Виды светодиодов, маркировка и параметры

Содержание

• Основные три типа световых диодов
• Ключевые характеристики светодиодов в лампах, лентах и светильниках
  • Ток (в амперах)
  • Напряжение (в вольтах)
  • Мощность светодиода (в ваттах)
  • Световой поток
  • Цветовая температура
  • Габариты светодиода
• Разновидности SMD и их особенности
  • Разнообразие цветов
  • Типоразмер
• Рейтинг SMD-светодиодов по странам и их особенности
• Как правильно расшифровать маркировку
• Как определить светодиод по внешнему виду
• Как определить полярность светодиода
• Достоинства и недостатки LED-элементов

Светодиоды (LED) — современный источник света, который становится все популярнее. Их активно используют в освещении, при изготовлении дисплеев и автомобильной техники благодаря долговечности, низкому энергопотреблению, высокой яркости и разнообразию.

Полупроводниковые излучатели классифицируются по различным признакам: типу, конструкции, цвету света, мощности и многим другим. Знание этих характеристик поможет правильно выбрать источник света для вашего проекта.

Основные три типа световых диодов

1. Проводные — это традиционные LED, которые крепятся к плате с помощью выводных ног. Чаще всего используются в простых устройствах и не требуют сложных схем.
2. SMD — диоды, устанавливаемые на плату с применением технологии поверхностного монтажа. Они более компактны и имеют высокую эффективность.
3. COB — источники света, собранные на одном чипе, что обеспечивает большую яркость при меньших размерах.

Ключевые характеристики светодиодов в лампах, лентах и светильниках

LED-элементы имеют несколько важных параметров, которые должны учитываться при выборе и использовании в освещении. Рассмотрим основные из них.

Ток (в амперах)

Показывает, какое количество электрического заряда проходит через полупроводниковый кристалл за единицу времени. От его величины напрямую зависят яркость свечения, стабильность работы и срок службы светодиода.

При увеличении тока возрастает и тепловыделение, что может негативно сказаться на ресурсе устройства и привести к его перегреву. Пониженный электрический поток снижает яркость, но при этом способствует более долгому сроку службы.

Для стандартных светодиодов существуют определенные диапазоны рабочих токовых величин:

• выводные — обычно работают в пределах 10–20 мА;
• SMD-лампы — в зависимости от модели могут потреблять от 10 мА до 1 А;
• COB и мощные модули — требуют от 100 мА до нескольких ампер.

Каждый LED рассчитан на определенное значение силы тока. При его превышении кристалл перегревается, что может привести к деградации материала или полному выходу светодиода из строя.

Напряжение (в вольтах)

Это разность электрических потенциалов, необходимая для нормальной работы диода. Определяет, при каком минимальном уровне подачи энергии элемент начнет светиться.

В отличие от ламп накаливания, LED потребляют меньше тока и работают при низкой мощности, что делает их безопаснее и экономичнее.

Величина напряжения зависит от типа и используемого полупроводникового материала:

• красные и желтые — от 1,8 до 2,2 В;
• зеленые и синие — от 2,8 до 3,5 В;
• белые — примерно 3 В;
• мощные (COB, SMD) — могут требовать от 6 до 36 В, в зависимости от конструкции.

Если подать избыточное напряжение, сила тока через диод возрастает, что приведет к перегреву и преждевременному выходу из строя. Именно поэтому полупроводниковые излучатели требуют стабилизированного питания и часто работают через специальные драйверы или ограничивающие резисторы.

Мощность светодиода (в ваттах)

Это количество электроэнергии, потребляемой LED-элементом в процессе работы. Она рассчитывается по формуле:

P = U х I,

где P — мощность (Вт), U — напряжение (В), I — ток (А).

Возможные уровни:

• Малозатратные (до 0,2 Вт) обычно встречаются в индикаторах, небольших LED-лампах, подсветке приборов.
• Среднемощные (0,2–1 Вт) используются в светодиодных лентах, бытовой осветительной технике.
• Энергоемкие (1–5 Вт и выше) применяются в прожекторах, автомобильных фарах, уличных фонарях, требуют дополнительного охлаждения.
• Сверхмощные (10 Вт и более) устанавливаются в промышленных светильниках, архитектурной подсветке, нуждаются в радиаторах и охладительной системе.

Световой поток

Это количество света, которое излучает LED-элемент во всех направлениях. Он измеряется в люменах (лм) и является основным показателем яркости.

При выборе светодиодов, лент и светильников нельзя ориентироваться только на мощность (ватты), как это было с лампами накаливания. Современные диодные излучатели могут давать больше света при меньшем энергопотреблении, поэтому для оценки их эффективности используется именно световой поток.

Диоды разного типа имеют различную световую отдачу (лм/Вт), то есть количество света, которое они излучают на каждый потребляемый ватт:

• обычные SMD-лампы — от 70 до 150 лм/Вт;
• современные COB — от 100 до 200 лм/Вт;
• эффективные мощные — могут достигать 200–250 лм/Вт.

Для бытового освещения важно правильно подобрать световой поток в зависимости от площади помещения:

• ночник, декоративная подсветка — 100–300 лм;
• настольная лампа — 400–800 лм;
• лампа для комнаты (эквивалент 60 Вт лампы накаливания) — 800–1000 лм;
• общая подсветка комнаты (люстра, потолочный светильник) — 1500–3000 лм;
• яркое рабочее освещение (кухня, кабинет, гараж) — от 3000 лм и выше.

Цветовая температура

Характеристика свечения (в кельвинах) показывает оттенок излучаемого света. Она может быть теплой (желтоватой), нейтральной или холодной (белой или голубоватой).

Ее выбор зависит от назначения светового оформления. Теплый свет (2700–3000 К) лучше подходит для создания уютной атмосферы, а холодный (5000–6000 К) более эффективен для рабочего освещения.

Габариты светодиода

Определяют его размер и форму. Это важно, когда LED используется в ограниченных пространствах: диодные ленты или компактные лампы. Необходимо выбирать их с подходящими параметрами для вашего устройства.

Разновидности SMD и их особенности

Они бывают разных типов, в зависимости от числа и вида кристаллов. Разберем их подробнее:

• Однокристальные — самые простые и популярные, с одним чипом. Они экономичны и подходят для разных вариантов подсветки.
• Двухкристальные состоят из двух отдельных кристаллов, что позволяет получать более яркий свет и увеличивает срок службы.
• Трехкристальные содержат три чипа, благодаря чему освещение становится насыщеннее.

Разнообразие цветов

Светодиоды бывают двух типов, в зависимости от способа формирования цвета:

1. Однотонные содержат один кристалл, излучающий свет определенного оттенка, например, белого, желтого или других базовых цветов.
2. Многоцветные состоят из трех кристаллов, которые испускают красный, зеленый и синий свет. Для управления цветами и яркостью используется RGB-контроллер.

Типоразмер

Он определяет их физические параметры и форму. Выбор зависит от области применения и требуемых характеристик:

• SMD 3528 — маломощный и экономичный, подходит для слабых светодиодных лент (3,5×2,8×1,4 мм).
• SMD 5050 — содержит три кристалла (RGB), позволяет смешивать цвета, ярче 3528 (5,0×5,0×1,6 мм).
• SMD 2835 — энергоэффективный, с хорошей теплоотдачей и высокой яркостью (2,8×3,5×0,8 мм).
• SMD 5630 — мощный, с улучшенным теплоотводом, годится для основного освещения (5,6×3,0×0,77 мм).
• SMD 3014 — компактный, но мощный. Световой поток — 9–11 лм, эффективно охлаждается (3,0×1,4×0,75 мм).

Кроме этих популярных моделей, существуют и реже встречающиеся варианты: SMD 3030, 7020, 8520. Производители продолжают разрабатывать новые версии, повышая их эффективность и улучшая характеристики.

Рейтинг SMD-светодиодов по странам и их особенности

Мировой рынок LED-элементов представлен несколькими ведущими производителями:

• CREE (США) — лидирующий разработчик высокоэффективных светодиодов, использует передовые материалы InGaN и запатентованную подложку G SIC®, что обеспечивает высокую яркость и долговечность.
• NICHIA (Япония) — эталон в LED-индустрии, отличается равномерным распределением света, стабильностью при разных температурах и точной цветопередачей.
• TOYODA GOSEI (Япония) – разрабатывает диоды с цветопередачей, максимально приближенной к солнечному свету, а также ультрафиолетовые модели UV-C для обеззараживания.
• OSRAM (Германия) — известен инновационными решениями, включая источники света для дезинфекции UV-C, выпускает широкий ассортимент LED-устройств.
• Lumileds (Европа) — славится строгим контролем качества и технологическими разработками, проводит всестороннее тестирование продукции для максимальной надежности.

Как правильно расшифровать маркировку

Обозначение SMD-светодиодов содержит важную информацию об их параметрах: типоразмер, мощность, количество кристаллов и оттенок свечения. Зная, как правильно ее расшифровать, можно легко подобрать нужный элемент для конкретных задач.

Допустим, у нас есть диод с маркировкой SMD 2835 UWC 5. Давайте разберем, что означают эти буквы и цифры.

• SMD 2835 — типоразмер светодиода, где 28 и 35 указывают на размеры корпуса (2,8 × 3,5 мм);
• UWC — оттенок свечения (Ultra White Cool, то есть ультрахолодный белый свет);
• 5 — мощность источника (в данном случае 0,5 Вт).

Вот список распространенных типов SMD с их характеристиками:

• SMD 3528 — один кристалл, 3,5 × 2,8 × 1,4 мм;
• SMD 5050 — три или четыре чипа, 5,0 × 5,0 × 1,6 мм;
• SMD 5630 — один электронный компонент, 5,6 × 3,0 × 0,75 мм;
• SMD 5730 — один или два кристалла 5,7 × 3,0 × 0,75 мм;
• SMD 3014 — один модуль, 3,0 × 1,4 × 0,75 мм;
• SMD 2835 — один чип, 2,8 × 3,5 × 0,8 мм.

Эти типы наиболее часто используются в LED-лентах, лампах и других осветительных устройствах.

Как определить светодиод по внешнему виду

Полупроводниковые излучатели различаются по размеру, форме и цвету корпуса. Для того чтобы правильно выбрать лампу, нужно обращать внимание на тип и параметры корпуса, а также на количество выводных контактов.

1. Измерить размеры корпуса — используйте линейку или штангенциркуль.
2. Определить форму и конструкцию — вывести основные признаки.
3. Посмотреть маркировку — если она есть.
4. Сравнить с таблицами стандартных параметров — выяснить тип и характеристики.
5. Проверить количество контактов и их расположение — для точного определения.

Как определить полярность светодиода

Правильное определение анода и катода LED — важный этап при его подключении. Ошибочное соединение может привести к неработоспособности или даже повреждению элемента.

Способы определения полярности:

• Визуальный осмотр внутренней структуры.

У светодиодов с прозрачным корпусом можно рассмотреть элементы:

• анод (положительный контакт) — имеет меньшую пластину;
• катод (отрицательный контакт) — отличается более крупной платой с держателем.

Этот метод удобен для классических THT (выводных) световых диодов диаметром 3, 5 и 10 мм.

• Маркировка на корпусе SMD.

В корпусах поверхностного монтажа часто присутствуют специальные обозначения:

• скошенный угол корпуса — указывает на катод (-);
• полоска или точка — также на катод (-);
• площадка теплоотвода (если есть) — смещена в сторону анода (+).
• Обозначения на корпусе и плате.

Некоторые светодиоды имеют специальные пиктограммы:

• треугольник — его вершина направлена в сторону катода (-);
• буквы П или Т — выступы идут к катоду (-).

Обозначения V+ и V- встречаются на печатных платах и указывают на анод и катод соответственно.

• Определение полярности COB.

Для COB-ламп, состоящих из нескольких кристаллов, ориентироваться можно по контактным площадкам:

• более крупная — катод (-);
• меньшая — анод (+).

Часто производители наносят гравировку V+ и V-, чтобы упростить монтаж.

Зная эти особенности, можно легко подключить световой диод без риска повреждения.

Достоинства и недостатки LED-элементов

Плюсы:

• Долговечность. Служат намного дольше, чем традиционные лампы накаливания.
• Энергоэффективность. Потребляют гораздо меньше энергии.
• Компактность. Диоды могут быть очень маленькими, что позволяет использовать их в различных устройствах.
• Высокая яркость. Современные светодиоды способны излучать яркий свет даже при низком энергопотреблении.

Минусы:

• Чувствительность к чрезмерному нагреву. Могут перегреваться, если не обеспечен должный теплоотвод.
• Стоимость. Дороже традиционных источников света.
• Зависимость от качества. Стоит выбирать проверенные марки.

Светодиоды — важный элемент современной светотехники, который продолжает развиваться и находить все новые применения. Знание особенностей различных видов LED, их маркировки и параметров поможет выбрать подходящее решение для вашего освещения: домашнего, уличного или промышленного.