Charakteristika LED: základní parametry a charakteristické vlastnosti
LED osvětlení lze bezpečně označit za nejúčinnější. Při minimální spotřebě energie jsou tyto produkty schopné generovat dostatečně velký světelný tok. Pokud znáte hlavní vlastnosti LED, můžete si vybrat nejlepší volbu z hlediska osvětlení místnosti a provozních nákladů. Nabízíme vám seznámení s hlavními typy diod, jejich charakteristickými vlastnostmi a postupem instalace.
Obsah článku
- 1 Co je LED: princip, zařízení
- 2 Typy LED podle účelu
- 3 Hlavní vlastnosti LED
- 4 LED diody SMD: standardní velikosti a hlavní charakteristiky
- 5 Kontrola LED pomocí multimetru
- 6 LED barevné značení
- 7 Dekódování kódu značení LED pásky
- 8 Co dělat s LED diodami vlastními rukama
- 9 Schémata připojení LED
- 10 Video: základní parametry LED
Co je LED: princip, zařízení
Je obvyklé nazývat LED polovodičové zařízení, které v průběhu své činnosti převádí proud na světelné záření. Skládá se z polovodičového krystalu umístěného na substrátu, obalu a optického systému. Charakteristická záře se objeví, když se elektrony a díry rekombinují v oblasti pn-spojení. Pro vytvoření spojení p-n se do vrstev blízkých kontaktu zavádějí speciální legovací prvky.Na jedné straně jsou akceptorem, na druhé dárcem.
Typy LED podle účelu
Stojí za to podrobněji pochopit, co jsou LED. Takové výrobky jsou obvykle rozděleny do dvou velkých skupin: osvětlení a indikátor. Každý typ má své vlastní výhody a možnou oblast použití. Navrhujeme, abyste se podrobněji seznámili s každou skupinou, abyste lépe porozuměli široké škále produktů LED.
Kontrolky: speciální funkce
Indikační zařízení jsou díky svým vlastnostem široce používána pro barevnou indikaci. Používají se k osvětlení palubních desek, displejů a řady dalších produktů. S relativně nízkým výkonem (méně než 0,2 W) indikují indikátory LED střední jas.
Obvykle se dělí na:
- LED diody DIP, sestávající z krystalu emitujícího světlo uloženého ve válcovém nebo obdélníkovém pouzdře. Umožňuje realizovat širokou škálu barevného záření. Jsou jednobarevné a vícebarevné. Mají malý úhel rozptylu;
- Super tok "Piranha". Vysoce jasná čtyřvodičová zařízení v obdélníkovém obalu. Vhodné pro montáž na desku. Vyrábí se s různými teplotami žhavení v pouzdrech s objektivem i bez něj. Úhel rozptylu závisí na modelu a je 40⁰-120⁰. Relevantní pro dopravní a reklamní cedule;
- Slaměný klobouk. Prokázat velký úhel rozptylu (100–140⁰) kvůli blízkosti krystalu k přední stěně objektivu. Podobně jako u konvenčních válcových modelů. Mají velký poloměr čočky a nižší výšku;
- LED diody SMD. Výrobky se standardními velikostmi těla. Často se používá při výrobě LED pásků.
Osvětlení LED: charakteristické rysy
Světelné prvky jsou součástí LED lampy a pásky, světlomety a další výrobky, u kterých je důležité zajistit vysokou intenzitu záře. Mají velkou moc. K dispozici v povrchově montovatelných pouzdrech. Jsou pouze bílé (studené nebo teplé). Přidělit:
- Osvětlení SMD LED. Nejběžnější typ s rozptylovým úhlem 100⁰-130⁰. Během výrobního procesu je emitující krystal potažen vrstvou fosforu a namontován na hliníkový nebo měděný substrát, který zajišťuje dostatečný odvod tepla;
- LED diody COBskládající se z velkého počtu krystalů. Mají velký úhel rozptylu;
- LED vlákno. Často se používá jako dekorativní osvětlení. Mají nižší účinnost než SMD.
Výhody a nevýhody LED osvětlení
Mezi hlavní výhody LED osvětlení patří:
- úspora energie, která vám umožní snížit náklady na elektřinu;
- různé barvy záře;
- dostupnost volby teploty barev;
- odlišný úhel propustnosti světla, což vám umožní vybrat si tu správnou volbu pro každou místnost;
- malý faktor zvlnění.
Mezi nevýhody je třeba poznamenat stárnutí, relativně krátkou životnost a vytápění.
Hlavní vlastnosti LED
Při výběru LED lampy byste měli věnovat pozornost parametrům LED. Tím se určí možnost použití produktu za konkrétních provozních podmínek a zajištění požadované úrovně osvětlení v místnosti.Pozornost by měla být věnována výkonu, napětí, provoznímu proudu, světelnému výkonu, teplotě žhavení a řadě dalších parametrů.
Křišťálový proud
Většina LED je navržena pro aktuální spotřebu 0,02 A. Výrobci však nabízejí produkty skládající se ze čtyř krystalů umístěných v jednom balení. Díky tomuto designu jsou produkty dimenzovány na 0,08 A, což je součet 0,02 A spotřebovaných každým krystalem.
Množství proudu LED ovlivňuje stabilitu zařízení. S mírným zvýšením tohoto parametru intenzita záření klesá a teplota barev se zvyšuje. O tom svědčí charakteristický modrý odstín a předčasné selhání.
Pozornost! S výrazným skokem v síle proudu LED okamžitě zhasne.
Chcete-li omezit velikost proudu LED lamp a svítidla jsou doplněny proudovými stabilizátory. Pokud je k dispozici, proud se převede, aby se dosáhlo požadované hodnoty. Pro připojení samostatné LED se používá odpor omezující proud, jehož odpor se počítá s přihlédnutím k charakteristikám připojeného produktu.
Rada! Pro správnou volbu rezistoru stojí za to použít online kalkulačku, která pomáhá vypočítat požadovaný odpor.
Napětí LED
U LED diod je napájecí napětí irelevantní. Důležitou charakteristikou je velikost poklesu napětí na LED, která číselně odpovídá velikosti výstupního napětí výrobku poté, co jím prochází jmenovitý proud. Charakteristika je uvedena na obalu. Známe-li tuto hodnotu, je snadné vypočítat zbývající napětí na krystalu, což je při výpočtech zohledněno.
Výrobci nabízejí LED diody s různým napětím, které poznáte podle barvy záře. Pokud je krystal bílý, zelený nebo modrý, je napětí přibližně 3 V. U červených a žlutých produktů může být požadovaný parametr v rozmezí 1,8-2,4 V.
Při paralelním zapojení diod je třeba pečlivě sledovat vlastnosti každého produktu. I malý skok napětí 0,1 V způsobí výrazné zvýšení síly proudu. Výsledkem je, že taková LED určitě shoří.
Odpor diod
Diody se vyznačují přítomností dvou typů odporu: diferenciálního a stejnosměrného. V přímé části charakteristiky I - V je rozdílový odpor malý a menší než odpor proti stejnosměrnému proudu. Na opačné straně má diferenciální odpor sklon k nekonečnu a převyšuje odpor proti stejnosměrnému proudu.
Světelný výkon, úhel osvětlení: důležité parametry
Tradičně se při porovnávání světelného toku z různých zdrojů berou v úvahu vlastnosti generovaného záření. LED o průměru 5 mm se může stát světelným zdrojem 1-5 lm (vlastnosti super-jasných LED jsou vyšší), ačkoli 100W žárovka vytvoří světelný tok 1000 lm. Je nesprávné provádět srovnání tímto způsobem, protože světlo z obyčejné lampy bude rozptýlené a z diody - směrové. Pro porovnání charakteristik jmenovaných světelných zdrojů je třeba věnovat pozornost úhlu rozptylu diod.
U LED diod se úhel rozptylu může pohybovat od 20 do 120 stupňů. Díky svému designu vytvářejí LED diody jasnější světlo ve středu a snižují úroveň osvětlení směrem k okrajům úhlu rozptylu. Díky tomu je možné zajistit požadovanou úroveň osvětlení místnosti s nižší hodnotou spotřeby energie. Pro zvětšení osvětlovací plochy jsou svítidla vybavena rozptylovými čočkami.
Výkon LED: v porovnání se žárovkou
Poté, co se rozhodli vyměnit zastaralé žárovky za LED, ne každý jasně chápe, jaké energetické produkty stojí za nákup. Odborníci doporučují použít korekční faktor K = 8. Pokud tedy byla k osvětlení místnosti použita 100 W lampa, můžete dosáhnout stejné úrovně osvětlení instalací analogového LED s minimálním výkonem 100 W / 8 = 12,5 W. Chcete-li zjistit, které žárovce konkrétní LED odpovídá, můžete použít následující tabulku:
Výkon LED světel, W | |
---|---|
VEDENÝ | Vlákno |
3 | 25 |
5 | 40 |
7,5-8 | 60 |
10 | 75 |
12-12,5 | 100 |
Při výběru a porovnávání různých světelných zdrojů je třeba věnovat pozornost takové vlastnosti, jako je účinnost. Jeho číselná hodnota je určena dělením světelného toku (Lm) výkonem (W). U žárovek je tedy tento indikátor v průměru v rozmezí 10–12 Lm / W a u LED žárovek může dosáhnout 130–140 Lm / W.
Teplota barev je kritériem, které určuje pohodlí vnímání světelného toku
Teplota žhavení patří do kategorie důležitých charakteristik. Jeho měrnou jednotkou jsou stupně Kelvina (K). Rozdělení se provádí v závislosti na teplotě záře.
Pozornost! Komfort vnímání konkrétního světelného zdroje závisí hlavně na jeho barevné teplotě.
Hodnota barevné teploty je vždy uvedena ve značení LED žárovek. Odpovídá čtyřmístnému číslu následovanému písmenem K. Při výběru LED lampy byste se měli zaměřit na budoucí oblast použití. Navrhujeme, abyste se seznámili s možnou oblastí použití LED lampy v závislosti na její barevné teplotě a barvě záře:
Barevná teplota, K. | Barva záře | Doporučená oblast použití |
---|---|---|
2700-3500 | Bílé teplé | Domácí a kancelářské prostory. Výrobky schopné vyměnit žárovku. |
3500-5300 | Neutrální (denní) | Pracoviště ve výrobních zařízeních. |
více než 5300 | Studený | Jako venkovní světelný zdroj a při výrobě ručních světel. |
1800 | Červené | Dekorativní a rostlinné osvětlení. |
7500 | Modrý | Fyto-osvětlení, vnitřní osvětlení. |
3300 | Žlutá | Vnitřní osvětlení. |
Barevnou teplotu LED lze vyjádřit vlnovou povahou světla. Při značení výrobků LED je teplota barvy často vyjádřena různými vlnovými délkami. Je označen λ a je vyjádřen v nanometrech (nm).
Velikost čipu: legenda v označení
V označení prvku LED je velikost šifrována ve formě čtyřmístného čísla uvedeného na desce. Mezi nejoblíbenější geometrické parametry minulosti patří výrobky 5050 a 3528. Byly nahrazeny jasnějšími konkurenty 5630 a 5730.
V tomto konvenčním označení první dvě číslice odpovídají délce čipu a následující odpovídají jeho šířce vyjádřené v milimetrech. Model 5730 bude mít délku čipu 57 mm a šířku 30 mm. Rozdíl v poměru stran je způsoben odlišným počtem krystalů, které tvoří LED. Dioda 3528 má jednu, 5050 tři. Tato vlastnost LED pro svítilny určuje jejich konstrukční vlastnosti.
Velikost krystalů je důležitým parametrem
Velikost krystalu má přímý dopad na množství proudu, který jím může procházet. Čtvercové modely jsou vybaveny běžnými krystaly 1 nebo 2 W, které mají standardní velikost 30 mil, respektive 45 mil. Mezi výkonnější analogy patří krystaly 10, 20, 30, 50 nebo 100 W s geometrickými parametry 24 mil při 24 mil, 24 mil při 44 mil nebo 44 mil při 44 mil. Modely s nízkou spotřebou mohou být vytvořeny z krystalů různých velikostí. Mohou zahrnovat 2-3 prvky zapojené nejen sériově, ale také paralelně.
LED diody SMD: standardní velikosti a hlavní charakteristiky
Výrobci nabízejí LED diody SMD různých velikostí. Na základě geometrických parametrů je obvyklé rozdělit produkty do různých skupin v závislosti na teplotě barev, jasu a výkonu. Značení LED zahrnuje jejich geometrické rozměry: délku a šířku, vyjádřené v milimetrech. Nabízíme vám seznámení se s nejpopulárnějšími standardními velikostmi, abychom se lépe orientovali v sortimentu nabízeném výrobci.
Hlavní parametry LED SMD 2835
Při studiu technických charakteristik SMD 2835 byste měli věnovat pozornost zvýšené oblasti záření. Model je na rozdíl od SMD 3528 s kulatým pracovním povrchem vyráběn v obdélníkovém tvaru. Takové konstruktivní řešení, navzdory nižší výšce (0,8 mm) prvku, poskytuje vyšší světelný výkon. Generuje světelný tok odpovídající 50 lm.
Vzhledem k tomu, že se k výrobě pouzdra používá tepelně odolný polymer, je produkt schopen odolat účinkům dostatečně vysoké teploty (až 240 ° C). Po 3000 hodinách provozu vykazuje produkt degradaci záření nejvýše o 5%. Má nízký tepelný odpor spojení krystal-substrát (4 C / W). Maximální provozní proud je 0,18 A při teplotě krystalu 130 ° C.
Barva záře se může lišit:
- Teplá bílá s teplotou 4000 K;
- Denní bílá ekvivalentní 4800 K;
- Čistě bílá v rozmezí 5000-5800 K.
- Studená bílá, což odpovídá 6500-7500 K.
Barva záře má přímý dopad na světelný tok. Tento parametr LED SMD 2835 bude největší u produktů se studenou bílou záře a minimální u teplé bílé. Větší kontaktní podložky modelu přispívají k intenzivnějšímu rozptylu tepla.
Pozornost! Vlastnosti 2835 LED umožňují použití pro jakýkoli typ instalačních prací.
SMD 5050: charakteristiky LED
SMD 5050 předpokládá umístění tří LED stejného typu v jednom případě o rozměrech 50 x 50 mm. Technické vlastnosti použitých LED zdrojů červené, modré a zelené barvy jsou podobné jako u krystalů instalovaných v SMD 3528. Každá ze tří LED má pracovní proud 0,02 A s celkovou hodnotou 0,06 A. Uvedená hodnota je limit. Překročení hodnoty může způsobit poruchu zařízení.
Zařízení jsou navržena pro stejnosměrné napětí 3-3,3 V se světelným výkonem (světelný tok) 18-21 lm. Každý krystal má výkon 0,7 W a celková hodnota je 0,21 W. Zařízení je schopné generovat záři různých barev od monotónní bílé, zelené, modré, žluté až po vícebarevnou.
Design a vlastnosti LED diod 5050 umožňují individuální ovládání každé barvy díky těsnému uspořádání prvků. Ovladače obsažené ve svítidlech vám umožňují plynule upravovat barvu záře plynulým přechodem z jednoho na druhý po určité době. Schopnost má často několik režimů ovládání ovládání jasu.
Hlavní vlastnosti LED SMD 5730
Moderní výrobky s geometrickými parametry 5,7 × 3 mm. Díky stabilnímu výkonu patří LED SMD 5730 do kategorie super jasných produktů. K jejich výrobě se používají nové materiály, díky nimž mají zvýšený výkon a vysoce účinný světelný tok. SMD 5730 může pracovat za podmínek vysoké vlhkosti. Nebojí se vibrací a teplotních výkyvů. Vyznačují se dlouhou životností. Mají úhel rozptylu 120 stupňů. Po 3000 hodinách provozu stupeň nepřesahuje 1%.
Výrobci nabízejí zařízení dvou typů: s výkonem 0,5 a 1 W. První jsou označeny SMD 5730-0,5, druhé jsou označeny SMD 5730-1. Zařízení může pracovat na impulzní proud.U SMD 5730-0,5 je jmenovitý proud 0,15 A a při přepnutí na pulzní provozní režim může dosáhnout 0,18 A. Je schopen vytvořit světelný tok až 45 lm.
U SMD 5730-1 je jmenovitý proud 0,35 A, pulzní proud může dosáhnout 0,8 A se světelnou účinností 110 lm. Díky použití tepelně odolného polymeru ve výrobním procesu se tělo přístroje nebojí vystavení dostatečně vysokým teplotám (do 250 ° C).
Cree: skutečné vlastnosti
Výrobky amerického výrobce jsou prezentovány v široké škále. Řada Xlamp zahrnuje produkty s jedním nebo více čipy. První jsou charakterizovány distribucí záření podél okrajů zařízení. Toto inovativní řešení umožnilo organizovat výrobu lamp s velkým úhlem záře s minimálním počtem krystalů.
Série XQ-E High Intensity je nejnovějším vývojem společnosti. Výrobky mají úhel záře 100-145 stupňů. S relativně malými geometrickými parametry 1,6 x 1,6 mm mají takové LED diody výkon 3 V se světelným tokem 330 lm. Vlastnosti jednoduchých LED diod Cree zajišťují vysoce kvalitní barevnou reprodukci CRE 70-90.
Vícečipová LED zařízení mají nejnovější typ napájecího zdroje 6-72 V. Obvykle jsou rozdělena do tří skupin podle výkonu. Produkty do 4 W mají 6 krystalů a jsou k dispozici v baleních MX a ML. LED dioda XHP35 je dimenzována na 13 W. Mají úhel rozptylu 120 stupňů. Mohou být teplé nebo studené bílé.
Kontrola LED pomocí multimetru
Někdy je nutné otestovat výkon LED. To lze provést pomocí multimetru. Testování se provádí v následujícím pořadí:
Pozornost! Pokud jsou kontakty smíšené, nebude pozorována žádná charakteristická záře.
LED barevné značení
Chcete-li zakoupit LED požadované barvy, doporučujeme vám seznámit se s barevným symbolem obsaženým v označení. U CREE se nachází za označením řady LED a může to být:
- WHTpokud je záře bílá;
- TÍTpokud je vysoká účinnost bílá;
- BWT pro bílou druhou generaci;
- BLUpokud je záře modré světlo;
- GRN pro zelenou;
- ROY pro královskou (jasnou) modrou;
- ČERVENÉ v červené.
Jiní výrobci často používají jinou konvenci. KING BRIGHT vám tedy umožňuje vybrat model se zářením nejen určité barvy, ale také odstínu. Označení přítomné v označení bude odpovídat:
- Červená (I, SR);
- Oranžová (N, SE);
- Žlutá (Y);
- Modrá (PB);
- Zelená (G, SG);
- Bílá (PW, MW).
Rada! Podle legendy konkrétního výrobce proveďte správnou volbu.
Dekódování kódu značení LED pásky
K výrobě LED pásky se používá dielektrikum o tloušťce 0,2 mm. Jsou na něj aplikovány vodivé stopy, které mají kontaktní podložky pro čipy určené pro montáž SMD součástek. Páska obsahuje jednotlivé moduly o délce 2,5-10 cm a je navržena pro napětí 12 nebo 24 voltů. Modul může obsahovat 3-22 LED diod a několik rezistorů. Délka hotových výrobků je v průměru 5 metrů se šířkou 8-40 cm.
Na cívce nebo obalu je umístěn štítek, který obsahuje všechny relevantní informace o LED pásku. Dekódování označení je vidět na následujícím obrázku:
Související článek:
V tomto článku si povíme, jak na to schéma zapojení 220V LED pásku do sítě... Takovou strukturu si můžete nainstalovat sami. A s tím vám pomůžeme.
Co dělat s LED diodami vlastními rukama
LED diody se často používají k výrobě nestandardních produktů. Samostatně sestavené modely jsou často mnohonásobně lepší než hotové protějšky. Nabízíme vám, abyste se seznámili s nápady, které lze realizovat vlastními rukama.
LED stabilizátor proudu
Stabilizátor napětí lze vyrobit v následujícím pořadí:
DRL vyrábíme z LED diod
Světla pro denní svícení si můžete vyrobit sami, pokud chcete zvýšit viditelnost automobilu ve dne. K tomu se pro každý blok a hliníkovou desku používá 5-7 LED diod 1 nebo 3 W. Prvky jsou připevněny k základně tepelně vodivým lepidlem.
Montáž blikajících LED diod
Blikající LED je sestavena podle různých schémat. V závislosti na sledovaných cílech můžete zvolit monochromatické prvky nebo různé barvy. Nejčastěji je implementován princip „Darlingtonova páru“, který zahrnuje střídavé nabíjení a vybíjení dvou kondenzátorů se sekvenčním přenosem energie z jedné diody na druhou.
Světlo a hudba na LED
Pomocí LED diod můžete sbírat světlo a hudbu, což dodá veselí. Obrázek ukazuje podrobný diagram, který vám umožní dosáhnout požadovaného výsledku. Mikrofon zahrnutý v obvodu je elektrický signál, který transformuje zvuk. Stojí za to věnovat pozornost velmi jasným 3V LED.
LED indikátor napětí
Indikátor napětí lze sestavit sami podle schématu zobrazeného na obrázku. To bude vyžadovat řadu rezistorů, tranzistorů, LED diod a napájecích zdrojů. Při správné montáži se při připojení napětí rozsvítí zelené světlo a pokud spadne, červené.
Schémata připojení LED
Při připojování LED diod byste měli dodržovat určitá pravidla. Měli byste dodržovat schéma, protože proud se pohybuje jedním směrem.
Výpočet odporu LED
Chcete-li zjistit, jak vypočítat odpor pro LED, stačí si připomenout Ohmův zákon, který popisuje závislost požadovaného parametru (R) na hodnotě proudu (I) a napětí (U): R = U / I. Pokud potřebujete připojit 3 V LED určenou pro proud 0,02 A k 5 V napájecímu zdroji, budete muset odstranit další 2 V zahrnutím odporu s dostatečným odporem rovným 100 Ohm v obvodu.
Někdy se podle výsledků výpočtu může ukázat, že odpor LED by měl být zvýšen o nestandardní hodnotu, když získal odpor s nejbližší vyšší hodnotou odporu, než je požadováno. Světelný tok vyzařovaný zařízením se mírně sníží, i když to nebude vizuálně patrné.
Schéma připojení LED k síti 220 V.
Použitý zdroj energie určuje postup pro výběr schématu pro připojení LED k síti 220V. Možné použití:
- Aktuální omezené ovladače. Aktuální síla se vypočítá předem. V takovém případě můžete odpor odmítnout. Počet připojených rezistorů závisí na charakteristikách Řidič;
- Speciální regulátor napětí.
Paralelní a sériové připojení
LED diody lze zapojit do série i paralelně. V prvním případě se požadované napětí bude rovnat součtu poklesů napětí každého prvku. Při paralelním připojení se přidají aktuální hodnoty. Při použití zařízení s různými parametry se charakteristiky počítají pro každý z odporů samostatně.
Připojení LED k 12V
LED je připojena v následujícím pořadí:
Fotografie | Popis práce |
---|---|
Vypočítáme odpor rezistoru. | |
Ke katodě diody pájíme rezistor s odporem rovným nebo vyšším, než je vypočítaný odpor. | |
Připojte LED k napájecímu zdroji a zkontrolujeme jeho výkon. |
Je tedy snadné pochopit vlastnosti LED 3 W a více a také si je nainstalovat sami.
Video: základní parametry LED