Laikai, kai šviesos diodai buvo naudojami tik kaip prietaisų įjungimo rodikliai, jau seniai praėjo. Šiuolaikiniai LED prietaisai gali visiškai keistis kaitinamosiomis lempomis buitinių, pramoninių ir gatvių šviestuvuose. Tai palengvina įvairios šviesos diodų savybės, žinant, kad galite pasirinkti tinkamą LED analogą. Šviesos diodų naudojimas, atsižvelgiant į jų pagrindinius parametrus, atveria daugybę galimybių apšvietimo srityje.
Kas yra LED
Šviesos diodas (žymimas LED, LED, LED) yra įrenginys, pagrįstas dirbtiniu puslaidininkiniu kristalu. Pravažiuojant elektros srovę, sukuriamas fotonų emisijos reiškinys, kuris veda į liuminescenciją. Šis švytėjimas turi labai siaurą spektro diapazoną, o jo spalva priklauso nuo puslaidininkinės medžiagos.
Šviesos diodai su raudonu ir geltonu spinduliu gaminami iš neorganinių puslaidininkinių medžiagų, pagrįstų galio arsenidu, žalios ir mėlynos spalvos, pagamintos iš indžio-galio nitrido. Siekiant padidinti šviesos srauto šviesumą, naudojami įvairūs priedai arba naudojamas daugiasluoksnis metodas, kai tarp puslaidininkių dedamas gryno aliuminio nitrido sluoksnis. Dėl kelių elektronų skylučių (p-n) perėjimo į vieną kristalą, jo šviesumas didėja.
Yra dviejų tipų LED: indikacijai ir apšvietimui. Pirmasis naudojamas nurodant įvairių prietaisų įtraukimą į tinklą, taip pat dekoratyvinio apšvietimo šaltinius. Jie yra spalvoti diodai, išdėstyti permatomu atveju, kiekvienas iš jų turi keturis laidus. Prietaisai, skleidžiantys infraraudonųjų spindulių šviesą, naudojami nuotolinio valdymo įrenginiuose (nuotolinis valdymas).
Apšvietimo srityje naudojami šviesos diodai, skleidžiantys baltą šviesą. Šviesos diodai išsiskiria spalvomis su vėsiu baltu, neutraliu baltu ir šiltu baltu švytėjimu. Šviesos diodų apšvietimui taikomas klasifikavimo metodas. SMD LED žymėjimas reiškia, kad prietaisą sudaro aliuminio arba vario pagrindas, ant kurio yra diodų kristalas. Pats substratas yra korpuse, kurio kontaktai yra prijungti prie LED kontaktų.
Kitas šviesos diodų tipą nurodo OCB. Tokiame įrenginyje vienoje plokštėje yra daug kristalų, padengtų fosforu. Dėl šios konstrukcijos pasiekiamas didelis šviesumas. Ši technologija naudojama gaminant LED lempas, kurių šviesos srautas yra gana mažas. Dėl to LED lempų gamyba yra pigiausia ir nebrangi.
Atkreipkite dėmesį! Lyginant šviestuvus su SMD ir COB šviesos diodais, galima pažymėti, kad pirmuosius galima suremontuoti pakeitus nepavykusį LED. Jei lemputė neveikia ant COB šviesos diodų, turėsite pakeisti visą plokštę su diodais.
Renkantis tinkamą apšvietimo LED lempą, turėtumėte atsižvelgti į šviesos diodų parametrus. Tai yra maitinimo įtampa, galia, darbinė srovė, efektyvumas (šviesos galia), liuminescencinė temperatūra (spalva), spinduliavimo kampas, matmenys, degradacijos laikotarpis. Žinant pagrindinius parametrus, bus galima lengvai pasirinkti prietaisus, kad gautų vieną ar kitą apšvietimo rezultatą.
Paprastai paprastų šviesos diodų atveju yra numatyta 0,02A srovė. Tačiau yra LED, skirti 0.08A. Šiuose šviesos dioduose yra daugiau galingų įrenginių, kuriuose yra keturi kristalai. Jie yra tame pačiame pastate. Kadangi kiekvienas kristalas sunaudoja 0,02A, iš viso vienas prietaisas sunaudos 0,08A.
LED prietaisų stabilumas priklauso nuo srovės kiekio. Net nedidelis srovės stiprumas prisideda prie kristalo intensyvumo sumažėjimo ir spalvos temperatūros padidėjimo. Tai galiausiai lemia tai, kad šviesos diodai pradeda mesti mėlynai ir per anksti sugenda. Ir jei dabartinis indikatorius žymiai padidės, šviesos diodas iš karto sudegs.
Siekiant sumažinti srovės suvartojimą, šviesos diodų (vairuotojų) srovės reguliatoriai yra įrengti LED lempoje ir šviestuvų konstrukcijose. Jie konvertuoja srovę, priartindami jį prie norimos šviesos diodų vertės. Jei norite prijungti atskirą LED prie tinklo, turite naudoti srovės ribotuvus. Šviesos diodo rezistorius apskaičiuojamas remiantis jo specifinėmis savybėmis.
Geras patarimas! Norėdami pasirinkti tinkamą rezistorių, galite naudoti skaičiuoklę apskaičiuojant šviesos diodo rezistorių, esantį internete.
Kaip sužinoti šviesos diodų įtampą? Faktas yra tai, kad nėra LED įtampos parametro. Vietoj to naudojamas šviesos diodo įtampos kritimo požymis, ty įtampa šviesos diodo išėjime, kai vardinė srovė eina per ją. Ant pakuotės nurodyta įtampos vertė atspindi įtampos kritimą. Žinant šią vertę galima nustatyti likučio ant kristalo įtampą. Į šią vertę atsižvelgiama skaičiuojant.
Atsižvelgiant į skirtingų šviesos diodų puslaidininkių naudojimą, kiekvienos iš jų įtampa gali skirtis. Kaip sužinoti, kiek voltų LED? Galite nustatyti švytėjimo įrenginių spalvą. Pavyzdžiui, mėlynos, žalios ir baltos spalvos kristalų įtampa yra apie 3V, geltonai ir raudonai – nuo 1,8 iki 2,4 V.
Naudojant lygiagrečiai prijungtą identišką reitingą turinčius šviesos diodus su 2V įtampa, galite susidurti su šiais aspektais: dėl parametrų keitimo kai kurie skleidžiantys diodai nepavyks (sudegs), o kiti šviečia silpnai. Taip atsitiks dėl to, kad, padidinus net 0,1 V įtampą, srovės, einančios per LED, padidėjimas stebimas 1,5 karto. Todėl svarbu užtikrinti, kad srovė atitiktų vardinį LED.
Atliekamas diodų šviesos srauto palyginimas su kitais šviesos šaltiniais, atsižvelgiant į spinduliuotės stiprumą. Apytiksliai 5 mm skersmens prietaisai gamina nuo 1 iki 5 lm šviesos. Nors 100W kaitinamosios lempos šviesos srautas yra 1000 lm. Tačiau lyginant būtina atsižvelgti į tai, kad įprastos lempos šviesa yra išsklaidyta, o šviesos diodo šviesa yra nukreipta. Todėl būtina atsižvelgti į šviesos diodų sklaidos kampą.
Skirtingų šviesos diodų sklaidos kampas gali būti nuo 20 iki 120 laipsnių. Šviečiant šviesos diodai suteikia šviesesnę šviesą centre ir sumažina apšvietimą į sklaidos kampo kraštus. Taigi, šviesos diodai geriau apšviečia tam tikrą erdvę, tuo pačiu naudojant mažiau energijos. Tačiau, jei norite padidinti apšvietimo plotą, lempos konstrukcija, naudojant difuzinius lęšius.
Kaip nustatyti šviesos diodų galią? Norėdami nustatyti LED lempos, reikalingos kaitinamajai lempai pakeisti, galią, turite taikyti koeficientą 8. Taigi, galite pakeisti įprastą 100W lempą LED įrenginiu, kurio minimali galia yra 12,5 W (100W / 8). Siekiant patogumo, galite naudoti kaitinamųjų lempų ir LED šviesos šaltinių galios lentelės duomenis:
| Kaitinamosios lempos galia, W | Atitinkama LED lempos galia, W |
| 100 | 12-12,5 |
| 75 | 10 |
| 60 | 7,5–8 |
| 40 | 5 |
| 25 | 3 |
Naudojant LED apšvietimui yra labai svarbus efektyvumo rodiklis, kurį lemia šviesos srauto (lm) ir galios (W) santykis. Palyginus šiuos parametrus su skirtingais šviesos šaltiniais, matome, kad kaitrinės lempos efektyvumas yra 10-12 lm / W, fluorescencinis – 35-40 lm / W, LED – 130-140 lm / W.
LED spalvų temperatūros šaltiniai
Vienas iš svarbiausių LED šaltinių parametrų yra švytėjimo temperatūra. Tokio dydžio vienetai yra Kelvino laipsniai (K). Pažymėtina, kad pagal liuminescencijos temperatūrą, visi šviesos šaltiniai skirstomi į tris klases, tarp kurių šiltas baltas spalvos temperatūra yra mažesnė nei 3300 K, dienos baltas yra nuo 3300 iki 5300 K, o šaltas baltas – virš 5300 K.
Atkreipkite dėmesį! Žmogaus akies šviesus šviesos spinduliuotės suvokimas tiesiogiai priklauso nuo LED šaltinio spalvos temperatūros.
Spalvos temperatūra paprastai nurodoma ant LED lempų žymėjimo. Jis nurodomas keturženkliu skaičiumi ir raidėmis K. Šviesos diodų lempų, turinčių specifinę spalvinę temperatūrą, pasirinkimas priklauso nuo jo naudojimo apšvietimui charakteristikų. Žemiau pateiktoje lentelėje parodyta, kaip naudojami šviesos šaltiniai su skirtingomis šviesos temperatūromis:
| LED spalva | Spalvos temperatūra, K | Apšvietimo naudojimas | |
| Balta | Šilta | 2700-3500 | Apšvietimas buitinės ir biuro patalpos yra tinkamiausias kaitinamųjų lempučių analogas |
| Neutralus (kasdien) | 3500-5300 | Puikus tokių žibintų perdavimas leidžia jas naudoti norint apšviesti darbo vietas gamyboje | |
| Šaltas | virš 5300 | Naudojamas daugiausia gatvių apšvietimui, taip pat naudojamas rankinių žibintų įrenginyje. | |
| Raudona | 1800 | Kaip dekoratyvinio ir fito apšvietimo šaltinis | |
| Žalia | – | Interjero paviršių apšvietimas, fito apšvietimas | |
| Geltona | 3300 | Lengvas interjero dizainas | |
| Mėlyna | 7500 | Interjero paviršių apšvietimas, fito apšvietimas | |
Spalvos bangos pobūdis leidžia šviesos diodų spalvos temperatūrą išreikšti naudojant bangos ilgį. Kai kurių LED prietaisų žymėjimas atspindi spalvų temperatūrą kaip skirtingų bangų ilgių intervalą. Nustatytas bangos ilgis? ir yra matuojamas nanometrais (nm).
Standartiniai SMD šviesos diodų dydžiai ir jų charakteristikos
Atsižvelgiant į SMD šviesos diodų dydį, prietaisai skirstomi į skirtingų charakteristikų grupes. Populiariausi šviesos diodai su rėmo dydžiais yra 3528, 5050, 5730, 2835, 3014 ir 5630. SMD šviesos diodų charakteristikos skiriasi priklausomai nuo dydžio. Taigi, įvairių tipų SMD šviesos, spalvos temperatūra, galia skiriasi. Ženklinant šviesos diodus, pirmieji du skaitmenys nurodo prietaiso ilgį ir plotį.
Pagrindiniai SMD 2835 LED parametrai
Pagrindinės SMD šviesos diodų 2835 charakteristikos apima padidintą spinduliuotės plotą. Lyginant su SMD 3528 prietaisu, turinčiu apvalų darbo paviršių, SMD 2835 spinduliavimo plotas yra stačiakampio formos, o tai padeda padidinti šviesos našumą, esant žemesniam elemento aukščiui (apie 0,8 mm). Tokio prietaiso šviesos srautas yra 50 lm.
SMD 2835 LED dėklas pagamintas iš karščiui atsparaus polimero ir gali atlaikyti temperatūrą iki 240 ° C. Pažymėtina, kad šių elementų spinduliuotės pablogėjimas yra mažesnis nei 5% per 3000 darbo valandų. Be to, įrenginys turi gana mažą kristalinio substrato perėjimo terminį atsparumą (4 C / W). Maksimali darbinė srovė yra 0.18A, kristalų temperatūra yra 130 ° C.
Šviesos spalvos spalva balta spinduliuotė yra 4000 K, dienos balta yra 4800 K, gryna balta – nuo 5000 iki 5800 K, o šalta balta – 6500-7500 K spalvų. Verta pažymėti, kad maksimalus šaltos baltos šviesos srautas luminescencija, minimali – šilta balta spalva. Prietaiso konstrukcija padidino kontaktinius padėklus, kurie prisideda prie geresnio šilumos išsklaidymo.
Geras patarimas! SMD 2835 šviesos diodai gali būti naudojami bet kokio tipo montavimui.
SMD 5050 LED charakteristikos
SMD 5050 korpuso konstrukcijoje yra trys to paties tipo LED. Mėlynos, raudonos ir žalios šviesos diodų šaltiniai turi technines charakteristikas, panašias į SMD 3528 kristalų charakteristikas, kiekvienos iš trijų šviesos diodų veikimo srovė yra 0,02A, todėl bendra visos prietaiso dabartinė vertė yra 0,06A. Tam, kad šviesos diodai nesugestų, rekomenduojama neviršyti šios vertės.
SMD 5050 LED prietaisų tiesioginė įtampa yra 3-3,3 V, o šviesos galia – 18-21 lm. Vieno LED galia susideda iš trijų kiekvienos kristalų galios verčių (0,7 W) ir yra 0,21 W. Prietaisų spinduliuotės spalva gali būti balta visuose atspalviuose, žalia, mėlyna, geltona ir spalvota.
Įvairių spalvų šviesos diodų artumas viename SMD 5050 pakete leidžiama naudoti įvairių spalvų šviesos diodams, atskirai valdant kiekvieną spalvą. Šviestuvams reguliuoti naudojant SMD 5050 šviesos diodus, naudojami reguliatoriai, kad po tam tikro laiko luminescencijos spalva būtų sklandžiai keičiama į vieną. Paprastai tokie įrenginiai turi kelis valdymo režimus ir gali reguliuoti šviesos diodų ryškumą.
Tipinės SMD 5730 LED specifikacijos
SMD 5730 LED yra šiuolaikiniai LED prietaisų atstovai, kurių korpuso geometriniai matmenys yra 5,7×3 mm. Jie priklauso didelio ryškumo šviesos diodams, kurių savybės yra stabilios ir kokybiškai skiriasi nuo pirmtakų parametrų. Pagaminta naudojant naujas medžiagas, šiems šviesos diodams būdinga didesnė galia ir labai efektyvus šviesos srautas. Be to, jie gali dirbti didelės drėgmės sąlygomis, atsparūs temperatūrai ir vibracijai, turi ilgą tarnavimo laiką.
Yra dviejų tipų įrenginiai: SMD 5730-0,5, kurių galia yra 0,5 W ir SMD 5730-1, kurių galia yra 1W. Skiriamasis įtaisų bruožas yra jų veikimo impulso srovėje galimybė. Nominaliosios srovės SMD 5730-0,5 vertė yra 0.15A, kai impulsas veikia, prietaisas gali atlaikyti iki 0,18A srovę. Šio tipo LED suteikia šviesos srautą iki 45 lm.
SMD 5730-1 šviesos diodai veikia esant pastoviai 0,35 A srovei ir impulsiniam režimui iki 0,8 A. Tokio prietaiso šviesos galia gali būti iki 110 lm. Dėl karščiui atsparaus polimero prietaisų dėklas atlaiko temperatūrą iki 250 ° C. Abiejų tipų SMD 5730 sklaidos kampas yra 120 laipsnių. Dirbant 3000 valandų šviesos srauto degradacijos laipsnis yra mažesnis nei 1%.
Cree LED charakteristikos
Bendrovė „Cree“ (JAV) užsiima itin ryškių ir galingiausių šviesos diodų kūrimu ir gamyba. Viena iš „Cree LED“ grupių atstovauja Xlamp prietaisų serijai, kurie yra suskirstyti į vieną lustą ir daugiakampį. Vienas iš vieno kristalo šaltinių bruožų yra spinduliuotės pasiskirstymas įrenginio kraštuose. Ši naujovė leido gaminti lempas su dideliu apšvietimo kampu, naudojant minimalų kristalų kiekį.
XQ-E didelio intensyvumo LED šaltinių serijoje šviesos kampas yra nuo 100 iki 145 laipsnių. Mažų geometrinių matmenų 1,6 x1,6 mm, didelio ryškumo šviesos diodų galia yra 3 voltai, o šviesos srautas – 330 lm. Tai vienas iš naujausių „Cree“ įvykių. Visi LED, kurių dizainas sukurtas remiantis vienu kristalu, turi aukštos kokybės spalvų atkūrimą CRE 70-90.
