Размеры светодиодов будут перечислены в миллиметрах. Для цилиндрических диодов указываются высота и диаметр, тогда как для квадратных и прямоугольных — размеры сторон. К примеру, популярный ЧИП-светодиод SMD 3528 имеет размеры 3,5 x 2,8 мм.
Виды светодиодов, маркировка и параметры
В данной статье мы расскажем о различных аспектах светодиодов, которые известны лишь узкому кругу специалистов в этой сфере. Вы узнаете о типах светодиодов, выпускаемых промышленностью, познакомитесь с технологиями их производства и узнаете об их характеристиках. Также будет выделен отдельный раздел, посвященный особенностям модельного ряда светодиодов, используемых в светодиодных лентах и светильниках.
Мы поясним, как распознать маркировку светодиодов, как определить параметры конкретного светодиода и как найти анод и катод по незначительным признакам. Вы увидите, что с помощью обычной линейки можно легко узнать типоразмер SMD-диода и затем найти необходимую информацию о нем.
Всё о видах светодиодов
Первоначально светодиоды использовались исключительно в качестве индикаторов в различном оборудовании. Их яркость была достаточно низкой, и свечение было заметно лишь в темноте. Эти устройства имели выводную конструкцию — из круглого корпуса выходили два вывода (анод и катод).
С развитием технологий и увеличением потребности в альтернативных источниках света были разработаны более мощные и яркие диоды. Завершением многолетних усилий стали SMD-диоды и многокристальные COB-диоды. Эти современные технологии нашли свое применение в светильниках, люстрах и прожекторах благодаря высокой светоотдаче и яркости, достигающей тысяч люменов, что выгодно отличает их от ламп накаливания и галогеновых ламп.
Всё о видах светодиодов
Светодиоды, или, как их называют на английском, light-emitting diodes (LED), являются полупроводниковыми приборами, которые преобразуют электрический ток в свет. Их конструкция обычно представляет собой корпус с контактными выводами, оптическую систему, в которую входят кристалл, отражатель, который направляет световой поток, а также рассеиватель для увеличения угла освещения. Два полупроводника в светодиоде обеспечивают p-n переход, в рамках которого электроны движутся от донора к реципиенту за счет наличия свободных положительных и отрицательных зарядов.
Изначально OLED использовались в качестве индикаторов для различных приборов. Слабая яркость придавала видимость только в условиях низкой освещенности. По конструкции они отличались выводной формой, где анод и катод выходили из круглого корпуса.
С тех пор появились новые типы светодиодов, имеющие усовершенствованные характеристики. Более мощные и яркие диоды сейчас применяют в современных светильниках, отличающихся высокой светоотдачей и выраженной яркостью по сравнению с традиционными источниками света.
Светодиоды классифицируются по следующим категориям:
- индикаторные — это устройства небольшой мощности с умеренной яркостью, часто используемые для цветовой индикации или подсветки приборных панелей;
- осветительные — приборы различной мощности, способные обеспечить интенсивное свечение, мощностью до нескольких десятков ватт. Эти устройства применяют во внутренних автомобильных фонарях, прожекторах, светильниках для общего освещения и в светодиодных лентах.
Главные три типа светодиодов
В результате многолетних исследований и разработок было налажено производство различных типов светодиодов, различающихся по функциональному назначению, размерам и конструктивному исполнению. Процесс изготовления использует модели различных форм, яркости и метода монтажа.
Выводные светодиоды
Эти светодиоды характеризуются малым уровнем мощности и укомплектованы специальными ножками для монтажа в отверстия печатной платы. Модели с небольшим углом свечения часто применяются для создания вывесок и рекламных табло. Также они используются как индикационные маячки и для подсветки электротехнических устройств, и устанавливаются в лазерные указки, бытовые фонари и светильники.
Для этих светодиодов предусмотрен поверхностный монтаж. Их классификация происходит в зависимости от диаметра. Размер и форма светодиодов влияют на их яркость и габариты как источника света. Примеры типовых модификаций корпусов:
- круглый диаметр от 3 до 10 мм;
- прямоугольные диоды типа Пиранья с четырьмя ножками, что улучшает устойчивость к вибрациям. Эти модели часто имеют применение в приборных панелях автомобилей и выделяются долговечностью благодаря надежной системе теплоотведения;
- цилиндрические диоды диаметром 3, 5 или 8 мм с однонаправленными выводами проволочного типа.
Монтаж осуществляется с использованием паяльника и припоя. Для диодов с винтовым креплением используют металлические держатели.
SMD-светодиоды
Эти универсальные модели имеют прочный корпус и используются для ламп общего назначения, индикаторных панелей и аварийного освещения. Особенно популярны светодиодные ленты, основанные на SMD-диодах, которые могут быть выполнены как в виде линеек, так и в формате модулей.
SMD-диод состоит из светодиодного кристалла, расположенного в квадратном или прямоугольном корпусе. Оптическое покрытие готового чипа, как правило, представляет собой люминофор. С помощью фокусирующей линзы получается определенный диапазон направленности светового потока. Выводы выполнения в виде металлизированных полосок. Установка SMD-диодов на плату происходит методом поверхностного монтажа.
Благодаря своему эффективному теплоотведению мощные модели SMD-светодиодов могут сохранять стабильный режим работы в течение многих лет.
COB-светодиоды
В отличие от дискретных чипов, размещенных в отдельных корпусах, концепция COB-матрицы позволяет достичь высокой плотности размещения кристаллов, способствующих получению светового потока высокой интенсивности и однородности. Основные компоненты производятся на керамической или алюминиевой подложке, на которой герметично фиксируются диоды, объединенные в кластеры, и затем заливаются люминофором.
Характеристики LED компактной матрицы нормированы по рабочему току в зависимости от используемых кристаллов, а также необходимой мощности и яркости на выходе.
Основные характеристики светодиодов
Слово LED — это аббревиатура от light-emitting diode, что переводится как светоизлучающий диод. Следовательно, светодиод представляет собой полупроводниковый прибор, преобразующий электрический ток в свет. Основные элементы светодиода включают:
- два электрода (катод и анод), которые подсоединены к отрицательному и положительному полюсам источника тока соответственно;
- кристалл, состоящий из двух или более полупроводников, обеспечивающий получение света. Этот процесс происходит из-за преобразования электроникового потока в световую энергию. Кристалл подключается к источнику тока через анод и катод.
- высокий уровень светоотдачи и повышенная яркость;
- механическая прочность;
- отсутствие теплового эффекта;
- срок службы не зависит от количества циклов включения и выключения;
- мгновенное свечение при включении;
- отсутствие вредных для здоровья газов и опасных для человека веществ в составе;
- безопасность для электрического использования;
- устойчивость к воздействию низких температур;
- экономия в энергозатратах.
Важно отметить: при выборе светодиодов следует учитывать их назначение, а также технические характеристики.
Сила тока
Этот параметр показывает величину тока, при которой светодиод может нормально функционировать без перегрева и повреждения. Изменение силы тока может повлиять на оттенок свечения. Зависимость числового параметра от количества кристаллов: для однокристальных диодов сила тока составляет примерно 200 мА, в то время как для многокристальных она значительно выше.
Определить полярность (направление тока) в светодиодах можно следующим образом:
- у выводных — по длине анода и катода. Обычно анод длиннее;
- у SMD — угловой срез указывает на расположение катода. Полярность может обозначаться треугольником или буквами П и Т, которые обращены к катоду. Анод располагается на противоположной стороне.
Напряжение
Электрическое питание оснащается через драйверы (блоки управления током), которые корректируют напряжение. Каждый цвет светодиодов требует своего напряжения и мощности, что отражено в маркировке:
- красный = 1,06-2,03 вольта;
- оранжевый = 2,03-2,1;
- желтый = 2,1-2,2;
- зеленый = 2,2-3,5;
- синий = 2,5-3,7;
- фиолетовый = 2,8-4;
- белый = 3-3,7 вольт.
В светодиодных лентах предусмотрено стабилизированное напряжение, в то время как сила тока задается резисторами.
Мощность
- малой — менее 0,5 Вт;
- средней — от 0,5 до 3 Вт;
- большой — более 3 Вт.
Световой поток
Угол рассеивания светового потока LED колеблется от 100 до 120 °. При необходимости можно использовать фокусирующие линзы для улучшения направленности излучения.
Цветовая температура
Цветовая температура определяет оттенок света, излучаемого различными типами светодиодов. Этот аспект мы можем рассмотреть на следующем рисунке:
Для различных целей требуется свет с разной цветовой температурой. Например, для работы и быта рекомендуются светильники с температурой около 5000 К. Данный диапазон наиболее близок к цвету дневного света.
SMD светодиоды и их особенности
Этот тип светодиодов сегодня применяется во многих областях. Выделяют три модификации, исходя из количества кристаллов:
- однокристальные — это монохромные модели, которые различаются уровнем яркости и соответственно потребляемым током (от 20 мА до 1 А);
- двухкристальные — состоящие из двух кристаллов;
- трехкристальные — с тремя кристаллами. Все многокристальные светодиоды могут воспроизводить требуемую цветовую палитру определенной яркости.
Виды SMD светодиодов и их особенности
SMD-светодиоды различаются по характериственным исполнениям. Существует несколько классификаций и самых популярных моделей, применяемых в светотехнических изделиях.
Одно-, двух-, трехкристальные SMD светодиоды
Говоря об однокристальных светодиодах, стоит отметить, что они состоят только из одного монохромного кристалла и различаются по мощности и яркости. Модели малой мощности потребляют ток до 20 мА и обеспечивают световой поток в диапазоне 5-50mCd и 100-2000mCd, в зависимости от конкретной модификации. Кристалл защищен линзой сферической или плоской формы. Более мощные светодиоды могут потреблять ток от 50 мА до 1 А и требуют конструкции эффективного теплоотведения для обеспечения надежной работы.
Многокристальные светодиоды могут включать разное количество кристаллов, что позволяет достичь необходимой яркости и цветовой палитры для свечения. Рабочее напряжение может варьироваться, устанавливаемое непосредственно производителями.
Цвет свечения
Светодиоды выпускаются в двух основных вариантах, отличающихся методом образования цвета:
- одноцветные — основаны на однокристальных чипах и обеспечивают свечение белого, желтого и других основных цветов;
- мультицветные — обладают трехкристальной структурой, состоящей из чипов, которые излучают зеленый, красный и синий свет. Эти базовые цвета могут смешиваться, что позволяет создать десятки оттенков. Потоки света от трех кристаллов комбинируются в один пучок света, зачастую с использованием оптической линзы или без таковой, за счет пространственного сложения. Для возможности регулировки яркости и цветовой палитры также могут использоваться RGB-контроллеры.
Типоразмер
Типоразмеры SMD-светодиодов кодируются четырехзначными числами, которые указывают на их линейные размеры. Наиболее распространенные из них:
- SMD3528 — модель малой мощности с низкой энергоэффективностью. Экономична по цене и подходит для использования в неярких светодиодных лентах. Корпус прямоугольной формы со сторонами 3,5х2,8х1,4 мм;
- SMD5050 — чип, состоящий из трех кристаллов 3528 с зеленым, красным и синим свечением, яркость в три раза выше. Корпус квадратный, со сторонами 5,0х5,0х1,6 мм и шестью выводами;
- SMD2835 — однокристальный чип с небольшим потреблением энергии и высокой мощностью. Увеличение площади контактов улучшает отвод тепла. Слой люминофорного покрытия повышает интенсивность светового потока. Размеры 2,8х3,5х0,8 мм;
- SMD5630 — мощный источник света с высокой яркостью, оснащенный четырьмя выводами. Размеры 5,6х3,0х0,77 мм;
- SMD5730 — почти аналог SMD5630. Выпускаются модификации 5730-05 и 5730-1;
- SMD3014 — мощный источник светодиодного излучения с величиной светового потока в пределах 9-11 люменов. Такие диоды могут производиться на базе различных чипов с различным количеством кристаллов. Увеличенная площадь теплоотводящей подложки обеспечивает эффективное рассеивание тепла.
Также существуют SMD-светодиоды с типоразмерами 3030, 7020, 8520, однако они встречаются гораздо реже. Производители периодически выпускают новые модификации светодиодов с другими типоразмерами, параметры которых могут значительно различаться.
Как правильно расшифровать маркировку?
Маркировка SMD-светодиодов имеет важное значение и предоставляет конечному пользователю информацию об изделии. Например, светодиод с маркировкой SMD 2835 UWC 5 можно расшифровать следующим образом: типоразмер 2835 с габаритами 2,8×3,5 мм, энергопотребление 0,5 Вт, цвет свечения — белый.
| Тип SMD | Габариты, мм | Количество кристаллов |
| 3528 | 3,5х2,8х1,4 | 1 |
| 5050 | 5х5х1,6 | 3 / 4 |
| 5630 | 5,6х3х0,75 | 1 |
| 5730 | 5,7х3х0,75 | 1 / 2 |
| 3014 | 3х1,4х0,75 | 1 |
| 2835 | 2,8х3,5х0,8 | 1 |
Как определить светодиод по внешнему виду?
Для идентификации светодиода по его внешнему виду необходимо произвести измерения его размеров с помощью стандартной линейки, после чего можно сверить полученные данные с таблицей размеров, чтобы определить тип устройства и его параметры.
Как определить полярность светодиода?
В прозрачном корпусе выводного светодиода можно увидеть анод и катод, которые имеют характерную форму. У SMD-корпусов присутствует угловой срез, указывающий на расположение катода. На задней стороне может быть площадка теплоотведения, смещенная в сторону анода.
Еще одним заверяющим признаком полярности являются пиктограммы: они могут быть изображены в виде треугольника, а также букв Т и П. Направление буквенных выступов или вершина треугольника указывает на фиксированный катод в устройстве.
SMD светодиоды характеристики.
SMD (от английского Surface Mounted Device) переводится как компоненты, предназначенные для поверхностного монтажа. Эта технология создания электронных компонентов предполагает установку на печатной плате. Главное отличие от традиционного метода (с монтажом в отверстия) заключается в том, что компоненты монтируются без перфораций, только со стороны токопроводящей дорожки. Они закрепляются, а затем припаиваются.
Особенности SMD-светодиодов
На начальном этапе производства LED-светильников использовались обычные светодиоды, укомплектованные аксиальными (проволочными) выводами, которые имели большую длину и предназначались для монтажа в специальные отверстия на печатной плате.
У SMD-светодиодов имеются лишь небольшие контактные площадки, с помощью которых устройства непосредственно монтируются на плату. Эти электроды являются плоскими и не требуют создания отверстий. Благодаря простоте монтажа, с появлением SMD-компонентов эту задачу начали выполнять роботы, обеспечивающие автоматизацию всего процесса. Это существенно снизило стоимость изготовления осветительных приборов и сделало их более доступными.
К еще одному значимому плюсу SMD-светодиодов стоит отнести возможность создания миниатюрных, но мощных диодов. Это обеспечивается улучшенными характеристиками теплоотведения для кристаллов, поскольку они практически лежат на печатной плате, а также имеют короткие и массивные контакты. Данный подход позволяет выводить теплоту от мощных кристаллов более эффективно. Однако стоит учитывать, что некоторые из них все еще нуждаются в вычислении и установке радиаторов. Для защиты от внешней среды SMD-светодиоды заливаются специальным компаундом, который зачастую содержит люминофор для балансировки цветовой температуры.
Характеристики и виды SMD-светодиодов
Сначала важно рассмотреть концепцию маркировки SMD-светодиодов. В большинстве случаев обозначение включает аббревиатуру SMD и четыре цифры, например, SMD 3528. Это один из наиболее распространенных типоразмеров. Данные кодировки указывают на размеры в миллиметрах: 3528 означает 3,5х2,8 мм. Соответственно, SMD 5050 приводит к размерам 5,0х5,0 мм, а SMD 5730 — 5,7х3,0 мм.
Кроме того, различия наблюдаются и по другим важным параметрам. Такие характеристики SMD-светодиодов, как светоотдача, рабочий ток, яркость и срок службы, имеют значительное значение и часто фиксируются в таблицах, доступных для пользователей.
Типы светодиодов SMD. Виды, характеристики, маркировка SMD-светодиодов
Освещение играет важнейшую роль в комфортном восприятии человеком окружающей среды. Долгое время основными источниками света были лампы накаливания, позднее их заменили люминесцентные лампы, а для мощных прожекторов и фонарей использовали галогеновые лампы, а также различные другие источники, такие как ДРЛ и ДНаТ.
В XXI веке произошла настоящая революция в области осветительных приборов. Рынок сегодня на более чем 50% заполнен светодиодными светильниками, которые часто именуются на английский манер LED-светильниками. В зависимости от конструкции и мощности они могут представлять собой или светодиодные COB-матрицы, или сборки из различных светодиодов.
Первые светодиодные лампы создавались на базе 5-мм выводных светодиодов. Они не отличались высокой энергоэффективностью, затратами и надежностью, но явно обозначили ступень развития нового источника света. Долгое время такие светодиоды применялись как индикаторы в бытовой и промышленной технике.
Со временем их заменили более усовершенствованные светодиоды в безвыводных корпусах, известные как SMD (surface mounted device, что переводится как компонент для поверхностного монтажа).
Если 5-мм светодиоды устанавливались в отверстия, то SMD-модели помещаются непосредственно на поверхность схемы, что ускоряет процессы сборки и снижает конечную стоимость светильника. У них нет ножек, а контакты располагаются в виде металлических площадок, вариации от двух и выше, в зависимости от цветовых и конструктивных особенностей самих кристаллов.
В общем случае выделяют три ключевых типа светодиодов:
1. Выводные (с диаметром 3, 5, 10 мм и прочие);
2. SMD (разнообразие, которое будет рассмотрено в этой статье);
3. COB-светодиоды — эти матрицы представляют собой кристаллы на подложке, покрытые единым слоем люминофора. COB расшифровывается как Chip-On-Board, что можно перевести как «чипы на плате». Их внешний вид можно увидеть на иллюстрации выше.
СМД-светодиоды находят применение как в лампах с разнообразными цоколями, так и в прожекторах, светодиодных лентах и настольных LED-лампах, а также в других устройствах освещения.
Характеристики SMD-светодиодов
Светодиоды 3528 и 5050 получили максимальную популярность, но сейчас они все чаще используются именно в светодиодных лентах, в то время как в светильниках преобладают более современные 5630 и другие модели.
SMD-светодиоды в своей маркировке содержат свои габаритные размеры — длину и ширину, причем в оригинальных модельных рядах всех типов корпусов в зависимости от стандарта 3528 или 5730 устанавливается уникальный вид светодиодного кристалла с особыми характеристиками.
К сожалению, среди китайских производителей есть случаи, когда под видом современных 5730 продаются менее эффективные кристаллы 3528 в новейших корпусах. Комментарии по поводу напряжения питания я не укажу, так как у всех белых светодиодов оно обычно свыше 2,8 — 3,4 В.
SMD3528 имеет следующие характеристики:
мощность – 0.06 Вт;
световой поток – 5-7 лм;
габариты – 3.5х2.8х1.4 мм;
максимальная температура до 80 °C;
на лифтовой части корпуса есть срез – с этой стороны располагается катод (минус).
