Обзор led светодиодов по технологии cob, новинка 2014

Применение светодиодов

Сферы применения светодиодов постоянно расширяются. Первоначально они использовались как световые индикаторы в схемах включения или работы электронной аппаратуры. Например, включение передатчика, переход на повышенную или пониженную мощность и т.д. Могли фиксировать автоматическое включение, например, при появлении сигнала вызова или для привлечения внимания. Использовались мигающие или одноцветные светодиоды – красные, желтые, зеленые, синие.

Малогабаритные сверхъяркие DIP-светодиоды соединяли в последовательно-параллельные цепочки и питали их прямо от сети 220 В. Поместив такие последовательные группы диодов в прозрачную гибкую ПВХ-трубку и залив их прозрачным герметиком, получили «гибкий неон» – светящийся «жгут». Его можно проложить по бортику бассейна, бордюру дорожки, украсить крышу дома или дерево в саду.

Использование гибкого неона.

Появление гибких многослойных плат и SMD-корпусов для поверхностного монтажа привело к созданию гибких светодиодных лент.

Вначале это были средства декоративной отделки интерьера помещений. Увеличение мощности SMD-диодов и плотности их размещения на плате позволило начать использование светодиодных лент вначале для вспомогательного, а потом и основного освещения. Увеличение степени пылевлагозащиты лент привело к их использованию для декоративной подсветки, а потом и основного освещения в условиях улицы.

Одновременно шла разработка светодиодных ламп для замены ламп накаливания в светильниках – бра, люстрах, настольных лампах. Появились лампы-ретрофиты – полные аналоги ламп накаливания и люминесцентных трубок по форме, размерам колб, напряжению питания. Началась постепенная замена ламп накаливания на светодиодные ретрофиты. При этом прекращалось производство ЛН – вначале 100 Вт и более, потом 75, 60 и т.д.

Разработка мощных единичных светодиодов, особенно в корпусе Emitter или PCB Star, способствовала появлению фонариков со встроенным аккумулятором. Яркость и длительность свечения после одного цикла заряда в разы превосходила прежние модели.

Отличная управляемость светодиодов электронными средствами – контроллерами и диммерами – регуляторами яркости, позволила использовать мощные прожекторы в светодинамической иллюминации улиц и площадей городов и поселков в любом регионе страны.

Применение в декоративной подсветке зданий.

Светодиодные ленты типа RGB, RGBW и RGBWW дали возможность не только получить мощные потоки белого света, но и в широких пределах изменять его белый оттенок от желтоватого теплого до синеватого и голубого холодного.

Управляемость новых источников света позволяет широко использовать их в световой рекламе – «бегущих строках», световых табло, информационных экранах и т.п. Используют эти яркие цветные и белые источники света в фасадной рекламе и на крышах – плоские и объемные буквы и рисунки, фирменные названия, изображения товарных знаков и многое другое.

И все эти конструкции работают много дольше аналогов на обычных лампах, почти не требуя обслуживания и потребляя при этом в разы меньше электроэнергии. Технические характеристики светодиодов и светотехнической аппаратуры постоянно растут. Стоимость светодиодов уменьшается, а применение расширяется.

Как можно подсоединять светодиоды

Когда мы уже знаем достаточно много о светодиодах, давайте узнаем, как можно объединять. Для этого нам нужно их соединить. Но каким образом можно это сделать и какой способ будет лучшим?

Попробуем подсоединить последовательно

Последовательное соединения нужно, если нужно массово увеличить количество освещенности (например, регулировка уровня яркости). Подсоединив светодиоды таким способом, они будут работать как один. Рекомендуем при этом использовать в цепочке светодиоды одного типа и даже одного цвета.

Последовательное соединение LED

Несмотря на то, что ток внутри светодиодов при последовательном подключении идет один и тот же, при установке резисторов нам точно придется учитывать, что напряжение тоже будет падать последовательно. Например, исходное напряжение равно 1.2 В на один светодиод, но тогда напряжение на всех n светодиодах будет уже n * 1.2. То есть если светодиодов 3, то общее падение будет уже 3.6 В. Так как же тогда посчитать падение напряжения на резисторах? Все очень просто. Давайте предположим, что все светодиоды будут питаться от одного и того же логического устройства с напряжением 5 В. Тогда:

Обращаю ваше внимание, что среди резисторов E12 не встречается сопротивления 140 Ом, поэтому придется вариант с 150 Ом

Как же теперь включать и выключать светодиоды?

Когда мы знаем уже достаточно много о светодиодах, пришло время узнать, как можно легко управлять их включением и выключением. Здесь схемы будут немного сложнее. Для управления мы будем использовать выходные каскады CMOS и TTL (они регулируют напряжение при высоком кпд и почти без искажений). Дело в том, что они могут использоваться как источники, так и как приемники полезного тока. А это как раз дает нам возможность пользоваться ими, как включателями и выключателями. Взгляните на эти примеры:

Светодиоды можно купить на алишке, вот по этой ссылке.

Вот в передаче «Галилео» подробно рассказывают про светодиоды, можете посмотреть:

Чем отличаются светодиоды SMD от DIP

Типы SMD и DIP используются при производстве ленточной монтажной платы (одно из направлений их применения). Несмотря на то что чаще встречаются модели со светодиодами SMD, существуют и другие виды – с источниками света DIP. Последний из вариантов более доступен.

Главное отличие – в строении. Чтобы создать 1 пиксель, необходимо использовать сразу 3 источника света DIP, но разных цветов. Для сравнения светодиод SMD уже содержит 3 нужных оттенка. Благодаря этому его размер намного меньше, чем аналога DIP. Ленточные монтажные платы разных типов отличаются высотой.

Их отличает ряд особенностей:

• предусмотрена разметка (монтажные платы на основе источников света DIP можно делить на отрезки длиной 3 см);
• светодиоды установлены близко друг к другу;
• учитывая плотность расположения источников света на полосе, а также их крупные размеры, требуется более надёжное крепление (фиксаторы из прочного пластика).

Преимущества технологии LED MCOB

1. Снижение себестоимости светодиодных приборов и повышение эффективности их работы.
2. Инновационные разработки LED MCOB позволяют добиться высокой яркости светового потока даже при небольших размерах осветительной техники.
3. Количество производственных операций снижено вдвое по сравнению с технологией SMD, значительно сократились сроки производства светодиодных приборов.
4. Высокий показатель оптической плотности чипа: на 1 см2 площади подложки может быть установлено до 70 чипов.
5. Увеличенный срок службы светодиодов MCOB, надежность и эффективность теплоотвода led-приборов.
6. Совместимость с различными пускорегулирующими устройствами и системой диммирования света.
7. Равномерная яркость светового потока, отсутствие эффекта теней.
8. Компактность, небольшие размеры.

Много света из ничего — светодиоды серии XPG

Следующим шагом в эволюции светодиодов стало появление серии XPG. Здесь использован все тот же хорошо зарекомендовавший себя в серии XP корпус (рис. 1, 2). Изменения коснулись кристалла: он стал больше. За счет этого достигнуто увеличение светового потока — до 139 лм при токе 350 мА (как всегда, в документации CREE указывается минимальное значение потока). Если же разработчик собирается «выжать» из светодиода «все соки», можно увеличивать ток вплоть до 1 А. Тут уже придется серьезно озаботиться задачей отвода тепла. А низкое значение теплового сопротивления корпуса (5 °C/Вт) призвано облегчить выполнение этой задачи. Максимальная температура на поверхности кристалла не должна превышать 150 °C. Теплоотводящая площадка также электрически изолирована.

Что значительно более важно — увеличена эффективность преобразования. Например, в режиме 1 Вт достигается значение 130 лм/Вт, в режиме 2 Вт — 110 лм/Вт, в режиме 3 Вт — 100 лм/Вт.. За счет увеличения размера кристалла снизилось прямое рабочее напряжение — до 3 В при токе 350 мА, увеличен угол излучения до 125°

Сегодня светодиоды выпускаются только в белом цвете холодной части спектра от 5000 до 8300 K.

За счет увеличения размера кристалла снизилось прямое рабочее напряжение — до 3 В при токе 350 мА, увеличен угол излучения до 125°. Сегодня светодиоды выпускаются только в белом цвете холодной части спектра от 5000 до 8300 K.

В таблице 2 приведены значения светового потока светодиодов серии XPG.

Таблица 2. Значения светового потока светодиодов серии XPG

Группа минимального светового потока (кодировка)	8300–5000 K
Холодный белый
R5 (H), лм	139
R4 (G), лм	130
R3 (F), лм	122
R2 (E), лм	114

Примечание. Приведены минимальные значения светового потока при токе 300 мА

Поистине настоящим прорывом стало появление светодиодов новой серии MX6. Скажем откровенно: этот светодиод очень напоминает популярную модель одного из японских производителей. Это первый светодиод в линейке продукции CREE, выполненный по мультичиповой технологии. Тепловое сопротивление корпуса составляет всего 5 °C/Вт. Максимальная температура на поверхности кристалла не должна превышать 150 °C. Угол излучения составляет 120°. И, конечно, знаменитый электрически изолированный теплоотвод, призванный облегчить разработку корпуса. На рис. 4 представлен внешний вид светодиодов серии MX6, на рис. 5 приведены габаритные размеры.

Для светодиода серии MX6 типовым током является 300 мА, максимальное значение тока не должно превышать 350 мА. Да, не очень большой диапазон разгона, но в ряде задач, таких как, например, потолочные светильники, светильники для ЖКХ, этого значения вполне достаточно. Тут уже в пользу применения MX6 говорит его низкая стоимость. Эффективность холодного белого света составляет 106 лм/Вт при токе 300 мА. Для теплого белого света — 87 лм/Вт при токе 300 мА. В таблице 3 приведены значения светового потока светодиодов серии MX6 в зависимости от цветовой температуры.

И краткое резюме. Если необходимо получить максимальный световой поток, использование форсированного режима до 1 А с высокоэффективным теплоотводом — выбираем светодиоды серии XPG. Если, напротив, требуется обеспечить минимальную стоимость светильника и при этом можно ограничиться током 300–350 мА — выбираем светодиоды серии MX6. Светодиоды серии XPE и XPC являются компромиссным вариантом.

Рис. 4. Внешний вид светодиодов серии MX6

Рис. 5. Габаритные размеры светодиодов серии MX6

Таблица 3. Значения светового потока светодиодов серии MX6

Группа минимального светового потока (кодировка)	8300–5000 K	5000–4000 K	4000–3200 K	3200–2900 K	2900–2700 K
Холодный белый	Нейтральный белый	Теплый белый
Q5 (D), лм	107 (122)
Q4 (С), лм	100 (114)	101 (114)
Q3 (B), лм	93,9 (107)	93,9 (107)
Q2 (A), лм	87,4 (100)	87,4 (100)	87,4 (100)
P4 (9), лм		80,6 (92)	80,6 (92)	80,6 (92)	80,6 (92)
P3 (8), лм				73,9 (84)	73,9 (84)
P2 (7), лм					67,2 (77)

Преимущества технологии LED MCOB

1. Снижение себестоимости светодиодных приборов и повышение эффективности их работы.
2. Инновационные разработки LED MCOB позволяют добиться высокой яркости светового потока даже при небольших размерах осветительной техники.
3. Количество производственных операций снижено вдвое по сравнению с технологией SMD, значительно сократились сроки производства светодиодных приборов.
4. Высокий показатель оптической плотности чипа: на 1 см2 площади подложки может быть установлено до 70 чипов.
5. Увеличенный срок службы светодиодов MCOB, надежность и эффективность теплоотвода led-приборов.
6. Совместимость с различными пускорегулирующими устройствами и системой диммирования света.
7. Равномерная яркость светового потока, отсутствие эффекта теней.
8. Компактность, небольшие размеры.

Индикаторные и осветительные LED

Чтобы яснее представлять, какие бывают светодиоды, их можно разделить на две большие группы: индикаторные и осветительные.

Индикаторные используются в основном в целях цветовой индикации, а также при подсветке дисплеев, приборных панелей и других приборов. То есть это светодиоды сравнительно небольшой мощности (до 0.2 Вт) с умеренной яркостью.

Осветительные LED используются при освещении помещений в составе светодиодных ламп и лент, в автомобильных фарах и везде, где требуется получить высокую интенсивность свечения. Мощность таких светодиодов может достигать десятков ватт.

Ультрафиолетовые и фиолетовые светодиоды Lumileds

Как уже было отмечено, создание полупроводниковых источников излучения с короткими длинами волн в ультрафиолетовой (УФ) области целесообразно применять в таких областях, как фотолитография, разработка датчиков обнаружения токсичных веществ, создание устройств с высокой плотностью хранения данных в оптическом диапазоне, биомедицинские исследования, очистка и стерилизация воды и воздуха. Миниатюризация устройств, обеспечение их максимальной эффективности и безопасности для здоровья человека и окружающей среды требуют разработки принципиально новых источников излучения взамен традиционно используемых для УФ-диапазона газоразрядных ламп.

Можно рискнуть, предположив, что указанные факты побудили компанию Lumileds расширить линейку светодиодов на УФ-область оптического спектра. В настоящее время представлены светодиоды данного диапазона серий Luxeon Z и Luxeon Flip Chip.

Светодиоды серии Luxeon Z UV (рис. 8) имеют корпус размерами 1,3×1,7 мм. По значениям длины волны они перекрывают диапазон 380-400 нм в УФ-области и 400-430 нм в фиолетовой области видимого спектра. Номинальный ток данных светодиодов составляет 500 мА, максимальное значение рабочего тока соответствует 1 А. Тепловое сопротивление данных светодиодов для УФ-диапазона равно примерно 6 °C/Вт, для фиолетового диапазона — 4 °C/Вт. Видимый угол — 125°.

Рис. 8. Мощный светодиод серии Luxeon Z UV компании Lumileds

Мощность излучения УФ светодиодов при номинальном токе в диапазоне длин волн 380-390 нм составляет 175-375 мВт, в диапазоне длин волн 390-400 нм — 330-525 мВт. Мощность фиолетовых светодиодов при номинальном токе — 435-675 мВт.

Светодиоды серии Luxeon Flip Chip UV (рис. 9) перекрывают диапазон длин волн 380-410 нм. Они, как и синие светодиоды данной серии, выпускаются в корпусе CSP размерами 1×1 мм, которые практически совпадают с размерами кристалла. Номинальный ток данных светодиодов равен 500 мА, максимальное значение рабочего тока составляет 1 А. Тепловое сопротивление данных светодиодов — 2 °C/Вт. Видимый угол равен примерно 150°.

Рис. 9. Мощный светодиод серии Luxeon Flip Chip UV компании Lumileds

Мощность излучения светодиодов Luxeon Flip Chip UV при номинальном токе в диапазоне длин волн 380-390 нм составляет 250-450 мВт, в диапазоне длин волн 390-400 нм — 450-650 мВт, в диапазоне длин волн 400-410 нм — 550-750 мВт.

Можно сделать вывод, что коротковолновые светодиоды обеих серий имеют достаточно высокий внешний квантовый выход для данной области длин волн, что делает их эффективными для разработки изделий на их основе.

Прорыв продолжается

Итак, возвращаемся к теме «диодная лампа COB». Никто не собирался отказываться от этих светодиодов, просто пришла необходимость видоизменить сам светильник, сделав его недорогим. Вариантов изменения конструкции было несколько, но оптимальным оказался один.

• Во-первых, отказались от керамических подложек. То есть кристаллы стали устанавливать на плато напрямую.
• Во-вторых, все кристаллы покрывались единым слоем люминофора. Поэтому светильник светится равномерно без видимых отдельных светящихся точек.

И вот тут COB матрицы стали выигрывать перед SMD матрицами. В схемах светодиодных ламп на 220 В помешалось до 70 кристаллов на один квадратный сантиметр. То есть, светильник становится в разы меньше, но его яркость не уступала другим моделям. В конце концов появилась возможность использовать в источниках света данного типа и отражатели, и рассеиватели, которые устанавливаются на традиционных лампах.

Мощность

COB пластинка с нитевидными led светодиодами

Первый вопрос, который возникает при виде филаментных светодиодных лампочек, как же охлаждается светодиод, который висит в колбе. Все гениально просто, он сделан нитевидной формы, он достаточно длинный и имеет приличную площадь поверхности для отвода тепла. Исходя из его размеров, обычно мощность одной такого составляет 1 Ватт, что позволяет ему работать без перегрева колбе. Соответственно, зная мощность одного и сосчитав через прозрачную колбу количество светодиодов Filament, получаем общую мощность равную их количеству. Именитые производители на 12 марта 2015 года выпускают такие  на 2-6 Ватт при размерах, равных обычной на 60W. Если количество элементов больше, то и размер самой должен больше прямопропорционально. Иначе, я считаю, что будет перегрев и сокращение срока службы, исходя из законов физики.

Единственный минус таких filament ламп, что невозможно их делать большой мощности, в замкнутом пространстве стеклянной колбы тепло быстро накапливается, а вентиляционные отверстия отсутствуют. Мощность филамент ламп можно повысить, используя защитную колбу из прозрачного пластика, например поликарбоната, который позволит сделать в колбе неограниченное количество отверстий для циркуляции воздуха.

Типовая классификация

К типам светодиодов можно отнести:

• одиночные светодиоды на одном кристалле большой мощности (COB-матрице);
• пары светодиодов в одном корпусе – индикаторные диоды, мигающие попеременно двумя цветами, например, красным и желтым;
• тройки или триады излучателей трех основных цветов – красного, зеленого и синего или RGB: Red – Красный, Green – Зеленый, Blue – Синий.

Трехкристальный светодиод в SMD-корпусе для монтажа на поверхности печатной платы.

Если в трехкристальном светодиоде кристаллы одного цвета свечения – имеем сверхъяркий светодиод. При разных цветах света кристалла получаем RGB-триаду или многоцветный управляемый светоизлучающий прибор.

SMD – аббревиатура от английского словосочетания Surface Mounted Device, устройство поверхностного монтажа. Используется для автоматизации размещения и пайки электронных компонентов на печатных платах, в т.ч. и светодиодов. Применяют в лентах, линейках, модулях и обычных печатных платах.

К основным цветам относится и пара цветов YB – Yellow, желтый и Blue, синий. Есть и другие комбинации цветов, дающих после смешивания белый цвет.

Мощные светодиоды на основе COB-матриц

У крупных моделей в углах корпуса имеются отверстия для крепления. Модели небольших размеров крепятся пайкой на печатную плату.

В дополнение к обычным характеристикам светодиодов у мощных моделей добавляются несколько дополнительных параметров:

• номинальная мощность, Вт;
• размер чипа, мм;
• номинальный рабочий ток кристалла или матрицы;
• срок службы, связанный со стандартами L 70, L80 и др.

Маломощные светодиоды

По величине потребляемой мощности – это светодиоды от 0,05 до 0,5 Вт, рабочий ток – 20-60 мА (средней мощности – 0,5-3 Вт, ток 0,1-0,7 А, большой – более 3 Вт, ток 1 А и более).

Конструктивно к маломощным светодиодам относятся несколько групп LED-излучателей света:

• светодиоды в корпусах SMD обычные и сверхъяркие;
• диоды типа DIP в цилиндрических корпусах – для монтажа в отверстия печатных плат;
• в корпусах типа «пиранья» – для монтажа в отверстия.

Маломощные светодиоды в разных корпусах.

На картинке светодиоды сверху вниз:

1. В цилиндрических корпусах типа DIP – с гибкими проволочными выводами для пайки в отверстия платы.
2. В корпусах типа «пиранья», они же Superflux, пайка в отверстия.
3. В корпусах с планарными выводами для монтажа на контактные площадки одно- и двухсторонних печатных плат или в «колодцы» многослойных плат.

Подробнее про работу светодиода

Теперь, когда мы знаем достаточно много про работу светодиода, давайте еще немного поговорим о том, как он устроен изнутри. Каждый светодиод состоит из следующих деталей:

• катод;
• анод;
• кристалл;
• отражатель;
• рассеиватель.

Каждая из этих деталей очень важна для работы светодиода. Но давайте поговорим о том, что каждый из них делает конкретно. Самые главные детали внутри светодиода — это катод и анод.

Светодиод (или led по другому)

Электроны идут от катода к аноду при подаче напряжения на устройство, благодаря чему электроны идут к PN переходу и там занимают свободные места. После этого электроны переходят на новый энергетический уровень, выделяется множество фотонов. Как мы уже говорили ранее, фотоны направляются вверх с помощью отражателя и рассеивателя.

Чем отличаются разные светодиоды и зачем нужен каждый из них?

Если говорить об основных видах LED или светодиодов, то это конечно же осветительные (используются для яркого света в помещении) и индикаторные (они для декоративных целей, например, чтобы украсить стадион или телебашню). Однако светодиоды также различают по типу конструкции:

• DIP светодиоды. Это довольно простые и не очень эффективные индикаторные светодиоды. Зато стоят они достаточно дешево. Линза у них цилиндрической формы, размер, как правило, немаленький, освещение со временем ухудшается на 30%, а угол распространения света всего 120 градусов.

• А вот более совершенная версия этих светодиодов называется Spider LED. Они уже имеют целых 4 выхода, благодаря чему теплоотвод работает гораздо лучше, а это повышает надежность и долговечность компонентов. Хочется отметить, что они часто используются в различных индикаторах салонов авто.

• Если же светодиоды нужно крепить на поверхность и места вертикально очень мало, то специально для этого придумали светодиоды SMD. Они намного более плоские и как раз используются для монтажа на поверхности.

• Оказывается, габариты SMD еще далеко не предел. Сейчас для освещения используются новые инновационные светодиоды, которые называются COB (расшифровать можно как Clip On Board). Название прямо нам намекает о том, что светодиод, а точнее несколько светодиодов закрепляется прямо на плату. Да-да, именно несколько, ведь на одной подложке может быть закреплено до девяти светодиодов сразу! Это поразительно, ведь они очень плоские и кажется, что совсем не занимают места. Кроме маленьких габаритов среди плюсов также можно отметить и то, что они очень равномерно освещают и хорошо защищены от окисления. Благодаря этим преимуществам сейчас они используются для создания фар, а также поворотников для автомобилей среднего и премиального уровня.

• Есть еще одна крутейшая инновация. Пока она используется не очень часто, но мы уверены, что скоро она начнет дешеветь. Называется она Filament. Ее главное преимущество, что светодиоды можно монтировать прямо на стекло, благодаря чему свет можно распространять во все стороны (на все 360 градусов!). Однако, некоторые причисляют филаментные светодиоды к COB, хотя это и неверно.

• В производстве некоторой одежды и обуви сейчас не обойтись без волоконных светодиодов. Ну а как вы думали одежда должна светиться? Они встраиваются внутрь пластиковых волокон и излучают свет. Иногда они используются при производстве игрушек и декоративных предметов.

• Наверняка вы встречали среди множества характеристик смартфонов аббревиатуру OLED. Так вот, это тоже светодиоды, только специальные. Их также иногда называют органическими светодиодами. Почему? Потому что ток в них проводят именно органические вещества. Это позволяет еще сильнее уменьшить габариты. Так, они используются для подсветки экранов смартфонов, мониторов и телевизоров.

• Также добавим и про то, что бывают ультрафиолетовые и даже инфракрасные светодиоды, но в обычной жизни они используются очень редко.

Виды лент на основе светодиодов

Приборы в виде длинной платы делятся на группы с учётом типа источника освещения. Разновидности таких светодиодов:

• DIP;
• SMD.

Последний из них применяется чаще благодаря яркости освещения, компактности. Светодиоды SMD представлены типами:

• 3528;
• 5050;
• 2835;
• 5630.

Перечисленные варианты самые распространённые. Источники света имеют разные размеры, которые зашифрованы в обозначении (длины сторон прямоугольников/квадратов, например, 35 и 38 мм). Световой поток определяет яркость свечения. Гибкие платы содержат светодиоды разного количества: 30, 60, 120. Чем их больше, тем светлее на обслуживаемом участке. От количества светодиодов зависит, будет ли освещение равномерным по всей длине полосы. Если на монтажной плате мало источников света, расстояние между ними больше.

Другие виды осветительных устройств отличаются уровнем защиты от внешних факторов:

1. Герметичные. Устанавливаются внутри объекта и на улице, где монтажная плата будет подвергаться воздействию осадков, перепадов температур. Такие приборы покрываются прозрачным герметиком. Верхний слой материала не проводит ток (степень защиты – IP65).
2. Открытые. Не предусмотрен защитный слой, поэтому полосы этого вида устанавливаются только в помещении (степень защиты IP23).

Применяются и модели других исполнений: IP33 (выдерживает кратковременное воздействие капель воды), IP67 (обеспечивает защиту от влаги при постоянном контакте с ней и от пыли). Светодиодные ленты делятся на группы с учётом способа крепления:

• на клеевой основе – это упрощает монтаж, не нужно применять крепёж;
• стандартный вариант – фиксируется на профиле посредством креплений.

Для длительной эксплуатации, а также в случаях, когда планируется использовать монтажную плату вместо основного источника света, рекомендуется закрепить её более надёжно. Есть ещё виды: монохромные и многоцветные полосы. Первый из приборов светит белым. Второй создаёт свечение разных оттенков. Если выбираются светодиодные ленты RGB (разноцветные), в комплект может входить контроллер и пульт управления.

Деградация

Пример, слева новый, справа старый (2 года работы)

По мере эксплуатации, светодиод подвергается воздействиям, которые негативно сказываются на его характеристиках.

Основные факторы:

1. помутнение оптической части, выполненной из силикона;
2. выгорание люминофора под воздействием температур;
3. деформации корпуса из-за нагрева и напряжения корпуса;
4. деградация кристалла.

Во время деградации кристалла, появляются дефекты, при которых участок кристалла перестает светить, но продолжает нагреваться. При этом начинает увеличиваться ток утечки, то есть ток проходит не излучая свет. Самым плохими катализаторами деградации являются ток выше номинального и повышенная температура. Поэтому надо быть осторожным при покупке сомнительных экземпляров, потому что наши китайские братья по разуму могут «разгонять» светодиоды, подавая ток выше номинального.

Светодиоды Luxeon C

Светодиоды серии Luxeon C (рис. 5) — новые в линейке компании Lumileds. Они заключены в корпус размерами 2×2 мм . В линейке представлены как цветные светодиоды, перекрывающие диапазон длин волн 440-720 нм, включая темно-красный (Far Red), сине-зеленый (Cyan), желто-зеленый (Lime) и желтый с люминофором (PC Amber), так и белые, значения цветовой температуры которых перекрывают диапазон 2700-5700 K. Следовательно, они представляют все оттенки белого света — теплый, естественный и холодный . Номинальный ток данных светодиодов составляет 350 мА. Значение их максимального тока для белых и желто-зеленых светодиодов равно 1225 мА, для темно-красных — 700 мА, для всех остальных цветов — 1050 мА. Тепловое сопротивление желтых с люминофором светодиодов данной серии составляет 3,5 °С/Вт, голубых, сине-зеленых и зеленых светодиодов — 3 °C/Вт, светодиодов остальных цветов — 2,8 °C/Вт .

Рис. 5. Мощные светодиоды серии Luxeon C компании Lumileds

Угол кривой светораспределения синих светодиодов равен 165°, голубых, сине-зеленых, зеленых — 170°, желтых, оранжевых, красных и темно-красных — 162°, желто-зеленых и желтых с люминофором — 150°. Значение угла кривой светораспределения белых светодиодов составляет 150° .

Поскольку светодиоды серии Luxeon С имеют в линейке все возможные цвета, включая белый, их можно применять в различных областях, начиная от общего освещения, и заканчивая архитектурным, художественным и ландшафтным. Представленный широкий спектр цветов светодиодов данной серии, как и у светодиодов серий Luxeon 3535 L и Luxeon Z, также позволит разрабатывать на их основе источники света и светильники с перестраиваемым спектром излучения, которые можно применять, помимо разных видов общего, архитектурного, художественного и ландшафтного освещения, для освещения растений .

Заключение

Достигнутые Cree показатели эффективности впервые позволили говорить о конкуренции светодиодов с большинством традиционных ламп. В феврале 2010 г. компания объявила о создании в лаборатории мощного светодиода белого цвета свечения со световой отдачей 208 лм/Вт. Это достижение можно считать вехой в светодиодной индустрии, так как до недавнего времени значение 200 лм/Вт считалось определенным психологическим и технологическим барьером. Значение 208 лм/Вт было получено для светодиода с цветовой температурой 4579 К, что соответствует области естественного белого цвета, при токе 350 мА при комнатной температуре. В 2011 г. данный параметр был увеличен до 231 лм/Вт при токе 350 мА, а в апреле этого года был достигнут результат 254 лм/Вт. Технологическим пределом до последнего времени считалась величина 250 лм/Вт, и теперь мировое академическое сообщество будет вынуждено снова пересмотреть его в сторону увеличения — так уже случалось неоднократно за последние годы, когда результаты, полученные в лаборатории Cree, приближались или превосходили теоретически установленные максимумы для практического создания светоизлучающих гетероструктур.

Исследователи и разработчики Cree постоянно работают над улучшением оптических и электрических характеристик своей продукции, что наглядно иллюстрирует рис. 10.

Рис. 10. Повышение световой отдачи мощных белых светодиодов Cree

Подводя итоги, следует отметить, что подробно описанные в данной статье белые светодиоды серии XT-E имеют высокую световую отдачу и могут позволить получать наиболее выгодное на данный момент соотношение лм/Вт в готовом светодиодном изделии. Также применение данных светодиодов, имеющих соотношение лм/Вт лучше, чем светодиоды остальных серий, позволит сократить срок окупаемости изделий. Кроме того, применение белых светодиодов XT-E может позволить существенно снизить себестоимость люмена готового изделия по сравнению с применением светодиодов Cree других серий, а также обеспечить и повысить эффективность их использования в промышленности.

Светодиоды серии XB-D, по предположениям производителей, обещают привести к прорыву в применении светодиодов в освещении, поскольку могут позволить получить наилучшую себестоимость люмена в готовом изделии за счет не только снижения затрат на светодиоды, но и экономии на сопутствующих затратах, например на печатные платы. Использование данных светодиодов может упростить разработку изделий, что позволит преодолеть основной барьер для повсеместного применения светодиодов в освещении — высокую полную стоимость осветительной системы.

Светодиоды компании Cree используются в осветительных системах, установленных на промышленных предприятиях в разных странах мира. Их применение гарантирует конечным потребителям достаточно быструю окупаемость вложений на светодиодные светильники. Появление белых светодиодов серии XT-E позволяет Cree улучшать свои позиции на рынке мощных светодиодов за счет существенного снижения себестоимости световых характеристик для своих клиентов и упрочить позиции концепции развития светодиодного освещения. Для этого недостаточно только сделать более яркий светодиод, но также необходимо снизить срок окупаемости светодиодных изделий и систем освещения на основе светодиодов.

Применение новых светодиодов XP-G2, вернее, переход на использование этих светодиодов вместо предыдущего поколения серии XP-G позволит производителю в кратчайшие сроки получить увеличение светового потока, тем самым существенно сократив цикл разработки и выхода на рынок нового изделия. XP-G2 смогут найти применение в самых разных областях — от внутреннего и внешнего освещения до карманных фонариков и ламп-ретрофитов: новые светодиоды позволят производителям использовать все последние технологические достижения и преимущества без каких-либо существенных изменений конструкции существующих изделий и тем самым сократить время разработки и выпуска на рынок нового продукта.