Виды светодиодов: Разбираемся с маркировкой и параметрами

В течение последнего десятилетия существенно расширилась сфера применения светодиодов. Сегодня такие осветительные приборы используются в промышленности и быту, входят в состав оборудования различного назначения. По своей эффективности и безопасности они оставили далеко позади не только лампочки накаливания, но и люминесцентные лампы. Несмотря на огромное разнообразие присутствующих на рынке образцов, различные виды светодиодов можно классифицировать по ряду общих признаков.

Основные типы светодиодов

Существует ряд параметров, по которым имеющиеся на текущий момент светодиоды разбивают на типы и группы. По назначению эти устройства бывают:

• индикаторными – используемыми для цветовой индикации в приборах различного назначения;
• осветительными – для изготовления бытовых и промышленных светильников, автомобильных фар и т.д.

Светодиоды, применяемые для освещения, отличаются намного более высокой яркостью свечения и потребляемой мощностью, чем индикаторные разновидности.

Наиболее распространена категоризация по типу цоколёвки светодиодов, т.е. по тому, как они монтируются на посадочное место. По этому признаку выделяют три основные группы: выводные, SMD и СОВ. Рассмотрим их более подробно.

Выводные светодиоды

Изделия из этой группы легко опознать по длинным металлическим контактам, или «ножкам», при помощи которых их припаивают на печатную плату. Наиболее часто их применяют для индикации/подсветки, но некоторые разновидности обладают достаточной мощностью для изготовления фонариков или переносных светильников. Кроме того, отдельные виды светодиодов испускают узконаправленный пучок света и могут применяться для изготовления приборов с «лазерной» подсветкой – указок, нивелиров, дальномеров и т.д.

По внешнему виду выводные светодиоды бывают круглыми (с диаметром головки 3, 5 и 8 мм), цилиндрическими и прямоугольными.

Светодиоды SMD

Изделия этой группы предназначены для более современного поверхностного монтажа (Surface Mounted Device): контакты у них выглядят как тонкие полоски металла в нижней части плоского корпуса. Такой форм-фактор позволяет изготавливать промышленным способом осветительные модули, состоящие из заданного количества светодиодов: круглые, прямоугольные, в виде лент различной длины.

SMD светодиоды применяют как для индикации, так и для освещения. В основу конструкции положен излучающий полупроводниковый кристалл, покрытый люминофором и помещенный на металлическую пластинку, отводящую тепло. Такой подход обеспечивает достаточно высокую прочность и надёжность в сочетании с энергоэффективностью.

Светодиоды СОВ

Для изготовления мощных источников света используется технология Chip On Board – плотного размещения большого количества полупроводниковых кристаллов на одной подложке. Суммарный световой поток в итоге заметно увеличивается при сохранении относительно небольшой площади светильника. Из-за повышенного тепловыделения к тыльной части подложки обязательно прикрепляют алюминиевый или медный радиатор, отводящий тепловую энергию. СОВ светодиоды используют по отдельности для изготовления мощных осветительных приборов, либо монтируют в кластеры с параллельным соединением элементов.

Светодиоды Filament

Филаментные светодиоды используются только в осветительных лампах. Их основное отличие – светоизлучающий элемент изготовлен в виде нити, благодаря чему внешне изделие напоминает лампочку накаливания. Спектр излучаемых волн не раздражает человеческий глаз, а энергопотребление и срок службы  ниже/больше в 10-12 раз, чем у обычной лампочки.

Основные параметры светодиодов в светодиодных лампах, ленте, светильниках

Сделать правильный выбор позволяют объективные характеристики светодиодов. Рассмотрим, какие из них наиболее важны для потребителя.

Сила тока

Важное условие длительного функционирования светодиодов – стабильность рабочего тока, подаваемого на его контакты. Частые колебания силы тока приводят к снижению интенсивности свечения и быстрому разрушению кристалла. Изделия с одним кристаллом, как правило, рассчитаны на ток около 200 миллиампер, для многокристальных моделей этот показатель заметно повышается.

Напряжение

Рабочее напряжение зависит от цвета излучаемой световой волны: чем она короче, тем выше его величина. Наименьшее напряжение требуется для инфракрасных светодиодов: менее 1,9 вольт, наиболее высокое – в пределах 3-3,7 вольт – для источников белого света. Для светодиодных лент и матриц ток и напряжение зависят от реализованной схемы подключения диодов.

Мощность

Чтобы вычислить потребляемую мощность, необходимо вспомнить школьные уроки физики и перемножить параметры силы тока и напряжения. Относительно этой характеристики светодиоды подразделяются на:

• маломощные – до 0,5 ватта;
• средней мощности – от 0,5 до 3 ватт;
• мощные – свыше 3 ватт.

Световой поток 

Этот параметр показывает, насколько яркий свет излучает изделие, т.е. сколько световой энергии переносит поток излучения за единицу времени.

Диапазон излучения

  В некоторых случаях эта характеристика особенно важна. Так, для светодиодов, используемых для освещения тепличных хозяйств, необходимо максимальное соответствие излучения спектру солнечного света. Именно таким свойством обладают светодиоды «ГРИНТЕХ».

Цветовая температура

Условная характеристика, показывающая спектральный состав потока света, называется цветовой температурой и измеряется в градусах Кельвина:

• до 3500 – теплый свет;
• от 3500 до 5000 – нейтральный, или дневной;
• свыше 5000 – холодный свет.

Габариты

Важная характеристика – габаритные размеры светодиода, необходимые для определения размеров посадочного места. Как правило, габариты указывают в числе паспортных данных.

Виды SMD светодиодов и их особенности

В настоящее время SMD светодиоды наиболее востребованы во многих областях промышленности, поэтому их классификация интересует многих потребителей.

• Одно-, двух-, трехкристальные. Количество кристаллов определяет не только силу излучения, но и его цвет. Однокристальные изделия монохромны, многокристальные способны изменять цвет свечения в заданных пределах.
• Цвет свечения. Светодиоды бывают одноцветными и мультицветными.
• Типоразмер. Габаритные размеры корпуса указаны в маркировке.

Как правильно расшифровать маркировку?

Общепринятая маркировка SMD светодиода представляет собой четырехзначное число, в котором две первые цифры обозначают длину, а две следующие – ширину корпуса. Напряжение, силу тока, яркость и другие параметры можно узнать только из справочной или сопроводительной документации.

Как определить светодиод по внешнему виду?

Если речь идет об SMD светодиоде, то для его определения достаточно измерить длину и ширину корпуса обычной линейкой, а лучше – штангенциркулем, а затем посмотреть в справочнике его параметры. Больше ничего по внешнему виду изделия установить не получится.

Как определить полярность светодиода?

Положительный и отрицательный выводы SMD светодиодов маркируют разными способами:

• пиктограммой в виде треугольника, вершина которого указывает на катод;
• срезом угла корпуса на стороне катода;
• расположением площадки теплоотведения, которая обычно смещена в сторону анода.

У выводных диодов «ножка» анода, как правило, более длинная, а сам электрод меньше по размеру, чем катод – это хорошо видно через прозрачный пластик.

Достоинства и недостатки светодиодов

Все типы светодиодов отличаются:

• экономичным потреблением электроэнергии;
• длительным сроком службы – от 20 до 50 тысяч часов;
• безопасностью для здоровья человека и для окружающей среды;
• высокой светоотдачей на 1 ватт мощности.

В числе недостатков – достаточно высокая стоимость, особенно у СОВ и филаментных светодиодов.