Что такое светодиод
Светодиод (он же LED, light-emitting diode) – это полупроводниковый компонент, с двумя разными полупроводниками (p и n полупроводники), в котором при подаче электрического тока в прямом направлении начинается процесс рекомбинации, иными словами – обмен между проводниками электронами (N полупроводник) и «дырками» (P полупроводник). В процессе рекомбинации пары электрон-дырка выделяются фотоны света, что и наделяет светодиоды их осветительными свойствами.
В реальности, чтобы светодиод излучал достаточное количество фотонов света, одного р-п-перехода в кристалле оказывается недостаточно, и приходится изготавливать многослойные полупроводниковые структуры — так называемые гетероструктуры.
Светодиод подключают к источнику тока в соответствии с полярностью выводов. Под действием тока начинается движение свободных отрицательно заряженных электронов и положительно заряженных «дырок». Эти частицы направляются к притягивающим их полюсам. В переходном слое (p-n переход) заряды рекомбинируют. За счет этого часть их энергии освобождается с выделением фотонов света.
Производство светодиодов
Светодиоды создаются по процессу, состоящему из трех этапов:
Выращивание кристалла — Кристаллы выращиваются на диэлектрической подложке при помощи технологии термического разложения металлоорганических соединений содержащих все нужные химические элементы. В газовой камере под воздействием температуры выполняется послойное наращивание кристаллической структуры из различных полупроводников. Толщины выращиваемых слоев тщательно контролируются. Важно обеспечить однородность структур на поверхности подложек.
Создание чипа — Пленка, выращенная на одной подложке, разделяется на несколько тысяч чипов.
Бинирование — сортировка чипов по категориям при серийном производстве по: световому потоку, оттенку цвета свечения, выходному напряжению.
Далее чип помещают в корпус, а на поверхность готовых чипов наносят один из вариантов оптического покрытия, чаще всего люминофор. Прикрепляются контактные выводы.
Компоненты и конструкция светодиодов
На рисунке изображен SMD светодиод 2835, один из наиболее популярных светодиодов в осветительной отрасли. Базовый светодиод состоит из:
- Люминофора
- Кристалла
- Анода (+)
- Катода (0)
- Теплоотводящей подложки
По своему назначению светодиоды обычно разделяют на индикаторные и осветительные. Не будем останавливать на первых и сразу обсудим осветительные LED. Осветительные светодиоды делятся на 2 типа, согласно их конструкции:
- COB, он же Chip On Board
- SMD, он же Surface Mounted Device, устройство поверхностного монтажа
SMD светодиоды являются наиболее часто используемыми, поэтому остановимся на них подробнее. Их можно разделить на 3 категории:
- Малой мощности, до 0.5 Вт (20-60 мА)
- Средней мощности, 0.6-3 Вт (100-700 мА)
- Большой мощности, более 3 Вт (1А и выше)
SMD-светодиоды и их форм-факторы:
Существует несколько типов светодиодов, которые имеют различные показатели рабочего тока, мощности и светового потока. Листайте галерею и ознакомьтесь с таблицей ниже, чтобы увидеть, в чём выражается эти различия:
| 3528 | 5050 | 5630 | 5730 (-1) | 2835 | 7020 | |
| Рабочий ток | 20-25 мА | 60-75 мА | 150 мА | 150(300) мА | 150(300) мА | 150 мА |
| Мощность | 0,07 Вт | 0,21 Вт | 0,5 Вт | 0,5(1) Вт | 0,5(1) Вт | 0,5 Вт |
| Световой поток | 3-7 Лм | 10-21 Лм | 40-50 Лм | 40-50(100-150) Лм | 40-50(100-150) Лм | 45-60 Лм |
Обратите внимание, что у светодиодов типа 5730 (5730-1) существуют модификации с 1 и 2 кристаллами, а у 2835 есть версии с разной мощностью.
Основные характеристики SMD-светодиодов
Световой поток (Лм) – близкая к восприятию человеческим глазом количественная величина световой энергии на 1 единицу времени, которую излучает светодиод. Иными словами, чем выше у диода световой поток, тем ярче он светит.
Светоотдача или эффективность (Люмен/Ватт) – это отношение величины светового потока, излучаемого светодиодом к величине электрической мощности, потребляемой при этом из источника электроэнергии, питающего светодиод.
Цветовая температура (Кельвины), выделяется 3 основных группы:
- 2500-3000К – Теплый белый свет (WW) – обычно используют в уличном освещении, а так же в интерьерных решениях, для создания уютной атмосферы. (бары, рестораны и т.д.)
- 4000-5000К – Нейтральный белый свет (NW) – для освещения рабочих мест в офисе и на производстве.
- 6500-9500K – Холодный белый свет (CW)
Падение Напряжения (В) – значение показывает, на сколько вольт уменьшится напряжение в цепи при прохождении через светодиод. Необходимо учитывать для выбора подходящего источника питания.
Номинальный рабочий ток (мА) – при незначительных отклонениях от рабочего тока светодиод быстрее деградирует, а при сильных перегорает. Влияет на световой поток.
Угол свечения – обычно составляет 120-140°.
Коэффициент пульсации — эта характеристика показывает, насколько сильно излучаемый свет пульсирует.
Рабочая температура – влияет на ресурс и жизнеспособность светодиодов. На температуру влияют сила тока, температура эксплуатации светодиода, метод теплоотвода.
Индекс цветопередачи — определения цветопередачи освещаемого объекта относительно эталонного шаблона. (значение 100 приравнивается к эталону и обозначает цветопередачу объекта освещаемого солнцем после полудня). Чем меньше значение цветопередачи, тем хуже отображаются цвета.
Схемотехника печатных плат SLED ламп и светодиоды на них
В светильниках «СЛЕД Системс» используются светодиоды отечественных и зарубежных брендов. Все они составляют часть SLED Lamp — запатентованной технологии создания профессиональной светодиодной лампы SLED Lamp, отделяемой от корпуса светильника и дающей возможность гибко менять его параметры. Использование не менее 10 см2 площади печатной платы на 1 вт мощности СДМ и геометрия печатной платы при многорядности расположения светодиодов – «золотой прямоугольник» (т.е. коэффициент соотношения сторон 1.61) позволяют подавать на светодиод рабочий ток в 3-4 раза меньше номинального, что существенно снижает выработку паразитного тепла. Таким образом, светильники SLED имеют гораздо более эффективное энергопотребление (за счёт отсутствия необходимости во внешнем радиаторе) и бóльший срок службы по сравнению с бюджетными аналогами, при этом сохраняя все преимущества высокоэффективных светодиодных светильников.
SLED Lamp также позволяет нам производить широкую гамму светильников для самых различных задач освещений, используя в них единый светодиодный модуль, что позволяет стоимость производства и предложить клиентам решения освещения по конкурентной цене. Если Вас также интересует организация освещения на Вашем объекте — просто отправьте ТЗ или его спецификацию в форме на нашем сайте, либо свяжитесь с нами любым другим удобным способом. Наши специалисты всегда готовы помочь и осуществить профессиональный и индивидуальный подбор освещения, в том числе с адаптацией светильников под Ваши требования.
Вы можете также следить за новостями компании «СЛЕД Системс» в нашей официальной группе ВК и канале в Телеграм. Для наших подписчиков у нас действуют особые условия доставки заказа!
