Vlastnosti LED: spotreba prúdu, napätie, výkon a svetelný výkon

Časy, kedy boli LED používané iba ako indikátory zapínania zariadení, už dávno stratili. Moderné zariadenia LED dokážu úplne vymeniť žiarovky v domácnostiach, priemyselných a pouličných lampách. Toto je uľahčené rôznymi charakteristikami LED, pretože viete, že môžete vybrať správny analógový LED. Používanie LED diód, vzhľadom na ich základné parametre, otvára množstvo príležitostí v oblasti osvetlenia.

Čo sú LED diódy?

LED (označená LED, LED, LED v angličtine) je zariadenie založené na umelom polovodičovom kryštáli. Prechodom elektrického prúdu cez tento je vytvorený fenomén emisie fotónov, čo vedie k luminiscencii. Táto žiara má veľmi úzky rozsah spektra a jeho farba závisí od polovodičového materiálu.

LED diódy s červenou a žltej žiaru sú vyrobené z anorganických polovodičových materiálov na báze arzenidu gália, zelenej a modrej sú vyrobené na báze nitridu india a gália. Na zvýšenie jasnosti svetelného toku sa používajú rôzne prísady alebo sa používa viacvrstvová metóda, keď sa medzi polovodiče umiestni vrstva čistého nitridu hliníka. V dôsledku vytvorenia viacerých prechodov elektrónovou dierou (p – n) v jednom kryštáli sa zvyšuje ich svetelnosť.

Existujú dva typy LED: pre displej a osvetlenie. Prvý sa používa na označenie zaradenia rôznych zariadení do siete, ako aj zdrojov dekoratívneho osvetlenia. Sú farebné diódy umiestnené v priehľadnom puzdre, každý z nich má štyri káble. Zariadenia vydávajúce infračervené svetlo používané v zariadeniach na diaľkové ovládanie (diaľkové ovládanie).

V oblasti osvetlenia sa používajú LED diódy vyžarujúce biele svetlo. LED diódy sa vyznačujú farbou s chladným bielym, neutrálnym bielym a teplým bielym svetlom. Pre osvetlenie LED sa používa klasifikácia podľa spôsobu inštalácie. Označenie LED SMD znamená, že zariadenie pozostáva z hliníkového alebo mediového substrátu, na ktorom je umiestnený diódový kryštál. Samotný substrát je umiestnený v kryte, ktorého kontakty sú spojené s kontaktmi LED.

Iný typ LED indikuje OCB. V takom zariadení na jednej doske je umiestnená veľa kryštálov potiahnutých fosforom. Vďaka tomuto dizajnu je dosiahnutý vysoký jas. Táto technológia sa používa pri výrobe LED svietidiel s vysokým svetelným tokom na relatívne malej ploche. Na druhej strane to robí výrobu LED žiaroviek najlacnejším a najlacnejším.

Venujte pozornosť! Pri porovnaní svetelných zdrojov na LED diódach SMD a COB možno poznamenať, že prvé môžu byť opravené nahradením neúspešnej LED diódy. Ak svietidlo nefunguje na LED diódach COB, budete musieť zmeniť celú dosku diódami.

Pri výbere vhodnej LED svietidla by ste mali brať do úvahy parametre LED. Patria k nim napájacie napätie, výkon, prevádzkový prúd, účinnosť (svetelný výkon), teplota luminiscencie (farba), uhol žiarenia, rozmery, doba degradácie. Keď poznáme základné parametre, bude možné ľahko vybrať nástroje na získanie jedného alebo druhého výsledku osvetlenia.

Pre obyčajné LED diódy je spravidla prúd 0.02A. Existujú však LED diódy navrhnuté pre 0.08A. Tieto LED diódy obsahujú výkonnejšie zariadenia, v ktorých sú zapojené štyri kryštály. Nachádzajú sa v rovnakej budove. Pretože každý z kryštálov spotrebováva 0,02A, celkom jedno zariadenie spotrebuje 0,08A.

Stabilita LED zariadení závisí od množstva prúdu. Dokonca aj mierne zvýšenie prúdovej sily prispieva k zníženiu intenzity žiarenia (starnutie) kryštálu a zvýšeniu teploty farby. To v konečnom dôsledku vedie k tomu, že diódy LED začínajú modrú a predčasne zlyhávajú. A ak sa súčasný indikátor výrazne zvýši, LED sa okamžite vypaľuje.

S cieľom obmedziť spotrebu prúdu sú v LED-lampách a dizajnoch svietidiel dodávané prúdové regulátory pre LED diódy (vodiče). Transformujú prúd a prinášajú ho na požadovanú hodnotu LED. V prípade, že chcete pripojiť samostatnú LED k sieti, musíte použiť rezistory obmedzujúce prúd. Rezistor LED je vypočítaný na základe jeho špecifických vlastností.

Dobrá rada! Ak chcete vybrať správny rezistor, môžete použiť kalkulačku na výpočet odporu pre LED, ktorý sa nachádza na internete.

Ako poznať napätie LED diód? Faktom je, že parameter napätia LED ako taký nie je prítomný. Namiesto toho sa používa charakteristika poklesu napätia na LED, čo znamená veľkosť napätia na výstupe LED pri prechode menovitého prúdu. Hodnota napätia uvedená na obale odráža pokles napätia. Keď poznáte túto hodnotu, je možné určiť napätie zostávajúce na kryštáli. Táto hodnota sa berie do úvahy pri výpočtoch.

Vzhľadom na použitie rôznych polovodičov pre LED diódy môže byť napätie v každom z nich rôzne. Ako zistiť, koľko voltov LED? Môžete určiť farbu žhaviacich zariadení. Napríklad pre modré, zelené a biele kryštály je napätie asi 3V, pre žlté a červené – od 1,8 do 2,4V.

Ak používate paralelné zapojenie diód LED s rovnakým menovitým menovitým napätím 2 V, môže sa vyskytnúť nasledovné: v dôsledku zmeny parametrov niektoré diódy zlyhajú (spáliť), zatiaľ čo iné budú veľmi slabé. K tomu dôjde vďaka skutočnosti, že s nárastom napätia dokonca o 0,1 V sa pozoruje nárast prúdu prechádzajúceho cez LED o faktor 1,5. Preto je dôležité zabezpečiť, aby prúd zodpovedal hodnotenej LED.

Porovnáva sa svetelný tok diód s inými zdrojmi svetla, vzhľadom na silu žiarenia, ktoré vyžarujú. Prístroje s priemerom približne 5 mm produkujú svetlo od 1 do 5 lm. Zatiaľ čo svetelný tok 100W žiarovky je 1000 lm. Pri porovnávaní je však potrebné vziať do úvahy, že svetlo obyčajnej lampy je rozptýlené, zatiaľ čo svetlo LED je nasmerované. Preto je potrebné brať do úvahy uhol rozptylu LED diód.

Uhol rozptylu rôznych LED môže byť od 20 do 120 stupňov. Pri osvetlení LED diódy poskytujú strednejšie svetlo a redukujú osvetlenie na okraje uhla rozptylu. LED diódy tak osvetľujú konkrétny priestor lepšie, pričom používajú menej energie. Avšak, ak chcete zvýšiť oblasť osvetlenia v konštrukcii žiarovky pomocou difúznych šošoviek.

Ako určiť výkon LED diód? Ak chcete zistiť výkon LED žiarovky, ktorá je potrebná na výmenu žiarovky, musíte použiť faktor 8. Môžete preto nahradiť bežnú 100W lampu s LED diódou najmenej 12,5W (100W / 8). Pre väčšie pohodlie môžete použiť údaje tabuľky napájania žiaroviek a svetelných zdrojov LED:

Pri použití LED na osvetlenie je veľmi dôležitý ukazovateľ účinnosti, ktorý je určený pomerom svetelného toku (lm) k výkonu (W). Pri porovnaní týchto parametrov s rôznymi svetelnými zdrojmi zisťujeme, že účinnosť žiarovky je 10-12 lm / W, fluorescencia – 35-40 lm / W, LED – 130-140 lm / W.

Zdroje farebnej teploty LED

Jedným z dôležitých parametrov zdrojov LED je teplota žiarenia. Jednotky tejto veľkosti sú stupne Kelvina (K). Treba poznamenať, že podľa luminiscenčnej teploty sú všetky svetelné zdroje rozdelené do troch tried, medzi ktoré patrí teplá biela teplota farby menšia ako 3300 K, denná biela od 3300 do 5300 K a studená biela je nad 5300 K.

Venujte pozornosť! Pohodlné vnímanie LED žiarenia ľudským okom závisí priamo od teploty farby zdroja LED.

Teplota farieb sa zvyčajne zobrazuje na označení LED svietidiel. Označuje sa štvormiestnym číslom a písmenom K. Voľba LED žiaroviek so špecifickou teplotou farieb závisí od charakteristík ich použitia na osvetlenie. Nasledujúca tabuľka ukazuje použitie zdrojov LED s rôznymi teplotami svetla:

Vlnová povaha farby umožňuje, aby bola teplota farieb LED vyjadrená pomocou vlnovej dĺžky. Označenie niektorých LED zariadení odráža teplotu farby ako interval rôznych vlnových dĺžok. Je určená vlnová dĺžka? a meria sa v nanometroch (nm).

Štandardné veľkosti LED diód SMD a ich charakteristiky

Vzhľadom na veľkosť LED diód SMD sú zariadenia klasifikované do skupín s rôznymi charakteristikami. Najpopulárnejšie diódy vyžarujúce svetlo s rozmermi rámu sú 3528, 5050, 5730, 2835, 3014 a 5630. Vlastnosti LED diód SMD sa líšia v závislosti od veľkosti. Rozdielne typy LED diód SMD sa líšia v jasoch, farebnej teplote, výkonoch. Pri označovaní LED prvé dve číslice označujú dĺžku a šírku zariadenia.

Hlavné parametre LED diód SMD 2835

Hlavné charakteristiky SMD LED 2835 zahŕňajú zvýšenú oblasť vyžarovania. V porovnaní so zariadením SMD 3528, ktoré má okrúhly pracovný povrch, oblasť siatia SMD 2835 má obdĺžnikový tvar, ktorý prispieva k väčšiemu výstupu svetla s dolnou výškou prvku (asi 0,8 mm). Svetelný tok takéhoto zariadenia je 50 lm.

Prípad LED diód SMD 2835 je vyrobený z tepelne odolného polyméru a odoláva teplotám až do 240 ° C. Treba poznamenať, že degradácia žiarenia v týchto prvkoch je menej ako 5% počas 3000 hodín prevádzky. Okrem toho má zariadenie pomerne nízku tepelnú odolnosť prechodu kryštalického substrátu (4 C / W). Maximálny prevádzkový prúd je 0,18 A, teplota kryštálov je 130 ° C.

Pri luminiscenčnej farbe sa vyžaruje teplá biela s luminiscenčnou teplotou 4000 K, denná biela je 4800 K, čistá biela je od 5000 do 5800 K a studená biela s teplotou farby 6500-7500 K. Je potrebné poznamenať, že maximálny svetelný tok nástrojov so studenou bielou luminiscencia, minimálna – pri LED diódach teplého bielu farbu. Konštrukcia zariadenia zvýšila dotykové podložky, čo prispieva k lepšiemu odvádzaniu tepla.

Dobrá rada! LED diódy SMD 2835 sa dajú použiť pre akýkoľvek typ inštalácie.

SMD 5050 LED charakteristiky

Konštrukcia puzdra SMD 5050 obsahuje tri rovnaké LED diódy. LED zdroje modrej, červenej a zelenej majú technické charakteristiky podobné vlastnostiam kryštálov SMD 3528. Hodnota prevádzkového prúdu každej z troch LED diód je 0.02A, takže celková hodnota prúdu celého zariadenia je 0.06A. Aby nedošlo k zlyhaniu LED, odporúčame túto hodnotu neprekročiť.

SMD 5050 LED zariadenia majú priame napätie 3-3,3V a svetelný výkon (sieťový prietok) 18-21 lm. Výkon jednej LED sa skladá z troch hodnôt výkonu každého kryštálu (0,7 W) a je 0,21 W. Farba vyžarovania vyžarovaného zariadeniami môže byť biela vo všetkých odtieňoch, zelená, modrá, žltá a viacfarebná.

Blízkosť LED diód rôznych farieb v jednom balení SMD 5050 umožňuje viacfarebné LED diódy so samostatným ovládaním každej farby. Pre reguláciu svietidiel pomocou LED diód SMD 5050 sa používajú regulátory, takže po určitom čase môže byť farba žalúdka plynule zmenená z jednej na druhú. Zvyčajne takéto zariadenia majú niekoľko režimov ovládania a môžu nastaviť jas LED diód.

Typické špecifikácie SMD 5730 LED

LED diódy SMD 5730 sú modernými predstaviteľmi LED zariadení, ktorých plášť má geometrické rozmery 5,7 x 3 mm. Patria k LED diódam s vysokým jasom, ktorých charakteristiky sú stabilné a kvalitatívne odlišné od parametrov predchodcov. Tieto LED diódy sú vyrobené s použitím nových materiálov a vyznačujú sa vyšším výkonom a vysoko efektívnym svetelným tokom. Okrem toho môžu pracovať v podmienkach vysokej vlhkosti, odolávajú teplote a vibráciám, majú dlhú životnosť.

Existujú dva typy zariadení: SMD 5730-0,5 s výkonom 0,5W a SMD 5730-1 s výkonom 1W. Výraznou vlastnosťou zariadení je možnosť ich prevádzky na impulznom prúde. Hodnota menovitého prúdu SMD 5730-0,5 je 0,15A, pri pulznej prevádzke môže zariadenie vydržať prúd až do 0,18A. Tento typ LED poskytuje svetelný tok až do 45 lm.

LED diódy SMD 5730-1 pracujú pri konštantnom prúde 0,35 A av impulznom režime až do 0,8 A. Výstup svetla takéhoto zariadenia môže byť až 110 lm. Vďaka tepelne odolnému polyméru odoláva prístrojovú dosku teplotám do 250 ° C. Úhel rozptylu obidvoch typov SMD 5730 je 120 stupňov. Stupeň odbúravania svetelného toku je menej ako 1% pri práci počas 3000 hodín.

Cree LED charakteristiky

Spoločnosť Cree (USA) sa zaoberá vývojom a výrobou super-jasných a najsilnejších LED. Jedna zo skupín LED diód Cree predstavuje sériu zariadení Xlamp, ktoré sú rozdelené na jednočipové a multičipové. Jedným zo znakov jednokryštálových zdrojov je rozloženie žiarenia na okrajoch zariadenia. Táto inovácia umožnila vyrábať lampy s veľkým uhlom osvetlenia s použitím minimálneho množstva kryštálov.

V rade série zdrojov s vysokou intenzitou LED XQ-E sa svetelný uhol pohybuje od 100 do 145 stupňov. S malými geometrickými rozmermi 1,6 x 1,6 mm je výkon vynikajúcej LED diódy 3 volty a svetelný tok je 330 lm. Toto je jeden z najnovších vývojov Cree. Všetky LED diódy, ktorých dizajn je vyvinutý na báze jediného kryštálu, majú vysokokvalitnú reprodukciu farieb v rámci CRE 70-90.