Виды светодиодов: Светодиоды: принципы работы, виды, характеристики, области применения | LIGHT-RU.RU

Светодиоды: принципы работы, виды, характеристики, области применения | LIGHT-RU.RU

Светодиоды различных цветов

Сегодняшний мир невозможно себе вообразить без электрического освещения. Огромные мегаполисы и самые отдаленные уголки земного шара освещаются всевозможными электрическими источниками искусственного света. Однако, непрерывное развитие технологий приводит к тому, что мастодонт электрического освещения — «лампочка Ильича» — уверенно уступает лидирующие позиции современным высокотехнологичным и высокоэкономичным источникам электрического света, среди которых, безусловно, безоговорочно лидируют светодиоды.

Содержание статьи

• Что такое светодиод и история его изобретения
• Виды светодиодов в зависимости от химического состава полупроводников
• Типоразмеры SMD светодиодов
  • SMD 3528
  • SMD 5050
  • SMD 5630
  • SMD 5730
  • SMD 3014
  • SMD 2835
• Энергетическая эффективность различных светодиодов
• Подключение светодиодов в электрическую цепь
• Преимущества светодиодов по сравнению с другими источниками света
• Применение светодиодов

Что такое светодиод и история его изобретения

Принцип действия светодиода

Светодиод — это полупроводниковый прибор, излучающий фотоны определенной частоты при пропускании через него электрического тока.

Часто термин «светодиод» заменяется англоязычной аббревиатурой LED от «led emitting diod» — светоизлучающий диод. Русскоязычный аналог данного словосочетания — СИД — используется значительно реже.

Эффект испускания фотонов достигается благодаря наличию в этих приборах электронно-дырочного перехода, рекомбинация электронов и дырок в котором сопровождается переходом электронов с одного энергетического уровня на другой, в результате чего избыток энергии высвобождается в виде свободного фотонного излучения.

Олег Лосев, советский ученый, изобретатель, один из праотцов светодиода

Впервые подобное явление было обнаружено в далеком 1907 году английским исследователем Генри Раундом. Позднее независимо от него советский ученый Олег Лосев в 1923 году также зафиксировал электролюминесценцию в точке контакта карбида кремния и стали под воздействием электрического тока и даже смог запатентовать своё изобретение под названием «Световое реле» в 1927 году. Но, как часто бывает, открытие не было должным образом оценено современниками и до победного шествия светодиодов оставались долгие десятилетия.

Технология создания инфракрасных светодиодов была освоена в США лишь в 1961 году, а первый реально применимый светодиод в видимом диапазоне спектра (красный) был создан в 1962 году Ником Холоньяком. Позднейшие исследования привели к созданию в 1971 году синего светодиода, а в 1972 году был создан первый жёлтый светодиод и были разработаны способы десятикратного увеличения яркости красных светодиодов.

Тем не менее, несмотря на очевидный прогресс в развитии светодиодной техники, светодиоды оставались чрезмерно дорогими вплоть до конца 60-х годов ХХ века. Их широкое промышленное производство и применение начинается лишь в 70-х годах ХХ века, а производство дешевых синих светодиодов началось лишь после 1990 года, когда японским ученым, получившим позднее за это Нобелевскую премию, удалось критически усовершенствовать технологию их создания.

Виды светодиодов в зависимости от химического состава полупроводников

Поскольку светодиоды являются полупроводниковыми приборами, то и материалы, используемые для их создания, являются традиционными для полупроводниковой техники. Самый распространенный, безусловно, галлий в химических соединениях с другими элементами. Широко применяются также индий, алюминий, кремний.

Использование разнообразных соединений дает возможность получать светодиоды, испускающие свет в диапазоне от инфракрасного до ультрафиолетового. А использование дополнительно нанесенных люминофоров и цветных пластиков еще больше расширяет цветовую палитру получаемого света.

Виды полупроводниковых материалов, используемых в светодиодах для получения излучения различного спектра

	Цвет	Длина волны, нм	Падение напряжения, В	Полупроводниковые материалы
	Инфракрасный	λ > 760	ΔU	Арсенид галлия (GaAs) Алюминия галлия арсенид (Aluminium gallium arsenide AlGaAs)
	Красный	610	1,63	Алюминия-галлия арсенид (AlGaAs) (Aluminium gallium arsenide AlGaAs) Галлия арсенид-фосфид (GaAsP) Алюминия-галлия-индия фосфид (AlGaInP) Галлия(III) фосфид (GaP)
	Оранжевый	590	2,03	Галлия фосфид-арсенид (GaAsP) Алюминия-галлия-индия фосфид (AlGaInP) Галлия(III) фосфид (GaP)
	Жёлтый	570	2,10	Галлия арсенид-фосфид (GaAsP) Алюминия-галлия-индия фосфид (AlGaInP) Галлия(III) фосфид (GaP)
	Зеленый	500	1,9	Индия-галлия нитрид (InGaN) / Галлия(III) нитрид (GaN) Галлия(III) фосфид (GaP) Алюминия-галлия-индия фосфид (AlGaInP) Алюминия-галлия фосфид (AlGaP)
	Синий	450	2,48	Селенид цинка (ZnSe) Индия-галлия нитрид (InGaN) Карбид кремния (SiC) в качестве субстрата Кремний (Si) в качестве субстрата — (в разработке)
	Фиолетовый	400	2,76	Индия-галлия нитрид (InGaN)
	Пурпурный	Смесь нескольких спектров	2,48	Двойной: синий/красный диод, синий с красным люминофором, или белый с пурпурным пластиком
	Ультрафиолетовый	λ	3,1	Алмаз (235 нм) Нитрид бора (215 нм) Нитрид алюминия (AlN) (210 нм) Нитрид алюминия-галлия (AlGaN) Нитрид алюминия-галлия-индия (AlGaInN) — (менее 210 нм)
	Белый	Широкий спектр	ΔU ≈ 3,5	Синий/фиолетовый диод с люминофором

Типоразмеры SMD светодиодов

SMD — Surface Mount Device — электронные детали или устройства, монтируемые на поверхность (как правильно, на поверхность платы). Именно такой тип монтажа стал самым распространенным в мире электроники и, соответственно, самыми распространенным являются и SMD светодиоды, т.е. светодиоды, предназначенные для поверхностного монтажа. Иногда их называют чип-светодиодами, но такое название скорее редкость.

Существует несколько самых распространенных размеров SMD светодиодов. Как правило, разные производители придерживаются общепринятых стандартов, хотя, например, световой поток светодиодов одного типоразмера у разных изготовителей может отличаться.

SMD 3528

Светодиод SMD 3528

Светодиоды для поверхностного монтажа типоразмера 3528 являются, пожалуй, одним из наиболее распространенных вариантов. Они имеют прямоугольную форму со сторонами 3,5 и 2,8 миллиметра. Толщина составляет 1,4 мм. Для облегчения монтажа на корпусе светодиода со стороны катода делается срез угла, позволяющий однозначно определить правильное расположение элемента. Светоизлучающая поверхность сформирована в виде круга и, как правило, покрыта люминофором, отличающимся в зависимости от целей использования светодиода.

Существенной особенностью данных светодиодных элементов является сильная зависимость их яркости от температуры. Так, при нагревании светодиода до 80 °C его яркость может упасть на 25% и более.

SMD 5050

Светодиод SMD 5050

Светодиоды SMD 5050 обладают квадратным корпусом размером 5,0 на 5,0 мм, внутри которого расположены три кристалла по своим характеристикам идентичных тем, которые устанавливаются в SMD 3528. Фактически SMD 5050 можно считать более совершенной версией светодиодов 3528. Возможность установки трёх кристаллов в один корпус позволяет создавать более мощные и яркие светодиоды, а наличие возможности независимого управления каждым кристаллом позволяет создавать многоцветные

RGB светодиоды, способные излучать практически весь видимый человеческим глазом световой спектр.

SMD 5630

Светодиод SMD 5630

Появление нового типа светодиодов с габаритами корпуса 5,6 на 3,0 мм засвидетельствовало не только внешние изменения привычных размеров SMD, но и ознаменовало внесение в их конструкцию заметных улучшений, влияющих на существенные показатели их работы.

Применение новых материалов и инженерных решений позволило увеличить мощность и светоотдачу светодиодов 5630 по сравнению с их более ранними собратьями.

Несмотря на наличие в SMD 5630 четырёх выводов используется всего два из них. Второй является отрицательным катодом, а четвертый положительным анодом. При этом ключ катода расположен возле первого вывода. Размещение чипов SMD 5630 на металлической подложке является хорошим тоном, так как способствует значительному улучшению отвода тепла из рабочей зоны и, соответственно, продлению срока службы высокотехнологичного устройства.

На следующем рисунке наглядно представлена разница между направлением светового потока и углами обзора у светодиодов 3528, 5050 и 5630. Невооруженным глазом заметен рост данных показателей с увеличением форм-фактора чип-светодиода.

Сравнительная характеристика направления и угла излучения светодиодов 3528, 5050 и 5630

SMD 5730

Светодиод SMD 5730

Братья-близнецы светодиодов 5630 — светодиоды SMD 5730 — появились на рынке практически одновременно со своими младшими соплеменниками и во многом являются их аналогами. Среди конструктивных отличий необходимо отметить, что светоизлучающие диоды 5,7 на 3,0 мм имею лишь два контакта, в отличие от светодиодов 5630. При этом они несколько выше (приблизительно на 0,5 мм). Также светодиоды 5730 подразделяются по потребляемой мощности на два класса: 0,5 Вт и 1 Вт, и часто обозначаются соответственно SMD 5730-05 и SMD 5730-1. Устройства обоих этих классов являются высокоэффективными светоизлучающими устройствами с низким тепловым сопротивлением кристалл/подложка около 4 °C, что значительно повышает энергоэффективность и долговечность оборудования на их базе.

Сравнительные характеристики чип-светодиодов SMD5730-05 и SMD5730-1

Параметр SMD	Максимально допустимое значение		Единица измерения
	SMD5730-05	SMD5730-1
Прямой ток	180	350	mA
Импульсный прямой ток	400	800	mA
Рассеиваемая мощность	0. 5	1.1	W
Температура перехода	130	130	°C
Рабочая температура	— 40 / + 65	— 40 / + 65	°C
Температура хранения	— 55 / + 100	— 55 / + 100	°C
Температура пайки	300°C в течении 2 сек.	300°C в течении 2 сек.

Как видно из приведенных данных, светодиоды 5730-1, имея вдвое большую рассеиваемую мощность, функционируют и при больших токах. Таким образом, при выборе между светодиодами 5730-05 и 5730-1 необходимо учитывать как условия отвода тепла в готовом изделии, так и электротехнические параметры работы светоизлучающего диода.

Сравнительная характеристика светодиодов различных типоразмеров

Параметр	3528	5050	5630	5730 (0,5 Вт)	5730 (1 Вт)
Световая отдача (Лм/Вт)	5	15	40	40	100
Мощность, Вт	0,06	0,2	0,5	0,5	1,0
Температура, °C	+65	+65	+80	+80	+80
Ток, А	0,02	0,06	0,15	0,15	0,30
Напряжение, В	3,3	3,3	3,3	3,4	3,4
Размеры, мм	3,5 х 2,8	5,0 х 5,0	5,6 х 3,0	5,7 х 3,0	5,7 х 3,0

SMD 3014

Светодиод SMD 3014

Сравнительно недавно появившиеся светоизлучающие диоды форм-фактора 3,0 на 1,4 мм не только имеют существенно меньшие внешние размеры, чем более ранние SMD, но и обладают значительно более высокой энергетической эффективностью.

Данные светодиоды работают при максимальном токе 30 мА, что позволяет отнести их к слаботочным устройствам. Также при их монтаже необходимо учитывать, что контакты анода и катода не только выведены на боковые поверхности, но и уходят под нижнюю часть изделия. Целью данного изменения было увеличение теплоотвода от меньшего по размеру, но более мощного потребителя.

SMD 2835

Светодиод SMD 2835

Светодиоды SMD 2835 вобрали в себя, пожалуй, самые лучшие черты других LED SMD. Несмотря на то, что размеры светодиодов 2835 совпадают с размерами светодиодов 3528 (3,5 х 2,8 мм), SMD2835 имеют иную конструкцию светоизлучающей поверхности, выполненной в форме прямоугольника, что снижает неэффективные потери энергии и повышает оптические показатели, в частности, угол обзора.

Конструктивные особенности светодиодов 2835 (использование контактов анода и катода в качестве теплоотводящей подложки) сближает эти устройства с SMD3014, в которых реализован такой же принцип. По электротехническим же характеристикам наиболее близкими к SMD2835 являются SMD5730-05

Энергетическая эффективность различных светодиодов

Развитие LED технологий направлено в первую очередь на увеличение их энергоэффективности. Средние показатели световой отдачи для различных типов чип-светодиодов составляют следующие значения:

• SMD 3528 — 70 лм/Вт
• SMD 5050 — 80 лм/Вт
• SMD 5630 — 80 лм/Вт
• SMD 5730-05 — 80 лм/Вт
• SMD 5730-1 — 100 лм/Вт

Из приведенных данных видно, что со сменой поколений светодиодов кардинального роста световой отдачи не произошло. В тоже время, если сравнить светодиоды SMD3528 и светодиоды SMD5730-1, то можно обнаружить, что световой поток вырос почти в 22 раза, в то время как потребление энергии возросло всего в 15 раз.

Подключение светодиодов в электрическую цепь

Обозначение светодиода на электрической схеме

Штатное функционирование светоизлучающих диодов возможно только при подаче на анод положительного потенциала, а на катод — отрицательного, т.е. при прохождении через него тока только в прямом направлении.

Поскольку p-n переход имеет резко возрастающую вольт-амперную характеристику, светодиод должен подключаться к источнику тока. При подключении светодиода к источнику напряжения должна предусматриваться установка ограничивающих ток элементов (например, резисторов). Роль таких элементов может выполнять сама электрическая цепь. Модели светодиодов некоторых производителей поставляются с уже встроенными токолимитирующими элементами. В таких случаях в техническом описании к светодиодам указываются максимальные и минимальные допустимые значения подаваемого на светоизлучающий диод напряжения.

Вольт-амперная характеристика p-n перехода в светодиодах

Выход из строя светодиода может быть связан с подачей на его контакты напряжения, превышающего заявленные производителем пределы. В этом случае на светодиоде выделяется количество тепла, которое не может быть отведено теплоотводящими элементами, что приводит к перегреву SMD светодиода и его необратимому выходу из строя.

Токолимитирующая цепь для маломощных светодиодов (простейший вариант) может представлять собой элементарный резистор, включенный последовательно со светодиодом. В более сложных случаях, когда существует необходимость защиты мощных светодиодов, применяются схемы с широтно-импульсной модуляцией. Такой вариант позволяет решить сразу две задачи: во-первых, поддерживает среднее значение тока, идущего через светодиод на безопасном уровне и, во-вторых, позволяет диммировать светодиод, т.е. регулировать яркость его свечения.

Необходимо помнить, что при использовании источников питания с низким внутренним сопротивлением, не допускается подача на светодиод напряжения обратной полярности, т. к. у большинства светодиодов обратное пробивное напряжение составляет всего несколько вольт. В том случае, если светодиод используется в схеме, где есть вероятность появления обратного напряжения, светодиод следует защищать путём установки параллельно с ним обычного диода в обратной полярности.

Варианты защиты светодиодов от обратного напряжение (на примере подключения к сети переменного тока 220В)

Защита светодиодов от обратного напряжения диодом

Встречно-параллельное подключение светодиода и диода

Встречно-параллельное подключение двух светодиодов

Преимущества светодиодов по сравнению с другими источниками света

Являясь качественно новыми источниками электромагнитного излучения, светодиоды обладают рядом существенных преимуществ перед своими предшественниками, что способствует их широкому перманентному внедрению в различных областях народно-хозяйственного комплекса.

Среди преимуществ светодиодов необходимо выделить следующие их качества и характеристики:

• Отсутствие в LED светодиодах чувствительных к механическим воздействиям конструктивных элементов (таких, например, как нить накаливания) определяет их повышенную вибро- и механическую стойкость к неблагоприятным воздействиям во время изготовления, транспортировки, монтажа и эксплуатации.
• Крайне эффективное преобразование светодиодами электрической энергии в световую определяет крайне высокий коэффициент их световой отдачи. Натриевые газоразрядные и металлогалогенные лампы, бывшие многие десятилетия бесспорными лидерами на рынке по показателю световой отдачи, в настоящее время утратили свои лидирующие позиции из-за появления не менее эффективных светоизлучающих диодов. Так, если показатель световой отдачи у натриевых газоразрядных ламп составляет около 150 лм на Вт потребляемой мощности, то у самых современных светодиодов он достиг 146 лм/Вт и продолжает повышаться вместе с развитием технологий и применением новых конструкторских решений.
• Срок эксплуатации светодиодов составляет от 30 тыс. до 100 тыс. часов, что значительно превышает показатели источников света, изготовленных по другим технологиями. Недостатком светоизлучающих диодов является то, что при длительной эксплуатации и/или неэффективном отводе тепла их кристаллы подвержены так называемой деградации, приводящей к плавному снижению яркости излучения.
• Существенным плюсом светодиодов является независимость длительности их службы от количества итераций включения-выключения. Этим они выгодно отличаются от других светоизлучающих устройств (например, газоразрядных ламп и ламп накаливания), чувствительных к количеству циклов включения-выключения.
• Излучению светодиодов имманентно присуща спектральная чистота, в то время как в других устройствах она достигается за счет использование различных светофильтров. Спектрографический анализ излучения красного светодиода
• Экологическая безопасность LED обусловлена тем, что в их производстве не используются опасные элементы и соединения (ртуть, фосфор, галогениды металлов). Также в спектре их излучения отсутствует ультрафиолет, что приводит к отсутствию необходимости создания защиты от него.
• Светодиоды безопасны в эксплуатации, т.к. обычно они питаются относительно низкими напряжениями и, благодаря высокой светоотдаче, редко нагреваются выше 50-60 °C
• Немаловажным фактором, способствующим широкому применению светодиодов, является отсутствие инерционности их включения: максимальная яркость излучения достигается сразу после включения, в то время как у энергосберегающих люминесцентных ламп время включения колеблется от 1 секунды до 1 минуты, а выход на стопроцентную яркость происходит в течение 3-10 минут после начала работы (в зависимости от температуры окружающей среды и особенностей лампы).
• Практически нулевая чувствительность светодиодов к низким и ультранизким температурам позволяет использовать их вне помещений в странах с суровым климатом. В тоже время, как уже отмечалось, светодиоды (как и любые другие полупроводниковые приборы) чувствительны к высоким температурам. В связи с этим при монтаже LED устройств всегда необходимо уделять особое внимание наличию достаточного уровня отвода тепла.
• Широкое варьирование угла излучения у различных видов светодиодов (от 15° до 180°) позволяет решать различные конструкторские и технологические задачи при создании устройств с их использованием.
• Наличие широкого спектра белых светодиодов (белый теплый, белый дневной, белый холодный) дает возможность использовать различные их типы для решения различных задач в зависимости от конкретной ситуации и необходимости получения того или иного эффекта от освещения.
• Относительно низкая стоимость светодиодов (особенно индикаторных).
• Высокие показатели коэффициента цветопередачи CRI.

Применение светодиодов

Благодаря широкому спектру преимуществ, светодиодные источники излучения нашли применения в разнообразных областях. Основными направлениями использования LED являются:

• Исторически первой областью применения светодиодов было приборостроение. Именно здесь светодиоды стали массово применяться в качестве устройств индикации. Индикаторами могут быть как одиночные LED (например, индикатор включения в сеть), так и собранные в различные табло (цифровые, цифро-буквенные).
• В последние десятилетия стали широко использоваться так называемые светодиодные кластеры. По сути это массив светодиодов, находящихся под общим цифровым (как правило) управлением. Обывателю такие кластеры знакомы в виде бегущих строк, больших экранов, размещаемых на улицах городов.
• Также светодиоды обеспечивают подсветку жидкокристаллических экранов мобильных устройств, телевизоров и мониторов персональных компьютеров и ноутбуков.
• Мощные и сверхмощные светодиоды нашли своё применение в фонарях уличного освещения, а также в современных светофорах. Применение LED излучателей в светофорах крупных городов не только способствует оптимизации потребления электроэнергии, но и за счет высокой светоотдачи и цветопередачи способствует снижению аварийности на дорогах.
• Повышению безопасности на дорогах способствует и внедрение принципиально новых элементов дорожной обстановки: дорожных знаков на основе светодиодов. Такие знаки прекрасно видны в любое время суток и практически в любую погоду.
• В последние годы светодиоды получили широкое распространение в качестве основных источников промышленного и бытового освещения. Светильники на основе LED, а также светодиодные ленты уверенно вытесняют с рынка другие виды источников света. В первую очередь это происходит за счет лавинообразного снижения цен на светодиоды в последнее время, а также благодаря появлению множества локальных производителей достаточно качественной светодиодной продукции.
• Использование LED технологий в растениеводстве позволяет создавать узкоспециализированные источники освещения (фитолампы) с особым спектром излучения, обеспечивающим максимальную эффективность процесса фотосинтеза в листьях сельскохозяйственных растений. Применение подобных приборов особенно перспективно на территориях с северным климатом.
• Стремительное развитие информационных технологий также обуславливает значительный спрос на светодиодную продукцию. Использование LED в качестве легкодоступных источников модулированного электромагнитного излучения широко распространено при создании систем передачи информации по оптическим волокнам.
• Заняли свою нишу светодиоды и в сфере дизайна в виде цветных светодиодных лент, гибких шнуров дюралайт, светодиодных гирлянд. С их помощью оформляются как интерьеры жилых помещений, так и архитектурные и арт-объекты, а также концертные и выставочные залы, бары, дискотеки, ночные клубы.
• Дешевизна и чарующая привлекательность LED привела к их повсеместному использованию в игрушках, детских играх, различных USB-устройствах.
• Менее известно, но от того не менее широко распространено использование светодиодов в оптронах, позволяющих создавать разнообразные детекторы наличия, дискретные спидометры, детекторы начала и конца, а также устройства передачи сигнала без передачи электрического напряжения. Устройство и обозначение оптрона (оптопары)

LIGHT-ru.RU — С НАМИ СВЕТЛЕЕ!

Виды и типы светодиодов — обзор основных характеристик

Главная » Электрика » Компоненты

Автор: Школа светодизайна MosBuild

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.

Содержание

1. Обозначения в технической характеристике
2. Виды светодиодов
3. Маркировки LED-диодов
4. Светодиоды SMD
5. Светодиоды DIP LED
6. Краткая характеристика ленты SMD 5050
7. Краткая характеристика ленты SMD 5730
8. Каким бывает белый цвет?

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:

1. прозрачный и очень жесткий материал из полиуретана;
2. эти элементы качественно пропаяны;
3. плотность диодов – 60 шт/м;
4. 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:

1. значительный срок службы, стабильные показатели и качественное исполнение;
2. уменьшение освещаемости – не более одного процента после 3 000 часов;
3. 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.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

Полное руководство по светодиодным лампочкам и прожекторам — LED Hut

Ищете дополнительную информацию о светодиодных лампах и прожекторах? Вы пришли в нужное место. Наши эксперты по продуктам составили это подробное руководство, чтобы помочь вам найти идеальную светодиодную лампу или прожектор для ваших нужд. Мы покрываем все, от Кельвинов до Люменов, от напряжения до мощности, поэтому вы можете с полной уверенностью перейти на светодиодное освещение. Итак, приступим.

Что такое светодиод?

Вернемся к основам. Светодиод означает «светоизлучающий диод» и представляет собой полупроводниковое устройство, которое превращает электричество в свет. Затем это устройство помещается в лампу или светильник, превращаясь в светодиодный светильник, который вы можете использовать в своем доме. Светодиодное освещение появилось на рынке относительно недавно. Элементарное светодиодное освещение было впервые разработано в 1960-х годах, примерно через 100 лет после изобретения оригинальной лампы накаливания, но только в 90-х годах они стали широко известны своими световыми возможностями. Их эффективность, срок службы и универсальность значительно выше, чем у традиционных методов освещения, таких как лампы накаливания и люминесцентные лампы, но об этом позже.

Различные типы светодиодного освещения

По сути, в светодиодном освещении используются три различных типа светодиодной технологии: DIP, SMD и COB.

Сдвоенные встроенные светодиоды (DIP)

Светодиоды DIP

Светодиодные DIP-чипы — это оригинальные светодиодные чипы, которые многие вспоминают, когда думают о светодиодном освещении. Несмотря на то, что они старше своих младших собратьев, микросхемы DIP-светодиодов все еще используются сегодня и чаще встречаются в электронике из-за их миниатюрных размеров. Однако они не очень мощные и могут излучать только ограниченное количество яркости.

Светодиоды поверхностного монтажа (SMD)

Светодиодная прожекторная лампа SMD

Они монтируются и припаиваются к печатной плате и, вероятно, являются наиболее распространенным типом светодиодных чипов. Они ярче, чем их предшественники DIP, а также меньше, поэтому они еще более универсальны, когда дело доходит до включения их в меньшую электронику или в различные типы освещения, такие как полосовое освещение. Вы можете поместить три диода на один SMD-чип, а это означает, что вы можете создавать различные цвета, предлагая потребителям большее разнообразие. Это было огромным событием на рынке светодиодов. Двумя наиболее распространенными размерами микросхем SMD являются SMD 3528 и SMD 5050 — первая имеет ширину 3,5 мм, а вторая — 5 мм.

Светодиоды с чипом на плате (COB)

COB Светодиодная прожекторная лампа

Эти микросхемы представляют собой последние разработки в области светодиодных технологий. Светодиодные чипы COB являются самыми яркими из трех, обычно они могут упаковывать девять или более диодов на один чип. Что это означает для светодиодного освещения? Ну, во-первых, улучшается отношение яркости к энергии, что повышает эффективность освещения. Это также означает, что их можно использовать в широком диапазоне различных типов освещения. Однако стоит отметить, что из-за схемотехники светодиодного чипа COB они не могут излучать эклектичный диапазон разных цветов.

Преимущества светодиодного освещения по сравнению с традиционным освещением

Ожидается, что в ближайшие несколько лет индустрия светодиодного освещения резко вырастет. Их популярность среди потребителей и предприятий стремительно растет, не в последнюю очередь из-за воздействия предложенного запрета на лампы накаливания и галогенные лампы, который скоро вступит в силу. Почему ЕС предлагает такой запрет? Что ж, это сводится к многочисленным преимуществам светодиодного освещения по сравнению с его традиционными аналогами: галогенными лампами и лампами накаливания. Во-первых, светодиодное освещение использует до 9На 0% меньше энергии, чем у ламп накаливания и галогенных ламп, и до 60% меньше энергии, чем у ламп CFL, которые были первыми широко продаваемыми энергосберегающими лампами. Это может варьироваться в зависимости от выбранного типа светильника, но светодиод остается лидером, когда речь идет об эффективности. Светодиодное освещение намного более экологично, чем традиционное освещение, помогая жилым и коммерческим объектам снизить выбросы углекислого газа и улучшить экологические показатели и энергетические рейтинги, что является большим преимуществом для предприятий, которые вынуждены соблюдать государственные стимулы и энергетические квоты. Повышение эффективности приводит к снижению счетов за электроэнергию, от чего может выиграть каждый. Освещение является одним из самых больших потребителей электроэнергии в вашем домашнем хозяйстве. Переключение всего вашего освещения на светодиоды поможет вам сэкономить сотни фунтов стерлингов в год. Ниже приведено сравнение типичных светодиодных и галогенных ламп:

	Галоген	Светодиод
Срок службы	2000 часов	25 000 часов
Потребление	50 Вт	5 Вт
кВт·ч потреблено более 10 000 часов	500	50
Типичная стоимость электроэнергии свыше 10 000 часов	75,00 фунтов стерлингов	7,50 фунтов стерлингов

На этом экономия не заканчивается. Светодиодные прожекторы и лампы служат намного дольше, чем галогенные лампы, лампы накаливания и КЛЛ. В то время как старое освещение часто служит едва ли год, если не всего несколько месяцев, средний срок службы светодиодного освещения составляет 15 лет, что дает вам гораздо лучшее соотношение цены и качества, а также позволяет сэкономить на замене ламп. Светодиоды также становятся фаворитом дизайнеров интерьеров, как любителей, так и профессионалов. Это связано с тем, как много цветовых вариантов вы получаете со светодиодами, которые вы просто не получаете с традиционными прожекторами и лампочками. Свет, который излучают светодиоды, бывает разных оттенков белого света, который измеряется в кельвинах (сидите смирно… это еще кое-что, о чем мы поговорим позже). Это означает, что вы можете выбирать различные оттенки света для разных комнат, стилей и декоров, поэтому вы действительно можете персонализировать жилые и рабочие зоны по своему вкусу.

Типы светильников для светодиодных ламп

В прошлом светодиодные лампы не всегда были доступны с теми же характеристиками, что и традиционные лампы. Это полностью изменилось. Теперь они доступны с различными вариантами крепления в соответствии с вашими потребностями, поэтому каждый может извлечь выгоду из энергосберегающих светодиодов. И вам часто даже не нужна помощь электрика, чтобы установить их. Вот краткое руководство, чтобы узнать, доступна ли нужная вам лампа со светодиодной технологией.

E27 (винт Эдисона) Лампы Е27 пользуются наибольшей популярностью. Они также известны как лампы «Винт Эдисона» или просто «ES». Они широко используются в Великобритании, а также за Атлантикой в ​​США. Их размер составляет 27 мм, что соответствует размеру галогенной лампы или лампы накаливания E27, поэтому вы можете просто вставить светодиодную лампу E27 в существующий светильник E27 — это совершенно без проблем.

E14 (маленький винт Эдисона) Винт на лампочке E14 идентичен E27, но с одной стороны: он меньше, всего 14 мм в диаметре, поэтому они часто используются в небольших светильниках для декоративных или чисто практических целей, таких как люстры и бытовая техника.

B22 (Байонет)

Еще одна популярная на Западе лампочка — B22, или Штык-нож. Он имеет диаметр 22 мм и часто прячется за лампами и абажурами.

B15 (Малый байонет) Меньшая альтернатива большой лампочке B22, лампочка B15 имеет диаметр всего 15 мм и подходит для небольших фитингов.

Р50 Лампы R50, также известные как рефлекторные, оснащены резьбовым соединением E14 Edison, но имеют другую форму в верхней части, чтобы соответствовать различным светильникам и вариантам использования.

Р63 R63 представляет собой рефлекторную лампу с выступающим колпачком для установки различных осветительных приборов, но имеет стандартный цоколь E27 Edison.

Светодиодные умные лампочки

Светодиодное освещение постоянно развивается и становится все умнее. Теперь вы можете оборудовать свой дом «умными лампочками», которые невероятно удобны и универсальны и позволяют удаленно управлять освещением с помощью голосового управления или с мобильного устройства. Система Philips Hue Smart Bulb позволяет управлять 50 лампочками с мобильного устройства или с помощью системы голосовых команд, такой как Amazon Echo. С помощью приложения Philips Hue вы можете: • Включать и выключать лампочки удаленно и из любой точки мира • Выбирать из 16 миллионов оттенков белого света, чтобы создать нужное настроение в нескольких комнатах вашего дома • Приглушать свет, чтобы создать идеальную атмосферу окружающего воздуха • Управление до 50 лампами из одной области • Настройте технологию датчика движения, чтобы еще больше сэкономить на счетах за электроэнергию

Типы светильников для светодиодных прожекторов

Прожекторы невероятно популярны в современном доме. Их можно использовать для стильного выделения декоративных элементов, а также они практичны благодаря плоской форме и возможностям узкого и широкого луча. Как и в случае с современной светодиодной лампой, светодиодный прожектор столь же универсален и часто может быть установлен без дополнительной помощи электрика.

ГУ10 Самый популярный прожектор вокруг. Они часто диммируются и могут использоваться в любом месте дома, от ванной комнаты до рабочих мест, где вам нужно немного больше внимания. Как и в случае с более старой, менее эффективной галогенной лампой GU10, светодиодная лампа GU10 имеет два маленьких штифта или ножки в основании, что означает, что в большинстве случаев их можно установить в существующие галогенные светильники.

МР16 Еще один популярный бытовой прожектор, но не всегда такой удобный, MR16 такой же, как GU10, но имеет два штифта в основании, которые имеют более тонкую форму. Важно отметить, что при замене галогенных ламп MR16 на светодиодные эквиваленты ваш существующий трансформатор, который подает ток на светодиоды, может иметь требования к минимальной нагрузке (минимальная мощность, которая должна быть загружена через трансформатор). Это связано с тем, что светодиоды потребляют гораздо меньше энергии, чем галогенные. В этих обстоятельствах мы рекомендуем перейти на совместимый светодиодный трансформатор, чтобы избежать потенциального повреждения светильника, срока службы или качества света.

Г9 G9 меньше по размеру и часто используются в бытовой технике и электронике. Они излучают более тусклый свет, часто излучая максимум 300 люмен.

Г4 G4 похожи на G9 и часто используются в бытовой технике или небольших светильниках. Как и в случае с прожекторами MR16, для G4 может потребоваться специальный трансформатор, совместимый со светодиодами, если вы переходите с галогенных ламп.

Потолочные светильники

Потолочные светильники, также известные как потолочные светильники, представляют собой более крупные точечные светильники, которые часто используются в промышленных или коммерческих условиях, поскольку они доступны с более высокими значениями светового потока. Более продвинутые модели оснащены рассеивателем из ПММА, который помогает создать равномерный световой поток, что особенно полезно для освещения больших площадей.

Пожаростойкие потолочные светильники

Пожаростойкие потолочные светильники представляют собой комплексное решение, включающее светильник и прожектор. Эти потолочные светильники также обеспечивают дополнительное спокойствие, потому что они были протестированы на соответствие стандартам пожарной безопасности, чтобы предотвратить проникновение огня в окружающие области, такие как потолки и чердачные помещения над ними.

Вам нужен светодиодный трансформатор для светодиодных ламп

Большинство светодиодных прожекторов и ламп являются «модифицированными». Это означает, что при замене галогенной лампы или лампы накаливания вы можете просто вставить, вкрутить или закрепить светодиодные лампы в существующих светильниках без помощи электрика. Однако есть определенные лампы и прожекторы, в первую очередь MR16 и MR11, которым для эффективной работы требуется постоянный источник питания, поэтому они питаются от так называемого «трансформатора». Трансформатор — это, по сути, блок питания, который используется для питания вашего освещения. 12-вольтовые трансформаторы, которые используются для питания галогенных ламп MR11 и MR16, имеют требования к минимальной нагрузке — это минимальное напряжение, необходимое трансформатору для питания ламп, к которым они подключены. Поскольку светодиоды потребляют такое небольшое количество энергии, они часто не соответствуют требованиям минимальной нагрузки. Хотя они все еще могут работать, это может пагубно повлиять на срок службы ламп. Поэтому рекомендуется инвестировать в светодиодный совместимый трансформатор для ваших новых светодиодных ламп, чтобы поддерживать качество их света и срок службы.

Диммируемые лампы

Хотите установить немного декоративного освещения? Тогда вам повезло, потому что светодиодные лампы также могут затемняться, если они оснащены совместимым диммером. Вы должны убедиться, что лампочка, которую вы покупаете, имеет функцию затемнения, но это будет указано в спецификациях. Главное, что нужно учитывать, это то, может ли ваш текущий диммер управлять светодиодной лампой или вам нужен диммер, совместимый со светодиодами. Большинство передовых диммерных выключателей, наиболее популярных для диммирования галогенных ламп, имеют минимальную потребляемую мощность 60 Вт, что слишком много для энергосберегающих светодиодов. В этом случае вам понадобится светодиодный диммер.

Светодиодные лампы накаливания (и за что их любят дизайнеры интерьеров!)

Лампочки сейчас в моде. Повторюсь: лампочки сейчас в моде. Благодаря постоянно растущему разнообразию доступных стилей дизайнеры интерьеров принимают во внимание не только качество света, которое они используют в своих проектах, но также форму и стиль самой лампочки. Когда вы окажетесь в баре в центре города, оглянитесь вокруг, и вы увидите ряд сверкающих ламп накаливания, свисающих с подвесных светильников в индустриальном стиле. Этот взгляд стал очень модным. Когда люди ремонтируют свои дома или хотят улучшить освещение, лампы накаливания остаются невероятно популярными. Традиционно с нитью накала было доступно только старое люминесцентное освещение. Нить накала представляет собой столбик, похожий на пламя, который блестит из центра колбы и в значительной степени отвечает за фактический свет, который она излучает. Теперь в дело вступили светодиоды. Те, кто все еще хочет этого аутентичного, винтажного вида, могут найти его в более современном и эффективном светодиодном освещении, которое может имитировать внешний вид с большим эффектом. Они доступны во многих формах, размерах и приспособлениях, а также обладают всеми возможностями энергосбережения и экономии денег светодиодной технологии.

Какие формы колб доступны?

Светодиодные лампы накаливания доступны в различных формах. Вот подборка самых популярных и тех, где они могут отлично смотреться в вашем доме…

Шаровые лампочки Шарообразные лампы крупнее большинства и идеально подходят для использования на открытых площадках. Они выглядят фантастически, когда подвешены к высоким потолкам и встроены в голую подвесную лампу, так что земной шар полностью открыт.

Лампы для мячей для гольфа Лампы мячей для гольфа лучше всего использовать для освещения небольших площадей, будь то в практических или декоративных целях, потому что они меньше по размеру, чем их более крупные альтернативы. Идеально, если пространство в большом почете.

Луковицы в форме свечи Если вам посчастливилось иметь люстру, то лампочки в форме свечи идеально подойдут. Они элегантны и компактны, а также доступны с матовой отделкой, которая идеально подходит для использования на Рождество, и вам нужно что-то впечатляющее, когда рядом друзья и семья.

Лампа с пламенным наконечником Ищете что-то более декадентское? Тогда выберите лампочку с пламенным наконечником. Подобно лампочке в форме свечи, они подходят к люстрам и готическим декорациям, но они предлагают что-то немного стилистически отличное в дополнительном повороте наверху. Они, как и лампочка в форме свечи, также доступны в матовом исполнении.

Каплевидная лампа В настоящее время большой популярностью пользуются каплевидные лампы. Они прекрасно дополняют промышленные интерьеры и лучше всего подходят для полного освещения подвесным светильником.

Стандартная лампа Ищете что-то более тонкое и практичное? Тогда никогда не забывайте о лампочке стандартной формы. Он невероятно универсален и может использоваться практически везде.

Угол луча светодиодного прожектора

Угол луча — это угол, под которым прожектор излучает свет, и, в свою очередь, площадь, покрываемая светом. Чем шире угол луча прожектора = тем больше площадь снизу покрыта светом. Углы луча галогенных прожекторов ограничены максимум примерно 40 градусами. Это означает, что они могут предлагать только узкие углы луча. Однако светодиодные прожекторы гораздо более универсальны. Вы по-прежнему можете получить узкие углы луча, которые идеально подходят для декоративных зон, но вы также можете получить более широкие углы луча 60-110 градусов, которые идеально подходят для освещения больших площадей, таких как жилые помещения и столовые.

Цветовая температура светодиодов

Как упоминалось ранее, светодиодные прожекторы и лампы способны излучать разные оттенки белого света, предоставляя вам больше возможностей при ремонте дома или модернизации освещения. Это известно как цветовая температура светодиодов, которая измеряется в градусах Кельвина. Чем выше показатель Кельвина, тем «белее» или «холоднее» свет. На выбор предлагается 4 основных цветовых температуры: • Очень теплый белый (менее 2700K) • Теплый белый (2700-3200K) • Дневной свет (4000K-5000K) • Холодный белый (5500K-6500K) Традиционные лампы накаливания — например, лампы накаливания и галогенные — когда-либо могли предложить только теплые белые тона, поэтому эта эволюция в освещении дала людям гораздо больше гибкости при создании планов освещения. Кельвины, однако, не следует путать с люменами, которые измеряют яркость. Что также удобно подводит нас к следующему разделу…

Люмены и мощность, и на что следует обращать внимание

Традиционно, если вы хотите купить более яркую лампочку, вы выбираете более высокую мощность. Однако это очень обманчиво, особенно когда речь идет о светодиодном освещении. Вместо этого вам нужно искать люмены. Люмены — единственное точное измерение яркости лампочки. Например, светодиодная лампа может потреблять гораздо меньше энергии или мощности, чем ее галогенный эквивалент, но при этом иметь такой же уровень яркости (люмен). Например, галогенный прожектор GU10 мощностью 50 Вт будет излучать около 400 люмен, однако светодиодный прожектор GU10 мощностью 5 Вт также будет излучать 400 люмен. Разница лишь в том, что светодиод GU10 потребляет десятую часть энергии для достижения такого уровня яркости. Теперь у вас есть все необходимое для осознанных покупок светодиодных ламп и прожекторов. Вы можете посмотреть наши светодиодные лампы здесь, а светодиодные прожекторы здесь.

Светоизлучающий диод: основы, типы и характеристики

Светодиод или светоизлучающий диод представляет собой полупроводниковое устройство, излучающее свет за счет эффекта электролюминесценции. Светодиод в основном представляет собой диод с PN-переходом, который излучает свет при прямом смещении.

[adsense1]

Светодиоды почти везде. Вы можете найти светодиоды в автомобилях, велосипедах, уличных фонарях, домашнем и офисном освещении, мобильных телефонах, телевизорах и многом другом.

Причиной такого широкого спектра применения светодиодов являются их преимущества перед традиционными лампами накаливания и новейшими компактными люминесцентными лампами (КЛЛ). Ниже перечислены некоторые преимущества светодиодов по сравнению с источниками света накаливания и компактными люминесцентными лампами:

• Низкое энергопотребление
• Маленький размер
• Быстрое переключение
• Физически прочный
• Долговечный

Благодаря этим преимуществам светодиоды стали весьма популярны среди большого количества людей. Инженеры-электронщики, любители электроники и энтузиасты электроники часто работают со светодиодами для различных проектов.

Следовательно, статья о светоизлучающих диодах, посвященная различным темам, таким как основы светодиодов, типы светодиодов и характеристики светодиодов, будет полезна всем. Итак, давайте начнем с основ светодиодов.

[adsense2]

Outline

Основы работы со светодиодами (светоизлучающими диодами)

Как упоминалось во введении, светодиод представляет собой полупроводниковый источник света. Он состоит из диода PN-перехода, и когда на светодиод подается напряжение, электроны и дырки рекомбинируют в PN-переходе и выделяют энергию в виде света (фотонов).

Свет, излучаемый светодиодом, обычно монохроматичен, т. е. имеет один цвет, а цвет зависит от ширины запрещенной зоны полупроводника.

Светоизлучающие диоды могут излучать все длины волн видимого спектра, т. е. от красного (620–750 нм) до сине-фиолетового (380–490 нм).

Электрический символ светодиода аналогичен символу PN-переходного диода. На следующем изображении показан красный светодиод вместе с символами PN-переходного диода и светодиода.

Характеристики светодиода (светоизлучающего диода)

Перед подключением светодиода в виде схемы и началом ее использования необходимо знать несколько характеристик светодиода (на самом деле они очень важны). Если вы обратитесь к любому из технических паспортов, предоставленных производителем, вы можете найти множество спецификаций, соответствующих электрическим характеристикам, абсолютным максимальным номинальным значениям, физическим размерам и т. д.

Не буду утомлять вас всеми характеристиками, а только тремя важными. Это полярность, прямое напряжение и прямой ток.

Полярность светодиода

Полярность указывает на симметричность электронного компонента. Светоизлучающий диод, как и диод с PN-переходом, не является симметричным, т. е. пропускает ток только в одном направлении.

В светодиоде положительный вывод называется анодом, а отрицательный вывод называется катодом. Чтобы светодиод работал правильно, анод светодиода должен иметь более высокий потенциал, чем катод, поскольку ток в светодиоде течет от анода к катоду.

Что произойдет, если мы подключим светодиод в обратном направлении? Ну ничего не происходит, как бы светодиод не проводил. Вы можете легко идентифицировать клемму анода светодиода, поскольку они обычно имеют более длинные выводы.

Прямой ток светодиода

Светодиоды являются очень чувствительными устройствами, и величина тока, протекающего через светодиод, очень важна. Кроме того, яркость светодиода зависит от величины тока, потребляемого светодиодом.

Каждый светодиод рассчитан на максимальный прямой ток, безопасный для прохождения через него без выгорания светодиода. Да. Разрешение тока, превышающего номинальный, фактически сожжет светодиод.

Например, наиболее часто используемые 5-мм светодиоды имеют номинальный ток от 20 мА до 30 мА, а 8-мм светодиоды имеют номинальный ток 150 мА (точные значения см. в техническом описании).

Как регулировать ток, протекающий через светодиод? Чтобы контролировать ток, протекающий через светодиод, мы используем резисторы, ограничивающие ток.

Дополнительная информация о светодиодах и токоограничивающих резисторах ПРОСТЫЕ СХЕМЫ СВЕТОДИОДОВ.

Прямое напряжение светодиода

9Светоизлучающие диоды 0288 также рассчитаны на прямое напряжение, то есть на величину напряжения, необходимого для того, чтобы светодиод проводил электричество. Например, все 5-мм светодиоды имеют номинальный ток 20 мА, но прямое напряжение варьируется от одного светодиода к другому.

Красные светодиоды имеют максимальное номинальное напряжение 2,2 В, синие светодиоды имеют максимальное номинальное напряжение 3,4 В, а белые светодиоды имеют максимальное номинальное напряжение 3,6 В.

Простая светодиодная схема

На следующем рисунке показана простая светодиодная схема, состоящая из 5-мм белого светодиода с источником питания 5 В.

Поскольку это белый светодиод, номинальные значения тока и напряжения следующие: типичный прямой ток составляет 20 мА, а типичное прямое напряжение — 2 В.

Итак, для регулирования тока и напряжения мы использовали резистор 180 Ом, рассчитанный на ¼ Вт рассеиваемой мощности.

Типы светодиодов

Светодиоды со сквозным отверстием

Доступны различные формы и размеры, наиболее распространенными являются светодиоды диаметром 3 мм, 5 мм и 8 мм. Эти светодиоды доступны в различных цветах, таких как красный, синий, желтый, зеленый, белый и т. д.

Светодиоды SMD (светоизлучающие диоды для поверхностного монтажа)

Светодиоды для поверхностного монтажа или SMD представляют собой специальные пакеты, которые можно легко установить на печатную плату. Светодиоды SMD обычно различают по их физическим размерам. Например, наиболее распространенными светодиодами SMD являются 3528 и 5050.    

Двухцветные светодиоды

Следующим типом светодиодов являются двухцветные светодиоды. Как следует из названия, они могут излучать два цвета. Двухцветные светодиоды имеют три вывода, обычно два анода и общий катод. В зависимости от конфигурации отведений будет активирован цвет.

Светодиод RGB (красный, синий, зеленый)

Светодиоды RGB — самые любимые и популярные светодиоды среди любителей и дизайнеров. Даже сборки компьютеров очень популярны для реализации светодиодов RGB в компьютерных корпусах, материнских платах, оперативной памяти и т. д.

Светодиод RGB содержит 3 светодиода на одном чипе, и с помощью метода, называемого ШИМ (широтно-импульсная модуляция), мы можем управлять выходом. RGB-светодиода для получения широкого спектра цветов.

Светодиоды высокой мощности

Светодиод с номинальной мощностью более или равной 1 Вт называется светодиодом высокой мощности. Это связано с тем, что обычные светодиоды имеют рассеиваемую мощность в несколько милливатт.

Светодиоды высокой мощности очень яркие и часто используются в фонариках, автомобильных фарах, прожекторах и т.