность, Вт	Световой поток, ЛМ	Рабочий ток, мА	Температура эксплуатации	Угол свечения	Цвет свечения
3528	3.5х2.8	1 или 3	0.06 или 0.2	0.6 — 5.0	20	-40…+85	120 — 140	белый, нейтральный, теплый, синий, желтый, зеленый, красный, RGB
5050	5.5х1.6	3 или 4	0.2 или 0.26	2 — 14	60 или 80	-20…+60	120 — 140	белый, теплый, синий, желтый, зеленый, красный, RGB, WRGB
5630	5.6х3.0	1	0.5	57	150	-25…+85	120	холодный, нейтральный, теплый
5730	5.7х3.0	1 или 2	0.5 или 1	50 или 158	150 или 300	-40…+65	120	холодный, белый, нейтральный, теплый
3014	3.0х1.4	1	0.12	9 — 11	30	-40…+85	120	холодный, нейтральный, теплый, синий, желтый, зеленый, красный, оранжевый
2835	2.8х3.5	1	0.2 или 0.5 или 1	20 или 50 или 100	60 или 150 или 300	-40…+65	120	холодный, нейтральный, теплый

SMD 3528

SMD 3528 может быть однокристальным (белый, нейтральный, теплый, синий, желтый, зеленый, красный) или трехкристальным (RGB). Кристаллы для защиты от окружающей среды заливаются прозрачным компаундом или компаундом с добавлением люминофора, выравнивающего цветовую характеристику диода.

Этот тип светодиода имеет относительно малый световой поток. Но благодаря небольшим габаритам, умеренной стоимости и способности светить разными цветами, включая RGB, он все же нашел широкое применение в недорогих осветительных приборах и приборах декоративной подсветки. Очень часто светодиоды 3528 входят в состав светодиодных лент.

SMD 5050

SMD 5050 наиболее популярен и используется для декоративной подсветки и освещения. Он имеет оптимальное отношение стоимость/мощность и может обеспечить любой цвет подсветки (в случае использования rgb5050), включая белый повышенной яркости (четырехкристальный вариант), за счет простого изменения мощности на каждом из кристаллов. Чаще всего такие светодиоды встраивают в такие светодиодные декоративные ленты, как: одноканальная, где три кристалла соединены параллельно и питаются одним напряжением; RGB и RGBW, имеющие три и четыре канала соответственно.

Благодаря достаточно высокой мощности диодов уже при их плотности 60 шт. на 1 метр светодиодной ленты она может успешно использоваться не только для декоративной подсветки, но и для освещения интерьера. При этом цветовую температуру и даже цвет освещения пользователь может изменять самостоятельно, для этого достаточно установить соответствующий контроллер.

Примеры товаров с SMD5050

SMD 5630 и 5730

SMD 5630 представляет собой однокристальный мощный прибор, способный создать световой поток до 57 люмен. Благодаря встроенной защите, собранной на двух стабисторах, прибор в состоянии выдерживать импульсный ток до 400 мА и переполюсовку. Светодиод имеет 4 вывода, но в работе кристалла участвуют только два. Оставшиеся два и металлическая подложка используются для лучшего теплоотвода. Цвет свечения светодиода — белый разной цветовой температуры.

Приборы 5730 могут быть как одно, так и двухкристальными. Первые имеют сходные с 5630 характеристики, вторые вдвое мощнее (1 Вт) и в состоянии создавать световой поток до 158 лм.

Оба типа приборов излучают белый свет различной цветовой температуры и могут использоваться для изготовления мощных светодиодных лент, ламп, прожекторов.

Примеры товаров с SMD5630 и SMD5730
Светодиодная линейка 25Вт SMD5630-72LED 2500Lm 12V IP33 6000K (холодный белый) OREOL
Комплект Alluminium Sanan 5730 520*12/0.5W*16chips 32W-3500Lm 5000K PF:0.75 AC:160-265V DC:105V 280mA

SMD 3014

Однокристальный компактный прибор умеренной (0.12 Вт) мощности и световым потоком до 11 лм. В зависимости от исполнения может излучать белый свет разной цветовой температуры, а также синий, желтый, зеленый, красный и оранжевый. Для защиты от окружающей среды и коррекции цветовой температуры кристалл покрывается компаундом с люминофором.

Основная область применения SMD 3014 — светодиодные ленты и модули для декоративной подсветки, точечные светильники и лампы к ним. Нередко используются для изготовления автомобильных ламп

SMD 2835

Однокристальный светодиод повышенной мощности. Выпускается в трех исполнениях: 0.2, 0.5 и 1 Вт. Излучает белый свет различной цветовой температуры, по размерам корпуса совпадает с прибором 3528, но отличается от последнего прямоугольной линзой (у 3528 она круглая).

Из-за высокой популярности приборов выпускается очень много подделок, в которые устанавливаются кристаллы меньшей мощности. Так, хотя китайский SMD 2835 и выпускается официально, но оснащается он кристаллом всего 0.09 Вт. Внешне отличить его от одноваттного бывает невозможно из-за добавленного в компаунд люминофора, поскольку он непрозрачен, соответственно, оценить размеры кристалла на глаз не получится. Прибор используется в мощных осветительных лампах, бытовых и уличных светильниках, прожекторах, светодиодных лентах.

Примеры товаров с SMD2835

Вообще проще перечислить те сферы нашей жизни, где smd-светодиодов нет, чем те, где они используются. Белые диоды можно встретить: в тактических и карманных фонариках; в автомобильных лампах; в бытовых лампочках различной мощности; в декоративной внутренней и наружной подсветке. Разноцветные RGB и RGBW применяются не менее широко: в вывесках, дорожных знаках, светофорах, указателях, рекламе; в лампах освещения, с изменяемой цветовой температурой; в ландшафтном дизайне; в декоративной внутренней и наружной подсветке; в приборах индикации.

Для справки: общая светодиодная технология существует не так уж и давно. Первый светоизлучающий диод видимого спектра был изобретен в 1962 году в General Electric. Первые светодиоды стоили более 200 долларов за диод и до 70-х годов единственным цветом, который мог создавать светодиод, был красный. Использование светодиодов в лампочках является довольно. Первые массовые установки светодиодного освещения произошли всего за последние несколько лет, и технология постоянно совершенствуется

Типы светоизлучающих диодов и светодиодов »Электроника

Использование светоизлучающих диодов, светодиодов огромно, и их использование растет по мере развития технологий и появления большего количества типов светодиодов.

Light Emitting Diode Tutorial Включает:
LED Как работает светодиод Как делается светодиод Технические характеристики светодиодов Срок службы светодиода Светодиодные пакеты Светодиоды высокой мощности / яркости Светодиодное освещение Органические светодиоды, OLED

Другие диоды: Типы диодов

Светоизлучающие диоды, светодиоды очень широко используются в современном электронном оборудовании, и они являются одной из основных используемых сегодня технологий отображения.

Светодиоды, светодиоды используются для многих работ. Они не только используются в качестве панельных индикаторов на всем, начиная от телевизоров, радиоприемников и других форм бытового электронного и промышленного оборудования, но они также заменяют более традиционные технологии для освещения. Чтобы удовлетворить все эти потребности, существует множество различных типов светодиодов.

Благодаря разработке и внедрению органических светодиодных технологий, светодиодные технологии оказывают еще большее влияние на современные технологии.

История светодиодов

История открытия светодиода завораживает и полна грусти. От первоначальных наблюдений до окончательного коммерческого успеха потребовалось много лет.

Заметка об истории создания светоизлучающих диодов:

Первые сообщения о диодах, излучающих свет, по-видимому, были сделаны английским радиоинженером по имени Х.Дж. Раунд в 1907 году. С тех пор было предпринято множество попыток принести светодиоды в мир, но судьба, казалось, предотвратила это, пока союзные технологии не стали намного больше зрелый.

Подробнее о Светодиод, История светодиодов.

Светодиод, символ LED

Обозначение схемы светодиода относительно простое. Символ светодиода представляет собой символ диода с двумя стрелками, указывающими наружу, чтобы обозначить, что свет исходит от диода.

Иногда символ светоизлучающего диода отображается только в виде контура и без закрашенных фигур.Форма контура одинаково приемлема,

Можно увидеть и другие варианты символов СИД. Иногда символ светодиода может быть заключен в кружки. В наши дни этот символ не так широко используется, но его все еще можно увидеть на многих схемах.

Типы светодиодов

С момента появления первых светодиодов эта технология породила огромное количество различных типов светодиодов, каждый из которых имеет свои собственные свойства и области применения.

Традиционные неорганические светодиоды: Этот тип светодиода представляет собой диод традиционной формы, который был доступен с 1960-х годов. Изготовлен из неорганических материалов. Некоторые из наиболее широко используемых — это сложные полупроводники, такие как арсенид алюминия, галлия, фосфид арсенида галлия и многие другие — цвет света часто зависит от используемых материалов.
Типичными типами этих светодиодов являются небольшие светодиодные лампы, которые используются в качестве индикаторов панели, хотя существует очень много форматов светодиодов этого типа.Однако даже в категории неорганических светодиодов можно увидеть и использовать множество разных стилей светодиодов:
- Одноцветные 5 мм и т. Д. — очень традиционный светодиодный корпус
- Светодиоды для поверхностного монтажа
- Двухцветные и многоцветные светодиоды — типы светодиодов содержат несколько отдельных светодиодов, которые включаются разным напряжением и т. Д.
- Мигающие светодиоды — с малым временем интегрированы в корпус
- Буквенно-цифровые светодиодные дисплеи
- .. . . . более . . . .
Все эти различные типы неорганических светодиодов используются в очень больших количествах.
Светодиоды высокой яркости: Светодиоды высокой яркости, HBLED, представляют собой тип неорганических светодиодов, которые начинают использоваться для освещения. Этот тип светодиода по сути такой же, как и основной неорганический светодиод, но имеет гораздо больший световой поток. Для получения более высокой светоотдачи этот тип светодиода требует способности выдерживать гораздо более высокие уровни тока и рассеиваемую мощность.Часто эти светодиоды устанавливаются таким образом, чтобы их можно было установить на радиаторе для отвода нежелательного тепла.
Ввиду их большей эффективности, этот тип светодиодов используется в качестве замены многих более традиционных форм освещения. Бытовое освещение наряду с автомобильными лампами сейчас широко используется. Они имеют преимущества с точки зрения эффективности и факторов окружающей среды по сравнению с лампами накаливания и компактными люминесцентными лампами, КЛЛ. HBLED имеют более высокий уровень эффективности и более длительный срок службы, особенно при многократном включении и выключении.Однако у них есть ограниченная жизнь, фактор, который иногда упускается из виду.
Органические светодиоды: Органические светодиоды являются развитием основной идеи светодиода. В этом типе светодиода используются органические материалы, как следует из названия.
В традиционных типах светоизлучающих диодов используются традиционные неорганические полупроводники с различными уровнями примеси, и они излучают свет из определенного PN перехода — часто это точка света. Светодиодный дисплей органического типа основан на органических материалах, которые изготавливаются в виде листов и обеспечивают рассеянную область света.Обычно очень тонкая пленка из органического материала печатается на стеклянной подложке. Затем используется полупроводниковая схема для переноса электрических зарядов на отпечатанные пиксели, заставляя их светиться.

По мере того, как светодиодная технология постоянно совершенствуется, уровни эффективности всех различных типов светодиодов должны улучшаться, и их использование будет расти.

Цвет светодиодов

Традиционные неорганические светодиоды доступны в различных цветах. Первыми производимыми светодиодами были красные, но с тех пор было введено много других цветов.Теперь они доступны в следующих цветах:

Из доступных цветов синий и белый светодиоды более дорогие, чем светодиоды других цветов, из-за более высокой стоимости производства.

Помимо светодиодов, излучающих видимый свет, производятся другие светодиоды, излучающие инфракрасное излучение. Они часто используются для таких приложений, как телевизионные пульты дистанционного управления, где не видно видимого света.

Цвет светодиода определяется полупроводниковым материалом, из которого изготовлен диод.Хотя пластиковый корпус диода может казаться цветным, это не то, что придает диоду его цвет.

Разноцветные светодиоды

Иногда может быть очень полезно иметь лампу более одного цвета, указывающую другой цвет для обозначения другого состояния. Это можно сделать с помощью светодиодов. Есть два сорта:

Двухцветные светодиоды Двухцветный светодиод состоит из двух светодиодов, параллельных друг другу в одном корпусе, но они соединены с одним внешним соединением корпуса, идущим к катоду одного диода, а анод другой.Другой вывод снова подключается к аноду первого диода и катоду второго. Таким образом, когда напряжение подается в одну сторону, загорается один светодиод, а когда напряжение подается в обратном направлении, загорается другой.
Трехцветные светодиоды Этот тип светодиода имеет три вывода, позволяющих загорать любую комбинацию светодиодов, то есть первый светодиод, второй или оба. Самая популярная форма трехцветного светодиода использует красный и зеленый диоды. Это означает, что, когда горит один диод, вырабатывается красный или зеленый цвет.Если оба светлые, цвета объединяются и образуют желтый.

Хотя светодиоды будут по-прежнему широко использоваться в качестве небольших индикаторных ламп, количество областей применения, которые они могут найти, увеличивается по мере совершенствования технологии. Теперь доступны новые диоды очень высокой яркости. Они даже используются в качестве формы освещения, приложения, которое они раньше не могли выполнять из-за их низкой светоотдачи. Вводятся новые цвета. Сейчас доступны белые и синие светодиоды, которые раньше было очень сложно производить.Принимая во внимание постоянное развитие технологий и удобство использования, эти устройства останутся в каталогах электроники на долгие годы.

Другие электронные компоненты:
Резисторы Конденсаторы Индукторы Кристаллы кварца Диоды Транзистор Фототранзистор Полевой транзистор Типы памяти Тиристор Разъемы Разъемы RF Клапаны / трубки Аккумуляторы Переключатели Реле
Вернуться в меню «Компоненты».. .

Светодиоды (LED) — learn.sparkfun.com

Введение

Светодиоды окружают нас: В наших телефонах, автомобилях и даже в наших домах. Каждый раз, когда загорается что-то электронное, есть большая вероятность, что за ним находится светодиод. Они бывают самых разных размеров, форм и цветов, но независимо от того, как они выглядят, у них есть одно общее: они — бекон электроники.Они широко используются для улучшения любого проекта и часто добавляются к невероятным вещам (ко всеобщему удовольствию).

Однако, в отличие от бекона, после приготовления они бесполезны. Это руководство поможет вам избежать случайных светодиодных барбекю! Но обо всем по порядку. Что именно — это , эта светодиодная штука, о которой все говорят?

(это «эл-и-ди») — это особый тип диодов, преобразующих электрическую энергию в свет. Фактически, LED расшифровывается как «Light Emitting Diode».«(Он делает то, что написано на жестяной банке!) И это отражается в сходстве схемных символов диода и светодиода:

Короче говоря, светодиоды похожи на крошечные лампочки. Однако светодиоды требуют гораздо меньше энергии для включения по сравнению. Кроме того, они более энергоэффективны, поэтому не нагреваются, как обычные лампочки (если вы действительно не накачиваете их энергией). Это делает их идеальными для мобильных устройств и других приложений с низким энергопотреблением. Однако не считайте их из игры с большим потенциалом.Светодиоды высокой интенсивности нашли свое применение в акцентном освещении, прожекторах и даже автомобильных фарах!

У вас уже есть тяга? Желание поставить светодиоды на все? Хорошо, оставайтесь с нами, и мы покажем вам, как это сделать!

Что такое схема?

Каждый электрический проект начинается со схемы.Не знаю, что такое схема? Мы здесь, чтобы помочь.

Что такое электричество?

Мы можем видеть электричество в действии на наших компьютерах, освещающее наши дома, как удары молнии во время грозы, но что это такое? Это непростой вопрос, но этот урок прольет на него некоторый свет!

Диоды

Праймер диодный! Свойства диодов, типы диодов и их применение.

Электроэнергетика

Обзор электроэнергии, скорости передачи энергии. Мы поговорим об определении мощности, ваттах, уравнениях и номинальной мощности. 1,21 гигаватта учебного удовольствия!

Полярность

Введение в полярность электронных компонентов. Узнайте, что такое полярность, в каких частях она есть и как ее идентифицировать.

Как ими пользоваться

Итак, вы пришли к разумному выводу, что светодиоды нужно ставить на все.Мы думали, ты придешь.

Давайте пройдемся по книге правил:

1) Полярность имеет значение

В электронике полярность указывает, является ли компонент схемы симметричным или нет. Светодиоды, будучи диодами, пропускают ток только в одном направлении. А когда нет тока, нет света. К счастью, это также означает, что вы не можете сломать светодиод, подключив его обратной стороной. Скорее, это просто не сработает.

Положительная сторона светодиода называется «анодом» и отмечена более длинным «выводом» или ножкой.Другая, отрицательная сторона светодиода называется «катодом» . Ток течет от анода к катоду и никогда не течет в обратном направлении. Перевернутый светодиод может препятствовать правильной работе всей схемы, блокируя прохождение тока. Так что не волнуйтесь, если добавление светодиода нарушит вашу цепь. Попробуйте перевернуть.

2) Морское течение равно Моаровому свету

Яркость светодиода напрямую зависит от того, сколько тока он потребляет. Это означает две вещи. Во-первых, сверхяркие светодиоды разряжают батареи быстрее, потому что дополнительная яркость возникает из-за потребляемой дополнительной мощности.Во-вторых, вы можете управлять яркостью светодиода, контролируя количество проходящего через него тока. Но установка настроения — не единственная причина сократить свое течение.

3) Есть такая вещь, как слишком много мощности

Если вы подключите светодиод напрямую к источнику тока, он будет пытаться рассеять столько энергии, сколько ему позволено потреблять, и, как трагические герои прошлого, он уничтожит себя. Вот почему важно ограничить ток, протекающий через светодиод.

Для этого используем резисторы. Резисторы ограничивают поток электронов в цепи и защищают светодиод от попыток потреблять слишком большой ток. Не волнуйтесь, требуется лишь немного математики, чтобы определить наилучшее значение резистора для использования. Вы можете узнать все об этом в примерах применения нашего руководства по резисторам!

Резисторы

1 апреля 2013 г.

Учебник по резисторам. Что такое резистор, как они ведут себя параллельно / последовательно, расшифровка цветовых кодов резисторов и применения резисторов.

Не позволяйте всей этой математике пугать вас, на самом деле очень сложно что-то напортачить. В следующем разделе мы рассмотрим, как сделать схему на светодиодах без калькулятора.

Светодиоды без математики

Прежде чем мы поговорим о том, как читать даташит, давайте подключим несколько светодиодов. В конце концов, это руководство по светодиодам, а не руководство по и .

Это также не учебник по математике, поэтому мы дадим вам несколько практических правил по настройке и работе светодиодов.Как вы, наверное, уже поняли из информации в последнем разделе, вам понадобится аккумулятор, резистор и светодиод. Мы используем батарею в качестве источника питания, потому что их легко найти и они не могут обеспечить опасное количество тока.

Базовый шаблон для схемы светодиода довольно прост: просто подключите батарею, резистор и светодиод последовательно. Как это:

Резистор 330 Ом

Хорошее сопротивление резистора для большинства светодиодов составляет 330 Ом, (оранжевый — оранжевый — коричневый).Вы можете использовать информацию из последнего раздела, чтобы помочь вам определить точное значение, которое вам нужно, но это светодиоды без математики … Итак, начните с подключения резистора 330 Ом в приведенную выше схему и посмотрите, что произойдет.

Пробная версия и ошибка

Что интересно в резисторах, так это то, что они рассеивают дополнительную мощность в виде тепла, поэтому, если у вас есть резистор, который нагревается, вам, вероятно, потребуется меньшее сопротивление. Однако, если ваш резистор слишком мал, вы рискуете пережечь светодиод! Учитывая, что у вас есть несколько светодиодов и резисторов, с которыми можно поиграть, вот блок-схема, которая поможет вам разработать схему светодиодов методом проб и ошибок:

Броски с таблеткой

Еще один способ зажечь светодиод — просто подключить его к батарейке типа «таблетка»! Поскольку батарейка не может подавать достаточно тока, чтобы повредить светодиод, вы можете соединить их напрямую! Просто вставьте батарейку CR2032 между выводами светодиода.Длинная ножка светодиода должна касаться стороны батареи, отмеченной знаком «+». Теперь вы можете обернуть все это скотчем, добавить магнит и приклеить его к вещам! Ура для бросков!

Конечно, если вы не получаете хороших результатов с помощью метода проб и ошибок, вы всегда можете достать свой калькулятор и вычислить его. Не волнуйтесь, рассчитать лучшее значение резистора для вашей схемы несложно. Но прежде чем вы сможете определить оптимальное значение резистора, вам необходимо найти оптимальный ток для вашего светодиода.Для этого нам нужно сообщить в таблицу …

Узнать подробности

Не подключайте какие-либо странные светодиоды к своим цепям, это просто не здорово. Сначала узнайте их. А как лучше даташит читать.

В качестве примера мы рассмотрим техническое описание нашего базового красного 5-миллиметрового светодиода.

Светодиодный ток

Начиная сверху и спускаясь вниз, первое, что мы встречаем, — это очаровательный столик:

А, да, но что все это значит?

Первая строка в таблице показывает, какой ток ваш светодиод может выдерживать непрерывно.В этом случае вы можете дать ему 20 мА или меньше, и он будет светить наиболее ярко при 20 мА. Вторая строка сообщает нам, каким должен быть максимальный пиковый ток для коротких импульсов. Этот светодиод может обрабатывать короткие удары до 30 мА, но вы не хотите поддерживать этот ток слишком долго. Эта таблица данных достаточно полезна, чтобы предложить стабильный диапазон тока (в третьей строке сверху) 16-18 мА. Это хорошее целевое число, которое поможет вам произвести расчеты резисторов, о которых мы говорили.

Следующие несколько строк менее важны для целей данного руководства.Обратное напряжение — это свойство диода, о котором в большинстве случаев не стоит беспокоиться. Рассеиваемая мощность — это количество энергии в милливаттах, которое светодиод может использовать до того, как получит повреждение. Это должно работать само по себе, пока вы держите светодиод в пределах предполагаемых номинальных значений напряжения и тока.

Напряжение светодиода

Посмотрим, какие еще столы они сюда поставили … Ах!

Это полезный столик! Первая строка сообщает нам, каким будет падение прямого напряжения на светодиоде.Прямое напряжение — это термин, который часто используется при работе со светодиодами. Это число поможет вам решить, какое напряжение вашей цепи потребуется для подачи на светодиод. Если у вас есть более одного светодиода, подключенного к одному источнику питания, эти числа действительно важны, потому что прямое напряжение всех светодиодов, сложенных вместе, не может превышать напряжение питания. Мы поговорим об этом более подробно позже, в более глубоком разделе этого руководства.

Длина волны светодиода

Во второй строке этой таблицы указывается длина волны света.Длина волны — это, по сути, очень точный способ объяснить, какого цвета свет. Это число может немного отличаться, поэтому таблица дает нам минимум и максимум. В данном случае это от 620 до 625 нм, что находится как раз на нижнем красном конце спектра (от 620 до 750 нм). Опять же, мы более подробно рассмотрим длину волны в более глубоком разделе.

Яркость светодиода

Последняя строка (помеченная «Luminous Intensity») — это показатель яркости светодиода. Единица мкд, или милликандела , является стандартной единицей измерения интенсивности источника света.Этот светодиод имеет максимальную интенсивность 200 мкд, что означает, что он достаточно яркий, чтобы привлечь ваше внимание, но не совсем яркий фонарик. На 200 мкд этот светодиод будет хорошим индикатором.

Угол обзора

Теперь у нас есть веерообразный график, который представляет угол обзора светодиода. В светодиодах разных стилей используются линзы и отражатели, чтобы либо сконцентрировать большую часть света в одном месте, либо максимально широко его распределить. Некоторые светодиоды похожи на прожекторы, испускающие фотоны во всех направлениях; Другие настолько ориентированы, что вы не можете сказать, что они идут, если не смотрите прямо на них.Чтобы прочитать график, представьте, что светодиод вертикально стоит под ним. «Спицы» на графике обозначают угол обзора. Круглые линии представляют интенсивность в процентах от максимальной интенсивности. У этого светодиода довольно узкий угол обзора. Вы можете видеть, что если смотреть прямо на светодиод, то он самый яркий, потому что при 0 градусах синие линии пересекаются с самым дальним кругом. Чтобы получить угол обзора 50%, то есть угол, при котором свет становится вдвое слабее, проследите по кругу 50% по графику, пока он не пересечет синюю линию, затем проследите за ближайшей спицей, чтобы определить угол.Для этого светодиода угол обзора 50% составляет около 20 градусов.

Размеры

Наконец, механический чертеж. Это изображение содержит все размеры, которые вам потребуются для установки светодиода в корпусе! Обратите внимание, что, как и у большинства светодиодов, у этого есть небольшой фланец внизу. Это очень удобно, если вы хотите установить его на панели. Просто просверлите отверстие идеального размера для корпуса светодиода, и фланец не даст ему провалиться!

Теперь, когда вы знаете, как расшифровать таблицу, давайте посмотрим, какие необычные светодиоды вы можете встретить в дикой природе…

Типы светодиодов

Поздравляю, вы знаете основы! Может быть, вы даже заполучили несколько светодиодов и начали зажигать, это круто! Хотели бы вы активизировать свою игру в миг? Давайте поговорим о том, как сделать это за пределами вашего стандартного светодиода.

Крупный план сверхяркого 5-миллиметрового светодиода крупным планом

Типы светодиодов

А вот и другие персонажи.

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 дополнительными основными цветами, вы можете управлять интенсивностью каждого из них, чтобы создать каждый цвет радуги. Большинство светодиодов RGB имеют четыре контакта: по одному для каждого цвета и общий контакт. У некоторых общий штифт — это анод, а у других — катод.

Светодиод с общим прозрачным катодом RGB

светодиода с интегральными схемами

Велоспорт

Некоторые светодиоды умнее других. Возьмем, к примеру, светодиодный индикатор велосипедного режима. Внутри этих светодиодов на самом деле есть интегральная схема, которая позволяет светодиоду мигать без какого-либо внешнего контроллера.Вот крупный план ИС (большой черный квадратный чип на кончике наковальни), контролирующий цвета.

5-миллиметровый светодиод с медленным циклом крупным планом

Просто включите его и смотрите! Они отлично подходят для проектов, где вам нужно немного больше действий, но нет места для схем управления. Есть даже мигающие светодиоды RGB, которые сменяют тысячи цветов!

Адресные светодиоды

Светодиоды других типов можно регулировать индивидуально.Существуют разные наборы микросхем (WS2812, APA102, UCS1903, и это лишь некоторые из них), используемые для управления отдельным светодиодом, соединенным в цепочку. Ниже представлен крупный план WS2812. Большая квадратная микросхема справа регулирует цвета по отдельности.

Адресный WS2812 PTH крупным планом

Встроенный резистор

Что это за магия? Светодиод со встроенным резистором? Верно. Есть также светодиоды с небольшим токоограничивающим резистором. Если вы внимательно посмотрите на изображение ниже, на стойке есть небольшая черная квадратная микросхема, которая ограничивает ток на этих типах светодиодов.

Светодиод со встроенным резистором крупным планом

Итак, подключите светодиод со встроенным резистором к источнику питания и зажгите его! Мы протестировали эти типы светодиодов при напряжении 3,3, 5 и 9 В.

Суперяркий зеленый светодиод с питанием от встроенного резистора

Примечание: В техническом описании светодиодов со встроенным резистором указано, что рекомендуемое прямое напряжение составляет около 5 В. При тестировании на 5 В он потребляет около 18 мА.Стресс-тест с батареей 9В, тянет около 30мА. Вероятно, это верхний предел входного напряжения. Использование более высокого напряжения может сократить срок службы светодиода. При напряжении около 16 В светодиод перегорел.

Пакеты для поверхностного монтажа (SMD)

SMD — это не столько конкретный вид светодиода, сколько тип корпуса. Поскольку электроника становится все меньше и меньше, производители придумали, как втиснуть больше компонентов в меньшее пространство. Детали SMD (устройство для поверхностного монтажа) представляют собой крошечные версии своих стандартных аналогов.Вот крупный план адресного светодиода WS2812B, упакованного в небольшой корпус 5050.

Адресный WS2812B Крупный план

SMD бывают разных размеров, от довольно больших до меньших, чем рисовое зернышко! Поскольку они такие маленькие и у них есть прокладки вместо ножек, с ними не так просто работать, но если у вас мало места, они могут быть именно тем, что прописал врач.


WS2812B-5050 Упаковка	APA102-2020 Пакет

Светодиоды SMD также упрощают и ускоряют сборку и установку машин для установки партии светодиодов на печатные платы и полосы.Вероятно, вы не стали бы вручную паять все эти компоненты вручную.


Крупный план адресной светодиодной матрицы 8×32 (WS2812-5050)	Адресная светодиодная лента 5 м (APA102-5050) с питанием от ленты

Высокая мощность

Мощные светодиоды от таких производителей, как Luxeon и CREE, невероятно яркие. Они ярче сверхъярких! Как правило, светодиод считается высокомощным, если он может рассеивать мощность 1 Вт или более.Это необычные светодиоды, которые вы найдете в действительно хороших фонариках. Массивы из них могут быть построены даже для прожекторов и автомобильных фар. Поскольку через светодиоды пропускается очень много энергии, часто требуются радиаторы. Радиатор — это, по сути, кусок теплопроводящего металла с большой площадью поверхности, задача которого — отводить как можно больше отработанного тепла в окружающий воздух. Некоторое тепловыделение может быть встроено в конструкцию некоторой коммутационной платы, такой как показанная ниже.


Светодиод высокой мощности RGB	Алюминиевая задняя панель для рассеивания тепла

Светодиоды высокой мощности могут выделять так много тепла, что без надлежащего охлаждения они сами себя повредят. Не позволяйте термину «отработанное тепло» вводить вас в заблуждение, эти устройства по-прежнему невероятно эффективны по сравнению с обычными лампами. Для управления можно использовать драйвер светодиода постоянного тока.

Специальные светодиоды

Есть даже светодиоды, которые излучают 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 сложно отличить от обычных светодиодов.

ИК-светодиод

На противоположном конце спектра также можно встретить ультрафиолетовые светодиоды. Ультрафиолетовые светодиоды заставят определенные материалы светиться, как черный свет! Они также используются для дезинфекции поверхностей, потому что многие бактерии чувствительны к УФ-излучению.Они также могут быть использованы для обнаружения подделок (счетов, кредитных карт, документов и т. Д.), Солнечных ожогов, список можно продолжить. При использовании этих светодиодов надевайте защитные очки.

УФ-светодиод для проверки банкноты США

Другие светодиоды

Имея в вашем распоряжении такие модные светодиоды, нет оправдания тому, что ничего не светится. Однако, если ваша жажда знаний о светодиодах не утолена, читайте дальше, и мы подробно рассмотрим светодиоды, цвет и интенсивность света!

Углубляясь в глубины

Итак, вы закончили серию LEDs 101 и хотите большего? О, не волнуйтесь, у нас есть еще.Начнем с науки, которая заставляет светодиоды гореть … эээ … мигать. Мы уже упоминали, что светодиоды — это особый вид диодов, но давайте углубимся в то, что именно это означает:

То, что мы называем светодиодом, на самом деле представляет собой светодиод и упаковку вместе, но сам светодиод на самом деле крошечный! Это чип из полупроводникового материала, легированного примесями, который создает границу для носителей заряда. Когда ток течет в полупроводник, он перескакивает с одной стороны этой границы на другую, высвобождая при этом энергию.В большинстве диодов эта энергия уходит в виде тепла, но в светодиодах эта энергия рассеивается в виде света!

Длина волны света и, следовательно, цвет зависит от типа полупроводникового материала, из которого изготовлен диод. Это потому, что структура энергетических зон полупроводников различается в зависимости от материала, поэтому фотоны излучаются с разными частотами. Вот таблица распространенных светодиодных полупроводников по частоте:

Усеченная таблица полупроводниковых материалов по цвету. Полная таблица доступна в статье Википедии для «LED»

В то время как длина волны света зависит от ширины запрещенной зоны полупроводника, интенсивность зависит от количества энергии, проталкиваемой через диод.Мы немного говорили об интенсивности света в предыдущем разделе, но это нечто большее, чем просто цифра, показывающая, насколько ярко что-то выглядит.

Единица измерения силы света называется кандела, хотя, когда вы говорите об интенсивности одного светодиода, вы обычно находитесь в диапазоне милликандел. В этом устройстве интересно то, что на самом деле это не показатель количества световой энергии, а реальный показатель «яркости». Это достигается за счет того, что мощность, излучаемая в определенном направлении, взвешивается по функции яркости света.Человеческий глаз более чувствителен к некоторым длинам волн света, чем к другим, и функция светимости — это стандартизированная модель, которая учитывает эту чувствительность.

Яркость светодиодов может составлять от десятков до десятков тысяч милликандел. Световой поток на вашем телевизоре, вероятно, составляет около 100 мкд, тогда как у хорошего фонарика может быть 20 000 мкд. Смотреть прямо во все, что ярче нескольких тысяч милликандел, может быть болезненным; не пытайся.

Падение прямого напряжения

О, я также обещал, что мы поговорим о концепции прямого падения напряжения.Помните, когда мы смотрели техническое описание и упоминали, что прямое напряжение всех ваших светодиодов, сложенных вместе, не может превышать напряжение вашей системы? Это связано с тем, что каждый компонент в вашей схеме должен на делить напряжения, и количество напряжения, которое каждая часть использует вместе, всегда будет равняться доступному количеству. Это называется законом напряжения Кирхгофа. Так что, если у вас есть источник питания 5 В и каждый из ваших светодиодов имеет прямое падение напряжения 2,4 В, то вы не сможете запитать более двух одновременно.

Законы Кирхгофа также пригодятся, когда вы хотите приблизительно определить напряжение на данной детали на основе прямого напряжения других деталей. Например, в примере, который я только что привел, есть источник питания 5 В и 2 светодиода с падением прямого напряжения 2,4 В каждый. Конечно, мы бы хотели добавить резистор, ограничивающий ток, не так ли? Как узнать напряжение на резисторе? Это просто:

5 (напряжение системы) = 2,4 (светодиод 1) + 2,4 (светодиод 2) + резистор
5 = 4.8 + резистор
Резистор = 5 — 4,8
Резистор = 0,2

Значит, на резисторе 0,2 В! Это упрощенный пример, и это не всегда так просто, но, надеюсь, он дает вам представление о том, почему так важно прямое падение напряжения. Используя число напряжения, которое вы получаете из законов Кирхгофа, вы также можете делать такие вещи, как определение тока через компонент, используя закон Ома. Короче говоря, вы хотите, чтобы напряжение вашей системы было равно ожидаемому прямому напряжению компонентов вашей комбинированной схемы.

Расчет резисторов ограничения тока

Если вам нужно рассчитать точное значение резистора, ограничивающего ток, последовательно со светодиодом, ознакомьтесь с одним из примеров применения в руководстве по резисторам для получения дополнительной информации.

Ресурсы и дальнейшее развитие

Вы сделали это! Вы знаете, почти все … о светодиодах. Теперь идите и ставьте светодиоды на все, что хотите! А теперь … драматическая реконструкция светодиода без перенапряжения токоограничивающего резистора и его выгорания:

Ага… это не впечатляюще.

Если вы хотите узнать больше о некоторых темах, связанных со светодиодами, посетите эти другие руководства:

Свет

Свет — полезный инструмент для инженера-электрика. Понимание того, как свет соотносится с электроникой, является фундаментальным навыком для многих проектов.

ИК-связь

В этом руководстве объясняется, как работает обычная инфракрасная (ИК) связь, а также показано, как настроить простой ИК-передатчик и приемник с Arduino.

Как делают светодиоды

Мы совершим экскурсию по производителю светодиодов и узнаем, как изготавливаются 5-миллиметровые светодиоды PTH для SparkFun.

Руководство по работе с SparkFun Tinker Kit

Это руководство познакомит вас с основами построения 11 различных схем с помощью SparkFun Tinker Kit и ознакомит с их программированием с помощью Arduino IDE.

Световая скульптура своими руками

В этом проекте цифрового производства с использованием 3D-печати, лазерной резки и самодельной электроники вы создадите красивый дизайнерский объект для своего рабочего стола или прикроватной тумбочки.

Хотите узнать больше о светодиодах?

На нашей странице LED вы найдете все, что вам нужно знать, чтобы начать использовать эти компоненты в своем проекте.

Отведи меня туда!

Или ознакомьтесь с некоторыми из этих сообщений блога по теме:

Идентификационные светодиоды (светодиоды)

Диоды имеют два вывода, анод и катод. Диоды контролируют протекание тока в цепи. Анод — это положительная сторона, а катод — отрицательная сторона диода. Ток течет от анода к катоду, но не в обратном направлении в обычных диодах. Один из способов запомнить это — мнемоническая КИСЛОТА, Anode Cathode Is Diode или Anode Current In Diode. Общий символ схемы для диодов:

имеют такой же символ схемы, что и диоды. Они выглядят так:

Светодиодный индикатор цепи

Ток через светодиод определяет его яркость. Чем выше сила тока, тем ярче свет. Слишком большой ток может сломать светодиод, поэтому в качестве защиты используются резисторы для ограничения тока. Одно значение резистора, подходящее для большинства светодиодов, составляет 330 Ом. Sparkfun создал блок-схему ниже, чтобы упростить выбор резистора.

Блок-схема значений резисторов со светодиодами от SparkFun

Анодный вывод — более длинный провод

Различные типы светодиодов

Существуют двухцветные и трехцветные светодиоды, содержащие два или три цвета, но светодиоды RGB — это специальные трехцветные светодиоды, которые можно модифицировать для создания любого спектра цветов.У них есть четыре вывода, по одному для каждого цвета: красный, зеленый и синий, а четвертый — это общий вывод трех диодов внутри, известный как общий катод или общий анодный вывод.

SMD упакованы иначе, чем версии типичных светодиодов для сквозных отверстий, и используются в основном, если у вас недостаточно места на вашей схеме. Светодиоды высокой мощности классифицируются как рассеивающие мощность 1 Вт и более. Они очень яркие и используются в автомобильных фарах или высококлассных фонариках.Они также рассеивают много тепла, поэтому обычно требуются радиаторы.

Специальные светодиоды, такие как инфракрасные (ИК) или ультрафиолетовые (УФ), используются по-разному. ИК-светодиоды используются на телевизионных пультах дистанционного управления для передачи небольших сигналов. УФ-светодиоды помогают сделать другие материалы флуоресцентными, подобными черному свету. Буквенно-цифровые светодиоды находятся на 7-сегментных дисплеях. Вы также можете найти их в формате точечной матрицы, как это видно на индикаторах отправления железных дорог и в формате звездообразования калькулятора. Выбор подходящего светодиода зависит от приложения.

В таблицах данных приведены характеристики светодиода. Помимо указания величины включения, прямое напряжение Vf поможет вам определить, какое напряжение нужно подавать вашей цепи, поскольку это падение напряжения на светодиодах. Прямой ток If — это величина тока, которую светодиод может обрабатывать непрерывно, в то время как пиковый прямой ток Ifp — это максимальный ток, который он может обрабатывать при коротких импульсах. Длина волны светодиода, измеряемая в нанометрах (нм), точно определяет цвет света.Вот небольшой график:

Цветовая диаграмма длины волны

Диаграмма угла обзора

Это некоторые из основных характеристик светодиодов. Сообщите нам, какие светодиоды вы используете в своих приложениях, на [адрес электронной почты защищен].

Загрузите PDF-файл здесь

Конфигурация цепи светодиода | Основы электроники

прямое напряжение

Когда ток течет через светодиод в положительном направлении, напряжение, возникающее между анодом и катодом, называется прямым напряжением (VF).Единица измерения напряжения — вольт (В).
В таблице данных, например, представлен график характеристик прямого напряжения, генерируемого по отношению к текущему потоку (прямой ток IF против прямого напряжения VF).
Эта характеристика является наиболее важным параметром при рассмотрении реальной схемы светодиодного освещения.

Прямой ток (IF) — прямое напряжение (VF), пример 1

Характеристики IF-VF зависят от материала светодиодного элемента, его размера и даже цвета излучения.Он также будет варьироваться в зависимости от температуры окружающей среды. Кроме того, существует характерное для полупроводников распределение значений характеристик, известное как изменчивость.
Изменения VF не являются проблемой, когда светодиоды работают в режиме постоянного тока, но для постоянного напряжения необходимо учитывать эти изменения и колебания при проектировании.

Схема светодиодного освещения

[В случае последовательной цепи освещения]

При последовательном включении светодиодов через привод постоянного напряжения схема обычно включает резистор, подключенный последовательно со светодиодами для управления током.

Для этого типа схемы сначала считайте прямой ток IF и прямое напряжение VF горящего светодиода из характеристик IF-VF.
Значение R (текущее управляющее сопротивление) определяется путем вычисления путем ввода этих значений в приведенное выше уравнение.

[В случае параллельной цепи освещения]

Для параллельного соединения с приводом постоянного напряжения мы рекомендуем конфигурацию схемы, в которой используется управляющий резистор для каждого светодиода (которые расположены бок о бок в указанной выше цепи последовательного освещения).

LED IF-VF зависят от материала элемента и цвета излучения. Кроме того, индивидуальные вариации, присущие полупроводникам, существуют, даже когда материал и цвет излучения одинаковы.
Как показано на графике ниже, когда VF светодиода ① и светодиода различаются, управление током с помощью всего одного резистора затрудняет управление током, протекающим к каждому светодиоду (IF1 и IF2).
Подключение резистора к каждому светодиоду позволяет индивидуально настраивать ток (IF1 и IF2), что позволяет настраивать индивидуальные настройки (т.е.е. для достижения текущего соответствия подавите колебания яркости). Кроме того, приложение высокого напряжения к резистору, например, путем увеличения входного напряжения Vin, позволяет реализовать конструкцию, которая учитывает изменения.

LED (светоизлучающий диод) на страницу продукта

Светоизлучающий диод — Энциклопедия Нового Света

Светоизлучающий диод (LED) — это полупроводниковое устройство, излучающее некогерентный узкоспектральный свет при электрическом смещении в прямом направлении.Этот эффект представляет собой форму электролюминесценции. Светодиоды представляют собой небольшие протяженные источники с дополнительной оптикой, добавленной к микросхеме, которая излучает сложное пространственное распределение интенсивности. Излучаемый свет может находиться в инфракрасной, видимой или близкой к ультрафиолетовой области спектра, в зависимости от состава и состояния используемого полупроводникового материала.

имеют широкий спектр применения. Многие из них используются для различных знаков и сигналов, таких как светофоры, огни мотоциклов, световые полосы на машинах скорой помощи, огни кнопок лифта, индикаторы состояния на электронном оборудовании, знаки выхода и другие дисплеи сообщений.Различные типы светодиодов используются для архитектурного освещения и рождественских огней. Инфракрасные светодиоды используются в пультах дистанционного управления для телевизоров и видеомагнитофонов. Некоторые светодиоды используются для фототерапии прыщей.

История

Рубин Браунштейн из Radio Corporation of America впервые сообщил об инфракрасном излучении арсенида галлия (GaAs) и других полупроводниковых сплавов в 1955 году. В 1961 году Боб Биард и Гэри Питтман из Texas Instruments обнаружили, что арсенид галлия (GaN) выделяется инфракрасный свет при подаче электрического тока.Биард и Питтман смогли определить приоритет своей работы и получили патент на инфракрасный светоизлучающий диод. В 1962 году Ник Холоняк-младший из компании General Electric разработал первый практический светодиод видимого спектра.

Первые светодиоды стали коммерчески доступными в 1970-х годах, и почти все они были красными светодиодами. Они обычно использовались в качестве замены ламп накаливания и в семисегментных дисплеях, сначала в дорогостоящем оборудовании, таком как лабораторное и испытательное оборудование электроники, а затем в таких приборах, как телевизоры, радио, телефоны, калькуляторы и даже часы.Эти красные светодиоды были достаточно яркими только для использования в качестве индикаторов; светового потока было недостаточно для освещения местности. Позже, как указано здесь, другие цвета стали широко доступны, а также появились в приборах и оборудовании. По мере того, как химия светодиодов становилась более продвинутой, световой поток увеличивался, и светодиоды становились достаточно яркими, чтобы их можно было использовать для освещения.

Как указано здесь, большинство светодиодов были изготовлены в очень распространенных корпусах 5 мм T1-3 / 4 и 3 мм T1, но при более высокой мощности становилось все более необходимо избавляться от тепла, поэтому корпуса стали более сложными. и адаптирован для отвода тепла.

Панели светодиодных дисплеев

Существует два типа светодиодных панелей: обычные, использующие дискретные светодиоды, и панели для поверхностного монтажа (SMD). Большинство наружных экранов и некоторые внутренние экраны построены на дискретных светодиодах, также известных как индивидуально установленные светодиоды. Группа красных, зеленых и синих диодов объединяется, чтобы сформировать полноцветный пиксель, обычно квадратной формы. Эти пиксели равномерно разнесены друг от друга и измеряются от центра к центру для получения абсолютного разрешения пикселей.Самый большой светодиодный экран в мире имеет длину более 1500 футов и расположен в Лас-Вегасе, штат Невада, на территории Fremont Street Experience.

Большинство внутренних экранов на рынке построены с использованием технологии SMD — тенденция, которая теперь распространяется и на наружный рынок. Пиксель SMD состоит из красного, зеленого и синего диодов, установленных на чипсете, который затем устанавливается на печатной плате драйвера. Отдельные диоды меньше булавочной головки и расположены очень близко друг к другу. Разница в том, что минимальное расстояние просмотра уменьшено на 25 процентов от дискретного диодного экрана с тем же разрешением.

Для использования в помещении обычно требуется экран, основанный на технологии SMD и имеющий минимальную яркость 600 кандел на квадратный метр (неофициально называемый нитами). Обычно этого более чем достаточно для корпоративных и розничных приложений, но в условиях высокой внешней яркости может потребоваться более высокая яркость для видимости. Модные показы и автомобильные шоу — два примера сценического освещения высокой яркости, для которого может потребоваться более высокая яркость светодиодов. И наоборот, когда экран может появиться в кадре телешоу, часто требуется более низкий уровень яркости и более низкие цветовые температуры (у обычных дисплеев точка белого составляет 6500-9000 Кельвинов (K), что намного синее, чем у обычных дисплеев. общее освещение на телевизоре).

Для использования вне помещений в большинстве ситуаций требуется не менее 2000 нит, тогда как типы с более высокой яркостью до 5000 нит даже лучше справляются с прямыми солнечными лучами на экране. До недавнего времени такой уровень яркости мог обеспечить только дискретный диодный экран. (Яркость светодиодных панелей может быть уменьшена с проектного максимума, если требуется.)

Подходящие места для больших дисплейных панелей определяются такими факторами, как прямая видимость, требования местных властей к планированию (если установка должна стать полупостоянной. ), доступ транспортных средств (грузовики с экраном, смонтированные на грузовиках экраны или краны), проложенные кабели для питания и видео (с учетом как расстояния, так и требований к здоровью и безопасности), мощность, пригодность грунта для расположения экрана ( проверьте, нет ли труб, неглубоких канализаций, пещер или туннелей, которые могут не выдержать большие нагрузки), а также препятствий над головой.

Ранняя история светодиодных плоских телевизоров

Возможно, первый зарегистрированный прототип плоского светодиодного экрана для телевизора, который был разработан Джеймсом П. Митчеллом в 1977 году. (транзисторная транзисторная логика) технология схем адресации памяти. Прототип и бумага были представлены на инженерной выставке в Анахайме в мае 1978 года, организованной Научной службой в Вашингтоне, округ Колумбия. ЖК-телевизор с плоским экраном получил особое признание НАСА, General Motors Corporation и местных университетов, включая Калифорнийский университет Ирвина, Роберт М.Сондерс, профессор инженерных наук и президент IEEE 1977 г. Кроме того, представители технологического бизнеса из США и других стран стали свидетелями работы монохроматического светодиодного плоского телевизионного экрана. Опытный образец остается в рабочем состоянии. В прилагаемой научной статье также была представлена матрица ЖК-дисплея (жидкокристаллического дисплея) в качестве будущего метода телевизионного отображения с использованием аналогичного метода проектирования сканирования.

Ранний прототип дисплея был монохромным красным. Недорогие синие светодиоды появились только в начале 1990-х годов, завершив цветовую триаду RGB.В 1990-е годы постепенно появились цвета высокой яркости, что позволило создать новый дизайн наружных вывесок и огромных видеодисплеев для рекламных щитов и стадионов.

Мультисенсорное считывание

Учитывая, что светодиоды имеют общие физические свойства с фотодиодами, которые также используют переходы p-n с энергиями запрещенной зоны в длинах волн видимого света, их также можно использовать для обнаружения фотографий. Эти свойства были известны в течение некоторого времени, но в последнее время в качестве метода сенсорного восприятия были предложены так называемые двунаправленные светодиодные матрицы.В 2003 году Дитц, Йеразунис и Ли опубликовали статью, в которой описывалось использование светодиодов в качестве дешевых сенсорных устройств.

При таком использовании различные светодиоды в матрице быстро включаются и выключаются. Горящие светодиоды светят на пальцы пользователя или стилус. Выключенные светодиоды работают как фотодиоды, обнаруживая отраженный свет от пальцев или стилуса. Напряжение, индуцированное таким образом в светодиодах с обратным смещением, затем может быть считано микропроцессором, который интерпретирует пики напряжения и затем использует их в другом месте.На сайте Джеффа Хана есть видео, демонстрирующее одну из таких реализаций сенсора multi-touch со светодиодной матрицей.

Светодиодная технология

Физические функции

Светодиод — это уникальный тип полупроводникового диода. Как и обычный диод, он состоит из кристалла из полупроводникового материала, пропитанного или легированного , с примесями для создания p-n перехода . Как и в других диодах, ток легко течет от p-стороны или анода к n-стороне или катоду, но не в обратном направлении.Носители заряда — электроны и электронные дырки — поступают в переход от электродов с разным напряжением. Когда электрон встречает дыру, он попадает на более низкий энергетический уровень и выделяет энергию в виде фотона.

Длина волны излучаемого света и, следовательно, его цвет зависит от ширины запрещенной зоны материалов, образующих p-n переход . В кремниевых или германиевых диодах электроны и дырки рекомбинируют посредством безызлучательного перехода , который не производит оптического излучения, поскольку они являются материалами с непрямой запрещенной зоной.Материалы, используемые для светодиода, имеют прямую запрещенную зону с энергией, соответствующей ближнему инфракрасному, видимому или ближнему ультрафиолетовому свету.

Светодиоды обычно горят постоянно, когда через них проходит ток, но также доступны мигающие светодиоды. Мигающие светодиоды напоминают стандартные светодиоды, но они содержат внутри небольшую микросхему, которая заставляет светодиод мигать с типичным периодом в одну секунду. Этот тип светодиода чаще всего бывает красного, желтого или зеленого цвета. Большинство мигающих светодиодов излучают свет с одной длиной волны, но доступны и многоцветные мигающие светодиоды.

Разработка светодиодов началась с инфракрасных и красных устройств, сделанных из арсенида галлия. Достижения в области материаловедения сделали возможным производство устройств с все более короткими длинами волн, излучающих свет различных цветов.

Светодиоды обычно строятся на подложке n-типа, с электродом, прикрепленным к слою p-типа, нанесенному на ее поверхность. Подложки P-типа встречаются реже. Многие коммерческие светодиоды, особенно GaN / InGaN, также используют сапфировую подложку. Подложки, прозрачные для излучаемой длины волны и поддерживаемые отражающим слоем, увеличивают эффективность светодиода.Показатель преломления материала корпуса должен соответствовать показателю полупроводника, в противном случае произведенный свет частично отражается обратно в полупроводник, где он поглощается и превращается в дополнительное тепло.

Полупроводниковый чип заключен в твердую пластиковую линзу, которая намного прочнее, чем стеклянная оболочка традиционной лампочки или трубки. Пластик может быть цветным, но это только из косметических соображений или для улучшения контрастности; цвет упаковки существенно не влияет на цвет излучаемого света.

Обычные светодиоды изготавливаются из различных неорганических полупроводниковых материалов следующих цветов:

Арсенид алюминия-галлия (AlGaAs) — красный и инфракрасный
Алюминиевый фосфид галлия (AlGaP) — зеленый
Алюминиевый фосфид галлия, индия (AlGaInP) ) — ярко-оранжево-красный, оранжевый, желтый и зеленый
Фосфид арсенида галлия (GaAsP) — красный, оранжево-красный, оранжевый и желтый
Фосфид галлия (GaP) — красный, желтый и зеленый
Галлий нитрид (GaN) — зеленый, чистый зеленый (или изумрудно-зеленый) и синий также белый (если он имеет квантовый барьер AlGaN)
Нитрид индия-галлия (InGaN) — ближний ультрафиолетовый, голубовато-зеленый и синий
Карбид кремния ( SiC) в качестве подложки — синий
Кремний (Si) в качестве подложки — синий (в стадии разработки)
Сапфир (Al ₂ O ₃) в качестве подложки — синий
Селенид цинка (ZnSe) — синий
Алмаз ( В) —ультрафиолетовый
Нитрид алюминия (AlN), нитрид алюминия-галлия (AlGaN) — от ближнего до дальнего ультрафиолета (до 210 нанометров (нм))

Ультрафиолетовый, синий и белый светодиоды

Синие светодиоды основаны на широкозонных полупроводниках GaN (галлий нитрид) и InGaN (нитрид индия-галлия).Их можно добавить к существующим красным и зеленым светодиодам для получения белого света, хотя белые светодиоды сегодня редко используют этот принцип.

Первые синие светодиоды были изготовлены в 1971 году Жаком Панковом (изобретателем светодиода из нитрида галлия) в RCA Laboratories. ^[1] Однако эти устройства были слишком слабыми, чтобы иметь какое-то практическое применение, и только в 1993 году синие светодиоды высокой яркости стали возможны благодаря работе Сюдзи Накамура из Nichia Corporation. ^[2]

К концу 1990-х годов стали широко доступны синие светодиоды.Они имеют активную область, состоящую из одной или нескольких квантовых ям InGaN, зажатых между более толстыми слоями GaN, называемыми слоями оболочки. Изменяя относительную долю InN-GaN в квантовых ямах InGaN, световое излучение можно изменять от фиолетового до янтарного. Нитрид алюминия-галлия AlGaN с различной долей AlN может использоваться для изготовления слоев оболочки и квантовых ям для ультрафиолетовых светодиодов, но эти устройства еще не достигли уровня эффективности и технологической зрелости сине-зеленых устройств InGaN-GaN.Если активными слоями квантовой ямы является GaN, в отличие от легированного InGaN или AlGaN, устройство будет излучать ближний ультрафиолетовый свет с длинами волн около 350–370 нм. Зеленые светодиоды, изготовленные из системы InGaN-GaN, намного эффективнее и ярче, чем зеленые светодиоды, изготовленные из систем без нитридных материалов.

Большинство производимых сегодня «белых» светодиодов основаны на структуре InGaN-GaN и излучают синий свет с длинами волн от 450 до 470 нм голубого GaN. Эти светодиоды на основе GaN с активным слоем InGaN покрыты желтоватым люминофорным покрытием, обычно изготовленным из кристаллов иттриево-алюминиевого граната, легированного церием (Ce ³⁺: YAG), которые были измельчены и связаны в виде вязкого клея.Светодиодный чип излучает синий свет, часть которого эффективно преобразуется в широкий спектр с центром около 580 нм (желтый) с помощью Ce ³⁺: YAG. Монокристаллическая форма Ce ³⁺: YAG фактически считается сцинтиллятором, а не люминофором. Так как желтый свет стимулирует красные и зеленые рецепторы глаза, полученная смесь синего и желтого света дает вид белого, получившийся оттенок часто называют «лунным белым». Этот подход был разработан компанией Nichia и использовался ими с 1996 года для производства белых светодиодов.

Бледно-желтое излучение Ce ³⁺: YAG можно настроить, заменив церий другими редкоземельными элементами, такими как тербий и гадолиний, и даже можно дополнительно настроить, заменив часть или весь алюминий в YAG на галлий. Из-за спектральных характеристик диода красный и зеленый цвета объектов в его сине-желтом свете не такие яркие, как в свете широкого спектра. Варианты изготовления и разная толщина люминофора заставляют светодиоды излучать свет с разной цветовой температурой, от теплого желтоватого до холодного голубоватого; В процессе производства светодиоды необходимо сортировать по их фактическим характеристикам.Запатентованный Philips Lumileds процесс конформного покрытия решает проблему различной толщины люминофора, обеспечивая более стабильный спектр белого света для белых светодиодов.

³⁺

Белые светодиоды также могут быть изготовлены путем покрытия светодиодов, излучающих в ближнем ультрафиолете (NUV), смесью высокоэффективных красных и синих излучающих люминофоров на основе европия плюс зеленый излучающий медь и легированный алюминием сульфид цинка (ZnS: Cu, Al).Это метод, аналогичный тому, как работают люминесцентные лампы. Однако ультрафиолетовый свет вызывает фотодеградацию эпоксидной смолы и многих других материалов, используемых в корпусе светодиодов, что вызывает производственные проблемы и сокращает срок службы. Этот метод менее эффективен, чем синий светодиод с люминофором YAG: Ce, поскольку стоксов сдвиг больше, и поэтому больше энергии преобразуется в тепло, но дает свет с лучшими спектральными характеристиками, которые лучше передают цвет. Из-за более высокой мощности излучения ультрафиолетовых светодиодов, чем синих, оба подхода обеспечивают сопоставимую яркость.

Новейший метод, используемый для производства светодиодов белого света, вообще не использует люминофор и основан на гомоэпитаксиально выращенном селениде цинка (ZnSe) на подложке из ZnSe, которая одновременно излучает синий свет из своей активной области и желтый свет из подложки.

Новая технология, только что разработанная Майклом Бауэрсом, аспирантом Университета Вандербильта в Нэшвилле, включает покрытие синего светодиода квантовыми точками, которые светятся белым в ответ на синий свет светодиода. Этот метод дает теплый желтовато-белый свет, похожий на свет от ламп накаливания.^[3]

Органические светодиоды (OLED)

Если материал излучающего слоя светодиода представляет собой органическое соединение, он известен как органический светоизлучающий диод (OLED). Чтобы функционировать как полупроводник, органический излучающий материал должен иметь сопряженные пи-связи. Излучающий материал может быть небольшой органической молекулой в кристаллической фазе или полимером.Полимерные материалы могут быть гибкими; такие светодиоды известны как PLED или FLED.

По сравнению с обычными светодиодами OLED-светодиоды легче, а полимерные светодиоды могут иметь дополнительное преимущество в виде гибкости. Некоторые возможные будущие применения OLED могут быть следующими:

Недорогие гибкие дисплеи
Источники света
Настенные украшения
Светящаяся ткань

С 2006 года OLED используются в небольших портативных цветных видеодисплеях, таких как мобильные телефоны и цифровые экраны камер и пользовательские интерфейсы на MP3-плеерах.Были продемонстрированы цветные дисплеи с большим экраном, но их ожидаемый срок службы все еще слишком мал (менее 1000 часов (ч)), чтобы быть практичным.

Эксплуатационные параметры и эффективность

Большинство типичных светодиодов рассчитаны на работу с мощностью не более 30-60 милливатт. Примерно в 1999 году Philips Lumileds представила мощные светодиоды, способные работать непрерывно при мощности в один ватт. В этих светодиодах использовались полупроводниковые кристаллы гораздо большего размера, чтобы выдерживать большую потребляемую мощность. Кроме того, полупроводниковые кристаллы были установлены на металлических заглушках, чтобы обеспечить отвод тепла от кристалла светодиода.В 2002 году Lumileds выпустила 5-ваттные светодиоды с эффективностью 18–22 люмен на ватт (лм / Вт).

В сентябре 2003 года компания Cree, Inc. продемонстрировала новый тип синего светодиода, который дает 240 лм / Вт при 20 мА. Это произвело коммерчески упакованный белый свет, дающий 65 люмен на ватт при 20 мА, став самым ярким белым светодиодом, доступным на рынке в то время. В 2006 году они продемонстрировали прототип с рекордной эффективностью белого светодиода 131 лм / Вт при 20 мА. Кроме того, Seoul Semiconductor планирует достичь 135 лм / Вт к 2007 году и 145 лм / Вт к 2008 году.Компания Nichia Corp. разработала светодиод белого света с эффективностью 150 лм / Вт при прямом токе 20 мА.

Сегодня OLED работают с существенно меньшей эффективностью, чем неорганические (кристаллические) светодиоды. Наилучшая эффективность OLED на данный момент составляет около 10 процентов от теоретического максимума 683, то есть около 68 лм / Вт. Они обещают быть намного дешевле в производстве, чем неорганические светодиоды, и большие массивы из них могут быть размещены на экране с помощью простых методов печати для создания цветного графического дисплея.

Режимы отказа

Наиболее распространенный способ отказа светодиодов (и диодных лазеров) — постепенное снижение светоотдачи и снижение эффективности.Однако могут произойти и внезапные сбои.

Механизм деградации активной области, в которой происходит излучательная рекомбинация, включает зарождение и рост дислокаций; это требует наличия существующего дефекта в кристалле и ускоряется за счет тепла, высокой плотности тока и излучаемого света. Арсенид галлия и арсенид алюминия-галлия более восприимчивы к этому механизму, чем фосфид арсенида галлия, фосфид арсенида галлия индия и фосфид индия.Из-за различных свойств активных областей нитрид галлия и нитрид индия-галлия практически нечувствительны к этому виду дефектов; однако высокая плотность тока может вызвать электромиграцию атомов из активных областей, что приведет к появлению дислокаций и точечных дефектов, действующих как центры безызлучательной рекомбинации и выделяющих тепло вместо света. Ионизирующее излучение также может приводить к созданию таких дефектов, что приводит к проблемам с радиационной стойкостью схем, содержащих светодиоды (например, в оптоизоляторах).Первые красные светодиоды отличались коротким сроком службы.

Белые светодиоды часто используют один или несколько люминофоров. Люминофоры имеют тенденцию разлагаться под воздействием тепла и старения, теряя эффективность и вызывая изменения цвета получаемого света.

Высокие электрические токи при повышенных температурах могут вызвать диффузию атомов металла от электродов в активную область. Некоторые материалы, особенно оксид индия, олова и серебро, подвержены электромиграции. В некоторых случаях, особенно в диодах из GaN / InGaN, для предотвращения эффектов электромиграции используется барьерный металлический слой.Механические нагрузки, высокие токи и коррозионная среда могут привести к образованию усов, вызывающих короткое замыкание.

Мощные светодиоды подвержены скоплению тока, неоднородному распределению плотности тока по переходу. Это может привести к образованию локализованных горячих точек, что создает риск теплового выхода из строя. Неоднородности в субстрате, вызывающие локальную потерю теплопроводности, усугубляют ситуацию; наиболее распространенными являются пустоты, вызванные неполной пайкой или эффектами электромиграции и пустотами Киркендалла.Температурный выход из строя — частая причина выхода из строя светодиодов.

Лазерные диоды могут быть подвержены катастрофическим оптическим повреждениям, когда световой поток превышает критический уровень и вызывает плавление грани.

Некоторые материалы пластиковой упаковки желтеют при нагревании, вызывая частичное поглощение (и, следовательно, снижение эффективности) затронутых длин волн.

Внезапные отказы чаще всего вызваны термическими напряжениями. Когда эпоксидная смола, используемая в упаковке, достигает температуры стеклования, она начинает быстро расширяться, вызывая механические нагрузки на полупроводник и склеенный контакт, ослабляя его или даже отрывая.И наоборот, очень низкие температуры могут вызвать растрескивание упаковки.

Электростатический разряд (ESD) может вызвать немедленный выход из строя полупроводникового перехода, постоянное изменение его параметров или скрытое повреждение, вызывающее повышенную скорость деградации. Светодиоды и лазеры, выращенные на сапфировой подложке, более восприимчивы к повреждению электростатическим разрядом.

Рекомендации по использованию

В отличие от ламп накаливания, которые загораются независимо от электрической полярности, светодиоды будут гореть только с положительной электрической полярностью.Когда напряжение на переходе p-n находится в правильном направлении, протекает значительный ток, и устройство называется с прямым смещением . Если напряжение неправильной полярности, устройство называется с обратным смещением, протекает очень мало тока и свет не излучается. Светодиоды могут работать от переменного напряжения, но они будут гореть только при положительном напряжении, заставляя светодиод включаться и выключаться с частотой переменного тока.

Правильная полярность светодиода обычно определяется следующим образом:

знак:

—

полярность:

отрицательная

клемма:

анод

катод

проводка:

красный

черный

выводы:

длинный

короткий

Печатная плата:

квадрат

круглый

внутри:

маленький

большой

снаружи:

круглый

ПРИМЕЧАНИЕ: Ни внутренний, ни внешний метод определения полярности светодиода не равен 100 p. ercent точный.Хотя длина штырей (выводов) является наиболее точным методом определения полярности, даже это обозначение иногда меняется на противоположное, и длину провода можно легко изменить.

Поскольку характеристики зависимости напряжения от тока у светодиода очень похожи на характеристики любого диода (т. Е. Ток примерно экспоненциально зависит от напряжения), небольшое изменение напряжения приводит к огромному изменению тока. В дополнение к отклонениям в процессе это означает, что источник напряжения может едва включить один светодиод, в то время как другой светодиод того же типа выходит за пределы его максимальных значений и потенциально может его разрушить.

Поскольку напряжение логарифмически связано с током, можно считать, что оно остается в основном постоянным во всем рабочем диапазоне светодиодов. Таким образом, мощность можно считать почти пропорциональной току. Чтобы попытаться сохранить мощность, близкую к постоянной при изменении характеристик источника питания и светодиодов, источник питания должен быть «источником тока», то есть обеспечивать почти постоянный ток. Если высокий КПД не требуется (например, в большинстве индикаторных приложений), обычно используется приближение к источнику тока, полученное путем последовательного подключения светодиода с токоограничивающим резистором к источнику постоянного напряжения.

Большинство светодиодов имеют низкое номинальное напряжение обратного пробоя, поэтому они также могут быть повреждены приложенным обратным напряжением более нескольких вольт (В). Поскольку некоторые производители не соблюдают указанные выше стандарты индикаторов, по возможности следует ознакомиться с техническими данными перед подключением светодиода, или светодиод может быть протестирован последовательно с резистором на источнике достаточно низкого напряжения, чтобы избежать обратного пробоя. Если желательно управлять светодиодом непосредственно от источника переменного тока, напряжение которого превышает обратное напряжение пробоя, то его можно защитить, разместив диод (или другой светодиод) в обратной параллели.

светодиодов можно приобрести со встроенными последовательными резисторами. Это может сэкономить место на печатной плате и особенно полезно при создании прототипов или заполнении печатной платы способом, отличным от задуманного разработчиками. Однако номинал резистора устанавливается во время изготовления, что устраняет один из ключевых методов настройки яркости светодиодов. Для повышения эффективности (или для обеспечения возможности управления интенсивностью без усложнения DAC) мощность может подаваться периодически или с перерывами; пока частота мерцания превышает порог слияния мерцания человека, светодиод будет гореть постоянно.

При наличии достаточного напряжения несколько светодиодов могут быть подключены последовательно с одним ограничивающим резистором. Параллельная работа, как правило, проблематична. Чтобы иметь одинаковое прямое напряжение, светодиоды должны быть одного типа. Даже в этом случае изменения в производственном процессе могут снизить шансы на удовлетворительную работу.

Двухцветные светодиодные блоки содержат два диода, по одному в каждом направлении (то есть два диода в обратной параллели ) и каждый разного цвета (обычно красный и зеленый), что позволяет работать в двух цветах или в диапазоне видимых цветов. создается путем изменения процента времени, в течение которого напряжение находится в каждой полярности.Другие светодиодные блоки содержат два или более диодов (разных цветов), расположенных в конфигурации с общим анодом или с общим катодом . Они могут быть окрашены в разные цвета без изменения полярности.

Светодиодные блоки
могут иметь встроенную схему мультивибратора, которая заставляет светодиод мигать.
Как правило, для более новых стандартных светодиодов в корпусах диаметром 3 или 5 мм обычно измеряются следующие прямые падения напряжения постоянного тока. Прямое падение напряжения зависит от химического состава светодиода, температуры и силы тока (здесь значения для прибл.20 мА, обычно максимальное значение)
Инфракрасный — 1,6 В
Красный — от 1,8 до 2,1 В
Оранжевый — 2,2 В
Желтый — 2,4 В
Зеленый — 2,6 В
Синий — от 3,0 до 3,5 В (белый такой же, как синий )
Ультрафиолет — 3,5 В
Многие светодиоды рассчитаны на максимальное обратное напряжение 5 В.
Преимущества использования светодиодов
Светодиоды производят больше света на ватт, чем лампы накаливания. Это свойство полезно в устройствах с батарейным питанием.
Светодиоды могут излучать свет заданного цвета без использования цветных фильтров, которые требуются для традиционных методов освещения.Это более эффективно и может снизить начальные затраты.
Прочная упаковка светодиода может быть сконструирована так, чтобы фокусировать его свет. Лампы накаливания и люминесцентные источники часто требуют внешнего отражателя для сбора и направления света.
При использовании в приложениях, где требуется регулирование яркости, светодиоды не изменяют свой цветовой оттенок, поскольку ток, проходящий через них, уменьшается, в отличие от ламп накаливания, которые желтеют.
Светодиоды встроены в прочные корпуса, которые защищают их, в отличие от ламп накаливания и источников разряда, что делает их чрезвычайно прочными.
Светодиоды имеют чрезвычайно долгий срок службы: более 100 000 часов, в два раза дольше, чем у лучших люминесцентных ламп, и в двадцать раз дольше, чем у лучших ламп накаливания. (Лампы накаливания также могут работать очень долго, работая при более низком, чем обычно, напряжении, но только с огромными затратами на эффективность; светодиоды имеют долгий срок службы при работе на их номинальной мощности.)
Кроме того, светодиоды в основном выходят из строя. за счет постепенного затемнения, а не из-за внезапного перегорания ламп накаливания.
Светодиоды загораются очень быстро. Типичный красный индикаторный светодиод достигает полной яркости за микросекунды; Светодиоды, используемые в устройствах связи, могут иметь еще более быстрое время отклика.
Светодиоды могут быть очень маленькими и легко устанавливаются на печатные платы.
Светодиоды производятся самых разных форм и размеров. Цилиндрическая упаковка 5 мм (красная, пятая слева) является наиболее распространенной, ее производство оценивается в 80 процентов мирового производства. Цвет пластиковой линзы часто совпадает с фактическим цветом излучаемого света, но не всегда.Например, фиолетовый пластик часто используется для инфракрасных светодиодов, а большинство синих устройств имеют прозрачные корпуса. Есть также светодиоды в очень крошечных корпусах, например, на светодиодах (не показаны).
Недостатки использования светодиодов
Светодиоды в настоящее время дороже по цене за люмен, чем более традиционные технологии освещения. Дополнительные расходы частично связаны с относительно низким световым потоком и необходимостью схемы привода и источников питания.
Характеристики светодиода во многом зависят от температуры окружающей среды в рабочей среде.«Жесткое движение» светодиода при высоких температурах окружающей среды может привести к перегреву корпуса светодиода, что в конечном итоге приведет к отказу устройства. Для обеспечения долгого срока службы требуется соответствующий теплоотвод. Это особенно важно при рассмотрении автомобильных, медицинских и военных приложений, где устройство должно работать в большом диапазоне температур и иметь низкий уровень отказов.
Светодиоды требуют сложных настроек источника питания для эффективного управления. В индикаторных приложениях можно использовать простой последовательный резистор; однако это приводит к значительному снижению энергоэффективности.
Светодиоды обычно излучают свет в одном направлении под узким углом по сравнению с лампами накаливания или люминесцентными лампами с таким же уровнем светового потока.
Применение светодиодов
Источник света для светодиодной панели, использованный в эксперименте по выращиванию растений. Результаты таких экспериментов могут быть использованы для выращивания продуктов питания в космосе во время длительных миссий. Фонари и фонари, в которых используются белые светодиоды, становятся все более популярными из-за их долговечности и более длительного времени автономной работы. Один светодиоды высокой яркости со стеклянной линзой создают яркий свет. несущий луч, который может передавать потоковое видео DVD-качества на значительные расстояния.Устройство, Ronja, может быть построено энтузиастами очень просто.
Список светодиодных приложений
Архитектурное освещение
Индикаторы состояния на любом оборудовании
Светофоры и сигналы
Знаки выхода
Фонари для мотоциклов и велосипедов
Игрушки и спортивные товары, такие как фонарик
Железная дорога сигналы пересечения
Индикаторы проходимости
Фонари. Некоторые модели, в которых даже не используются батареи, относятся к этому типу.
Световые полосы на автомобилях скорой помощи
Освещение кнопок лифта
Тонкие, легкие дисплеи сообщений в аэропортах и на вокзалах, а также в качестве индикаторов пунктов назначения для поездов, автобусов, трамваев и паромов
Красные или желтые светодиоды используются в индикаторных и буквенно-цифровых дисплеях в средах, где необходимо сохранять ночное видение: кабины самолетов, подводные лодки и мосты кораблей, астрономические обсерватории, а также в полевых условиях, например, для наблюдения за животными в ночное время и использования в военных целях. Красный, желтый, зеленый и синий светодиоды могут использоваться для модельных железнодорожных приложений
В пультах дистанционного управления, например для телевизоров и видеомагнитофонов, часто используются инфракрасные светодиоды
В оптоволоконной и оптической связи в свободном пространстве
В матричных устройствах для отображения messages
Glowlights, как более дорогая, но более долговечная и многоразовая альтернатива Glowsticks
9004 8 Датчики движения, например, в оптических компьютерных мышах
Из-за их длительного срока службы и короткого времени переключения светодиоды некоторое время использовались для автомобильных стоп-сигналов, стоп-сигналов для грузовиков и автобусов и сигналов поворота, но во многих случаях Конечные автомобили теперь начинают использовать светодиоды для всех своих задних фонарей.Помимо повышения надежности, это дает преимущества в дизайне, потому что светодиоды способны формировать гораздо более тонкие огни, чем лампы накаливания с параболическими отражателями. Значительное сокращение времени, необходимого для включения (возможно, на 0,5 секунды быстрее, чем у лампы накаливания), повышает безопасность, давая водителям больше времени для реакции.
Подсветка ЖК-телевизоров и дисплеев. Наличие светодиодов определенных цветов (RGB) позволяет использовать источник света полного спектра, который расширяет цветовую гамму на 45%.
Новое сценическое осветительное оборудование разрабатывается со светодиодными источниками в первичном красно-зелено-синем расположении
Lumalive, фотонная ткань
Рождественские огни на основе светодиодов доступны с 2002 года, но только сейчас начинают набирать популярность и принятие из-за их более высокой первоначальной стоимости покупки по сравнению с аналогичными рождественскими огнями на основе ламп накаливания. Например, по состоянию на 2006 год набор из 50 ламп накаливания мог стоить 2 доллара США, в то время как аналогичный набор из 50 светодиодных ламп мог стоить 10 долларов.00 долларов США. Стоимость покупки может быть еще выше для одноцветных наборов светодиодных фонарей с редкими или недавно появившимися цветами, такими как фиолетовый, розовый или белый. Независимо от более высокой начальной закупочной цены, общая стоимость владения светодиодными рождественскими огнями в конечном итоге будет ниже, чем совокупная стоимость владения аналогичных рождественских ламп накаливания, поскольку светодиоду требуется гораздо меньше энергии для вывода того же количества света, что и аналогичной лампы накаливания.
Доказано, что светодиодная фототерапия прыщей с использованием синих или красных светодиодов значительно снижает количество прыщей в течение 3 месяцев.
в качестве эталонного напряжения в электронных схемах. Постоянное падение напряжения (например, 1,7 В для обычного красного светодиода) можно использовать вместо стабилитрона в низковольтных стабилизаторах. Стабилитроны недоступны при напряжении ниже примерно 3 В.
Приложения для освещения
Светодиоды, используемые для замены ламп накаливания и люминесцентных ламп, известны как твердотельное освещение (SSL) — они упакованы в группу белых светодиодов, сгруппированных вместе, чтобы сформировать источник света (на фото).Светодиоды умеренно эффективны; средний коммерческий SSL в настоящее время дает 32 люмена на ватт (лм / Вт), а новые технологии обещают обеспечить до 80 лм / Вт. Длительный срок службы светодиодов делает SSL очень привлекательным. Они также более механически прочны, чем лампы накаливания и люминесцентные лампы. В настоящее время твердотельное освещение становится все более доступным для домашнего использования, но является относительно дорогим, хотя затраты на него снижаются. Однако светодиодные фонарики уже стали широко доступны.Недавно ряд производителей начали продавать сверхкомпактные ЖК-видеопроекторы, в которых в качестве источника света используются мощные белые светодиоды. Другой альтернативный вариант — использовать красный, зеленый и синий светодиоды в последовательной схеме DLP.
Лампы накаливания намного дешевле, но также менее эффективны: они генерируют от примерно 16 лм / Вт для отечественной вольфрамовой лампы до 22 лм / Вт для галогенной лампы. Люминесцентные лампы более эффективны, обеспечивая от 50 до 100 лм / Вт для домашних ламп (в среднем 60 лм / Вт), но они громоздкие и хрупкие и требуют схем стартера или балласта, которые иногда слышно гудят.Компактные люминесцентные лампы с бесшумным встроенным балластом относительно надежны и эффективны и подходят для стандартных патронов для ламп. В настоящее время они являются лучшим выбором для эффективного домашнего освещения. КЛЛ по-прежнему издают тихое жужжание, а светодиоды полностью бесшумны.
Светодиоды
теперь хорошо зарекомендовали себя в таких приложениях, как светофоры и сигнальные лампы для грузовиков и автомобилей. На рынке начинают появляться мощные светодиодные светильники, подходящие для общего архитектурного освещения, с системной эффективностью до 56 люмен на ватт, что сопоставимо с люминесцентными системами.Сторонники светодиодов ожидают, что технический прогресс снизит затраты, так что SSL заменит лампы накаливания и флуоресцентное освещение в большинстве коммерческих и жилых помещений.
Благодаря своей монохроматической природе, светодиодные лампы имеют большие преимущества по мощности по сравнению с белыми лампами, когда требуется определенный цвет. В отличие от традиционных белых огней, светодиод не требует покрытия или рассеивателя, которые могут поглощать большую часть излучаемого света. Светодиодные фонари по своей природе окрашены и доступны в широком диапазоне цветов.Один из последних представленных цветов — изумрудно-зеленый (голубовато-зеленый, около 500 нм), который отвечает требованиям законодательства для светофоров и навигационных огней.
Есть приложения, которые требуют света без синего компонента. Примерами являются безопасное освещение для фотолаборатории, освещение в лабораториях, где используются определенные светочувствительные химические вещества, и ситуации, в которых необходимо сохранить адаптацию к темноте (ночное видение), например, освещение кабины и мостика, обсерваторий и т. Д.Желтые светодиоды — хороший выбор для удовлетворения этих особых требований, потому что человеческий глаз более чувствителен к желтому свету (около 500 лм / ватт, излучает ), чем свет, излучаемый другими светодиодами.
Первой резиденцией, освещенной исключительно светодиодами, была «Вос Пад» в Лондоне. Вся квартира освещена комбинацией белых и RGB (изменяющих цвет) светодиодов.
См. Также
Примечания
Ссылки
Калиновский, январь 2004 г. Органические светоизлучающие диоды: принципы, характеристики и процессы .Оптическая инженерия. Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. ISBN 0824759478.
Миллс, Эван. Призрак освещения на основе топлива, Science 308 (2005): 1263-1264.
Шуберт, Э. Фред. 2006. Светодиоды . Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. ISBN 0521865387.
Внешние ссылки
Все ссылки получены 6 июля 2018 г.
| Небесные объекты | Молния
Источники света / освещения:
Естественные / доисторические источники света:
Источники света на основе горения:
Ацетиленовые / карбидные лампы | Свечи | Лампы Дэви | Огонь | Газовое освещение | Керосиновые лампы | Фонари | Limelights | Масляные лампы | Rushlight
Ядерные / прямые химические источники света:
Betalights / Trasers | Хемолюминесценция (световые палочки)
Электрические источники света:
Дуговые лампы | Лампы накаливания | Люминесцентные лампы
Разрядные источники света высокой интенсивности:
Керамические разрядные металлогалогенные лампы | Лампы HMI | Лампы ртутно-паровые | Металлогалогенные лампы | Натриевые лампы | Ксеноновые дуговые лампы
Другие источники электрического света:
Электролюминесцентные (EL) лампы | Глобар | Индуктивное освещение | Дискретные светодиоды / твердотельное освещение (светодиоды) | Неоновые и аргоновые лампы | Лампа Нернста | Серная лампа | Ксеноновые лампы-вспышки | Свечи Яблочкова
Источники
Энциклопедия Нового Света Писатели и редакторы переписали и дополнили статью Википедия в соответствии со стандартами New World Encyclopedia .Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с указанием авторства. Кредит предоставляется в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на участников Энциклопедии Нового Света, , так и на самоотверженных добровольцев Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних вкладов википедистов доступна исследователям здесь:
История этой статьи с момента ее импорта в Энциклопедию Нового Света :
Примечание. могут применяться ограничения на использование отдельных изображений, на которые распространяется отдельная лицензия.
Типы светодиодных ламп [Светоизлучающие диоды] Светодиодные световоды
В настоящее время доступно различных цветов, форм, размеров и типов светодиодных фонарей . Это прямой и положительный результат всех усилий, которые были вложены в развитие и совершенствование полупроводниковой технологии за последние пару десятилетий.
От светодиодных ошейников для ночных прогулок до традиционных и винтажных светодиодных ламп Эдисона — светодиоды повсюду.
Возможно, вы знакомы только со светодиодами в своей офисной лампе или в различных электронных и электрических устройствах и приборах по всему дому, но на самом деле это только царапина? А как насчет всех других типов светодиодных фонарей?
От светодиодных терапевтических светильников, которые помогают уменьшить проблемы с кожей до модной светящейся мебели, светодиоды действительно можно найти повсюду.В следующем посте мы рассмотрим множество типов светодиодов и способы использования всех типов светодиодных ламп.
Миниатюрные светодиоды (светодиоды Chip, Nano и Pico)
Миниатюрные светодиоды, возможно, являются наиболее распространенным типом светодиодов, они очень маленькие и часто доступны в одном цвете или форме. Они используются в пультах дистанционного управления, калькуляторах и мобильных телефонах в качестве индикаторов.
Благодаря простой конструкции и размеру эти светодиодные лампы могут быть размещены на печатной плате напрямую, без использования устройства для охлаждения или контроля тепла.
В результате они часто используются в технологически продвинутых и сложных автоматизированных отраслях .
Вы обнаружите, что миниатюрные светодиоды можно разделить на 3 подтипа:
Стандартный
Слаботочный
Сверхвысокая мощность
Все 3 типа светодиодов различаются по общей мощности, напряжению и току, а также по производителю. Также доступны 12 и 5-вольтовые разновидности миниатюрных светодиодов .
Они немного отличаются от стандартных миниатюр, поскольку в них используется соответствующий последовательный резистор, поэтому их можно подключать напрямую к источнику большой мощности.
Светодиоды высокой мощности
С усовершенствованием технологии, лежащей в основе диодов, появились светодиоды высокой мощности. Этот тип светодиодов также часто называют высокопроизводительными, так как они производят большее количество люменов (), чем стандартные разновидности.
Интересно, что на самом деле мощные микросхемы в светодиодах с высокой выходной мощностью способны производить свет в 1000 люмен. Светодиоды высокой мощности (или выходы) можно разделить на различные подтипы в зависимости от различных параметров, например:
Светимость
Длина волны
Напряжение
Поскольку всегда существует риск перегрева этих конкретных светодиодов, очень важно, чтобы они всегда были подключены к какому-либо подходящему теплопоглощающему материалу, чтобы стимулировать конвекцию для их охлаждения.Это не только поддерживает их эффективную и действенную работу, но и предотвращает их преждевременное выгорание.
Независимо от того, для чего он предназначен, при покупке любого мощного светодиода целесообразно рассмотреть возможность регулирования нагрева. Есть определенные пределы температуры , точно так же есть ограничения максимального тока. Даже если производитель заявляет, что он разработал лучший из когда-либо существовавших высокомощных светодиодов, вы всегда должны проверять наличие достаточного баланса между выходной мощностью и тепловыделением.Когда этот баланс соблюдается, срок службы и надежность светодиода увеличивается, что в конечном итоге означает для вас экономию денег.
Мощные светодиоды обычно используются в светодиодном ламповом освещении, мощных лампах, таких как светодиодные фары, автомобильные фары, а также во многих научных, промышленных и механических приложениях.
Светодиоды для конкретных приложений
Эту категорию светодиодов, которые не требуют пояснений, можно разделить на множество подтипов, в том числе:
Освещение
Буквенно-цифровой
RGB или красный зеленый синий
Двухцветный и трехцветный
мигающий
Светодиоды
Существуют светодиоды различных размеров и форм (часто называемые осветителями , светодиодными полосами или просто светодиодными лампами ).Одна из самых распространенных — это, конечно же, лампа Эдисона, которую можно найти в лучших лампах Candelabra и которая очень популярна.
Как мы уже отмечали ранее, нагрев — это проблема для светодиодов. Один из способов, которым производители борются с этой проблемой, — это использование керамического / алюминиевого корпуса с ребрами для расширения зоны выхода тепла.
В зависимости от того, как используется светильник, и от производителя, методы отвода тепла различаются в зависимости от типа светодиодов.
Буквенно-цифровые светодиоды
Надо сказать, что популярность буквенно-цифровых светодиодов в последнее время снизилась, и хотя у разных людей есть теории о том, почему это так (включая отмену телешоу 24), это более чем вероятно является результатом достижений ЖК-дисплеев, которые предлагают визуально увеличивают гибкость и потребляют значительно меньше энергии. Тем не менее, они все еще достаточно важны, чтобы говорить о них.
Внутри этого подтипа светодиодов для конкретных приложений на самом деле есть 4 буквенно-цифровых подтипа:
7-сегментный — буквенно-цифровой светодиод, который обрабатывает определенный набор букв и все числа
4- и 16-сегментный — это буквенно-цифровые светодиоды, широко известные как «звездообразные», потому что они могут охватывать весь римский алфавит в верхнем регистре вместе с числами от 0 до 9.Причина, по которой эти два элемента были собраны вместе, заключается в том, что единственное, что между ними отличается, — это то, что 16-сегментный светодиодный индикатор имеет разрыв на нижней и верхней полосах, чтобы улучшить внешний вид некоторых символов.
Matrix — это наиболее универсальный вид буквенно-цифровых светодиодов, который обрабатывает как строчные, так и прописные буквы алфавита, все числа и даже широкий диапазон символов.
RGB или красный зеленый синий светодиоды Светодиоды
RGB состоят из красного, зеленого и синего излучателей, которые позволяют комбинировать 3 цветов в различных количествах, чтобы точно воспроизводить разные цвета.Теперь, когда контроллеры стали невероятно сложными, цветовые комбинации, которые могут использоваться светодиодами RGB, практически не ограничены.
В большинстве используется общий вывод, такой как катод или анод, с 4-контактным соединением. Это, безусловно, самое длинное соединение, используемое любым светодиодом, поскольку другие, как правило, имеют встроенный электронный блок управления и 2 провода.
Светодиоды
RGB предлагают пользователям невероятный контроль излучаемых цветов, поскольку электронные схемы используются для управления диффузией и смешиванием цветов.Поэтому светодиоды RGB используются по-разному, в качестве индикаторов состояния, акцентного освещения, для видеодисплея и световых шоу, и это лишь некоторые из них.

Двухцветные и трехцветные светодиоды
Внутри двухцветного светодиода вы найдете 2 светоизлучающих матрицы, которые состоят из 3 выводов и общего катода или анода. В двухцветных светодиодах используется так называемая обратная параллельная проводка , что означает, что один направлен назад, а другой вперед, что, в свою очередь, означает, что одновременно может быть включен только один кристалл.
Изменение цвета возникает, когда между двумя матрицами течет ток поочередно. Третий цвет может быть получен, если вы чередуете протекающий ток с очень высокой частотой, так что кажется, что два индикатора горят одновременно…
Точно так же трехцветные светодиоды состоят из двух светоизлучающих матриц в одном корпусе. Разница в том, что в трехцветном варианте имеется 3 вывода — 2 внешних вывода (общие аноды для светодиодов) по обе стороны от центрального вывода (общий катод или светодиоды). При такой конструкции обе матрицы можно зажигать одновременно или по отдельности, получая третий цвет.
Хотя выше описана наиболее распространенная конструкция с использованием катода, существуют трехцветные светодиоды, доступные как с общими конфигурациями катода, так и с анодом.
Мигающие светодиоды
Мигающие светодиоды обычно используются как индикатор, привлекающий внимание. Хотя по большей части эти типы светодиодов могут выглядеть как стандартные светодиоды снаружи, есть интегральная схема, которая находится рядом со светодиодом и мигает соответствующим светом на определенных частотах.
Мигающие светодиоды специально разработаны для прямого подключения к источнику питания без использования последовательного резистора. Они часто используются на знаках, в автомобилях и в других подобных приложениях.
Узнайте о светодиодном освещении | ENERGY STAR
Основы светодиодного освещения
Что такое светодиоды и как они работают?
LED обозначает светоизлучающий диод . Светодиодные осветительные приборы производят свет на 90% эффективнее, чем лампы накаливания.Как они работают? Электрический ток проходит через микрочип, который освещает крошечные источники света, которые мы называем светодиодами, и в результате получается видимый свет. Чтобы предотвратить проблемы с производительностью, тепло, выделяемое светодиодами, поглощается радиатором.
Срок службы светодиодных осветительных приборов
Срок службы светодиодных осветительных приборов определяется иначе, чем у других источников света, таких как лампы накаливания или компактные люминесцентные лампы (КЛЛ). Светодиоды обычно не «перегорают» и не выходят из строя.Вместо этого они испытывают «уменьшение светового потока», когда яркость светодиода со временем медленно тускнеет. В отличие от ламп накаливания, «срок службы» светодиодов рассчитывается исходя из того, когда световой поток снизится на 30 процентов.
Как используются светодиоды в освещении
Светодиоды используются в лампах и светильниках общего освещения. Небольшие по размеру светодиоды предоставляют уникальные возможности для дизайна. Некоторые решения светодиодных ламп могут физически напоминать знакомые лампочки и лучше соответствовать внешнему виду традиционных лампочек.Некоторые светодиодные светильники могут иметь встроенные светодиоды в качестве постоянного источника света. Существуют также гибридные подходы, в которых используется нетрадиционный формат «лампочки» или сменного источника света, специально разработанный для уникального светильника. Светодиоды предоставляют огромные возможности для инноваций в форм-факторах освещения и подходят для более широкого круга приложений, чем традиционные технологии освещения.
Светодиоды и тепло
В светодиодах
используются радиаторы, которые поглощают тепло, выделяемое светодиодами, и отводят его в окружающую среду.Это предохраняет светодиоды от перегрева и перегорания. Управление температурой обычно является самым важным фактором успешной работы светодиода на протяжении всего срока его службы. Чем выше температура, при которой работают светодиоды, тем быстрее ухудшается качество света и тем короче будет срок службы.
В светодиодных продуктах
используются различные уникальные конструкции и конфигурации радиаторов для управления теплом. Сегодня достижения в области материалов позволили производителям разрабатывать светодиодные лампы, которые соответствуют формам и размерам традиционных ламп накаливания.Независимо от конструкции радиатора, все светодиодные продукты, получившие оценку ENERGY STAR, были протестированы, чтобы гарантировать, что они должным образом отводят тепло, чтобы светоотдача сохранялась должным образом в течение всего срока службы.
Чем светодиодное освещение отличается от других источников света, таких как лампы накаливания и компактные люминесцентные лампы (КЛЛ)?
Светодиодное освещение
отличается от ламп накаливания и люминесцентных по нескольким признакам. При правильном проектировании светодиодное освещение более эффективное, универсальное и служит дольше.
Светодиоды
являются «направленными» источниками света, что означает, что они излучают свет в определенном направлении, в отличие от ламп накаливания и КЛЛ, которые излучают свет и тепло во всех направлениях. Это означает, что светодиоды могут более эффективно использовать свет и энергию во множестве приложений. Однако это также означает, что для производства светодиодной лампы, которая светит во всех направлениях, требуется сложная инженерия.
Общие цвета светодиодов: желтый, красный, зеленый и синий. Для получения белого света светодиоды разных цветов комбинируются или покрываются люминофором, который преобразует цвет света в знакомый «белый» свет, используемый в домах.Люминофор — это материал желтоватого цвета, которым покрываются некоторые светодиоды. Цветные светодиоды широко используются в качестве сигнальных ламп и индикаторов, таких как кнопка питания на компьютере.
В КЛЛ электрический ток течет между электродами на каждом конце трубки, содержащей газы. Эта реакция дает ультрафиолетовый (УФ) свет и тепло. Ультрафиолетовый свет превращается в видимый свет, когда он попадает на люминофорное покрытие внутри лампы. Узнайте больше о КЛЛ.
Лампы накаливания излучают свет, используя электричество для нагрева металлической нити до тех пор, пока она не станет «белой» или не станет раскаленной.В результате лампы накаливания выделяют 90% своей энергии в виде тепла.
Почему мне следует выбирать светодиодные осветительные приборы, сертифицированные ENERGY STAR?
Сегодня доступно больше вариантов освещения, чем когда-либо прежде. Несмотря на это, ENERGY STAR по-прежнему остается простым выбором для экономии на счетах за коммунальные услуги.
К светодиодным лампам
, получившим оценку ENERGY STAR, предъявляются особые требования, призванные воспроизвести привычный опыт использования стандартной лампы, поэтому их можно использовать в самых разных сферах.Как показано на рисунке справа, светодиодная лампа общего назначения, которая не соответствует требованиям ENERGY STAR, может не распределять свет повсюду и может вызвать разочарование при использовании в настольной лампе.
ENERGY STAR означает высокое качество и производительность, особенно в следующих областях:
Качество цвета
5 различных требований к цвету для обеспечения качества с самого начала и со временем
Световой поток
Минимум светоотдачи для обеспечения достаточного освещения
Требования к распределению света для обеспечения того, чтобы свет попадал туда, где он вам нужен
Руководство по утверждениям об эквивалентности, чтобы не догадываться о замене
Душевное спокойствие
Подтверждено соответствие более чем 20 требованиям к характеристикам и маркировке
Долгосрочное тестирование для подтверждения заявлений на весь срок службы
Тестирование продуктов в операционных средах, аналогичных тому, как вы будете использовать продукт у себя дома
Минимальная трехлетняя гарантия
Как и все продукты ENERGY STAR, сертифицированные светодиодные лампы ежегодно проходят выборочную проверку, чтобы убедиться, что они продолжают соответствовать требованиям ENERGY STAR.
No related posts.
Категория: Разное
Навигация по записям
Вязание ковриков из старых вещей: Ничего не найдено для % request_words%
Монтаж полипропиленовых труб: Монтаж полипропиленовых труб своими руками: технология работ
Добавить комментарий Отменить ответ
Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *
Комментарий *
Имя *
Email *
Сайт

© 2019 Ассоциация ЖКХ «Развитие» и Компания «ЖКХ Девелопмент». При использовании материалов ссылка на первоисточник обязательна.
2024 © Все права защищены.

разделение по классам и типам

Индикаторные и осветительные LED

Индикаторные LED

DIP светодиоды

Super Flux “Piranha”

Straw Hat

SMD светодиоды

Осветительные LED

Осветительные SMD LED

COB светодиоды

Filament LED

Лазерные диоды

Заключение

Виды и типы светодиодов — обзор основных характеристик

Обозначения в технической характеристике

Виды светодиодов

Маркировки LED-диодов

Светодиоды SMD

Светодиоды DIP LED

Краткая характеристика ленты SMD 5050

Краткая характеристика ленты SMD 5730

Каким бывает белый цвет?

Светодиоды. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности

Устройство

Стандартный индикаторный светодиод выполнен из следующих частей:

Устройство светодиодов по технологии COB предполагает следующее:

Несмотря на технологические особенности и разновидности, работа всех светодиодов основывается на общем принципе функционирования излучающего элемента:

На текущий момент LED-диоды могут быть следующих видов:

Индикаторные LED-диоды по типу соединения делятся на:

По типу корпуса светодиодные элементы могут быть:

Область применений светодиодов условно можно разделить на две широкие категории:

Светодиоды характеризуются следующими параметрами:

Среди достоинств светодиодов можно отметить:

Недостатки:

Похожие темы:

Виды и типы светодиодов, как классифицировать и упорядочить

Виды и типы светодиодов индикаторных

DIP (Dual In-line Package) или DIL (Dual In-Line – англ. двойное размещение в линию)

Super Flux Пиранья

Новый вид индикаторных — волоконные светодиоды

Виды и типы светодиодов осветительных

Осветительные светодиоды вида SMD

Распространенный вид светодиодов – COB

Новый вид светодиодов – filament

Заключение

Типы и виды современных светодиодов

Классификация по цветовой гамме

Различия по мощности

Сила света

Классификация по напряжению

Тип исполнения и назначение

Какие бывают светодиоды: обзор основных типов и характеристик

Применение светодиодов

Разбираемся в маркировке светодиодов

Характеристики светодиодов

Виды SMD светодиодов. Расшифровка маркировки.

Как расшифровать маркировку SMD?

Типы светоизлучающих диодов и светодиодов »Электроника

История светодиодов

Заметка об истории создания светоизлучающих диодов:

Светодиод, символ LED

Типы светодиодов

Цвет светодиодов

Разноцветные светодиоды

Светодиоды (LED) — learn.sparkfun.com

Введение

Рекомендуемая литература

Что такое схема?

Что такое электричество?

Диоды

Электроэнергетика

Полярность

Рекомендуемый просмотр

Как ими пользоваться

1) Полярность имеет значение

2) Морское течение равно Моаровому свету

3) Есть такая вещь, как слишком много мощности

Резисторы

1 апреля 2013 г.

Светодиоды без математики