SMD светодиоды. Виды, характеристики, маркировка SMD-светодиодов Светодиод смд 5050 характеристики

Светодиоды этой серии выпускаются уже давно, появилось много более современных моделей, спрос на них не снижается, конструктивные решения в SMD LED-технологии постоянно совершенствуются. Диоды обладают большой мощностью, успешно используются для производства световых лент и ламп.

В корпус старого формата устанавливают современные, более яркие кристаллы, цена на эти изделия немалая, но это компенсируется долгосрочным ресурсом эксплуатации и экономичным режимом потребления электроэнергии.

Конструкция адаптирована для автоматической пайки в заводских условиях производства светотехники, но это не исключает возможности паять диоды вручную. Модель SMD 5730 рассчитана на поверхностный, открытый монтаж в светодиодных осветительных приборах. Для стабильности параметров в процессе эксплуатации светодиоды подключаются через драйвер.

В идеальных условиях при температуре окружающей среды 18–22 ̊С светодиод способен при потреблении 1,1 Вт мощности излучать световой поток в 110 лм. Сила тока достигает 350 мА при напряжении 3,1–3,3 В, в импульсном режиме еще большие показатели – сила тока 800 мА, и свойства кристалла при этом не ухудшаются.

Температура окружающей среды имеет большое влияние на технические характеристики, она оказывает воздействие на величину тока и светового потока, излучаемого диодами. Чем выше температура кристалла, тем меньше световой поток. Поэтому светильники должны иметь хороший радиатор для теплоотвода.

Производители часто экономят на установке полноценных радиаторов в конструкцию осветительных приборов, снижая цену в ущерб качеству. Радиатор делается из расчета максимально допустимой рабочей температуры 65 ̊С. Из приведенных ниже диаграмм зависимости параметров от температуры хорошо видно, что световой поток при снижении температуры можно существенно увеличить.

Чтобы кристаллы светодиода не разрушались, прямой ток устанавливается на уровне 170 мА, что значительно снижает его реальные возможности для создания мощного светового потока. На графиках видно, что максимального светового потока можно достичь при токе в 350 мА, но для этого потребуется хороший радиатор или минусовая температура окружающей среды. Климатические условия от производителей не зависят, а конструктивно в компактной форме на осветительном приборе создать такой радиатор нет возможности.

По цветовой температуре светодиоды SMD 5730 разделяют на четыре интервала по всему спектру излучения:

• теплый – от 3 000 до 4 000 K (желтоватый спектр);
• нейтральный – от 4 300 до 4 800 K;
• чистый – от 5 000 до 5 800 K (белый свет);
• холодный – от 6 000 до 7 500 K (голубоватый оттенок).

Спектральный состав излучения

Конструктивные особенности

В самом обозначении заложены конструктивные показатели – SMD и 5730, первая аббревиатура в переводе с английского обозначает, что прибор предназначен для поверхностного монтажа. 57 и 30 – это габаритные размеры в миллиметрах. Для излучения света используются кристаллы различных материалов:

• индий (In);
• галлий (Ga);
• нитроген (N).

От этого зависит спектр излучаемого света: желтый, белый или с голубоватым тоном. Корпус представляет собой линзу из термостойкого пластика, закрепленную на подложке эпоксидной смолой.

Конструкция корпуса SMD 5730 считается аналогом предыдущей модели 5630, но новые диоды имеют два варианта:

• SMD 5730-05 – Потребляемая мощность ½ Вт, максимально допустимый ток 180 мА, при этом вся мощность почти без потерь расходуется на световой поток. В импульсном режиме амплитуда тока достигает 400 мА, создавая мощность светового потока 45 лм.

• SMD 5730-1 – имеют лучшие показатели: максимальный рабочий ток 350 А, в импульсном режиме до 800 А при напряжении 3,2 В, обеспечивается световой поток 110 лм, потребляемая мощность 1,1 Вт. Встроенный в кристалле р-n-переход способен выдерживать температуру до 130 ̊С, интервал рабочей температуры от -40 до +65 ̊С. Если сравнивать с диодами SMD 5050, то SMD 5730 обеспечивает световой поток в 6 раз сильнее.

Есть уже более современные модели с кристаллом, обеспечивающим лучшие показатели – 158 люмен/Вт.

В нижней части корпуса расположена подложка из теплоотводящего материала, технология производства такова, что она припаивается с контактами + и – (катодом и анодом) одновременно. Со стороны катода для визуального определения полярностей делается на углу корпуса срез (ключ).

Требования к пайке диода

Диоды рекомендуется припаивать легкоплавким припоем JEDEC J-STD-020C, это связано с тем, что максимальная температура, которую кратковременно может выдерживать кристалл – 300 ̊С. При этом надо соблюдать ряд требований:

• температура жала паяльника не должна быть более 300 ̊С;
• продолжительность прикосновения жала к контактам диода не более 2–3 сек.;
• корпус впаивается в осветительный прибор один раз, повторную пайку кристалл может не выдержать;
• не передвигайте и не переворачивайте плату до тех пор, пока олово на контактах не остынет;
• не давите сильно на корпус светодиода, особенно в момент нагрева паяльником.

Приобретая осветительные приборы или отдельные светодиоды SMD 5730, просматривая datasheet, надо обращать особое внимание на производителя. SMD 5730 удачно совместили в своей конструкции малые габариты и мощный световой поток, поэтому сейчас многие производители в корпусе SMD 5730 размещают кристаллы низкого качества; пользуясь datasheet, вы увидите характеристики от производителя Samsung. По внешнему виду различия определить практически невозможно. Надо проводить измерения параметров на соответствие заявленным характеристикам. Поэтому будьте внимательны и приобретайте изделия в торговых центрах, имеющих лицензию от производителей LG, Philips, Samsung, других западных фирм. Диоды китайских производителей дают освещение в 4–5 раз меньше, чем фирменные изделия.

Преимущества технологии SMD

SMD-светодиод является одним из представителей многочисленной светоизлучающей продукции, выгодно отличающийся по многим параметрам. Превосходное сочетание полезной мощности и миниатюризации открывает широкие возможности перед данной технологией изготовления. На сегодня ведущими производителями достигнуты высокие технические показатели в области развития излучающих диодов (SMD). Ниже приведён основной перечень преимуществ, наглядно характеризующий их доминирующее положение:
- компактность и высокая плотность монтажа, которая достигается благодаря отсутствию отверстий в печатной плате;
- широкий спектр цветов, позаимствованный у предшественников (корпусных диодов);
- длительный срок службы. Фирменные образцы достигают значений в 100 тысяч часов;
- экономическая выгода, которую уже на практике ощутили многие миллионы людей, не требует дополнительных примеров;
- низкое напряжение питания защищает от смертельного поражения электрическим током и значительно расширяет сферу применения;
- повышенные прочностные характеристики упрощают монтаж и обслуживание в период эксплуатации.

Развитие LED технологий 21-го века

Светоизлучающий диод или, как его принято именовать по-английски LED (light emitting diode), за первое десятилетие нового века смог внести коренные изменения в производство источников искусственного освещения. Плавное развитие маломощных светодиодов стремительно перешло в следующую фазу – разработку «мощных» ламп, основанных на выделении световой энергии за счёт процессов в полупроводниках.

Главным толчком к действиям послужило открытие белого свечения, первоначально основанного на суммировании трёх основных цветов в определённом процентном соотношении. Крупные мировые производители электронной техники быстро поняли экономическую суть этого вопроса и, до сих пор, не жалеют финансовых средств на развитие светоизлучающей техники. Многомиллионные установки по разработке новых образцов и выпуску серийных экземпляров уже оправдывают себя, доказывая своё преимущество на практике. Сегодня каждый магазин, специализирующийся на продаже «электрики» способен предложить потенциальным покупателям светодиодную продукцию. Как правило, ассортимент представлен карманными фонариками, лентами для декора, прожекторами и лампами под цоколь стандарта Е14 и Е27. Но, вернёмся к технологии. Обычные излучающие диоды в корпусе 5 мм не могли реализовать все технические задумки инженеров по увеличению светового потока и равномерному отводу тепла. Требовалось создать новый формат полупроводникового элемента, способный удовлетворить все пожелания разработчиков. Таким образом, появился SMD-светодиод, который смог на порядок обойти своих предшественников по всем показателям. Технология поверхностного монтажа или SMD-технология (surface mounted device) зародилась ещё в 60-х годах прошлого века, но производственные обороты набрала лишь спустя 25 лет. Минимизация электронной техники и развитие нано технологий способствовало отказу от привычных радиоэлементов с выводами и переходу к поверхностному монтажу. Создателям излучающих диодов нового типа нужно было лишь правильно расположить полупроводниковый кристалл на подложке. Совершенствование технологических приёмов и методов конструирования печатных плат расширение элементной базы оставило отпечаток и на конструировании SMD-диодов, расширив область их применения. В частности, они первыми пришли на смену корпусных диодов, применяемых в наружных рекламных экранах. Трёхцветные SMD-светодиоды в несколько раз увеличили разрешающую способность изображения. К тому же они не боятся влаги, что привело к снижению себестоимости рекламных щитов.

Технология изготовления SMD светодиодов

Изначально наибольшую популярность в производстве LED получила металлоорганическая эпитаксия. К её отличительным особенностям относится полная автоматизация производственного процесса в условиях чистых газов. Выращивание кристаллов происходит под максимальным контролем всех имеющихся факторов с целью получения на выходе однородной структуры на поверхности подложки. После доработки плёнка разрезается на заданные размеры, устанавливается в корпус и присоединяется к контактным выводам. Кроме основных процедур по сборке готового радиоэлемента существует несколько минусов, ограничивающих возможности данной технологии. Главный недостаток – слабый отвод тепла от кристалла при возрастающих токах. В связи с невозможностью преодолеть этот недостаток простыми способами наступила эра SMD-технологии в выпуске излучающих радиокомпонентов. На первое место выходит метод СОВ (chip on board). Светодиодная пленка, выполненная по СОВ-технологии, приклеивается к металлической подложке, которая выполняет функцию радиатора. Далее создаётся LED-модуль в соответствии с заданными геометрическими размерами. В настоящее время размер одного модуля может достигать 75-ти мм. И это не предел.

На рисунке слева представлена модель SMD 3528 в корпусе из термостойкого пластика. Линза изготавливается из поликарбоната, а отвод тепла достигается путём непосредственного контакта с печатной платой. Рабочий ток SMD 3528 не превышает 20-ти мА, а КПД значительно выше пятимиллиметровых аналогов.

Подключение SMD светодиодов

Если Вы решили самостоятельно произвести монтаж SMD светодиодов, то необходимо знать и соблюдать законы электротехники и следующие правила:
- нельзя использовать SMD диод в качестве единственного элемента нагрузки для блока питания. Правильное включение предусматривает установку ограничителя тока в виде резистора или определённого драйвера.
- последовательное включение нескольких LED нужно производить через один резистор. Сопротивление ограничительного резистора должно быть рассчитано в соответствии с номинальным током SMD элемента и иметь высокую термическую устойчивость.
- параллельное включение нескольких LED через один резистор недопустимо, ввиду разброса параметров каждого элемента. Даже небольшая токовая перегрузка (несколько мА) приведёт к перегреву и резкому снижению срока службы.
- исключайте последовательное соединение излучающих диодов разного типоразмера, так как они отличаются рабочими токами. Практическая реализация такого варианта приведёт к перекосу напряжений и, как следствие, отразится на яркости свечения. Чрезмерное отличие параметров может стать причиной выхода из строя SMD компонента.
- не следует завышать рабочий ток VD при расчёте резистора, даже в незначительных масштабах. Кратковременное повышение яркости вызовет перегрев подложки с постепенным эффектом падения светоотдачи.

Импульсные блоки питания для SMD светодиодов

Многообразие форм и технологических отличий спровоцировало выпуск такого же широкого ассортимента преобразователей. Их главное назначение состоит в поддержании выходного сигнала на заданном уровне в соответствии с паспортными данными. По конструктивному исполнению наибольшим спросом среди потребителей пользуются компактные унифицированные блоки питания, приведенные ниже.

Их действие основано на импульсном способе преобразования сигнала. Главные отличия друг от друга – это функциональные возможности и степень защищённости от пыли и влаги. Основное применение они нашли в качестве источника стабилизированного тока для светодиодных лент, которые наглядно демонстрируют достоинства SMD-технологии. Использование ленты в качестве нагрузки не требует введения в электрическую цепь дополнительных звеньев в виде драйверов и компенсирующих резисторов. Для подключения слаботочных LED элементов и лент форм-фактора 3528 небольшой длины достаточно будет малогабаритного импульсного блока питания (ИБП) в пластиковом корпусе. Для домашнего применения, но с большей нагрузочной способностью, отлично подойдут ИБП открытого типа с выведенными клеммами. В уличных условиях и при повышенной влажности следует применять ИБП со степенью защиты не менее IP67 в алюминиевом корпусе. Большинство моделей имеют выходное напряжение +12В, редко +24В. Обязательно нужно предусмотреть запас по мощности в пределах 10-15% от номинала. Зачастую это связано с отсутствием перегрузочной способности у электроники китайского производства. Кстати, оставлять без нагрузки ИБП тоже не рекомендуется, ввиду электромагнитных особенностей трансформатора.

Преобразователи сигнала для питания SMD светодиодов

В более сложных устройствах с SMD-светодиодами и LED-модулях широкое применение нашли преобразователи постоянного сигнала (тока) под аббревиатурой DC/DC. Данный вид драйверов стал неотъемлемой частью систем искусственного освещения в таких областях:
-интерьерная многоуровневая подсветка;
-автотранспорт;
-инновационное уличное освещение;
- украшение фонтанов, бассейнов, водного транспорта (IP67).

Они выпускаются в виде отдельных электронных компонентов в корпусе DIP (монтаж в отверстия) или SD – под монтаж на поверхность платы. На рисунке слева наглядно изображены, распространённые модульные драйверы компаний Mean Well и PEAK, рассчитанные на 600мА и 500мА соответственно. Выходное напряжение может варьироваться в пределах 2…32В и автоматически подстраивается под количество включенных элементов. Входное напряжение может составлять 5,5…36В (9…56В), подстраиваясь под первичный источник питания. Широкие диапазоны напряжений обусловлены прекрасным эффектом широтно-импульсной модуляции (ШИМ), имеющей высокий КПД (95%). Благодаря высокому КПД модулю не требуется дополнительный отвод тепла, и он может размещаться непосредственно на плате управления. Также достоинством является встроенная защита от токов короткого замыкания. Встраивая модульный драйвер в непосредственной близости от ультра ярких LED, всё-таки, следует позаботиться о достаточной вентиляции внутри корпуса.

Примеры искусственного освещения на основе SMD

Совсем недавно светодиодные технологии перешагнули границу, которая отделяла их от источников общего освещения. Достижением ученых стал рубеж в 120 Лм/Вт, что не намного, но выше среднего показателя люминесцентных источников. Этот факт объясняет быстрое завоевание рынка светотехники светодиодными лампами и светильниками самой разнообразной конфигурации. Причём потребителю нет нужды полностью перестраивать осветительную систему, меняя прожекторы, потолочные крепления и люстры. Производители, в первую очередь, об этом позаботились. SMD-светодиоды легко собираются в матрицу нужной формы и встраиваются в стандартные корпуса, аналогично лампам накаливания, галогенным и люминесцентным лампам.

Основной критерий перехода на светодиодное освещение – это намного больший срок службы по сравнению с привычными лампами. Тем не менее, основную часть потенциальных покупателей останавливает высокая цена изделия. Следует понимать, что эффективность – понятие относительное. Всё зависит от типа пускорегулирующей аппаратуры, применяемой для сравниваемых изделий. К сожалению, о быстром переходе на новые технологии речь пока не идёт. Новые образцы линейных LED-светильников пока проигрывают люминесцентным собратьям с цоколем Т8 в соотношении «цена-эффективность», что принципиально важно в большинстве случаев. Тем не менее, передовая светотехника продолжает диктовать свои условия, постепенно вытесняя галогенные, ртутные и прочие лампы. На полках магазинов свободно можно найти аналоги низковольтных галогенных ламп, экономичных ртутных, фонарей любой мощности. Прожекторы на LED-светильнике стали изготавливать на одном мощном SMD-светодиоде с заранее отстроенным телесным углом. Хорошо зарекомендовали себя небольшие LED-прожекторы с датчиком движения. Такая система даёт несколько плюсов одновременно:
-экономия электроэнергии за счёт светодиодного источника;
-экономия электроэнергии за счёт выставленного таймера датчика;
-удобство в пользовании за счёт отсутствия выключателя.

Кроме этого, на все светодиодные лампы не оказывает влияние количество циклов переключения, что очень важно при частом включении/выключении. Область применения системы SMD-LED-прожектор – датчик очень широка. Это подъезды многоэтажных домов, коридоры, бытовые помещения, частное хозяйство. Ещё один нашумевший представитель на SMD-кристаллах – это светодиодная лента. Для её изготовления используют элементы размером 35х28 и 50х50. О разнообразии и способах подключения лент много сказано в других статьях. Отметим только, что эти два типа отличаются в монтаже. Если узкополосный вариант 3528 можно крепить на любую поверхность, то 5050 нужно клеить на специальный профиль из алюминия. Он прекрасно отводит тепло и достаточно легко встраивается мебельные конструкции. Только так можно гарантировать заявленный срок службы лент формата 5050.

Современная модель светодиодного прибора

Пришло время подвести итоги, объединив всё вышесказанное в единую картину, наглядно представленную на рисунке ниже.

Представленная система отображает все процессы, происходящие на пути преобразования электрической энергии в световой поток. Функцию питания и преобразования выполняют источники тока, реже источники напряжения. Они же в большинстве случаев являются драйверами. Контроль и управление может реализовываться автоматически (путём введения отрицательной обратной связи) и вручную (с помощью диммера и пульта ДУ). Отвод тепла, кроме радиаторов, подразумевает наличие технологических отверстий мощных в светильниках. От материала и формы линзы напрямую зависит направление светового потока: будет он точечным или рассеиваться по периметру. Кроме этого, модель дополняется соединительными проводами, разъёмами, креплениями и прочей периферией.

В большинстве осветительных приборов последнего поколения в качестве источников используются светодиоды поверхностного монтажа - SMD LED. Они могут различаться по мощности, размерам, параметрам. Но среди всего ассортимента стоит выделить светодиоды 5050 SMD, технические параметры которых мы и будем изучать.

Общая информация

Эта разновидность выпускается исключительно в квадратном корпусе толщиной 1,6 мм и размерами 5х5 мм. Указанная информация в виде маркировки наносится на сам корпус и дополнительно указывается в паспорте.

В отличие от всех других разновидностей светодиодов, модуль smd 5050 led включает в себя сразу 3 источника, которые могут быть:

• белыми - сверхъяркие мощные лампы, на которые нанесен тончайший слой люминофора;;
• цветными - в зависимости от типа модуля цвета могут отличаться. Также нанесен слой люминофора;
• цветными - RGB 5050 из красного, зеленого и голубого цветов.

Для справки. Что такое люминофор? Это химический состав, способный накапливать световую память и преобразовывать поглощаемую тепловую энергию в излучение.

Все световые приборы люминесцируют, то есть поглощают свет лампы и преобразуют его в свечение, подобное солнечному. Цветовая температура может варьироваться от 2800°К до 12000°К в зависимости от типа лампы. Для информации - цветовая температура Солнца составляет 5000°К.

Цветные источники SMD 5050 излучают только один цвет, почему их и именуют монохромными - это может быть теплый желтый, красный, зеленый или синий.

Монохромные источники

Конфигурация RGB SMD уже состоит из светодиодов сразу трех цветов - красного (R), зеленого (G) и синего (B), которые при одновременно включении выдают белый свет. При регулировании интенсивности каждого отдельного элемента можно получить любой цвет из видимого человеческим глазом спектра.

Как определить цвет по маркировке

На каждом приборе подобного типа отражается определенная информация, которая содержит данные о типе, цвете, цветовой температуре и длине волны.

В данном случае обозначение «хх» содержит информацию о цветовой температуре в Кельвинах (градусы см. на рисунке) и длину световой волны.

Конструктивные особенности

Параметры изделия всегда одинаковы - корпус 5х5х1,6 мм, квадратный. Изготавливают в большинстве случаев из термоустойчивого пластика, единичные модели - из стекла. С обратной стороны рамки есть выходы LED-лампочек, между которыми закреплены подложки из металла для равномерного рассеивания тепла.

Без металлической подложки чипа лампы начнут перегреваться и выходить из строя.

Для того, чтобы разобраться в выводе, инженеры разработали специальный ledключ в виде скошенного угла, указывающего на катод. Закрывающую кристаллы линзу изготавливают из оптически прозрачного герметизирующего и заливочного эпоксидного компаунда.

Технические показатели

Светодиод 5050, характеристики которого не являются едиными, входит в сортамент всех производителей, специализирующихся на лед освещении. Единственным общим параметром является только форма корпуса - квадрат, и его размеры - 5х5х1,6 мм. Все остальные показатели зависят от типа и цвета самой лампы. Выделим лишь лимитированные технические характеристики (допустимый предел):

• потребляемый ток - до 25 мА;
• разница напряжения - 1,8-3,4 В;
• интенсивность потока - 500-4500 мКд;
• угол излучения - 90-120°;
• максимальная температура - 60°С.

Покупая такую продукцию, необходимо обязательно обращать внимание на технические параметры. Серьезные крупные производители очень точно и четко дают всю исчерпывающую информацию, тогда как некоторые преимущественно китайские компании, наоборот, сильно искажают ее.

Если лед лампы нужны для массового приобретения, а даташит вызывает сомнения, рекомендуем проводить фотометрические тесты для нескольких отдельно взятых образцов.

Даже в одной партии технические параметры могут значительно изменяться, не говоря уже о продукции разных компаний. Независимо от количества светодиодов, старайтесь заказывать их у одного поставщика и одновременно.

ВИДЕО: Диодные ленты на SMD 5050 И 3528 - сравнение

Белые и цветные светодиодные ленты

Интенсивность потока, температура и длина волны позволили расширить сферу применения SMD 5050 и изготавливать на их основе светодиодные ленты. Они также могут быть белыми, монохромными (цветными) или RGB. Этот вариант пользуется просто огромной популярность, так как счет комбинации позволяет упростить монтаж и сократить время на установке. При этом подключать ленту без контроллера RGB не рекомендуется.

Что лучше - 5050 или 5730

Ответить на этот вопрос сложно, так как это вариант - что лучше - теплое или мягкое. Мощность 5730 на несколько порядков выше - в готовой конструкции каждый светодиод выглядит как отдельная яркая точка. 5050, наоборот, именно благодаря сниженной мощности, дает равномерное свечение, которое визуально воспринимается как целостная полоса.

Разнится также и выдаваемый 5730 поток, поэтому такие источники рационально использовать для отдельных светильников, ламп и даже прожекторов. Для изготовления светодиодных лент этот тип модуля не подходит.

Светодиоды smd по схеме и способу подключения не отличаются от аналогичных образцов. На каждом отдельном элементе напряжение составляет 3,5V, соответственно, подключать нужно только последовательно с обязательным использованием соответствующего резистора.

При параллельном подключении с учетом разницы в параметрах, весь будет принимать на себя один светодиод и быстро сгорит. Дальше наступит очередь следующего и так до конца. Только последовательное подключение.

Есть разница в подключении монохромных и RGB образца. Если первые подключают последовательно каждый модуль по порядку, то во втором - также последовательно, но каждый отдельный цвет сразу из 3-х модулей. И в том, и в другом случае обязательно применение токогасящего резистора - по одному на каждую цепь.

У такого способа подключения есть только один минус - если вышел из строя один светодиод, гаснет вся цепь. То же самое наблюдается, если резистор перегорел. Это напоминает старые советские гирлянды, когда приходилось прозванивать каждую лапочку в поисках перегоревшей.

Как правильно паять

На производстве точечное паяние не практикуется, только сразу весь комплект. Дома такой возможности нет, поэтому можно воспользоваться паяльником с учетом следующего:

• температура жала не выше 300°;
• температура корпуса в момент спайки до 260°;
• время контакта - 7-9 секунд;
• до того, как начать работу, определяют полярность.

Кто-то пытается соединить лед элементы феном, но честно скажем, затея не самая удачная, тем более, что придется искать низкотемпературную паяльную пасту. Слишком большая зона покрытия, паяльник в этом случае срабатывает более ювелирно.

В заключение отметим, что хотя по характеристикам диоды smd 5050 и уступают современным образцам, их не снимают с производства. Уже нет лам и светильников на их основе, в основном производстве перешло на выпуск светодиодных лент с такими элементами. Они показывают хороший технически и энергетический результат, поэтому и остаются востребованными и популярными в бытовой и развлекательной сфере.

ВИДЕО: Как паять мелкие светодиоды

Привычное освещение с помощью лампочки накаливания становится все менее популярным. Объяснение самое простое: лампа накаливания поглощает довольно много электричества при том, что не создает мощного светопотока. Совсем другое дело – энергосберегающие осветительные приборы, например, светодиоды SMD 3528.

Что такое светодиод SMD

Светоизлучающий диод довольно далек от традиционного осветительного устройства. Это полупроводниковый прибор, который генерирует видимое излучение при пропускании сквозь него электрического тока. Причем в зависимости от характера вещества излучение будет иметь определенный цвет: красный, синий, желтый.

Прибор такого рода имеет очень небольшие размеры и чаще применяется для производства светодиодных лент и точечных светильников, хотя некоторые виды можно использовать и для изготовления прожектора.

Все типы светоизлучающих приборов можно разделить на 2 группы:

• SMD – монохромные виды. Кристалл генерирует только один определенный цвет;
• RGB – состоят из чипов, которые образованы несколькими диодами с разным цветом. Таким образом получают ленты, которые меняют цвет освещения по программе.

SMD-модули имеют дополнительную классификацию по теплоте свечения – цветовой температуре, которая указывает на интенсивность излучения. Типы светодиодов SMD таковы:

• теплый – около 3000 К;
• нейтральный – типичным представителем является белый дневной свет, температура 3500–4000 К;
• холодный – 6500 К. Это освещение воспринимается как наиболее яркое.

Преимущества и недостатки

Светоизлучающие диоды SMD на сегодня считаются наиболее перспективными, хотя по мощности светового потока все еще несколько отстают от люминесцентных ламп. Зато белое излучение такого рода с высокой точностью передает цвета и не искажает оттенки.

Кроме того, светодиодные приборы имеют массу других преимуществ:

• превосходная световая отдача – до 146 люменов на Ватт, что позволяет значительно экономить электроэнергию при освещении;
• светодиодные лампы устойчивы к механическим повреждениям и к вибрации, так что их активно применяют для уличного освещения и для освещения производственных помещений;
• чрезвычайно длительный срок службы – 30 тыс. часов и выше при включении каждый день не менее чем на 8 часов;
• количество включений и выключений никак не сказывается на сроке службы светодиода любого типа: 5050, 5730, 3528 и так далее;
• широкий спектр цвета, причем как интенсивности излучения, так и оттенков. Светофильтры в таких светильниках не нужны;
• низкая инерционность – диоды 5050, 2835, и работают сразу на полную мощность. Так что ждать, пока лампочка нагреется и засветится, нет нужды;
• различный угол излучения – светодиоды генерируют направленный поток света, то есть, освещают определенную площадь, а не пространство вокруг себя;
• к морозам светильники совершенно нечувствительны.

Недостатки изделия:

• если холод лампы переносят хорошо, то к высоким температурам это не относится. Сама конструкция светильника обеспечивает отвод тепла, но эта возможность не бесконечна;
• стоимость приборов ощутимая, хотя длительность службы все искупает;
• благодаря массивному и сложному электронному драйверу устройство требует утилизации несмотря на то, что является безопасным.

Характеристики светодиодов SMD

Особенностями монохромного варианта диодов именно этой марки является:

• конструкция, рассчитанная на поверхностный монтаж, что исключает пайку, крепление или сборку;
• низкое тепловое сопротивление – светодиод не нагревается, поэтому его можно располагать на любой поверхности: пластиковой панели, потолке, мебели, вблизи натяжного полотна;
• при этом такая характеристика, как мощность излучения не меняется;
• диоды такого рода – 5050, 3528, 5630, покрыты силиконом, что улучшает отвод тепла и герметизирует источник света;
• модули создают угол освещения от 60 до 160 градусов;
• диоды SMD имеют разные размеры в зависимости от марки, что позволяет подобрать оптимальный вариант для каждого конкретного случая. На фото – светодиодные элементы.

К наиболее интересным пользователю характеристикам относится мощность, что указывает на количество потребляемого электричества, уровень освещения, который создает каждый элемент, напряжения и, конечно, габариты. В таблице представлены все необходимые пользовательские качества.

Светодиоды SMD 5050, как и другие, описанные в таблице, относятся к источникам дневного белого света. Диоды холодного или теплого белого света при такой же мощности имеют другие характеристики: генерируют меньший поток света.

Все перечисленные популярные марки могут использоваться для светодиодных лент. Но, учитывая, что мощность и размеры их разные, плотность крепления элементов на плату будет отличаться: чем более крупные размеры имеет светодиод, тем меньше плотность размещения.

Стоит помнить еще одну особенность: плата с диодами SMD рассчитана на напряжение в 12 В, поэтому включать ее в обычную розетку нельзя. При монтаже устройства в цепь обязательно включают преобразователь тока.

Прожектор SMD на светодиодах

Казалось бы, столь маленькое по размерам устройство никак не подходит для сооружения проектора. Но это не так: как раз такой вариант обеспечивает наилучшее освещение большого пространства.

Конструкция приборов мало меняется со временем, но в устройстве применяются все более мощные и крупные кристаллы полупроводников. На сегодня при производстве прожекторов чаще всего используются элементы 5730 и 7020. Прожектор при этом отличается компактностью – относится к среднему типу, но освещает очень большую площадь.

В отличие от обычной лампы при освещении пространства важно получить широкий угол светового потока, что в принципе полупроводникам не свойственно. Эту проблему решают с помощью системы линз и отражателей, которые и создают широкий угол без потери интенсивности излучения.

Обязательная часть прожектора – драйвер. Диоды SMD работают на постоянном токе, что требует не только преобразователя в данном случае, но и стабилизатора, поскольку при превышении силы тока существует реальная угроза сжечь полупроводники.

Освещение - важное условия для работы и комфорта человека. Долгое время применялись в качестве источников света лампы накаливания, потом люминесцентные лампы, для мощных прожекторов и фонарей использовали галогеновые лампы, ДРЛ и ДНаТ.

В XXI веке произошла смена поколений осветительных приборов, и рынок более чем на половину занимают светодиодные светильники, их часто называют на зарубежный манер LED-светильниками или лампами. В зависимости от конструкции и мощности они представляют собой либо светодиодные COB-матрицы, либо сборки .

Разновидности светодиодов

Первые LED-светильники и лампы строились на базе . Они не отличались высокой энергоэффективностью, ценой и надежностью, но это была первая ступень в развитии нового источника света. Долгое время такие светодиоды применялись в качестве индикаторов бытовой и промышленной технике и в качестве излучателей для носимых фонариков.

Позже их заменили светодиоды выполненные в безвыводных корпусах, так называемые SMD (surface mounted device, рус. приборы для поверхностного монтажа).

Если 5 мм светодиоды монтировались в плату через отверстия, то SMD запаиваются прямо на поверхность платы, что ускоряет их сборку и снижает стоимость светильника. У них вместо ножек расположены контактные металлические площадки, от 2 и более штук, в зависимости от количества цветов и кристаллов в одном корпусе.

В общем случае выделяют три типа светодиодов:

1. Выводные (3, 5, 10 мм - диаметр колбы и прочие).

2. SMD (их разнообразие мы рассмотрим в этой статье).

3. COB светодиоды - это матрицы из кристаллов расположенных на плате под единым слоем люминофора. Расшифровывается, как Chip-On-Board, рус. чипы на плате. Их внешний вид на рисунке выше.

СМД светодиоды используют , прожекторах, светодиодных лентах, настольных LED-лампах и прочих осветительных приборах.

Характеристики SMD светодиодов

Изначально наибольшую популярность получили модели светодиодов 3528 и 5050, сейчас они встречаются в основном , в светильниках их практически не применяют, отдавая предпочтение 5630 светодиодам и другим современным моделям.

SMD-светодиоды в своей маркировке содержат свои габаритные размеры - длину и ширину, при этом в оригинальных светодиодах в каждом из видов корпусов, независимо от того 3528 это или 5730 устанавливается свой тип светодиодного кристалла с особыми характеристиками.

К сожалению, китайские производители под видом современных 5730 не брезгуют продажей кристаллов 3528 в новом корпусе. В обзоре напряжение питания я указывать не буду, т.к. для всех белых светодиодов оно обычно лежит в пределах 2.8 - 3.4В.

SMD3528 технические характеристики

Светодиоды 3528 представляют собой что-то вроде аналога стандартного 5-мм светодиода, но в SMD корпусе. Имеют характеристики:

ток - 20 мА;

мощность - 0.06 Вт;

световой поток - 5-7 лм;

габариты - 3.5х2.8х1.4 мм;

температура до 80 °C;

на лицевой части корпуса есть срез - с этой стороны катод (минус).

В светодиодных лентах устанавливаются в количестве 30, 60, 120 шт/м, используются в основном для подсветки, реже для освещения, т.к. довольно слабые. Лента 120 шт/м из 3528 потребляет 9.6 Вт/м.

SMD5050 технические характеристики

Светодиод 5050 содержит в своем корпусе три таких же кристаллах, как и в 3528, значит он в три раза мощнее.

Конструктивное исполнение весьма интересно: на его «пузе» вы увидите 6 выводов, это и есть аноды и катоды по одной паре с каждого кристалла.

ток - 3х0.02 А = 0.06 А общий ток при параллельном соединении кристаллов;

мощность - 3х0.06 Вт суммарная до 0.02 Вт;

световой поток - до 20 Лм

катоды со стороны среза на углу корпуса.

На ленте обычно устанавливают 30 и 60 диодов на метр. Лента с 60 светодиодами типа 5050 потребляет 14.4 Вт/м, может успешно использоваться для освещения. Часто встречается в RGB и в RGBW исполнениях.

SMD 5630 технические характеристики

Светодиоды 5630 современнее и технологичнее, используются в прожекторах, светильниках, устанавливаются на светодиодных лентах. На корпусе 4 вывода.

Распиновку вы видите на рисунке выше, катод со стороны срезанного угла.

Характеристики:

Ток - 0.15-0.2 А;

Мощность - 0.5 Вт;

Максимальная температура кристалла - 130 °C;

Световой поток 40 Лм.

Габариты 5.6х3х0.75 мм

В лентах чаще всего поставляется 60 шт/м, а также металлических линейках с количеством диодов 72шт, питанием 12В. Такая лента потребляет до 18 Вт/м, можно использовать для основного освещения комнаты, или декоративной подсветки, например . Бывают в RGB исполнении.

SMD 5730 - технические характеристики

Очень похожи на предыдущие, выпускаются в версиях 5730-05 и 5730-1, на 0.5 и 1 Вт соответственно. Обладают немного большим световым потоком. В отличие от 5630 у 5730 два вывода, а длина их немного больше.

Характеристики:

ток - 0.15/0.3 А;

мощность - 0.5/1 Вт;

световой поток - 55/110 Лм;

габариты с учетом длины выводов - 5.7х3х0.75 мм.

Вы могли заметить, что у этого и предыдущего светодиода кроме выводов для подключения, на нижней части есть металлическая площадка, она нужна для отвода тепла. Такое конструктивное решение позволило успешно использовать чипы высокой мощности. Кстати это также поможет определить цоколевку светодиода, теплоотвод на них смещен к АНОДУ.

SMD 2835 - технические характеристики

Это не опечатка, маркировку 2835 часто путают с 3528, но это совершенно разные поколения светодиодов. LED 2835 современнее и ярче. Первое отличие, которое бросается в глаза - это площадь покрытая люминофором у 3528 круглая, а у 2835 ближе к прямоугольнику. Световой поток у первых до 40 Лм/Вт, а у 2835 больше 110 Лм/Вт, что в 2-3 раза ярче, при той же потребляемой мощности.

Увеличение мощности вызвало необходимость улучшить теплоотдачу, поэтому корпус 2835 сделали тоньше, а контактные площадки больше. Промышленностью выпускаются на 0.2, 0.5 и 1Вт. Однако не стоит забывать, что чем больше мощность, тем больше выделяется тепла и при таких маленьких размерах это очень важно.

Характеристики:

Ток - 0.06 А;

Мощность - 0.2 Вт;

Световой поток - 25 Лм;

Рабочая температура - 65 °C;

Габариты - 2.8х3.5х0.95 мм.

На светодиодных лентах монтируются также в количестве 30, 60, 120 штук на метр. Например, лента с плотностью светодиодов 60 шт/м потребляет мощность 4.8 Вт/м, благодаря своим характеристикам гораздо более эффективны в плане энергосбережения и освещения, чем 3528, можно использовать в качестве источника света и декоративной подсветки.

Сводная таблица характеристик SMD 3014, 7020, 3020

Светодиоды которые реже встречаются я решил рассмотреть все вместе в сводной таблице.

Светодиоды 3014 очень компактны, лучше подходят для декоративной подсветки, их внешний вид изображен ниже.

Лично я скептически отношусь к классическим гибким лентам с 7020-ми из-за высокой мощности светодиодов, однако в продаже имеются такие 60 шт/м.

Заключение

К сожалению, качество большей части led-продукции оставляет желать лучшего. Производители либо пренебрегают схемами включения диодов, либо источниками питания, либо вообще закупают низкосортные подделки для своих приборов. Поэтому я и не стал указывать такой параметр, как . Он сильно зависит от качества люминофора.

Тем более в сети встречается информация о том, что и систему определения CRI индекса цветопередачи научились обманывать, люминофор состоит из таких компонентов, которые формируют световой поток с пиками в спектре на нужных длинах волн для успешного прохождения теста.

Получается, что при высоком индексе реальное различие цветов глазом страдает. Срок службы указывать бессмысленно, у светодиодов он обычно от 30 до 50 тысяч часов, однако сильно зависит от источника питания (вернее качества питания), теплового режима и режима эксплуатации в целом.

Также я не указывал и угол свечения, так как на всех SMD светодиодах он лежит в пределах 105-135°, а самый распространенный - 120°.

В результате напрашивается вывод о том, что такой популярный товар как светодиод на деле оказывает сложно найти надлежащего качества. Если вы хотите получить достойный свет лучше обратить внимание на продукцию проверенных производителей, например OSRAM, Philips, CREE.

Алексей Бартош