Технические характеристики и параметры светодиодов. Световая отдача (коэффициент полезного действия источника света: LOR)
Мощность светодиодов таблица. Светоотдача, угол свечения и мощность светодиодов
Характеристики светодиодов 5 мм. Основные параметры светодиодов в светодиодных лампах, ленте, светильниках
Ток
Напряжение
Мощность
Световой поток
Максимальное напряжение для светодиода. Как узнать, какой светодиод стоит в лампе
Китайские светодиоды характеристики. Мощные светодиоды, характеристики
Размер
Параметры сверхярких светодиодов
Характеристики от китайцев
Пример характеристик от Bridgelux
Цена
Красный светодиод характеристики. Что такое светодиод — подробное описание характеристик и типов
Что такое светодиод
Принцип работы или что светится в светодиоде
Конструкция
Виды светодиодов
DIP-диоды
Straw Hat
Super Flux “Piranha”
Smd светодиоды характеристики. Характеристики и виды SMD-светодиодов
Технические характеристики и параметры светодиодов. Световая отдача (коэффициент полезного действия источника света: LOR)
Существуют два показателя светового потока; световая отдача самого источника света и показатель световой отдачи светильника, который учитывает потери, получаемые внутри корпуса и оптической системы. Коэффициент полезного действия источника света (LOR) – это разница между этими двумя значениями.
В мире не существует на 100% эффективного светильника, несмотря на заявления некоторых производителей светодиодов об обратном. Как только источник света подключается к светильнику, выходные характеристики источника света меняются. Каждый светильник должен иметь коэффициент полезного действия, хотя многие производители и предпочитают не рассказывать вам, что это такое.
Распределение интенсивности (измеряется в канделах: кд)
Кривая в полярной системе координат – это краткая характеристика, которая говорит вам, с каким светильником вы имеете дело. Она моментально выявляет, например, имеет ли потолочный светильник узко направленный луч света или широко направленный.
Показатель максимальной интенсивности обычно находится в центре светового луча. Параметр интенсивности по краям луча обычно указывается в половину от максимальной интенсивности.
Несмотря на то, что ситуация в какой-то степени улучшилась, все еще есть ощущение, как будто производители светодиодов решили, что фактические эксплуатационные качества светильника не имеют значения, будь то узко направленный луч точечного светильника или широко направленный луч осветительного прожектора, это не важно.
Мощность светодиодов таблица. Светоотдача, угол свечения и мощность светодиодов
Сравнение светового потока диодов с другими источниками света проводят, учитывая силу издаваемого ими излучения. Приборы размером около 5 мм в диаметре дают от 1 до 5 лм света. В то время как световой поток лампы накаливания в 100Вт составляет 1000 лм. Но при сопоставлении необходимо учитывать, что у обычной лампы свет рассеянный, а у светодиода – направленный. Поэтому необходимо принимать во внимание угол рассеивания светодиодов.
Угол рассеивания разных светодиодов может составлять от 20 до 120 градусов. При освещении светодиоды дают более яркий свет по центру и снижают освещенность к краям угла рассеивания. Таким образом, светодиоды лучше освещают конкретное пространство, используя при этом меньше мощности. Однако если требуется увеличить площадь освещенности, в конструкции светильника используют рассеивающие линзы.
Как определить мощность светодиодов? Чтобы определить мощность светодиодной лампы, требующейся для замены лампы накаливания, необходимо применять коэффициент, равный 8. Так, заменить обычную лампу мощностью 100Вт можно светодиодным прибором мощностью не менее 12,5Вт (100Вт/8). Для удобства можно воспользоваться данными таблицы соответствия мощности ламп накаливания и LED-источников света:
При использовании светодиодов для освещения очень важен показатель эффективности, который определяется отношением светового потока (лм) к мощности (Вт). Сопоставляя эти параметры у разных источников света, получаем, что эффективность лампы накаливания составляет 10-12 лм/Вт, люминесцентной – 35-40 лм/Вт, светодиодной – 130-140 лм/Вт.
Характеристики светодиодов 5 мм. Основные параметры светодиодов в светодиодных лампах, ленте, светильниках
При выборе светотехнического устройства необходимо принимать во внимание параметры установленных в нем светоизлучающих диодов. Рассмотрим главные характеристики.
Ток
Однокристальные светодиоды имеют среднюю величину рабочего тока в пределах 200 mA. В многокристальных чипах ток соответственно выше. Нестабильность тока, выдаваемого драйвером (блоком питания), негативно сказывается на интенсивности свечения и длительности службы. Увеличение тока является причиной повышения цветовой температуры и оттенка свечения чипа.
Напряжение
Для электропитания светодиодов используются специальные драйверы, обеспечивающие стабильность тока. Напряжение «плавает» в границах, отличающихся для различных моделей. В таблице ниже можно посмотреть виды светодиодов по напряжению.
Цвет
Длина волны
Напряжение
Инфракрасный
от 769 нм
до 1.9 В
Красный
610-760 нм
от 1.6 до 2.03 В
Оранжевый
590-610 нм
от 2.03 до 2.1 В
Желтый
570-590 нм
от 2.1 до 2.2 В
Зеленый
500-570 нм
от 2.2 до 3.5 В
Синий
450-500 нм
от 2.5 до 3.7 В
Фиолетовый
400-450 нм
от 2.8 до 4 В
УльтраФиолетовый
до 400 нм
от 3.1 до 4.4 В
Белый
широкий спектр
от 3 до 3.7 В
А вот светодиодная лента запитывается стабилизированным напряжением. Токовая характеристика задается токоограничивающими резисторами.
Мощность
Этот параметр требуется для расчета нагрузки и подбора блока электропитания. Он вычисляется с помощью простой формулы P = U х I.
Мощность led может быть:
малой – менее 0,5 ватт;
средней – 0,5-3 ватта;
большой – от 3 ватт.
Световой поток
Светодиоды формируют световой поток с углом рассеивания 100-120 градусов. Для лучшей фокусировки излучения устанавливаются специальные купольные линзы.
Максимальное напряжение для светодиода. Как узнать, какой светодиод стоит в лампе
Самый простой вариант – если лампа полностью исправна. В этом случае надо просто измерить падение напряжения на любом из элементов. Если при подаче питания один или несколько элементов не светят (или все), надо идти другим путем.
Если лампа построена по схеме с драйвером, то на драйвере указано выходное напряжение в виде верхнего и нижнего пределов. Это связано с тем, что драйвер стабилизирует ток. Для этого ему надо изменять напряжение в определенных границах. Фактическое напряжение придется измерить мультиметром и убедиться, что оно в норме. Далее визуально (по дорожкам печатной платы) определить количество параллельных цепочек светодиодов в матрице и количество элементов в цепочке. Напряжениенужно разделить на число последовательно соединенных элементов. Если напряжение на драйвере не обозначено, то его можно лишь замерить по факту.
Драйвер на рабочий ток 300 мА и выходное напряжение 45-64 В.
Совет эксперта
Стариков Михаил
Старший инженер-электроник
Задать вопрос
Этот способ дает точный результат лишь с полностью исправной лампой. Если часть элементов (или все полностью) не горят, то для стабилизации тока драйвер будет уменьшать или увеличивать напряжение в пределах 10%. Для практических целей такой погрешности может быть достаточно, но об этом надо помнить.
Если светильник построен по схеме с балластным резистором и его сопротивление известно (или его можно измерить), то напряжение светодиода можно определить расчетным способом. Для этого надо знать рабочий ток. В этом случае надо рассчитать:
падение напряжения на резисторе – Uрезистора=Iраб*Rрезистора;
падение напряжения на цепочке LED – Uled=Uпитания – Uрезистора;
разделить Uled на количество приборов в цепочке.
Если Iраб неизвестен, его можно принять равным 20-25 мА (схема с резистором применяется для маломощных фонарей). Точность будет приемлема для практических целей.
Китайские светодиоды характеристики. Мощные светодиоды, характеристики
Многие из вас видели разницу цен в отечественных и китайских интернет-магазинах на мощные светодиоды. Модель на 50W в Китае стоит 100руб, в России 500 руб. Внешне они похожи, энергопотребление одинаковое, отличий никаких не видно.
На самом деле есть много технических характеристик, которые используют китайцы для максимального удешевления LED. При этом очень сильно страдает и качество и параметры. Но для плохого и дешёвого диода не пишут реальные параметры, указывают от качественных LED. Обычно пишут те же стандартные 50.000ч. службы, такую же мощность. Будут рассмотрены только сверхъяркие светодиоды белого света на 100вт, 50вт, 30вт, 20вт, 10вт. Инфракрасные ИК, ультрафиолетовые УФ, RGB будут участвовать в отдельных обзорах и тестах.
1. Размер
2. Параметры сверхярких светодиодов
3. Характеристики от китайцев
4. Пример характеристик от Bridgelux
5. Цена
6. Разброс параметров
7. Материал основания
8. Проводники
9. Самые мощные
10. Линзы для оптики
Размер
Образцы на 10W
Иногда продавец в спецификациях на светодиоды 10 вт, 20 вт, 30 вт, 50 вт, 100 вт пишет размер используемых кристаллов, в единицах «mil». Это единица измерения равная одной тысячной дюйма, или 0,0254 миллиметра. Чтобы проверить продавца на честность, можно измерить микрометром размеры кристаллов. Только требуется полная разборка с демонтажом силиконового покрытия, удалением слоя люминофора.
Светодиодные матрицы состоят из стандартных кристаллов на 1 ватт, которые ставятся с одноватники в корпусе Эмиттер. Стандартные габариты чипа 30*30mil и 45*45mil, в миллиметрах 0,762*0,762мм и 1,143*1,143мм. Номинальный ток 300мА.
Количество чипов можно просто посчитать под люминофором. На цветных и трехцветных RGB светодиодах они ничем не закрыты. Если их 50 штук, то реальная будет 50 ватт.
Исключением является светодиод 10W, у него их 9 штук. Еще один приплюсовали маркетологи, для увеличения продаж.
Слева 45*45mil, справа неизвестные микроскопические
Параметры сверхярких светодиодов
Примеры на 1W и 3W в корпусе эмиттер
Чтобы удешевить стоимость, китайцы решили ставить на 10W, 20W, 30W, 50W, 100W кристаллы поменьше и похуже на 0,5W и 0,75W, для которых номинальный ток 150мА и 220мА. Для них 300мА будет слишком много, они будут сильно деградировать и греться. Хорошие кристаллы должны иметь размер от 30*30mil до 45*45mil.
Соответствие размеров и мощности:
1W = 45*45mil;
1W = 30*30mil;
0,75W = 24*40mil;
0,5W = 24*24mil.
0,5W = 20*20mil для SMD5730
Bridgelux, Epistar, Epileds
Характеристики от китайцев
Заботливый продавец на странице с товаром размещает таблицу с параметрами светодиодных матриц. Если эти данные не указаны, то покупать в этом месте не советую, может быть большой разброс в качестве.
В таблице для 24*24mil вы видите, что продавец указывает стандартную мощность 10вт, 20вт, 30вт, 50вт, 70вт, 100вт и количество установленных кристаллов. Внимательно смотрим на напряжение и силу тока. Для 100вт количество вольт 30-32В, Ампер 2-2,1А.
Вычисляем мощность для 24*24mil :
минимальная 30В*2А = 60вт;
максимальная 32В*2,1А = 67,2вт;
то есть вместо обещанных 100вт, будет 60-65вт.
Значение в 60-65вт всё равно завышено, так как 1 чип на 0,5W, то реально там 50W, а продали нам его как 100вт. Кристаллы и так самые дешевые и самые плохие, поэтому любой разгон им противопоказан.
Вычисляем для 24*44mil:
минимальная 30В * 2,850А = 85,5W;
максимальная 32В * 3А = 96W;
среднее будет 90W.
По таблице получили 90W, реально там 75W, завысили на 15W.
Посчитаем для 30*30 mil:
минимум 32В * 2,8А = 89,6W
максимум 34В * 3,5А = 119W
среднее 105W
Размер 30*30mil обеспечивает обещанные технические характеристики. Такие же чипы ставятся в обычные качественные одноватники 1W с энергопотреблением 10вт, 20вт, 30вт, 50вт, 70вт, 100вт
Пример характеристик от Bridgelux
Покажу характеристики мощных светодиодных COB матриц от мировых производителей. Используйте эту таблицу для сравнения с бюджетными. Световой поток зависит от цветовой температуры, чем она выше, тем лучше эффективность Люмен на Ватт. Еще зависит от индекса цветопередачи, при CRI70 показатель светоотдачи до 128 лм/вт.
Разница по этим параметрам для одинаковой мощности, например 50W, получается:
CRI90, 2700К, 50вт = 80 лм/вт;
CRI70, 5600К, 50вт = 128 лм/вт;
128лм/вт — 80лм/вт = 48лм/вт разница, или 60%.
Цена
Осталось самое интересное, это цена таких изделий на 10W, 20W, 30W, 50W, 100W. Укажу цены в рублях, по которым покупал. Как вы видите цена отличается в 3-4 раза. Покупая дешевое барахло не надейтесь на чудо, что вам повезёт и попадется хороший. единственный способ длительной эксплуатации, это использование заниженного тока. Таким образом можно избежать активной деградации и лишнего нагрева.
Максимум такие чипы можно нагревать до 60° и это температура кристалла, а не корпуса. Критическая будет 70°. У мощных фирменных нагрев допустим до 110°, у самых качественных и дорогих до 150°.
Красный светодиод характеристики. Что такое светодиод — подробное описание характеристик и типов
Светодиоды присутствуют везде: в домах, автомобилях, телефонах. С их помощью обеспечивается яркая подсветка экранов гаджетов, выпускаются экономичные источники освещения. Сейчас это незаменимые источники света. Рассмотрим устройство и технические характеристики основных видов светодиодов.
Что такое светодиод
Светодиод (от английского Light Emitting Diode, или LED) – это твердотельный электрический источник искусственного света, изготовленный из полупроводниковых материалов p- и n- проводимости. Используя несколько технологий – напыление через маски, травление, эпитаксиальное осаждение и пр., получают p-n переход.
В полупроводниковом материале p-типа носителями тока являются «дырки» – атомы кристалла полупроводника, у которых легированием специальными металлами создают нехватку электронов. В n-материалах носителями являются избыточные электроны в кристалле.
«Дырка» фактически неподвижна. Она имеет положительный заряд, равный заряду электрона. Электрон, «перескакивая» с внешней орбиты одного атома на внешнюю орбиту соседнего, передвигает в обратном направлении «дырку».
Принцип работы или что светится в светодиоде
Подключая к p-n переходу постоянное напряжение определенной величины и полярности, вызывают в переходе электрический ток в виде встречного потока носителей электрического заряда — «дырок» – положительных «частиц» и электронов – отрицательных. При встрече этих потоков в p-n-переходе происходит их рекомбинация или слияние. В «дырку» попадает свободный электрон с повышенной энергией, и она исчезает.
Схема работы светодиода.
Справа n-полупроводниковая часть кристалла, «обогащенная» свободными электронами, слева – p-полупроводниковая часть с положительными «частицами» – «дырками».
Энергия высвобождается в виде квантов света . Они эмитируются, т.е. излучаются из торца кристалла. Поток квантов попадает на отражатель. Его полированная поверхность отражает свет в нужном направлении. Особой конфигурацией поверхности формируют требуемую диаграмму направленности светового потока.
Схема получения света в p-n-переходе.
Напряжение для питания перехода прикладывается «+» – к аноду диода, а «-» – к катоду.
Конструкция
Устройство светодиода в вертикальном разрезе.
Сиреневым цветом изображена теплоотводящая подложка. Серыми трапециями – сечения светоотражающего рефлектора-отражателя кольцевой конфигурации из алюминия. В центре голубой – чип-кристалл светодиода с подключенными золотыми или серебряными проволочками, подпаянными к выводам анода и катода.
Виды светодиодов
Светодиоды – устройства довольно «молодые». Их окончательная классификация еще не сложилась. Поэтому многие известные производители используют собственные системы подразделения.
По одной из них светодиоды по назначению группируют так:
Индикаторные.
Осветительные.
Индикаторные в своей группе делятся на следующие виды.
DIP-диоды
Аббревиатура получена от Dual In-line Package или «двойное размещение в линию». Обычно корпусы – цилиндры, но есть и параллелепипеды. На нижнем торце проволочные аксиальные выводы, параллельные основной оси симметрии корпуса. Вывод катода меньшей длины, чем анода.
Вид ДИП-светодиода над печатной платой, видна пайка в металлизованные отверстия.
Деление на типы – по диаметру корпуса и линзе на верхнем торце. Диаметры от 2-3 до 20 мм и более. Цвет свечения – любой, белых оттенков несколько.
Один из типов – мигающий 2-мя цветами, имеет 3 вывода.
Straw Hat
Дословный перевод – соломенная шляпа или брыль. Применяя к светодиодам – корпус похож на шляпу с округлым верхом.
Вариант ДИП-светодиода под названием Straw Hat или «соломенная шляпа».
Видны выводы разной длины, короткий – катод. Видны и ограничители высоты установки. Под линзой – кристалл с желтым люминофором.
Super Flux “Piranha”
Прямой перевод – сверхпоток. Piranha – перевод на русский язык – пиранья. Название светодиод получил из-за особенностей металлических выводов в виде узких полосок. Для упрощения установки в отверстия печатной платы у концов выводов при штамповке срезали углы. Так получились острые «зубы» хищной рыбы.
На выводе отштампованы «плечики» – ограничители, задающие высоту корпуса над платой. Так открыли корпус для охлаждения воздухом снизу. Кристаллы для пассивного охлаждения разместили на верхних торцах выводов.
Разместив в корпусе 2 или 3 чипа, увеличили поток света. А диод попал в группу сверхъярких.
В результате получили светодиодный ретрофит лампы накаливания. Часто лампу некорректно называют светодиодной лампой накаливания.
Smd светодиоды характеристики. Характеристики и виды SMD-светодиодов
Первое, с чем стоит разобраться, – это маркировка SMD-светодиодов. В общем виде в обозначении присутствует аббревиатура SMD и 4 цифры, например, SMD 3528. Это один из самых распространенных типоразмеров SMD-светодиодов. В данной маркировке отражаются только размеры в миллиметрах: 3528 означает 3,5х2,8 мм. Соответственно, SMD 5050 имеет размеры 5,0х5,0 мм, а SMD 5730 – 5,7х3,0 мм.
Различия наблюдаются и в отношении ряда других параметров. Самые значимые характеристики SMD-светодиодов приведены в таблице.
2835
2,8х3,5 мм
60, 150, 300
1
20, 50, 100
0,2, 0,5 или 1
Однокристалльный светодиод малой мощности, выпускаемый в трех вариантах с разным световым потоком и мощностью. По размерам корпуса аналогичен SMD 3528, но имеет прямоугольную, а не круглую линзу.
3014
3,0х1,4 мм
30
1
9-11 в зависимости от цвета свечения кристалла
0,12
Компактный светодиод с умеренной мощностью и достаточным световым потоком. Может давать белый свет разной цветовой температуры, а также цветное свечение. Часто встречается в точечных светильниках, светодиодных лентах , автомобильных лампах.
3528
3,5х2,8 мм
20
1 или 3
0,6-5 в зависимости от цвета свечения кристалла
0,06 или 0,2
Может быть однокристалльным (одного цвета – белого, синего, желтого, красного, зеленого) или трехкристалльным ( RGB ). В связи с этим часто используется в LED-подсветке.
5050
5,0х5,0 мм
60, 80
3 или 4
2-14
0,2 или 0,26
Имеет только трех- или четырехкристалльное исполнение. Одноцветный светодиод имеет в 3 раза большую яркость, чем однокристалльный SMD 3528, поскольку все кристаллы светят одним цветом.
5630
5730
5,6х3,0 мм
5,7х3,0 мм
150
150, 300
1
1 или 2
50
50, 158
0,5
0,5 или 1
Светодиоды SMD 5630 и 5730 во многом схожи за исключением некоторых характеристик. Диоды SMD 5730 вдвое мощнее и могут давать больший световой поток, поскольку имеют исполнение с двумя кристаллами. Оба диода используются для создания мощных лент, прожекторов и ламп.
