Mpk-prometey.ru

МПК Прометей
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как правильно понимать технические характеристики светодиодов – краткое разъяснение

Как правильно понимать технические характеристики светодиодов – краткое разъяснение

фото: Многие производители светодиодов пытаются сохранить свои позиции на рынке за счет того, что предоставляют минимальный объем технической информации о своих продуктах, и даже та информация

Многие производители светодиодов пытаются сохранить свои позиции на рынке за счет того, что предоставляют минимальный объем технической информации о своих продуктах, и даже та информация, которую мы получаем, не рассказывает нам всю правду. Но это информация, которая нам действительно нужна, когда мы хотим указать в спецификации технические характеристики светодиодного продукта.

Фотометрические характеристики

Номинальный световой поток (люмены: лм)

Традиционно показатель светового потока зависел от интенсивности света, излучаемого источником освещения, независимо от влияния светильника и любого оптического устройства управления. Нет причин, по которым производители светодиодов должны были указывать какие-либо характеристики иначе, чем они есть на самом деле, но этот простой параметр намеренно вводил в заблуждение из-за того, что некоторые светодиоды не являются независимыми устройствами, а встроены непосредственно в светильник. Но этого следует коснуться при обсуждении параметра «Коэффициент полезного действия источника света» (см. ниже). В отношении светодиодных панелей указание этих параметров особенно вводило в заблуждение.

фото:Эфективность светодиодного светильника (люмен на Ватт: лм / Вт)

Эфективность светодиодного светильника (люмен на Ватт: лм / Вт)

Это тот показатель, за которым «гнался» каждый производитель последние десять лет и даже более длительный период. Сначала настоящей целью было превысить уровень эффективности, который требовался в соответствии с нормативными положениями, регламентирующими уровень энергоэффективности. Эта цель была достигнута несколько лет назад.

Есть предположение, что стремление к постоянному повышению показателей энергоэффективности приведет к ухудшению качества осветительных систем, поскольку более высокая светоотдача светильников будет способствовать меньшей равномерности освещенности в пространстве, и все это в попытке удержать показатели световой эффективности.

Световая отдача (коэффициент полезного действия источника света: LOR)

Существуют два показателя светового потока; световая отдача самого источника света и показатель световой отдачи светильника, который учитывает потери, получаемые внутри корпуса и оптической системы. Коэффициент полезного действия источника света (LOR) — это разница между этими двумя значениями.

В мире не существует на 100% эффективного светильника, несмотря на заявления некоторых производителей светодиодов об обратном. Как только источник света подключается к светильнику, выходные характеристики источника света меняются. Каждый светильник должен иметь коэффициент полезного действия, хотя многие производители и предпочитают не рассказывать вам, что это такое.

Распределение интенсивности (измеряется в канделах: кд)

Кривая в полярной системе координат — это краткая характеристика, которая говорит вам, с каким светильником вы имеете дело. Она моментально выявляет, например, имеет ли потолочный светильник узко направленный луч света или широко направленный.

Показатель максимальной интенсивности обычно находится в центре светового луча. Параметр интенсивности по краям луча обычно указывается в половину от максимальной интенсивности.

Несмотря на то, что ситуация в какой-то степени улучшилась, все еще есть ощущение, как будто производители светодиодов решили, что фактические эксплуатационные качества светильника не имеют значения, будь то узко направленный луч точечного светильника или широко направленный луч осветительного прожектора, это не важно.

Номинальный срок службы светодиодов

фото:Инженер по устройствам освещения Джеймс Хукер проводит испытания на проверку срока службы устройств

Инженер по устройствам освещения Джеймс Хукер проводит испытания на проверку срока службы устройств

Просто указывать параметр номинального срока службы как некое количество часов, пожалуй, не имеет смысла. Этот показатель нужно приводить вместе с уточняющей метрикой — снижением светового потока в течение определенного количества часов. Обычно это показывают как параметр «Lx», где x — процент, оставшийся от первоначального уровня световой отдачи.

Указанный параметр «50 000 часов при L70» означает, что светильник потеряет 30% света за 50 000 часов.

«50 000 часов при L90» говорит нам о том, что светильник теряет только 10% света за тот же период времени.

С данным параметром связана другая метрика – «процент отказов». Речь идет о процентной доле светодиодных модулей, которые могут выйти из строя к тому моменту, когда светильник достигнет номинального срока службы. Вы не увидите этот параметр в технических спецификациях.

Цветовые характеристики

Все источники света деградируют в процессе эксплуатации, и светодиод не является исключением. В процессе использования светодиодов, с ними происходят две вещи, световая отдача снижается и ухудшается качество цвета. Правильно описанные технические характеристики будут содержать данные об этих изменениях в процессе эксплуатации.

Индекс цветопередачи (CRI)

фото: Индекс цветопередачи показывает, насколько эффективно работает источник белого света

Индекс цветопередачи показывает, насколько эффективно работает источник белого света, точно отображая цвета, которые он освещает. Идеальный параметр CRI будет равен 1; приемлемый CRI для большинства систем освещения в сфере жилой и коммерческой недвижимости — выше 0,8. Следует избегать устройств с индексом цветопередачи ниже 0,8.

Коррелированная цветовая температура (CCT)

Цветовая температура источника белого света обозначает то, насколько «теплым» или «холодным» кажется свет. Данный параметр измеряется в кельвинах (К) — чем выше показатель, тем «холоднее» свет. В домашних условиях обычно предполагается использование освещения с цветовой температурой около 2700K, что похоже на цветовую температуру традиционных ламп накаливания; в помещениях в сфере коммерческой недвижимости обычно используют освещение в диапазоне 3000K — 4000K. Новые тенденции в освещении транслируют подход «освещение для здоровья», поддерживающий суточные биоритмы. Это привело к более широкому использованию цветовой температуры естественного дневного света, превышающей 5000K.

Исторически сложилось так, что одной из основных проблем многих источников освещения была тенденция продолжать использовать лампу долгое время после того, как ее цветовые характеристики ухудшились до такой степени, что лампу уже нельзя использовать. Светодиод здесь не является исключением, и в течение расчетного срока службы можно ожидать, что цветовые характеристики могут ухудшиться. Параметр расчетного срока службы светодиода должен учитывать эту деградацию, а также снижение показателя светового потока. Лишь некоторые компании учитывают этот аспект.

Читайте так же:
Ток 50 а сечение кабеля равно

Есть два показателя, которые действительно полезно указывать: цветопередача и цветовая температура в конце расчетного срока службы (L70 и прочие)

Пороги цветоразличия (бины)

фото:Упрощенная версия порогов цветоразличия. Предоставлено: Xicato

Упрощенная версия порогов цветоразличия. Предоставлено: Xicato

В отношении светодиодов также введена новая метрика; «пороги цветоразличия» (McAE). Это стало необходимо из-за несоответствия цветовых характеристик светодиодов после того, как они миллионами штук выходят с промышленных сборочных линий. Параметр «порогов цветоразличения» основан на принципе «едва заметной разницы» между светодиодными чипами. Когда партия чипов имеет одинаковую светоотдачу, их относят к одному порогу цветоразличения. Чем больше разброс показателей, тем большее количество порогов цветоразличения получается.

Хороший производитель, как правило, поставляет продукцию, имеющую два или три порога цветоразличения. Если заявленное количество порогов превышает шесть, ищите другой светодиод.

Опять же, по мере того, как светодиоды приобретают большой срок службы и их цветовые характеристики ухудшаются, количество порогов цветоразличения увеличивается, показывая деградацию изначально заданных показателей цветопередачи. Таким образом, еще одна метрика была бы ценной: отклонение показателя порогов цветоразличения в течение номинального срока службы.

Настраиваемые белые цвета

То, что не так давно стало важным — это цветовые характеристики «настраиваемых источников белого цвета». Это многоканальные источники светодиодного света, где настройки белого света можно смещать в диапазоне между «теплыми» и «холодными» температурами. Что редко указывают — это влияние на цветопередачу, когда идут по всему диапазону. В идеале, изменяющиеся цветовые температуры будут следовать за кривой «идеального излучателя» в соответствующем цветовом диапазоне температур. Появятся системы освещения, для которых эта информация будет чрезвычайно важна.

Электрические характеристики

Любой светодиодный светильник является, прежде всего, электрическим устройством, и есть параметры работы светодиодов, о которых необходимо сообщать в технической спецификации.

Номинальная входная мощность (в Вт)

Входная мощность имеет отношение к общей мощности, потребляемой светильником, включая любое управляющее устройство в цепи.

Управляющий ток (в мА)

Яркость светодиода зависит от управляющего тока драйвера. Чем выше управляющий ток, тем выше светоотдача, но срок службы светодиода снизится. Стандартное значение управляющего тока составляет 350 мА, но может быть и по-другому.

Хорошие или неожиданно высокие показатели световой отдачи могут быть результатом того, что драйвер имеет более высокое напряжение, и, как следствие, показатели расчетного срока службы могут колебаться.

Коэффициент мощности

По своей природе электрическая схема светодиода имеет низкий коэффициент мощности, менее 0,5.

Хотя от производителей не требуется улучшать коэффициент мощности любого светильника с номинальной мощностью менее 26 Вт, это должно быть само собой разумеющимся для любого производителя, который привержен хорошим технологиям и заявляет хорошие показатели.

Ни один светодиодный светильник не должен иметь коэффициент мощности ниже 0,85.

Светодиоды SMD 3528 и их характеристики

SMD 3528 являются первым поколением сверхъярких светодиодов, на основе которых стали производить первые LED-ленты. В статье объясняется, что это такое, какие бывают разновидности, где и как используется. Подробно описываются технические характеристики диодов, их особенности конструкции, схемы подключения, плюсы и минусы, а также как правильно выбрать продукцию.

Что это такое

светодиод smd 3528.

Светодиод – это полупроводниковый источник света, который излучает свет при прохождении через него тока. Электроны в полупроводнике рекомбинируют с электронными дырками, выделяя энергию в виде фотонов. Такой эффект называется электролюминесценцией. Цвет свечения (соответствующий энергии фотонов) определяется энергией, необходимой электронам для пересечения запрещенной зоны полупроводника.

Белый свет получается с использованием нескольких полупроводников или слоя светоизлучающего люминофора (вещество, которое преобразовывает получаемую энергию в световое излучение). SMD (surface-mount device) – это устройства, предназначенные для поверхностного монтажа SMT (surface-mount technology). SMT – метод производства электронных схем, в котором компоненты монтируются или размещаются непосредственно на поверхности печатных плат. Электронное устройство, сделанное таким образом, называется устройством поверхностного монтажа.

В промышленной сфере эта технология в значительной степени заменила метод конструирования сквозных отверстий, который заключался в установке компонентов с помощью проволочных выводов в отверстия на плате.

Где и как используется

светодиод 3528 часто используется при производстве больших лент.

На основе светодиодов 3528 изготавливаются LED-ленты. Также они применяются в качестве индикаторов разнообразных приборов, дорожных знаках, подсветке спальни, кухни, прихожей. Активно используются для подсветки архитектурных объектов, музейных стендов, а также рекламных вывесок и витрин. Вместе со светодиодными лампами Gauss в освещение вносится разнообразие и качество.

Особенности конструкции

Характеристики светодиода 3528 smd led.

  • SMD 3528 LED изготавливается в форме прямоугольника с таким соотношениями сторон: 3.5 мм на 2.8 мм.
  • Высота 1.4 мм. По два контакта видно с каждой из диаметрально противоположных сторон.
  • Линза, которую используют при производстве, – прозрачная.
  • Со стороны катода на корпусе виден срез (иначе ключ).
  • Рабочая поверхность покрыта люминофором. Сама она круглой формы.

Технические характеристики SMD 3528

Полное описание светодиода smd 3528 datasheet.

  • Светоизлучающий кристалл изготовлен на основе InGaN (нитрид галлия, нитрид индия) и AlGaInP (алюминий, галлий, индиевый фосфат).
  • Характеристика белых диодов 3528 (2800-7000К).
  • Световой поток генерируется в диапазоне от 5 до 11 лм.
  • Светоотдача составляет 40 лм/Вт.
  • Теплоотвод отсутствует.
  • Угол рассеивания 90.
  • Область светоизлучения 4.5 мм.
  • Рабочая температура от -40 до +85 градусов.
  • Яркость сильно зависит от температуры.
  • Активно используя светодиод при температуре + 65, вы можете снизить яркость более чем на 10%. При температуре +80 она снижается на 25%. Это одна из явных причин, по которой всем полупроводниковым устройствам необходимо высококачественное охлаждение. Все белые светодиоды, включая SMD 3528 подлежат бинированию. Это процесс сортировки по группам готовых светоизлучающих устройств при серийном производстве светодиодов. Бин-код указывается при маркировке. Он остаётся единым для всей партии продукции. По цветовой температуре и этому коду определяются точные координаты бина цветности. Бин цветности – три позиции букв и цифр, а бин светового потока – две. Для этого, например, в SMD 3528 datasheet каждый производитель указывает диаграмму цветности.
  • Рассеиваемая мощность 100 мВт.
  • Прямое напряжение 2.8-3 В.
  • Максимальный рабочий ток 25А.
Читайте так же:
Ток в последовательной цепи светодиодов

Характеристики светодиодной ленты 3528 60 LED

 светодиодная лента 3528 60 led имеет такие характеристики.

  • В технических характеристиках светодиодной ленты SMD 3528 указывается количество диодов на один метр. Их может быть 30, 60, 72, а также 120.
  • Если указано, что установлено 300 диодов, то имеется в виду длина ленты 5 метров. Нужно разделить на 5, таким образом получая 60 штук на один метр.
  • Она предназначена как для наружного (уличного), так и для применения в помещениях и зданиях. Благодаря хорошему стандарту защиты IP 54 её также можно использовать в помещениях с повышенным уровнем влажности. Управлять светом можно при помощи RGB-контроллера.
  • Световой поток на один метр составляет от 270 до 450 лм. Это эквивалентно обычной лампочке мощностью 30 Вт.
  • Потребляемая мощность 4.8 Вт на метр.
  • Рабочее напряжение составляет 12 В. SMD 3528 практически не нагревается, следовательно, её можно клеить без профиля из алюминия. Нередко недобросовестные производители с целью усилить яркость диодов ставят резисторы меньшего сопротивления, ограничивающие ток. Итого, свет получается ярче, однако срок службы значительно сокращается.
  • Лента может резаться каждые 5 сантиметров. В них находится по 3 светодиода.
  • В RGB-ленте в одном модуле из трёх диодов светиться может либо один, либо два. Остальные ждут своего свечения. При создании жёлтого цвета загораться будут сразу два компонента – зеленый и красный. Третий же диод останется в нерабочем состоянии. Из-за малой мощности и небольшого количества светодиодов провалы и разбежка световых пятен неизбежны. Полоса подсветки может оказаться не сплошной. Во избежание этого рекомендуется использовать рассеиватели света.
  • Однако SMD 3528 LED – самая экономичная из светодиодных лент за счёт своего низкого потребления энергии. Для подсветки потолка с общей длиной примерно 20 метров необходимо будет наличие блока питания с мощностью в 100 Вт. Лента также хорошо подойдёт для подсветки сценических костюмов. Небольшие куски ленты можно спокойно питать от батареек.

Схема подключения

Ознакомьтесь с техническими характеристиками светодиодной ленты на основе smd 3528.

Чтобы подключить SMD 3528 к стандартной сети 220 В, необходимо использовать драйвер, который играет роль источника стабилизированного тока. Встречаются две разновидности схем драйверов для светодиодов:

  1. На конденсаторе.
  2. Расширенная, с применением микросхем стабилизатора.

Сборка самого драйвера на конденсаторе не составит труда. Для этого понадобится минимум деталей и немного времени.

Благодаря высоковольтному конденсатору, напряжение 220 В понижается. Затем оно выпрямляется и стабилизируется. Он используется в недорогих светодиодных лампах. Главным недостатком является высокой уровень пульсаций света, которые неблагоприятно влияет на здоровье. Схему достаточно сложно рассчитать по причине разброса характеристик электронных составляющих.

Схема подключения светодиодов с использованием гасящего конденсатора.

Улучшенная схема с наличием специальных микросхем значительно улучшает стабильность непосредственно на выходе драйвера. При хорошем совладении с нагрузкой драйвер не допустит превышения коэффициента пульсации выше 10%. Драйвер можно также взять из вышедшей из строя лампочки.

Схема драйвера для светодиодов.

При наличии стабилизатора можно легко регулировать силу тока. К техническим характеристикам микросхемы драйвера допускается добавить больше сопротивления или убрать один из резисторов. Так можно получить нужную силу тока.

Самая простая схема стабилизатора тока специально для светодиодов состоит из микросхемы LM317, а также аналогов этой модели. Сила тока на выходе может составлять от 0.1 до 5А. Имеется два недостатка – низкий уровень КПД и довольно сильный нагрев.

При параллельном подключении настоятельно рекомендуется использовать отдельный резистор на каждую цепь светодиодов. Также можно поставить одно мощное сопротивление на несколько диодов.

Схема подключения светодиодов.

Какие есть виды

Есть разные виды светодиодов.

  • Существуют улученные версии SMD-светодиодов.
  • Среди них стоит отметить SMD 5050. У них наблюдается низкий уровень деградации (не более 4%) примерно за 3000 часов рабочего режима. Максимальная температура кристалла может достигать 110 градусов.
  • Появление трёхцветных RGB-диодов.
  • У светодиодов SMD 5730 уже имеется улучшенный кристалл со светоотдачей 158 лм/Вт.
  • Индекс передачи цвета варьируется от 60 Ra до 80 Ra.
  • Диапазон цветовой температуры несколько выше, чем у SMD 5328, и варьируется от 3000К до 7500К. Они считаются самыми мощными на сегодняшний день.

Достоинства

светодиод smd 3528 имеет ряд плюсов.

  • Низкое потребление энергии.
  • Доступная цена.
  • Отсутствие мерцания и пульсации.
  • Небольшой уровень нагрева.

Недостатки

  • Слабая мощность, по сравнению с последующими версиями.
  • Постепенная деградация кристалла.
  • Производственный брак.

Как выбрать

При покупке желательно сразу проверить качество такой продукции.

  • Упаковка должна быть сухой, чистой и без повреждений.
  • Обязательное наличие штрих-кода (и/или QR-кода).
  • На упаковке перечислены все параметры, функции и технические характеристики.
  • Некоторые недобросовестные изготовители практикуют использование чипов с меньшими размерами при неизменных размерах самого корпуса. В таком случае мощность и яркость таких образцов гораздо ниже, чем у оригинальной продукции.

Светодиоды SMD 3528 являются доступным, экономичным и безопасным вариантом для реализации самых разнообразных бытовых, дизайнерских и строительных решений. Благодаря низкому уровню потребления энергии эти источники света будут светить долго, а вместе со светодиодной лампой GX53 создадут незабываемую световую атмосферу.

Характеристики ярких светодиодов

Разновидности ламп

Благодаря современным технологиям, за последнее время произошла серьёзная модернизация осветительных приборов. Привычные лампы накаливания сменились более экономичными и долговечными. Особым этапом является появление светодиодных ламп, характеризующихся высокой яркостью. Яркие светодиоды нашли применение в разных сферах.

Читайте так же:
Электрическая схема выключателя со светодиодом

Разновидности ламп

Сегодня спектр ламп для освещения представлен различными моделями от стандартных до суперсовременных. Все они обладают разными характеристиками:

  • Конструкция светодиодаЛампы накаливания. Долгое время они были единственными источниками освещения, имели мощность от 15 до 300 Вт. Современные лампы разделяются на два вида. В криптоновых применяется инертный газ криптон, обеспечивающий хорошую светоотдачу. Их минимальная мощность равна 40 Вт, максимальная — 100 Вт. Биспиральные модели функционируют за счёт дугообразной нити из вольфрама, могут иметь зеркальную, прозрачную либо опаловую поверхность.
  • Виды и характеристикиЛюминесцентные. Излучают свет благодаря люминофорному покрытию, на которое действуют ультрафиолетовые лучи газового разряда. Обеспечивают мягкий рассеянный свет разной мощности (от 8 до 80 Вт). Дают в 7−8 раз больше светового потока, чем лампы накаливания, служат в 10−20 раз дольше. Отличаются мерцающим светом и чувствительностью к температурным перепадам.
  • Галогенные. Выпускаются в разных формах и размерах. Излучаемый ими свет может быть рассеянным или в виде концентрированных пучков. Благодаря возможности светить очень яркими насыщенными оттенками, галогенные светильники широко применяются в современном дизайне для создания оригинальных световых решений в жилых помещениях и уличных пространствах. Лампы галогенного типа имеют множество вариантов установки. Их можно подвесить вверху или на стенах, встроить в подвесной потолок в виде точечных приборов, закрепить на мебели. В поворотных моделях имеется специальный вращающийся держатель, позволяющий направлять лучи света в нужную сторону.

Особенности монтажа

Среди всего ряда осветительных ламп светодиоды выделяются самым низким потреблением электроэнергии, поэтому пользуются большой популярностью среди потребителей. Они характеризуются высокой яркостью, светопередачей порядка 60 — 80 Лм/Вт. Срок службы приборов мощностью от 7 до 21 Вт/час может достигать 100 тысяч часов.

Отдельной разновидностью светодиодов являются автономные лампы, работающие за счёт аккумуляторных и солнечных батарей. Такие светильники эффективны, как при высоких (+50), так и низких (-30) температурах. Имеют свойство включаться самостоятельно с наступлением темноты, поэтому успешно применяются для уличного освещения.

Конструкция светодиода

Светодиодный светильник имеет довольно сложное устройство. В его конструкцию входит несколько элементов, каждый из которых выполняет определённую функцию:

  • Область примененияСветодиодные чипы. Выступают в роли основных деталей, обеспечивающих свечение. В зависимости от размера светильника и желаемой мощности, в нём может содержаться от одного до нескольких десятков взаимосвязанных между собой чипов. При поломке одного из них другие также перестают работать. От качества чипов зависят характеристики лампы и срок ее службы.
  • Печатная плата. Производится из сплавов алюминия, хорошо отводящих тепло и обеспечивающих температуру, необходимую для функционирования чипов.
  • Радиатор. На него отводится тепло от печатной платы с чипами. Изготавливаются из алюминиевых сплавов и форм с множеством отдельных пластин. С помощью этих пластин увеличивается площадь теплоотведения радиатора.
  • Драйвер. Сглаживает, уменьшает и стабилизирует напряжение на входе электрической цепи. Бывает выносным или встраиваемым. Второй тип используется чаще.
  • Сверхяркие светодиодыКонденсатор. Ликвидирует пульсацию напряжения, которое поступает с драйвера на светодиодные кристаллы.
  • Цоколь. Служит для подключения патронов. Для его производства применяется латунь с покрытием из никеля. Эти материалы обеспечивают хорошее соединение и долговременную защиту от коррозии.
  • Полимерное основание. Вплотную прилегая к цоколю, гарантирует защиту корпуса от электрических пробоев. Также основание предохраняет пользователей от электротравм при замене лампочек.
  • Рассеиватель. Имеет форму полусферы, изготавливается из матированного поликарбоната или прозрачной пластмассы, исключающей риск повреждения при падении. Предназначается для увеличения угла равномерного рассеивания светового пучка. Практически не нагревается во время свечения лампы.

Особенность светодиодов заключается в расположении области максимального нагрева. Если в других видах осветительных лампах тепловая энергия распространяется от внешней стороны поверхности, то в диодных светильниках печатная плата нагревается изнутри. Поэтому для обеспечения эффективной и безопасной работы необходимо регулярное отведение тепла из лампы.

Виды и характеристики

Виды ярких светодиодов

С развитием технологий на основе обычных светодиодных лампочек началось производство полупроводниковых приборов, характеризующихся очень высокой яркостью свечения. Сверхяркие светодиоды имеют определённую классификацию.

Лампы тайваньского производителя Epistar характеризуются компактными размерами и высокими качественными показателями. Имеют очень долгий срок эксплуатации.

Продукция бренда Smd имеет несколько серий (3528,3014, 3020, 2835 и д. р.). Наиболее востребованы яркие светодиоды серии SMD 5050, отличающиеся белым мощным свечением (мощность доходит до 1 Вт). Часто используются в комплекте со специальными блоками питания, снижающими действующее напряжение до 12 В.

Модельный ряд компании XLamp состоит из трёх вариантов сверхярких светодиодов — XR, XP и MC. Каждый из них имеет индивидуальный размер и форму, но все используют большой рабочий ток, превышающий 350 мА, и имеют высокоэффективную систему теплоотвода. Применяются для внутреннего и наружного освещения современных автомобилей.

Одним из ярких примеров мощных светодиодов являются лампы американской компании Cree. Она выпускает осветительные приборы в разных корпусах:

  • С выводами STD (серии 374, 512, 503, 4SM, 5SM и д. р.). Стандартные корпуса имеют круглое сечение размером 3 и 5 мм и овальное сечение размером 4 и 5 мм.
  • В корпусе «Пиранья» типа P4 (серия Р41, Р42, Р43).
  • В корпусе типа PLCC (серии LM1, LM3, LM4, LP6, LN6, LA1 и т. д. ). Подходят для поверхностного монтажа.

Яркие светодиоды

Вне зависимости от типа сверхяркие светодиоды функционируют по одному принципу протекания направленного потока электронов от p-анода к n-катоду. Для образования перехода светодиодные чипы внутри лампы покрываются легированными примесями. Оттенок и длина волны светового потока в каждом светильнике повышенной яркости определяются шириной рабочей p-n зоны.

Читайте так же:
Legrand valena allure контурная подсветка выключателя

Качество работы диодов определяется по яркости светового потока и углу рассеивания. В зависимости от температуры, свечение бывает оранжевым, янтарным, зелёным, синим, красным или белым. Белый свет делится на холодный (5000 — 7000K) и тёплый (2700−3500К).

Угол рассеивания также бывает различным от 15 до 120 градусов. За счёт лампочек с разными углами рассеивания создаются оригинальные световые решения с подсвечиванием разных зон.

Особенности монтажа

Особенности ярких светодиодов

Прежде чем устанавливать сверхяркий светодиод, следует обратить внимание на то, какие токовые характеристики он имеет. Основной величиной является его постоянный рабочий ток. Средний показатель для большинства сверх ярких приборов находится в диапазоне 15 — 20 мА. Максимальные значения ультраярких ламп достигают 1 А.

Следующий важный показатель — рабочее напряжение — зависит от оттенка излучаемого света. Для инфракрасного цвета характерна минимальная величина от 1,5 до 1,9 В, для белого — максимальная, достигающая 3,7 В. К одному драйверу с постоянным выходным напряжением 12 В можно присоединить 4 ярких диода с напряжением по 3 В либо 12 диодов по 1 В каждый. Драйвер, выходное напряжение которого равно 12 В, следует подключать к сети 220 В.

Главным условием установки любой диодной лампы считается соблюдение полярности питания. Поскольку в светильниках с большой яркостью происходит сильный нагрев световых кристаллов, необходимо обеспечить эффективную систему охлаждения. В большинстве сверхярких моделей она реализована с помощью теплоотводящих радиаторов. Если такие радиаторы не предусмотрены производителем, об охлаждении нужно позаботиться самостоятельно. В процессе установки нужно обеспечить качественную электроизоляцию.

Правильно установленный LED-светильник может проработать не менее 50 тысяч часов. При этом его использование будет экономически выгодным и не нанесёт вреда окружающей среде ввиду отсутствия паров газов, ртути и других опасных компонентов. Ярким светодиодам присущи такие качества, как невосприимчивость к скачкам напряжения и температуры, виброустойчивость и ударопрочность. Компактные лампы способны выдержать большое количество включений.

Все преимущества, которыми обладают сверхяркие диоды, отражаются на их стоимости. Их цена достаточно высокая, но долгий срок эксплуатации и качественные характеристики позволяют добиться окупаемости приборов.

Каждый LED-светильник обладает индивидуальными характеристиками. Поэтому при помощи нескольких диодных ламп трудно добиться равномерной освещённости (даже если они изготовлены одним производителем и относятся к одной серии). Заявленная цветопередача также не всегда соответствует реальной. Регуляторами яркости оснащаются не все осветительные приборы.

Область применения

Высокие технические и эксплуатационные показатели позволяют широко использовать сверхяркие светодиоды. Самыми распространёнными сферами применения являются:

Характеристики ярких светодиодов

  • Мобильные устройства. Выполняют роль подсветки как в одноцветных, так и в многоцветных дисплеях, работающих на жидких кристаллах.
  • Дорожные знаки. Применяются в светофорах, уличных указателях, поскольку не требуют частого технического обслуживания после установки.
  • Световая реклама. Используются для освещения объёмных букв, световых коробов, рекламных вывесок и ультратонких лайтбоксов. Белый свет, излучаемый диодами, является более эффективной альтернативой применяемому ранее неону.
  • Алфавитно-цифровые табло. Прямой свет служит инструментом для передачи информации на одноцветных табло и полноцветных видеодисплеях в торговых центрах и на спортивных стадионах.
  • Транспорт. За счёт малых размеров и сверхвысокой яркости обеспечивают работу внешних сигнальных устройств (индикаторов поворота, стоп-сигналов) и приборных панелей, установленных в салонах транспортных средств (автомобилях, автобусах, мотоциклах, самолётах).
  • Архитектура и ландшафт. Показывают высокую эффективность при освещении фасадов зданий и различных ландшафтных композиций.

Диоды высокой яркости находят применение не только в сферах общего пользования, но и в быту. К примеру, ими всё чаще заменяют традиционное освещение при установке натяжных потолков.

Особенности включения светодиодов InGaN

Совсем недавно цветовая гамма светодиодов была ограничена красным и зеленым спектрами. Затем на рынке появились синие светодиоды. Их изобретение дало толчок к производству «однокристальных белых» светодиодов, состоящих из желтого люминофора в сочетании с синим кристаллом. В большинстве белых и синих светодиодов в качестве эпитаксиального слоя был использован нитрид индия и галлия (InGaN). Длина волны (координаты цветности) данных светодиодов демонстрирует сильную зависимость от рабочего тока, и эту отличительную особенность следует учитывать при использовании светодиодов на основе InGaN.

Белые светодиоды на основе InGaN

Для получения белого свечения синий кристалл (с длиной волны от 450нм до 470 нм) покрывают люминофором, который под действием белого свечения излучает желтый свет. Человеческий глаз распознает смесь синего и желтого света как белый. Из-за того, что данная смесь не может быть описана как просто преобладающая длина волны (т.к. в спектре две наивысшие точки, см. рис. 1) должны быть использованы координаты цвета. Значения координат x и y находятся по CIE (издание 15.2).

Спектр белого светодиода

Рис. 1. Сплошная линия — спектр белого светодиода,
пунктирная — кривая стандартного восприятия глаза

Координаты белого цвета светодиода на диаграмме CIE

Рис. 2. Координаты белого цвета светодиода
на диаграмме CIE

Двумя факторами, оказывающими основное влияние на цветовые координаты полученного белого света, являются:

  • длина волны синего кристалла;
  • концентрация преобразующего вещества.

Следовательно, если один или оба из этих параметров меняются, координаты цвета меняются соотносительно.

На рисунке 2 показана область внутри диаграммы CIE, в рамах которой обычно варьируются координаты белого светодиода. После изготовления на заводе для уменьшения проблемы различия белого свечения, светодиоды сортируются по бинам. Помимо производственной особенностей, на координаты цвета белого света также может влиять условия ,при которых используется светодиод. Из-за того, что длина волны синего чипа светодиодов InGaN меняется вместе с прямым током (см. рис. 3), меняется и координаты цветности.

Читайте так же:
Цветовая кодировка проводов кабеля назначение проводов

Сдвиг координат цветности

Рис. 3. Сдвиг координат цветности

Зависимость силы света от тока через диоды

Рис. 4. Зависимость силы света от тока через диоды

Параллельное соединение нескольких светодиодов InGaN

Кроме того, что после изготовления светодиоды имеют различную силу света и цветовые координаты, они еще имеют и различное рабочее напряжение. Параллельное соединение несортированных по прямому напряжению светодиодов приведет к работе светодиодов на различных токах. Это может привести к заметной разнице в яркости, а также сдвигу координат цветности отдельных светодиодов.

На рис.4 показаны кривые зависимости силы света от прямого напряжения для взятых в случайном порядке белых светодиодов.

Прямое напряжение 3.3V (см. пунктирную линию на 3.3 V) всех этих светодиодов в параллельной цепи ведет к разнице прямого тока от 2 до 5мА. В устройствах, работающих при низком напряжении в параллельных цепях, некоторые светодиоды могут почти совсем потускнеть. Например, см. вторую пунктирную линию на 2.95V на рис. 4, где прямой ток варьируется от 0,1 до 1мА. Это значит, что яркость светодиодов может отличаться более чем в 10 раз! Подобная разница в яркости будет заметна в любом устройстве с несколькими светодиодами. Очевидно, что использование этих полупроводников в параллельных цепях крайне нежелательно.

Во избежание ухода координат цветности, или заметных изменений яркости рекомендуется применять светодиоды InGaN с последовательным включением, и в сочетании с интегральными драйверами.

Изменение яркости светодиодов при работе в группе

При проектировании схемы управления группой светодиодов может возникнуть необходимость диммирования проектируемого светильника. Мы попробуем описать поведение светодиодов , а именно изменение яркости, при варьировании тока, и предложим решения для улучшения работы устройства.

Светодиоды на заводе сортируются по силе света при определенной силе тока. Если нам необходимо использовать группу светодиодов в одном светильнике, то безусловно нам нужно стремиться к одинаковой силе света каждого диода в группе. А это возможно только на токе, при котором проходила сортировка светодиодов. Этот ток можно назвать «групповым».

Когда возникает необходимость корректирования яркости светодиодов?

  1. Если яркость группы светодиодов при заданном токе не отвечает необходимым параметрам проектируемого светильника, и возникает необходимость изменить групповой ток в ту или иную сторону.
  2. Если используются светодиоды с различными бинами по яркости.
  3. Если требуется диммирование яркости.

Диаграммы яркости светодиодов

Каждый светодиод имеет специфическую зависимость яркости от силы тока . В зависимости от строения кристалла эта зависимость более или менее предсказуема. На рисунке 5 показана зависимость яркости для двух светодиодов с одинаковыми чипами и одинаковой силой света при токе 20mA. При изменении силы тока яркость светодиодов меняется по-разному. Данный эффект объясняется незначительной разницой P-N переходов, вызванной производственными особенностями при эпитаксиальном выращивании. Чем дальше от группового тока, тем сильнее отличается яркость светодиодов.

Зависимость силы света от тока через диоды

Рис. 5. Зависимость силы света от тока через диоды

Разница в силе света двух светодиодов

Рис. 6. Разница в силе света двух светодиодов

На рис. 6 показано максимальное значение разницы Ivmax / Ivmin в зависимости от силы тока двух светодиодов с одинаковым строением чипа и одинаковой яркостью при групповом токе (здесь 20мА). Это соотношение характерно для подавляющей части производимых светодиодов в целом. Грубо говоря, данное соотношение Ivmax / Ivmin должно быть менее 1.6. Для токов, сильно отличающихся от группового, это соотношение становится полностью неприемлемым , как это показано пунктиром.

В целом, довольно рискованно использовать светодиод при силе тока, отличающейся от группового тока.

Зависимость рабочего тока диода от температуры окружающей среды

В российских условиях необходимо учитывать еще один параметр светодиода- зависимость вольтамперной характеристики светодиода от температуры окружающей среды. Рассмотрим теоретический случай, когда белый светодиод установлен в устройстве, работающем при морозе 30 градусов, и питается от источника постоянного напряжения с применением балластного резистора.

Коэффициент зависимости рабочего напряжения от температуры -4,0 мВ/°C. При изменении температуры окружающей среды от +25 градусов до -30 рабочее напряжение светодиода уменьшится на 0,22 вольта. При питании через балластный резистор ток через светодиод увеличится с 20 до 30 мА, что может привести к отказу светодиода из-за деградации P-N перехода, и из за отрыва токовода от кристалла в результате теплового удара (разницы температур между холодным корпусом и горячим кристаллом). При работе в условиях больших морозов настоятельно рекомендуется применять режим плавного пуска светодиода.

Зависимость рабочего тока от прямого напряжения

Рис. 6. Зависимость рабочего тока от прямого напряжения

Рекомендации для проектирования

Если необходимо получить наилучшую однородность свечения, в качестве решения можно взять два различных варианта. Простейшим является использование светодиодов на токах, близким к групповым-, т.е. на токах, при которые происходит сортировка на заводе. Однако, если потребуется изменять яркость светодиодов или невозможно использовать ток близкий к групповому, тогда альтернативным решением будет использование ШИМ.

Во этом случае прямой ток IF остается постоянной величиной (близкой к значению группового), а меняется только скважность, или отношение длительности импульса к частоте сигнала. Рекомендованная частота включения-выключения светодиода 1кГц, при такой высокой частоте человеческий глаз не воспринимает отдельные световые импульсы. Глаз интегрирует импульсы света и распознает их как изменение яркости при различной скважности.

Во всех случаях рекомендуется использования интегрального или дискретного стабилизатора тока, и настоятельно не рекомендуется использование балластных резисторов для установки рабочего тока.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector