Мкд светодиода что это

Мкд светодиода что это

Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

Импульсные источники питания LM450/600-20Bxx производства компании MORNSUN представляют собой надежные ИП, подходящие для применения в суровых условиях эксплуатации. Особенностью источников питания этой серии является мощность, увеличенная до 450/600 Вт, что существенно расширяет спектр возможных применений. В ИП реализованы необходимые защитные функции, такие как защита от короткого замыкания выхода, перегрузки и превышения выходного напряжения. Изоляция «вход-выход» выдерживает напряжение до 4000 В и резкие перепады температур.

Обзор представленных в Компэл новых серий семейств DDRH и RSDH на DIN-рейку и на шасси для высоковольтных сетей постоянного тока с диапазоном входных напряжений от 150 до 1500 В. Могут применяться для станций зарядки электромобилей и электробусов, ж/д транспорта, систем хранения энергии, альтернативной энергетики, телекоммуникационных центров и центров обработки данных.

Всё можно пересчитать из одного в другое и в третье при желании. В интернете есть калькулятор для пересчета одних единиц в другие имея соответствующие данные. Всё можно просчитать, если есть название светодиода и его характеристики. На радиорынках обычно незнают названий — им они неважны — у них светодиоды: обычные, яркие, сверхяркие и старые совковые.))))) Я уже тут писал как я выискивал полное название светодиодов пиранья на упаковках в магазине.)))

Часовой пояс: UTC + 3 часа

Кто сейчас на форуме

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 9

От чего зависит яркость свечения светодиода: основные параметры, в чем измеряется и как увеличить

Валить все типы светодиодов в одну кучу и рассматривать их одинаково нельзя. Срок службы напрямую зависит от типа светодиода, подаваемого на него тока, охлаждения кристалла (chip) светодиода, состава и качества кристалла, компоновки и сборки в целом.

Считается, что светодиоды исключительно долговечны. Но это не совсем так. Чем больший ток пропускается через светодиод в процессе его службы, тем выше его температура и тем быстрее наступает старение. Поэтому срок службы у мощных светодиодов короче, чем у маломощных сигнальных. Старение выражается в первую очередь в уменьшении яркости. Когда яркость снижается на 30% или наполовину, светодиод надо менять.

Очевидно, например, что в светодиодах мощностью от 1 Вт (рабочий ток 0,350 А) и более мощных, тепловыделение гораздо обильнее, чем в светодиодах типа «5 мм». светодиодах, рассчитанных на ток 0,02 А. По светоотдаче 1 шт. светодиод мощностью 1 Вт заменяет около 50 светодиодов типа «5 мм». но и греется сильнее. Поэтому светодиодные сборки с мощными светодиодами требуют пассивного (монтаж на MCPCB плату и радиатор) охлаждения.

По нашим тестам средний срок службы:

5 мм.-LED и SMD-LED (произведенные лучшими брендами):

• белый до 50000 ч. с падением светового потока до 35% в течении первых 15000 ч.

• синий, зеленый до 70000 ч. с падением светового потока до 15% в течении первых 25000 ч.

• красный, желтый до 90000 ч. с падением светового потока незначительно.

HI-POWER LED от 1 Вт и выше (произведенные лучшими брендами):

• белый до 80000 ч. с падением светового потока до 15% в течении первых 10000 ч.

• синий, зеленый до 80000 ч.

• красный, желтый до 80000 ч.

2. Почему у белых светодиодов наименьший срок службы?

К сожалению, структур, излучающих белый свет, никто еще не придумал. Основой LED белого цвета свечения является структура InGaN, излучающая на длине волны 470nm (синий цвет) и нанесенный сверху на нее люминофор (специальный состав), излучающий в широком диапазоне видимого спектра и имеющий максимум в его желтый части. Человеческий глаз комбинацию такого рода воспринимает как белый цвет. Люминофор ухудшает тепловые характеристики светодиода, поэтому срок службы сокращается. Сейчас мировые производители изобретают новые и новые варианты эффективного нанесения люминофора.

Большинство сверхярких светодиодов служат в районе 50000 — 80000 часов. Много это или мало?

50000 часов — это:

24 часа в день 5.7 лет

18 часов в день 7.4 лет

12 часов в день 11.4 лет

8 часов в день 17.1 лет

3. Греются ли светодиоды?

Многие считают, что светодиоды практически не греются. Так почему светодиодным приборам нужен теплоотвод и что будет если теплоотвода нет?

Cветодиоды продуцируют тепло в полупроводниковом переходе. И чем мощнее LED тем больше тепла. Конечно индикаторные светодиоды например датчики автосигнализаций сильно не греются. Но со сверхяркими LED они имеют мало общего. Если мощные светодиоды объединены в некую сборку, да еще и установлены в герметичный корпус, то нагрев становится значительным.

И если не происходит отвод тепла, полупроводниковый переход перегревается, отчего изменяются характеристики кристалла, и через некоторое время светодиод может выйти из строя. Так что очень важно строго контролировать количество тепла и обеспечивать эффективный теплоотвод. Тепловые характеристики наших приборов просчитываются уже на стадии проектирования, что исключает любые проблемы в эксплуатации.

Как реагирует светодиод на повышение температуры?

Говоря о температуре светодиода, необходимо различать температуру на поверхности кристалла и в области p-n-перехода. От первой зависит срок службы, от второй — световой выход. В целом с повышением температуры p-n-перехода яркость светодиода падает, потому что уменьшается внутренний квантовый выход из-за влияния колебаний кристаллической решетки. Поэтому так важен хороший теплоотвод.

Падение яркости с повышением температуры не одинаково у светодиодов разных цветов. Оно больше у AlGalnP- и AeGaAs-светодиодов, то есть у красных и желтых, и меньше у InGaN, то есть у зеленых, синих и белых.

4. Чем отличается полноцветный RGB светодиод от одноцветного?

В полноцветном светодиоде на одной подложке установлены независимые кристаллы трех цветов свечения (R+G+B), а монохромный светодиод содержит кристалл(ы) какого-либо одного цвета свечения.

5. Как регулировать яркость светодиода?

Яркость светодиодов очень хорошо поддается регулированию, но не за счет снижения напряжения питания — этого-то как раз делать нельзя, — а так называемым методом широтно-импульсной модуляции (ШИМ), для чего необходим специальный управляющий блок (реально он может быть совмещен с блоком питания и конвертором, а также с контроллером управления цветом RGB-матрицы).

Метод ШИМ заключается в том, что на светодиод подается не постоянный, а импульсно-модулированный ток, причем частота сигнала должна составлять от сотен до тысяч герц, а ширина импульсов и пауз между ними может изменяться. Средняя яркость светодиода становится управляемой, в то же время светодиод не гаснет.

6. Что такое квантовый выход светодиода?

Квантовый выход — это число излученных квантов света на одну рекомбинировавшую электронно-дырочную пару. Различают внутренний и внешний квантовый выход. Внутренний — в самом p-n-переходе, внешний — для прибора в целом (ведь свет может теряться «по дороге» — поглощаться, рассеиваться). Внутренний квантовый выход для хороших кристаллов с хорошим тепло-отводом достигает почти 100%, рекорд внешнего квантового выхода для красных светодиодов составляет 55%, а ддя синих — 35%.Внешний квантовый выход — одна из основных характеристик эффективности светодиода.

7. Какие на сегодняшний день существуют технологии изготовления светодиодов?

Что касается выращивания кристаллов, то основная технология — металлоорганическая эпитаксия. Для этого процесса необходимы особо чистые газы. В современных установках предусмотрены автоматизация и контроль состава газов, их раздельные потоки, точная регулировка температуры газов и подложек. Толщины выращиваемых слоев измеряются и контролируются в пределах от десятков ангстрем до нескольких микрон. Разные слои необходимо легировать примесями, донорами или акцепторами, чтобы создать p-n-переход с большой концентрацией электронов в n-области и дырок — в р-области.

За один процесс, который длится несколько часов, можно вырастить структуры на 6-12 подложках диаметром 50-75 мм. Очень важно обеспечить и проконтролировать однородность структур на поверхности подложек. Стоимость установок для эпитаксиального роста полупроводниковых нитридов, разработанных в Европе (фирмы Aixtron и Thomas Swan) и США (Emcore), достигает 1,5-2 млн долларов. Опыт разных фирм показал, что научиться получать на такой установке конкурентоспособные структуры с необходимыми параметрами можно за время от одного года до трех лет. Это — технология, требующая высокой производственной культуры.

Важным этапом технологии является планарная обработка пленок: их травление, создание контактов к п- и р-слоям, покрытие металлическими пленками для контактных выводов. Пленку, выращенную на одной подложке, можно разрезать на несколько тысяч чипов размерами от 0,24×0,24 до 1×1 мм2.

Следующим шагом является создание светодиодов из этих чипов. Необходимо смонтировать кристалл в корпусе, сделать контактные выводы, изготовить оптические покрытия, просветляющие поверхность для вывода излучения или отражающие его. Если это белый свето-диод, то нужно равномерно нанести люминофор. Надо обеспечить теплоотвод от кристалла и корпуса, сделать пластиковый купол, фокусирующий излучение в нужный телесный угол. Около половины стоимости светоди-ода определяется этими этапами высокой технологии.

Необходимость повышения мощности для увеличения светового потока привела к тому, что традиционная форма корпусного светодиода перестала удовлетворять производителей из-за недостаточного теплоотвода. Надо было максимально приблизить чип к теплопроводящей поверхности. В связи с этим на смену традиционной технологии и несколько более совершенной SMD-технологии (surface montage details — поверхностный монтаж деталей) приходит наиболее передовая технология СОВ (chip on board). Светодиод, изготовленный по технологии СОВ, схематически изображен на рисунке.

Светодиоды, выполненные по SMD- и СОВ-технологии, монтируются (приклеиваются) непосредственно на общую подложку, которая может исполнять роль радиатора — в этом случае она делается из металла. Так создаются светодиодные модули, которые могут иметь линейную, прямоугольную или круглую форму, быть жесткими или гибкими, короче, призваны удовлетворить любую прихоть дизайнера. Появляются и светодиодные лампы с таким же цоколем, как у низковольтных галогенных, призванные им на замену. А для мощных светильников и прожекторов изготавливаются светодиодные сборки на массивном радиаторе.

Раньше в светодиодных сборках было очень много светодиодов. Сейчас, по мере увеличения мощности, светодиодов становится меньше, зато оптическая система, направляющая световой поток в нужный телесный угол, играет все большую роль.

8. Где на сегодняшний день применяются светодиоды и каковы их перспективы?

Cветодиодное освещение целесообразно применять в тех случаях, где требуется высокая надежность, где обслуживание световой установки слишком дорого и требует спецтехники или работ альпинистов, где нужно применять цветодинамические решения, где требуется энергоэффективное решение, например при питании от разнообразных генераторов.

Обратная сторона медали: светодиодные светильники идеально подойдут для неяркой, но эффектной подсветки. Этот конкретный пример по степени потребления электроэнергии на 90% экономичнее самых маленьких 15 Вт галогеновых лампочек.

Каждый год светоотдача и эффективность светодиодов увеличивается на 30-50%. По состоянию на 2008 год светодиодные светильники уже чаще ламп применяются в архитектурном, декоративном, ландшафтном, подводном освещении, праздничной иллюминации, шоу-бизнесе, а также в специальных приложениях — медицине и растениеводстве, например.

В обозримом будушем скорее всего светодиоды вытеснят лампы в дежурном освещении мест общественного пользования — подъездах жилых домов, световых указателях и т.д. А также на транспорте — в самолетах, поездах, автомобилях. А затем, по мере развития технологии и удешевления производства, дело дойдет до ночного освещения автомобильных дорог и улиц. Все это даст существенную экономию энергоресурсов в национальных масштабах.

9. Какие мировые компании производят светодиоды?

Список лидирующих производителей в мире:

— «Lumieleds Luxeon» (США);

— «Seoul Semiconductor» (Ю.Корея);

— «Prolight Opto» (Тайвань);

— НПО «РоСАТ» (Россия).

Ежегодно, световой поток самого производительного светодиода каждого из мировых брэндов возрастает стабильно на 20-30%. Стоимость 100 лм светового потока падает на 10-15% в год, а отсюда и стабильное ежегодное падение цен на светодиодные осветительные приборы.

Цена светодиодного прибора, безусловно, зависит от стоимости самих светодиодов. Светодиоды при серийном производстве светотехнических изделий составляют самую большую строку в бюджете изготовления светодиодных приборов.

Рядового потребителя при покупке осветительного прибора интересует не напряжение или ток, а яркость светодиода, так как она отличается от показателя других ламп. Внедрение новых технологий требует иного подхода к характеристикам светотехники. Основные параметры, в том числе яркость свечения, хорошие производители обозначают в маркировке, на упаковке, в технической документации. Для правильного выбора необходимо знать значение букв и цифр, уметь определить, какой прибор допускает регулировку яркости, какой — нет.

Что такое яркость светодиода и в чем она измеряется

Яркостью свечения называют показатель света, равный соотношению силы светового потока к косинусу угла, под которым он излучается, и освещаемой площади. Другое определение — освещенность в точке, перпендикулярной к источнику, к углу, в который заключен луч. Яркость свечения обозначается буквой «L», измеряется в милликанделах на метр в минус второй степени (кд*м-2). У обычных светодиодов яркость 20-50 мкд, у сверхярких — до 20 000 мкд. От этого показателя зависит восприятие предметов глазами человека.

Если говорить о светодиодах, то у них яркость свечения — это мощность (сила) света, измеряемая в ваттах и зависящая от угла конуса, основание которого расположено на освещаемой площади, вершина — в источнике света. При равном излучении во всех направлениях яркость свечения будет соотношением потока к пространственному углу (в градусах). Чаще всего градусы переводятся в стерадианы: sr = 2 π (1 — cos θ/2), где θ — угол луча.

Параметры, влияющие на яркость

Насколько ярко будет отображаться освещаемый объект, зависит не только от светового потока. Яркость свечения зависит так же от плотности луча и чувствительности наблюдателя.

Сила тока

Во время работы сила тока на светодиоде зависит от напряжения. При незначительном увеличении вольтажа электроток повышается многократно, вместе с ним и яркость свечения. Но этим параметром можно управлять, если включить в схему аналоговый или широко-импульсный модулятор, обеспечивающий функцию диммирования.

Зависимость яркости свечения идеального светодиода от электротока линейная. На практике зависит от потерь на выделении тепла и дифференциального сопротивления кристалла. Существует предел, после которого повышать ток нельзя из-за перегрева p-n-перехода, способного вывести LED из строя.

Технология

Светодиод — это источник света точечного типа, направленность луча определяет конструкция. Параметры меняются в зависимости от оптических свойств и наличия в приборе люминофора, рассеивателей и линз. Независимо от устройства интенсивность свечения регулируется минимальными изменениями тока.

У светодиода при высокой плотности луча (небольшом угле излучения) яркость свеяения увеличивается независимо от объема потока.

Внимание! При покупке необходимо учитывать, что источник с тысячей милликандел и углом излучения 45 градусов будет давать такой же поток, как с углом 12 градусов, но при втором варианте луч будет ярче.

Площадь кристалла

Еще один показатель, от которого напрямую зависит объем светового потока и яркость свечения — величина кристалла. Например, площадь СМД 3528 3,5х2,8 мм, площадь СМД 5630 — 5,6х3 мм, световой поток соответственно 6-8 и 50 люмен. Самые новые кристаллы отличаются большими размерами и высокими показателями интенсивности свечения. Это объясняется тем, что излучение в любом чипе зависит от величины р-n перехода.

Важно! При покупке необходимо знать, что неизвестные китайские производители это используют. Вместо больших кристаллов на 1 Вт они ставят маленькие на 0,75 или 0,5 Вт, при подаче заявленного тока их срок службы значительно сокращается или они перегорают.

Что можно узнать из маркировки

У именитых производителей маркировка достаточно длинная, поэтому размещается на упаковке или в технической документации. Ленты поставляются с маркировкой на катушке. Данные можно спросить у продавца, если их нельзя найти.

Для обычных светодиодов не существует стандартных обозначений, каждый производитель использует свои. Яркость свечения всегда указывается в маркировке мощных ламп.

На SMD указываются только размеры чипа, определить интенсивность свечения можно только из техдокументации. Philips на своей продукции указывает световой поток в люменах, Samsung кодирует этот показатель под цифрами, значение которых можно найти в специальных таблицах. На изделиях CREE из маркировки можно узнать только цветопередачу, обозначенную как CRI.

Важно! Маркировка является одним из факторов, затрудняющих выбор светодиодных источников света при отсутствии определенного уровня знаний.

Способы регулировки яркости

Зная, что яркость свечения любого светодиода зависит от тока, можно сделать логический вывод, что характеристики луча меняются одновременно с увеличением или уменьшением подаваемых на кристалл ампер. При аналоговом регулировании резисторами интенсивность свечения регулируется ступенчато, поэтому в схему необходимо включить стабилизатор LM317, фиксирующий ток и напряжение. Такой способ регулирования используется в транспортных средствах и при подключении светодиодов к источнику постоянного напряжения.

Лучшим способом считается широтно-импульсной модуляции с включением в схему резистора и контроллера (если диоды цветные). На светодиод подаются импульсы определенной частоты, то есть, питание включается и выключается очень быстро, светодиод открывается каждый раз, но глаза это не улавливают.

Важно! Интенсивность свечения ламп с цоколем на основе светодиодов нельзя регулировать, если они не специальные (на упаковке возможность диммирования не указана). Для обычных ламп используется балластный блок питания на основе конденсаторов.

Измерить интенсивность свечения светодиода в домашних условиях невозможно. Этот показатель редко указывается в маркировке, для правильного выбора необходимо знать его зависимость от размеров кристалла, потока света и угла излучения.

Возможность менять яркость (использовать диммирование) широко используется в быту для экономии электроэнергии и устройства специальных систем освещения. Интенсивность свечения можно уменьшить при просмотре телевизионных программ, во время отдыха, для ночного освещения детских комнат. Удобство использования повышает возможность управления диммированием при помощи пульта управления или автоматически (с учетом движения и времени).

От чего зависит яркость свечения светодиода. Параметры яркости свечения светодиодов

Потребителей нередко интересует, в чем измеряется яркость светодиодной лампы и по каким цифрам и обозначениям на ее упаковочной коробке определяется данный параметр. На ней указываются:

  • канделы (cd);
  • люмены (лм или lm);
  • две цифры потребляемой мощности (W и Watt);
  • угол освещения;
  • цветовая температура.

Именно по этим характеристикам можно узнать яркость светодиодов в лампе. В канделах обозначают силу света, или поверхностную плотность потока. За единицу здесь принято считать его интенсивность в процессе горения одной свечи.

Параметр мощности света в люменах принимает во внимание и силу, и длину воспринимаемой человеческим глазом волны, и угол освещения. От последнего, не менее важного показателя зависит площадь зоны освещения, схема расположения и количество требуемых ламп. Если сравнивать изделия с углами освещения в 60 и 30 градусов, то при одинаковых характеристиках можно наверняка сказать, что первое окажется раза в 3-4 эффективнее второго.

Яркость светодиода зависит от вида установленной в лампу линзы. Матовая даст более мягкий и рассеянный свет. При этом, угол освещения наверняка будет шире, а световые потоки слабее.

И, наконец, классификация по мощности. На самом деле, для уровня яркости светодиодных лампочек этот показатель определяющим не является. Его указывают для облегчения расчетов потребления электроэнергии и для понимания данного параметра большинством среднестатистических потребителей. Две цифры, к примеру измерение в ваттах 5,5W и 35 Watt, означают, что потребляемая мощность лампы составляет 5,5Вт, а светит она как обычная 35Вт-ная лампочка накаливания. Все достаточно просто, но следует понимать, что данное соотношение является довольно-таки приблизительным, и светодиоды повышенной яркости исключением не являются.

Светодиодные электроприборы относятся к энергосберегающим изделиям, а управление яркостью излучения помогает потребителю еще больше экономить на электричестве в бытовых и промышленных условиях.

Цветовая температура влияет на цветовой диапазон светодиода. Он может смещаться:

  • по мере возрастного старения элементов;
  • при изменении показателей подводимого тока.

Холодное сине-зеленое свечение присуще источникам света, имеющим высокую цветотемпературу. А теплый свет красно-желтых оттенков — низкую. Часто на этикетках указывают длину световой волны в доминирующих значениях. Ее смещение происходит в зависимости от цветовой температуры.

Мкд светодиод. ЯРКОСТЬ СВЕТОДИОДА

Что больше всего интересует потребителя при выборе светодиодов для ламп и других осветительных устройств — не ток потребления, не размеры и даже не срок службы, а яркость. Как известно яркость — обозначается буквой L, это световая величина, равная отношению светового потока d2 к геометрическому фактору ddAcos : L = d2/ddAcos. Где d — заполненный излучением телесный угол, dA — площадь участка, испускающего излучение, или угол между перпендикуляром к этому участку и направлением излучения. Другими словами яркость, это сотношение силы света I элемента поверхности к площади его проекции, перпендикулярной рассматриваемому направлению: формула L = dI/dA cos . Также яркость можно сформулировать и четез отношение освещённости Е в точке плоскости, перпендикулярной направлению на источник, к элементарному телесному углу, в котором заключён поток, создающий эту освещённость: формула L = dE/dcos. Яркость измеряют в канделлах на метр в минус второй степени: кд·м-2. Яркость, непосредственно связана со зрительными ощущениями, так как освещённость изображения предмета на сетчатке глаза пропорциональна яркостям этого предмета.

Что касается конкретно яркости светодиодов, то она представляет собой суммарную мощность, выделившуюся в виде света — излучающая энергия или излучающий поток, и измеряется она в ваттах. Но насколько ярким окажется объект, будет зависеть и от дополнительных факторов: сколько излучаемого потока выпущено в направлении наблюдателя и насколько чувствителен наблюдатель к длине волны света.

От чего зависит яркость свечения светодиода. Параметры яркости свечения светодиодов

Здесь мы введём понятие стерадиан — телесный угол, твердых объёмных углов. Проще говоря конус с вершиной в источнике света. Если поток излучения источника — светодиода или лампы, одинаковый во всех направлениях, интенсивность излучения будет равна общему потоку излучения, разделенному на 12,57 стерадиан, пространственный угол полной сферы. В светодиодах, излучающий поток концентрируется в луче, а интенсивность излучения будет равна излучающему потоку, поделенному на пространственный угол луча. Ширина углов обычно обозначается в градусах, а интенсивность излучения обычно выражается в милливаттах на стерадиан мВт / ср., что вызывает необходимость перевода угла луча в стерадианы: sr = 2 π (1 — cos(θ/2)), где sr — телесный угол, в стерадианах, и θ — это угол луча.

От чего зависит яркость свечения светодиода. Параметры яркости свечения светодиодов 01

Световой поток измеряется в люменах, а сила света измеряется в люменах на стерадиан и названная канделой. Отношения между световым потоком, силой света и углом луча означают, что акцентом учета светодиода в более плотных лучах при уменьшающемся угле луча, увеличит силу света (то есть яркость) без увеличения светового потока. Поэтому при покупке светодиода для освещения — светодиод с 1000 милликандел и 45° углом обзора, даст столько же света, как светодиод в 10000 милликандел с 12° углом обзора. Светодиод, как видим достаточно яркий, но эта яркость узконаправленная.

От чего зависит яркость свечения светодиода. Параметры яркости свечения светодиодов 02

Яркость светодиодов принято измерять в милликанделах — 1 мкд = 0.001 канделы. Обычные советские светодиоды имеют яркость в диапозоне 20 — 50 мкд., а сверхяркие светодиоды могут достигать 20000 мкд и выше. Чтоб было ещё нагляднее замечу, что обычная лампа накаливания 100 Вт производит около 1500 люмен, и если свет будет излучаться одинаково во всех направлениях, она будет иметь яркость около 120 000 мкд. Но если луч будет узконаправленный в угле 20°, она будет иметь яркость окло 16 000 000 мкд. Так что светодиодам, даже сверхмощным всё ещё далеко до ламп в плане излучаемой яркости, но с каждым месяцем этот разрыв стремительно сокращается.

Какой элемент обязателен в схеме индикатора на светодиоде. Конденсаторный балласт

Конденсаторный балласт являет собой развитие идеи насчет включения сопротивления последовательно со светодиодом. В принципе, светодиод можно подключить в розетку прямо так:Встречновключенный диод необходим для того, чтобы не допустить пробоя светодиода в момент, когда сетевое напряжение сменит полярность — я уже упоминал, что светодиодов с допустимым обратным напряжением в сотни вольт не встречается. В принципе, вместо обратного диода можно поставить еще один светодиод.Номинал резистора в схеме выше рассчитан для тока светодиода около 10 — 15 мА. Поскольку напряжение сети гораздо больше падения на диодах, последнее можно не учитывать и считать прямо по закону Ома: 220/20000

11 мА. Можно подставить пиковое значение (311 В) и убедиться, что даже в предельном случае ток диода не превысит 20 мА. Все выходит замечательно, кроме того, что на резисторе будет рассеиваться мощность около 2.5 Вт, а на светодиоде — около 40 мВт. Таким образом, КПД системы составляет порядка 1.5% (в случае одного светодиода будет еще меньше).Идея рассматриваемого метода заключается в том, чтобы заменить резистор конденсатором, ведь известно, что в цепях переменного тока реактивные элементы обладают способностью ограничивать ток. Кстати, использовать дроссель тоже можно, более того, так делают в классических электромагнитных балластах для люминесцентных ламп.Считая по, легко получить, что в нашем случае требуется конденсатор емкостью 0.2 мкФ, либо катушка индуктивностью около 60 Гн. Здесь становится ясно, почему в подобных балластах светодиодных ламп никогда не встречаются дроссели — катушка такой индуктивности представляет собой серьезное и дорогое сооружение, а вот конденсатор на 0.2 мкФ добыть гораздо проще. Разумеется, он должен быть рассчитан на пиковое сетевое напряжение, причем лучше с запасом. На практике применяются конденсаторы с рабочим напряжением не менее 400 В. Немного дополнив схему, получаем то, что уже видели в предыдущей статье.

«Микрофарад» сокращется именно как «мкФ». Я останавливаюсь на этом потому, что достаточно часто вижу людей, пишущих в этом контексте «мФ», в то время как последнее — сокращение от «миллифарад», то есть 1000 мкФ. По-английски «микрофарад», опять же, пишется отнюдь не как «mkF», но, напротив, «uF». Это потому, что буква «u» напоминает букву «μ» с оторванным хвостиком.
Кроме того, «Фарад» — мужского рода , так как назван в честь великого физика-мужчины. Так что, «четыре микрофарада», но не «четыре микрофарады»!

Как я уже говорил, преимущество у такого балласта только одно — простота и дешевизна. Подобно балласту с резистором, здесь обеспечивается не слишком хорошая стабилизация тока, и, что еще хуже, присутствует значительная реактивная составляющая, что не особо хорошо для сети (особенно при заметных мощностях). Кроме того, при увеличении желаемого тока будет расти необходимая емкость конденсатора. Например, если мы хотим включить одноваттный светодиод, работающий при токе 350 мА, нам потребуется конденсатор емкостью около 5 мкФ, рассчитанный на напряжение 400 В. Это уже дороже, больше по габаритам и сложнее в конструкционном плане. С подавлением пульсаций здесь тоже все непросто. В целом можно сказать, что конденсаторный балласт простителен только для небольших ламп-маячков, не более того.

Как измерить яркость светодиода. Светоотдача, угол свечения и мощность светодиодов

Сравнение светового потока диодов с другими источниками света проводят, учитывая силу издаваемого ими излучения. Приборы размером около 5 мм в диаметре дают от 1 до 5 лм света. В то время как световой поток лампы накаливания в 100Вт составляет 1000 лм. Но при сопоставлении необходимо учитывать, что у обычной лампы свет рассеянный, а у светодиода — направленный. Поэтому необходимо принимать во внимание угол рассеивания светодиодов.

Угол рассеивания разных светодиодов может составлять от 20 до 120 градусов. При освещении светодиоды дают более яркий свет по центру и снижают освещенность к краям угла рассеивания. Таким образом, светодиоды лучше освещают конкретное пространство, используя при этом меньше мощности. Однако если требуется увеличить площадь освещенности, в конструкции светильника используют рассеивающие линзы.

Как определить мощность светодиодов? Чтобы определить мощность светодиодной лампы, требующейся для замены лампы накаливания, необходимо применять коэффициент, равный 8. Так, заменить обычную лампу мощностью 100Вт можно светодиодным прибором мощностью не менее 12,5Вт (100Вт/8). Для удобства можно воспользоваться данными таблицы соответствия мощности ламп накаливания и LED-источников света:

При использовании светодиодов для освещения очень важен показатель эффективности, который определяется отношением светового потока (лм) к мощности (Вт). Сопоставляя эти параметры у разных источников света, получаем, что эффективность лампы накаливания составляет 10-12 лм/Вт, люминесцентной — 35-40 лм/Вт, светодиодной — 130-140 лм/Вт.

От чего зависит яркость свечения светодиода: основные параметры, в чем измеряется и как увеличить

От чего зависит яркость свечения светодиода: основные параметры, в чем измеряется и как увеличить

Рядового потребителя при покупке осветительного прибора интересует не напряжение или ток, а яркость светодиода, так как она отличается от показателя других ламп. Внедрение новых технологий требует иного подхода к хаpaктеристикам светотехники. Основные параметры, в том числе яркость свечения, хорошие производители обозначают в маркировке, на упаковке, в технической документации. Для правильного выбора необходимо знать значение букв и цифр, уметь определить, какой прибор допускает регулировку яркости, какой – нет.

Что такое яркость светодиода и в чем она измеряется

Яркостью свечения называют показатель света, равный соотношению силы светового потока к косинусу угла, под которым он излучается, и освещаемой площади. Другое определение – освещенность в точке, перпендикулярной к источнику, к углу, в который заключен луч. Яркость свечения обозначается буквой «L», измеряется в милликанделах на метр в минус второй степени (кд*м-2). У обычных светодиодов яркость 20-50 мкд, у сверхярких – до 20 000 мкд. От этого показателя зависит восприятие предметов глазами человека.

Если говорить о светодиодах, то у них яркость свечения – это мощность (сила) света, измеряемая в ваттах и зависящая от угла конуса, основание которого расположено на освещаемой площади, вершина – в источнике света. При равном излучении во всех направлениях яркость свечения будет соотношением потока к прострaнcтвенному углу (в градусах). Чаще всего градусы переводятся в стерадианы: sr = 2 π (1 – cos θ/2), где θ – угол луча.

Параметры, влияющие на яркость

Насколько ярко будет отображаться освещаемый объект, зависит не только от светового потока. Яркость свечения зависит так же от плотности луча и чувствительности наблюдателя.

Сила тока

Во время работы сила тока на светодиоде зависит от напряжения. При незначительном увеличении вольтажа электроток повышается многократно, вместе с ним и яркость свечения. Но этим параметром можно управлять, если включить в схему аналоговый или широко-импульсный модулятор, обеспечивающий функцию диммирования. Читайте также Устройство, виды и подключение RGB светодиодов

Зависимость яркости свечения идеального светодиода от электротока линейная. На пpaктике зависит от потерь на выделении тепла и дифференциального сопротивления кристалла. Существует предел, после которого повышать ток нельзя из-за перегрева p-n-перехода, способного вывести LED из строя.

Технология

Светодиод – это источник света точечного типа, направленность луча определяет конструкция. Параметры меняются в зависимости от оптических свойств и наличия в приборе люминофора, рассеивателей и линз. Независимо от устройства интенсивность свечения регулируется минимальными изменениями тока.

У светодиода при высокой плотности луча (небольшом угле излучения) яркость свеяения увеличивается независимо от объема потока.

Внимание! При покупке необходимо учитывать, что источник с тысячей милликандел и углом излучения 45 градусов будет давать такой же поток, как с углом 12 градусов, но при втором варианте луч будет ярче.

Площадь кристалла

Еще один показатель, от которого напрямую зависит объем светового потока и яркость свечения – величина кристалла. Например, площадь СМД 3528 3,5х2,8 мм, площадь СМД 5630 – 5,6х3 мм, световой поток соответственно 6-8 и 50 люмен. Самые новые кристаллы отличаются большими размерами и высокими показателями интенсивности свечения. Это объясняется тем, что излучение в любом чипе зависит от величины р-n перехода.

Важно! При покупке необходимо знать, что неизвестные китайские производители это используют. Вместо больших кристаллов на 1 Вт они ставят маленькие на 0,75 или 0,5 Вт, при подаче заявленного тока их срок службы значительно сокращается или они перегорают.

Что можно узнать из маркировки

У именитых производителей маркировка достаточно длинная, поэтому размещается на упаковке или в технической документации. Ленты поставляются с маркировкой на катушке. Данные можно спросить у продавца, если их нельзя найти.

Для обычных светодиодов не существует стандартных обозначений, каждый производитель использует свои. Яркость свечения всегда указывается в маркировке мощных ламп.

На SMD указываются только размеры чипа, определить интенсивность свечения можно только из техдокументации. Philips на своей продукции указывает световой поток в люменах, Samsung кодирует этот показатель под цифрами, значение которых можно найти в специальных таблицах. На изделиях CREE из маркировки можно узнать только цветопередачу, обозначенную как CRI.

Важно! Маркировка является одним из факторов, затрудняющих выбор светодиодных источников света при отсутствии определенного уровня знаний.

Способы регулировки яркости

Зная, что яркость свечения любого светодиода зависит от тока, можно сделать логический вывод, что хаpaктеристики луча меняются одновременно с увеличением или уменьшением подаваемых на кристалл ампер. При аналоговом регулировании резисторами интенсивность свечения регулируется ступенчато, поэтому в схему необходимо включить стабилизатор LM317, фиксирующий ток и напряжение. Такой способ регулирования используется в трaнcпортных средствах и при подключении светодиодов к источнику постоянного напряжения.

Лучшим способом считается широтно-импульсной модуляции с включением в схему резистора и контроллера (если диоды цветные). На светодиод подаются импульсы определенной частоты, то есть, питание включается и выключается очень быстро, светодиод открывается каждый раз, но глаза это не улавливают.

Важно! Интенсивность свечения ламп с цоколем на основе светодиодов нельзя регулировать, если они не специальные (на упаковке возможность диммирования не указана). Для обычных ламп используется балластный блок питания на основе конденсаторов.

Основные выводы

Измерить интенсивность свечения светодиода в домашних условиях невозможно. Этот показатель редко указывается в маркировке, для правильного выбора необходимо знать его зависимость от размеров кристалла, потока света и угла излучения.

Возможность менять яркость (использовать диммирование) широко используется в быту для экономии электроэнергии и устройства специальных систем освещения. Интенсивность свечения можно уменьшить при просмотре телевизионных программ, во время отдыха, для ночного освещения детских комнат. Удобство использования повышает возможность управления диммированием при помощи пульта управления или автоматически (с учетом движения и времени).

2.8 Светодиоды

Светодиод — это оптоэлектронное полупроводниковое устройство, которое создаёт инфракрасное излучение или свет в видимом диапазоне спектра при прохождении через него электрического тока. Светодиоды используются во многих отраслях промышленности и в бытовой электронной технике для сигнализации, индикации и контроля над выполнением процессов. Светодиоды имеют много преимуществ по сравнению с источниками света, использующими нить накаливания, включая более низкое энергопотребление, продолжительный срок службы, механическую прочность, меньший размер и повышенную скорость коммутации. Лампа накаливания работает по принципу прохождения электрического тока по нити накала, которая находится внутри стеклянной колбы лампы. Нить нагревается и начинает излучать свет. Однако при этом также излучается большое количество тепла. Лампа накаливания теряет около 98 % своей энергии из-за выделения тепла, что делает её практически неэффективной.

Светодиоды — очень надёжные твердотельные устройства (без подвижных и незакреплённых частей), которые относятся к новейшему семейству технологии светодиодного освещения — Solid State. Они ударопрочны и потребляют незначительную мощность, выделяя при этом очень малое количество тепла. В массовых количествах они впервые появились на рынке в конце 1960-х годов.

Стандартный светодиод состоит из светодиодного кристалла — чипа, установленного на подставке в чаше с рефлектором, с проводом, соединяющим её с выводами компонента. Указанные части помещены в корпус из твёрдой эпоксидной смолы с линзой, которая защищает чип и фокусирует свет в луч (см. рис. 2.13; ист.: Dialight Corporation). Расстояние между чашей кристалла и куполообразным концом линзы определяет, насколько сильно сфокусирован получаемый световой луч. Некоторые светодиоды имеют плоские концы для рассеивания света и получения широкого светового луча.

Принцип работы светодиодов основан на эффекте электролюминесценции, согласно которому определённые материалы излучают свет при подаче электричества. В светодиодах нет нагреваемой нити накала — светодиоды светятся благодаря перемещению электронов в полупроводниковом материале. Свет излучается из p-n-перехода диода.

Cветодиод сам по себе не излучает много света, поэтому корпус из эпоксидной смолы сконструирован таким образом, чтобы фотоны света, излучаемого светодиодом, отражались от окружающей подложки, к которой прикреплен диод, и были направлены вверх — через куполообразную верхушку светодиода, которая исполняет роль линзы, концентрируя в одном месте определённое количество света. Именно поэтому на верхушке светодиода излучаемый свет наиболее яркий.

В отличие от обычных сигнальных диодов, которые разработаны для обнаружения и выпрямления сигнала и выполнены из полупроводниковых материалов германия или кремния, светодиоды выполнены с использованием нетипичных полупроводниковых соединений, таких как арсенид галлия (GaAs), фосфид галлия (GaP), арсенид-фосфид галлия (GaAsP), карбид кремния (SiC) и нитрид галлия-индия (GaInN). Эти материалы смешиваются в различных пропорциях для получения цвета с различной длиной волны. Светодиоды из новейших материалов в действительности могут быть наравне и даже превышать производительность обычных ламп накаливания. Это повышение эффективности и светоотдачи позволило использовать светодиоды в большом количестве дополнительных областей применения, включая сигналы светофора, применение в автомобилях (стоп-сигнал, сигналы поворота и задние габаритные огни), а также для уличного освещения.

Светодиоды используются для освещения, индикации и сигнализации и могут быть как видимого спектра, так и инфракрасного. Светодиоды видимого цветового спектра доступны в различных цветовых исполнениях: красный, оранжевый, янтарный, жёлтый, зелёный, синий и белый. Цвет определяется максимальной длиной волны излучаемых фотонов и зависит исключительно от используемого полупроводникового материала. На цвет также может влиять цвет корпуса из эпоксидной смолы, и при использовании цвета, отличного от цвета кристалла, он может исполнять роль фильтра.

ДИАГРАММА ЦВЕТНОСТИ CIE

CIE (Commission Internationale de I’Eclairage — Международная комиссия по освещению) занимается стандартизацией освещения, и в 1931 году для измерения характеристик цветов создала и учредила систему X-Y, основываясь на предположении, что каждый цвет является сочетанием трёх основных цветов — красного, зелёного и синего. В 1976 году в эту диаграмму были внесены поправки. Она позволяет перевести заданный цвет в простые координаты и наоборот. Диаграмма цветности CIE — это двухмерные координаты цвета x и y, и она определяет все цвета, которые может воспринимать человеческий глаз.

Идеальный монохроматический (одноцветный) источник света излучает свет только одной определённой длины волны. На диаграмме CIE координаты полностью чистых цветов (Pure Colors) расположены на границах (по периметру) кривой диаграммы. Диаграмма создает основу для изучения цветов.

В реальности светоизлучение любого монохроматического источника включает в себя смесь смежных длин волны. Зелёный светодиод является хорошим примером, так как он обычно не имеет такой чистый цвет, какой имеет большинство красных светодиодов. Диаграмма имеет цветовое пространство с равномерным представлением видимого цветового спектра, и любой цвет может быть представлен в виде двух координат цвета: x и y. Участок белого (ахроматического) света расположен посередине диаграммы, и центральная точка имеет координаты (x, y) = (1/3, 1/3).

ЦВЕТА И ДЛИНА ВОЛНЫ

Цвет светодиода определяется исключительно структурой полупроводника, из которого он сделан, а не цветом окружающей его эпоксидной линзы.

Рис. 2.15. Видимый свет в диапазоне длин волн (в нанометрах)

Видимый свет охватывает всего лишь небольшой диапазон в спектре электромагнитного излучения. Человеческий глаз воспринимает только волны от ультрафиолетовых (380 нм) до темно-красных (780 нм) и наиболее чувствителен к зелёному свету с длиной волны 563 нм.

Этот диапазон содержит только видимый свет электромагнитной волны, хотя частоты вне этого диапазона используются человеком ежедневно. На рис. 2.16 указаны длины волн в нанометрах (1 нм = 10 –9 м) для соответствующих цветов.

ТЕРМИНОЛОГИЯ

  • Power Dissipation — рассеиваемая мощность (Pd), мВт
    Мощность, рассеиваемая прямым током и напряжением.
  • Forward Current — прямой ток (IF), мА
    Ток, проходящий через диод от анода к катоду.
  • Peak Forward Current — импульсный прямой ток (IFM), мА
    Прямой импульсный ток, проходящий при импульсном освещении.

Рис. 2.17. Кривая снижения тока

  • Current derating — снижение номинального тока, мА/°C
    Снижение значения тока при превышении температуры окружающей среды (выше 25 °C).
  • Forward Voltage — прямое напряжение (VF), В
    Рабочее напряжение светодиода и падение напряжения при протекании прямого тока от анода к катоду. Светодиоды различного цвета имеют различные значения номинального прямого напряжения. Для красного светодиода значение напряжения наиболее низкое.
    По мере перемещения цветовой гаммы к синему цвету повышаются требования к напряжению. Обычно для красного светодиода необходимо напряжение около 2 В, а для белого — около 4 В.
    Так как светодиод в сущности является диодом, его вольтамперная характеристика может быть построена для каждого цвета диода, как показано на рис. 2.18.
    Из графика можно заметить, что каждый диод имеет свое прямое падение напряжения на p-n переходе, и этот параметр, который определяется используемым полупроводниковым материалом, является прямым падением напряжения при конкретном значении прямого тока проводимости, обычно при 20 мА.
  • Reverse Current — обратный ток (IR), мкА
    Ток утечки при прикладывании напряжения смещения от катода к аноду.
  • Radial Intensity — интенсивность излучения (IE), мВт/ср
    Поток в ваттах, рассчитанный на единицу телесного угла на оптической оси.

  • Spatial Distribution — пространственное распределение (2 Θ 1/2), град Распределение интенсивности излучения.
  • Response Time — время срабатывания (tr, tf), нс или мкс
    Время нарастания (с 10 до 90 %) и падения (с 90 до 10 %) интенсивности излучения при подаче импульса на вход.
  • Junction Capacitance — емкость перехода (Co), пФ
    Статическая емкость между анодом и катодом светодиода при напряжении смещения 0 В.
  • Wave Length — длина волны, нм
    В технических спецификациях к светодиодам обычно указываются два параметра длины волны: максимальная (или пиковая) длина волны
    (Peak Wavelength) и доминантная длина волны (Dominant Wavelength).
  • Пиковая длина волны — длина волны при максимальной интенсивности излучения.
  • Доминантная длина волны — длина волны наиболее яркого видимого света при наивысшей чувствительности зрения номинального оптического спектра. Иными словами, доминантная длина волны определяет то, как человеческий глаз воспринимает цвет, так как наши глаза более чувствительны к одним цветам, чем к другим. Таким образом, доминантная длина волны — это длина волны, которую мы видим как наиболее яркий свет, излучаемый светодиодом.
  • Luminous Intensity — интенсивность света, мкд
    Яркость или интенсивность света светодиода зависит от величины прямого тока, проходящего по диоду, и от угла обзора. Для большинства светодиодов величина яркости определяется при 20 мА, а зависимость интенсивности от прямого тока обычно имеет линейный характер.

ИНТЕНСИВНОСТЬ СВЕТА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРЯМОГО ТОКА

Светодиод может иметь более высокую интенсивность света при более высоких значениях тока, но зачастую имеет более короткий эксплуатационный срок службы, чем устройства, работающие при более низких токах.

При высоких значениях тока светодиоды со временем также имеют склонность к более быстрому снижению полной выходной мощности. При значениях прямого тока в 20 мА и ниже большинство светодиодов работают нормально в течение 100 тыс. часов (более 11 лет) при температуре 25 °C. Эксплуатационный ресурс характеризуется снижением интенсивности светодиода со временем. Когда интенсивность светодиода снижается наполовину от своего изначального значения после 100 тыс. часов эксплуатации, это конец срока его полезного использования, хотя светодиод будет продолжать работать даже при снижении производительности.

Интенсивность света измеряется в миликанделах (мкд) и может иметь как минимальные, так и типичные значения. Проектировщики должны учитывать только минимальные значения, так как типичное значение — это всего лишь статистическое значение, которое не гарантируется производителями. При повышении температуры интенсивность света снижается.

СЛАБОТОЧНЫЕ СВЕТОДИОДЫ
Low Current LEDs

В качестве слаботочных диодов используются специальные типы диодов, которые потребляют самые низкие токи из источника питания (например, 2 мА).

Рис. 2.20а. 2 Θ 1/2 = 30°

Рис. 2.20б. 2 Θ 1/2 = 80°

На рынке появляется все больше устройств низкого тока. Их преимуществами является то, что ими можно управлять напрямую с помощью интегральных микросхем на комплементарных МОП-транзисторах. Кроме того, в конструкции схем с такими светодиодами нет необходимости использовать дополнительные усилители, что позволяет уменьшить размеры. Светодиоды с высокой яркостью излучают достаточно света для отчётливой сигнализации и индикации при малых токах, со значением прямого тока от 0.5 до 1.0 мА.

RGB

RGB — это аббревиатура из слов: red (красный), green (зелёный) и blue (синий). Это три основных цвета, составляющие световой поток. Сочетанием этих трёх цветов можно создавать широкое разнообразие других цветов, включая белый.

УГОЛ ОБЗОРА
Viewing Angle

Оптический угол обзора светодиода определяется формой отражателя, формой корпуса и расположением кристалла в корпусе. Угол обзора может быть узким (нерассеянным) и широким (рассеянным). Чем ближе кристалл находится к куполообразному концу, тем шире угол обзора, но при обзоре под углом к центральной линии яркость снижается.
Угол обзора измеряется под углом, в котором яркость составляет 50 % от максимального значения. Угол обзора — это максимальный угол (2 Θ 1/2), под которым обеспечивается приемлемая видимость изображения. Светодиоды измеряются таким образом, чтобы линия вдоль половины угла соответствовала половине яркости при обзоре (см. рис. 2.20а, 2.20б).

ТИПЫ ЛИНЗ СВЕТОДИОДА

Наиболее распространённые виды линз светодиода: прозрачные, затемнённые и рассеянные.

  • Прозрачные — Water Clear
    Незатемнённая чистая эпоксидная линза без рассеивающих способностей. Эти светодиоды имеют самую высокую светоотдачу, но узкие углы обзора с центральной линии. Они спроектированы для использования в случаях, когда необходима очень высокая интенсивность или, если необходимо, чтобы в отключённом состоянии светодиоды были бесцветными. К примеру, для задней подсветки используются только такие светодиоды без рассеивания.
  • Затемнённые — Tinted
    Прозрачная затемнённая эпоксидная линза, которая показывает цвет светодиода в выключенном состоянии. Затемнённые типы линз используются для того, чтобы в выключенном состоянии было видно, каким цветом будет светиться светодиод во включённом состоянии. Окраска не влияет на интенсивность света и угол обзора.
  • Рассеянные — Diffused
    Светодиод, который рассеивает излучаемый свет, рекомендуется использовать в случаях, когда необходим визуальный контроль светодиода с достаточно широким углом обзора, к примеру, в устройствах прямого видения, в которых светодиод выступает вперед через отверстие в передней панели оборудования. Цветные линзы с рассеиванием практически не отличаются от белых линз с рассеиванием, кроме того, что они окрашены в определенный цвет.

ДВУХЦВЕТНЫЕ И ТРЁХЦВЕТНЫЕ СВЕТОДИОДЫ
Bi-Color and Tri-Color LEDs

Двухцветные диоды изготавливаются путём встречно-параллельного включения двух различных светодиодных кристаллов, заключённых в один корпус светодиода.
Для включения одного из светодиодов прикладывается либо положительное, либо отрицательное напряжение. Кристаллы различного цвета могут освещаться каждый отдельно или вместе.

Рис. 2.21а. Двухцветный светодиод

Рис. 2.21б. Трёхцветный светодиод

Красный цвет зажигается, если по устройству протекает ток в одном направлении, а зелёный — в обратном.

Трёхцветный светодиод — один светодиод, состоящий из двух кристаллов различных цветов и трёх выводов.

Кристаллы различного цвета могут светиться каждый отдельно или вместе при подключении с общим анодом или катодом. Они называются трёхцветными, потому что могут светиться красным или зелёным цветом путём включения только одного из светодиодов. Они также могут светиться дополнительным (третьим) цветом, таким как оранжевый или жёлтый, путём включения двух светодиодов одновременно с различным соотношением прямого тока. Таким образом, с помощью двух светодиодных кристаллов можно получить четыре различных цвета.

Есть также полноцветные светодиоды (Full Color LEDs) — светодиоды с тремя цветными светодиодными кристаллами (красный, зелёный и синий), обычно подключенными к общему катоду, с четырьмя выводами.

КОРПУСА СВЕТОДИОДОВ ДЛЯ МОНТАЖА В ОТВЕРСТИЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ
Packages of Through Holes LEDs

Светодиоды выпускаются различных форм и размеров. Стандартные размеры круглых светодиодов для монтажа в отверстия: 1.8, 3 (T1), 5 (T1 3/4), 8 и 10 мм. Существуют также овальные, прямоугольные и цилиндрические светодиоды.

Полярность круглого светодиода определяется по фаске (плоской кромке) для катода. При монтаже светодиода на печатной плате следует помнить, что его короткий вывод — это катод.

Рис. 2.24. Прямоугольные светодиоды в корпусах, монтируемых на печатной плате

СВЕТОДИОДЫ С ПОВЕРХНОСТНЫМ МОНТАЖОМ

Рис. 2.26. Светодиоды SMT 0402, 0603, 0805, 1206

Рис. 2.27. Светодиоды SMT с куполообразной линзой

Рис. 2.28. Светодиоды SMT в корпусе PLCC

Рис. 2.29. Прямоугольные светодиоды

Рис. 2.30. Двухцветные светодиоды SMT (вертикальные и под прямым углом)

Рис. 2.31. Трёхцветные светодиоды SMT,
RGB (вертикальные и под прямым углом)

Рис. 2.32. Светодиоды SMT для поверхностного монтажа с выводами типа «крыло чайки»

Рис. 2.33. Светодиоды SMT для обратного поверхностного монтажа (с отверстием в печатной плате и нижним направлением света)

Рис. 2.34. Светодиоды в корпусе для поверхностного монтажа

СВЕТОВОДЫ
Pipe Lights

Кроме обычных светодиодов, для некоторых видов применения требуются дополнительные оптические устройства для передачи света от светодиода к необходимому месту в оборудовании. Один из наиболее известных способов — это использование световодов. Они обеспечивают передачу света, который генерируется светодиодом, из одного места в другое путём отражения этого света и направления его в зону обзора. В технологический процесс сборки световодов включен дополнительный шаг — их механическое присоединение к печатной плате или к передней панели. Но, с другой стороны, отпадает необходимость использования дорогостоящих жаропрочных материалов, которые должны выдерживать высокие температуры пайки (Reflow), особенно при бессвинцовой технологии.

Световоды могут устанавливаться на панели или на печатной плате, и их можно использовать со светодиодами с поверхностным монтажом или с монтажом в отверстия печатных плат. Для того чтобы наиболее эффективно использовать световод и светодиод с минимальной потерей яркости, необходимо поместить светодиод под поверхность световода. Благодаря доступным ценам и соответствию обширному диапазону стандартных и потребительских требований световоды очень широко распространены и используются в ряде различных областей.

ИНФРАКРАСНЫЕ СВЕТОДИОДЫ
IR LEDs

Инфракрасный (ИК) излучатель (IR LED) — источник световой энергии инфракрасного спектра. Это светоизлучающий диод, который используется для передачи ИК-сигналов с блока дистанционного управления. ИК-излучатель генерирует инфракрасный свет, который передает информацию и команды с одного устройства на другое. Существует несколько видов инфракрасных излучателей, которые классифицируются по длине волны, интенсивности света, углу половинной интенсивности, прямому напряжению, прямому току и виду корпуса. Излучение ИК-светодиодов является невидимым для глаз, поэтому их нельзя использовать для освещения и индикации.

Стандартные значения длины волны: 850, 860, 875, 880 и 940 нм. Инфракрасные светодиоды иногда называют IRED (Infra Red Emitting Diodes). Наиболее распространённые исполнения: круглые лампы T1 (3 мм) и T1 3/4 (5 мм).

БЕЛЫЕ СВЕТОДИОДЫ

В светодиодах белый свет можно получить двумя основными способами:

  1. Люминофорным преобразованием, в котором синий или почти ультрафиолетовый (УФ) кристалл покрывается люминофором, благодаря чему излучаемый свет становится белым. Обычно люминофором покрывается синий светодиод. При сочетании с жёлтым люминофором свет для человеческого глаза будет казаться белым.
  2. С помощью систем RGB, в которых свет нескольких монохроматических светодиодов (красного, зелёного и синего) смешивается и превращается в белый. Чёткость полученного цвета света можно улучшить путём добавления янтарного цвета для заполнения жёлтой области цветового спектра.

ОРГАНИЧЕСКИЕ СВЕТОДИОДЫ (OLED)

В органическом светодиоде в качестве электролюминесцентного материала, который входит в состав излучающего слоя, используется органическое соединение. OLED состоит из одного или нескольких специальных органических/полимерных материалов, размещенных между двумя электродами, один из которых прозрачный. Цвет света зависит от используемых органических/полимерных соединений. Полноцветные OLED-панели можно создать путём сочетания красных, зелёных и синих секций. По сравнению с обычными светодиодами органические светодиоды более яркие, а полимерные имеют дополнительное преимущество за счёт своей гибкости. OLEDs используются в экранах портативных электронных устройств, таких как мобильный телефон и цифровая камера.
Одним из вариантов использования органических светодиодов в будущем могут быть недорогие гибкие экраны.

СВЕТОДИОДНЫЕ ПРИНАДЛЕЖНОСТИ

Рис. 2.37. Светодиодный держатель для установки в панели с защёлкой (Snap-In)

Рис. 2.38. Светодиодные прокладки (Spacers) для монтажа на печатной плате

Рис. 2.39. Двухуровневый корпус для светодиодов с монтажом на печатной плате

Рис. 2.40. Полоска для установки ряда светодиодов для монтажа на печатной плате

Рис. 2.41. Держатель для ряда светодиодов с вертикальным и горизонтальным монтажом

Рис. 2.42. Светодиодные линзы для круглых светодиодов диаметром 3 и 5 мм

СВЕТОДИОДНЫЕ ДИСПЛЕИ (СЕМИСЕГМЕНТНЫЕ)
LED Displays (7 Segment)

Кроме одноцветных и многоцветных светодиодов, для изготовления таких устройств индикации, как шкальные индикаторы, полосы, ряды и семисегментные дисплеи, можно одновременно использовать несколько светоизлучающих диодов. При правильной расшифровке семисегментный светодиодный дисплей обеспечивает очень удобное отображение информации или цифровых данных в виде цифр, букв или буквенноцифровых символов, и, как следует из его названия, он состоит из семи отдельных светодиодов (сегментов), заключённых в один корпус с дисплеем.

Для отображения необходимого числа от 0 до 9 или символа от A до F на экране должно загореться необходимое количество светодиодных сегментов. В стандартном семисегментном светодиодном экране обычно восемь входных соединений: по одному на каждый светодиодный сегмент и одно, которое играет роль общего контакта или соединения для всех внутренних сегментов.

ДИСПЛЕЙ С ОБЩИМ КАТОДОМ (CCD)

В дисплее с общим катодом все катоды светодиодов соединены между собой, и каждый из сегментов загорается при подаче логического сигнала верхнего уровня «1».

ДИСПЛЕЙ С ОБЩИМ АНОДОМ (CAD)

В дисплее с общим анодом все аноды светодиодов соединены между собой, и каждый из сегментов загорается при подаче логического сигнала нижнего уровня «0».

БУКВЕННО-ЦИФРОВОЙ ДИСПЛЕЙ С ОБЩИМ КАТОДОМ

Шестнадцатисегментный (буквенно-цифровой) светодиодный дисплей — модернизация обычного семисегментного дисплея. Он имеет четыре дополнительных диагональных и два вертикальных сегмента (рис. 2.45).

Семисегментные и буквенно-цифровые дисплеи доступны в исполнении для поверхностного монтажа и монтажа в отверстия печатной платы. Стандартные размеры высоты символа следующие:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *