МОЩНЫЕ СВЕРХЯРКИЕ СВЕТОДИОДЫ

Мощные светодиоды: одно- и многокристальные, материал, проводники и питание

Мощные светодиоды представляют собой элементы с большими показателями свечения, яркости (более 300 Лм/Вт), мощности (10 – 100 Вт). Изначально они применялись в качестве индикаторных ламп, но сегодня актуальны для обустройства освещения. LED-светильники рассчитаны на 50 тыс. часов работы от питания 6-72 В, что позволяет пользователям сэкономить на плате за электричество.

Размеры кристаллов

Светодиодная матрица мощностью 80 Ватт

Сверхъяркий элемент выстраивается на кристаллах, размеры которых указываются как mil – тысячная доля дюйма. Если перевести величину в миллиметры, получится 0, 0254 мм. Размер стандартного кристалла составляет 30х30 и 45х45 mil.

Специалисты для определения размера кристалла используют цифровые штангенциркули с острыми концами. Инструмент позволяет выявить величину с точностью до 0,01 мм. Среднестатистическому человеку достаточно знать, что размер соотносим с мощностью:

• 1 W – 45х45 mil или 30х30 mil;
• 0,75 W – 24х40 mil;
• 0,5 W – 24х24 mil.

Кристалл светодиода производители утапливают в корпусе, поэтому для измерения не применяют микрометр.

Разновидности мощных светодиодов

Мощный светодиод является светоизлучающим диодом с высокой мощностью. Элементы имеют длину волн от 650 до 660 Нм, рассеивание видно под углом 160 градусов. Полупроводниковые устройства подразделяются на несколько групп.

Однокристальные

Мощный однокристальный светодиод

У осветительных элементов небольшие габариты, но высокая плотность и достойная интенсивность свечения. К особенностям однокристальных вариантов относятся:

• световой луч направляется к краям;
• угол подсветки – от 100 до 145 градусов;
• цветопередача – CRI 70–90;
• мощность – до 3 Вт;
• яркость светового потока – до 334 Лм.

Чтобы сделать один широкоугольный светильник, однокристальных светодиодов уходит меньше, чем стандартных ламп.

Многокристальные

Многокристальная светодиодная матрица CREE CXA2530

Особенность твердотельных элементов – мощность, зависящая от величины напряжения. Сила тока при этом составляет 3000 мА. Производители выпускают линейки многокристальных светодиодов с запиткой от 6 до 72 В. Классификация:

• элементы с высоким напряжением;
• элементы мощность менее 4 Вт;
• элементы мощностью более 4 Вт.

Многокристальные SMD-источники имеют белое или цветное свечение.

До 4 Вт

Сверхъяркие светодиоды с суммарными показателями мощности до 4 Вт представлены вариантами MX и ML. Они различаются по типу корпуса, но сходны по углу свечения 120 градусов. Устройства выдают холодное и теплое свечение, а их светоотдача соотносится с мощностью. Повышенное напряжение питания повышает срок службы элементов без влияния на качество света.

Свыше 4 Вт

В рамках «гонки за люменами» разработаны многокристальные модификации с мощностью от 4 до 25 Вт, которые отличаются:

• световым потоком от 250 до 2100 Лм;
• энергоэффективностью – самая крупная лампа потребляет 12 Вт;
• наличием открытого диода или матовой колбы;
• системой самоохлаждения.

Наиболее крупный представитель линейки выполняется в корпусе 7х7 мм.

Светодиоды 5 мм

Фишка устройств заключается в рефлекторе с люминофором, излучающим яркий свет. Отражатель без линзы вставляется в фонарь, и световое пятно фокусируется на одном участке.

Полупроводниковые элементы 5 мм в диаметре отличаются рабочим напряжением 1,9-3,4 В. Сила тока равняется 20 мА, а сила света – от 30 до 30 тыс. мкд. Самые яркие 5 мм светодиоды выпускаются в нескольких цветовых вариантах свечения – белый (холодный и теплый), синий, красный, оранжевый, зеленый или желтый.

Высокого напряжения питания

Высоковольтный яркий светодиод, или HVW отличается компактными габаритами, большим световым потоком. Такие устройства используются для производства ретрофитов с цоколями Е14 или Е27. Индекс передачи равняется 70-90 CRI. Модели с мини-драйверами и мини-радиаторы в сравнении с низковольтными аналогами имеют больший КПД.

Рекомендуется использовать высоковольтные модификации с рассеивателем.

Цветные

LED-устройства предназначены для декоративного освещения интерьера, растений или подсветки строений. Компактный корпус (1,6х1,6 мм или 3,45х3,45 мм) и линза-купол позволяют сфокусировать потоки света. У некоторых серий индикация реализуется при помощи 2-4 оттенков, причем, яркость и температура регулируются.

Royal Blue

Светодиоды диаметром 5 мм или больше – это сверхъяркие устройства с удаленным люминофором. Покрытие наносится не на кристалл, а на внутреннюю часть вторичной оптики. Royal Blue формирует глубокий синий световой луч. Угол его рассеивания равен 90, 100, 135 и 140 градусов. Максимальный ток при использовании – 500, 700, 1000 А.

В сравнении со стандартными конструкциями Royal Blue выше по эффективности на 30%.

СОВ-матрицы

Технология многочисленных кристаллов на плате, или Chip-on-Board предусматривает установку элементов без корпуса или подожки. Все кристаллы близко расположены, покрываются общим люминофорным слоем.

Плотность при технологии СОВ составляет 70 кристаллов/1 см 2, поэтому светодиоды имеют равномерное свечение.

Стандартный светящийся слой СОВ-матрицы – это квадрат со сторонами 1-3 см или круг, такой же в диаметре.

Чаще всего СОВ-диоды применяются для наружно освещения или производства фотоаппаратуры (CRI больше 95).

Светодиоды High-Brightness

Супер мощные и яркие High-Brightness светодиоды характеризуются величиной тока 20-70 А. Выпускаются в цветном и белом исполнении. Количество оттенков излучения зависит от числа анод-катодных пар. Направленность света LED-компонентов обеспечивает их применение для наружной рекламы – щитов, вывесок, лайтбоксов.

PLCC

Модификации светодиодов на одном-нескольких кристаллах, подходящие для наружного монтажа. Размеры SMD-устройств позволяют выбирать их для акцентной подсветки или табло бегущей строки.

P4

Светодиоды-«Пираньи» изготавливаются в квадратном корпусе из эпоксидного компаунда. Поверхность линзы вогнутая, выпуклая или овальная, что способствует равномерной направленность потока. Угол рассеивания бывает больше 120 градусов. Для фиксации лампы предназначены 4 вывода из металла. Размеры элементов – 3-7,7 мм. Они пропускают ток до 50 мА при напряжении 4,5 В.

Улучшенные рассеивающие свойства, прочная подложка и несколько цветовых вариантов свечения позволяют задействовать устройства в наружной рекламе и автотюнинге.

Круглые

Сверхъяркий светодиод по световым показателям лучше СОВ, поскольку изготавливается по технологии Chip On Glass (чип на стекле). Круглые слаботочные элементы находятся в оптическом корпусе диаметром 5 мм из эпоксидки. При работе потребляют 20 мА тока. Видимый угол обзора – 360 градусов, что лучше плоской матрицы. Существуют варианты с ограничителями вывода и без них.

1 лампа с filament-светодиодами по интенсивности света сравнится с лампой накаливания на 60 Вт.

Овальные

Уникальные по конструкции светодиоды могут излучать потоки света в двух направлениях. Модели рассчитаны на силу тока 20 мА, не повреждаются от ультрафиолета, влажной седы, скачков температур. Большой угол рассеивания оправдывает применение овальных элементов для создания огромных LED-экранов. Корпус источника света – всего 4 мм.

Рассеивание световых потоков овальными светодиодами происходит по осям X и Y.

Светотехнические показатели

Практические все мощные LED-элементы функционируют от напряжения 12 W, реже – от источников питания 24-48 W. Рассмотреть подробные светотехнические характеристики можно на примере XLamp XM-L от бренда Cree:

• мощность – 10 W;
• рабочее напряжение – 12 В;
• показатель энергоэффективности – до 170 лм/В;
• световой поток – 850 Лм (сила тока 3 А);
• параметры основания – 5х5 мм;
• температура света – от 4000 до 5000 К.

При силе тока более 3 А светоэлемент выдает около 910 Лм.

Материал основания

Материал основания светодиодов

Основание предназначено для крепления кристаллов. Его создают из таких материалов:

• Алюминий. Бюджетные светодиоды отличаются недостаточной теплопроводностью, накаливаются при эксплуатации. Отличить алюминиевое основание можно по легкому весу;
• Медь. Хорошо отводит тепло от чипа, но имеет больший вес. Диоды в процессе эксплуатации нагреваются.

Светодиоды мощностью 10 – 100 W с медным основанием должны весить в 2-3 раза больше стандартных на 5 W.

Проводники LED-элементов

Тончайший проводник обеспечивает качество подключения кристалла к источникам питания. Хорошее изделие изготавливается из золота, на одном контакте находится по 2 элемента. Характеристика проводников наиболее выражено прослеживается на автомобильной подсветке. Золотой элемент выдерживает колебания до 30 В, а медный перегорает.

Линзы для оптики

Современные бренды выпускают специализированные оптические системы с различными диаграммами направленности (эллиптическая, для 3-х светодиодов). Основа для получения направленности параллельных пучков света – коллиматор. Он выполняется в виде отверстия в поглощающем покрытии с различной формой поперечного сечения. Источник излучения расположен на одном конце коллиматора.

Сфера применения

Энергосберегающие LED-светильники с небольшим коэффициентом пульсации используется в местах, где требуется яркая подсветка:

• декоративное оформление помещений – подходят для напряжения сети 220 В;
• производство автотранспорта – на приборной панели, дисплеях, сигналках, поворотниках;
• уличное освещение;
• наружная реклама – ситилайты, бегущие строки, информационные панели, щиты;
• развлекательные заведения – акцентная подсветка зон;
• оранжереи и теплицы – потоки определенного цвета стимулируют рост растений;
• аквариумное освещение.

Популярность светодиодов связана с возможностью получения ультраяркости без особых затрат на электричество.

Ассортимент светодиодной продукции позволяет реализовать идеи декора интерьера, привлечь аудиторию оформлением вывески заведения. Эксплуатация светодиодов позволяет сэкономить на замене ламп накаливания – ресурс их работы равняется 30-50 тыс. часов.

Источник: https://StrojDvor.ru/elektrosnabzhenie/texnicheskie-xarakteristiki-i-raznovidnosti-sverxyarkix-svetodiodov/

Технические характеристики светодиодов. Сравнительные таблицы

Условно все светодиоды можно разделить на две большие группы:

Осветительные это те, которые могут обеспечить световой поток не меньше, чем у традиционных источников света. Некоторые модели даже их превосходят.
К ним можно отнести 4 популярных вида:

• SMD

• COB

• Filament

• PCB STAR

К индикаторным относится dip светодиоды. Рассмотрим сперва их.

Сокращение DIP расшифровывается как Direct In-line Package. Именно их в первую очередь начали массово выпускать в недалеком прошлом.

Трудно представить, но первые неказистые экземпляры для рядовых пользователей стоили от 200$ за штуку.

На сегодняшний день они уже не так распространены, но все же применяются:

• в устройствах индикации

• в панелях электронных приборов

• световых табло

• или елочных украшениях

По форме корпуса они могут быть круглыми, овальными или прямоугольными. Самые популярные типоразмеры с выпуклыми линзами – 3,5,8,10мм.

Напряжение питания 2,5-5В, при токе до 25мА.

Бывают разноцветными и многоцветными (RGB). Это когда в одном корпусе спрятано 3 перехода, а внизу есть 4 вывода.

В электрических схемах все светодиоды обозначаются как обычный диод с двумя стрелочками.

Несмотря на малые размеры и свою “древность”, отдельные модели из-за специфической формы корпуса, могут выдать в 1,5-2 раза больше яркости, чем некоторые SMD.

К тому же потребление энергии у DIP меньше чем SMD, да и стоят они дешевле. Однако SMD технология не стоит на месте и с каждым годом их параметры стремительно сближаются.

Вот таблицы с основными техническими характеристиками (сила света, рабочее напряжение, сила тока, угол свечения, цена) для индикаторных светодиодов DIP разных типоразмеров.

А также расшифровка маркировки их названий и обозначений (для просмотра нажмите на соответствующую вкладку):

Данный вид на сегодня является самым популярным. SMD расшифровывается с английского = Surface-Mount-Device.

Каждый такой светодиод закрывается в корпусе, который напрямую можно припаивать к любой поверхности. Поэтому то их и называют ”изделиями поверхностного монтажа”.

Несмотря на одинаковое название “СМД”, в продаже можно встретить модели обладающие абсолютно разными:

О популярности данного типа могут говорить следующие цифры. Общее количество производимых светодиодов SMD, только в одном корпусе 2835, за год составляет несколько миллиардов штук.

Почему они так популярны? Конечно из-за своих достоинств:

• продолжительный срок службы

• ну а самое главное – высокая светоотдача

Именно SMD вид используется в большинстве светодиодных лампочек и светильников.

Таблицы всех технических характеристик наиболее популярных марок светодиодов марки SMD 2835, 3528, 5050, 5730:

COB – Chip On Board. У этого вида большое количество маленьких кристаллов размещено на единой подложке и все это собрано в одном корпусе.

Схема соединения этих кристаллов – последовательно параллельная. Сверху они заливаются люминофором.

По-другому их называют светодиодными матрицами. Их достоинства:

• разнообразная форма сборки светодиодов

Все эти преимущества очень кстати подошли для изготовления ярких и компактных прожекторов. Также КОБы активно применяют там, где нужна акцентированная и декоративная подсветка.

Однако из-за близости расположения кристаллов друг к другу, происходит сильный нагрев корпуса, даже если вы и обеспечите нормальное охлаждение. Поэтому если вам нужна качественная фокусировка, придется использовать силиконовую оптику.
Она стойка не только к высоким температурам, но самое главное выдерживает без последствий огромное количество циклов нагрев-остывание.

На абы какую поверхность COM матрицы ставить нельзя. Ее необходимо предварительно подготовить.

В противном случае, от перепадов температур, подложка деформируется, что еще больше повысит температуру светодиода и приведет к его повреждению.

Кстати, это основная причина выхода из строя светодиодных прожекторов. 

Приблизительно на один светодиодный ватт в режиме 100Лм/Вт нужно 20см2 площади радиатора.

По норме от 6 до 10Вт может пассивно принять воздух, в то время как теплопроводность алюминия 200-300 Вт/(м*К).

Есть у COB светодиодов и другие недостатки:

• светоотдача и срок службы меньше чем у SMD видов

Поэтому на сегодня, для решения именно энергоэффективных задач в освещении, КОБ модели не совсем подходят. Это будет экономически не целесообразным.

Таблицы технических характеристик COB светодиодов:

И матриц:

Филаментные модели представляют из себя стеклянную полоску с наклеенными поверх нее светодиодами. С двух концов полоски металлизируются.

Через них подается питание. Если здесь применить различные кристаллы, то можно добиться достаточно высокого CRI.

Однако для всей этой конструкции, как и в любом ярком светодиоде требуется охлаждение.

Для этого здесь применяют газ – гелий. Именно благодаря ему, происходит отвод тепла на внешние стенки колбы филаментной лампочки.

По простому можно сказать, что филаментная лампочка – это КОБ светодиод, который поместили в газовую среду. Достоинства филаментных моделей:

• можно легко изготавливать привычные нам всем модели лампочек классического вида (груша, свеча, шарик). При этом начинка у них будет модернизированная.

• одинаковое светораспределение как и у ламп накаливания

Именно поэтому их применяют как альтернативная замена обычным лампочкам в светильниках и люстрах.

Однако свечение такой лампы все же сопровождается высоким нагревом. Вследствие чего, наблюдается постепенная деградация диодов, и как итог – их непродолжительный срок службы.

Таблица сравнения филаментных моделей и других видов ламп и источников света:

Если исходить из занимаемой площади, то эти светодиоды занимают первое место по величине светового потока.

Данный светодиод состоит из одного единственного кристалла, имеющего большую площадь (относительно моделей SMD).

Однако по большому счету, это тот же самый SMD вид. Он напаивается к подложке из алюминия, напоминающую по форме звезду.

Если у вас очень мощный источник света, а не множество кристаллов, то и фокусировка его упрощается. Поэтому из таких типов светодиодов PCB Star и начали массово делать яркие мощные прожекторы и не менее яркие ручные фонарики.

Таблицы всех технических характеристик светодиодов “звезда”:

Из всех представленных видов на сегодняшний день, SMD модели являются самыми универсальными. Из них делают множество световой продукции:

• Led светильники равномерной засветки

При этом производители добиваются вполне оптимальных решений по цене и светоотдаче.

Источник: https://svetosmotr.ru/tehnicheskie-harakteristiki-svetodiodov/

Сверхяркие светодиоды: особенности монтажа, питания, конструкции

Осветительными приборами, где в качестве источников света используются сверхяркие светодиоды, уже никого не удивишь. Спрос на такие устройства неизменно растет, это напрямую связано с низким энергопотреблением этих приборов. Учитывая, что на освещение тратится около 25-35% потребляемой электроэнергии, экономия будет весьма ощутимой.

Различные виды сверхярких светодиодных источников освещения

Но учитывая относительно высокую стоимость сверхярких светодиодов, в силу их конструктивных особенностей, говорить о полном переходе на этот тип освещения еще не своевременно. По мнению специалистов, этот процесс займет от 5 до 10 лет, именно столько понадобится на отладку и внедрение новых технологий.

Кратко об эффективности

Эффективностью осветительного прибора принято считать соотношение вырабатываемого светового потока (измеряется в люменах) к потребляемой электроэнергии (ватт). Качественная лампа с нитью накала имеет эффективность около 16 люменов на ватт, флуоресцентная (энергосберегающая) — в четыре раза больше (64 лм/Вт), для длинных дневных ламп этот показатель в районе 80 лм/Вт.

КПД сверхярких светодиодов, выпускающихся массово на текущий момент, примерно такой же, как у ламп дневного света. Обратите внимание, что мы говорим именно про массовую продукцию. Что касается теоретического предела для сверхярких светодиодных источников, то он определен порогом в 320 лм/Вт.

Как обещают многие производители, в ближайшие несколько лет КПД можно будет повысить до уровня 213 лм/Вт.

Влияние особенностей конструкции на стоимость

Для изготовления сверхярких светодиодных источников света может применяться один из двух способов:

• чтобы получить свет, близкий по спектру к белому, используются три кристалла установленных в одном корпусе. Один красный, второй синий и третий зеленый;
• применяется кристалл, излучающий в голубом или ультрафиолетовом спектре, он подсвечивает линзу покрытую люминофором, в результате излучение преобразуется в свет, близкий по спектру к природному.

Не смотря на то, что первый вариант более эффективен, его реализация обходится несколько дороже, что отрицательно отражается на распространенности. Помимо этого спектр света, излучаемый таким источником, отличается от природного.

У приборов, изготовленных по второй технологии, меньше эффективность. Стоит также учитывать, что люминофор содержит в себе сложный по составу композит на основе церия и иттрия, которые сами по себе стоят недешево. Собственно, этим и объясняется относительно высокая стоимость сверхярких светодиодов белого света. Конструкция такого устройства показана на рисунке.

Устройство сверхяркого светодиода

Обозначения:

• А – печатный проводник;
• В – основание с повышенной теплопроводимостью;
• C – защитный корпус устройства;
• D – паста-припой;
• E – кристалл светодиода, излучающий ультрафиолетовый или голубой свет;
• F –люминофорное покрытие;
• G – клей (может быть заменен эвтектическим сплавом);
• H – провод, соединяющий кристалл и вывод;
• K – отражатель;
• J – теплоотводящее основание;
• L – вывод питания;
• M – диэлектрическая прослойка.

Особенности монтажа

На работу сверхярких светодиодов оказывает влияние степень нагрева кристалла и самого p-n перехода. От первого напрямую зависит срок эксплуатации устройства, от второго – уровень светового потока. Поэтому для длительной службы сверхярких светодиодов необходимо организовать надежный теплоотвод, делается это при помощи радиатора.

Следует принять во внимание, что теплопроводящие основания этих полупроводников, как правило, проводят электричество. Поэтому когда устанавливается несколько элементов на один радиатор,  следует позаботиться о надежной электроизоляции оснований.

Хороший теплоотвод значительно увеличивает срок службы сверхярких светодиодов

Остальные правила монтажа практически такие же, как у обычных диодов, то есть необходимо соблюдение полярности, как при установке самой детали, так и подключении питания.

Особенности питания

Учитывая относительно высокую стоимость сверхярких светодиодов, очень важно использовать для их работы надежные и качественные источники питания, поскольку эти полупроводниковые элементы критичны к токовой перегрузке.

После нештатного режима прибор может остаться работоспособным, но мощность излучаемого светового потока существенно сократится. Помимо этого такой элемент с большой вероятностью станет причиной поломки и других, совместно подключенных светодиодов.

Прежде, чем говорить о драйверах для сверхярких светодиодов, коротко расскажем об особенностях их питания. В первую очередь необходимо принять во внимание следующие факторы:

• мощность светового потока, излучаемая этими элементами, напрямую зависит от величины протекающего через них электротока;
• для сверхярких светодиодов характерна нелинейная ВАХ (вольт-амперная характеристика);
• температура оказывает сильное влияние на ВАХ этих полупроводниковых приборов.

Ниже показано изменение ВАХ при температуре полупроводникового элемента (сверхяркий smd-светодиод) 20 °С и 70 °С.

Изменение характеристик от влияния температуры

Как видно из графика, при подаче на полупроводник стабильного напряжения величиной 2 В, электроток, проходящий через него, меняется в зависимости от температуры. При нагреве кристалла 20°С он будет равен 14 мА, когда температура повысится до 70°С, этот параметр будет соответствовать 35 мА.

Результатом такой разницы будет изменение мощности светового потока при одном и том же питающем напряжении. Исходя из этого, необходимо стабилизировать не напряжение, а электроток, проходящий через полупроводник.

Такие блоки питания называются светодиодными драйверами, они представляют собой обычные стабилизаторы тока. Это устройство можно приобрести готовое или собрать самостоятельно, в следующем разделе мы приведем несколько типичных схем драйверов.

Самодельный светодиодный драйвер

Предоставим вашему вниманию несколько вариантов драйверов на основе специализированных микросхем компании Monolithic Power System, использование которых существенно упрощает конструкцию. Схемы приводятся в качестве примера, полное описание типового включения можно найти в даташит на микросхемы.

Вариант первый на базе понижающего преобразователя МР4688.

Пример включения МР4688

Данный драйвер может работать с напряжениями от 4,5 до 80 В, порог максимального выходного электротока 2 А, что позволяет запитать светильник на сверхярких светодиодах большой мощности. Уровень электротока, проходящего через светодиоды, регулируется сопротивлением R . Реализация ШИМ-диммирования с частотой 20 кГц позволяет плавно изменять протекающий через светодиод электроток.

Второй вариант драйвера на базе микросхемы МР2489. Ее компактный корпус (QFN8 или TSOT23-5) делает возможным размещение драйвера в цоколе MR16, используемый галогенными лампами, что позволяет заменить последние светодиодными. Типовая схема подключения МР2489 показана на рисунке.

Драйвер на базе МР2489

Приведенная выше схема позволяет включать два параллельных светодиода, у каждого из которых рабочий ток 350 мА.

Последний вариант драйвера на базе микросхемы МР3412, который может быть использован в переносных фонариках. Отличительная особенность такой схемы – возможность работы от пальчикового элемента питания АА.

Драйвер для фонарика на базе МР3412

Источник: https://www.asutpp.ru/sverxyarkie-svetodiody.html

Мощные и яркие светодиоды

10208 просмотров

Понятие мощных светодиодов очень расплывчато и дать точное определение, увы, не сможет дать самый проинформированный специалист. Но при этом есть нужно знать, что в этой категории находятся светоэлементы с высокими показателями яркости свечения и потребляемой мощностью.

Это определение возникло буквально несколько лет тому назад, что было спровоцировано ускоренным развитием диодов подобного плана. До этого они выступали в роли индикаторных ламп и потребляли максимум, десятки мВт. Сегодня же их используют для устройства освещения будь то помещения или же автомобиля.

Какие же они – мощные светодиоды? Давайте разбираться.

Кем производятся самые яркие LED?

Современные мощные светодиодные лампы выпускаются фирмой CREE. В ассортименте этого бренда насчитывается немало различных образцов светодиодов. Они подразделяются на такие группы:

• XLamp – мощные;
• High-Brightness – сверхъяркие.

Безусловно, что эта компания не единственная, которая занимается производством подобной осветительной продукции. Просто товары под брендом CREE пользуются наибольшей популярностью среди потенциальных потребителей. Так, к примеру, высоким качеством и достойными эксплуатационными данными обладают товары фирм Bridgelux, OSRAM, NICHIA.

Светодиоды CREE XLamp в системах освещения

Разновидности светодиодных товаров компании CREE

Все товары, выпускаемые под этим брендом, разделяется на 2 группы, которые мы перечислили чуть выше. Тогда как каждая из этих разновидностей светоизлучающих изделий делится на подгруппы, которые отличаются типом корпусной части и эксплуатационными характеристиками. Деление на категории определяется номинальной величиной тока сквозь диоды.

Общая классификация светодиодной продукции CREE

К категории мощных светодиодов эксперты относят образцы, которые способны функционировать при силе тока в 350 мА и выше. Сверхъяркие же модели работают на более низкой подаче тока – номинальное значение для таких образцов колеблется в рамках 30-50 мА.

Диоды XLamp производятся в 3 вариативных исполнениях:

Они предназначены для наружного крепления, а их разновидности классифицируются в зависимости от формы и типоразмеров габаритов корпусной части. Сегодня категории XLamp производятся с двумя различными типами диодов, которые отличаются габаритами и номинальным током. Обозначаются эти светоизлучатели буквами С и Е. Так, среди популярных такие модели светодиодных элементов:

• XR-С, XR-Е;
• XP-С, XР-Е;
• MC-Е.

Сверхъяркие светодиоды High-Brightness делятся на 3 большие группы, различиями между которыми являются их варианты исполнения. К первой категории относятся светоизлучающие изделия в корпусах круглой или овальной конфигурации, диаметральный размер которых варьируется от 0,3 до 0,5 см.

Вторая группа состоит из диодных светоизлучателей, которые заключены в квадратный корпус, имеющий      4 вывода для крепления в отверстиях. Этот вариант светодиодки обозначается Р4 (еще именуется как Пиранья (Piranha)).

Ну и в третьей подгруппе светодиоды для наружного крепления в корпусах типа PLCC.

ВИДЕО: Самый мощный светодиодный прожектор в мире

Светотехнические показатели

Большинство моделей мощных светодиодных ламп работают от напряжения 12W. Крайне редко можно встретить образцы, которые требуют источника питания в 24-48W.

Как говорилось немного выше, само значение мощного светодиода расплывчато, что несколько затрудняет выбор подобной осветительной продукции. Кто-то определяет самый мощный светодиод с параметром мощности от 1W, а кому-то нужно узнать, какая самая мощная светодиодная лампа мощностью от 10W.

Мощная светодиодная лампа E40-40w

В нашей публикации будет рассмотрена нижняя граница в 0,5W, поскольку именно в этой категории товаров фирмой CREE был представлен первый в своем роде мощный светодиод.

Лучший из лучших

Рассмотрим светотехнические параметры самого яркого светодиода компании CREE – XLamp XM-L.

Cree XLamp XM-L High Power LED Star

знать! В 2010 году уникальная модель XLamp XM-L смогла стать обладателем нового мирового рекорда. Соотношение параметров яркости к мощности 160 Люм/Вт при использовании тока в 350 мА. В те времена это стало величайшим прорывом в свете осветительных изделий.

Светотехнические показатели диодных световых источников XLamp XM-L на 10W:

• напряжение – 12V;
• энергоэффективность – до 170 lum/W;
• световой поток – до 850 lum при силе тока в 3А;
• номинальная мощность – 10W;
• допустимый ток – 3А;
• габариты основания- 0,5*0,5 см;
• температура света – 4000-5000К;
• непосредственное падение показателей напряжения – не выше 2,9V.

Допустимое значение принимающего тока составляет 3А, при этом светоэлемент выдает уже порядка 910 lum.

Во время своего появления рассматриваемая модель светодиодной лампы создала немало шумихи и на то время все конкурирующие компании не могли представить даже приближенный по светотехническим характеристикам образец.

Именно поэтому в нашей публикации и идет речь о товаре фирмы CREE, как лидера в этом направлении осветительной техники. Не зря же говорят, что они всегда опережают своих конкурентов на один шаг!

Мощный светодиод Малыш ML-E

Еще одна модель мощных и ярких светодиодов от американского производителя класса XLamp, которая называется ML-E.

Новые светодиоды ML-E

Мощностные параметры этого образца – всего 0,5W. Но основываясь на факты и практические исследования, этот LED светоизлучающий элемент характеризуется отличными светотехническими показателями:

• номинальное значение напряжения – 12 Ватт;
• тип исполнения – корпусная часть PLCC4 (поверхностное крепление);
• типоразмеры – 3,5*3,5*1,2 мм;
• энергоэффективность – 112 Люм/Вт (достаточно высокие показатели);
• показатели теплового сопротивления – 11° на Ватт, чем не могут похвастать аналогичные по эксплуатационным параметрам светоизлучающие изделия;
• допустимый ток – 175 мА (оптимальное значение – 150 мА);
• температура света – 2600-8300°К;
• показатели яркости – 30 lum и 51 lum.

Перечислять все модели мощных светодиодов можно очень и очень долго, поскольку нами были рассмотрены всего два самых популярных образца в своих категориях, которых не так уж и мало. Есть еще светодиодки на 3W, 20W, 50W, 100W и т.

д. И в каждой из этих категорий есть свой самый мощный и ярких образец. Так, к примеру, есть мощные светодиоды 10W 12V 800 lum, которые пользуются огромной популярностью среди автовладельцев при устройстве осветительной системы.

Новые разработки

В дальнейшем компания CREE планирует усовершенствовать диоды группы XР. Серия XР-E время от времени пополняется новыми моделями, среди которых мощные ИК диоды, монохромные излучатели. И если сегодня под этой маркой выпускаются светодиоды преимущественно теплых цветов, то в дальнейшем в разработке холодные цвета (синий, голубой, зеленый), и янтарные оттенки.

Cree XLamp XP-E Color LED

Новые светоизлучающие элементы будут иметь угол излучения 130°, а их номинальный рабочий ток будет достигать 700-1000 мА. Также стоит отметить что на очереди производства четырехцветные диоды серии МС-Е: синий, красный, зеленый и белый. Они будут выпускаться в теплом свете (4000°К) и в холодном (6000°К).

Вот, собственно, и все, что мы хотели донести до вашего сведения. Надеемся, что предоставленной информации вполне достаточно, для того, чтоб у вас в голове сложилась полная картина о рассматриваемых светодиодах, вы нашли ответы на интересующие вас вопросы и смогли купить нужный вариант.

ВИДЕО: Монтаж мощных светодиодов

Источник: http://www.DiodGid.ru/led/moshnye-svetodiody/

Сверхяркие светодиоды – что это такое, разновидности и применение

Сверхяркие светодиоды – это источники светодиодного освещения мощностью от 1 Ватта с силой тока 300 мА и выше, обладающие высокой яркостью свечения. Светодиод мощностью 10 Ватт получают при использовании 10 таких светоизлучающих диодов в виде матрицы.

Светодиодная матрица мощностью 80 Ватт.

Как устроен сверхъяркий светодиод

Ультраяркий светодиод имеет такую же конструкцию, как и обычный, c той лишь разницей, что светоизлучающие кристаллы в нем устанавливаются на специальное основание, а в мощном сверхъярком led в конструкции предусмотрен теплоотвод. Во всем остальном – это такой же светоизлучающий диод с p-n переходом, который в результате протекания электрического тока создает оптическое излучение.

Разновидности

Деление сверхярких светодиодов на виды является довольно условным, т.к. каждый имеет свои уникальные характеристики.

На сегодняшний день основными странами-производителями ультраярких светодиодов являются США (компания «CREE»), Тайвань (компания «Epistar») и, конечно же, Китай.

Наиболее полную классификацию таких светоизлучающих диодов предоставила компания «CREE», в  соответствии с которой их можно разделить на следующие типы:

• в стандартных корпусах круглого (3 и 5мм) или овального (4 и 5мм) сечения с двумя выводами STD (серии 374, 503, 512, 535, 4SM, 5SM и т.д.);
• в корпусе типа P4 («Пиранья») (серии Р41, Р42, Р43);
• в корпусах для поверхностного монтажа PLCC (серии LM1, LM3, LM4, LA1, LN6, LP6 и т.д.).

Последняя группа led является наиболее разнообразной и востребованной. В нее входят светодиоды разных цветов с различным количеством кристаллов. Они также отличаются углами рассеивания и размерами.

На фото показан внешний вид ультраярких и мощных светоизлучающих диодов согласно классификации фирмы «CREE».

Мощные сверхяркие

В отдельную группу можно выделить мощные сверхяркие светодиоды XLamp. Их главной конструктивной особенностью является наличие радиатора для отвода тепла, вызванного большим рабочим током (350мА и выше).

Чем эффективнее отвод тепла – тем больше время работы сверхъяркого мощного светодиода.

Данная группа имеет три варианта исполнения – XR, XP и MC. Они отличаются между собой формами и размерами корпусов. Именно они нашли широкое применение во внутреннем и наружном освещении автомобилей.

Светодиоды SMD

LED SMD также можно условно отнести к мощным сверхъярким светоизлучающим диодам. Они имеют несколько серий (3528, 5050,3014, 3020, 2835 и т.д.). Но самым востребованным на рынке светодиодного освещения является SMD 5050.

Он нашел широкое применение в светильниках благодаря белому цвету свечения. Мощность такого led может достигать 1Вт, поэтому его корпус имеет теплоотвод.

На фото мы можем увидеть, как выглядит LED SMD 5050.

Характеристики

Самой важной из всех характеристик является рабочий ток. Ультраяркие мощные светодиоды работают на постоянном токе, и превышение его значения приводит к выходу из строя led. Средний рабочий ток сверхъяркого равняется 15 – 20мА, ток мощного ультраяркого светодиода может достигать и 1А.

Рабочим напряжением (далее U) называют величину падения напряжения на светодиоде. Светоизлучающие диоды выпускаются с рабочим U равным 1,5 – 4 В.

Диоды разных цветов имеют различное U(самое низкое имеют диоды инфракрасного цвета – 1,5-1,9В, а самое высокое – белый диод – 3-3,7В).

Средний показатель мощности для ультраярких светодиодных источников составляет 0,2-0,3Вт, а для мощных сверхярких источников — 1 Вт.

Если на коробке мощного светодиода указаны ток и напряжение, но не указана мощность, определить ее довольно легко,  перемножив указанные значения между собой.

Для получения необходимой интерьерной подсветки важными показателями будут: цвет свечения, угол рассеивания, световой поток.

Сверхяркие мощные светодиоды представлены в следующей цветовой гамме: янтарный, оранжевый,  синий, зеленый, красный и белый. В свою очередь белый цвет может выдавать холодный белый свет (5000 – 7000K), белый (3500-5000К), теплый белый (2700-3500К).

Угол рассеивания варьируется от 15º до 120º в зависимости от типа. Самый маленький угол рассеивания имеет серия в стандартном корпусе круглого сечения, а самый большой – серия PLCC. Использование сверхярких светодиодов с разными углами рассеивания дает возможность расставлять необходимые акценты в интерьере.

Световой поток играет важную роль для получения заданного уровня освещенности помещения.

Плюсы и минусы

Сверхъяркие led становятся все более востребованными на рынке освещения.  Причина кроется в преимуществах, которыми обладают данные источники света:

• большой срок эксплуатации (50 000-100 000 часов);
• высокая экономичность;
• устойчивость к перепадам напряжения;
• возможность работы при низких температурах окружающей среды;
• компактность. Сверхяркие светодиоды имеют небольшие размеры, что позволяет монтировать их в совсем маленькие приборы;
• экологичность (отсутствие ртути, паров газов или других опасных веществ);
• ударопрочность и виброустойчивость;
• светодиодные технологии обеспечивают большое разнообразие при проектировании интерьерного, декоративного освещения, а также цифровой контроль цвета и интенсивности света;
• устойчивость к многократным включениям.

Как видим, параметры работы подобных устройств выгодно отличаются от других источников света. Но кроме достоинств, имеются и некоторые недостатки:

• высокая цена, значительно увеличивающая срок окупаемости осветительного прибора;
• низкие технические характеристики в некачественных изделиях;
• необходимость применения драйверов, что увеличивает стоимость;
• невозможность использования регуляторов освещения для всех видов сверхярких светодиодов. Устройство этих регуляторов сложнее, чем для традиционных источников света, что также сказывается на их стоимости;
• заявленные названия цветопередачи не всегда соответствуют реальным характеристикам;
• небольшой угол рассеивания света;
• сложности в получении равномерного освещения из-за уникальности характеристик каждого LED и т.д.

Несмотря на перечисленные недостатки при правильном подходе к выбору и монтажу часть их можно нивелировать.

Особенности применения

Сегодня, благодаря  положительным качествам, сверхяркие светодиоды нашли широкое применение:

• в качестве светоизлучающих элементов в светофорах, дорожных знаках и светодиодных экранах;
• в автомобилестроении (приборы освещения и индикации внутри автомобиля и снаружи); Существуют комплекты, в которых ультраяркие светодиоды на напряжение 12В уже готовы к подключению в электрическую схему питания автомобиля;
• в рекламной сфере;
• в ландшафтном освещении, освещении жилых и общественных зданий и т.д.

Светодиодный светофор — не редкость в современном мире

Итоги

Сверхяркие светодиоды позволяют получать большой световой поток  при малом потреблении электроэнергии. Такие свойства позволят решить вопрос с большими затратами электроэнергии на освещение, которые на сегодняшний день остаются значительными, а также создать необходимый уровень освещения внутри зданий и снаружи.

Источник: http://ledno.ru/svetodiody/sverhyarkie-led.html