Справочная таблица параметров популярных smd светодиодов с даташитами

Выходные параметры

Под выходными параметрами подразумевают характеристики светодиодов, измеренные при определённых условиях. Замер выходных параметров производят на номинальном токе и температуре окружающей среды, равной 25°C.

Световой поток и сила света

Оптические характеристики светодиода выражают в виде светового потока и силы света. Световой поток (лм) – это количество световой энергии (видимый свет), излучаемой кристаллом и переносимой на поверхность за единицу времени. Для слаботочных светодиодов с рассеивающей линзой обычно указывают силу света (кд). Её физический смысл состоит в отношении светового потока к углу, внутри которого распространяется излучение. Другими словами, сила света – это интенсивность светового потока в некотором направлении. Отсюда следует, что светодиод с меньшим углом излучения обладает большей силой света при одинаковом световом потоке. Современные 5 мм светодиоды высокой яркости способны выдавать до 15 кд.

Угол излучения

В разных источниках можно встретить названия: «видимый угол», «угол рассеивания». С физической точки зрения его правильно называть «Двойной угол половинной яркости» и обозначать – «2Q1/2». Двойной угол половинной яркости присущ только приборам, которые имеют фокусирующую линзу, и зависит от формы корпуса. Он может иметь значения в пределах 15-140°. Белые светодиоды, предназначенные для smt монтажа, и матрицы на их основе характеризуются широким углом излучения – 115-140°.

Цвет излучения и длина волны

В зависимости от типа полупроводникового материала светодиод излучает свет в определённом волновом диапазоне. Например, зелёному цвету соответствует диапазон длин от 500 до 570 нм. При этом прибор с λ=500-520 нм имеет салатный оттенок, а с λ=550-570 нм – бирюзовый оттенок. Белый светодиод излучает в ультрафиолетовом или в широком спектре с дальнейшим выделением белого света с помощью люминофора. ИК и УФ диоды работают в невидимой зоне спектра. Поэтому в их маркировке указывается рабочая длина волны.

Цветовая температура

Этот параметр присущ исключительно белым светодиодам. Цветовая температура указывает на оттенок, который получают предметы, освещаемые в данном свете. Условно весь белый свет разделяют на тёплый, нейтральный и холодный и измеряют его в градусах Кельвина. Свет от светодиодов с одинаковой цветовой температурой может восприниматься по-разному, что объясняется их различным коэффициентом цветопередачи. Более подробно об этом написано здесь.

Световая отдача

Этот параметр показывает, какое количество светового потока излучает светодиод на единицу потреблённой мощности и измеряется в лм/Вт. Светоотдача является своеобразным коэффициентом полезного действия светодиода. По этому показателю мощные светодиоды уже превзошли газоразрядные лампы, перешагнув рубеж в 150 лм/Вт. Серийно выпускаемые светодиоды имеют светоотдачу около 100 лм/Вт. Световая отдача светодиодных ламп на 220В в 5-7 раз больше, чем у ламп накаливания.

Инерционность

Такое понятие как «инерционность» часто отсутствует в datasheet на светодиоды. Общепринято считать, что они мгновенно включаются и отключаются, т.е. являются безынерционными. На самом деле задержка при переключении может достигать нескольких нс. Для отечественных ИК излучающих диодов инерционность указывают в виде времени нарастания и спада излучающего импульса. Эти временные интервалы колеблются в пределах единиц-сотен наносекунд и оказывают влияние на работу в высокочастотном импульсном режиме.

Недостатки

• Понижение эффективности. КПД SMD-диодов уменьшается с увеличением электрического тока. Уровень нагрева также возрастает с увеличением тока, что снижает срок службы устройства. Эти эффекты накладывают практические ограничения на ток, пропускаемый через светодиод.
• Влияние насекомых. Светодиоды гораздо более привлекательны для насекомых, чем лампы накаливания или натриевые газоразрядные лампы.
• Использование в зимних условиях. Они не выделяют большое количества тепла в сравнении с традиционными электрическими лампами, светофоры с SMD-диодами остаются покрыты снегом.

Выходные параметры

Под выходными параметрами подразумевают характеристики светодиодов, измеренные при определённых условиях. Замер выходных параметров производят на номинальном токе и температуре окружающей среды, равной 25°C.

Световой поток и сила света

Оптические характеристики светодиода выражают в виде светового потока и силы света. Световой поток (лм) – это количество световой энергии (видимый свет), излучаемой кристаллом и переносимой на поверхность за единицу времени. Для слаботочных светодиодов с рассеивающей линзой обычно указывают силу света (кд). Её физический смысл состоит в отношении светового потока к углу, внутри которого распространяется излучение. Другими словами, сила света – это интенсивность светового потока в некотором направлении. Отсюда следует, что светодиод с меньшим углом излучения обладает большей силой света при одинаковом световом потоке. Современные 5 мм светодиоды высокой яркости способны выдавать до 15 кд.

Угол излучения

В разных источниках можно встретить названия: «видимый угол», «угол рассеивания». С физической точки зрения его правильно называть «Двойной угол половинной яркости» и обозначать – «2Q1/2». Двойной угол половинной яркости присущ только приборам, которые имеют фокусирующую линзу, и зависит от формы корпуса. Он может иметь значения в пределах 15-140°. Белые светодиоды, предназначенные для smt монтажа, и матрицы на их основе характеризуются широким углом излучения – 115-140°.

Цвет излучения и длина волны

В зависимости от типа полупроводникового материала светодиод излучает свет в определённом волновом диапазоне. Например, зелёному цвету соответствует диапазон длин от 500 до 570 нм. При этом прибор с λ=500-520 нм имеет салатный оттенок, а с λ=550-570 нм – бирюзовый оттенок. Белый светодиод излучает в ультрафиолетовом или в широком спектре с дальнейшим выделением белого света с помощью люминофора. ИК и УФ диоды работают в невидимой зоне спектра. Поэтому в их маркировке указывается рабочая длина волны.

Цветовая температура

Этот параметр присущ исключительно белым светодиодам. Цветовая температура указывает на оттенок, который получают предметы, освещаемые в данном свете. Условно весь белый свет разделяют на тёплый, нейтральный и холодный и измеряют его в градусах Кельвина. Свет от светодиодов с одинаковой цветовой температурой может восприниматься по-разному, что объясняется их различным коэффициентом цветопередачи. Более подробно об этом написано здесь.

Световая отдача

Этот параметр показывает, какое количество светового потока излучает светодиод на единицу потреблённой мощности и измеряется в лм/Вт. Светоотдача является своеобразным коэффициентом полезного действия светодиода. По этому показателю мощные светодиоды уже превзошли газоразрядные лампы, перешагнув рубеж в 150 лм/Вт. Серийно выпускаемые светодиоды имеют светоотдачу около 100 лм/Вт. Световая отдача светодиодных ламп на 220В в 5-7 раз больше, чем у ламп накаливания.

Инерционность

Такое понятие как «инерционность» часто отсутствует в datasheet на светодиоды. Общепринято считать, что они мгновенно включаются и отключаются, т.е. являются безынерционными. На самом деле задержка при переключении может достигать нескольких нс. Для отечественных ИК излучающих диодов инерционность указывают в виде времени нарастания и спада излучающего импульса. Эти временные интервалы колеблются в пределах единиц-сотен наносекунд и оказывают влияние на работу в высокочастотном импульсном режиме.

Вольт-амперная характеристика светодиода.

Она имеет нелинейный характер. Led начинает пропускать ток с определенного значения напряжения. Оно называется пороговым. Пороговый вольтаж определяется химическими соединениями полупроводников.

Вольт-амперная зависимость.

Синяя кривая описывает протекание электричества при прямом включении. Красная кривая — при обратном включении.

U_MAXи U_MAXОБР – предельно допустимые значения напряжений. При их превышении элемент сгорает.

U_MIN – минимальное величина напряжения. Начинается свечение.

Интервал между минимальным и максимальным — рабочая зона. Именно в ней диод светоизлучается.

I_MAX – предельное допустимое значение тока. При превышении светодиод перегорает.

Устройство светодиода

Светодиод изначально был устроен так же, как и обычный диод – p-n переход и два вывода. Только корпус из прозрачного компаунда или из металла с прозрачным окном для наблюдения свечения. Но в оболочку прибора научились встраивать дополнительные элементы. Например, резисторы – чтобы включать светодиод в цепь нужного напряжения (12 В, 220 В) без внешней обвязки. Или генератор с делителем для создания мигающих светоизлучающих элементов. Также корпус стали покрывать люминофором, который светится при зажигании p-n перехода – так удалось расширить возможности LED.

Тенденция к переходу на безвыводные радиоэлементы не обошла и светодиоды. SMD-приборы стремительно захватывают рынок осветительной техники, имея преимущества в технологии производства. Такие элементы не имеют выводов. P-n переход монтируется на керамическом основании, заливается компаундом и покрывается люминофором. Напряжение подводится через контактные площадки.

В настоящее время светотехнические устройства стали оснащаться светодиодами, изготовленными по COB-технологии. Суть её в том, что на одной пластине монтируется несколько (от 2-3 до сотен) p-n переходов, соединяемых в матрицу. Сверху все помещается в единый корпус (или формируется модуль SMD) и покрывается люминофором. У такой технологии большие перспективы, но вряд ли она полностью вытеснит другие исполнения СД.

Расшифровка кода маркировки светодиодной ленты

Для того, чтобы понять, как маркируется лента, нужно обратить внимание на таблицу:

Для примера возьмем конкретную маркировку LED CW SMD5050/60 IP68. Из нее можно понять, что перед нами светодиодная лента белого цвета для поверхностного монтажа. Элементы, установленные на ней, имеют размер 5х5мм, в количестве 60 шт/м. Степень защиты позволяет ей длительное время работать под водой.

Ассортимент ламп для дома на световых диодах довольно широк

Без синего нет белого

Важность изобретения качественной синейled-лампочки состоит в том, что без нее невозможно было создать светодиодный экран, передающий все оттенки цветов. Ведь для этого необходим белый свет, а для белого, как известно, требуется три составляющих: красный, зеленый и синий

Это знаменитая RGB-схема, где под буквой B скрывается blue.

Помимо этого синий светодиод стали использовать для получений чистого белого света в освещении. Вспомните желтые кружечки на светодиодных лентах и на других осветительных приборах. Это люминофор, который и является помощников в получении белого света.

Теперь понятно, почему синий led так важен в современной индустрии. И почему его производством заняты самые крупные мировые компании.

Особенности маркировки светодиодных лент

Стоит отметить, что производство светодиодных лент относится к видам бизнеса, для которых характерен как раз таки унифицированный подход брендов-производителей к маркировке выпускаемой продукции. Так, в целях классификации светодиодных лент применяется унифицированный код, состоящий из 8 элементов. Он представлен в следующей структуре.

В первом элементе соответствующего кода зашифровывается, собственно, наименование основного компонента ленты — светодиода, LED.

Во втором элементе кода отражается цвет соответствующего изделия:

— R — красный — от английского Red;

— G – зеленый — от Green;

— B — синий;

— CW — белый;

— код RGB отражает тот факт, что светодиод — многоцветный.

В третьем элементе рассматриваемого кода, посредством которого шифруется светодиод — маркировка выводов. Например, они могут быть классифицированы как SMD. То есть, код будет показывать, что чип предназначен для инсталляции сразу на печатную плату, в рамках поверхностного монтажа. В свою очередь, в унифицированном коде также может быть применена маркировка светодиодов типа DIP, которая будет показывать, что изделия предназначены для инсталляции не на поверхности чего-либо, а в отверстия.

В 4-м элементе унифицированного кода светодиода отражается размер корпуса в миллиметрах. В 5-м — количество соответствующих изделий на 1 метре ленты, на которой они устанавливаются.

В 6-м — класс защиты светодиода от воздействия различных внешних факторов. Здесь может, к примеру, применяться код IP, который отражает тот факт, что класс защиты указывается в соответствии с отраслевым стандартом защиты электронных устройств IEC-952.

В 7-м элементе отражается степень защиты светодиода. Здесь могут присутствовать коды:

— 0, показывающий, что светодиоды не имеют защиты от воздействия внешних факторов;

— 1, указывающий, что изделие защищено от проникновения предметов, диаметр которых составляет 50 мм и более;

— 2, отражающий, что светодиод защищен от воздействия предметов диаметром 12-80 мм;

— 3, показывающий защиту от предметов диаметром, который составляет 2,5 мм и более;

— 4, отражающий защищенность светодиода от предметов в диаметре от 1 мм;

— 5, показывающий, что изделие защищено от проникновения пыли в том количестве, которое может привести к нарушению функциональности светодиода;

— 6, который указывает, что не допускается проникновение пыли в изделие.

В свою очередь, 8-й элемент унифицированного кода отражает степень защищенности изделия от проникновения жидкости. В ней могут фиксироваться коды:

— 0, который показывает, что светодиод не защищен от воздействия жидкостей;

— 1, отражающий тот факт, что в изделие не могут проникнуть капли воды, которые падают вертикально;

— 2, который показывает, что светодиод защищен от капель воды, что падают под углом, составляющим 15 градусов;

— 3, фиксирующий защиту от капель, которые падают под углом 60 градусов;

— 4, показывающий, что светодиод защищен от капель воды, которые падают на изделие под любым углом;

— 5, который отражает, что изделие защищено от воздействия струи воды обычной интенсивности;

— 6, показывающий, что в светодиод не может проникнуть вода, направляемая сильной струей;

— 7, указывающий, что вода не будет проникать в изделие даже при погружении его на глубину до 15 см;

— 8, который показывает, что светодиод сохранит функциональность даже при длительном погружении в воду.

Индекс цветопередачи CRI

Один из неочевидных параметров в кодировке – значение CRI, определяющее, насколько естественным выглядит свечение. Средний параметр равен 100 – это солнечный свет; меньшее значение применимо к источникам искусственного света. Соответственно, чем выше CRI, тем лучше.

Помимо определения нужного типа прибора в магазине, цветовую маркировку можно использовать в практических целях. Например, зная расположение и цвет элементов, можно рассчитать сопротивление резистора. Для этого достаточно занести данные в форму онлайн калькулятора. Понимание систем маркировки облегчает правильное использованию диодов и решает множество проблем, связанных с выбором нужного типа устройства.

PHILIPS Lumileds

Самый популярный из светодиодов этой компании – Luxeon Rebel – имеет следующую систему маркировки:

LXML-ABCD-EFGH

• LXML – обозначение серии;
• A – обозначение типа распределения света (P для распределения Lambertian);
• B – обозначение цвета (W – белый);
• С – оттенок белого цвета (С – холодный, N – нейтральный, W – теплый);
• D – номинальный ток (I для тока 350 мА);
• E – знак зарезервирован для будущих исполнений данного продукта;
• FGH – световой поток в люменах.

Таким образом белые светодиоды тестируемые на токе 350 мА имеют обозначаются по следующему шаблону: LXML-PWxI-0xxx.

Светодиоды Luxeon других серий имеют схожую систему обозначений.

Такая маркировка, в отличие от рассмотренных выше, более информативна и позволяет оценить общие параметры светодиода, даже не заглядывая в data sheet.

В светодиодных лентах

Часто людей интересует вопрос о том, сколько потребляет светодиодная лента? Мощность потребления ленты зависит от типа используемых в ней LED-чипов и количества этих чипов в одном метре, которое может варьироваться от 30 до 240 шт/м. Точные данные о мощности светодиодной ленты можно найти на странице производителя.

Чтобы определить, сколько потребляет мощный светодиод, придётся собрать простейший лабораторный стенд из регулируемого источника питания постоянного тока, резистора и мультиметра, а затем провести несколько замеров. Ничего сложного в этом нет, а сама процедура измерения прямого напряжения и тока светодиода описана в данной статье. В конце исследования перемножают полученные параметры и узнают реальное значение мощности по формуле P=U*I.

Разновидности светодиодов

Существуют самые разные светодиоды, параметры и характеристики которых полностью зависят от их видов:

1. Моргающие: используются в индикаторах для привлечения внимания. Этот вид практически не отличается от обычных, однако для его изготовления применяется встроенный кругооборот мультивибратора, который мерцает с перерывом в 1 секунду. Основные виды таких диодов распространяют однотонные световые лучи, более сложные по своим характеристикам могут вспыхивать несколькими оттенками поочередно либо одновременно, благодаря параметру RGB.

2. Многоцветные моргающие светодиоды, характеристики которых достаточно разнообразны и могут быть представлены в двух разных кристаллах, работающих один навстречу другому, поэтому, когда загорается первый, то полностью гаснет второй. При помощи тока, который движется в начальном направлении, появляется один цвет, а в противоположном – другой. Благодаря такому виду работы образуется и третий цвет, так как два основных смешиваются.

3. Трехцветные светодиоды, параметры и характеристики которых заключаются в наличии нескольких светоизлучающих диодов, не связанных друг с другом, но совмещеных в одном корпусе. Они работают по отдельности, могут светиться одновременно, но управление у них остается совершенно разным.

4. Светоизлучающие RGB-диоды с синими, красными и зелеными элементами, в которых используется связь с четырьмя проводами и единым общим катодом либо анодом.

5. Монохромные дисплеи с семью сегментами, а так же с применением starburst – формата. Такие экраны показывают все цифры, а некоторые даже определенный набор букв. Использование Starburst позволяет отображать все символы.

Достаточно распространенные в 80-х годах алфавитно-цифровые и числовые дисплеи стали менее популярны после появления ж/к мониторов.

smd 3014

Однокристальный компактный прибор умеренной (0.12 Вт) мощности и световым потоком до 11 лм. В зависимости от исполнения может излучать белый свет разной цветовой температуры, а также синий, желтый, зеленый, красный и оранжевый. Для защиты от окружающей среды и коррекции цветовой температуры кристалл покрывается компаундом с люминофором.

Светодиод smd 3014

Основная область применения smd 3014: светодиодные ленты и модули для декоративной подсветки, точечные светильники и лампы к ним. Нередко используются для изготовления автомобильных ламп.

Автомобильная лампа, настольный и встраиваемый светильники, лента на основе диодов smd 3014

Как сотрудники ГИБДД осуществляют проверку ламп

Осмотр фар на соответствие нормам может производиться несколькими способами:

• При визуальном обследовании. Для этого проверяют маркировку фар, а также техническую документацию транспортного средства.
• Если возникают вопросы к характеристикам лампы, то верификация может быть более детальной. Для этого потребуются специальные устройства. Это экран белого цвета, с матовой поверхностью и прибор, который фиксирует размещение ТС по отношению к экрану. Таким способом определяются показатели света.

Все оборудование для проверки должно быть зарегистрировано в государственном реестре типов и средств измерения.

Второй вариант не всегда выполним по технической причине. Поэтому результатом проверки чаще становится словесное предупреждение водителя либо штраф. Лишение прав за светодиодные лампы происходит реже.

Просрочил транзитные номера – обязательно платить штраф?

Маркировка Samsung

На пике производства светоизлучающих диодов эта фирма была лидером по производству и занимала лидирующие позиции на рынке. Сегодня Samsung сдала позиции, но по-прежнему остается на рынке, т.к. зарекомендовала себя, как компания, выпускающая качественную продукцию. Маркировка состоит из 18 символов:

• 1, 2 – буквы SP, означающие «Samsung Package» — это значение постоянное и не меняется;
• 3 – мощность светодиода имеет два популярных значения: H (high) – высокая, M (middle) – средняя, в редких случаях на этом месте может оказаться другой символ: B – для светодиодов подсветки, F — для вспышек фотокамер и другие;
• 4, 5 – цвет излучаемого света: WH (white) – белый;
• 6 – версия изделия (кодируется буквой);
• 7,8 – обозначение изделия;
• 9 – тип линзы D (dome) – куполообразная;
• 10 – мощность в ваттах, в нашем случае – 3 Вт;
• 11 – разряд зарезервирован;
• 12 – индекс цветопередачи CRI: 1 – min 68, 3 – min 70, 4 – min 75, 5 – min 80, 7 – min 90;
• 13, 14 – прямое падение напряжения, кодируется буквой и цифрой в соответствии с таблицей, представленной на фото;
• 15, 16 – коррелированная световая температура CCT, значения закодированы в соответствии с таблицей, представленной на фото;
• 17,18 – номинальный световой поток, соответствие кодировки цвету смотрите на фото ниже;

Плюсы и минусы светодиодов SMD

Небольшие габариты диодов СМД и большой поток света при минимальном энергопотреблении позволило осуществлять сборку плат автоматизированно.

Кроме таких качеств как экономичность, удобство, надежность, у этих источников света есть и другие достоинства:

• независимость от циклов включения/выключения;
• моментальный розжиг;
• высокая устойчивость к механическим повреждениям и вибрациям благодаря плотному прилеганию (без отверстий) к плате и компактности;
• широкий выбор по цвету (2600К-10000 К);
• цветопередача 75-85 Ra;
• бесшумная работа;
• минимизация риска поражения током благодаря низкому напряжению питания;
• экологическая безопасность (в составе нет вредных веществ, в потоке света нет ультрафиолетовых лучей);
• отсутствие мерцания (при условии, что диод качественный);
• максимальная температура нагрева 90оС;
• колбы ламп с цоколем производятся из пластиков, не создающих осколков при повреждении;
• возможность регулировать не только яркость, но и цвет света;
• простой монтаж и обслуживание;
• стандартная утилизация.

Как у любого источника света, у СМД диодов имеются и недостатки. Основным рядовые потребители считают высокую стоимость. В модули диоды устанавливаются на значительном расстоянии друг от друга, светятся отдельные точки, что не может обеспечить равномерность светового потока. Еще один недостаток – низкая ремонтопригодность осветительных приборов. СМД только теоретически можно перепаять, на практике модуль необходимо отправлять на завод, выпустивший его. В результате ремонт обходится дороже, чем замена модуля.

Для того, чтобы СМД-диод отработал заявленный производителем срок службы, требуются дорогие системы питания и охлаждения (без них кристаллы быстро деградируют).