Vrste i vrste LED dioda - potpuna klasifikacija. Karakteristike LED dioda: potrošnja struje, napon, snaga i svjetlosna snaga Flat LED diode
Od izuma električnog osvjetljenja, naučnici su stvarali sve ekonomičnije izvore. Ali pravi proboj u ovoj oblasti bio je izum LED dioda, koje nisu inferiorne u pogledu svjetlosnog toka od svojih prethodnika, ali troše višestruko manje električne energije. Njihovom stvaranju, počevši od prvog indikatorskog elementa pa do najsjajnije Cree diode do danas, prethodio je ogroman posao. Danas ćemo pokušati analizirati različite karakteristike LED dioda, saznati kako su ovi elementi evoluirali i kako su klasificirani.
Pročitajte u članku:
Princip rada i uređaj svjetlosnih dioda
LED diode se razlikuju od uobičajenih rasvjetnih uređaja po odsustvu niti, krhke žarulje i plina u njemu. Ovo je fundamentalno drugačiji element. Naučno rečeno, sjaj nastaje zbog prisustva materijala p- i n-tipa u njemu. Prvi akumuliraju pozitivan naboj, a drugi - negativan. Materijali P-tipa akumuliraju elektrone u sebi, dok se u materijalima n-tipa formiraju rupe (mjesta na kojima elektrona nema). U trenutku kada se na kontaktima pojavi električni naboj, oni jure do p-n spoja, gdje se svaki elektron ubrizgava precizno u p-tip. Sa strane reversa, negativnog kontakta n-tipa, kao rezultat takvog kretanja, nastaje sjaj. To je zbog oslobađanja fotona. Međutim, ne emituju svi fotoni svjetlost vidljivu ljudskom oku. Sila koja pokreće elektrone naziva se LED struja.
Ove informacije nisu od koristi za širu javnost. Dovoljno je znati da LED ima čvrsto kućište i kontakte kojih može biti od 2 do 4, te da svaka LED ima svoj nazivni napon potreban za usijanje.
Dobro je znati! Povezivanje se uvijek vrši istim redoslijedom. To znači da ako je "+" spojen na kontakt "-" na elementu, tada neće biti sjaja - materijali p-tipa jednostavno se ne mogu napuniti, što znači da neće biti kretanja prema prijelazu.
Klasifikacija LED dioda prema području njihove primjene
Takvi elementi mogu biti indikatori i osvjetljenje. Prvi su izumljeni ranije od drugih, dok su se dugo koristili u radio elektronici. No, pojavom prve rasvjetne LED diode počeo je pravi proboj u elektrotehnici. Potražnja za rasvjetnim uređajima ove vrste stalno raste. Ali napredak ne miruje - izmišlja se i uvodi u proizvodnju sve više i više novih vrsta, koje postaju svjetlije, a da ne troše više energije. Pogledajmo bliže šta su LED diode.
Indikatorske LED diode: malo istorije
Prva takva crvena LED dioda nastala je sredinom 20. stoljeća. Iako je imao nisku energetsku efikasnost i emitovao prigušeni sjaj, smjer se pokazao obećavajućim i razvoj u ovoj oblasti se nastavio. U 70-im godinama pojavljuju se zeleni i žuti elementi, a rad na njihovom poboljšanju ne prestaje. Do 90. godine jačina njihovog svjetlosnog toka dostiže 1 lumen.
1993. je obilježena pojavom u Japanu prve plave LED diode, koja je bila mnogo svjetlija od svojih prethodnika. To je značilo da sada, kombinacijom tri boje (koje čine sve nijanse duge), možete dobiti bilo koju. Početkom 2000-ih, svjetlosni tok već dostiže 100 lumena. U današnje vrijeme LED diode ne prestaju da se poboljšavaju, povećavajući svjetlinu bez povećanja potrošnje energije.
Upotreba LED dioda u stambenoj i industrijskoj rasvjeti
Sada se takvi elementi koriste u svim industrijama, bilo da se radi o mašinskoj ili automobilskoj, rasvjeti proizvodnih radionica, ulica ili stanova. Ako uzmemo najnovija dostignuća, možemo reći da čak i karakteristike LED dioda za baterijske lampe ponekad nisu inferiorne u odnosu na stare halogene svjetiljke od 220 V. Pokušajmo dati jedan primjer. Ako uzmemo karakteristike LED-a od 3 W, onda će one biti uporedive s onima sa žarnom niti sa potrošnjom od 20-25 W. Ispostavilo se da je ušteda energije skoro 10 puta, što uz svakodnevnu stalnu upotrebu u stanu daje veoma značajnu korist.
Koje su prednosti LED dioda, a koje njihove mane?
Mnogo se može reći o pozitivnim kvalitetama svjetlosnih dioda. Glavni se mogu nazvati:
Što se tiče negativnih strana, postoje samo dvije:
- Radi samo sa konstantnim naponom;
- Iz prvog slijedi - visoka cijena svjetiljki na njihovoj osnovi zbog potrebe za korištenjem (elektronska stabilizirajuća jedinica).
Koje su glavne karakteristike LED dioda?
Prilikom odabira takvih elemenata za određenu namjenu, svi obraćaju pažnju na njihove tehničke podatke. Glavne stvari na koje treba obratiti pažnju prilikom kupovine uređaja na njihovoj osnovi:
- struja potrošnje;
- Nazivni napon;
- Potrošnja energije;
- temperatura boje;
- snagu svetlosnog toka.
To je ono što možemo vidjeti na etiketi. U stvari, postoji mnogo više funkcija. Razgovarajmo sada o njima.
LED potrošnja struje - šta je to
Trenutna potrošnja LED-a je 0,02 A. Ali ovo se odnosi samo na elemente sa jednim kristalom. Postoje i snažnije svjetlosne diode, koje mogu uključivati 2, 3 ili čak 4 kristala. U tom slučaju će se trenutna potrošnja povećati, višestruko od broja čipova. Upravo ovaj parametar diktira potrebu za odabirom otpornika koji je zalemljen na ulazu. U ovom slučaju, otpor LED-a sprečava da visoka struja trenutno spali LED element. To može biti zbog velike struje u mreži.
Nazivni napon
Napon LED diode je direktno povezan s njegovom bojom. To je zbog razlike u materijalima za njihovu proizvodnju. Hajde da razmotrimo ovu zavisnost.
| LED boja | Materijal | Napon naprijed na 20 mA | |
|---|---|---|---|
| Tipična vrijednost (V) | Raspon (V) |
||
| IR | GaAs, GaAlAs | 1,2 | 1,1-1,6 |
| Crveni | GaAsP, GaP, AlInGaP | 2,0 | 1,5-2,6 |
| Narandžasta | GaAsP, GaP, AlGaInP | 2,0 | 1,7-2,8 |
| Žuta | GaAsP, AlInGaP, GaP | 2,0 | 1,7-2,5 |
| Zeleno | GaP, InGaN | 2,2 | 1,7-4,0 |
| Plava | ZnSe, InGaN | 3,6 | 3,2-4,5 |
| Bijelo | Plava/UV dioda sa fosforom | 3,6 | 2,7-4,3 |
LED otpor
Sama po sebi, ista LED dioda može imati različit otpor. Mijenja se ovisno o uključivanju u krug. U jednom smjeru - oko 1 kOhm, u drugom - nekoliko MΩ. Ali ovdje postoji nijansa. Otpor LED diode je nelinearan. To znači da može varirati ovisno o naponu koji se na njega primjenjuje. Što je veći napon, manji će biti otpor.
Svjetlosni izlaz i ugao snopa
Ugao svjetlosnog toka LED dioda može varirati, ovisno o njihovom obliku i materijalu proizvodnje. Ne može preći 120 0 . Iz tog razloga, ako je potrebna veća disperzija, koriste se posebni reflektori i leće. Ovo je kvaliteta "usmjerenog svjetla" i doprinosi najvećem svjetlosnom toku, koji može doseći 300-350 lm za jednu LED od 3 vata.
Snaga LED lampi
Snaga LED dioda je čisto individualna vrijednost. Može varirati u rasponu od 0,5 do 3 vata. Može se odrediti korištenjem Ohmovog zakona. P=I × U , Gdje I je trenutna snaga, i U - LED napon.
Snaga je prilično važan pokazatelj. Pogotovo kada je potrebno izračunati šta je potrebno za određeni broj elemenata.
Šarena temperatura
Ovo podešavanje je slično drugim lampama. Temperaturni spektar je najbliži spektru LED fluorescentnih lampi. Temperatura boje se mjeri u K (kelvinima). Sjaj može biti topao (2700-3000K), neutralan (3500-4000K) ili hladan (5700-7000K). Zapravo, postoji mnogo više nijansi, evo glavnih.
Veličina LED čipa
Ovaj parametar neće biti moguće sami izmjeriti prilikom kupovine, a sada će dragom čitatelju postati jasno zašto. Najčešće veličine su 45x45 mil i 30x30 mil (što odgovara 1 W), 24x40 mil (0,75 W) i 24x24 mil (0,5 W). Ako se prevede na poznatiji mjerni sistem, tada će 30x30 mil biti jednako 0,762x0,762 mm.
U jednoj LED diodi može biti mnogo čipova (kristala). Ako element nema sloj fosfora (RGB - boja), tada se može prebrojati broj kristala.
Bitan! Ne biste trebali kupovati vrlo jeftine LED diode kineske proizvodnje. Mogu biti ne samo niske kvalitete, već su njihove karakteristike najčešće precijenjene.
Što su SMD LED diode: njihove karakteristike i razlika od konvencionalnih
Jasno dekodiranje ove skraćenice izgleda kao Surface Mount Devices, što doslovno znači "postavljeno na površini". Da bi bilo jasnije, možemo se prisjetiti da su obične cilindrične svjetlosne diode na nogama uvučene u ploču i zalemljene s druge strane. Nasuprot tome, SMD komponente su fiksirane sa šapama na istoj strani gdje su i same. Ova instalacija omogućava izradu dvostranih štampanih ploča.
Takve LED diode su mnogo svjetlije i kompaktnije od konvencionalnih i elementi su nove generacije. Njihove dimenzije su naznačene u oznaci. Ali nemojte brkati veličinu SMD LED-a i kristala (čipa) kojih u komponenti može biti mnogo. Pogledajmo neke od ovih svjetlosnih dioda.
Parametri LED SMD2835: dimenzije i specifikacije
Mnogi početnici brkaju oznaku SMD2835 sa SMD3528. S jedne strane, trebali bi biti isti, jer oznaka ukazuje da ove LED diode imaju veličinu 2,8x3,5 mm i 3,5x2,8 mm, što je isto. Međutim, ovo je varljivo. Tehničke karakteristike SMD2835 LED su mnogo veće, dok ima debljinu od samo 0,7 mm u odnosu na 2 mm kod SMD3528. Razmotrite SMD2835 podatke različite snage:
| Parametar | Kineski 2835 | 2835 0,2W | 2835 0,5W | 2835 1W |
|---|---|---|---|---|
| Jačina svjetlosnog toka, Lm | 8 | 20 | 50 | 100 |
| Potrošnja energije, W | 0,09 | 0,2 | 0,5 | 1 |
| Temperatura, u stepenima C | +60 | +80 | +80 | +110 |
| Struja potrošnje, mA | 25 | 60 | 150 | 300 |
| Napon, V | 3,2 | |||
Kao što možete razumjeti, tehničke karakteristike SMD2835 mogu biti prilično različite. Sve zavisi od količine i kvaliteta kristala.
5050 LED karakteristike: Veća SMD komponenta
Sasvim iznenađujuće, s velikim dimenzijama, ova LED lampa ima niži svjetlosni tok od prethodne verzije - samo 18-20 Lm. Razlog tome je mali broj kristala - obično ih ima samo dva. Najčešća primjena takvih elemenata nalazi se u LED trakama. Gustina trake je obično 60 kom/m, što ukupno daje oko 900 lm/m. Njihova prednost u ovom slučaju je što traka daje jednolično mirno svjetlo. U ovom slučaju, ugao njegovog osvetljenja je maksimalan i jednak je 120 0 .
Takvi elementi se proizvode s bijelim sjajem (hladna ili topla nijansa), jednobojnim (crvena, plava ili zelena), trobojnim (RGB), kao i četverobojnim (RGBW).
Karakteristike SMD5730 LED dioda
U poređenju sa ovom komponentom, prethodne se već smatraju zastarjelim. Već ih se može nazvati čak i super svijetlim LED diodama. 3 volta, koji napajaju i 5050 i 2835, ovdje daju do 50 lm na 0,5 vati. Tehničke karakteristike SMD5730 su za red veličine veće, što znači da ih treba uzeti u obzir.
Ipak, ovo nije najsjajnija LED dioda SMD komponenti. Relativno nedavno su se na ruskom tržištu pojavili elementi koji su sve ostalo doslovno „zakopčali za pojas“. O njima će se sada razgovarati.
Cree LED diode: karakteristike i tehnički podaci
Do danas nema analoga Cree proizvoda. Karakteristike njihovih ultra-sjajnih LED dioda su zaista nevjerovatne. Ako su se prethodni elementi mogli pohvaliti svjetlosnim tokom od samo 50 lm iz jednog čipa, onda, na primjer, karakteristike XHP35 LED iz Cree govore o 1300-1500 lm iz jednog čipa. Ali njihova snaga je veća - iznosi 13 vati.
Ako sumiramo karakteristike raznih modifikacija i modela LED dioda ove marke, možemo vidjeti sljedeće:
Snaga svjetlosnog toka SMD LED "Cree" naziva se kanta, koja se mora pričvrstiti na pakovanje. U posljednje vrijeme pojavilo se mnogo falsifikata za ovu marku, uglavnom proizvedenih u Kini. Prilikom kupovine teško ih je razlikovati, ali nakon mjesec dana korištenja im svjetlo slabi i prestaju se razlikovati od drugih. Uz prilično visoku cijenu, takva će akvizicija biti prilično neugodno iznenađenje.
Nudimo vam kratak video na ovu temu:
Provjera LED-a multimetrom - kako to učiniti
Najjednostavniji i najpristupačniji način je "biranje". Multimetri imaju zaseban položaj prekidača posebno za diode. Nakon što smo uređaj prebacili u željeni položaj, dodirujemo sonde na noge LED-a. Ako se na displeju prikaže broj "1", polaritet bi trebao biti obrnut. U ovom položaju, zujalica multimetra bi trebala da se oglasi i LED bi trebao biti uključen. Ako se to ne dogodi, onda je u kvaru. Ako svjetlosna dioda radi, ali ne radi kada je zalemljena u krug, mogu postojati dva razloga za to - njena pogrešna lokacija ili kvar otpornika (moderne SMD komponente ga već imaju ugrađene, što će biti jasno u proces „zvonjenja“).
Označavanje svjetlosnih dioda u boji
Ne postoji općeprihvaćeno globalno označavanje takvih proizvoda, svaki proizvođač označava boju kako mu odgovara. U Rusiji se koristi LED označavanje boja, ali ga malo ljudi koristi, jer je lista elemenata sa slovnim oznakama prilično impresivna i retko ko se želi sjećati toga. Najčešća oznaka slova, koju mnogi smatraju općenito prihvaćenom. Ali takva oznaka je češća ne na moćnim elementima, već na LED trakama.
Dešifriranje koda za označavanje LED trake
Da biste razumjeli kako je traka označena, morate obratiti pažnju na tabelu:
| Pozicija u kodu | Svrha | Notacija | Dešifrovanje oznake |
|---|---|---|---|
| 1 | Izvor svjetlosti | LED | Dioda koja emituje svetlost |
| 2 | Boja sjaja | R | Crveni |
| G | Zeleno | ||
| B | Plava | ||
| RGB | Bilo koji | ||
| CW | Bijelo | ||
| 3 | Način montaže | smd | Uređaj za površinsku montažu |
| 4 | Veličina čipa | 3028 | 3,0 x 2,8 mm |
| 3528 | 3,5 x 2,8 mm | ||
| 2835 | 2,8 x 3,5 mm | ||
| 5050 | 5,0 x 5,0 mm | ||
| 5 | Broj LED dioda po metru dužine | 30 | |
| 60 | |||
| 120 | |||
| 6 | Stepen zaštite: | IP | Međunarodna zaštita |
| 7 | Od prodora čvrstih predmeta | 0-6 | Prema GOST 14254-96 (IEC standard 529-89) "Stepeni zaštite koje pružaju kućišta (IP kod)" |
| 8 | Od prodora tečnosti | 0-6 |
Na primjer, uzmimo određenu LED CW SMD5050/60 oznaku IP68. Iz nje možete shvatiti da imamo bijelu LED traku za površinsku montažu. Na njemu ugrađeni elementi su dimenzija 5x5mm, u količini od 60 kom/m. Stepen zaštite omogućava mu da radi pod vodom dugo vremena.
Šta se može učiniti od LED dioda vlastitim rukama?
Ovo je veoma interesantno pitanje. A ako odgovorite detaljno, onda će vam trebati dosta vremena. Najčešća upotreba svjetlosnih dioda je osvjetljenje spuštenih i rastezljivih plafona, radnog prostora u kuhinji ili čak kompjuterske tastature.
Stručno mišljenje
Inženjer-projektant ES, EM, EO (napajanje, elektro oprema, unutrašnje osvetljenje) ASP North-West doo
Pitajte stručnjaka“Za rad takvih elemenata potreban je stabilizator ili regulator snage. Može se uzeti čak i sa starog kineskog vijenca. Mnogi "obrtnici" pišu da je dovoljan konvencionalni transformator, ali to nije tako. U ovom slučaju, diode će treptati.”
Strujni stabilizator - koju funkciju obavlja
LED stabilizator je izvor napajanja koji smanjuje napon i izjednačava struju. Drugim riječima, stvara uslove za normalan rad elemenata. Istovremeno, štiti od prenapona ili podnapona na LED diodama. Postoje stabilizatori koji ne samo da mogu regulisati napon, osiguravajući neometano raspadanje svjetlosnih elemenata, već i kontrolirati boje ili modove treperenja. Zovu se kontrolori. Slični uređaji se mogu vidjeti na vijencima. Prodaju se i u trgovinama elektrotehnike za prebacivanje sa RGB trakama. Takvi kontroleri su opremljeni daljinskim upravljačima.
Shema takvog uređaja nije komplicirana, a po želji, najjednostavniji stabilizator može se napraviti vlastitim rukama. Da biste to učinili, potrebno vam je samo malo znanja o radio elektronici i sposobnost držanja lemilice u rukama.
dnevna svetla za auto
Upotreba svjetlosnih dioda u automobilskoj industriji prilično je česta. Na primjer, DRL se izrađuju isključivo uz njihovu pomoć. Ali ako automobil nije opremljen svjetlima, njihova kupovina može pogoditi džep. Mnogi entuzijasti automobila zadovoljavaju se jeftinom LED trakom, ali to nije baš dobra ideja. Pogotovo ako je snaga njegovog svjetlosnog toka mala. Dobar izlaz može biti kupovina samoljepljive trake na Cree diodama.
Sasvim je moguće napraviti DRL uz pomoć onih koji su već pokvarili, postavljanjem novih, snažnih dioda unutar starih kućišta.
Bitan! Dnevna svjetla su dizajnirana posebno da osiguraju da je automobil vidljiv danju, a ne noću. Nema smisla provjeravati kako će svijetliti u mraku. DRL-ovi bi trebali biti vidljivi na sunčevoj svjetlosti.
Trepćuće LED diode - čemu služe?
Dobra opcija za korištenje takvih elemenata bio bi bilbord. Ali ako statički svijetli, onda neće privući dužnu pažnju. Glavni zadatak je sastaviti i lemiti štit - to zahtijeva neke vještine, koje nije teško steći. Nakon montaže, možete montirati kontroler iz istog vijenca. Rezultat je trepereća reklama koja će jasno privući pažnju.
Muzika u boji na svetlećim diodama - da li je teško to učiniti
Ovaj posao više nije za početnike. Da biste sastavili punopravnu muziku u boji vlastitim rukama, potreban vam je ne samo tačan proračun elemenata, već i znanje o radio elektronici. Ali ipak, njegova najjednostavnija verzija je svima u moći.
U prodavnicama elektronike uvek možete pronaći senzor zvuka, a imaju ga i mnogi moderni prekidači (svetlo na pamuku). Ako imate LED traku i stabilizator, onda pokretanjem "+" od napajanja do trake kroz sličan kreker možete postići željeni rezultat.
Indikator napona: šta učiniti ako pregori
Moderni indikatorski odvijači se sastoje od samo svjetlosne diode i otpornika s izolatorom. Najčešće je to umetak od ebonita. Ako element iznutra izgori, sasvim je moguće zamijeniti ga novim. A boju će odabrati sam majstor.
Druga opcija je da se napravi kontinuitet lanca. Da biste to učinili, potrebne su vam 2 baterije za prste, žice i svjetlosna dioda. Nakon što smo baterije spojili u seriju, zalemimo jednu od nogu elementa na plus baterije. Žice će ići od druge noge i od minusa baterije. Kao rezultat toga, kada je dioda zatvorena, ona će zasvijetliti (ako polaritet nije obrnut).
LED dijagrami ožičenja - kako to učiniti ispravno
Takvi elementi se mogu povezati na dva načina - serijski i paralelno. U ovom slučaju ne smijemo zaboraviti da svjetlosna dioda mora biti pravilno postavljena. U suprotnom, krug neće raditi. U običnim elementima cilindričnog oblika to se može odrediti na sljedeći način: na katodi je vidljiva zastavica (-), nešto je veća od anode (+).
Kako izračunati otpor LED dioda
Izračunavanje otpora svjetlosne diode je vrlo važno. U suprotnom, element će jednostavno izgorjeti, nesposoban izdržati veličinu mrežne struje.
To se može učiniti pomoću formule:
R \u003d (VS - VL) / I, Gdje
- VS - napon napajanja;
- VL – nazivni napon za LED;
- I - LED struja (obično je 0,02 A, što je jednako 20 mA).
Sve je moguće po želji. Shema je prilično jednostavna - koristimo napajanje iz pokvarenog mobilnog telefona ili bilo kojeg drugog. Glavna stvar je da ima ispravljač. Važno je ne pretjerati s opterećenjem (sa brojem dioda), inače postoji opasnost od spaljivanja napajanja. Standardni punjač može lako izdržati 6-12 elemenata. Pozadinsko osvetljenje u boji za tastaturu računara možete montirati tako što ćete uzeti 2 plava, bela, crvena, zelena i žuta elementa. Ispada prilično lijepo.
Korisne informacije! Napon koji izlazi iz izvora napajanja je 3,7 V. To znači da diode moraju biti spojene u seriju sa uključenim parovima paralelno.
Paralelna i serijska veza: kako rade
Prema zakonima fizike i elektrotehnike, uz paralelnu vezu, napon se ravnomjerno raspoređuje na sve potrošače, ostajući nepromijenjen na svakom od njih. Kod sekvencijalne instalacije, protok se dijeli i na svakom od potrošača postaje višekratnik njihovog broja. Drugim riječima, ako uzmete 8 svjetlosnih dioda povezanih u nizu, one će raditi normalno od 12 V. Ako su spojene paralelno, pregorit će.
Spajanje dioda od 12 V kao najbolja opcija
Bilo koja LED traka dizajnirana je za spajanje na stabilizator koji proizvodi 12 ili 24 V. Danas je na policama ruskih trgovina predstavljen ogroman asortiman proizvoda različitih proizvođača s ovim parametrima. Ali ipak prevladavaju trake i kontroleri od 12 V. Ovaj napon je sigurniji za ljude, a cijena takvih uređaja je niža. Nezavisna veza na 12 V mrežu spomenuta je malo više, ali ne bi trebalo biti problema s povezivanjem na kontroler - popraćeni su dijagramom koji će razumjeti čak i školarac.
Konačno
Popularnost koju dobivaju svjetlosne diode ne može a da ne raduje. Na kraju krajeva, to tjera napredak da ide naprijed. I ko zna, možda će se u bliskoj budućnosti pojaviti nove LED diode, koje će po karakteristikama biti za red veličine veće od postojećih.
Nadamo se da je naš članak bio koristan dragom čitatelju. Ako imate pitanja o ovoj temi, postavite ih u diskusijama. Naš tim je uvijek spreman odgovoriti na njih. Pišite, podijelite svoje iskustvo, jer nekome može pomoći.
Video: kako pravilno spojiti LED
sadržaj:
LED rasvjeta postaje sve popularnija i postupno zamjenjuje tradicionalna rasvjetna tijela. Mnoge vrste LED dioda koje proizvode proizvođači stalno se poboljšavaju, njihov dizajn svake godine postaje sve bolji. Povećava se snaga, kućišta postaju optimizovanija za upotrebu u različitim oblastima. Ogroman izbor boja omogućava kreiranje odgovarajuće rasvjete u različitim prostorijama. Moderne LED diode, zbog svojih karakterističnih karakteristika, mogu se lako klasificirati po tipu, što uvelike olakšava njihov izbor za određene namjene.
Šta su LED diode
Prve LED diode korištene su kao indikatori i koriste se u ovoj oblasti sve do sada. Najviše se koriste indikatorske LED diode, koje su elementi izlaznog ožičenja. Imaju pravougaone ili okrugle leće i nalaze se od najjednostavnijih uređaja do najsofisticiranije moderne opreme. Koriste se ne samo za indikaciju, već i kao pozadinsko osvjetljenje.
Najkarakterističniji predstavnici ove grupe imaju okrugle konveksne leće, čiji se promjer kreće od 3 do 10 mm. Međutim, niska struja ovih LED dioda onemogućava dobivanje velike količine svjetlosti, što njihovu upotrebu kao rasvjetnih uređaja čini nepraktičnom. Najviše su prikladni za uređaje kao što su traka za trčanje i svjetlosna ploča. Oni zahtijevaju zanemarljivu struju i napon i gotovo se ne zagrijavaju.
Indikatorske LED diode mogu biti bijele ili obojene prema standardnom spektru boja. Neki dizajni su dostupni u višebojnim verzijama. U ovom slučaju jedno sočivo je opremljeno sa tri prijelaza, a donji dio sa četiri provodnika. Takvi elementi su funkcionalniji, što omogućava izradu LED displeja u boji.
S razvojem tehnologije, modernije svijetle LED diode počele su se koristiti u izlaznom ožičenju. Intenzitet svjetla ovih elemenata je mnogo veći od intenziteta indikatorskih LED dioda, pa su se naširoko koristili za baterijske lampe.
Površinska montaža na štampanu ploču sve se više izvodi pomoću LED dioda koje kombinuju funkcije indikatora i osvetljenja. Poznat kao SMD - uređaj za površinsku montažu. Priloženi su u kutijama sa standardnim rasponom veličina. Po snazi se mogu porediti sa LED indikatorima. Veliki broj takvih LED dioda može se montirati na malu površinu PCB-a. Zbog toga je moguće dobiti LED lampe, te panele gotovo bilo koje veličine.
Zasebno, vrijedi napomenuti grupu super-svijetlih LED dioda, koja se široko koristi u vanjskom oglašavanju i ugađanju automobila. Poznate su kao "Piranha", imaju pravougaoni oblik i poboljšana svojstva raspršivanja. Četiri izlaza omogućuju vam da čvrsto pričvrstite element na ploču ili drugu ravninu. Glavne boje su bijela, crvena, zelena i plava, dimenzije su 3-7,7 mm.
Trenutno se LED diode najčešće koriste u zatvorenom prostoru. Predstavljeni su linijom modela OWL, što je skraćenica od Ghip On Board. Ovi izvori svjetlosti mogu biti topli i hladni, bijeli, žuti i druge nijanse. Po boji su slične običnim žaruljama sa žarnom niti, fluorescentnim lampama, pa čak i prirodnom sunčevom svjetlu. Ovi parametri direktno zavise od karakteristika poluprovodnika i deponovanog fosfora. Za premazivanje se koriste uglavnom plave LED diode, što omogućava dobijanje crvene, zelene, žute i drugih boja. Kvaliteti svjetlosti su što je moguće bliži fluorescentnoj rasvjeti.
Strukturno, COB LED diode se sastoje od mnogih kristalnih poluvodiča postavljenih na zajedničku podlogu i obloženih fosforom. Tako je moguće postići visoku svjetlinu zbog ukupnog svjetlosnog toka koji stvara nekoliko izvora svjetlosti smještenih vrlo blizu jedan drugom. Ako je potrebno, ove LED diode se mogu koristiti kao indikatori.
Tokom rada, ovi elementi nužno trebaju odvođenje topline, a uređaji povećane i velike snage opremljeni su radijatorima. U suprotnom, pod utjecajem topline, LED kristali će biti uništeni. Ako se utvrdi da su djelimično uništeni, morat će se zamijeniti cijela podloga. Stoga je preporučljivo unaprijed voditi računa o hlađenju.
Danas su sve popularniji izvori svjetlosti s filamentnim žarkom, čije LED diode liče na konvencionalnu nit. Svojstva svjetla ove vrste LED dioda su znatno superiornija u odnosu na bilo koji OWL model. To se postiže velikim brojem kristala postavljenih na staklenu podlogu. Nadalje, cijela struktura je ispunjena fluorescentnim sastavom. Ova tehnologija se zove Chip On Glass, što znači čip na staklu.
Vidljivi čvrsti ugao je 3600, tako da je izlaz svetlosti veći nego kod ravnih matrica. LED lampa od 6W ima istu snagu svetlosti kao i konvencionalna sijalica sa žarnom niti od 60W.
LED parametri
Jedna od glavnih karakteristika LED dioda je radna struja. Činjenica je da ovi elementi mogu raditi samo pri određenoj jakosti struje, što osigurava normalne performanse. Stoga će čak i neznatni višak zadane vrijednosti struje brzo dovesti do kvara LED diode - jednostavno će izgorjeti.
Radna struja je različita za svaki tip izvora svjetlosti. Jače ćelije zahtijevaju odgovarajuću veću struju. Za podešavanje potrebne vrijednosti struje, u svaku LED lampu i svjetiljku ugrađuju se posebni drajveri. Ako je LED spojen odvojeno, potrebno je poznavanje njegovih tehničkih karakteristika kako bi se ograničila struja pomoću željenog drajvera, kondenzatora ili otpornika.
Jednako važan parametar LED dioda je radni napon. Njegova vrijednost ovisi o samim poluvodičima i drugim materijalima koji se koriste u proizvodnji. Dakle, LED diode različitih boja imaju različite radne napone. Odnosno, vrijednost radnog napona može se postaviti bojom određene LED diode.
U većini slučajeva, svjetiljke i LED trake napajaju drajveri sa izlaznom konstantnom strujom od 12 V. To jest, mogu biti samo 4 LED diode u serijskom kolu s radnim naponom od 3 V. Ako uključite dodatnu petu LED diodu , takav sklop neće raditi. Ova karakteristika se naziva i pad napona, koji u ovom slučaju iznosi 3 volta.
Ne smijemo zaboraviti na takav parametar kao što je snaga LED-a. Na njegove performanse utiču dvije prethodne karakteristike - radna struja i pad napona. Velika struja za LED diode velike snage mora biti kombinovana sa visokokvalitetnim sistemom hlađenja. Za to se koriste aluminijski i bakreni radijatori, kao i hladnjaci prisilnog zraka.
Snaga bilo koje LED diode određuje se množenjem vrijednosti napona sa jačinom struje. Prilikom izračunavanja LED sklopa uzimaju se u obzir svi korišteni elementi. Na primjer, ukupna snaga LED diode koja uključuje 100 1 vati kristala bit će 100 vati.
Emituju ga rasvjetne LED diode, ima veću snagu u odnosu na druge izvore - žarulje sa žarnom niti, fluorescentne i druge sijalice iste ili veće snage. Posljedično, oni također imaju veću svjetlosnu efikasnost po vatu snage određene LED diode. Međutim, ovi vrhunski kvaliteti će značajno varirati, ovisno o vrsti i izradi određenog predmeta.
Ugao disperzije nije od male važnosti. Za LED diode, manji je nego kod drugih lampi. Za njegovo proširenje koriste se posebna divergentna sočiva. Ako je potrebno stvoriti uzak ugao raspršenja, konvergentna sočiva se koriste za sužavanje svjetlosnog snopa. Svjetlina LED snopa svjetlosti će biti neujednačena u granicama ugla raspršenja. Sjajni sjaj u centru postepeno se smanjuje kako se svjetlosni tok približava rubovima ovog ugla.
Klasifikacija
LED diode su male svjetleće sijalice napravljene od poluvodičkih materijala. U prošlosti su se koristili kao indikator koji je pokazivao da je uređaj uključen. Sada programeri pružaju inovativne uređaje koji se mogu koristiti u različitim poljima. Snaga LED-a vam omogućava da ih koristite ne samo kao dekor, već i za osvjetljenje prostorija.
Proces proizvodnje
LED diode su mali kristali, uzgajaju se od hemijskih komponenti. Svaki od njih je instaliran u posebnom kućištu. Kojim postupkom će se kristal napraviti ovisi o vrsti LED-a. Radni nalog:
Prije proizvodnje LED svjetiljki ili drugih uređaja, LED diode se provjeravaju na servisiranje. Testiraju se na posebnim štandovima.
Raznolikost LED dioda
Prije kupovine proizvoda, morate shvatiti koje su LED diode, gdje se koriste i kako se dešifruje naznačena oznaka. Dijele se ne samo po načinu primjene, već i po ugradnji na ploču. Mogu biti indikatorski, svjetlosni i laserski. Vrste LED dioda:
Glavne karakteristike
Prije nego što odaberete pravu lampu za rasvjetu, morate znati osnovne karakteristike LED dioda. To će pomoći u postizanju potrebnog osvjetljenja u prostoriji. Glavne karakteristike uključuju radnu struju, snagu i napon, nivo svetlosnog toka, temperaturu boje, ugao i opseg sjaja. O čemu zavise ove karakteristike:
Prednosti i nedostaci
LED lampe su nova i široko rasprostranjena tehnologija. Da biste utvrdili jesu li takvi proizvodi potrebni u kući, morate znati njihove prednosti i nedostatke. Prednosti dioda:
Najveći nedostatak LED lampi je visoka cijena. Ako ih usporedimo s konvencionalnim svjetiljkama, onda je njihova cijena 2 puta veća. Ali brzo se isplati.
Unatoč činjenici da proizvođač daje 10-godišnju garanciju, ovaj period može biti mnogo kraći. Na to utječe tehnologija proizvodnje i korišteni materijali. Još jedan nedostatak LED lampi je što nisu prikladne za jednostavne dimmere i prekidače indikatora. Da biste uklonili ovaj problem, kupite posebne lampe.
Kako se ne bismo izgubili među raznim vrstama i vrstama LED dioda, potreban nam je jedan standard, prema kojem se sve diode koje emitiraju svjetlost mogu podijeliti u grupe prema određenim parametrima. Ali, kako se ispostavilo, ne postoji takav standard, a svaki proizvođač LED-a klasificira proizvode po vlastitom nahođenju. Razlog za ovakav pristup je očigledan. Optoelektronika se ubrzano razvija, pojavljuju se novi modeli LED dioda, napravljeni korištenjem naprednijih tehnologija.
Nažalost, također neće uspjeti prvo navesti glavne, a zatim sekundarne karakteristike. Ova podjela je vrlo subjektivna. Stoga ćemo morati prijeći na detaljno razmatranje problema kako bi se čitatelj mogao jasno upoznati sa svim najčešćim vrstama i vrstama dioda koje emitiraju svjetlost.
Klasifikacija boja
Trenutne tehnologije omogućavaju dobijanje LED kristala bilo koje boje zračenja u vidljivom opsegu. Za to se koriste hemijska jedinjenja poluvodičkih materijala indija i galija sa različitim elementima. U svrhu objedinjavanja, pored boje, na pakovanju sa proizvodom je naznačena još jedna karakteristika: talasna dužina zračenja. Pomaže da se što preciznije identificira nijansa. Na primjer, bilo koji kristal koji emituje svjetlost s talasnom dužinom od 500 do 570 nm može se pripisati zelenoj LED diodi. U ovom slučaju, primjerak s λ = 500-520 nm imat će boju morskog vala, a s λ većim od 550 nm - nijansu salate. Međuboje se dobijaju metodom bliskog rasporeda tri kristala: plavog, crvenog i zelenog, nakon čega sledi kontrola snage njihovog sjaja. To su takozvane RGB LED diode. Postoje i dvobojni tipovi, koji se uglavnom koriste u indikatorskoj rasvjeti.
U posebnom pasusu treba spomenuti bijele vrste LED dioda. Imaju širok emisioni spektar i formiraju se u pravilu na bazi ultraljubičaste LED diode obložene fosforom. Bijele LED diode imaju vlastitu gradaciju u nijansama (topla, neutralna, hladna), koja se izražava kao parametar kao što je .
UV i IR tipovi emitujućih dioda, iako ne rade u vidljivom spektru, ali svojim praktičnim prednostima takođe zaslužuju mjesto na listi LED varijanti.
Razlike u snazi
Ovisno o namjeni, potrošnja energije može se kretati od jedinica mW do desetina vati. Prvi, najmanji tipovi LED dioda su goli kristali. Koriste se za kreiranje COB matrica koristeći najnoviju tehnologiju. Drugi tip može uslovno uključivati proizvode snage od 60 mW do 1 W (ultra-svijetli u prozirnom kućištu, SMD 3528 i njihovi derivati). Treća grupa će uključivati LED diode sa snagom disipacije većom od 1 W, za koje je potreban dodatni sistem hlađenja. COB matrice se smatraju najmoćnijim. Jedan takav modul dimenzija 35x35 mm može da odvede do 180 vati.
Moć svetlosti
Ova karakteristika je direktno povezana sa parametrima kao što su snaga, ugao sjaja i tehnologija proizvodnje. Što je ugao manji, to je veća svjetlina na mjernoj tački. Super-svetle LED diode sa uglom disperzije snopa od 110° imaju intenzitet svetlosti od oko 1000 mcd, a sa uglom od 15° - intenzitet svetlosti od 35,000 mcd.
U američkoj korporaciji svaka generacija moćnih bijelih LED dioda je navedena u zasebnoj grupi (S5, T6, U3...). Stoga proizvođač pokušava istaknuti svaki novi tip LED dioda, koji ima povećan svjetlosni tok pri istoj potrošnji energije.
Treba napomenuti da su zastarjele difuzne LED diode tipa s intenzitetom svjetlosti od 0,4-6 mcd prestale biti tražene i praktički su zamijenjene super-svijetlim kolegama sa svjetlosnim izlazom hiljadama puta.
Klasifikacija napona
Pad napona jednočipnih LED dioda određen je njihovom snagom i bojom emisije i ima fiksni okvir. Na primjer, dioda koja emituje bijelo svjetlo može imati pad napona od 3,3 do 3,6 volti.
Povećanje struje kroz kristal kako bi se povećala svjetlina ne bi se moglo nastaviti beskonačno. Kao rezultat toga, kompanije su pokrenule proizvodnju LED dioda sa više čipova, koje su dizajnirane za napone od 9, 12, 18, 24, 48, 72 volta. Sjajni predstavnik ove porodice su COB-matrice bijelog sjaja.
Nemoguće je ne spomenuti filamente, koje se napajaju konstantnim naponom od oko 70 V. Ove specifične šipke se koriste u lampama sa imitacijom niti.
Vrsta izvedbe i namjena
Ako uđete u detalje, ovaj odjeljak će postati vrlo opsežan. Uostalom, svaki proizvođač proizvodi stotine vrsta LED dioda koje se razlikuju po geometrijskim dimenzijama. A ipak postoje znakovi po kojima se mogu naručiti. Navodimo glavne vrste LED dioda.
- Niska struja. Ultra svijetle LED diode s dva terminala u okruglom prozirnom kućištu od 3, 5 ili 10 mm. Najčešće se ova vrsta LED dioda koristi kao indikatori, reklamni i informativni moduli ili semafori. Drugi podtip niskostrujnih LED dioda su komponente u pravougaonom ili kvadratnom SMD pakovanju veličine do 3x3,5 mm. SMD varijante se najčešće koriste u konstrukciji tikera i displej sistema.
- Moćan SMD. Sastavljen na jednom čipu bez sočiva, ovaj tip se koristi u LED lampama i potrošačkim trakama. Postoje i opcije sastavljene na nekoliko kristala sa zajedničkim sočivom. Multi-chip vrste LED dioda koriste se za industrijsku i dekorativnu rasvjetu.
- COB moduli. Proizvodi bijelog sjaja mogu doseći veličinu od 38x38 mm u obliku kvadrata i 50x6 mm u obliku ravnala. Zbog povećanog svjetlosnog toka, traženi su u dizajnu reflektora i svjetiljki za uličnu rasvjetu.
- LED žaruljica. Izrađen u obliku štapa dužine oko 30 mm sa mnogo kristala na površini. Trenutno se samo otkrivaju mogućnosti žarulja sa žarnom niti. Do sada su se filamentne LED diode masovno koristile samo za stvaranje 220V.
- OLED. Ova vrsta tankoslojnih organskih dioda koje emituju svjetlost primjenjuje se u konstrukciji organskih displeja.
- Emitirajuće diode u IR i UV opsegu. Proizvode se u kućištu sa provodnicima iu SMD verziji. Među robom široke potrošnje, mogu se vidjeti u daljinskim upravljačima i lampama za sušenje noktiju.
U zaključku, vrijedno je napomenuti da gornja klasifikacija LED dioda nije potpuna i može se dodatno dopuniti podvrstama i grupama. Isto važi i za opseg koji se stalno širi. Ali opći koncept koji su iznijeli lideri u proizvodnji optoelektronike Nichia, Cree i Philips opisan je u ovom članku što je detaljnije moguće.
Pročitajte također
Klasifikacija LED dioda u različite tipove i podvrste sada je prilično proizvoljna. To je zbog brzog rasta optoelektronike u posljednjih nekoliko decenija. Novi proizvodi se pojavljuju brže nego što se jedna ili druga shema klasifikacije ima vremena formirati. Proizvođači klasifikuju tipove emitujućih dioda u grupe sa zajedničkim karakteristikama. u skladu sa sopstvenim razmatranjima ispravnosti i svrsishodnosti. U ovom slučaju, često diode s istim parametrima različitih proizvođača mogu pasti u potpuno različite grupe. Znakovi klasifikacije mogu biti različiti: boja zračenja, snaga LED diode, od čega se LED dioda sastoji, njegova namjena i drugo ...
Koji znakovi se mogu smatrati glavnim, a koji sekundarnim? Ne postoji jedinstven odgovor na ovo pitanje. Pokušajmo ukratko pokriti čitav niz solid-state izvora svjetlosti, na osnovu parametara kao što su boja emisije i snaga.
Boja
LED diode variraju u talasnoj dužini emitovane svetlosti. Različite boje (zračenje različitih talasnih dužina) dobijaju se korišćenjem različitih poluprovodničkih materijala na bazi LED dioda. Do danas je moguće proizvesti LED diode bilo koje vidljive boje (valne dužine vidljivog spektra od 400 do 760 nm), kao i infracrvene i ultraljubičaste. Posebnu pažnju treba obratiti na bijele LED diode. Dobivaju se primjenom posebnog fosfora na plave LED diode (rjeđe ultraljubičaste). Fosfor pretvara plavo svjetlo u bijelo, dok se efikasnost LED-a prirodno smanjuje.
Različite vrste bijelih LED dioda konvencionalno se klasificiraju prema vrsti nijansi bijelog svjetla: toplo, neutralno i hladno. Karakteristika boje u ovom slučaju je korelirana temperatura boje, koja se mjeri u Kelvinima [K]. Za tople diode to je 2600-3700 K, za neutralne 3700-5000 K, za hladne diode - 5000-10000 K. Važno je napomenuti da, s obzirom da su ostali parametri kristala isti, to je toplija nijansa LED diode, što je manja njegova efikasnost. Shodno tome, što je hladnije (što je veći udio plave svjetlosti u ukupnom fluksu), to je dioda efikasnija. Vjeruje se da su LED diode tople boje pogodnije za unutrašnju rasvjetu, a hladne LED diode za uličnu rasvjetu.
Snaga
Raspon snage industrijski proizvedenih LED dioda počinje od nekoliko milivata i završava se sa desetinama vati. Najmoćniji single-chip XML LED proizvodi CREE i ima maksimalnu radnu struju od 3 A, dok su dimenzije pakovanja samo 5x5 mm. Glavni opseg takvih dioda je ulična i industrijska rasvjeta, jer. imaju vrlo veliku ukupnu svjetlinu i, na niskoj visini ovjesa, stvaraju snažan efekat odsjaja.
Među rasvjetnim LED diodama najveću popularnost su stekle LED diode od jednog vata nazivne struje od 350 mA i LED diode od tri vata sa strujom od 700 mA, jer. pogodni su za većinu aplikacija i imaju najveći izbor gotovih izvora napajanja. Štoviše, podjela tipova LED dioda po vatima je prilično proizvoljna: u pravilu se ista LED dioda može koristiti u različitim režimima napajanja odabirom vrijednosti radne struje od 350 ili 700 mA (u ovom slučaju, pasoška vrijednost maksimalna radna struja bi prirodno trebala biti > 700 mA). Međutim, povećanjem struje moramo voditi računa o odvođenju topline, inače će LED dioda početi brzo degradirati. Bolje je ne koristiti LED diode na maksimalnoj struji, već ostaviti marginu od najmanje 30% (na primjer, postaviti 700 mA na I max = 1000 mA). Također morate zapamtiti da kako se struja povećava, svjetlosni izlaz se smanjuje. Stoga, u slučajevima kada je potrebno postići maksimalnu efikasnost, bolje je smanjiti struju.
Mnogi proizvođači kombinuju LED diode u moćne matrice: kristali, obično povezani u serijsko-paralelna kola, postavljeni su na istu osnovu i ispunjeni su zajedničkim fosfornim slojem. Ova tehnologija se zove Chip-On-Board ili skraćeno COB.
COB moduli mogu imati snagu do nekoliko stotina vati i koriste se za rasvjetu.
LED diode male snage (0,05 ... 0,5 W) se uglavnom koriste za osvjetljavanje displeja različitih uređaja, uključujući mobilne uređaje.
Ovo je najveća niša na LED tržištu. Također, LED diode male snage mogu se koristiti za osvjetljenje: u slučaju kada je potrebno dobiti ravnomjerno svijetleću površinu sa niskim ukupnim osvjetljenjem, LED moduli se izrađuju od desetina ili čak stotina LED dioda male snage. Najbolje od svega, takvi izvori svjetlosti su prikladni za unutarnju rasvjetu.
Najmanju snagu imaju LED diode koje se koriste za indikaciju ili jednostavno indikatorske. Vrlo su raznolike po obliku i veličini, neke vrste su prikazane na donjoj slici.
