Виды светодиодов: какие бывают типы и разновидности диодов в лампочки, мелкие и сверхмалые светодиоды для ламп и светодоидных светильников
Длительное время светодиоды использовались только в качестве индикаторов для различных приборов. Современные устройства вполне могут заменить любые источники света для освещения домов, промышленных зданий, офисов, улиц и т. д.
На рынке освещения представлены разные виды светодиодов, которые отличаются хаpaктеристиками.
Чтобы знать, как выбрать led-устройства в зависимости от целей, нужно знать, как они устроены, работают, изучить основные параметры.
Содержание
- 1 Что такое светодиод
- 2 Устройство и принцип действия
- 3 Основные технические хаpaктеристики светодиодов
- 4 Индикаторные и осветительные led
- 5 Индикаторные led
- 6 Осветительные led
- 7 Лазерные диоды
- 8 Основные выводы
Что такое светодиод
Внешне светоизлучающий диод выглядит как кристалл на металлической основе, покрытый пластиковой линзой. Осветительный элемент состоит из таких частей:
- основа из алюминия или меди;
- полупроводниковый кристалл;
- катод (-) и анод (+) ;
- слой силикона;
- линза из пластика;
- защитный корпус.
На металлической основе зафиксирован катод и анод. На первом электроде закреплен полупроводниковый чип (кристалл). Контакты имеют проводники, которые подсоединяются к чипу p-n-переходом (электронно-дырочный переход). На этом участке с помощью соединительной проволоки объединяются 2 полупроводника с дырочным и электронным типом проводимости. Сверху конструкция покрыта слоем силикона и пластиковой колбой и помещена в корпус с выводами для подключения к цепи.
Устройство и принцип действия
Светодиоды излучают свет благодаря наличию p-n-перехода. На этом участке контактируют носители заряда p- и n-типа. Катод (n-тип) – это полупроводник с отрицательным зарядом, а анод (p-тип) является носителем положительного заряда (дырки). То есть, в первом образуются дырки (участки, где нет электронов), а второй скапливает электроны. На их поверхности размещены контактные площадки из металла, к которым прикреплены выводы методом пайки.
Когда к полупроводнику р-типа поступает положительный заряд, а к электрону n-типа – отрицательный, то на границе между диодом и катодом начинает протекать ток. При прямом включении отрицательные и положительные электроны встречаются, и на участке перехода (p-n-переход) происходит их рекомбинация (обмен). При подаче отрицательного напряжения со стороны катода на область р-типа, то происходит прямое смещение. Свечение появляется при выделении фотонов в результате обмена.
Основные технические хаpaктеристики светодиодов
При выборе led-лампочек нужно обращать внимание на их хаpaктеристики. Обычно параметры устройства указаны на упаковке или в техническом паспорте.
При покупке светодиодного устройства учитывайте такие его хаpaктеристики:
- величина тока потрeбления кристалла;
- напряжение;
- сопротивление;
- световой поток, угол излучения;
- цветовая температура.
Кроме того, необходимо знать, как расшифровать маркировку на плате, которая указывает на размер ЛЕД-элемента. Эти значения помогут вам узнать длину и ширину чипа, определить силу тока кристалла.
От параметров диода зависит возможность его применения в определенных условиях и обеспечение необходимого уровня освещенности.
Сила тока на кристалле
В продаже есть разные виды led-устройств: на 1, 2, 3 или 4 кристалла. Светодиодные лампочки с 1 элементом рассчитаны на ток 0.02 А. При увеличении количества чипов этот показатель увеличивается, например, ток потрeбления устройств на 4 чипа равен 0.08 А (по 0.02 А на каждый кристалл).
Внимание! Сила тока влияет на стабильность работы ЛЕД-лампы, если этот параметр увеличивается, то повышается вероятность преждевременной ее поломки. При сильных скачках тока светодиод перегорает сразу.
Чтобы продлить срок эксплуатации ЛЕД-светильника, нужно подключить к нему резистор, который стабилизирует ток. Чтобы подобрать прибор с подходящим сопротивлением, нужно учитывать хаpaктеристики светодиодной лампы. Сделать это поможет онлайн-калькулятор.
Напряжение
При выборе следует учитывать не напряжение питания ЛЕД-элемента, а величину его падения. Этот показатель соответствует уровню напряжения на выходе, после того, как через него проходит ток. Этот параметр можно найти на упаковке.
Существуют разные виды светодиодов, напряжение которых зависит от цвета свечения. Этот параметр у кристаллов с белым, зеленым, фиолетовым, синим светом находиться в диапазоне от 2.2 до 4 В, у элементов с красным, оранжевым, желтым светом – от 1.6 до 2.2 В. Напряжение ультрафиолетовых диодов колeблется от 3.1 до 4.4 В, а инфpaкрасных – около 1.9 В.
При соединении разных видов светодиодов параллельным способом нужно контролировать уровень падения напряжения каждого элемента. При незначительном повышении напряжения увеличивается и ток, тогда устройство сгорит.
Сопротивление диодов
Даже один светодиод может иметь разное сопротивление: дифференциальное (динамическое) и постоянному току. На участке ВАХ (вольт-амперная хаpaктеристика – зависимость тока от напряжения или наоборот на участке электроцепи) динамическое сопротивление незначительное и ниже сопротивления статического тока. На обратном пути динамическое сопротивление выше этого показателя тока.
Читайте также Светодиодные лампочки в габариты для автомобиля: виды, преимущества и недостаткиСопротивление кристалла меняется в зависимости от величины подаваемого на него напряжения. Чем последний показатель выше, тем ниже первое значение.
Светоотдача, угол свечения
При сравнении яркости разных источников света нужно учитывать хаpaктеристики светового излучения. Этот параметр разных видов светодиодов отличается, например, кристалл 5 мм излучает световой поток 1 – 5 Лм, а этот параметр ультраярких диодов выше. Мощность излучения света лампы с нитью накала (100 Вт) – 1000 Лм. Но при этом, обычные лампочки имеют рассеянный свет, а led-элементы – узконаправленный. Чтобы провести корректное сравнение, нужно учитывать угол свечения диодов.
Разные виды светодиодов имеют угол рассеивания от 20 до 120°. Благодаря своей конструкции они излучают яркий свет по центру, а по краям степень свечения уменьшается. Это позволяет создать качественное освещение при минимальном потрeблении электроэнергии.
Чтобы увеличить площадь освещенности led-элемента, применяются рассеивающие линзы.
Сравнение мощности светодиодных ламп с лампами накаливания
Если вы решили провести замену обычных ламп на современные led-устройства, то вам нужно обращать внимание на его мощность. Для расчета используйте поправочный коэффициент К = 8.
Например, если вы решили заменить лампочки на 100 Вт, то вычислить подходящую мощность ЛЕД-элемента можно по такой формуле: 100Вт : 8 = 12.5 Вт. Облегчить выбор поможет таблица ниже, в которой показано соответствие мощности ламп с нитью накала светодиодам:
Мощность led-ламп (Вт) | Мощность ламп с нитью накала (Вт) |
3 | 25 |
5 | 40 |
8 | 60 |
10 | 75 |
12.5 | 100 |
Еще один важный параметр при выборе ламп – это эффективность. Вычислить эту величину поможет такая формула: Лм : Вт. Средний показатель для обычных лампочек – от 10 до 12 Лм/Вт, а для разных видов светодиодов – от 130 до 140 Лм/Вт.
Цветовая температура как критерий комфортности восприятия света
Разные виды светодиодов отличаются температурой свечения, которая измеряется в К (Кельвин). На этот параметр тоже стоит обращать внимание, если вы хотите, чтобы свет был комфортным для восприятия.
Маркировка температуры свечения обозначается четырьмя цифрами и буквой К. Учитывайте этот показатель, чтобы выбрать лампу для определенной области применения:
Температура света (К) | Цвет освещения | Сфера применения |
2700 – 3500 | Теплый белый | Такие кристаллы устанавливают в светодиодные лампы для жилых помещений, офисов. |
3500 – 5300 | Нейтральный | Для производственных предприятий. |
От 5300 | Холодный | Уличные или ручные фонари. |
1800 | Красный | Для создания декоративного освещения, подсветки растений. |
7500 | Синий | Для растений, подсветки элементов декора в интерьере. |
3300 | Желтый | Декоративное освещение интерьера. |
Все чаще температуру света разных видов светодиодов определяют с учетом разной длины волн. В маркировке это выглядит так – λ, которую измеряют в нм (нанометр).
Размер чипа: условное обозначение в маркировке
Условное обозначение размера разных видов светодиодов состоит из 4 цифр, которые указаны на плате. К наиболее популярным led-устройствам в зависимости от их геометрических параметров относят 5050, 3528. Однако сейчас их вытеснили более яркие изделия с маркировкой 5630, 5730.
Первые 2 цифры указывают на длину кристалла, а 2 последние – ширину в мм. Например, длина ЛЕД устройства 5630 равна 56 мм, а ширина – 30 мм. Параметры сторон изделия отличаются, потому что на основании находиться разное количество элементов. Например, устройство 3528 содержит 1 кристалл, а 5050 – 3 элемента.
Размер кристалла
Габариты светодиодного элемента влияют на силу тока, который через него проходит. Устройства квадратной формы оснащены обычными диодами на 1 или 2 В, их размер – 30 или 45 Мил (1 mil = 0.0254 мм). Более мощные приборы рассчитаны на 10, 20, 30, 50 или 100 В, с габаритами 24 х 24 Мил, 24 х 44 Мил, 44 х 44 Мил.
Изделия малой мощности могут состоять из ЛЕД-элементов разного размера. Они вмещают 2 – 3 чипа, которые могут быть соединены последовательно и параллельно.
Индикаторные и осветительные led
В продаже есть 2 вида светодиодов: осветительные, индикаторные. Мелкие led-индикаторы монтируют в дисплеи, панели разных приборов. Для этой цели используются маломощные кристаллы (около 0.2 В) с невысокой яркостью.
Осветительные ЛЕД-элементы применяются в светильниках для ламп, лент, фарах автомобилей и т. д. Это сверхъяркие виды светодиодов с мощностью до нескольких десятков Вт.
Индикаторные led
Чтобы выбрать подходящий индикаторный ЛЕД-элемент, нужно ознакомиться с их видами и типами. В эту группу входят такие разновидности диодов: DIP, Super Flux «Piranha», Straw Hat, SMD. Все они отличаются конструкцией, размерами, яркостью излучения и т. д. Их применяют в разных сферах.
DIP светодиоды
Это разновидность светоизлучающих устройств, которые имеют выводной корпус и часто выпуклую линзу. Разные виды светодиодов из это группы отличаются формой и диаметром корпуса. Цилиндрические элементы имеют окружность колбы от 3 мм. Также в продаже есть диоды с прямоугольным корпусом.
Они имеют широкий спектральный диапазон, бывают одноцветными и многоцветными (RGB ленты). Однако их угол свечения не превышает 60°.
Читайте также Хаpaктеристики, классификация и преимущества энергосберегающих лампИх используют для уличной рекламы, индикаторов.
Super Flux Piranha
Этот вид светодиодов отличается самым высоким показателем по световому потоку. Он имеет прямоугольный корпус с 4 пинами (выводы), поэтому его можно жестко присоединить к плате.
В продаже есть светодиоды с красным, зеленым, синим и белым светом, последние отличаются цветовой температурой. Вы можете приобрести ЛЕД-элементы с линзой (3, 5 мм) или без нее. Угол, в пределах которого расходиться световой поток достаточно широкий – от 40° до 120°.
Пиранью монтируют в приборы автомобиля, дневные ходовые огни, магазинные вывески и т. д.
Straw Hat
Эти диоды еще называют «соломенная шляпа», это связано с их конструкцией. Они выглядят, как обычные led-лампочки с колбой в форме цилиндра и двумя выводами, но их высота меньше, а радиус линзы больше.
Светодиод размещен близко к передней стенке колбы, поэтому угол свечения достигает 100 – 140°. ЛЕД-устройства представлены в красном, синем, зеленом, желтом и белом цвете. Они излучают направленный световой поток, поэтому их применяют в качестве интерьерной подсветки или заменяют ими лампы аварийной сигнализации.
SMD светодиоды
Кроме выводных индикаторных светодиодов в продаже имеются устройства типа SMD. В эту группу входят цветные диоды с очень ярким светом, а также белые элементы с низкой мощностью (до 0.1 Вт) для поверхностной установки.
Размеры лампочек отличаются, например, изделие SMD 0603 – это сверхмалый светодиод, который используют для декоративной подсветки, монтируют в автомобильные лампы, приборные панели и т. д. Кроме того, выпускаются устройства 0805, 1210 и т. д. Лампочка может быть с линзой или без нее.
Чаще всего светодиоды типа SMD применяют для создания ЛЕД-лент. Это обусловлено тем, что их легко монтировать на основание.
Осветительные led
Это высокомощные кристаллы, которые излучают яркий свет. Они применяются для установки на поверхность приборов и выпускаются в белом цвете. Температура свечения разных видов светодиодов отличается: от холодного до теплого белого.
Это интересно! Чтобы получить кристалл белого цвета, применяют новые технологии, во время которых смешиваются 3 базовых оттенка RGB. Чтобы получить белый свет, элемент покрывают 3 шарами люминофора или наносят 2 слоя вещества на гoлyбой кристалл.
Осветительные SMD led
Многие виды светодиодов имеют корпус типа SMD. Такие устройства обладают большей мощностью, чем индикаторные. Они состоят из кристалла, покрытого люминофором, который размещен на теплоотводящем основании. Есть изделия с колбой или без нее.
Осветительные SMD часто монтируют в лампы, ленты, ручные фонари, фары автомобилей и т. д. Угол их рассеяния света – от 100 до 130°, поэтому для равномерного освещения большой площади применяют большое количество элементов.
COB светодиоды
Очень популярны led-устройства типа COB. Они представляют собой плату с 9 и более элементами, которые залиты люминофором. Световой поток этих видов светодиодов намного выше, чем у SMD. Их угол свечения большой, поэтому их не применяют для создания направленного освещения. Однако диоды типа COB не получиться использовать для общей подсветки, так как угол рассеяния меньше 180°.
Светодиоды типа COB наименее ремонтопригодны, если перегорит один элемент, то придется заменить матрицу.
Filament led
Эта разновидность светодиодов широко применяется для декоративного освещения. Свет этих лампочек намного приятнее для восприятия, чем излучение от устройств типа SMD или COB. Кроме того, Filament имеют более высокий коэффициент полезного действия. Это связано с их конструкцией: диоды устанавливают на цилиндрическое стеклянное основание, а потом покрывают люминофором. Угол их свечения достигает 360°, что позволяет создать направленный свет.
Лазерные диоды
Лазерные устройства – это отдельный вид светодиодов, который не относиться ни к индикаторным, ни к осветительным. Да и технология его создания мало чем напоминает производство стандартных led-элементов.
По сути, это полупроводниковый лазер, который построен на базе светодиода. При включении они излучают очень узкий световой пучок. Современные устройства имеют угол рассеяния от 5 до 10°. В продаже имеются устройства, которые работают в видимом диапазоне, а также инфpaкрасные и ультрафиолетовые лазерные диоды.
Такие кристаллы устанавливают в лазерные указки, целеуказатели, приводы оптических дисков, оптические мыши и т. д.
Основные выводы
На осветительном рынке представлены разные виды светодиодов. При выборе изделия нужно ознакомиться с его хаpaктеристиками, чтобы подобрать наиболее подходящее для вас. Важно учитывать величину тока, напряжение, сопротивление, мощность светового излучения, угол свечения, цветовую температуру. Также необходимо уметь расшифровать маркировку на ЛЕД-устройстве, которая указывает на его размер. Кроме того, необходимо знать, что существуют индикаторные и осветительные светодиоды. Первые применяются для цветовой индикации, а вторые – для освещения. Если вы будете разбираться в этой информации, то без проблем подберете наиболее подходящие led-элементы для конкретных целей.
ПредыдущаяСледующаяКомментарии:
Если правильно рассчитать сроки, и вовремя высадить саженцы, молодые деревья успешно укоренятся, наберут силу и приобретут крепкий иммунитет...
06 05 2024 11:12:14
Благодаря периодической стрижке удается значительно увеличить урожайность, а также спасти куст, пораженный каким-либо заболеванием или вредителем...
05 05 2024 15:16:58
Категория: Садовые растения Опубликовано: 09 февраля 2019 Последние правки: 13 января 2021 Прослушать статью Посадка и уход за гелениумом Ботаническое описание Выращивание гелениума из семян Посадка гелениума Когда сажать Как посадить Уход за гелениумом Условия выращивания Вредители и болезни Гелениум после цветения Как и когда собирать семена Гелениум зимой Виды и сорта Гелениум Бигелоу (Helenium bigelovii) Гелениум весенний (Helenium vernalis) Гелениум Гупеса (Helenium hoopesii) Гелениум осенний (Helenium autumnale) Гелениум гибридный (Helenium x hybridum) Литература Полезные ссылки Комментарии Цветок гелениум (лат...
04 05 2024 5:10:50
Её плоды имеют кисловатый привкус, иногда с горчинкой, поэтому ягоды редко употрeбляются в свежем виде, а культура не пользуется большой популярностью...
02 05 2024 10:31:43
Сахар Пожалуй, самым популярным натуральным удобрением, применяемым для подкормки комнатных цветов, является обыкновенный сахар...
01 05 2024 11:50:59
Категория: Садовые растения Опубликовано: 30 января 2019 Последние правки: 20 января 2021 Прослушать статью Посадка и уход за лютиками Ботаническое описание Выращивание лютиков из семян Посадка лютиков в саду Когда сажать Как посадить Уход за лютиками Правила ухода Удобрение Вредители и болезни Лютики после цветения Виды и сорта Лютик аконитолистный, или борецелистный (Ranunculus aconitifolius) Лютик анемонолистный (Ranunculus anemonifolius) Лютик едкий (Ranunculus acris) Литература Полезные ссылки Комментарии Известно ли вам, что в срезке лютики стоят, не утрачивая свежести, до двух недель? А то, что у них ядовитый сок? В трагедии Шекспира зелье, погрузившее Джульетту в сон, похожий на cмepть, было приготовлено из лютика...
30 04 2024 19:51:39
Но некоторым не хочется тратить время и силы на выращивание рассады, предпочитая посев томатов под зиму в теплицу и в результате получают хорошие всходы и стабильный урожай...
29 04 2024 1:16:44
Разные научные школы насчитывают от 5 до 10 ботанических видов эхинацеи...
28 04 2024 5:53:49
Продолжительность и время цветения вербейника зависит от вида...
27 04 2024 14:52:39
Является одним из 70 сортов можжевельника чешуйчатого, растущего в горных районах...
26 04 2024 18:58:33
Для России это экзотическая культура, для выращивания которой отбираются зимостойкие сорта...
25 04 2024 6:27:58
Помимо своих основных функций украшения помещения и источника кислорода, бамбук выполняет и важную сегодня функцию модной детали современного интерьера...
24 04 2024 20:15:45
При соблюдении нескольких простых правил выращивание винограда из черенков прекрасно получается даже у неопытных начинающих садоводов...
23 04 2024 2:30:24
Загрязненный воздух в 2 раза повышает риск пневмонии легких у детей, провоцирует развитие ишемической болезни, инсульта, хронической обструктивной болезни или paка легких у взрослых...
22 04 2024 20:21:37
У подзимнего посева есть несколько неоспоримых преимуществ, главным из которых является получение раннего урожая...
21 04 2024 22:11:38
В природе наиболее часто они встречаются в Японии и в Гималаях...
20 04 2024 15:26:50
На протяжении многих веков ахиллею выращивали и применяли преимущественно как лекарственное фитосредство, обладающее сильным терапевтическим действием...
19 04 2024 9:48:17
Как вырастить клубнику из семян? Занятие это более трудоемкое, но имеет свои преимущества...
18 04 2024 10:13:50
Засохшие, старые, больные части удаляются весной, летом и осенью...
17 04 2024 5:53:11
Passiflora) или страстоцвет, или «кавалерская звезда» относится к роду семейства Страстоцветные, включающему в себя от четырехсот до пятисот видов Пассифлора – декоративное растение необычайной красоты, которое, несмотря на свою экзотичность, может легко прижиться как в саду, так и в квартире...
16 04 2024 16:47:31
Овощи, зелень, травы и цветы могут как помогать, так и мешать друг другу расти, развиваться и бороться с вредителями...
15 04 2024 11:15:18
В первые 5–7 лет потребуется правильно сформировать крону в виде высокого дерева или многоярусного кустарника...
14 04 2024 8:22:19
За компактные размеры ель относят к карликовому сорту, а необычную форму сравнивают с птичьим гнездом...
13 04 2024 2:55:21
И он не такой водянистый, потому его легко использовать и не сложно разводить в домашних условиях...
12 04 2024 6:37:11
Период, когда цветут кувшинки на пруду, продолжается с июля по сентябрь...
11 04 2024 15:36:44
Это не только полезное растение, оно еще и обладает эффектным внешним видом...
10 04 2024 16:30:50
Определив, какие качества растения хочет получить человек, важно приложить максимум усилий на подготовку нужных условий...
09 04 2024 7:25:12
Причем посадить не на сезон, а так, чтобы новый зеленый питомец обжился на своем месте и радовал глаз в течение многих лет...
07 04 2024 22:40:47
Раскидистый мощный кустарник с длинными стeблями по внешнему виду напоминает смородиновый куст...
06 04 2024 19:21:16
Цветут они продолжительное время и обладают особым запоминающимся ароматом...
05 04 2024 11:38:53
Но в городской суете не всегда получается насладиться её атмосферой в полном объёме...
04 04 2024 19:24:57
Уход за ним не сложен, но нужно соблюдать определенные правила выращивания этого дерева...
03 04 2024 7:18:13
Но есть разновидности комнатных растений, которые совмещают в себе эти качества...
02 04 2024 18:35:39
Гибрид был выведен на территории Японии В 1970-1980-х годах и выглядит, как полноценное томатное дерево...
01 04 2024 2:16:15
Однако делать это следует грамотно, обязательно учитывая конкретную разновидность культуры, иначе нужного эффекта не будет...
31 03 2024 18:40:17
Если среди члeнов вашей семьи есть дети, то, пожалуй, этот процесс станет увлекательным для всей семьи, а для детей он будет ещё и познавательным...
30 03 2024 13:23:55
Она даёт возможность обновить старую почву, а также устранить дефицит жизненного прострaнcтва...
29 03 2024 10:13:54
До весны кустарник сможет как следует прижиться и с наступлением теплых дней все свои силы отдаст на наращивание побегов, листьев и формирование ягод...
28 03 2024 22:51:51
Частично удобрения вносятся при пересадке как составная часть питательного субстрата, затем по мере его истощения в виде водных растворов, реже – сухих компонентов, до или после полива грунта...
27 03 2024 8:32:20
Сроки обрезки Осенняя стрижка розовых кустов – необходимая операция, помогающая растению благополучно перезимовать...
26 03 2024 12:21:58
Маленькую сосну высаживают в каменистых садиках, на песчаных и известковых почвах...
25 03 2024 19:18:41
Преимущества этого метода в следующем: экономия места, выращивать растения можно в несколько ярусов; плоды не загрязняются землёй; нет необходимости в поливе и прополке; отсутствие вредителей; нет грибковых болезней; круглогодичное выращивание; стабильные, высокие урожаи...
24 03 2024 2:34:51
Самые популярные из них: Голдмаунд, Джапаниз Дворф, Голден Принцесс и Кэндллайт...
23 03 2024 1:26:59
У вас больной желудок, проблемы с кожей или респираторная инфекция? Избавиться от всего этого поможет настойка чистотела! Но пить её нужно со строгим соблюдением дозировки...
22 03 2024 4:48:38
Многие считают оба вида одним и тем же растением...
21 03 2024 18:30:55
Сеянцы очень плохо переносят пикировку, поэтому зерна сразу высаживают в индивидуальные торфяные горшочки...
20 03 2024 7:59:40
Высота растения около 60-80 сантиметров, а цветет оно с июля по октябрь...
19 03 2024 5:21:49
Дуб — широколиственное дерево, география распространения которого — от умеренных до экваториальных широт...
18 03 2024 16:38:16
Еще:
товары -1 :: товары -2 :: товары -3 :: товары -4 :: товары -5 :: товары -6 :: товары -7 :: товары -8 :: товары -9 :: товары -10 :: товары -11 :: товары -12 ::