Характеристики светодиодов для фонарей

Светодиоды: классификация, назначение, основные характеристики

1. Основные характеристики светодиодов:

• сила света (эффективность);
• угол излучения;
• мощность;
• рабочий ток;
• цвет (температура свечения);
• деградация светодиода.

2. Индикаторные светодиоды (ILT) (3; 4,8; 5, 8, 10 мм светодиоды с линзой)
3. СМД (SLT) светодиоды (3528, 5050)
4. Мощные (PLT) светодиоды
5. RGB светодиоды

ВОПРОС 1. Светодиод или светоизлучающий диод (СД, СИД, LED англ. Light-emitting diode) — полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока. Излучаемый свет лежит в узком диапазоне спектра.

Его спектральные характеристики зависят во многом от химического состава использованных в нём полупроводников.

Иными словами, кристалл светодиода излучает конкретный цвет (если речь идёт об СД видимого диапазона), в отличие от лампы, излучающей более широкий спектр и где конкретный цвет отсеивается внешним светофильтром.

                                                                                             

Рис.1 Устройство и внешний вид индикаторных светодиодов.

 

Рис.2 Обозначение светодиода на схеме

Эффективность (светоотдача).

Отношение светового потока к потребляемой мощности (Лм/Вт). Это та величина, которая в первую очередь попадает во внимание специалистов, потому что именно по эффективности определяется применимость светодиодов для систем освещения. Для сравнения:

• лампочка накаливания 8-12 Лм/Вт;
• люминесцентные (энергосберегающие) лампы 30-40 Лм/Вт;
• современные светодиоды 120-140 Лм/Вт;
• газоразрядные лампы (ДРЛ) 50-60 Лм/Вт.

Показатели очень хорошие, что позволяет успешно конкурировать с люминесцентными, натриевыми, галогеновыми лампами. Более того, светодиоды уже выигрывают по этому показателю у газоразрядных ламп, т.к. весь световой поток у них идет в одну полуплоскость, поэтому не требуются разного рода отражатели.

Рис.3 Шкала световых температур

Цветовая температура используемых светодиодов: 2500 Кельвинов- 9500 Кельвинов.

2500-3000 Кельвинов: теплый белый свет. (warm white  или сокращенно WW) Он ближе к лампам накаливания.
4000-5000 Кельвинов: нейтральный белый свет.( white neutral или сокращенно NW)
6500-9500 Кельвинов: холодный белый свет. (cold white или сокращенно CW)

По источникам независимых исследований, именно нейтральный белый свет является наиболее комфортным для офисной работы, и в нем предметы становятся наиболее четкими.Нашей компание используются светодиоды с нейтральным светом .Кроме того, в осветительных приборах мы используем цветные светодиоды (основные цвета : красный, синий, зеленый, желтый) и светодиоды RGB(полноцветный светодиод).

Мощность светодиодов.

Малой мощности:  до 0,5 Вт (20-60 мА).

Рис.4 Маломощные индикаторные светодиоды

Рис.5 Маломощные smd (slt) светодиоды

   

Средней мощности: 0,5-3 Вт (100-700 мА).

 

Рис.6 Светодиоды SEOULSEMICONDUCTOR, Корея, 0,5 Вт (150 мА)

 

Рис.7 Светодиоды Epistar , Тайвань, 1 Вт , 300 мА

Рис.8 Светодиоды NICHIA, Япония, 1 Вт, 300 мА

 

Большой мощности: более 3-х Вт (1000 мА и более).

Рис.9 Сверхмощный светодиод 20W

 

Угол свечения

Как правило 120-140 градусов, в индикаторных 15-45 градусов.

Деградация (ресурс) светодиодов

Очень важный показатель. Многие производители декларируют около 100 тысяч часов и даже более. Какие факторы оказывают влияние на ресурс светодиодов? В первую очередь это токовая деградация. Если через диод пропустить силу тока большую, чем та, на которую он рассчитан, то наступает быстрая деградация. Как правило: в пределах первых 1000 часов. Этим пользуются недобросовестные производители.

Следующий фактор – температурная деградация. Светодиод в процессе работы нагревается. И, если не отводить тепло, то диод быстро потускнеет. Для отвода тепла применяется много конструкторских решений. В наших светильниках применяется плата с алюминиевой подложкой.

Подложка в свою очередь имеет механический контакт с корпусом светильника, что дополнительно отводит тепло. Главное: в точке пайки светодиода соблюдать температурный режим не более 65 градусов Цельсия. В наших светильниках это достигается.

ВОПРОС 2. Индикаторные светодиоды (ILT) сегодня являются лидерами в повсеместном использовании. Появившись в 60-х годах, они быстро завоевали популярность, вытеснив лампы накаливания, используемых в качестве подсветки и индикации.

А использование в данных светодиодах кристаллы с повышенной яркостью позволяют использовать их в мощных светоизлучающих устройствах (фонари, стоп-сигналы, индикаторные огни, светофоры, DIP-ленты  и т.д.). На сегодняшний день практически ни одна бытовая техника не обходится без индикаторного светодиода.

Существуют следующие стандартные типоразмеры индикаторных светодиодов : 3; 5; 4,8; 8 и 10мм.
 

Рис.10 Индикаторные светодиоды в схемотехнике

Рис.11 Индикаторные светодиоды в фонарях

Рис.12 Индикаторные светодиоды в светофорах

Рабочий ток таких светодиодов как правило 20-40мА , световая отдача может доходить для белого света 3-5Лм со светодиода. Угол излучения у данных светодиодов либо узкий (15-45 градусов) , либо широкий (110-140 градусов). Температура света и цветовая характеристика такая же как и у всех светодиодов. Возможно производство в 2-х цветной компоновке.

Рис.13 Индикаторный 2-х цветный светодиод.

Использование интегрированного резистора позволяет использовать индикаторные светодиоды для напряжения питания 12В.

Рис.14 Индикаторные светодиоды в DIPленте.

ВОПРОС 3.  SMD-поверхностный монтаж — технология изготовления электронных изделий на печатных платах, а также связанные с данной технологией методы конструирования печатных узлов.

Технологию поверхностного монтажа печатных плат также называют ТМП (технология монтажа на поверхность), SMT (surface mount technology) и SMD-технология (от surface mounted device — прибор, монтируемый на поверхность), а компоненты для поверхностного монтажа также называют чип-компонентами.

Основным ее отличием от «традиционной» технологии сквозного монтажа в отверстия является то, что компоненты монтируются на поверхность печатной платы, однако преимущества технологии поверхностного монтажа печатных плат проявляются благодаря комплексу особенностей элементной базы, методов конструирования и технологических приемов изготовления печатных узлов.

Рис.15 Конденсатор поверхностного монтажа на плате, макрофотография

Наиболее популярные SMD(SLT) светодиоды это светодиод 3528 и 5050.

Светодиоды 3528

 

Рис.16 Светодиод 3528

Основные характеристики:

• Рабочий ток 20-25 мА;
• Мощность 0,07 Вт;
• Световой поток 3-7 Лм;
• Напряжение питания 3-3,2 В (для белого светодиода);
• Цвета: все оттенки белого, красный, зеленый, синий, желтый:
• Норма упаковки – бабина 2000 штук.

Использование : Светодиодные ленты, лампы, автолампы, панели, светильники.

 

Рис.17 Светодиодная автолампа на светодиодах 3528

Светодиоды 5050

 

Рис.18 Светодиоды 5050

В светодиоды 5050 используются однотипные кристаллы как и в светодиоде 3528 , только в количестве 3-х штук. А использование 3-х кристаллов разных цветов (красного, зеленого и синего) позволяют получить маломощный RGB светодиод.

Основные характеристики:
-Рабочий ток 60-75мА
-Мощность 0,21Вт
-Световой поток 10-21Лм
-напряжение питания 3-3,2В (для белого светодиода)
-цвета: все оттенки белого, красный, зеленый, синий , желтый, RGB
-норма упаковки – бабина 1000 штук.

Использование : Светодиодные ленты, лампы, автолампы, модули, панели, светильники.

 

Рис.19 Светодиоды 5050 в светодиодном модуле

ВОПРОС 4. Для производства светодиодного оборудования компания HTF Светодиодное освещение использует светодиоды средней и большой мощности . Все они маркируются как светодиоды PLT. Сравнительная характеристики используемых светодиодов представлена в Таблице 1.

 

№ пп	Марка светодиодов	Страна Производит.	Потреб. Мощность, Вт	Рабочий Ток,мА	Световой поток, (эффективность) Лм/Вт	Температура света, цвет	Внешний вид
1	Epistar	Тайвань	1 Вт	300-330	120-130	2700-3000 К 6500-7000 К	Рис. 7
2	SEOUL SEMICONDUCTOR	Корея	0,5 Вт	130-150	115-120	4000-4500	Рис. 6
3	NICHIA	Япония	1 Вт	300-330	130-140	4000-4500	Рис. 8
4	CREE	США	8 Вт	1400	95-100	5500-6000	Рис. 20

Таблица 1. Сравнительные характеристики светодиодов, используемых компанией HTF Светодиодное освещение

 

Рис. 20 Светодиод Cree , 8 Вт

ВОПРОС 5. RGB-светодиод — это просто три близко расположенных светодиода под одной линзой: красный — Red, зелёный — Green и синий — Blue, отсюда и название. Как известно, сочетанием этих трёх цветов можно получить любой другой цвет.

Обычно у этих трёх светодиодов объединены плюсовые (с общим анодом) или минусовые (с общим катодом) выводы, соответственно, всего у RGB четыре вывода, хотя иногда бывает, что все шесть выводов делают раздельно. То есть, фактически, управление RGB — это управление тремя светодиодами. Яркость свечения светодиода зависит от протекающего через светодиод тока.

№ пп	Марка светодиодов	Страна Производит.	Потреб. Мощность, Вт	Рабочий Ток,мА	Световой поток, (эффективность) Лм/Вт	Маркировка	Внешний вид
1	Epistar	Тайвань	3 Вт	900-990	130-160	Мощный светодиод Emitter-3W RGB	Рис. 21
2	Epistar	Тайвань	0,6 Вт	60-70	20-30	SMD светодиод 5050 RGB	Рис. 18

Таблица 2. Сравнительная характеристика SMD светодиодов , используемых компанией HTF Светодиодное освещение

Рис. 21 Мощный светодиод Emitter-3W RGB

Светодиоды 5050 RGB используются в основном в светодиодных лентах , модулях линейках, а мощный светодиод Emitter-3W RGB в архитектурном , ландшафтном , подводном освещении.

Рис. 22 Мощный светодиод Emitter-3W RGB используемый в светодиодном прожекторе архитектурном лучевом TYPE-3 36W 12V IP54 EP

Рис.23 SMD светодиод 5050 RGB, используемый в светодиодной ленте

Источник: https://newhtf.ru/stati/upravlenie-osveshcheniem-v-kvartire-s-telefona.html

Характеристики светодиодов

У многих возникает вопрос, почему диод одинаковой мощности (например 50W) стоит в китайском интернет магазине 100р, а в России 500 руб.

  Китайские продавцы и производители грамотно используют характеристики светодиодов, которые нельзя измерить без специального оборудования. К тому же научились производить очень дешевые и низкокачественные. 99% покупателей в них не разбираются и сталкиваются с ними впервые.

Большая разница в цене даёт хороший повод для обмана, всегда можно впарить барахло по цене фирменного, что они умело и делают.

• 1. Размер чипа
• 2. Сила тока на кристалле
• 3. Параметры сверхярких светодиодов от 10W
• 4. Характеристики 5050, 2835, 5730, 5630, 3528
• 5. Характеристики  светодиодов для фонариков
• 6. Основные характеристики
• 7. Подробное описание

Размер чипа

Наверное вы видали, что иногда продавец пишет в характеристиках размер кристалла, указывая его в «mil». Так обозначаются тысячные доли дюйма, в миллиметрах получается 0,0254мм. Типовой кристалл имеет размеры 30*30mil и 45*45mil. В миллиметрах 0,762*0,762мм и 1,143*1,143мм. Измерить не очень просто, но можно сравнить на глаз, если есть эталон. Я использую  цифровой штангенциркуль, с точностью до 0,01мм. Для замеров нужен инструмент с острыми концами, обычный микрометр не подходит, так как кристалл утоплен в корпусе.

Соответствие размеров и мощности:

1. 1W —  45*45mil;
2. 1W — 30*30mil;
3. 0,75W — 24*40mil;
4. 0,5W — 24*24mil.

Дальше по тексту кристалл будет обозначен сокращением «КР».

Сила тока на кристалле

На светодиодных  матрицах  мощность можно узнать по количеству установленных КР.  Они в виде точек видны под желтым люминофором. У цветных и RGB люминофора нет, их видно отлично.

На мощных светодиодах 1 КР имеет мощность 1W и номинальный ток 300мА. При таком токе обеспечивается штатный долговременный режим работы. Если видно 50 КР, то соответственно будут равны 50W.

Параметры сверхярких светодиодов от 10W

Рассмотрим особенности мощных светодиодных матриц белого света. Чтобы удешевить стоимость, китайцы решили ставить 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  должны иметь длину и ширину  от 30*30mil до 45*45mil.

RGB на 10W

Когда делаете выбор в магазине, то используйте эту информацию для вычисления реальных параметров мощных матриц от 10вт, 20вт, 30вт, 50вт, 70вт, 100вт.

Для визуального определения качества мощного светодиода, используйте геометрические параметры. Лучше всего если чипы под люминофором будут квадратные. Прямоугольные  — это практически гарантия завышенных характеристик.

Характеристики 5050, 2835, 5730, 5630, 3528

..

Цифры в маркировке обозначают только размер SMD  корпуса. И это никак не связано с его мощностью. Например для SMD5050 габариты будут 5,0мм на 5,0мм.

В больших корпусах SMD5630, SMD 5730 европейские и америкаские бренды Samsung, LG, Philips производят лед чипы на 0,5W. Китайцы этим умело пользуются, и ставят в стандартный корпус 5630 и 5730 слабый КР на 0,01W,продавая их как 0,5W. Поэтому китайские лампы-кукурузы утыканы слабыми диодами.

Технические характеристики китайских

Китайские 5630, 5730 тип №1	Китайские 5630, 5730 тип №2	Китайский 5050
Мощность	0,09W	0,15W	0,1W
Яркость	7 лм	12 лм	8 люмен

Характеристики  светодиодов для фонариков

Кроме изготовления низкокачественных LED, китайцы научились производить подделки сверхярких светодиодов для фонариков, светодиодных балок, велофар. Они на 95-99% копируют внешний вид, но параметры всё равно остаются китайские, на 30-40% хуже оригиналов.

Этим объясняется низкая стоимость аккумуляторных светодиодных фонарей на Cree Q5, Cree XML T6, Cree XHP50. В самых дешевых на 100% стоят подделки. Проверял сам лично, купив 10 разных фонариков на Крии Q5 и Т6. Все они оказались на поддельных КРИ производства LatticeBright.

Характеристики ярких светодиодов для фонариков подробно описаны по ссылкам:

• даташит Cree XHP50
• параметры Cree T6

Основные характеристики

Есть много вариантов его удешевить, заменить  дорогостоящие материалы дешевыми. Самая главная особенность, что такая замена никак не сказывается на внешнем виде, поэтому и возникают такие вопросы.

Список отличий влияющих на цену:

1. материал основания, медь или алюминий;
2. количество проводников идущих к кристаллу;
3. материал проводников;
4. масса светодиода;
5. срок службы по стандарту L70 или L80;
6. максимальная рабочая температура;
7. количество Люмен на 1 Ватт;
8. качество люминофора;
9. индекс цветопередачи CRI;
10. размер кристалла;
11. качество кристалла;
12. разброс технических характеристик;
13. точность пайки и сборки.

Некоторые параметры можно будет определить только после 5000ч. работы:

• скорость деградации КР;
• эффективный срок эксплуатации;
• качество жёлтого люминофора.

Считаю, что на окупаемость первостепенную роль играет эффективный период службы по стандартам L80 и L70. Для уличных светодиодных светильников второстепенные параметры особой роли не играют.

Подробное описание

1. На дешевых светодиодах основание делают из алюминия, его теплопроводность хуже, чем у меди. Это значительно влияет на массу. Скорость отвода тепла от КР уменьшается, при работе их температура становится выше.

2. Кристалл имеет очень маленькие размеры, для подачи питания его соединяют тонкими проводниками с внешними контактами. Лучше всего если их 4,хуже всего 2 штуки.

3. В фирменных диодах проводники изготавливают из тонких золотых нитей, они выдерживают скачки тока, особенно в автомобиле. Золото заменяют на медь или позолоченную медь. Наверное многие из вас видали дневные ходовые огни или светодиодные лампы которые мигают. При нагреве контакт с Кр теряется, при охлаждении появляется снова.

5. Стандарт L70 и L80 определяют количество часов, которые он проработает до снижения светового потока до 70% и 80% от первоначального. Китайцы пишут для всех стандартное значение в 30.000ч. и 50.000ч.

6. По характеристикам светодиоды имеют максимальную рабочую температуру в 60°. Уже 70° для них критические, требуется большая система охлаждения. Хорошие проработают положенное время в 50-70 тысяч часов при 110°.

7. Самые плохие дают 50 лм/вт, хорошие до 130лм/вт, лучшие до 200 лм/вт. Покупая у китайцев не надейтесь, что будет более 100 лм/вт.

8. Все белые лед чипы без люминофора светят синим цветом. Для придания ему теплого белого или нейтрально белого цвета наносят желтый люминфор. Он бывает разным, недорогой быстро выгорает. Это приводит к смещению цвета в сторону голубого и изменению индекса цветопередачи. Индекс CRI ниже 80 не пригоден для жилых помещений.

9. Цветопередача отвечает за точность передачи цветов предметом, которые мы видим при светодиодном освещении. При низком CRI

Источник: http://led-obzor.ru/harakteristiki-svetodiodov

Сердце фонаря: светодиоды

Просматривая характеристики различных фонариков, вы наверняка не раз встречали сокращения вроде «SSC P7», «Cree XP-E», «XP-G R4» или «XM-L T6 3C». Все они обозначают тип примененного в данной конструкции светодиода – наиболее распространенного в настоящее время источника светового потока.

Не все производители указывают его в описаниях, и мало кто приводит полную информацию о диоде. С другой стороны, на современном рынке наблюдается сильная конкуренция, и тенденция к повышению информативности характеристик все-таки есть – производители стремятся завоевать доверие покупателя. Иногда, покупая определенную модель фонаря, можно даже выбрать диод из нескольких предлагаемых вариантов.

Почему же полезно разбираться в этих обозначениях? Хорошо, если вы покупаете фонарик в магазине и у вас есть возможность испробовать его в работе.

Но даже в этом случае вы не сможете получить полное представление о его возможностях: включив фонарь в помещении, вы не спрогнозируете, как он поведет себя в других условиях – в ночном лесу, в тумане или во время снегопада.

А если же вы собираетесь приобрести фонарик через интернет, то вам остается лишь полагаться на рекламные характеристики и пользовательские отзывы, которые тоже не всегда могут похвастать объективностью.

Итак, что же можно сделать, обладая информацией о типе примененного светодиода?

• Получить начальные представления о форме светового пятна. Да, эта характеристика зависит в первую очередь от оптической системы фонаря, но при одинаковом рефлекторе светодиод с меньшей излучающей поверхностью создаст более узкий и «дальнобойный» луч, а с большей – более широкий «заливной».

• Узнать цветовую температуру и оттенок светового потока. Эти характеристики очень сильно влияют на возможность эксплуатации фонаря в тех или иных условиях, а также на цветопередачу.

• Оценить соответствие указанной производителем мощности светового потока законам физики. К сожалению, некоторые компании грешат излишним оптимизмом в описаниях: если строчки «XP-G» и «200 Лм» в характеристиках еще совместимы, то «XM-L» и «2000 Лм» – уже нет.

Эффективность

Технологический процесс производства светодиодов (как и любых других полупроводниковых компонентов) характеризуется некоторым разбросом параметров готовой продукции. Поэтому после изготовления диоды сортируются по нескольким критериям и поступают в продажу с дополнительными обозначениями после названия модели.

Одним из важнейших критериев сортировки является эффективность, или удельная яркость. Для ее определения измеряется световой поток, излучаемый светодиодом при некоторой фиксированной силе тока. По этому параметру диод относят к одной из яркостных групп или бинов (luminosity bin), каждая из которых имеет собственное обозначение.

Ниже мы приведем показатели эффективности для наиболее распространенных светодиодов, но не забывайте, что реальный световой поток, создаваемый фонариком, будет ниже из-за потерь в оптической системе. Эти потери могут составлять от 10-20% у качественных фонарей с металлическим отражателем и стеклом с просветляющим покрытием до 40-50% у моделей с линзами и бюджетных фонариков с пластиковой оптикой.

Цветовая температура и цветопередача

При различных источниках света объекты выглядят совершенно по-разному. Поэтому далеко не последнюю роль играет так называемая цветовая температура. Указывается она либо в кельвинах, либо описательно: теплый (2000-3500 К), нейтральный (3500-5000 К) или холодный (5000-7500 К) белый цвет.

Индекс цветопередачи (CRI, color rendering index) – параметр, характеризующий уровень соответствия естественного цвета предмета видимому (кажущемуся) цвету этого предмета при освещении его данным источником света. Источник с идеальной цветопередачей обладает индексом 100, у реальных источников это значение, разумеется, ниже.

Существует довольно четкая зависимость – чем ниже эффективность диода (его яркостный бин), тем, как правило, ниже его цветовая температура и тем выше его индекс цветопередачи. Поэтому нельзя выбрать «лучший вообще» диод – все они обладают своими достоинствами и недостатками.

Оптимальная область применения для «холодных» светодиодов – это мощные поисковые фонари, где нужна максимальная яркость. Цветопередача здесь практически не имеет значения (типичное значение CRI для холодно-белых диодов – 60-70); более того, свет такого фонаря обеспечивает и высокую контрастность изображения. С другой стороны, под дождем или в тумане свет такого фонарика сильно отражается от капелек воды и слепит своего владельца.

«Теплые» диоды обеспечивают отличную цветопередачу (CRI составляет 80-90 единиц) и создают естественную объемную картинку. Однако низкая эффективность излучения ограничивает и решаемые с помощью фонаря задачи – лучше всего они подходят для ближнего света (фонарик для дома, например).

Отдельно отметим светодиоды с улучшенной цветопередачей (High CRI) с индексом выше 90 – такие значения достигаются особой структурой фосфорной маски, наносимой на поверхность кристалла. Эти диоды обладают невысокой эффективностью и относятся чаще всего к тепло-белым (изредка – к нейтральным).

Оттенок

Бытует мнение, что тепло-белые диоды отличаются уклоном в красно-желтую область, холодно-белые – в сине-зеленую, а нейтральные обеспечивают действительно белый цвет без примесей. Это верно лишь в первом приближении. Реальные светодиоды обладают еще и различными оттенками (tint), по которым их также сортируют после изготовления.

Объект при разном освещении: слева направо – солнечный свет, High-CRI-диод, три нейтрально-белых диода с разными оттенками

Американский национальный институт стандартов (ANSI) рекомендует производить эту сортировку по определенным областям на хроматической диаграмме. Производители светодиодов обычно следуют этим рекомендациям, хотя часто и разбивают эти области на более мелкие (для более точной цветовой классификации) или добавляют другие области, отсутствующие в стандарте.

Модели светодиодов

Вряд ли можно в одной статье описать все существующие в мире типы диодов. Но, к счастью, в подавляющем большинстве фонариков (по крайней мере, серийных брендовых) применяются излучатели всего нескольких фирм.

Показатель эффективности светодиодов, указанный в фирменной документации, измеряется при различных токах и рабочих температурах. Для того, чтобы вы могли напрямую сравнить различные диоды, мы приводим данные, пересчитанные к нескольким стандартным значениям силы тока (включая максимальную для диода) и температуре 25°С. Также указаны группы по цветовой температуре (T), возможные для того или иного яркостного бина: «W» для тепло-белых, «N» для нейтральных и «C» для холодно-белых диодов.

Cree

Светодиоды этой американской компании применяются процентах в 80 современных фонарей. Широкий ассортимент диодов, умеренная цена и достаточно высокое качество ожидаемо привели к их очень высокой популярности.

MC-E

Довольно старый, но еще встречающийся светодиод с четырьмя независимыми кристаллами на одной подложке. Максимальный ток через каждый кристалл – 700 мА, размеры корпуса – 7х7,5 мм. Этот диод применен, например, в фонаре Fenix TK40.

XR-E

Диод примечательного внешнего вида – с металлическим кольцом-отражателем вокруг линзы. Размеры корпуса – 7х9 мм, при этом сам кристалл – это квадрат со стороной менее 1 мм. Использовался во множестве фонариков Fenix , ZebraLight и других. Есть упрощенная версия этого диода – XR-C (меньший кристалл и максимальный ток всего 500 мА), но она широкого применения в фонарях не нашла.

XP-E

Уменьшенная версия XR-E – при таком же кристалле размеры корпуса составляют 3,45х3,45 мм. Электрические характеристики также почти не изменились, хотя появились экземпляры более высоких бинов (до R4). Очень популярный светодиод – почти у всех известных производителей есть в модельном ряду фонари с XP-E.

XP-C

Упрощенный вариант XP-E с меньшим кристаллом (но таким же корпусом) и максимальным током 500 мА. Недорогой, поэтому широко применяется в маломощных бюджетных фонарях, хотя и именитые производители (Streamlight, например) не пренебрегают этим диодом.

XP-G

Еще один исключительно популярный светодиод, встречающийся в продукции почти всех производителей фонарей. Размеры корпуса такие же, как и у всей серии XP – 3,45х3,45 мм. Зато кристалл заметно крупнее, чем у XP-E, что позволило повысить максимальный ток до 1500 мА и привело к увеличению угла луча.

XP-G2

Обновленный вариант XP-G, изготовленный, правда, по совсем другой технологии. При более низкой стоимости, чем у предшественника, обеспечивает в среднем на 15% больший световой поток и создает более узкий луч. Появился этот диод всего полгода назад, но он уже устанавливается в некоторые фонари компании Foursevens.

XM-L

С цветовыми оттенками диодов Cree можно ознакомиться на хроматической диаграмме. Области, выделенные красным пунктиром – это рекомендуемые ANSI пределы сортировки. Как видите, каждая из них дополнительно разделена на четыре квадранта; кроме того, существуют оттенки и за пределами рекомендуемой области.

Luminus

Еще одна американская компания, производящая светодиоды высокой мощности. Световой поток может достигать 2700 люмен, что делает эти устройства прямыми конкурентами мощных HID-ламп.

SST-50

Крупный диод с небольшим (5 мм²) кристаллом и максимальным током 5000 мА. Габариты корпуса – 7,3х9 мм. Размеры кристалла не позволяют организовать надлежащий теплоотвод при пассивном охлаждении, поэтому реальный рабочий ток в фонарях обычно ниже. Этот диод применяется в продуктах компаний Olight, ThruNite, MagicShine и некоторых других.

SST-90

Светодиод с корпусом 10х11 мм и кристаллом площадью 9 мм². Максимальный ток – 9000 мА, что делает SST-90 самым мощным однокристальным диодом в мире. На его основе создан, например, знаменитый фонарь Olight SR90.

Диод состоит из такого же кристалла, как и в SST-90, но в отличие от последнего здесь установлена плоская линза вместо сферической. Эффективность у него ниже, но этот диод создает более узкий световой луч, поэтому «дальнобойность» у фонарей на его основе даже выше. SBT-90 выпускается только в «холодном» варианте.

Как и Cree, Luminus использует уточненную и расширенную систему сортировки диодов по оттенкам.

Philips Lumileds

Это компания, входящая в концерн Philips, стала одной из первых освоивших выпуск мощных светодиодов для фонарей (серия Luxeon).

Luxeon Rebel

Размер корпуса этого светодиода – 3х4,5 мм, максимальный ток – 700 мА. Часто применяется в фонариках компании Maglite, также встречался в ранних моделях фирмы Fenix.

Luxeon C

Оттенки диодов Luxeon обозначаются так же, как у Cree. Единственное отличие состоит в том, что области 5-8, рекомендуемые ANSI, разбиваются не на 16 участков, а на 4 квадранта, как и все остальные (они также маркируются буквами от A до D).

Seoul Semiconductor

SSC – корейская компания, выпускающая две популярных модели светодиодов на основе кристаллов производства Cree.

P4

В этом диоде используется такой же кристалл, как и в Cree XR-E/XP-E, но оптическую систему SSC изготавливает самостоятельно. Он был разработан для прямой замены устаревшего Lumileds Luxeon III (диаметр корпуса 8 мм и аналогичная оптика). P4 ожидаемо близок по электрическим характеристикам к XR-E/XP-E, но производит более широкий и равномерный луч.

P7

Четырехкристальный светодиод в корпусе диаметром 12 мм. В отличие от Cree MC-E, кристаллы расположены вплотную друг к другу, что обеспечивает равномерный световой поток без темных участков в центре луча.

Seoul Semiconductor использует сортировку по оттенкам не по рекомендациям ANSI, а по собственной системе. Как видите, доступные оттенки расположены преимущественно в «холодной» области с небольшим заходом в нейтральную.

Итоги

Мы рассказали о светодиодах, наиболее широко применяемых в современных фонариках. Разумеется, существуют и другие модели – например, недавно появившиеся Cree XP-E2 и XM-L2, или High-CRI-диоды Nichia 119 и 219. О них мы тоже обязательно расскажем, как только будет выпущен хотя бы один серийный фонарь, их использующий.

Надеемся, теперь вам будет несложно расшифровать сокращения, приведенные в начале статьи, и сделать некоторые выводы о том или ином фонаре в целом. Мы уверены: вооружившись этими знаниями, вы сможете даже «заочно» выбрать фонарик, наилучшим образом отвечающий вашим потребностям.

Алексей Адрианов

специально для www.rozetkа.com.ua

Источник: https://rozetka.com.ua/news-articles-promotions/tips/85432/flashlight_leds.html

Технические характеристики светодиодов. Сравнительные таблицы

Условно все светодиоды можно разделить на две большие группы:

Осветительные это те, которые могут обеспечить световой поток не меньше, чем у традиционных источников света. Некоторые модели даже их превосходят.
К ним можно отнести 4 популярных вида:

• SMD

• COB

• Filament

• PCB STAR

К индикаторным относится dip светодиоды. Рассмотрим сперва их.

Сокращение DIP расшифровывается как Direct In-line Package. Именно их в первую очередь начали массово выпускать в недалеком прошлом.

Трудно представить, но первые неказистые экземпляры для рядовых пользователей стоили от 200$ за штуку.

На сегодняшний день они уже не так распространены, но все же применяются:

• в устройствах индикации

• в панелях электронных приборов

• световых табло

• или елочных украшениях

По форме корпуса они могут быть круглыми, овальными или прямоугольными. Самые популярные типоразмеры с выпуклыми линзами – 3,5,8,10мм.

Напряжение питания 2,5-5В, при токе до 25мА.

Бывают разноцветными и многоцветными (RGB). Это когда в одном корпусе спрятано 3 перехода, а внизу есть 4 вывода.

В электрических схемах все светодиоды обозначаются как обычный диод с двумя стрелочками.

Несмотря на малые размеры и свою “древность”, отдельные модели из-за специфической формы корпуса, могут выдать в 1,5-2 раза больше яркости, чем некоторые SMD.

К тому же потребление энергии у DIP меньше чем SMD, да и стоят они дешевле. Однако SMD технология не стоит на месте и с каждым годом их параметры стремительно сближаются.
Вот таблицы с основными техническими характеристиками (сила света, рабочее напряжение, сила тока, угол свечения, цена) для индикаторных светодиодов DIP разных типоразмеров. А также расшифровка маркировки их названий и обозначений (для просмотра нажмите на соответствующую вкладку):

В своей конструкции они имеют полупроводниковый чип или кристалл, установленный на подложку. Снизу расположены контакты для подключения.

Каждый такой светодиод закрывается в корпусе, который напрямую можно припаивать к любой поверхности. Поэтому то их и называют ”изделиями поверхностного монтажа”.

Несмотря на одинаковое название “СМД”, в продаже можно встретить модели обладающие абсолютно разными:

О популярности данного типа могут говорить следующие цифры. Общее количество производимых светодиодов SMD, только в одном корпусе 2835, за год составляет несколько миллиардов штук.

Почему они так популярны? Конечно из-за своих достоинств:

• продолжительный срок службы

• ну а самое главное – высокая светоотдача

Именно SMD вид используется в большинстве светодиодных лампочек и светильников.

Таблицы всех технических характеристик наиболее популярных марок светодиодов марки SMD 2835, 3528, 5050, 5730:

COB – Chip On Board. У этого вида большое количество маленьких кристаллов размещено на единой подложке и все это собрано в одном корпусе.

Схема соединения этих кристаллов – последовательно параллельная. Сверху они заливаются люминофором.

По-другому их называют светодиодными матрицами. Их достоинства:

• разнообразная форма сборки светодиодов

Все эти преимущества очень кстати подошли для изготовления ярких и компактных прожекторов. Также КОБы активно применяют там, где нужна акцентированная и декоративная подсветка.

Однако из-за близости расположения кристаллов друг к другу, происходит сильный нагрев корпуса, даже если вы и обеспечите нормальное охлаждение. Поэтому если вам нужна качественная фокусировка, придется использовать силиконовую оптику.
Она стойка не только к высоким температурам, но самое главное выдерживает без последствий огромное количество циклов нагрев-остывание.

На абы какую поверхность COM матрицы ставить нельзя. Ее необходимо предварительно подготовить.

Кстати, это основная причина выхода из строя светодиодных прожекторов. 

Приблизительно на один светодиодный ватт в режиме 100Лм/Вт нужно 20см2 площади радиатора.

По норме от 6 до 10Вт может пассивно принять воздух, в то время как теплопроводность алюминия 200-300 Вт/(м*К).

Есть у COB светодиодов и другие недостатки:

• светоотдача и срок службы меньше чем у SMD видов

Поэтому на сегодня, для решения именно энергоэффективных задач в освещении, КОБ модели не совсем подходят. Это будет экономически не целесообразным.

Таблицы технических характеристик COB светодиодов:

И матриц:

Филаментные модели представляют из себя стеклянную полоску с наклеенными поверх нее светодиодами. С двух концов полоски металлизируются.

Через них подается питание. Если здесь применить различные кристаллы, то можно добиться достаточно высокого CRI.

Однако для всей этой конструкции, как и в любом ярком светодиоде требуется охлаждение.

Для этого здесь применяют газ — гелий. Именно благодаря ему, происходит отвод тепла на внешние стенки колбы филаментной лампочки.

По простому можно сказать, что филаментная лампочка – это КОБ светодиод, который поместили в газовую среду. Достоинства филаментных моделей:

• можно легко изготавливать привычные нам всем модели лампочек классического вида (груша, свеча, шарик). При этом начинка у них будет модернизированная.

• одинаковое светораспределение как и у ламп накаливания

Именно поэтому их применяют как альтернативная замена обычным лампочкам в светильниках и люстрах.

Однако свечение такой лампы все же сопровождается высоким нагревом. Вследствие чего, наблюдается постепенная деградация диодов, и как итог – их непродолжительный срок службы.

Таблица сравнения филаментных моделей и других видов ламп и источников света:

Если исходить из занимаемой площади, то эти светодиоды занимают первое место по величине светового потока.

Однако по большому счету, это тот же самый SMD вид. Он напаивается к подложке из алюминия, напоминающую по форме звезду.

Если у вас очень мощный источник света, а не множество кристаллов, то и фокусировка его упрощается. Поэтому из таких типов светодиодов PCB Star и начали массово делать яркие мощные прожекторы и не менее яркие ручные фонарики.

Таблицы всех технических характеристик светодиодов “звезда”:

Из всех представленных видов на сегодняшний день, SMD модели являются самыми универсальными. Из них делают множество световой продукции:

• Led светильники равномерной засветки

При этом производители добиваются вполне оптимальных решений по цене и светоотдаче.

Источник: https://svetosmotr.ru/tehnicheskie-harakteristiki-svetodiodov/