Kjennetegn ved lysdioder: grunnleggende parametere og særpreg
LED-belysning kan trygt kalles den mest effektive. Med minimalt strømforbruk er slike produkter i stand til å generere en tilstrekkelig stor lysstrøm. Å vite de viktigste egenskapene til lysdioder, kan du velge det beste alternativet når det gjelder rombelysning og driftskostnader. Vi foreslår at du blir kjent med hovedtyper av dioder, deres særegne egenskaper og installasjonsprosedyre.
Innholdet i artikkelen
- 1 Hva er LED: prinsipp, enhet
- 2 Typer lysdioder etter formål
- 3 Hovedegenskaper ved lysdioder
- 3.1 Krystallstrøm
- 3.2 LED-spenning
- 3.3 Diode motstand
- 3.4 Lysutgang, belysningsvinkel: viktige parametere
- 3.5 LED-lampeeffekt: sammenlign med glødelampe
- 3.6 Fargetemperatur - et kriterium som bestemmer komforten til oppfatningen av lysstrømmen
- 3.7 Chipstørrelse: legende i merking
- 3.8 Krystallstørrelse er en viktig parameter
- 4 SMD-LED-er: standardstørrelser og hovedegenskaper
- 5 Kontrollere en LED med et multimeter
- 6 LED fargemerking
- 7 Dekoding av merkekoden for LED-stripen
- 8 Hva skal jeg lage av lysdioder med egne hender
- 9 LED-tilkoblingsskjemaer
- 10 Video: grunnleggende parametere for lysdioder
Hva er LED: prinsipp, enhet
Det er vanlig å kalle en LED for en halvlederenhet som i løpet av driften konverterer strøm til lysstråling. Den består av en halvlederkrystall plassert på et underlag, en pakke og et optisk system. Den karakteristiske gløden vises når elektroner og hull rekombineres i pn-kryssområdet. For å skape et p-n-kryss blir spesielle legeringselementer introdusert i nærkontaktlagene.På den ene siden er de aksepterer, på den andre er giver.
Typer lysdioder etter formål
Det er verdt å forstå mer detaljert hva LED er. Slike produkter er vanligvis delt inn i to store grupper: belysning og indikator. Hver type har sine egne fordeler og mulig bruksområde. Vi foreslår at du gjør deg kjent med hver gruppe mer detaljert for å bedre forstå et bredt spekter av LED-produkter.
Indikatorlysdioder: spesielle funksjoner
På grunn av egenskapene blir skjermenheter mye brukt til fargeindikasjon. De brukes til å belyse dashbord, skjermer og en rekke andre produkter. Med relativt lav effekt (mindre enn 0,2 W) viser indikatorlampene moderat lysstyrke.
De er vanligvis delt inn i:
- DIP-lysdioder, bestående av et lysemitterende krystall som er plassert i et sylindrisk eller rektangulært tilfelle. Tillater å realisere et bredt spekter av fargestråling. De kommer i en og mange farger. Ha en lav spredningsvinkel;
- Super Flux "Piranha". Superlyse fireledninger i en rektangulær pakke. Egnet for brettmontering. De produseres med ulik glødetemperatur i hus med og uten linser. Spredningsvinkelen avhenger av modellen og er 40⁰-120⁰. Relevant for transport- og reklameskilt;
- Stråhatt. Demonstrer en stor spredningsvinkel (100-140⁰) på grunn av krystallets nærhet til linsens fremre vegg. I likhet med konvensjonelle sylindriske modeller. De har en stor linseradius og lavere høyde;
- SMD-lysdioder. Produkter med standard kroppsstørrelser. Brukes ofte til fremstilling av LED-striper.
Lysdioder for lys: særpreg
Lyselementer er inkludert i LED-lamper og bånd, frontlykter og andre produkter som det er viktig å gi høy glødintensitet for. De har stor kraft. Tilgjengelig i overflatemonterbare hus. Det er bare hvite (kalde eller varme). Tildele:
- Belysning SMD LED. Den vanligste typen med spredningsvinkel på 100⁰-130⁰. Under fremstillingsprosessen er den utstrålende krystallen belagt med et fosforlag og montert på et aluminium- eller kobbersubstrat som gir tilstrekkelig varmespredning;
- COB-lysdioderbestående av et stort antall krystaller. Ha en stor spredningsvinkel;
- Filament LED. Det brukes ofte som dekorativ belysning. De har lavere effektivitet enn SMD.
Fordeler og ulemper med LED-belysning
De viktigste fordelene med lysdioder inkluderer:
- energisparing, slik at du kan redusere strømkostnadene;
- glød i annen farge;
- tilgjengeligheten av et valg av fargetemperatur;
- forskjellig vinkel på lystransmisjon, slik at du kan velge riktig alternativ for ethvert rom;
- liten ringfaktor.
Blant ulempene skal det bemerkes aldring, relativt kort levetid og oppvarming.
Hovedegenskaper ved lysdioder
Når du velger en LED-lampe, bør du være oppmerksom på LED-parameterne. Dette vil avgjøre muligheten for å bruke produktet under spesifikke driftsforhold og sikre det nødvendige belysningsnivået i rommet.Vær oppmerksom på strøm, spenning, driftsstrøm, lysutgang, glødetemperatur og en rekke andre parametere.
Krystallstrøm
Hovedtyngden av lysdiodene er designet for et strømforbruk på 0,02 A. Produsenter tilbyr imidlertid produkter som består av fire krystaller plassert i en pakke. På grunn av dette designet er produktene vurdert til 0,08 A, som er summen av 0,02 A som forbrukes av hver krystall.
Mengden LED-strøm påvirker enhetens stabilitet. Med en liten økning i denne parameteren, reduseres strålingsintensiteten og fargetemperaturen øker. Dette fremgår av den karakteristiske blå fargen og for tidlig svikt.
Merk følgende! Med et betydelig hopp i strømstyrken, brenner LED-en umiddelbart.
For å begrense størrelsen på strømmen til LED-lampene og inventar kompletteres med nåværende stabilisatorer. Hvis tilgjengelig, konverteres strømmen for å oppnå ønsket verdi. For å koble til en separat LED brukes en strømbegrensende motstand, hvis motstand beregnes med tanke på egenskapene til det tilkoblede produktet.
Råd! For riktig valg av motstanden, er det verdt å bruke en online kalkulator som hjelper til med å beregne ønsket motstand.
LED-spenning
For lysdioder er forsyningsspenningen irrelevant. En viktig egenskap er størrelsen på spenningsfallet over LED-lampen, som numerisk tilsvarer verdien av utgangsspenningen til produktet etter at merkestrømmen har passert gjennom den. Karakteristikken er angitt på pakken. Å vite denne verdien, er det enkelt å beregne den gjenværende spenningen på krystallet, som tas med i beregningene.
Produsenter tilbyr lysdioder med forskjellige spenninger, som kan gjenkjennes av glødens farge. Hvis krystallet er hvitt, grønt eller blått, er spenningen omtrent 3 V. For røde og gule produkter kan ønsket parameter ligge i området 1,8-2,4 V.
Når du kobler sammen dioder parallelt, bør egenskapene til hvert produkt overvåkes nøye. Selv et lite spenningssprang på 0,1 V vil føre til en betydelig økning i strømstyrken. Som et resultat vil en slik LED definitivt brenne ut.
Diode motstand
Dioder er preget av tilstedeværelsen av to typer motstand: differensial og likestrøm. I den rette delen av I - V-karakteristikken er differensialmotstanden liten og mindre enn motstanden mot likestrøm. På motsatt side har differensialmotstanden en tendens til uendelig og overstiger motstanden mot likestrøm.
Lysutgang, belysningsvinkel: viktige parametere
Når man sammenligner lysstrømmen fra forskjellige kilder, blir tradisjonelt tatt hensyn til egenskapene til den genererte strålingen. En LED med en diameter på 5 mm kan bli en lyskilde på 1-5 lm (egenskapene til superlyse lysdioder er høyere), selv om en 100 W glødelampe vil skape en lysstrøm på 1000 lm. Det er feil å sammenligne på denne måten, siden lyset fra en vanlig lampe vil bli spredt og fra en diode - retningsbestemt. For å sammenligne egenskapene til de nevnte lyskildene, bør man være oppmerksom på diodenes spredningsvinkel.
For lysdioder kan spredningsvinkelen variere fra 20 til 120 grader. På grunn av utformingen genererer lysdioder lysere lys i midten, og reduserer belysningsnivået mot kantene av diffusjonsvinkelen. Takket være dette er det mulig å gi ønsket belysningsnivå i rommet med en lavere strømforbruk. For å øke belysningsområdet er armaturene utstyrt med diffusive linser.
LED-lampeeffekt: sammenlign med glødelampe
Etter å ha bestemt seg for å erstatte utdaterte glødelamper med LED-lys, forstår ikke alle hvilke kraftprodukter det er verdt å kjøpe. Eksperter anbefaler å bruke korreksjonsfaktoren K = 8. Så hvis en 100 W-lampe ble brukt til å belyse rommet, kan du oppnå samme belysningsnivå ved å installere en LED-analog med en minimumseffekt på 100 W / 8 = 12,5 W. For å finne ut hvilken glødelampe en bestemt LED tilsvarer, kan du bruke følgende tabell:
Kraften til LED-lamper, W | |
---|---|
LED | Filament |
3 | 25 |
5 | 40 |
7,5-8 | 60 |
10 | 75 |
12-12,5 | 100 |
Når man velger og sammenligner forskjellige lyskilder, bør man være oppmerksom på slike egenskaper som effektivitet. Dens numeriske verdi bestemmes ved å dividere lysstrømmen (Lm) med kraften (W). Så for glødelamper er denne indikatoren i gjennomsnitt i området 10-12 Lm / W, og for LED-lamper kan den nå 130-140 Lm / W.
Fargetemperatur - et kriterium som bestemmer komforten til oppfatningen av lysstrømmen
Glødetemperaturen tilhører kategorien viktige egenskaper. Måleenheten er grader Kelvin (K). Inndelingen gjøres avhengig av glødetemperaturen.
Merk følgende! Komforten ved oppfatningen av en bestemt lyskilde avhenger hovedsakelig av fargetemperaturen.
Fargetemperaturverdien er alltid til stede i merkingen av LED-lamper. Det tilsvarer et firesifret nummer, etterfulgt av bokstaven K. Når du velger en LED-lampe, bør du fokusere på det fremtidige bruksområdet. Vi foreslår at du gjør deg kjent med det mulige bruksområdet for LED-lampen, avhengig av fargetemperatur og glødfarge:
Fargetemperatur, K | Glødende farge | Anbefalt bruksområde |
---|---|---|
2700-3500 | Hvit varm | Husholdnings- og kontorlokaler. Produkter som kan erstatte en glødelampe. |
3500-5300 | Nøytral (dagtid) | Arbeidsplasser i produksjonsanlegg. |
mer enn 5300 | Kald | Som en utendørs lyskilde og ved produksjon av håndlamper. |
1800 | rød | Dekorativ og fytobelysning. |
7500 | Blå | Fytobelysning, innvendig belysning. |
3300 | Gul | Innvendig belysning. |
Fargetemperaturen på lysdioder kan uttrykkes i form av lysets bølgeform. Ofte uttrykkes fargetemperaturen i forskjellige bølgelengder ved merking av LED-produkter. Den er betegnet med λ og uttrykkes i nanometer (nm).
Chipstørrelse: legende i merking
I merkingen av LED-elementet krypteres størrelsen i form av et firesifret nummer angitt på tavlen. Blant de mest populære geometriske parametrene i fortiden er produktene 5050 og 3528. De har blitt erstattet av lysere konkurrenter 5630 og 5730.
I dette symbolet tilsvarer de to første sifrene lengden på brikken, og de følgende tilsvarer bredden, uttrykt i millimeter. Så, 5730 vil ha en chiplengde på 57 mm og en bredde på 30 mm. Forskjellen i sideforhold skyldes det forskjellige antall krystaller som utgjør lysdioden. 3528-dioden har en, 5050 har tre. Denne egenskapen til lysdioder for lommelykt bestemmer deres designfunksjoner.
Krystallstørrelse er en viktig parameter
Størrelsen på krystallet har en direkte effekt på mengden strøm som kan passere gjennom den. Firkantede modeller er utstyrt med vanlige krystaller på 1 eller 2 W, med en standardstørrelse på henholdsvis 30mil eller 45mil. Kraftigere analoger inkluderer krystaller på 10, 20, 30, 50 eller 100W med geometriske parametere på 24 mil ved 24 mill, 24 mil ved 44 mill eller 44 mil ved 44 mill. Modeller med lav effekt kan dannes av krystaller i forskjellige størrelser. De kan inneholde 2-3 elementer koblet ikke bare i serie, men også parallelt.
SMD-LED-er: standardstørrelser og hovedegenskaper
Produsenter tilbyr SMD-lysdioder i forskjellige størrelser. Basert på de geometriske parametrene er det vanlig å dele produktene i forskjellige grupper, avhengig av fargetemperatur, lysstyrke og kraft. LED-merking inkluderer deres geometriske dimensjoner: lengde og bredde, uttrykt i millimeter. Vi tilbyr deg å bli kjent med de mest populære standardstørrelsene for å bedre navigere i sortimentet som tilbys av produsenter.
Hovedparametere for LED SMD 2835
Når du studerer de tekniske egenskapene til SMD 2835, bør du være oppmerksom på det økte strålingsområdet. Modellen, i motsetning til SMD 3528 med en rund arbeidsflate, er produsert i en rektangulær form. En slik konstruktiv løsning, til tross for elementets lavere høyde (0,8 mm), gir høyere lysutgang. Den genererer en lysstrøm tilsvarende 50 lm.
På grunn av det faktum at det brukes en varmebestandig polymer til fremstilling av saken, er produktet i stand til å tåle effekten av tilstrekkelig høy temperatur (opp til 240 ° C). Etter 3000 driftstimer demonstrerer produktet strålingsnedbrytning på ikke mer enn 5%. Den har lav termisk motstand av krystall-substratkrysset (4 C / W). Maksimal driftsstrøm er 0,18 A ved en krystalltemperatur på 130 ° C.
Glødefargen kan være annerledes:
- Varm hvit med en temperatur på 4000 K;
- Hvit på dagtid tilsvarer 4800 K;
- Ren hvit i området 5000-5800 K
- Kald hvit, tilsvarende 6500-7500 K.
Glødfargen har direkte innvirkning på lysstrømmen. Denne parameteren til SMD LED 2835 vil være den største for produkter med kald hvit glød og minimum for varm hvit. Større kontaktputer av modellen bidrar til mer intens varmespredning.
Merk følgende! Egenskapene til 2835 LED gjør det mulig å bruke den til alle typer installasjonsarbeider.
SMD 5050: LED-egenskaper
SMD 5050 forutsetter plassering av tre lysdioder av samme type i ett tilfelle som måler 50 x 50 mm. De tekniske egenskapene til de brukte LED-kildene i røde, blå og grønne farger ligner på krystallene som er installert i SMD 3528. Hver av de tre lysdiodene har en driftsstrøm på 0,02 A med en totalverdi på 0,06 A. Den angitte verdien er grensen. Overskridelse av verdien kan føre til at enheten ikke fungerer som den skal.
Enhetene er designet for en direkte spenning på 3-3,3 V med en lysytelse (lysstrøm) på 18-21 lm. Hver krystall har en effekt på 0,7 W, og den totale verdien er 0,21 W. Enheten er i stand til å danne en glød i forskjellige farger fra monotont hvitt, grønt, blått, gult til flerfarget.
Designet og egenskapene til 5050 LED-ene tillater individuell kontroll av hver farge på grunn av den tette plasseringen av elementene. Kontrollene som følger med armaturene lar deg jevnt justere fargen på gløden ved å skifte jevnt fra hverandre til en annen etter en gitt tidsperiode. Ofte er flere kontrollmoduser forsynt med evnen lysstyrkekontroll.
Hovedegenskapene til SMD 5730 LED
Moderne produkter med geometriske parametere på 5,7 × 3 mm. På grunn av sin stabile ytelse, hører SMD 5730 LED til kategorien superlyse produkter. Nye materialer brukes til fremstilling, på grunn av hvilke de har økt kraft og svært effektiv lysstrøm. SMD 5730 kan fungere under forhold med høy luftfuktighet. De er ikke redd for vibrasjoner og temperatursvingninger. De preges av lang levetid. De har en spredningsvinkel på 120 grader. Etter 3000 driftstimer overstiger ikke graden 1%.
Produsenter tilbyr enheter av to typer: med en effekt på 0,5 og 1 W. Førstnevnte er merket med SMD 5730-0.5, sistnevnte er merket med SMD 5730-1. Enheten kan fungere på impulsstrøm.For SMD 5730-0.5 er merkestrømmen 0,15 A, og når du bytter til en pulserende driftsmodus, kan den nå 0,18 A. Den er i stand til å danne en lysstrøm på opptil 45 lm.
For SMD 5730-1 er merkestrømmen 0,35A, pulsstrømmen kan nå 0,8A med en lyseffektivitet på 110 lm. På grunn av bruken av en varmebestandig polymer i produksjonsprosessen, er ikke enhetens kropp redd for eksponering for tilstrekkelig høye temperaturer (opp til 250 ° C).
Cree: faktiske egenskaper
Produktene til den amerikanske produsenten presenteres i et bredt spekter. Xlamp-serien inkluderer single-chip og multi-chip-produkter. Førstnevnte er preget av fordelingen av stråling langs kantene på enheten. En slik innovativ løsning gjorde det mulig å etablere produksjonen av lamper med stor glødevinkel med et minimum antall krystaller.
XQ-E High Intensity-serien er den siste utviklingen fra selskapet. Produktene har en glødevinkel på 100-145 grader. Med relativt små geometriske parametere på 1,6 x 1,6 mm, har slike lysdioder en effekt på 3 V med en lysstrøm på 330 lm. Karakteristikkene til Cree single-die-LED-er tillater høykvalitets fargegjengivelse av CRE 70-90.
Multichip LED-enheter har den nyeste typen strømforsyning 6-72 V. De er vanligvis delt inn i tre grupper, avhengig av strømmen. Produkter opp til 4W har 6 krystaller og er tilgjengelige i MX- og ML-pakker. XHP35 LED er vurdert til 13W. De har en spredningsvinkel på 120 grader. De kan være varme eller kaldhvite.
Kontrollere en LED med et multimeter
Noen ganger blir det nødvendig å teste LED-ytelsen. Dette kan gjøres med et multimeter. Testingen utføres i følgende rekkefølge:
Merk følgende! Hvis kontaktene er blandet sammen, blir ingen karakteristisk glød observert.
LED fargemerking
For å kjøpe en LED med ønsket farge, foreslår vi at du gjør deg kjent med fargesymbolet som er inkludert i merkingen. For CREE er den lokalisert etter betegnelsen på LED-serien, og kan være:
- WHThvis gløden er hvit;
- HEWhvis høy effektivitet hvit;
- BWT for hvit andre generasjon;
- BLUhvis gløden er blått lys;
- GRN for grønt;
- ROY for kongelig (lys) blå;
- RØD i rødt.
Andre produsenter bruker ofte en annen konvensjon. Så KING BRIGHT lar deg velge en modell med stråling ikke bare av en viss farge, men også av en nyanse. Betegnelsen til stede i merkingen vil tilsvare:
- Rød (I, SR);
- Oransje (N, SE);
- Gul (Y);
- Blå (PB);
- Grønn (G, SG);
- Hvit (PW, MW).
Råd! Sjekk legenden om den spesifikke produsenten for å gjøre det riktige valget.
Dekoding av merkekoden for LED-stripen
Et dielektrikum med en tykkelse på 0,2 mm brukes til å produsere LED-stripen. Ledende spor er påført den, med kontaktputer for chips beregnet for montering av SMD-komponenter. Båndet inneholder individuelle moduler med en lengde på 2,5-10 cm og designet for en spenning på 12 eller 24 volt. Modulen kan inneholde 3-22 lysdioder og flere motstander. Lengden på ferdige produkter er i gjennomsnitt 5 meter med en bredde på 8-40 cm.
Det påføres en etikett på spolen eller emballasjen, som inneholder all relevant informasjon om LED-stripen. Dekodingen av merkingen kan sees i følgende figur:
Relatert artikkel:
I denne artikkelen vil vi snakke om hvordan koblingsskjema med 220v LED-stripe til nettverket... Du kan installere en slik struktur selv. Og vi vil hjelpe deg med dette.
Hva skal jeg lage av lysdioder med egne hender
LED brukes ofte til produksjon av ikke-standardprodukter. Ofte er selvmonterte modeller mange ganger bedre enn ferdige kolleger. Vi tilbyr deg å bli kjent med ideer som kan implementeres med egne hender.
Nåværende stabilisator for lysdioder
Spenningsstabilisatoren kan produseres i følgende rekkefølge:
Vi lager DRL fra lysdioder
Kjørelys kan lages internt hvis du vil øke synligheten til bilen på dagtid. For dette brukes 5-7 lysdioder på 1 eller 3 W for hver blokk og aluminiumskort. Elementene er festet til underlaget med varmeledende lim.
Montering av blinkende lysdioder
Den blinkende LED-en er montert i henhold til forskjellige skjemaer. Avhengig av hvilke mål du forfølger, kan du velge monokromatiske elementer eller forskjellige farger. Oftest implementeres prinsippet om "Darlington-paret", som innebærer vekselvis lading og utlading av to kondensatorer, med sekvensiell overføring av energi fra en diode til en annen.
Lys og musikk på lysdioder
Ved hjelp av lysdioder kan du samle lys og musikk, noe som vil gi festlighet. Figuren viser et detaljert diagram som lar deg oppnå ønsket resultat. Mikrofonen som inngår i kretsen er et elektrisk signal som transformerer lyd. Det er verdt å ta hensyn til de superlyse 3-volts lysdiodene.
LED-spenningsindikator
Spenningsindikatoren kan monteres på egenhånd, ledet av diagrammet som er vist i figuren. Dette vil kreve et antall motstander, transistorer, lysdioder og strømforsyninger. Ved riktig montering, når spenning påføres, vil et grønt lys lyse, og hvis det tappes, et rødt.
LED-tilkoblingsskjemaer
Når du begynner å koble til lysdioder, bør du følge visse regler. Du bør følge ordningen, siden strømmen beveger seg i en retning.
Beregning av LED-motstand
For å finne ut hvordan man skal beregne motstanden for en LED, er det nok å huske Ohms lov, som beskriver avhengigheten av ønsket parameter (R) på verdien av strømmen (I) og spenningen (U): R = U / I. Hvis du trenger å koble en 3 V LED designet for en strøm på 0,02 A til en 5 V strømforsyning, må du fjerne ekstra 2 V ved å inkludere en motstand med tilstrekkelig motstand lik 100 Ohm i kretsen.
Noen ganger, ifølge resultatene av beregningen, kan det vise seg at LED-motstanden skal økes med en ikke-standardverdi, etter å ha skaffet seg en motstand med nærmeste høyere motstandsverdi enn nødvendig. Lysstrømmen som sendes ut av enheten vil avta noe, selv om dette ikke vil merkes visuelt.
Diagram over tilkobling av LED til et 220 V nettverk
Strømkilden som brukes, bestemmer fremgangsmåten for å velge ordningen for tilkobling av LED til 220V-nettverket. Mulig bruk:
- Nåværende begrensede drivere. Nåværende styrke beregnes på forhånd. I dette tilfellet kan du nekte motstanden. Antall tilkoblede motstander avhenger av egenskapene sjåfør;
- Spesiell spenningsregulator.
Parallell og seriell tilkobling
Lysdioder kan kobles i serie og parallelt. I det første tilfellet vil den nødvendige spenningen være lik summen av spenningsfallet for hvert element. Når du er koblet parallelt, blir gjeldende verdier lagt til. Når du bruker enheter med forskjellige parametere, beregnes egenskapene for hver av motstandene separat.
Kobler lysdioder til 12V
LED-en kobles til i følgende rekkefølge:
Dermed er det lett å forstå egenskapene til lysdioder 3 W og mer, samt å installere dem selv.
Video: grunnleggende parametere for lysdioder