SMD диоды — характеристики и внешний вид, установка SMD диодов. Характеристики светодиодов: потребление тока, напряжение, мощность и светоотдача Смд светодиоды
Светодиоды 3014 smd характеризуются как полупроводниковые приборы с мощным световым излучением. Прямое напряжение источников свечения составляет от 2,7 В до 3,3 В. Сила тока светодиодов достигает 30 мА. Величина светового потока, создаваемого приборами, варьируется в зависимости от номинала от 9 Лм до 11 Лм. Эти светодиоды выпускаются с разной цветовой температурой: теплый белый, дневной белый, холодный белый.
Размеры и цоколевка
Параметры smd 3014 показывают габариты этого осветительного источника. Длина каждой стороны прибора составляет 3,0 мм, ширина 1,4 мм. Толщина самого прибора варьируется в пределах 0,5-0,8 мм. Светодиоды 3014 smd располагаются в одноименных лентах различной толщины. Наиболее популярная толщина ленты: от 2,5 мм до 5,0 мм. Габариты осветительных источников 3014 smd
Корпус 3014 smd производится из пластика термоустойчивого класса. Линза — из эпоксидных материалов. Главные особенности для LED источника света: большая площадь контакта, являющейся теплоотводящей подложкой. 
Светодиод повышенной яркости 3014 smd
Цоколевка светодиодов 3014 smd стандартная для подобных элементов — катод со стороны метки. 
Цоколевка светодиодов
Характеристики
Технические характеристики светодиодов производственной серии 3014 smd представлены в сборной таблице.
Диаграмма направленности излучения изображена ниже, из 3014 световой поток рассеивается на 120 градусов.
Углы рассеивания свечения Светодиоды 3014 smd запаиваются непосредственно в плате, на ее поверхности. Подобная технология производства светильников существенно ускоряет сборочный процесс и снижает себестоимость их изготовления. Вместо ножек, разрабатывавшихся ранее, световые приборы оснащаются миниатюрными контактными площадками из металла. 
Контактные площадки светодиодов
Количество кристаллов, устанавливаемых в каждый корпус светодиодов 3014 smd при монтаже, может быть различным. От этого зависит цветность свечения каждого изготовленного элемента. Контактные площадки в составе светящихся приборов располагаются по количеству световых кристаллов, поэтому их число в готовом изделии может варьироваться от 2-х до нескольких площадок. В процессе заливки к светящимся элементам прокладываются токопроводящие жилы, служащие для подачи питания от внешних источников.
Где используют
Лампы со светодиодами 3014 smd устанавливаются в различные светильники, например, точечные, которые используются для освещения и подсветки. 
Лампа с цоколем G4 и светодиодами SMD 3014
Кроме того, данные приборы используются в лампах, устанавливающихся в автомобилях.
Автомобильная лампа W5W со светодиодами для поверхностного монтажа 3014
Еще бывают ленты или металлические линейки и модули, которые питают от напряжения 12В. Они созданы не столько для подсветки, сколько для использования в роли дополнительного или основного источника света. 
12В модуль 3014 на алюминиевой основе
📋 Пройди тест и сделай правильный выбор
SMD диоды достаточно просты по своей структуре, тем не менее они являются неотъемлемой частью многих современных устройств. Конструкция диода данного типа такова, что представляет собой плату с поверхностно закреплённым на ней чипом. Роль чипа при этом выполняет кристалл светодиода, который и отвечает за продуцирование световых волн.
Характеристики и внешний вид
Визуально и в отношении размеров светодиоды имеют заметные различия. Есть четыре базовых категории, позволяющих дифференцировать модели между собой:
- Габариты;
- Цветовой диапазон;
- Мощность;
- Яркость.
Габариты и их влияние на свойства
В ряду светодиодных моделей наибольшей известностью пользуются: SMD 3528, SMD 5050, SMD 5630, SMD 5730. Числовой компонент в данных аббревиатурах говорит о том какого размера корпус используется, то есть: 5050 — 5,0х5,0 мм, 3528 — 3,5х2,8 мм и так далее.
Именно SMD диоды 5050 и 3528 изначально были самыми востребованными на рынке современной техники. Несоответствие по габаритам обуславливалось количеством расположившихся под корпусом кристаллов. В первом случае — три, во втором — всего один.
В отношении SMD диодов 5730 и 5630 можно сказать, что они почти идентичны друг другу. Строго говоря это могла быть одна и та же модель, но, спасибо китайскому производителю, побоявшемуся ввязываться в разбирательства с владельцами прав на изготовление диодов данного вида, у покупателя расширился выбор. Как бы то ни было, изменение размеров повлекло за собой и изменения иных характеристик.
Разница в цветовом диапазоне
По данному параметру может быть:
- Одноцветным;
- Двухцветным;
- Многоцветным.
Для многоцветных зачастую характерна RGB-сборка. Это буквосочетание является комбинацией первых литер в названиях цветов: красный, зелёный, синий (в их англоязычном варианте). Данные цвета по одиночке или в определённых сочетаниях способны воспроизвести весь базовый спектр, что добавляет зрелищности при работе светодиода такой конструкции.
Цвет SMD диода значимо отражается на его цене, поскольку разные цветовые категории требуют разного объёма вложенных финансов. Например, за исключением белого в одноцветной группе наименее бюджетными будут экземпляры синего цвета. Дальнейшая градация совершенно бесхитростна: двухцветные дороже одноцветных, а многоцветные — самые дорогие.
Дополнительный момент: Для белых светодиодов (как холодного, так и тёплого волнового спектра) характерна меньшая величина светового потока. Если рассматривать действие потоков равного объёма, то можно сказать, что диод белого спектра обеспечит более высокое качество освещения.
Мощность
Изначально показания по мощности SMD диодов фиксировались только в милливаттах. Но сейчас картина совсем иная. Поскольку все характеристики SMD диода, включая данные по напряжению и току, обычно вписаны в таблицу, то как результат данные по мощности определены в виде произведения требуемых величин.
Диоды SMD 5050 имеют среднюю мощность. Ввиду этого они наиболее часто используются в качестве декоративного элемента или для внутреннего освещения.
Рисунок №1 Светоизлучающий диод 5050 SMD .
Яркость
В большинстве случаев яркость отдельно взятого SMD диода напрямую связывают с его габаритами. На деле данный параметр зависит от того, как сконструирован чип и от того насколько высок уровень допустимого тока.
Установка SMD диодов
Как и иные компоненты электронных устройств, светодиоды подвергаются пайке. Это касается моделей любой сложности.
Рисунок №2 Как правильно соединять SMD диоды
Наиболее просто устанавливаются ленты со светодиодами. Они имеют клейкую полосу с помощью которой и крепятся на любой поверхности. Правда автомобилистам не стоит полагаться на клейкость ленты, если она будет закреплена снаружи автомобиля, поскольку влияние климатических условий негативно скажется на её удерживающей способности.
Вопрос объединения двух единичных светодиодов решается при помощи паяния, что весьма просто благодаря медным соединительным площадкам.
При соединении многоцветных диодов с блоком питания и контролером достаточно будет воспользоваться контакторами. Если же понадобится спаять провода, то нужно обязательно соблюдать цветовое соответствие выводов.
При работе со сверхъяркими SMD диодами потребуется отводящая тепло радиаторная пластина. Процесс пайки при этом следует разделить на несколько подходов по 5-10 секунд, чтобы диод не перегрелся.
Краткие сравнительные описания
SMD 3528 (1210, если считать в дюймах) является аналогом классического светодиода на 20 мА (мощность — 0,06 Вт). С момента его разработки прошло довольно много времени и ныне он изрядно уступает по силе и эффективности своим собратьям. Но, он в достаточной мере долговечен и часто применяется в лампах, светильниках и светодиодных лентах (варианты по 60, 120 и 240 диодов на метр).
Цифровой код корпуса SMD 5050 в соответствии с длиной вывода может выглядеть как «5055», либо «5060». Данная модель является комбинацией сразу трёх кристаллов категории 3528. Несмотря на общий корпус, для каждого кристалла предусмотрены индивидуальные выводы. Это способствует гибкой регуляции освещения или RGB-настройке конструкции. В светодиодных лентах таких элементов может быть 30 на один метр. Но это вариант для декоративных целей, сходный с лентами, использующими диод SMD 3528 . Если количество увеличено в два раза, то это количество уже в состоянии обеспечивать направленное освещение.
Рисунок №3 вид диода SMD 3528 .
SMD диоды с корпусами 3014 и 3020 — относительное новшество. По мощности они подобны 3528, но более эффективны и имеют хорошие показания по теплоотводу. Если покупать у хорошего изготовителя, то вариант однозначно хорош, но вот диоды из поставок от китайских тружеников зачастую быстро деградируют.
SMD 2835. Многие сразу заметят, что размеры аналогичны самой первой рассмотренной модели, только наоборот. На этом сходство заканчивается. Этот экземпляр куда современнее и мощность у него почти как у SMD 5050. Часто используется для лент (60 и 120 диодов/м), линеек и ламп.
Светодиоды 5630 и 5730: мощность — 0,5 Вт, чаще всего используется в лентах.
SMD 7020: весьма редок, применяется в алюминиевых линейках (по 36 диодов на полметра).
Если делать общий вывод, то более современные модели отличаются более высокой мощностью и долговечностью, кроме тех случаев, когда приходится иметь дело с грубой подделкой.
Что производят за Великой стеной?
Большая часть приборов китайского происхождения имеет в своей конструкции SMD диоды маломощной категории. Это конечно же не добавляет им надёжности и снижает доверие покупателя к такой продукции. Ввиду того, что авторитетами в данной сфере считаются компании Samsung, LG, Philips и ещё парочка надёжных изготовителей, то производители ширпотреба не стесняясь списывают «правильные» параметры с диодов от этих компаний. Как результат качество детали не соответствует заявленному и оставляет желать лучшего.
Маркировка
Корпус элементов поверхностного монтажа весьма мал и наносить на него маркировку в её стандартном виде довольно затруднительно. Поэтому существуют специальные краткие коды всего на два-три символа. Запомнить все возможные значения и сочетания достаточно трудно, в большинстве случаев придётся пользоваться специальным справочником. Обычно в таких информационных ресурсах приводится не только описание требуемой модели, но и имеются указания на подходящие аналоги.
Рисунок № 4 Таблица маркировки некоторых SMD диодов
Минус данной системы в том, что существует ряд не уникальных кодов. То есть одно и то же сочетание символов используется для обозначения совершенно различных компонентов. Определиться с ситуацией обычно помогает информация о типе корпуса.
«Фирменная» кодировка
Стремясь преодолеть путаницу, которую создаёт маркировка SMD диодов , авторитетные изготовители прибегают к использованию собственных опознавательных знаков, так например компания Philips ставит рядом с основной маркировкой строчную литеру «p». Существует ещё целый ряд подобных модификаций от различных компаний.
Если SMD диод находится в совершенно крошечных размером, то снабжают цветным кодом из одного символа. Соответственно цветовое решение при этом несёт в себе значимый пласт информации.
Светодиодное освещение в настоящее время наиболее актуально и экономично. Светодиоды используются как для внутренних помещений, так и для наружного освещения. Интересные варианты можно увидеть на странице , например
- архитектурное освещение
- освещение зданий
- фасадная подсветка
Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на , буду рад если вы найдете на моем еще что-нибудь полезное.
SMD светодиоды представляют собой современные осветительные приборы, которые устанавливаются в качестве дополнительной подсветки. Они стали базовыми комплектующими в индикаторах ЖК-панелей, в системах аварийного освещения и общего. Самой популярной модификацией стала , используемая для украшения квартир и коммерческих предприятий.
Особенности маркировки
Каждый светодиод smd имеет символьное обозначение, при помощи которого можно узнать габаритные размеры чипа. Это значит, что если размер равен 4,5х2,0, то маркировка соответственно – SMD 4520. Самыми популярными типоразмерами для современной светодиодной ленты считаются - 3528, 5050 и 5630, в этот список также можно добавить 5730. При помощи них выполняется полное освещение жилых и коммерческих помещений. Они практически заменяют стандартные лампы накаливания.
Среди всех указанных, самым ярким считается 5630 тип, который зачастую используют в комнатах с большими окнами. Каждый диод smd отличается своими параметрами:
Яркость и мощность освещения;
Энергопотребление;
Рассеивающая способность;
Срок эксплуатации;
Температура освещения.
Все эти аспекты учитываются при покупке светодиодной ленты или диодов по-отдельности. Особенно важен параметр температуры и рассеивания, которые существенно влияют на количество света и его цветность. Более дешевые модели обладают неприятным желтым оттенком, а более дорогие – холодными, светлыми тонами.
Разновидности
Первопроходец: SMD 3528
СМД 3528 можно назвать одними из первых диодов, которые положили начало развития такой технологии освещения. Их размеры составляют 3,5 на 2,8 (что можно узнать из маркировки), высота – 1,4 мм. На обеих сторонах расположены два контакта, а со стороны катода – ключ. Сверху покрыт люминофорным светящимся порошком.
Стандартный рабочий ток равен 20 мА и влияет на цветность освещения. Производительность диода также зависит от общей температуры: при достижении 80С – показатель понижается практически на треть. Световой поток составляет 7,0 Лм.
Обновленные: 5050
Новая технология позволила реализовать разноцветные светодиоды, и возможность регулировать их цветность раздельно. Размер корпуса составляет 5х5, внутри которого расположены 3 кристалла по типу вышеописанной модели.
Не советуется повышать максимальную мощность более, чем 60 мА из-за потери качества. Рабочая температура составляет: от -45 до +65 С. Световой поток не более 18 Лм.
Новейшая разработка: SMD 5630Х
Характеристики светодиодов smd были улучшены, вместе с данной вариацией. В небольшом корпусе 5,6х3,0 был реализованы новые размеры и полупроводник. В сравнении с предыдущими версиями, показывает высокую эффективность и светоотдачу.
Рассеивание может достигать отметки 58 Лм, при мощности в 150 мА. Уровень напряжения напрямую зависит от уровня белого освещения. Благодаря небольшой подложке, отвод тепла происходит намного быстрее и проще. Обладает четырьмя выводами, расположенными рядом с меткой первого контакта.
Аналогом данного варианта можно назвать 5730, работающие в сети импульсивного тока. Обладает меньшим световым сопротивлением и увеличенным потоком, достигающим отметки 110 Лм.
С минимальным потреблением
Считаются наиболее эффективными и простыми в использовании. SMD led такого формата, обладают уменьшенным размером корпуса, что существенно влияет на возможность их размещения более плотно на платах. Максимальное рассеивание составляет до 13 Лм, а минимальное всего 8 Лм. Использование именно их, позволяет достичь более яркого света, но и существенно уменьшить энергопотребление целой ленты.
Заключение
Форматы светодиодов могут быть самыми разными: те, что используются в подсветке экранов, для освещения целых помещений или отдельных объектов. Их основные характеристики влияют на общее энергопотребление, а рассеивающая способность - на возможность организовать правильную подсветку при помощи светодиодных лент. Современные технологии не стоят на месте и можно заметить уже новые, ультра-яркие варианты, используемые в электронной технике или определенной категории оборудования.
Сверхъяркие светодиоды, изобретенные относительно недавно, уже прочно вошли в нашу жизнь. Компактные и экономичные, они с успехом используются как в переносных осветительных приборах, так и в стационарных системах освещения и подсветки. Особой популярностью в последнее время стали пользоваться мощные и компактные smd светодиоды, о которых мы сегодня и поговорим. Прочитав эту статью, ты узнаешь, почему они так называются, чем отличаются друг от друга и где могут встречаться.
Особенности SMD-светодиодов
Основное визуально заметное отличие smd светодиодов от обычных состоит в конструкции их корпуса:
Обычные с аксиальными выводами (слева) и SMD светодиоды
Если обычный диод имеет достаточно длинные выводы для монтажа через отверстия в плате, то их smd аналоги имеют лишь небольшие контактные площадки (планарные выводы) и монтируются прямо на плату.
Монтаж светодиода обычным способом (слева) и методом поверхностного монтажа Такой метод сборки называется поверхностным монтажом, отсюда и название светодиодов: smd (англ. Surface Mount Device – прибор для поверхностного монтажа). Такой монтаж наиболее прост, и его можно поручить роботам.
Сборку устройств на smd компонентах можно поручить роботу Кроме того, стал возможен эффективный отвод тепла от кристалла благодаря очень коротким, но относительно массивным выводам и тому, что прибор практически лежит на плате. Ведь несмотря на свою экономичность, сверхъяркие диоды в процессе работы нагреваются. Эта особенность конструкции позволила изготавливать очень миниатюрные, но мощные smd светодиоды, требующие хорошего отвода тепла.
Сегодня мировая промышленность выпускает множество типов smd светодиодов, отличающихся друг от друга как габаритами, так и электрическими параметрами.
Как расшифровать маркировку
Сверхъяркие smd светодиоды принято маркировать четырьмя цифрами, а линейка выпускаемых сегодня приборов выглядит примерно так:
Типоразмеры и внешний вид наиболее популярных smd светодиодов Типов приборов, конечно, намного больше, но для разбора маркировки нам хватит и этих. Как же разобраться в этой маркировке и что обозначают цифры? Оказывается, ничего сложного тут нет: цифрами обозначены горизонтальные размеры корпуса smd светодиодов – длина и ширина в сотых миллиметра. К примеру, прибор 5050 имеет размеры 5.0х5.0 мм, а 3528 – 3.5х2.8 мм. Больше никакой информации маркировка не несет. Технические характеристики ты можешь узнать только из сопроводительной документации или же поверить на слово продавцу.
Мнение эксперта
Алексей Бартош
Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.
Задать вопрос экспертуПокупая светодиоды, обязательно ознакомься с сопроводительной документацией – наши «друзья» из Китая имеют привычку встраивать в стандартный корпус кристаллы самой различной мощности (обычно меньшей). Если продавец об этом умолчит, то ты запросто можешь получить светодиод мощностью, к примеру, 0.09 Вт вместо одноваттного, но маркировка и внешний вид у него будут тот же!
Краткие технические характеристики
Хотя никакой информации о характеристиках smd светодиодов их цифровая маркировка не несет, все же некоторая связь между типоразмерами и параметрами приборов есть. Рассмотрим параметры самых распространенных видов светоизлучающих smd полупроводников:
Основные технические характеристики светодиодов smd
Тип прибора | Размеры корпуса, мм | Количество кристаллов | Мощность, Вт | Световой* поток, лм | Рабочий ток, мА | Температура эксплуатации, °С | Телесный угол, ° | Цвет свечения |
| 3528 | 3.5х2.8 | 1 или 3 | 0.06 или 0.2 | 0.6 — 5.0* | 20 | -40 … +85 | 120 — 140 | белый, нейтральный, теплый, синий, желтый, зеленый, красный, RGB |
| 5050 | 5.5х1.6 | 3 или 4 | 0.2 или 0.26 | 2 — 14* | 60 или 80 | -20 … +60 | 120 — 140 | белый, теплый, синий, желтый, зеленый, красный, RGB, RGBW |
| 5630 | 5.6х3.0 | 1 | 0.5 | 57 | 150 | -25 … +85 | 120 | |
| 5730 | 5.7х3.0 | 1 или 2 | 0.5 или 1 | 50 или 158 | 150 или 300 | -40 … +65 | 120 | холодный, белый, нейтральный, теплый |
| 3014 | 3.0х1.4 | 1 | 0.12 | 9 — 11* | 30 | -40 … +85 | 120 | холодный, нейтральный, теплый, синий, желтый, зеленый, красный, оранжевый |
| 2835 | 2.8х3.5 | 1 | 0.2 или 0.5 или 1 | 20 или 50 или 100 | 60 или 150 или 300 | -40 … +65 | 120 | холодный, нейтральный, теплый |
* — зависит от цвета свечения кристалла
А теперь рассмотрим каждый из этих типов более подробно.
smd 3528
smd светодиод этого типа может быть однокристальным (белый, нейтральный, теплый, синий, желтый, зеленый, красный) или трехкристальным (RGB). В первом случае прибор имеет два вывода для подключения, во втором — четыре: один общий (катоды) и три анода. Кристаллы для защиты от окружающей среды заливаются прозрачным компаундом или компаундом с добавлением люминофора, выравнивающего цветовую характеристику диода.
Внешний вид одно- и трехкристального светодиода 3528 Как видно из таблички, этот тип светодиода имеет относительно малый световой поток. Но благодаря небольшим габаритам, умеренной стоимости и способности светить разными цветами, включая RGB, он все же нашел широкое применение в недорогих осветительных приборах и приборах декоративной подсветки.
Очень часто светодиоды 3528 входят в состав lcd лент подсветки. Такая лента с smd-светодиодами используется чаще всего в декоративных целях.
Автомобильные лампы и светодиодная лента, собранные на 3528 smd 5050
В отличие от 3528, 5050 имеет исключительно трехкристальное или четырехкристальное (RGBW) исполнение. Если прибор одноцветный, то все три кристалла имеют одинаковый или близкий (для выравнивания цветовой характеристики) цвет светового излучения. Это значит, что диод 5050 имеет втрое большую яркость, чем его однокристальный собрат smd 3528. Как и в первом случае, кристаллы защищены компаундом с люминофором или без него.
Трехкристальный светодиод 5050 Это, пожалуй, наиболее популярный прибор, используемый для декоративной подсветки и освещения. Он имеет оптимальное отношение стоимость/мощность и может обеспечить любой цвет подсветки (в случае использования rgb5050), включая белый повышенной яркости (четырехкристальный вариант), за счет простого изменения мощности на каждом из кристаллов.
Чаще всего такие светодиоды встраивают в такие светодиодные декоративные ленты, как:
- одноканальная, где три кристалла соединены параллельно и питаются одним напряжением;
- RGB и RGBW, имеющие три и четыре канала соответственно.
Благодаря достаточно высокой мощности диодов уже при их плотности 60 шт. на 1 метр светодиодной ленты она может успешно использоваться не только для декоративной подсветки, но и для освещения интерьера. При этом цветовую температуру и даже цвет освещения пользователь может изменять самостоятельно, для этого достаточно установить соответствующий контроллер.
Светодиодные ленты 5050 одноцветная (слева), RGB и RGBW smd 5630 и 5730
smd 5630 представляет собой однокристальный мощный прибор (см. таблицу выше), способный создать световой поток до 57 люмен. Благодаря встроенной защите, собранной на двух стабисторах, прибор в состоянии выдерживать импульсный ток до 400 мА и переполюсовку. Светодиод имеет 4 вывода, но в работе кристалла участвуют только два. Оставшиеся два и металлическая подложка используются для лучшего теплоотвода. Цвет свечения светодиода — белый разной цветовой температуры.
Внешний вид и внутренняя схема светодиода 5630 Приборы 5730 могут быть как одно, так и двухкристальными. Первые имеют сходные с 5630 характеристики, вторые вдвое мощнее (1 Вт) и в состоянии создавать световой поток до 158 лм.
Внешний вид светодиода 5730 Оба типа приборов излучают белый свет различной цветовой температуры и могут использоваться для изготовления мощных светодиодных лент, ламп, прожекторов.
Автомобильная лампа на 5630 и стоваттный прожектор на 5730 Однокристальный компактный прибор умеренной (0.12 Вт) мощности и световым потоком до 11 лм. В зависимости от исполнения может излучать белый свет разной цветовой температуры, а также синий, желтый, зеленый, красный и оранжевый. Для защиты от окружающей среды и коррекции цветовой температуры кристалл покрывается компаундом с люминофором.
Светодиод smd 3014 Основная область применения smd 3014: светодиодные ленты и модули для декоративной подсветки, точечные светильники и лампы к ним. Нередко используются для изготовления автомобильных ламп.
Автомобильная лампа, настольный и встраиваемый светильники, лента на основе диодов smd 3014 smd 2835
Однокристальный светодиод повышенной мощности. Выпускается в трех исполнениях: 0.2, 0.5 и 1 Вт. Излучает белый свет различной цветовой температуры, по размерам корпуса совпадает с прибором 3528, но отличается от последнего прямоугольной линзой (у 3528 она круглая).
smd 2835 (слева) и smd 3528 Из-за высокой популярности приборов выпускается очень много подделок, в которые устанавливаются кристаллы меньшей мощности. Так, хотя китайский smd 2835 и выпускается официально, но оснащается он кристаллом всего 0.09 Вт. Внешне отличить его от одноваттного бывает невозможно из-за добавленного в компаунд люминофора, поскольку он непрозрачен, соответственно, оценить размеры кристалла на глаз не получится.
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.
