Светодиодное освещение основано на способности полупроводников преобразовывать электрический ток в световой поток. По назначению устройства делятся на две группы: индикация и освещение. Первый тип имеет низкую мощность и используется для индикации приборов. Второй вид устанавливается в осветительных приборах. СМД светодиоды являются наиболее распространенным вариантом осветительных элементов.
Что такое SMD светодиоды
SMD светодиоды
Полупроводниковые приборы, изготовленные по технологии поверхностного монтажа, называются smd светодиодами. От других устройств они отличаются конструктивными особенностями. Электронный чип собирается на печатной плате из меди или алюминия. В роли чипа используется кристалл. Метод поверхностного монтажа упрощает производство и снижает стоимость светодиодов.
СМД электронные компоненты характеризуются максимальным приближением полупроводника к подложке, отводящей тепло. Для создания белого света кристалл покрывается слоем люминофора. Основные особенности устройства:
- высокая яркость,
- монохромный кристалл излучает один цвет – белый, красный, синий, желтый,
- состоит из одного или нескольких кристаллов,
- модули способны создать освещение с углом рассеивания от 100 до 160°,
- smd диоды работают на постоянном токе.
Для всех полупроводниковых приборов характерен высокий рабочий ресурс.
Маркировка производителей
Маркировка светодиодов
Стандартную маркировку светодиодов, расшифровка которой дает сведения о линейных размерах устройства, наносят все производители. Цифровое обозначение показывает длину и ширину LED-чипа в долях миллиметра. В некоторых случаях кроме типоразмера корпуса наносятся и другие параметры – цвет и мощность. Например: SMD 2835 UWC 5 – размер матрицы 2,83,5 мм, цвет – белый (Ultra White Color), мощность 0,5 Вт. Для электронных компонентов поверхностного монтажа существует специальный код smd 2l.
Характеристики светодиодов
Параметры устройств влияют на возможность использования их в различных сферах. К основным характеристикам изделий относятся: вольтаж, мощность, угол свечения, цветовая температура, световой поток.
Величина тока потребления
Средняя величина силы тока на кристалле составляет 0,02 А. Для чипов с несколькими кристаллами характеристика увеличивается кратно их количеству. Колебания параметра негативно сказываются на интенсивности свечения и сроке службы. Увеличение тока повышает цветовую температуру чипа, меняет оттенок свечения. Для обеспечения стабильности характеристик подключают токоограничивающие резисторы.
Светоотдача, угол свечения, мощность
Световой поток LED-матрицы отличается от света, создаваемого лампой накаливания. Он направленный, поэтому более яркий в центральной части. Обычно угол рассеивания находится в диапазоне 100-120°. Для изменения параметра применяют линзы. По мощности устройства делятся на 3 группы:
- малой мощности – до 0,5 Вт,
- средней – 0,5-3 Вт,
- большой – от 3 Вт.
Характеристика необходима при расчете блока питания. Она вычисляется по формуле – сила тока умноженная на напряжение.
Номинальное напряжение диодов низкое, оно составляет 1,1-4 В. Величина меняется из-за разницы цветов и материалов электронных компонентов. Устройство белого цвета имеет самое высокое напряжение.
Цветовая температура
Типы освещенности в зависимости от цветовой температуры света
Интенсивность излучения или цветовая температура важна для комфортного восприятия освещения человеческим глазом. Существует несколько категорий белого света:
- 2700-3500 – теплый,
- 3500-5000 – нейтральный или дневной,
- выше 5000 – холодный.
Цветовая температура указывается в Кельвинах (K), она обозначается в маркировке.
Габариты и их влияние на свойства LED-источников
Разница в освещенности и направленность угла освещения
В зависимости от типа меняется размер smd светодиодов. Яркость элементов возрастает вместе с габаритами. Площадь свечения может быть круглой или прямоугольной. Чем больше параметр, тем ярче освещение. Светопоток также зависит от количества кристаллов. В различных моделях их бывает от 1 до 4 штук. Мощность устройства зависит от размера кристалла. Характеристика указывается производителем в «mil», 1 mil=0,0254 мм. Например: чип размером 4545 mil – мощность 1 W, 2424 mil – 0,5 W.
Цветовой диапазон
Цвет светодиода зависит от материала полупроводника и легирующих примесей. Основные цвета: красный, синий, зеленый и желтый. Белый цвет получают путем нанесения слоя люминофора на кристалл синего свечения. Двухцветные устройства используют для индикации. Трехцветные применяют в дисплеях.
Описание основных smd светодиодов
Количество типоразмеров источников LED-освещения постоянно увеличивается. Наибольшее распространение получили несколько видов.
SMD 2835
Модель размером 2,83,5 мм демонстрирует высокую эффективность светоотдачи. Ее параметры:
- ток – 60, 150, 300 мА,
- мощность – 0,2, 0,5, 1 ВТ,
- светопоток – 20-100 Лм.
Корпус изготовлен из термостойкого полимера, рассчитанного на нагрев до 240-260°. Излучающая площадка прямоугольной формы, покрыта люминофором.
SMD 5050
Светодиодная матрица состоит из трех кристаллов, помещенных в один корпус. Его габариты – 5,05,0 мм. Технические характеристики LED-компонентов аналогичны параметрам диода смд 3528:
- суммарный ток составляет – 0,023= 0,06 А,
- мощность 30,7=0,21 Вт,
- Световой поток – 18-20 Лм.
Чип способен излучать все оттенки белого, синий, красный, желтый, зеленый цвет или трехцветные RGB. Используется в гибких лентах, лампах. Возможна регулировка режим свечения.
SMD 5630
Новый класс приборов поверхностного монтажа, его габариты 5,63,0 мм. Модели смд 5630 отличаются улучшенными характеристиками яркости:
- номинальный ток – 0,1-0,15 А,
- световой поток – 32-57 Лм,
- напряжение – 3-3,6 В.
Чтобы исключить перегрев кристалла, чип устанавливает на алюминиевую подложку. Прибор применяют в уличном и промышленном освещении.
SMD 5730
Геометрические параметры корпуса 5,73,0 мм. Крупное устройство относится к числу сверхъярких диодов. Полупроводник изготавливается из новых материалов, повышающих мощность. Характеристики:
- номинальный ток – 0,15,0,18 А,
- мощность – 0,5-1 Вт,
- световой поток – 45 Лм.
Угол освещения составляет 120°. Прибор устойчив к вибрации, влаге, обладает продолжительным сроком службы.
SMD 3014
Диод в корпусе 3,01,4 мм один из новых вариантов. Модель средней мощности с хорошим отведением тепла. Параметры:
- напряжение – 2,7-3.3 В,
- ток – до 0,3 А,
- свечение – 9-11 Лм.
Устройства дают все оттенки белого света.
SMD 3528
Один из наиболее популярных и недорогих чипов. Длина его сторон 3,52,8 мм. Рабочая площадка круглая, на нее нанесен слой люминофора. Характеристики:
- рабочий ток – 0,2-0,25 А,
- напряжение – 3-3,2 В,
- световой поток – до 7 Лм.
Яркость модели зависит от температуры, повышение параметра приводит к ускоренной деградации кристалла. При 75-80° прибор светит слабее на 25%.
Применение и требования к подключению
Область применения LED-устройств включает бытовое, коммерческое и уличное освещение. В зависимости от размеров смд светодиоды размещаются в лампах или ленточной подсветке. Несколько чипов, помещенных на плату, заменяют стандартные лампы накаливания и энергосберегающие люминесцентные. Устройства с широким углом освещения используются в прожекторах. Светодиодные матрицы заменили лампы в карманных фонариках, фарах, указателях, светофорах и вывесках.
При подключении светодиодов необходимо соблюдать полярность. Для стабильной и продолжительной работы к каждой цепочке последовательно соединенных светодиодов подключается отдельный резистор. Источник питания должен давать напряжение, превышающее суммарный показатель всех чипов.
Плюсы и минусы
Использование смд светодиодов в различных моделях осветительных приборов объясняется их многочисленными плюсами:
- широкая сфера применения,
- продолжительный срок службы,
- устойчивость к вибрации,
- экономное потребление электроэнергии,
- эксплуатация при низкой температуре,
- мгновенный запуск осветительного прибора.
К минусам электронных компонентов относятся:
- чувствительность к нагреву,
- высокая стоимость качественных изделий,
СМД светодиоды являются эффективными источниками основного освещения и декоративной подсветки. Разнообразие элементов позволяет подобрать оптимальный вариант по мощности, яркости и цвету.