Jaké typy SMD LED existují?

Tento článek odhaluje tajemství LED, které znají pouze specializovaní specialisté. Dozvíte se, jaké typy LED vyrábí průmysl, seznámíte se s jejich výrobními technologiemi a vlastnostmi. Samostatná část je věnována vlastnostem modelové řady LED používaných v pásech a svítidlech.

Prozradíme vám, jak rozpoznat označení svítivých diod, jak zjistit parametry LED a na základě jemných znaků určit umístění anody/katody. Uvidíte, že běžné pravítko vám pomůže zjistit velikost SMD diody a následně o ní najít potřebné informace.

1. Vše o typech LED

Zpočátku se LED diody používaly pouze jako indikátory hardwaru a vybavení. Svítivost indikačních světelných diod byla nízká a jejich záře byla zřetelně viditelná pouze ve tmě. Produkty se lišily provedením vývodů – z kulatého těla vycházely dva vývody (anoda a katoda).

S rozvojem technologií a vznikem potřeby alternativních světelných zdrojů se objevily výkonnější a jasnější diody. Výsledkem mnohaletého vývoje jsou SMD diody a vícečipové COB diody. Používají se v moderních svítidlech, lustrech a reflektorech, které se od žárovek a halogenových žárovek příznivě liší větším světelným výkonem a jasem, dosahujícím několika tisíc lumenů.

2. Hlavní tři typy LED

Podívejme se podrobněji na hlavní typy světelných diod, které mají různé konstrukce a jsou vyráběny různými technologiemi.

Výstupní LED diody

Výstupní LED se vyznačují přítomností tzv. „noh“ určených k jejich montáži do otvorů desky plošných spojů. Tento typ produktu se používá pro vystavení a osvětlení.

Některé modifikace se používají v domácích baterkách, přenosných lampách a „laserových“ ukazovátkách. Existují 3 standardní modifikace krytů:

Kulaté 3, 5, 8 mm

Obdélníkové LED “Piranha”

Válcové LED diody

SMD LED diody

SMD LED se instalují na desku metodou povrchové montáže. Jejich základem je LED čip (krystal) umístěný v obdélníkovém nebo čtvercovém pouzdře. Kladné a záporné svorky jsou vyrobeny ve formě kovových pásků.

Proces tvorby SMD diody se skládá ze čtyř fází: růst krystalu, zpracování planárního filmu, binning (třídění čipů do kategorií – přihrádek), umístění výsledných čipů do specializovaného obalu. Krystaly jsou pěstovány pomocí technologie využívající kov-organická epitaxe: růst krystalové struktury vrstva po vrstvě a vytváření kontaktních odboček z každého pn přechodu.

Vyrostlé krystaly se umístí na substrát, který odvádí přebytečné teplo. Díky efektivnímu odvodu tepla pracují i výkonné modely ve stabilním provozním režimu. Bezporuchová životnost je několik let.

Na povrch hotových čipů se nanáší jedna z možností optického povlaku, nejčastěji fosfor. Plastová zaostřovací čočka je nasazena na výkonné světelné diody, tvořící směrový obrazec světelného toku.

LED svítilny jsou vybaveny sestavou SMD diod, která zajišťuje požadované množství světelného záření, měřeno v lumenech.

COB LED

Myšlenkou matice COB je umístit velké množství LED prvků na společný substrát. Toto řešení poskytuje vyšší hustotu krystalů na jednotku plochy ve srovnání s technologií SMD (diskrétní čipy v samostatných obalech).

Výsledkem je, že kompaktní matrice vyzařuje celkový světelný tok s lepší intenzitou a rovnoměrností. Keramický nebo hliníkový substrát s diodami je hermeticky vyplněn fosforem. Pro odstranění přebytečného tepla je hotová deska instalována na radiátor.

COB diody jsou zapojeny do série ve shlucích. S napájením 9 voltů – 3 kusy, 12 voltů – 4 kusy. Provozní proud je normalizován na základě typu použitých krystalů. Spojení vytvořených řetězců clusteru se provádí paralelně podle požadovaného výstupního výkonu/jasu.

3. Základní parametry LED v LED svítidlech, pásech, svítidlech

Při výběru osvětlovacího zařízení je nutné vzít v úvahu parametry v něm instalovaných světelných diod. Podívejme se na hlavní charakteristiky.

Přečtěte si více

Co Weigela nemá rád?

Ток

Jednočipové LED diody mají průměrný provozní proud 200 mA. U vícečipových čipů je proud odpovídajícím způsobem vyšší. Nestabilita proudu dodávaného budičem (napájením) negativně ovlivňuje intenzitu žhavení a životnost. Zvýšení proudu způsobí zvýšení teploty barev a odstínu čipu.

Stres

Pro napájení LED diod se používají speciální ovladače pro zajištění stability proudu. Napětí „plave“ v mezích, které se u různých modelů liší. V tabulce níže vidíte typy LED podle napětí.

Barva	Vlnová délka	Stres
Infračervený	od 769 nm	až 1.9 V
Červený	610-760 nm	z 1.6 do 2.03 B
oranžový	590-610 nm	z 2.03 do 2.1 B
Žlutý	570-590 nm	z 2.1 do 2.2 B
Zelený	500-570 nm	z 2.2 do 3.5 B
Tmavě modrá	450-500 nm	z 2.5 do 3.7 B
Purple	400-450 nm	z 2.8 do 4 B
UV	až 400 nm	z 3.1 do 4.4 B
Bílý	široký rozsah	z 3 do 3.7 B

LED pásek je ale napájen stabilizovaným napětím. Proudovou charakteristiku nastavují odpory omezující proud.

Moc

Tento parametr je nutný pro výpočet zatížení a výběr zdroje napájení. Vypočítá se pomocí jednoduchého vzorce P = U x I.

Výkon LED může být:

malý – méně než 0,5 wattu;
průměr – 0,5-3 watty;
velký – od 3 wattů.

Tok světla

LED generují světelný tok s úhlem rozptylu 100-120 stupňů. Pro lepší zaostření záření jsou instalovány speciální kupolové čočky.

Teplota barev

Komfort zrakového vnímání umělého LED osvětlení závisí na barevné teplotě světelného záření. V prodeji jsou řady světelných diod s různými odstíny bílé emise:

2700-3500 Kelvinů – teplá;
23500-5000 Kelvinů – neutrál/denní světlo;
nad 5000 Kelvinů – chlad.

Rozměry

LED diody se liší velikostí a rozměry. Měření délky a šířky výrobku umožňuje přesně určit modifikaci SMD LED.

Typy SMD LED a jejich vlastnosti

Podívejme se na klasifikaci diod SMD podle jejich konstrukčních prvků a také na nejoblíbenější modely používané v různých osvětlovacích výrobcích.

Jedno-, dvou-, tříčipové SMD LED

Jednočip – skládají se z jednoho monochromatického krystalu a liší se úrovní výkonu/jasu. Nízkopříkonové modely odebírají proud do 20 mA a produkují světelný tok 5-50mCd a 100-2000mCd v závislosti na modifikaci. Krystal je pokrytý čočkou, která má plochý nebo kulovitý tvar. LED s vyšším výkonem vyžadují proud 50 mA až 1 A a tepelně účinný design.

Multi-crystal – obsahuje různý počet krystalů, což vám umožní poskytnout požadovaný jas a barevnou paletu záře. Provozní napětí se liší a je standardizováno výrobci. Například produkty Cree pracují s napájecím zdrojem 6-72 V s výkonem až 25 W.

Barva září

LED diody jsou k dispozici ve 2 variantách, které se liší způsobem tvorby barvy:

jednobarevné – založené na jednočipových čipech, které vyzařují bílou, žlutou a další primární barvy;
multicolor – mají tříkrystalovou strukturu skládající se z čipů, které svítí červeně/zeleně/modře. Tyto základní barvy jsou smíchány a vytvářejí stovky barevných odstínů. Světelné toky ze 3 krystalů se díky jejich prostorovému sčítání spojují do jediného světelného paprsku s optickou čočkou nebo bez ní. K nastavení barevné palety a jasu se používá RGB ovladač.

Standardní velikost

Standardní velikosti SMD diod jsou kódovány čtyřmístným číslem označujícím jejich lineární rozměry. Zde jsou nejběžnější možnosti:

SMD3528 – nízkoenergetický model s nízkou energetickou účinností. Cenově výhodné řešení pro tlumené LED pásky. Obdélníkové pouzdro o rozměrech 3,5×2,8×1,4 mm.

SMD5050 – čip 3 3528 krystalů se zeleným, červeným, modrým svitem a trojnásobným celkovým jasem. Rozměry 5,0×5,0x1,6 mm. Čtvercové tělo se šesti kolíky.

Přečtěte si více

Co je lepší topper nebo futon?

SMD2835 – jednočipový čip s nízkou spotřebou a poměrně vysokým výkonem. Velikost 2,8×3,5×0,8 mm. Zvětšení kontaktní plochy umožnilo lepší odvod tepla. Vrstva fosforového povlaku zvyšuje intenzitu světelného toku.

SMD5630 – druh výkonného zařízení vyzařujícího světlo s vysokým jasem. Velikost 5,6×3,0x0,77 mm. Vybaveno čtyřmi terminály.

SMD5730 – je téměř kompletní obdobou předchozího modelu. Existují modifikace 5730-05 a 5730-1.

SMD3014 – variace výkonného LED zdroje s velikostí světelného paprsku 9-11 Lumenů. Vyrábějí se na bázi čipů s různým počtem krystalů. Zvětšená plocha substrátu odvádějícího teplo podporuje efektivní odvod tepelné energie.

Můžete najít SMD LED standardních velikostí 3030, 7020, 8520, které se používají mnohem méně často. Výrobci pravidelně uvolňují na trh nové LED, jejichž parametry a vlastnosti se výrazně liší. Problém, jak určit parametry LED, je řešen obdobně jako u jiných modelů.

Hodnocení SMD LED

Místo	Производитель	Země	Vlastnosti produktu
1	CREE	United States	Používá vysoce výkonné materiály InGaN s patentovaným substrátem G SIC ®
2	NICHIA	Japonsko	Slouží jako kalibrační standard pro světelné a emitované veličiny pro LED produkty používané Národním institutem pokročilé průmyslové vědy a technologie (AIST). Vyznačuje se rovnoměrným prostorovým rozložením světla, vynikající teplotní stabilitou a reprodukovatelností osvětlení
3	TOYODA GOSEI	Japonsko	Známé pro LED diody, které reprodukují světlo z 99 % blízké slunečnímu světlu. Vyvíjí hluboké moduly ultrafialového světla účinné v boji proti virům a bakteriím
4	OSRAM	Německo	Mnoho inovativních vývojů, jako jsou LED UV-C, vyzařující v UV spektru a schopné dezinfikovat vzduch, voda, pracovní plochy. Vyrábí světelné diody téměř všech typů
5	Lumileds	Evropa	Proslulý svou vysokou kvalitou díky přísnému kontrola materiálů a technologických procesů, komplexní testování hotových výrobků

Jak správně dešifrovat značení?

SMD LED značení poskytuje uživateli stručné informace
o produktech. Například máme před sebou přisvětlovací diodu,
značeno SMD 2835 UWC 5. Rozluštíme: standardní velikost
2835 o rozměrech 2,8×3,5 mm, výkon 0,5 W, bílý odstín.

Váš SMD	Počet krystalů	Rozměry, mm
3528	1	3,5h2,8h1,4
5050	3 / 4	5h5h1,6
5630	1	5,6h3h0,75
5730	1 / 2	5,7h3h0,75
3014	1	3h1,4h0,75
2835	1	2,8h3,5h0,8

Jak rozpoznat LED podle vzhledu?

Změřte rozměry diody pomocí libovolného pravítka. Vyhledejte velikosti v tabulce, určete typ produktu a prohlédněte si jeho vlastnosti.

Váš SMD	Počet krystaly	Rozměry, mm	Napájení, W	Proud, mA	Světelný tok, Lm
3528	1	3,5h2,8h1,4	0,02 / 0,06	20	5-7
5050	3 / 4	5h5h1,6	0,02	60 / 80	18-20
5630	1	5,6h3h0,75	0,2-0,4	150	58
5730	1 / 2	5,7h3h0,75	0,5 / 1	150 / 300	50 / 158
3014	1	3h1,4h0,75	0,1-0,12	30	9-13
2835	1	2,8h3,5h0,8	0,2 / 0,5 / 1	60 / 150 / 300	20 / 50 / 100

Jak určit polaritu LED?

V průhledném těle výstupní LED je vidět anoda a katoda charakteristického tvaru.

Na pouzdrech SMD je viditelný úhlový řez označující katodový vývod. Na zadní straně je podložka chladiče, posunutá směrem k anodě.

Dalším indikátorem polarity jsou piktogramy: trojúhelník, písmena P a T. Směr výstupků písmen a vrchol trojúhelníku směřuje ke katodě.

Výhody a nevýhody LED

Typ LED	Hodnota	Omezení
Závěr	minimální cena	nízký jas
SMD	snadnost opravy a výměny nízké náklady; spolehlivost provozu; vysoká světelná účinnost	–
COB	delší životnost (50 tisíc hodin); lepší rovnoměrnost luminiscence; vysoké CRI	oprava a výměna jednotliv COB diody nejsou možné; drahá cena

Dnes je na trhu s osvětlením velké množství LED svítidel. Tato zařízení nové generace jsou velmi oblíbená a používají se pro osvětlení domácností a měst, jako osvětlení matric technických zařízení. LED diody jsou velmi rozmanité co do velikosti, technických vlastností a funkčnosti, jsou vybírány kvůli jejich dobré energetické účinnosti a širokému spektru aplikací. Před nákupem je důležité vědět, jaké typy LED existují a jak se liší diody v závislosti na parametrech.

Přečtěte si více

Proč zmrazujete těsto?

Co je to LED? Jedná se o polovodičové zařízení, jehož zvláštností je přeměna elektrického proudu na záření viditelného světla. Použité označení je LED nebo light-emittingdiode, což v překladu znamená „light-emitting diode“.

Každý model LED se skládá z následujících prvků:

katoda – zodpovědná za dodávání záporné části stejnosměrné vlny do polovodičového krystalu;
anoda – zodpovědná za dodávání kladné části vlny krystalu;
difuzor – zvyšuje úhel osvětlení;
reflektor – odráží tok světla na difuzor;
polovodičový čip nebo krystal – emituje světelný tok pomocí pn přechodu pro tento proces.

Uvnitř konstrukce jsou instalovány 2 polovodiče a každý je dopován jinými nečistotami. Jeden obsahuje volné elektrony, druhý obsahuje díry. Tím je zajištěn pn přechod mezi polovodiči při přechodu elektronů od dárce k příjemci.

Zpočátku se LED diody používaly pouze jako indikátory hardwaru a zařízení. Přisvětlovací diody přitom měly nízkou svítivost a záře byla vidět pouze ve tmě. Tyto produkty se lišily svým výstupním designem. Bylo to kulaté těleso, ze kterého vycházely dva vývody (anoda a katoda).

Ale díky rozvoji technologií a tomu, že lidé měli stále větší potřebu alternativních zdrojů osvětlení, se začaly objevovat jasnější a výkonnější typy LED.

Dlouholetý vývoj specialistů ve výsledku přinesl dobré výsledky – jedná se o SMD diody a vícečipové COB diody. Používají se v moderních lampách, lustrech, reflektorech; Zároveň jsou příznivě srovnatelné s žárovkami a halogenovými žárovkami v tom, že mají větší světelný výkon a jas, který může dosáhnout několika tisíc lumenů.

Všechny LED diody jsou rozděleny do skupin a na základě parametrů si můžete vybrat zařízení pro konkrétní případ a účel, přičemž víte, jaké typy LED existují. Existují pouze dvě z těchto skupin:

indikátor – malé diody s nízkým výkonem a mírným jasem. Používají se k osvětlení přístrojových desek a barevného displeje;
osvětlení – přicházejí v různých výkonech, až několik desítek wattů, což zajišťuje jas a vysokou intenzitu svitu. Používají se v lampách pro vnitřní osvětlení, při vytváření LED pásků, vnitřních světlometů a různých zařízení.