Надяскраві світлодіоди - що це таке, різновиди і застосування
Надяскраві світлодіоди - це джерела світлодіодного освітлення потужністю від 1 Ватта з силою струму 300 мА і вище, що володіють високою яскравістю світіння. Світлодіод потужністю 10 Ватт отримують при використанні 10 таких світлодіодів у вигляді матриці.
Світлодіодна матриця потужністю 80 Ватт.
Як влаштований над'яскравих світлодіодів
Ультраяскравий світлодіод має таку ж конструкцію, як і звичайний, c тією лише різницею, що светоизлучающие кристали в ньому встановлюються на спеціальну підставу, а в потужному надяскравих led в конструкції передбачений тепловідвід. У всьому іншому - це такий же світловипромінювальних діод з p-n переходом, який в результаті протікання електричного струму створює оптичне випромінювання.
різновиди
Розподіл надяскравих світлодіодів на види є досить умовним, тому що кожен має свої унікальні характеристики.
На сьогоднішній день основними країнами-виробниками ультраяскравих світлодіодів є США (компанія «CREE»), Тайвань (компанія «Epistar») і, звичайно ж, Китай.
Найбільш повну класифікацію таких світлодіодів надала компанія «CREE», відповідно до якої їх можна розділити на наступні типи:
- в стандартних корпусах круглого (3 і 5 мм) або овального (4 і 5 мм) перетину з двома висновками STD (серії 374, 503, 512, 535, 4SM, 5SM і т.д.);
- в корпусі типу P4 ( «Піранья») (серії Р41, Р42, Р43);
- в корпусах для поверхневого монтажу PLCC (серії LM1, LM3, LM4, LA1, LN6, LP6 і т.д.).
Остання група led є найбільш різноманітною і затребуваною. У неї входять світлодіоди різних кольорів з різною кількістю кристалів. Вони також відрізняються кутами розсіювання і розмірами.
На фото показаний зовнішній вигляд ультраяскравих і потужних світлодіодів згідно класифікації фірми «CREE».
потужні сверхяркие
В окрему групу можна виділити потужні сверхяркие світлодіоди XLamp. Їх головною конструктивною особливістю є наявність радіатора для відводу тепла, викликаного великим робочим струмом (350мА і вище).
Чим ефективніше відведення тепла - тим більше час роботи над'яскравих потужного світлодіода.
Дана група має три варіанти виконання - XR, XP і MC. Вони відрізняються між собою формами і розмірами корпусів. Саме вони знайшли широке застосування у внутрішньому і зовнішньому освітленні автомобілів.
світлодіоди SMD
LED SMD також можна умовно віднести до потужних над'яскравих светоизлучающим диодам. Вони мають кілька серій (3528, 5050,3014, 3020, 2835 і т.д.). Але найбільш затребуваним на ринку світлодіодного освітлення є SMD 5050.
Він знайшов широке застосування в світильниках завдяки білому кольору світіння. Потужність такого led може досягати 1 Вт, тому його корпус має тепловідвід.
На фото ми можемо побачити, як виглядає LED SMD 5050.
Характеристики
Найважливішою з усіх характеристик є робочий струм. Ультраяскравих потужні світлодіоди працюють на постійному струмі, і перевищення його значення призводить до виходу з ладу led. Середній робочий струм над'яскравих дорівнює 15 - 20 мА, струм потужного ультраяскравий світлодіода може досягати і 1А.
Робочою напругою (далі U) називають величину падіння напруги на світлодіоді. Світловипромінюючі діоди випускаються з робочим U рівним 1,5 - 4 В. Діоди різних кольорів мають різне U (найнижче мають діоди інфрачервоного кольору - 1,5-1,9В, а найвища - білий діод - 3-3,7В). Одним драйвером з постійним вихідним U = 12В можливе підключення, наприклад, чотирьох світлодіодів з робочим U = 3В або дванадцяти світлодіодів з робочим U = 1В.
Середній показник потужності для ультраяскравих світлодіодних джерел становить 0,2-0,3Вт, а для потужних надяскравих джерел - 1 Вт.
Якщо на коробці потужного світлодіода вказані струм і напруга, але не вказана потужність, визначити її досить легко, перемноживши зазначені значення між собою.
Для отримання необхідної декоративної підсвітки важливими показниками будуть: колір світіння, кут розсіювання, світловий потік.
Надяскраві потужні світлодіоди представлені в наступній кольоровій гамі: бурштиновий, оранжевий, синій, зелений, червоний і білий. У свою чергу білий колір може видавати холодне біле світло (5000 - 7000K), білий (3500-5000К), теплий білий (2700-3500К).
Кут варіюється від 15º до 120º залежно від типу. Найменший кут розсіювання має серія в стандартному корпусі круглого перетину, а найбільший - серія PLCC. Використання надяскравих світлодіодів з різними кутами розсіювання дає можливість розставляти необхідні акценти в інтер'єрі.
Світловий потік грає важливу роль для отримання заданого рівня освітленості приміщення.
особливості харчування
Перед підключенням світлодіода необхідно уважно вивчити, на який струм і напруга він розрахований. Ультраяскравих підключають через драйвер, який дає можливість стабілізувати струм, необхідний для нормальної роботи LED. Драйвер з вихідною напругою 12В підключається до мережі 220В.
Нижче наведена найпростіша схема підключення декількох світлодіодів через драйвер.
особливості монтажу
Основною умовою при установці і підключенні led є необхідність дотримання полярності.
Потужні сверхяркие світлодіоди потребують додаткового охолодженні, так як під час роботи вони інтенсивно нагріваються.
У потужних ультраяскравих led температура нагріву кристала впливає на нормальну роботу надяскравого світлодіода, тому при його монтажі необхідно зробити тепловідвід, який можна здійснити за допомогою радіатора.
Застосовувані теплопроводящие підстави є провідниками електрики, тому при установці светоизлучающего діода необхідно забезпечувати їх електроізоляцію.
Крім того, світловипромінювальних діод - крихке виріб, слід обережно встановлювати щоб уникнути деформації його корпуса.
Плюси і мінуси
Яскравий led стають все більш затребуваними на ринку освітлення. Причина криється в перевагах, якими володіють дані джерела світла:
- великий термін експлуатації (50 000-100 000 годин);
- висока економічність;
- стійкість до перепадів напруги;
- можливість роботи при низьких температурах навколишнього середовища;
- компактність. Надяскраві світлодіоди мають невеликі розміри, що дозволяє монтувати їх в зовсім маленькі прилади;
- екологічність (відсутність ртуті, пари газів або інших небезпечних речовин);
- ударостійкість і вібростійкість;
- світлодіодні технології забезпечують велику різноманітність при проектуванні інтер'єрного, декоративного освітлення, а також цифровий контроль кольору і інтенсивності світла;
- стійкість до багаторазових включень.
Як бачимо, параметри роботи подібних пристроїв вигідно відрізняються від інших джерел світла. Але крім переваг, є і деякі недоліки:
- висока ціна, що значно збільшує термін окупності освітлювального приладу;
- низькі технічні характеристики в неякісних виробах;
- необхідність застосування драйверів, що збільшує вартість;
- неможливість використання регуляторів освітлення для всіх видів надяскравих світлодіодів. Пристрій цих регуляторів складніше, ніж для традиційних джерел світла, що також позначається на їх вартості;
- заявлені назви кольору не завжди відповідають реальним характеристикам;
- невеликий кут розсіювання світла;
- складності в отриманні рівномірного освітлення через унікальність характеристик кожного LED і т.д.
Незважаючи на перераховані недоліки при правильному підході до вибору і монтажу частина їх можна нівелювати.
особливості застосування
Сьогодні, завдяки позитивним якостям, сверхяркие світлодіоди знайшли широке застосування:
Світлодіодний світлофор - не рідкість в сучасному світі
Надяскраві світлодіоди дозволяють отримувати великий світловий потік при малому споживанні електроенергії. Такі властивості дозволять вирішити питання з великими витратами електроенергії на освітлення, які на сьогоднішній день залишаються значними, а також створити необхідний рівень освітлення всередині будівель і зовні.