Марки светодиодов и их характеристики

Характеристики светодиодов: достоинства и недостатки, применение

Наиболее значимая характеристика светодиодов, обуславливающая экономическую целесообразность их использования в системах освещения различного назначения. Определяется, как отношение потока излучения к затрачиваемой мощности (Лм/Вт). Для сравнения: — 10-12лм/Вт — лампа накаливания; — 40-150Лм/Вт — газоразрядные лампы;

— 50-120Лм/Вт — светодиоды.

Таким образом, светодиоды характеризуются прекрасными показателями светоотдачи, что дает возможность им выигрышно конкурировать с натриевыми, галогеновыми и люминесцентными лампами. Помимо этого, при выпуске светодиодных светильников не требуются отражатели, потому что их световой поток направляется в одной полуплоскости.

2. Мощность

— светодиоды малой мощности: до 0,5Вт; — светодиоды средней мощности: 0,5-3Вт;

— светодиоды большой мощности: 3Вт и выше.

3. Цветовая температура

— 2500-4000К: белый теплый свет, схож с лампами накаливания; — 4000-6500К: белый нейтральный свет; — 6500-9500К: белый холодный свет.

В результате экспериментальных исследований установлено, что именно белый нейтральный свет отличается наибольшей четкостью передачи цветов и является наиболее удачным для работы с документами в офисных условиях.

4. Деградация

Это процесс постепенной потери показателей работоспособности светодиодов. Обычно производители указывают около 100 тыс. час. работы и более. Существенное влияние на ресурс светодиодов оказывает чрезмерное воздействие токов, превышающих их номинальное значение, и высоких температур, для предотвращения преждевременного старения применяются специальные конструкторские решения. 

К еще одной разновидности деградации светодиодов относится пусковое воздействие. Оно невысоко и составляет порядка 5-6%, выявляется обычно в первые 1000 часов горения светильника.

5. Угол свечения

Обычно у светодиодов он равен 120-140 градусов, а в индикаторных светодиодах — 15-45 градусов.

Технологические новшества в наше время происходят постоянно. Ежегодное появление новинок электроники, бытовой техники, автомобилестроения стало привычным явлением. То, что удивляло дватри года назад, часто уже безнадежно устарело к сегодняшнему дню. Большинство изменений касается улучшения существующих вещей, например, двигатель автомобиля становится более экономичным и экологически чистым от модели к модели. Вносимые улучшения понятны в основном узкому кругу специалистов.

Двигатели производятся теми же фирмами на тех же заводах. Внешне индустрия меняется довольно медленно и постепенно.

Сегодня в мире осветительной техники происходит как раз такая техническая революция. Эта революция в течение следующих 3-5 лет может полностью изменить рынок светильников, а также повлиять на список ключевых игроков.

Есть повод задуматься над ситуацией как существующим производителям, так и новым компаниям, не занимавшимся до сих пор этой сферой.

Приведем исторический пример.

До 70-х годов прошлого века основой радиотехнических устройств были электронные вакуумные приборы – радиолампы. Первые компьютеры были построены именно на лампах, и именно лампам они обязаны своими циклопическими размерами и стоимостью при вычислительной мощности калькулятора.

В 50-х годах началось активное развитие полупроводниковой техники, появились транзисторы, а позже интегральные схемы, содержащие сотни и тысячи транзисторов. Электронные лампы были полностью вытеснены из большинства областей, объемы их призводства упали в десятки раз.

Многие компании-производители вынуждены были полностью переориентироваться или исчезнуть с рынка. Полупроводники завоевали мир, открыли возможности для тысяч компаний и огромного количества новых приложений.

Ниже мы вернемся к этому примеру, чтобы увидеть интересные параллели между революцией полувековой давности и тем, что происходит сейчас на наших глазах.

Полупроводники, эти удивительные материалы — основа современной электроники. Они обладают важными свойствами, применяемыми в транзисторах и микросхемах. Однако этим их использование не ограничивается.
Еще в начале прошлого века был замечен эффект слабого свечения в области электрического контакта полупроводников разных типов проводимости. Тогда это явление не было понято и изучено. Как считается, первый полупроводниковый светодиод был изготовлен в 1962 году в США.

До 90-х годов ХХ века светодиоды получили широкое распространение в качестве устройств индикации и декоративных элементов. Использованию светодиодов в осветительной технике мешали трудности в получении белого цвета свечения.

Дело в том, что кристалл, на котором построен диод, может излучать свет только строго определенной длины волны. Наш глаз воспринимает такое излучение как чистый цвет из спектра, например, красный или зеленый.

Мы видим белый цвет, когда в наш глаз попадает очень широкий спектр длин волн или смесь нескольких определенных основных цветов.

Эту проблему можно решить тремя способами.

Второй – использовать принцип люминесцентных ламп: излучение ультрафиолетового светодиода попадает на люминофор, светящийся белым светом под действием ультрафиолета.

Третий способ – использовать синий светодиод, покрытый желтым люминофором. Смесь желтого и синего цвета также воспринимается глазом как белый цвет (рис. 1).
Последний способ оказался самым удобным и эффективным для изготовления сверхъярких светодиодов. Такие светодиоды были впервые продемонстрированы в 1997 году. С этого времени начинается и использование светодиодов для решения задач общего освещения.

В настоящий момент общедоступными являются светодиоды, дающие световой поток до 140 люмен на 1 ватт потребляемой мощности. В лабораторных условиях получены устройства, излучающие до 200 люмен 1 на ватт. Теоретический предел сегодняшних технологий составляет порядка 300 люмен 1 на ватт.

{xtypo_quote}Для сравнения: лампа накаливания дает около 7 лм/Вт, а современная энергосберегающая люминесцентная лампа до 105 лм/Вт. Сравнимую со светодиодами эффективность на уровне 130 лм/Вт имеют натриевые лампы высокого давления. Существенным недостатком натриевых ламп является их почти монохроматический оранжево-желтый свет, ухудшающий цветопередачу предметов. {/xtypo_quote}

Световой поток источника, выраженный в люменах, характеризует его излучающую способность без учета диаграммы направленности. Когда мы оцениваем полезный эффект, производимый источником света, нам важно распределение света от светильника в пространстве. Например, дорожный светильник должен давать равномерное и яркое световое пятно на дороге, при этом не слепить водителей и не освещать дальний край обочины. Чтобы достичь этого, применяются рефлекторы и линзы – отражающая или фокусирующая оптика.

Эффективность любого рефлектора или линзы зависит, в значительно степени, от геометрии источника света. Светодиод – это практически точечный источник, который позволяет добиться 80-90% эффективности при формировании освещенной области.

По этой причине, даже при одинаковой энергетической эффективности (люмен на ватт), светодиод в полтора-два раза эффективней традиционной лампы.

У фирмы Osram имеется уникальное решение – светодиод со встроенной линзой, имеющий диаграмму направленности, идеально подходящую для освещения улиц и автомагистралей (рис. 2). При использовании такого диода нет необходимости в применении какой-либо вторичной оптики, следовательно, нет потерь света и дополнительных денежных затрат.

Светодиоды претендуют на то, чтобы стать серьезной альтернативой другим источникам света.

Рассмотрим их преимущества и недостатки, чтобы самостоятельно оценить, насколько оправданы эти ожидания.

Достоинства светодиодов

Итак, первое и самое главное достоинство – энергетическая эффективность. Электрический ток в светодиоде преобразуется непосредственно в кванты света – фотоны. Такое преобразование теоретически происходит без потери энергии – сколько энергии потрачено, столько и излучается. На практике потери, конечно, есть, но уже достигнуты впечатляющие результаты по сравнению с другими источниками. Светораспределение светильника создается с гораздо меньшими потерями света. 

Надежность и время жизни. Начнем с самого определения времени жизни устройства. Для светодиода за время жизни принято количество часов, которое он проработает до снижения его светового потока на 30%. Лидирующие производители (например, Osram) заявляют о времени жизни более 100 тыс. часов.

{xtypo_quote}Сравним: лампа накаливания – 1000 часов, стандартная люминесцентная лампа – 12 тыс. часов, газоразрядные лампы – до 40 тыс. часов. Данные по традиционным источникам света приведены по критерию полного выхода источника из строя. {/xtypo_quote}

Малый размер светодиода. Мощный одноваттный светодиод серии OSLON производства Osram имеет размер корпуса 3х3 мм. Это позволяет вписы-вать его в любую конструкцию светильника, а также создавать миниатюрные и при этом очень мощные осветительные приборы. (рис. 3).
Экологическая безопасность.

Светодиод сам по себе содержит сотые доли грамма вещества в кристаллической, крайне химически инертной форме. Люминесцентная лампочка содержит очень опасные для человека и природы вещества, такие как ртуть. Утилизация таких ламп дорогостоящий и сложный процесс.

Время включения-выключения и управление яркостью. Светодиоду требуются доли микросекунд (150 нс для белого одноваттного светодиода Golden Dragon Plus) для начала работы с полной отдачей после подачи на него электрического тока. Это дает возможность регулировать световой поток путем подачи коротких импульсов тока, следующих с высокой частотой.

Таким образом, яркость светильника может регулироваться в любых пределах с сохранением 100 % эффективности. Можно отметить и еще один эффект – светодиод некритичен к количеству циклов включений-выключений, что является бичом, например, недорогих энергосберегающих ламп.

Механическая прочность и стойкость к ударам. Светодиод – это твердый кристалл в пластиковой или керамической оболочке. При желании его можно уничтожить при помощи молотка. На практике он абсолютно не чувствителен к вибрациям и другим воздействиям, характерным для условий промышленного применения.

Стабильная работа при низких температурах без сокращения срока службы и потери яркости. Светодиодному светильнику не требуется запуск, он практически мгновенно выходит на заданный температурный режим.

Недостатки светодиодов

Самой большой проблемой при проектировании светодиодных светильников является решение вопроса о том, что делать с выделяемым теплом. Как уже говорилось, светодиод преобразует электрический ток непосредственно в световой поток.

Это достоинство, которое превращается в недостаток, когда речь заходит об отводе тепла. Дело в том, что светодиод практически не излучает мощности в инфракрасном диапазоне спектра. Инфракрасное излучение мы ощущаем как тепло, исходящее от лампочки. Оно бесполезно с точки зрения наших глаз, но очень хорошо отводит лишнее тепло от источника света.

{xtypo_quote}На практике в свет превращается около 25% энергии, а остальное переходит в тепло. Полупроводники не любят нагрев, их срок службы существенно падает при температуре выше 130-150 0С. (для сравнения – спираль лампочки накаливания нагревается до 2300 0С, а у галогенной – до 2700 0С). {/xtypo_quote}

Итак, недостаток № 1: нужно отводить тепло и делать это приходиться при помощи радиаторов, а иногда даже активных систем охлаждения. Для того, чтобы получить ожидаемую эффективность светодиодного светильника, требуется позаботиться о правильном источнике питания.

Источник должен обеспечивать стабилизированный ток (а не напряжение, как требует подавляющее большинство устройств) на уровне от 100 мA до 1 А в зависимости от типа диода. Для достижения эффективности обычно используются импульсные источники с коррекцией коэффициента мощности.

Недостаток № 2 – относительно сложная схема питания.

Недостаток № 3, вероятно существующий лишь временно, – высокая цена светодиодов. В светотехнической отрасли принято говорить о люменах, получаемых на затраченный доллар или евро.

На сегодняшний момент эта величина составляет до 3 евроцентов за 1 люмен, что на порядок выше, чем стоимость 1 люмена в люминесцентной лампе. Это основной фактор, препятствующий широкому распространению светодиодных светильников в быту.

Однако в тех областях, где значение имеет стоимость владения, включающая стоимость обслуживания, светодиоды уже обходятся дешевле обычных ламп.

Не случайно в начале статьи приведена история о радиолампах и транзисторах. Помимо лучших технических характеристик, которыми, кстати, первые транзисторы не особенно могли похвастаться, полупроводники открыли дорогу в отрасль для тысяч мелких компаний. С их появлением резко уменьшился финансовый и технологический барьер для выхода на рынок. Первые компьютеры новой эры были собраны в гаражах. Гиганты потеряли монополию, и в электронную индустрию пришла невероятно сильная конкуренция.

{xtypo_quote}Появление светодиодов открывает дорогу к производству светильников огромному количеству компаний, которые ранее этим не занимались. Все, что нужно на первом этапе, – это обычное оборудование для сборки электронных плат. В нашей стране существует избыток такого производства, который ждет своего часа.{/xtypo_quote}

Источник: https://pue8.ru/elektrotekhnik/275-kharakteristiki-svetodiodov.html

Сравнительный анализ продукции ведущих производителей белых светодиодов

Заказать этот номер

2010№4

Проведен сравнительный анализ белых светодиодов повышенной яркости производства ведущих мировых компаний. Обоснованы рекомендации разработчикам, создающим осветительные системы на основе полупроводниковых источников света. Представлены основные преимущества светодиодной техники.

В 1996 г. в компании Nichia японскому инженеру Суджи Накамура удалось впервые получить светодиод белого цвета. Эту дату можно считать началом светодиодной революции, которая дала возможность использовать в осветительных системах принципиально новый, высокоэффективный источник света. Это революционное открытие послужило началом бурного развития технологий производства в различных компаниях.

• В 2003 г. компания Lumileds Lighting создала мощный белый светодиод Luxeon I со световым потоком более 25 лм и световой эффективностью 20 лм/Вт.
• Cree Lighting в 2004 г. выпустила белый светодиод XL7090 со световым потоком 55 лм и световой эффективностью 50 лм/Вт, а в 2006 г. появляется светодиод XR-E7090, имеющий следующие характеристики: 100 лм и 90 лм/Вт.
• В 2009 г. компания Nichia заявила о создании серийного светодиода со световой эффективностью 160 лм/Вт.
• 3 февраля 2010 г. на сайте компании Cree появилось сообщение [1] о новом рекорде: инженеры компании достигли световой эффективности 208 лм/Вт (при токе 350 мА) во время испытаний светодиода с цветовой температурой 4579 К.
• В середине апреля 2010 г. компания Cree анонсировала новый класс однокристальных светодиодов XLamp XM [2]. Эти светодиоды позволяют получить рекордную величину светового потока 750 лм.

В настоящий момент разработчиков интересует вопрос о максимально достижимой величине светового потока и получаемой при этом световой эффективности. По расчетам специалистов в области производства мощных белых светодиодов, теоретический максимум эффективности составляет 320±20 лм/Вт [3, 4]. Таким образом, такие компании, как Cree, Nichia, достигли уровня КПД 50%.

Бурное развитие светодиодной отрасли послужило толчком к созданию энергосберегающих осветительных систем, к разработке нового оборудования в медицине, в системах скоростной передачи информации. В мире появляются все новые и новые фирмы по производству светодиодов.

Рост предложений на рынке светодиодной продукции повышенной яркости ставит разработчиков осветительных систем при выборе типа светодиодов перед тяжелой дилеммой. Автором статьи предпринята попытка сориентироваться в этом море яркого света и провести анализ современного рынка белых светодиодов.

Осветительные системы

На сегодня в качестве источников для осветительных систем используются следующие элементы:

• лампы накаливания общего назначения;
• галогенные лампы;
• люминесцентные лампы;
• газоразрядные лампы высокого давления;
• полупроводниковые источники света.

Основным источником оптического излучения в лампах накаливания является разогретый до температуры свечения проводник, находящийся в инертной атмосфере. Выпускают лампы с аргоновым и криптоновым наполнителем, причем криптоновые имеют меньшие габариты и обеспечивают больший световой поток. Средний срок службы составляет 1000 ч. КПД ламп накаливания ~10%.

Достоинством галогенных ламп является неизменно яркий свет, великолепная цветопередача и возможность создания любых световых эффектов. По сравнению с обычными лампами накаливания галогенные имеют более высокую цветовую температуру (до 3100 К). Они обладают высокой световой эффективностью и длительным сроком службы. Галогенные лампы работают от сети 220 В, а также от источников питания 6, 12 и 24 В. КПД галогенных ламп ~15%.

Люминесцентные лампы очень экономичны и имеют световую эффективность в несколько раз больше, чем у ламп накаливания. Такие лампы представляют собой стеклянную вакуумную трубу-колбу, наполненную парами ртути низкого давления. Люминесцентные трубки светятся, когда в них загорается электрический разряд.

В заполняющем трубку газе некоторое количество электронов отрывается от своих атомов и движется с ускорением в электрическом поле. Когда такой ускоренный электрон сталкивается с атомом, он отдает энергию в виде ультрафиолетового излучения. Трубка покрыта изнутри люминофором, который поглощает этот ультрафиолетовый свет и трансформирует его уже в видимый.

Поскольку ничто не мешает собрать весь ультрафиолет и перевести его в видимый свет, эффективность таких ламп повышается, и КПД достигает 25–30%.

Газоразрядные лампы высокого давления подходят для использования в системах освещения, требующих мощных компактных источников света, высокой светоотдачи и долгого срока службы. Стеклянная колба имеет форму цилиндра или эллипсоида. У ртутных ламп колба покрывается изнутри люминофором, преобразующим ультрафиолет в видимый свет. Внутри колбы помещен реактор с двумя электродами и подводящими проводами. КПД таких ламп — порядка 40%.

В таблице 1 представлены сравнительные значения эффективности преобразования энергии в свет для разных источников осветительных систем.

Таблица 1.

Эффективность преобразования энергии в свет для разных источников осветительных систем

Источники осветительных систем	Световая эффективность, лм/Вт
Лампы накаливания общего назначения	18–22
Линейные 2-цокольные галогенные лампы накаливания (150; 250; 300; 500; 1000; 1500 Вт)	18–22
Зеркальные галогенные лампы накаливания на напряжение 12 В (20; 35; 50 Вт)	25–30
Ртутные лампы высокого давления с люминофором (типа ДРЛ) (50; 80; 125; 250; 400; 700 Вт)	45–55
Компактные люминесцентные лампы (5; 7; 9; 11; 15; 20; 23 Вт)	50–60
Линейные люминесцентные лампы (18; 36; 58 Вт)	60–80
Металлогалогенные лампы (35; 70; 150; 250; 400 Вт)	70–100
Натриевые лампы высокого давления (70; 100; 150; 250; 400 Вт)	90–130
Светодиоды	до 170

Особенности полупроводниковых источников света

При оценке светодиодной продукции различных производителей следует в первую очередь анализировать следующие характеристики:

• фотометрические (световые);
• радиометрические (энергетические);
• колориметрические (спектральные);
• гониометрические (угловые);
• эксплуатационные (срок службы).

Фотометрия — это раздел физической оптики, располагающий совокупностью методов для измерения электромагнитного излучения в видимом диапазоне спектра (длины волн 380–770 нм). Существует множество фотометрических величин, но основными являются световой поток, сила света, освещенность, яркость.

• Световой поток — это полное количество излучения, производимого данным источником в видимой области спектра (единица измерения — люмен (лм)).
• Сила света — это пространственная плотность светового потока в заданном направлении, или отношение светового потока, направленного от источника в пределах телесного угла, охватывающего данное направление, к этому углу (единица измерения — кандела (кд)).
• Освещенность — это плотность падающего светового потока на поверхности, или отношение светового потока, падающего на поверхность, к площади этой поверхности (единица измерения — люкс (лк)).
• Яркость — это отношение силы света в заданном направлении от участка поверхности к площади этой излучающей поверхности в проекции на плоскость, перпендикулярную этому направлению (единица измерения — кандела на метр квадратный (кд/м2)).

Радиометрия занимается измерениями полного электромагнитного излучения во всех оптических диапазонах (видимом, инфракрасном и ультрафиолетовом). Основная единица мощности излучения — ватт (Вт). Другие измеряемые радиометрические величины — сила излучения (Вт/ср), энергетическая освещенность (Вт/м2) и энергетическая яркость (Вт/ср.м2).

Базовый метод измерения полной мощности излучения основан на использовании сферического интегратора.

Основными величинами радиометрии являются:

• Световая эффективность преобразования энергии в свет — отношение величины излучаемого светового потока к потребляемой электрической мощности (единица измерения — люмен на ватт (лм/Вт));
• Поток излучения — количество энергии, излучаемой за единицу времени (единица измерения — ватт (Вт)).

Колориметрия включает в себя расчеты и ме тоды измерения цвета излучения. Эти методы основываются на законах Грассмана. Колориметрические параметры белых светодиодов обычно выражены в координатах цветности или в значении коррелированной цветовой температуры. Эта методика измерения цветности была принята международной комиссией по освещенности в 1931 г.

Цветовое восприятие человека весьма сложно, поскольку оно зависит не только от различных физических свойств света, но также и от окружающих объектов, механических свойств излучателя и психологического состояния наблюдателя. Для белых светодиодов наиболее важными колориметрическими параметрами являются цветовая температура и индекс цветопередачи.

Цветовая температура — это температура черного тела, при которой оно испускает излучение с той же цветностью, что и рассматриваемое измерение. Эта мера объективного впечатления от цвета данного источника света. Единица измерения — градус Кельвина (К).

• 2700 К — сверхтеплый белый;
• 3000 К — теплый белый;
• 4000 К — естественный белый;
• 5000 К — холодный белый (дневной).

Светодиоды производятся сегодня в довольно широком диапазоне оттенков белого цвета с цветовой температурой 2600–10000 К. К сожалению, каждый регион имеет свои собственные понятия о том, какой диапазон белого света более всего подходит для нужд освещения, поэтому четкой фиксации нет.

Индекс цветопередачи является отражением того, насколько естественно выглядят предметы под этим светом. За один из стандартных источников принимается Солнце, при этом для источников с близкой цветовой температурой его коэффициент равен 100. Этот коэффициент обозначается как Ra или CRI.

• Ra 91–100 — очень хорошая цветопередача;
• Ra 81–90 — хорошая цветопередача;
• Ra 51–80 — средняя цветопередача;
• Ra

Источник: https://led-e.ru/articles/svetodiod/2010_4_6.php

Характеристики светодиодов

Несмотря на существующее многообразие светодиодов, отличающихся формой и назначением, все они созданы из полупроводникового кристалла и имеют общий принцип действия. Значит, их работа основана на одних и тех же технических характеристиках, среди которых выделяют входные и выходные параметры светодиодов.

Входные параметры

Технические характеристики светодиодов, которые оказывают влияние на его работу, условно называют входными. Речь идёт о прямом (обратном) токе и напряжении и их графической зависимости.

Прямой ток

Техническим параметром №1 любого светодиода является ток, протекающий в прямом направлении через p-n-переход. Номинальный (рабочий) ток – это ток, при котором производитель гарантирует заявленную яркость в течение всего срока эксплуатации. Также указывается максимальный ток, превышение которого ведёт к электрическому пробою.

Для некоторых модификаций номинальный прямой ток теоретически равен максимальному. В таких случаях рекомендуется эксплуатировать светодиод на 90-95% от номинального значения. Величина рабочего тока во многом зависит от размера кристалла и режима работы. Например, ток органического светодиода, используемого для формирования OLED матриц, не превышает нескольких микроампер.

И, наоборот, кристалл мощностью 1 вт потребляет около 0,35 А.

Падение напряжения

Под этим параметром принято понимать прямое падение напряжения при протекании через p-n‑переход номинального тока. Его значение зависит от химического состава полупроводника (цвета свечения). Наименьшим прямым напряжением обладают инфракрасные диоды (около 1,9В), а наибольшим ультрафиолетовые (от 3,1 до 4,4В). Зачастую в паспорте указывают диапазон возможных значений.

Обратное напряжение

Под максимальным обратным напряжением понимают напряжение обратной полярности, прикладываемое к p-n-переходу, при превышении которого происходит электрический пробой и, как следствие, выход из строя полупроводникового прибора. Для превалирующей части светодиодов его значение составляет 5В. Среди излучающих диодов ИК-диапазона немало приборов с допустимым обратным напряжением 1 или 2 вольта.

Мощность рассеивания

Мощность, рассеиваемая корпусом, определяется как произведение максимального тока и прямого напряжения и указывает на наибольшее количество энергии, которую способен эффективно рассеивать светодиод в течение длительного времени. При превышении паспортного значения в кристалле полупроводника возникает электрический или тепловой пробой.

ВАХ

Вольтамперная характеристика светодиода представляет собой графическую зависимость прямого тока от прикладываемого прямого напряжения. С помощью этого технического параметра можно легко узнать падение напряжения на светодиоде при задании тока определённой величины без проведения лабораторных исследований. ВАХ помогает произвести теоретические расчёты будущей электрической цепи.

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.

Дополнительные характеристики

Кроме основных технических параметров, при проектировании светодиодных светильников нужно учитывать ещё несколько дополнительных факторов, таких как влияние температуры и различных коэффициентов.

Температурная зависимость

Продолжительная и стабильная работа излучающего диода во многом зависит от эффективного отвода тепла от кристалла. В связи с этим у мощных светодиодов должно быть низкое тепловое сопротивление перехода кристалл-подложка. Например, SMD 5730 и SMD 3014 имеют всего 4°C/Вт, что является достижением современных технологий.

Также нормируются:

• максимальная температура p-n-перехода (температура кристалла), которая для SMD приборов может достигать 130°C;
• температурный диапазон, при котором допускается эксплуатация;
• температурный диапазон, при котором можно хранить полупроводниковый прибор;
• температурно-временной график пайки SMD светодиодов.

Биновка

Светодиодный бин представляет собой неделимую область на диаграмме цветности, условно выраженную в цифробуквенном коде. Необходимость биновки белых светодиодов вызвана погрешностью, допускаемой в процессе их изготовления. Бин-код позволяет максимально точно указать оттенок белого света приборов, имеющих одинаковую цветовую температуру и коэффициент цветопередачи. Данный параметр учитывают производители светильников высокого качества.

Источник: https://ledjournal.info/spravochnik/harakteristiki-svetodiodov.html