Types et types de LED - une classification complète. Caractéristiques des LED : consommation de courant, tension, puissance et rendement lumineux LED plates

Depuis l'invention de l'éclairage électrique, les scientifiques ont créé des sources de plus en plus économiques. Mais une véritable percée dans ce domaine a été l'invention des LED, qui ne sont pas inférieures en termes de flux lumineux à leurs prédécesseurs, mais consomment beaucoup moins d'électricité. Leur création, partant du premier élément indicateur et se terminant par la diode Cree la plus brillante à ce jour, a été précédée d'un énorme travail. Aujourd'hui, nous allons essayer d'analyser les différentes caractéristiques des LED, découvrir comment ces éléments ont évolué et comment ils sont classés.

A lire dans l'article :

Le principe de fonctionnement et le dispositif des diodes lumineuses

Les LED se distinguent des dispositifs d'éclairage habituels par l'absence de filament, ampoule fragile et de gaz dedans. C'est un élément fondamentalement différent. En termes scientifiques, la lueur est créée en raison de la présence de matériaux de type p et n. Le premier accumule une charge positive et le second une charge négative. Les matériaux de type P accumulent des électrons en eux-mêmes, tandis que des trous se forment dans les matériaux de type n (endroits où les électrons sont absents). Au moment où une charge électrique apparaît sur les contacts, ils se précipitent vers la jonction p-n, où chaque électron est injecté précisément dans le type p. Du côté de l'inverse, contact négatif de type n, à la suite d'un tel mouvement, une lueur se produit. Elle est due à la libération de photons. Cependant, tous les photons n'émettent pas de lumière visible à l'œil humain. La force qui fait bouger les électrons s'appelle le courant LED.

Ces informations ne sont d'aucune utilité pour le grand public. Il suffit de savoir que la LED a un boîtier solide et des contacts, qui peuvent aller de 2 à 4, et que chaque LED a sa propre tension nominale requise pour l'incandescence.

Bon à savoir! La connexion se fait toujours dans le même ordre. Cela signifie que si un «+» est connecté au contact «-» de l'élément, il n'y aura pas de lueur - les matériaux de type p ne peuvent tout simplement pas être chargés, ce qui signifie qu'il n'y aura aucun mouvement vers la transition.

Classification des LED selon leur domaine d'application

De tels éléments peuvent être des indicateurs et des éclairages. Les premiers ont été inventés plus tôt que les seconds, alors qu'ils sont utilisés depuis longtemps dans l'électronique radio. Mais avec l'avènement du premier éclairage LED, une véritable percée dans le domaine de l'électrotechnique a commencé. La demande d'appareils d'éclairage de ce type ne cesse de croître. Mais les progrès ne s'arrêtent pas - de plus en plus de nouvelles espèces sont inventées et introduites dans la production, qui deviennent plus brillantes, sans consommer plus d'énergie. Regardons de plus près ce que sont les LED.

Voyants LED : un peu d'histoire

La première LED rouge de ce type a été créée au milieu du XXe siècle. Bien qu'il ait une faible efficacité énergétique et émette une faible lueur, la direction s'est avérée prometteuse et les développements dans ce domaine se sont poursuivis. Dans les années 70, des éléments verts et jaunes apparaissent, et le travail sur leur amélioration ne s'arrête pas. À la 90e année, la force de leur flux lumineux atteint 1 Lumen.

1993 est marquée par l'apparition au Japon de la première LED bleue, beaucoup plus lumineuse que ses prédécesseurs. Cela signifiait que maintenant, en combinant trois couleurs (qui composent toutes les nuances de l'arc-en-ciel), vous pouvez en obtenir n'importe laquelle. Au début des années 2000, le flux lumineux atteint déjà 100 Lumens. De nos jours, les LED ne cessent de s'améliorer, augmentant la luminosité sans augmenter la consommation d'énergie.

Utilisation des LED dans l'éclairage résidentiel et industriel

Désormais, de tels éléments sont utilisés dans toutes les industries, qu'il s'agisse de mécanique ou d'automobile, d'éclairage d'ateliers de production, de rues ou d'appartements. Si nous prenons les derniers développements, nous pouvons dire que même les caractéristiques des LED pour lampes de poche ne sont parfois pas inférieures aux anciennes lampes halogènes 220 V. Essayons de donner un exemple. Si l'on prend les caractéristiques d'une LED de 3 W, alors elles seront comparables à celles d'une lampe à incandescence d'une consommation de 20-25 W. Il s'avère que les économies d'énergie sont presque 10 fois supérieures, ce qui, avec une utilisation quotidienne constante dans l'appartement, donne un avantage très important.

Quels sont les avantages des LED et quels sont leurs inconvénients ?

On peut dire beaucoup sur les qualités positives des diodes lumineuses. Les principaux peuvent être appelés :

Quant aux côtés négatifs, il n'y en a que deux :

Fonctionne uniquement avec une tension constante ;
Il découle du premier - le coût élevé des lampes basées sur celles-ci en raison de la nécessité d'utiliser (une unité de stabilisation électronique).

Quelles sont les principales caractéristiques des LED ?

Lors du choix de tels éléments dans un but particulier, chacun fait attention à ses données techniques. Les principales choses à faire attention lors de l'achat d'appareils basés sur eux:

courant de consommation ;
Tension nominale;
consommation d'énergie;
température de couleur;
la puissance du flux lumineux.

C'est ce que l'on peut voir sur l'étiquette. En fait, il y a beaucoup plus de fonctionnalités. Parlons d'eux maintenant.

Consommation de courant LED - qu'est-ce que c'est

La consommation de courant de la LED est de 0,02 A. Mais cela ne s'applique qu'aux éléments à monocristal. Il existe également des diodes lumineuses plus puissantes, qui peuvent comprendre 2, 3 ou même 4 cristaux. Dans ce cas, la consommation de courant augmentera, un multiple du nombre de puces. C'est ce paramètre qui dicte la nécessité de sélectionner une résistance soudée à l'entrée. Dans ce cas, la résistance de la LED empêche le courant élevé de brûler instantanément l'élément LED. Cela peut être dû à un courant secteur élevé.

Tension nominale

La tension d'une LED est directement liée à sa couleur. Cela est dû à la différence de matériaux pour leur fabrication. Considérons cette dépendance.

Couleur des DEL	Matériel	Tension directe à 20 mA
		Valeur typique (V)	Portée (V)
IR	GaAs, GaAlAs	1,2	1,1-1,6
Rouge	GaAsP, GaP, AlInGaP	2,0	1,5-2,6
Orange	GaAsP, GaP, AlGaInP	2,0	1,7-2,8
Jaune	GaAsP, AlInGaP, GaP	2,0	1,7-2,5
Vert	GaP, InGaN	2,2	1,7-4,0
Bleu	ZnSe, InGaN	3,6	3,2-4,5
Blanc	Diode bleu/UV avec phosphore	3,6	2,7-4,3

Résistance LED

Par elle-même, la même LED peut avoir une résistance différente. Il change en fonction de l'inclusion dans le circuit. Dans un sens - environ 1 kOhm, dans l'autre - quelques MΩ. Mais il y a une nuance ici. La résistance de la LED n'est pas linéaire. Cela signifie qu'il peut varier en fonction de la tension qui lui est appliquée. Plus la tension est élevée, plus la résistance sera faible.

Flux lumineux et angle du faisceau

L'angle du flux lumineux des LED peut varier en fonction de leur forme et de leur matériau de fabrication. Il ne peut pas dépasser 120 0 . Pour cette raison, si une plus grande dispersion est requise, des réflecteurs et des lentilles spéciaux sont utilisés. C'est la qualité de la "lumière directionnelle" et contribue au plus grand flux lumineux, qui peut atteindre 300-350 lm pour une seule LED de 3 watts.

Puissance des lampes LED

La puissance des LED est une valeur purement individuelle. Elle peut varier dans la plage de 0,5 à 3 watts. Il peut être déterminé à l'aide de la loi d'Ohm. P=je × tu , Où je est la force actuelle, et tu - Tension LED.

La puissance est un indicateur assez important. Surtout lorsqu'il est nécessaire de calculer ce qui est nécessaire pour un certain nombre d'éléments.

Température colorée

Ce réglage est similaire aux autres lampes. Le spectre de température est le plus proche de celui des lampes fluorescentes à LED. La température de couleur est mesurée en K (Kelvin). La lueur peut être chaude (2700-3000K), neutre (3500-4000K) ou froide (5700-7000K). En fait, il y a beaucoup plus de nuances, voici les principales.

Taille de la puce LED

Il ne sera pas possible de mesurer ce paramètre par vous-même lors de l'achat, et le cher lecteur comprendra maintenant pourquoi. Les tailles les plus courantes sont 45x45 mil et 30x30 mil (correspondant à 1 W), 24x40 mil (0,75 W) et 24x24 mil (0,5 W). Si traduit dans un système de mesure plus familier, alors 30x30 mil sera égal à 0,762x0,762mm.

Il peut y avoir plusieurs puces (cristaux) dans une LED. Si l'élément n'a pas de couche de phosphore (RVB - couleur), le nombre de cristaux peut être compté.

Important! Vous ne devriez pas acheter de LED de fabrication chinoise très bon marché. Ils peuvent être non seulement de mauvaise qualité, mais leurs caractéristiques sont le plus souvent surestimées.

Que sont les LED SMD : leurs caractéristiques et leur différence par rapport aux LED conventionnelles

Un décodage clair de cette abréviation ressemble à Surface Mount Devices, qui signifie littéralement "monté sur la surface". Pour clarifier les choses, nous pouvons rappeler que des diodes lumineuses cylindriques ordinaires sur pattes sont encastrées dans la carte et soudées de l'autre côté. En revanche, les composants SMD sont fixés avec des pattes du même côté où ils se trouvent eux-mêmes. Cette installation permet de créer des circuits imprimés double face.

Ces LED sont beaucoup plus lumineuses et plus compactes que les LED conventionnelles et sont des éléments d'une nouvelle génération. Leurs dimensions sont indiquées dans le marquage. Mais ne confondez pas la taille de la LED SMD et le cristal (puce) dont il peut y en avoir plusieurs dans le composant. Jetons un coup d'œil à certaines de ces diodes lumineuses.

Paramètres LED SMD2835 : dimensions et spécifications

De nombreux débutants confondent le marquage SMD2835 avec SMD3528. D'une part, ils devraient être identiques, car le marquage indique que ces LED ont une taille de 2,8x3,5 mm et 3,5 par 2,8 mm, ce qui revient au même. Cependant, cela est trompeur. Les caractéristiques techniques de la LED SMD2835 sont bien supérieures, alors qu'elle n'a qu'une épaisseur de 0,7 mm contre 2 mm pour la SMD3528. Considérez les données SMD2835 avec une puissance différente :

Paramètre	Chinois 2835	2835 0.2W	2835 0.5W	2835 1W
Intensité du flux lumineux, Lm	8	20	50	100
Consommation d'énergie, W	0,09	0,2	0,5	1
Température, en degrés C	+60	+80	+80	+110
Courant de consommation, mA	25	60	150	300
Tension, V	3,2

Comme vous pouvez le comprendre, les caractéristiques techniques du SMD2835 peuvent être assez diverses. Tout dépend de la quantité et de la qualité des cristaux.

Caractéristiques de la LED 5050 : composant SMD plus grand

De manière assez surprenante, avec de grandes dimensions, cette LED a un flux lumineux inférieur à la version précédente - seulement 18-20 Lm. La raison en est le petit nombre de cristaux - généralement il n'y en a que deux. L'application la plus courante de tels éléments se trouve dans les bandes de LED. La densité de la bande est généralement de 60 pcs/m, ce qui donne un total d'environ 900 lm/m. Leur avantage dans ce cas est que la bande donne une lumière calme et uniforme. Dans ce cas, l'angle de son éclairement est maximal et égal à 120 0 .

Ces éléments sont produits avec une lueur blanche (nuance froide ou chaude), une couleur (rouge, bleu ou vert), trois couleurs (RVB) ainsi que quatre couleurs (RVBW).

Caractéristiques des LED SMD5730

Par rapport à ce composant, les précédents sont déjà considérés comme obsolètes. On peut déjà les appeler des LED même super brillantes. 3 volts, qui alimentent à la fois 5050 et 2835, donnent jusqu'à 50 lm à 0,5 watts ici. Les caractéristiques techniques du SMD5730 sont d'un ordre de grandeur supérieur, ce qui signifie qu'elles doivent être prises en compte.

Pourtant, ce n'est pas la LED la plus brillante des composants SMD. Relativement récemment, des éléments sont apparus sur le marché russe qui ont littéralement «branché la ceinture» tout le reste. À leur sujet maintenant et seront discutés.

LED Cree : caractéristiques et données techniques

À ce jour, il n'existe aucun analogue des produits cris. Les caractéristiques de leurs LED ultra-lumineuses sont vraiment étonnantes. Si les éléments précédents pouvaient se vanter d'un flux lumineux de seulement 50 lm à partir d'une puce, alors, par exemple, les caractéristiques de la LED XHP35 de Cree parlent de 1300-1500 lm à partir d'une puce. Mais leur puissance est supérieure - elle est de 13 watts.

Si nous résumons les caractéristiques des différentes modifications et modèles de LED de cette marque, nous pouvons voir ce qui suit :

La force du flux lumineux de la LED SMD "Cree" s'appelle un bac, qui doit être apposé sur l'emballage. Récemment, il y a eu beaucoup de contrefaçons pour cette marque, principalement fabriquées en Chine. Lors de l'achat, il est difficile de les distinguer, mais après un mois d'utilisation, leur lumière s'estompe et ils cessent de se différencier des autres. A un coût assez élevé, une telle acquisition sera une surprise plutôt désagréable.

Nous vous proposons une courte vidéo sur ce sujet :

Vérifier la LED avec un multimètre - comment faire

Le moyen le plus simple et le plus abordable est la "numérotation". Les multimètres ont une position de commutation séparée spécifiquement pour les diodes. Après avoir mis l'appareil dans la position souhaitée, nous touchons les sondes aux pattes de la LED. Si l'écran affiche le chiffre "1", la polarité doit être inversée. Dans cette position, le buzzer du multimètre doit émettre un bip et la LED doit être allumée. Si cela ne se produit pas, c'est qu'il est hors service. Si la diode lumineuse fonctionne, mais ne fonctionne pas lorsqu'elle est soudée dans le circuit, il peut y avoir deux raisons à cela - son emplacement incorrect ou la défaillance de la résistance (les composants SMD modernes l'ont déjà intégré, ce qui sera clair dans le processus de "sonnerie").

Marquage de couleur des diodes lumineuses

Il n'y a pas d'étiquetage global généralement accepté pour ces produits, chaque fabricant désigne la couleur qui lui convient. En Russie, le marquage couleur LED est utilisé, mais peu de gens l'utilisent, car la liste des éléments avec des désignations de lettres est assez impressionnante et presque personne ne veut s'en souvenir. La désignation de lettre la plus courante, que beaucoup considèrent comme généralement acceptée. Mais un tel marquage est plus courant non pas sur des éléments puissants, mais sur des bandes de LED.

Déchiffrer le code de marquage des rubans LED

Afin de comprendre comment la bande est marquée, vous devez faire attention au tableau:

Position dans le code	But	Notation	Déchiffrer l'appellation
1	Source de lumière	DIRIGÉ	Diode électro-luminescente
2	Couleur éclatante	R	Rouge
		g	Vert
		B	Bleu
		RVB	N'importe quel
		CW	Blanc
3	Méthode de montage	CMS	Appareil monté en surface
4	Taille de puce	3028	3,0 × 2,8 mm
		3528	3,5 × 2,8 mm
		2835	2,8 × 3,5 mm
		5050	5,0 x 5,0 mm
5	Nombre de LED par mètre de longueur	30
		60
		120
6	Degré de protection:	IP	Protection internationale
7	De la pénétration d'objets solides	0-6	Selon GOST 14254-96 (norme CEI 529-89) "Degrés de protection fournis par les boîtiers (code IP)"
8	De la pénétration liquide	0-6

Prenons par exemple un marquage LED CW SMD5050/60 IP68 spécifique. De là, vous pouvez comprendre que nous avons une bande LED blanche pour le montage en surface. Les éléments installés dessus ont une taille de 5x5mm, à raison de 60 pcs/m. Le degré de protection lui permet de fonctionner longtemps sous l'eau.

Que peut-on faire des LED avec ses propres mains ?

C'est une question très intéressante. Et si vous y répondez en détail, cela prendra beaucoup de temps. L'utilisation la plus courante des diodes lumineuses est l'éclairage des plafonds suspendus et tendus, de la zone de travail dans la cuisine ou encore d'un clavier d'ordinateur.

Opinion d'expert

Ingénieur-concepteur de ES, EM, EO (alimentation, équipement électrique, éclairage intérieur) ASP North-West LLC

Demandez à un spécialiste

«Pour le fonctionnement de tels éléments, un stabilisateur ou un contrôleur de puissance est nécessaire. Il peut même être tiré d'une vieille guirlande chinoise. De nombreux "artisans" écrivent qu'un transformateur abaisseur conventionnel suffit, mais ce n'est pas le cas. Dans ce cas, les diodes clignoteront.

Stabilisateur de courant - quelle fonction remplit-il

Un stabilisateur de LED est une alimentation qui abaisse la tension et égalise le courant. En d'autres termes, il crée des conditions pour le fonctionnement normal des éléments. En même temps, il protège contre les surtensions ou les sous-tensions sur les LED. Il existe des stabilisateurs qui peuvent non seulement réguler la tension, assurant la décroissance en douceur des éléments lumineux, mais également contrôler les modes de couleur ou de scintillement. Ils sont appelés contrôleurs. Des dispositifs similaires peuvent être vus sur des guirlandes. Ils sont également vendus dans les magasins d'électricité pour la commutation avec des bandes RVB. Ces contrôleurs sont équipés de télécommandes.

Le schéma d'un tel appareil n'est pas compliqué et, si vous le souhaitez, le stabilisateur le plus simple peut être fabriqué de vos propres mains. Pour ce faire, il suffit d'avoir quelques connaissances en électronique radio et de savoir tenir un fer à souder entre les mains.

feux de jour pour voiture

L'utilisation de diodes lumineuses dans l'industrie automobile est assez courante. Par exemple, les DRL sont fabriqués exclusivement avec leur aide. Mais si la voiture n'est pas équipée de feux de circulation, leur achat peut toucher la poche. De nombreux passionnés de voitures se contentent de bandes LED bon marché, mais ce n'est pas une très bonne idée. Surtout si la force de son flux lumineux est faible. Une bonne solution peut être l'achat d'un ruban adhésif sur les diodes Cree.

Il est tout à fait possible de faire des DRL avec l'aide de ceux qui ont déjà échoué, en plaçant de nouvelles diodes puissantes à l'intérieur des anciens boîtiers.

Important! Les feux de jour sont spécialement conçus pour garantir que la voiture est visible le jour et non la nuit. Cela n'a aucun sens de vérifier comment ils brilleront dans le noir. Les DRL doivent être visibles à la lumière du soleil.

LED clignotantes - à quoi ça sert ?

Une bonne option pour utiliser de tels éléments serait un panneau d'affichage. Mais s'il brille de manière statique, il n'attirera pas l'attention voulue. La tâche principale est d'assembler et de souder le bouclier - cela nécessite certaines compétences, qui ne sont pas difficiles à acquérir. Après assemblage, vous pouvez monter le contrôleur à partir de la même guirlande. Le résultat est une publicité clignotante qui attirera clairement l'attention.

Musique de couleur sur les diodes lumineuses - est-ce difficile de le faire

Ce travail n'est plus pour les débutants. Afin d'assembler de vos propres mains une musique couleur à part entière, vous avez besoin non seulement d'un calcul précis des éléments, mais également d'une connaissance de l'électronique radio. Mais encore, sa version la plus simple est tout à fait à la portée de tout le monde.

Dans les magasins d'électronique, vous pouvez toujours trouver un capteur de son, et de nombreux interrupteurs modernes en sont équipés (lumière sur coton). Si vous avez une bande de LED et un stabilisateur, alors en exécutant "+" de l'alimentation à la bande via un cracker similaire, vous pouvez obtenir le résultat souhaité.

Indicateur de tension: que faire s'il grille

Les tournevis indicateurs modernes se composent uniquement d'une diode lumineuse et de résistances avec un isolant. Il s'agit le plus souvent d'un insert en ébonite. Si l'élément à l'intérieur brûle, il est tout à fait possible de le remplacer par un neuf. Et la couleur sera choisie par l'artisan lui-même.

Une autre option est de faire une continuité de chaîne. Pour ce faire, vous avez besoin de piles à 2 doigts, de fils et d'une diode lumineuse. Après avoir connecté les batteries en série, nous soudons l'une des jambes de l'élément au plus de la batterie. Les fils iront de l'autre jambe et du moins de la batterie. En conséquence, lorsque la diode est fermée, elle s'allumera (si la polarité n'est pas inversée).

Schémas de câblage LED - comment le faire correctement

Ces éléments peuvent être connectés de deux manières - en série et en parallèle. Dans ce cas, il ne faut pas oublier que la diode lumineuse doit être positionnée correctement. Sinon, le circuit ne fonctionnera pas. Dans les éléments ordinaires de forme cylindrique, cela peut être déterminé comme suit: un drapeau est visible sur la cathode (-), il est légèrement plus grand que l'anode (+).

Comment calculer la résistance des LED

Le calcul de la résistance d'une diode lumineuse est très important. Sinon, l'élément s'éteindra simplement, incapable de supporter l'amplitude du courant du réseau.

Cela peut être fait en utilisant la formule :

R \u003d (VS - VL) / Je, Où

CONTRE - tension d'alimentation ;
LV – tension nominale pour la LED ;
je - Courant LED (il est généralement de 0,02 A, ce qui équivaut à 20 mA).

Tout est possible si vous le souhaitez. Le schéma est assez simple - nous utilisons une alimentation électrique provenant d'un téléphone portable en panne ou de tout autre. L'essentiel est qu'il ait un redresseur. Il est important de ne pas en faire trop avec la charge (avec le nombre de diodes), sinon il y a un risque de griller l'alimentation. Un chargeur standard peut facilement supporter 6 à 12 éléments. Vous pouvez monter un rétroéclairage coloré pour un clavier d'ordinateur en prenant 2 éléments bleu, blanc, rouge, vert et jaune. Il s'avère plutôt sympa.

Information utile! La tension de sortie de l'alimentation est de 3,7 V. Cela signifie que les diodes doivent être connectées en série avec des paires commutées en parallèle.

Connexion parallèle et série : leur fonctionnement

Selon les lois de la physique et de l'électrotechnique, avec une connexion en parallèle, la tension est répartie uniformément sur tous les consommateurs, restant inchangée sur chacun d'eux. Avec une installation séquentielle, le débit est divisé et sur chacun des consommateurs il devient un multiple de leur nombre. En d'autres termes, si vous prenez 8 diodes lumineuses connectées en série, elles fonctionneront normalement à partir de 12 V. Si elles sont connectées en parallèle, elles grilleront.

Connexion de diodes lumineuses 12 V comme meilleure option

Toute bande LED est conçue pour être connectée à un stabilisateur qui produit 12 ou 24 V. Aujourd'hui, une vaste gamme de produits de divers fabricants avec ces paramètres est présentée sur les étagères des magasins russes. Mais les bandes et les contrôleurs de 12 V prédominent toujours.Cette tension est plus sûre pour les humains et le coût de ces appareils est inférieur. La connexion indépendante au réseau 12 V a été mentionnée un peu plus haut, mais la connexion au contrôleur ne devrait poser aucun problème - elles sont accompagnées d'un schéma que même un écolier comprendra.

Enfin

La popularité que gagnent les diodes lumineuses ne peut que se réjouir. Après tout, cela fait avancer les progrès. Et qui sait, peut-être que dans un avenir proche de nouvelles LED apparaîtront, qui seront d'un ordre de grandeur supérieur en termes de caractéristiques à celles existantes.

Nous espérons que notre article a été utile au cher lecteur. Si vous avez des questions sur le sujet, n'hésitez pas à les poser dans les discussions. Notre équipe est toujours prête à y répondre. Écrivez, partagez votre expérience, car cela peut aider quelqu'un.

Vidéo : comment connecter correctement une LED

Contenu:

L'éclairage LED gagne en popularité et remplace progressivement les luminaires traditionnels. De nombreux types de LED produites par les fabricants sont constamment améliorées, leur conception s'améliore chaque année. La puissance augmente, les boîtiers deviennent plus optimisés pour une utilisation dans divers domaines. Un vaste choix de couleurs permet de créer le bon éclairage dans différentes pièces. Les LED modernes, en raison de leurs caractéristiques, peuvent être facilement classées par type, ce qui facilite grandement leur choix à certaines fins.

Que sont les LED

Les toutes premières LED ont été utilisées comme indicateurs et continuent d'être utilisées dans ce domaine jusqu'à présent. Les voyants indicateurs les plus largement utilisés, qui sont des éléments du câblage de sortie. Ils ont une lentille rectangulaire ou ronde et se retrouvent des appareils les plus simples aux équipements modernes les plus sophistiqués. Ils sont utilisés non seulement pour l'indication, mais aussi comme rétro-éclairage.

Les représentants les plus caractéristiques de ce groupe ont des lentilles convexes rondes dont le diamètre varie de 3 à 10 mm. Cependant, le faible courant de ces LED rend impossible l'obtention d'une grande quantité de lumière, rendant leur utilisation en tant que dispositifs d'éclairage peu pratique. Surtout, ils conviennent à des appareils tels qu'une ligne de course et un tableau lumineux. Ils nécessitent un courant et une tension négligeables et ne chauffent presque pas.

Les voyants LED peuvent être blancs ou colorés selon le spectre de couleurs standard. Certains modèles sont disponibles en versions multicolores. Dans ce cas, une lentille est équipée de trois transitions et la partie inférieure de quatre dérivations. De tels éléments sont plus fonctionnels, ce qui permet de créer des affichages LED colorés.

Avec le développement de la technologie, des LED lumineuses plus modernes ont commencé à être utilisées dans le câblage de sortie. L'intensité lumineuse de ces éléments est beaucoup plus élevée que celle des voyants LED, ils sont donc devenus largement utilisés pour les lampes de poche.

Le montage en saillie sur une carte de circuit imprimé est de plus en plus réalisé à l'aide de LED qui combinent des fonctions de signalisation et d'éclairage. Connu sous le nom de SMD - Dispositif monté en surface. Ils sont enfermés dans des étuis avec une gamme de taille standard. En termes de puissance, ils peuvent être comparés à des voyants LED. Un grand nombre de ces LED peuvent être montées sur une petite surface de circuit imprimé. Pour cette raison, il est possible d'obtenir des lampes à LED et des panneaux de presque toutes les tailles.

Séparément, il convient de noter un groupe de LED super lumineuses, largement utilisées dans la publicité extérieure et le réglage des voitures. Ils sont connus sous le nom de "Piranha", ont une forme rectangulaire et des propriétés de diffusion améliorées. Quatre sorties permettent de fixer rigidement l'élément sur la planche ou sur un autre plan. Les couleurs principales sont le blanc, le rouge, le vert et le bleu, les dimensions sont de 3 à 7,7 mm.

À l'heure actuelle, les LED sont les plus utilisées à l'intérieur. Ils sont représentés par la gamme de modèles OWL, qui signifie Ghip On Board. Ces sources lumineuses peuvent être chaudes et froides, blanches, jaunes et autres nuances. Leur couleur est similaire à celle des lampes à incandescence ordinaires, des lampes fluorescentes et même de la lumière naturelle du soleil. Ces paramètres dépendent directement des caractéristiques des semi-conducteurs et du luminophore déposé. Pour le revêtement, on utilise principalement des LED bleues, ce qui permet d'obtenir des couleurs rouges, vertes, jaunes et autres. Les qualités lumineuses sont aussi proches que possible de l'éclairage fluorescent.

Structurellement, les LED COB sont constituées de nombreux semi-conducteurs cristallins montés sur un substrat commun et recouverts d'un luminophore. Ainsi, il est possible d'obtenir une luminosité élevée grâce au flux lumineux total créé par plusieurs sources lumineuses très proches les unes des autres. Si nécessaire, ces LED peuvent être utilisées comme indicateurs.

Pendant le fonctionnement, ces éléments nécessitent nécessairement une évacuation de la chaleur, et les appareils à puissance accrue et élevée sont équipés de radiateurs. Sinon, sous l'influence de la chaleur, les cristaux de LED seront détruits. S'il s'avère qu'ils sont partiellement détruits, l'ensemble du substrat devra être remplacé. Par conséquent, il est recommandé de prendre soin du refroidissement à l'avance.

Aujourd'hui, les sources lumineuses à filament deviennent de plus en plus populaires, dont les LED ressemblent à un filament conventionnel. Les propriétés lumineuses de ce type de LED sont nettement supérieures à celles de tous les modèles OWL. Ceci est réalisé par un grand nombre de cristaux montés sur un substrat de verre. De plus, toute la structure est remplie d'une composition fluorescente. Cette technologie s'appelle Chip On Glass, ce qui signifie une puce sur du verre.

L'angle solide visible est de 360°, de sorte que le rendement lumineux est supérieur à celui des matrices plates. Une lampe LED de 6W a le même rendement lumineux qu'une lampe à incandescence conventionnelle de 60W.

Paramètres des voyants

L'une des principales caractéristiques des LED est le courant de fonctionnement. Le fait est que ces éléments ne peuvent fonctionner qu'à une certaine intensité de courant, ce qui garantit des performances normales. Par conséquent, même un léger excès de la valeur de courant définie entraînera rapidement la défaillance de la LED - elle s'éteindra simplement.

Le courant de fonctionnement est différent pour chaque type de source lumineuse. Les cellules plus puissantes nécessitent un courant d'autant plus élevé. Pour ajuster la valeur de courant requise, des pilotes spéciaux sont installés dans chaque lampe à LED et luminaire. Si la LED est connectée séparément, la connaissance de ses caractéristiques techniques est nécessaire pour limiter le courant à l'aide du pilote, du condensateur ou de la résistance souhaité.

Un paramètre tout aussi important des LED est la tension de fonctionnement. Sa valeur dépend des semi-conducteurs eux-mêmes et des autres matériaux utilisés dans la fabrication. Ainsi, les LED de couleurs différentes ont des tensions de fonctionnement différentes. C'est-à-dire que la valeur de la tension de fonctionnement peut être définie par la couleur d'une LED particulière.

Dans la plupart des cas, les luminaires et les bandes de LED sont alimentés par des pilotes avec un courant de sortie constant de 12 V. Autrement dit, il ne peut y avoir que 4 LED dans un circuit en série avec une tension de fonctionnement de 3 V. Si vous allumez une cinquième LED supplémentaire , un tel circuit ne fonctionnera pas. Cette caractéristique est également appelée chute de tension, qui est dans ce cas de 3 volts.

Il ne faut pas oublier un paramètre tel que la puissance de la LED. Ses performances sont influencées par deux caractéristiques précédentes - le courant de fonctionnement et la chute de tension. Un courant élevé pour les LED haute puissance doit être combiné avec un système de refroidissement de haute qualité. Pour cela, des radiateurs en aluminium et en cuivre sont utilisés, ainsi que des refroidisseurs à air forcé.

La puissance de n'importe quelle LED est déterminée en multipliant la valeur de la tension par l'intensité du courant. Lors du calcul de l'ensemble LED, tous les éléments utilisés sont pris en compte. Par exemple, la puissance totale d'une LED qui comprend 100 cristaux de 1 watt sera de 100 watts.

Émis par des LED d'éclairage, il a une puissance plus élevée par rapport aux autres sources - lampes à incandescence, lampes fluorescentes et autres lampes de puissance identique ou supérieure. Par conséquent, ils ont également une efficacité lumineuse plus élevée par watt de puissance d'une LED particulière. Cependant, ces qualités supérieures varient considérablement en fonction du type et de la fabrication d'un article particulier.

L'angle de dispersion n'est pas sans importance. Pour les LED, il est plus petit que pour les autres lampes. Pour l'étendre, des lentilles divergentes spéciales sont utilisées. S'il est nécessaire de créer un angle de diffusion étroit, des lentilles convergentes sont utilisées pour rétrécir le faisceau lumineux. La luminosité du faisceau de lumière LED sera inégale dans les limites de l'angle de diffusion. La lueur lumineuse au centre diminue progressivement à mesure que le flux lumineux se rapproche des bords de ce coin.

Classification

Les LED sont de petites ampoules lumineuses fabriquées à partir de matériaux semi-conducteurs. Dans le passé, ils étaient utilisés comme indicateur indiquant que l'appareil était allumé. Désormais, les développeurs proposent des appareils innovants pouvant être utilisés dans divers domaines. La puissance des LED vous permet de les utiliser non seulement comme décor, mais aussi pour éclairer les pièces.

Processus de fabrication

Les LED sont de petits cristaux, elles sont issues de composants chimiques. Chacun d'eux est installé dans un boîtier spécial. Le processus de fabrication du cristal dépend du type de LED. Demande de service:

Avant de fabriquer des lampes à LED ou d'autres appareils, les LED sont vérifiées pour leur bon fonctionnement. Ils sont testés sur des stands spéciaux.

Variété de LED

Avant d'acheter un produit, vous devez déterminer ce que sont les LED, où elles sont utilisées et comment le marquage indiqué est déchiffré. Ils sont divisés non seulement par la méthode d'application, mais également par l'installation sur le circuit imprimé. Ils peuvent être indicateur, éclairage et laser. Types de LED :

Caractéristiques principales

Avant de choisir la bonne lampe pour l'éclairage, vous devez connaître les caractéristiques de base des LED. Cela aidera à obtenir l'éclairage nécessaire dans la pièce. Les principales caractéristiques comprennent le courant de fonctionnement, la puissance et la tension, le niveau de flux lumineux, la température de couleur, l'angle et la plage de lueur. De quoi dépendent ces caractéristiques :

Avantages et inconvénients

Les lampes à LED sont une technologie nouvelle et largement utilisée. Pour déterminer si de tels produits sont nécessaires dans la maison, vous devez connaître leurs avantages et leurs inconvénients. Avantages des diodes :

Le plus gros inconvénient des lampes à LED est leur coût élevé. Si on les compare aux lampes conventionnelles, alors leur prix est 2 fois plus élevé. Mais ça paye vite.

Malgré le fait que le fabricant accorde une garantie de 10 ans, cette période peut être beaucoup plus courte. Ceci est influencé par la technologie de fabrication et les matériaux utilisés. Un autre inconvénient des lampes à LED est qu'elles ne conviennent pas aux simples gradateurs et interrupteurs de signalisation. Pour éliminer ce problème, achetez des lampes spéciales.

Afin de ne pas se perdre parmi la variété de types et de types de LED, nous avons besoin d'une norme unique, selon laquelle toutes les diodes électroluminescentes peuvent être divisées en groupes selon certains paramètres. Mais il s'est avéré qu'une telle norme n'existe pas et chaque fabricant de LED classe les produits à sa discrétion. La raison de cette approche est évidente. L'optoélectronique se développe rapidement, de nouveaux modèles de LED apparaissent, réalisés à l'aide de technologies plus avancées.

Malheureusement, il ne fonctionnera pas non plus d'énumérer d'abord les caractéristiques principales, puis les caractéristiques secondaires. Cette division est très subjective. Par conséquent, nous devrons procéder à un examen détaillé de la question afin que le lecteur puisse clairement se familiariser avec tous les types et types de diodes électroluminescentes les plus courants.

Classement des couleurs

Les technologies actuelles permettent d'obtenir un cristal LED avec n'importe quelle couleur de rayonnement dans le domaine visible. Pour cela, des composés chimiques de matériaux semi-conducteurs d'indium et de gallium avec différents éléments sont utilisés. Aux fins d'unification, en plus de la couleur, une autre caractéristique est indiquée sur l'emballage avec le produit : la longueur d'onde du rayonnement. Il aide à identifier la teinte aussi précisément que possible. Par exemple, tout cristal émetteur de lumière avec une longueur d'onde de 500 à 570 nm peut être attribué à une LED verte. Dans ce cas, une instance avec λ = 500-520 nm aura la couleur d'une vague de mer, et avec λ plus de 550 nm - une nuance de salade. Les couleurs intermédiaires sont obtenues par la méthode d'arrangement rapproché de trois cristaux : bleu, rouge et vert, suivi d'un contrôle de la puissance de leur éclat. Ce sont les LED dites RVB. Il existe également des types bicolores, utilisés principalement dans l'éclairage des indicateurs.

Un paragraphe séparé doit mentionner les types de LED blanches. Ils ont un large spectre d'émission et sont formés, en règle générale, sur la base d'une LED ultraviolette recouverte d'un luminophore. Les LED blanches ont leur propre gradation de nuances (chaud, neutre, froid), qui s'exprime par un paramètre tel que .

Les types de diodes émettrices UV et IR, bien qu'ils ne fonctionnent pas dans le spectre visible, mais avec leurs avantages pratiques méritent également une place dans la liste des variétés de LED.

Différences de puissance

Selon l'objectif, la consommation d'énergie peut aller d'unités de mW à des dizaines de watts. Les premiers types de LED, les plus petits, sont des cristaux nus. Ils sont utilisés pour créer des matrices COB en utilisant les dernières technologies. Le deuxième type peut inclure conditionnellement des produits d'une puissance de 60 mW à 1 W (ultra-lumineux dans un boîtier transparent, SMD 3528 et leurs dérivés). Le troisième groupe comprendra des LED avec une puissance de dissipation supérieure à 1 W, nécessitant l'utilisation d'un système de refroidissement supplémentaire. Les matrices COB sont considérées comme les plus puissantes. Un tel module mesurant 35x35 mm est capable de dissiper jusqu'à 180 watts.

Le pouvoir de la lumière

Cette caractéristique est directement liée à des paramètres tels que la puissance, l'angle de lueur et la technologie de production. Plus l'angle est petit, plus la luminosité au point de mesure est grande. Les LED super lumineuses avec un angle de dispersion du faisceau de 110° ont une intensité lumineuse d'environ 1000 mcd, et avec un angle de 15° - une intensité lumineuse de 35 000 mcd.

Dans une société américaine, chaque génération de puissantes LED blanches est répertoriée dans un groupe distinct (S5, T6, U3...). Ainsi, le constructeur tente de mettre en avant chaque nouveau type de LED, qui a un flux lumineux accru à consommation électrique identique.

Il convient de noter que les LED diffuses obsolètes du type avec une intensité lumineuse de 0,4 à 6 mcd ont cessé d'être demandées et ont été pratiquement remplacées par des homologues super lumineuses avec un rendement lumineux des milliers de fois supérieur.

Classification de tension

La chute de tension des LED à puce unique est déterminée par leur puissance et leur couleur d'émission et a un cadre fixe. Par exemple, une diode électroluminescente blanche peut avoir une chute de tension de 3,3 à 3,6 volts.

L'augmentation du courant à travers le cristal afin d'augmenter la luminosité ne pouvait pas continuer indéfiniment. En conséquence, les entreprises ont lancé la production de LED multi-puces, conçues pour des tensions de 9, 12, 18, 24, 48, 72 volts. Un représentant brillant de cette famille est les matrices COB de lueur blanche.

Impossible de ne pas mentionner les filaments, qui sont alimentés par une tension constante d'environ 70 V. Ces tiges spécifiques sont utilisées dans les lampes à filament imitation.

Type de performance et objectif

Si vous entrez dans les détails, cette section deviendra très étendue. Après tout, chaque fabricant produit des centaines de types de LED qui diffèrent par leurs dimensions géométriques. Et pourtant il y a des signes par lesquels on peut les commander. Nous listons les principaux types de LED.

Courant faible. LED à deux bornes ultra-lumineuses dans un boîtier transparent rond de 3, 5 ou 10 mm. Le plus souvent, ce type de LED est utilisé comme voyants, modules publicitaires et d'information ou feux de signalisation. Le deuxième sous-type de LED à faible courant sont des composants dans un boîtier SMD rectangulaire ou carré jusqu'à 3x3,5 mm de taille. Les variantes SMD sont le plus souvent utilisées dans la construction de téléscripteurs et de systèmes d'affichage.
CMS puissant. Assemblé sur une seule puce sans lentille, ce type est utilisé dans les lampes à LED et les rubans grand public. Il existe également des options assemblées sur plusieurs cristaux avec une lentille commune. Les types de LED multipuces sont utilisés pour l'éclairage industriel et décoratif.
Modules COB. Les produits de lueur blanche peuvent atteindre une taille de 38x38 mm sous forme de carrés et 50x6 mm sous forme de règles. En raison de l'augmentation du flux lumineux, ils sont demandés dans la conception de projecteurs et de lampes d'éclairage public.
DEL à filaments. Fabriqué sous la forme d'une tige d'environ 30 mm de long avec de nombreux cristaux à la surface. Actuellement, les possibilités des lampes à incandescence ne font que se dévoiler. Jusqu'à présent, les LED à filament sont massivement utilisées uniquement pour créer du 220V.
OLED. Ce type de diodes électroluminescentes organiques à couches minces est appliqué à la construction d'écrans organiques.
Diodes émettrices dans la gamme IR et UV. Ils sont produits à la fois dans un boîtier avec des fils et dans la version SMD. Parmi les biens de consommation, on les retrouve dans les télécommandes et les lampes pour sécher les ongles.

En conclusion, il convient de noter que la classification ci-dessus des LED n'est pas complète et peut être complétée par des sous-espèces et des groupes. Il en va de même pour la portée en constante expansion. Mais le concept général mis en avant par les leaders de la production d'optoélectronique Nichia, Cree et Philips est décrit dans cet article avec le plus de détails possible.

Couleur

Les LED varient dans la longueur d'onde de la lumière émise. Différentes couleurs (rayonnement de différentes longueurs d'onde) sont obtenues en utilisant différents matériaux semi-conducteurs à la base des LED. À ce jour, il est possible de fabriquer des LED de toutes les couleurs visibles (longueurs d'onde du spectre visible de 400 à 760 nm), ainsi que des infrarouges et des ultraviolets. Une attention particulière doit être portée aux LED blanches. Ils sont obtenus en appliquant un luminophore spécial aux LED bleues (moins souvent ultraviolettes). Le luminophore convertit la lumière bleue en blanc, tandis que l'efficacité de la LED diminue naturellement.

Différents types de LED blanches sont classiquement classés selon le type de nuances de lumière blanche : chaude, neutre et froide. La caractéristique de la couleur dans ce cas est la température de couleur corrélée, qui est mesurée en Kelvin [K]. Pour les diodes chaudes, c'est 2600-3700 K, pour le neutre 3700-5000 K, pour les diodes froides - 5000-10000 K. Il est important de noter que, les autres paramètres du cristal étant les mêmes, plus l'ombre de la LED est chaude, plus son efficacité est faible. En conséquence, plus il fait froid (plus la proportion de lumière bleue dans le flux total est importante), plus la diode est efficace. On pense que les LED de couleur chaude conviennent mieux à l'intérieur et les LED de couleur froide à l'éclairage public.

Pouvoir

La plage de puissance des LED produites industriellement commence à partir de quelques milliwatts et se termine avec des dizaines de watts. La LED XML à puce unique la plus puissante est produite par CREE et a un courant de fonctionnement maximal de 3 A, tandis que les dimensions du boîtier ne sont que de 5x5 mm. Le champ d'application principal de ces diodes est l'éclairage public et industriel, car. ils ont une très grande luminosité globale et, à faible hauteur de suspension, créeront un fort effet d'éblouissement.

Parmi les LED d'éclairage, les LED d'un watt avec un courant nominal de 350 mA et les LED de trois watts avec un courant de 700 mA ont gagné en popularité, car. ils conviennent à la plupart des applications et disposent du plus grand choix d'alimentations disponibles dans le commerce. De plus, la division des types de LED par watts est assez arbitraire : en règle générale, la même LED peut être utilisée dans différents modes de puissance en choisissant une valeur de courant de fonctionnement de 350 ou 700 mA (dans ce cas, la valeur passeport de la le courant de fonctionnement maximal doit naturellement être > 700 mA). Cependant, en augmentant le courant, il faut veiller à la dissipation thermique, sinon la LED va commencer à se dégrader rapidement. Il est préférable de ne pas utiliser les LED au courant maximum, mais de laisser une marge d'au moins 30% (par exemple, régler 700 mA à I max = 1000 mA). Vous devez également vous rappeler que lorsque le courant augmente, la puissance lumineuse diminue. Par conséquent, dans les cas où il est nécessaire d'obtenir un rendement maximal, il est préférable de réduire le courant.

De nombreux fabricants combinent les LED dans de puissantes matrices : des cristaux, généralement connectés dans des circuits série-parallèle, sont placés sur la même base et sont remplis d'une couche de phosphore commune. Cette technologie est appelée Chip-On-Board ou COB en abrégé.

Les modules COB peuvent avoir une puissance allant jusqu'à plusieurs centaines de watts et sont utilisés pour l'éclairage.

Les LED de faible puissance (0,05 ... 0,5 W) sont principalement utilisées pour éclairer les écrans de divers appareils, y compris les appareils mobiles.

C'est la plus grande niche du marché des LED. De plus, des LED de faible puissance peuvent être utilisées pour l'éclairage : dans le cas où il est nécessaire d'obtenir une surface uniformément lumineuse avec une faible luminosité globale, les modules LED sont constitués de dizaines voire de centaines de LED de faible puissance. Mieux encore, ces sources lumineuses conviennent à l'éclairage intérieur.

Les LED utilisées à des fins d'indication ou simplement d'indication ont la plus petite puissance. Ils sont très divers en forme et en taille, certains types sont illustrés dans la figure ci-dessous.