Шта је ЛЕД - детаљан опис карактеристика и типова

ЛЕД диоде су свуда: у кућама, аутомобилима, телефонима. Уз њихову помоћ, обезбеђено је светло осветљење екрана гаџета, произведени су економични извори осветљења. Сада су они незаменљиви извори светлости. Размотрите уређај и техничке карактеристике главних типова ЛЕД диода.

Шта је ЛЕД

ЛЕД (од енглеског Лигхт Емиттинг Диоде, или ЛЕД) је чврсти електрични извор вештачке светлости направљен од п- и н-проводничких полупроводничких материјала. Користећи неколико технологија – таложење кроз маске, нагризање, епитаксијално наношење итд., добија се п-н спој.

У полупроводничком материјалу п-типа, носиоци струје су „рупе“ – атоми полупроводничког кристала, у којима допирањем специјалним металима стварају мањак електрона. У н-материјалима, носачи су вишак електрона у кристалу.

"Рупа" је практично непомична. Има позитивно наелектрисање једнако наелектрисању електрона. Електрон, "скачући" са спољне орбите једног атома на спољну орбиту суседног, помера "рупу" у супротном смеру.

Принцип рада или шта светли у ЛЕД-у

Повезивањем константног напона одређене величине и поларитета на п-н спој, они изазивају електричну струју у споју у виду супротног тока носилаца електричног набоја - "рупа" - позитивних "честица" и електрона - негативног. Када се ови токови сретну у п-н споју, они се рекомбинују или спајају. Слободни електрон са повећаном енергијом улази у „рупу“ и она нестаје.

Шема ЛЕД-а.

Десно је н-полупроводнички део кристала, "обогаћен" слободним електронима, лево п-полупроводнички део са позитивним "честицама" - "рупама".

Енергија се ослобађа у облику светлосних кванта. Они се емитују, тј. емитује се са краја кристала. Ток кванта погађа рефлектор. Његова полирана површина рефлектује светлост у правом смеру. Посебна конфигурација површине формира потребну шему смера светлосног тока.

Шема за добијање светлости у п-н споју.

Напон за напајање прелаза се примењује "+" - на аноду диоде, а "-" - на катоду.

Дизајн

Уређај ЛЕД у вертикалном пресеку.

Подлога која уклања топлоту је приказана лила. Сиви трапези - секције рефлектора-рефлектора прстенасте конфигурације од алуминијума.У плавом центру је ЛЕД чип-кристал са повезаним златним или сребрним жицама залемљеним на анодне и катодне терминале.

Врсте ЛЕД диода

ЛЕД диоде су прилично "млади" уређаји. Њихова коначна класификација још није развијена. Због тога многи познати произвођачи користе сопствене системе поделе.

Према једном од њих, ЛЕД диоде су груписане према својој намени на следећи начин:

1. Индикатор.
2. Осветљење.

Индикатори у њиховој групи су подељени у следеће типове.

ДИП диоде

Скраћеница је изведена од Дуал Ин-лине Пацкаге или "доубле ин-лине плацемент". Обично су кућишта цилиндри, али постоје и паралелепипеди. На доњем крају су жичани аксијални водови паралелни са главном осом симетрије тела. Излаз катоде је краћи од аноде.

Види се поглед на ДИП ЛЕД изнад ПЦБ-а, лемљење у метализоване рупе.

Подела на типове - према пречнику кућишта и сочиву на горњем крају. Пречника од 2-3 до 20 мм и више. Боја сјаја - било која, неколико нијанси беле.

Један од типова - трепћући у 2 боје, има 3 излаза.

Сламнати шешир

Дословни превод је сламнати шешир или брил. Примена на ЛЕД диоде – тело је као шешир са заобљеним врхом.

Варијанта ДИП ЛЕД-а под називом сламнати шешир или сламнати шешир.

Видљиви су проводници различите дужине, кратак је катода. Такође су видљиви лимитатори висине уградње. Испод сочива је кристал са жутим фосфором.

Супер Флук Пиранха

Директан превод - суперфлов. Пиранха - превод на руски - Пиранха. Име ЛЕД диоде је настало због посебности металних проводника у облику уских трака. Да би се поједноставила уградња у рупе на штампаној плочи, углови су одсечени на крајевима игала током штанцања. Тако су испали оштри „зуби” предаторске рибе.

На излазу су утиснута "рамена" - лимитери који постављају висину кућишта изнад плоче. Дакле, кућиште је отворено за ваздушно хлађење одоздо. На горњим крајевима проводника постављени су кристали за пасивно хлађење.

Постављањем 2 или 3 чипа у кућиште повећали су проток светлости. И диода је пала у групу супер-светлих.

ЛЕД тип "пиране" у провидном кућишту.

Види се кристал „прекривен“ сочивом и сужени проводници-обликивачи висине уградње.

смд

Скраћеница за Сурфаце Моунтед Девице, у преводу са енглеског - уређај инсталиран на површини. Изгледају као правоугаоне кутије од пластике или керамике. Закључци - одоздо и са стране кућишта у облику јастучића.

Најчешће - осветљење, али при малој снази могу бити и индикатори. Снаге од мВ (миливат) до В. Сјај је било која боја или нијанса беле светлости.

Прочитајте такође: Карактеристике СМД ЛЕД диода

ОЛЕД

Поред ЛЕД диода у чврстом стању на бази полупроводничких метала - силицијум, германијум, галијум арсенид итд., постоји група ЛЕД диода на филмовима органских једињења. Зову се органске или ОЛЕД ЛЕД диоде - Органиц Лигхт Емиттинг Диоде.

Они такође, као и полупроводничке диоде, емитују светлост, али не са чврстом структуром, већ са танким филмовима. Док се главна примена налази у развоју једнобојних дисплеја. Постојећи недостаци ОЛЕД филмова у боји су различито време рада за филмове различитих боја сјаја. Минимално, ово је око 12-15 хиљада сати.

Након побољшања, такве ЛЕД диоде ће се широко користити у мобилним телефонима, аутомобилским и бродским ГПС навигаторима, у ноћним нишанима и уређајима за ноћни лов и пуцање итд.

Видео преглед: поређење КЛЕД, ОЛЕД и ЛЦД (ИПС).

Филамент

У 2012-2013Појавиле су се необичне ЛЕД диоде које су назвали Филамент. У ствари, ово су ЦОБ матрице у облику дугих цилиндара пречника 2-3 и дужине 15-30 мм. 28-30 плавих кристала прошараних неколико црвених налепи се на стаклени или сафирни цилиндар. Повезани су у серијске ланце, а након провере исправности испуњени су жутим фосфором.

Ова технологија за производњу филаментних модула назива се Цхип-Он-Гласс или ЦОГ.

Готове ЦОГ-матрице се постављају на арматуре конвенционалних сијалица са жарном нити, уграђују се у базу и стављају у стаклену или пластичну посуду. За хлађење ЛЕД диода, боца је напуњена хелијумом.

Снага лампе - од 2-3 до 10-12 вати. Светлосни ток одговара светлосној ефикасности конвенционалних ЛЕД диода од 80-100 лм/В.

Резултат је ЛЕД лампа са жарном нити. Лампа се често погрешно назива ЛЕД лампа са жарном нити.

Термин ретрофит долази из енглеског. ретрофит – модернизација или модификација. Ово су нови извори светлости у кућиштима традиционалних димензија.

ЛЕД лампа са жарном нити у сијалици "кугла".

Лампа са жарном нити велике снаге у издуженој сијалици.

Горе наведене бројке се разликују по снази и произвођачима ЛЕД лампе са жарном нити. У стакленој посуди са базом Е27, филаментни ЦОЛ модули су причвршћени за филаменте.

Врста ПЦБ Стар

Скраћеница за ЛЕД диоде овог типа је изведена из енглеске фразе Принтед Цирцуит Боард. Његов превод је штампана плоча.

Диодна плоча типа ПЦБ Стар.

Диодна плоча типа ПЦБ Стар. Произвођач је америчка компанија ЦРЕЕ, модел КСМЛ диоде. Жути правоугаоник је ЦОБ матрица енергетске диоде.

Плоча је направљена од метала који добро проводи топлоту, као што је алуминијум. Конфигурација плоче је звезда са 6 зрака.ЦОБ ЛЕД низ је фабрички монтиран у средини звезде плоче. Плоча је обојена у црно како би се побољшала пасивна дисипација топлоте коју генерише моћан радни уређај за емитовање светлости.

Снажне ЛЕД диоде типа ПЦБ Стар.

6 "звезда" на левој страни - диоде различите снаге и нијансе беле светлости. Доња два су снажнија елемента са великим круговима жутог фосфора. Десно је колона од 4 комада. – диоде за планарну монтажу на површину подлога на штампаној плочи.

Димензионални цртеж моћне планарне ЛЕД диоде на десној плочи.

Димензионални цртеж моћне планарне ЛЕД диоде на десној плочи. Висина структуре је 6,6 мм, пречник тела диоде са равним водовима је 8 мм, величина Стар плоче је 22 мм.

ЛЕД ЦОБ матрица

Ако се неколико десетина плавих полупроводничких кристала залепи диелектричним лепком на топлотно проводну подлогу од вештачког сафирног или силицијумског кристала, спојених проводницима у серијско-паралелне групе и на врху испуњених жутим фосфором, добијамо ЛЕД модул. то ЦОБ матрица. Скраћеница је изведена из енглеске фразе Цхип-Он-Боард. Преведено је као "кристали на плочи".

ЛЕД округла ЦОБ-матрица пуњена жутим фосфором. Дуж "обода" налазе се браон контактне плочице за повезивање напојних и/или управљачких кола.

ЦОБ матрице користе ЛЕД чип чипове без паковања без супстрата. Смештај је изузетно тесан. Ова технологија производи значајан део ЛЕД диода велике снаге, укључујући стотине кристала. Добар хладњак хлађен вентилатором, који понекад користи топлотне цеви, омогућава вам да постигнете снагу од 150-200 В или више у једном кућишту.Матрица обезбеђује усмерени ток са углом расејања од 100-150 степени на нивоу од 0,7 од максимума зрачења.

Класификација типова

Типови ЛЕД диода укључују:

• појединачне ЛЕД диоде на једном чипу велике снаге (ЦОБ-матрица);
• пар ЛЕД диода у једном пакету - индикаторске диоде које трепере наизменично у две боје, на пример, црвена и жута;
• тројке или тријаде емитера три основне боје - црвене, зелене и плаве или РГБ: Црвена - Црвена, Зелена - Зелена, Плава - Плава.

ЛЕД са три чипа у СМД пакету за површинску монтажу на ПЦБ.

Ако у трокристалној ЛЕД диоди постоје кристали исте боје сјаја, имамо супер-светлу ЛЕД. Са различитим бојама кристалног светла, добијамо РГБ тријаду или вишебојни контролисан уређај за емитовање светлости.

СМД је скраћеница за енглески израз Сурфаце Моунтед Девице, уређај за површинску монтажу. Користи се за аутоматизацију постављања и лемљења електронских компоненти на штампаним плочама, укљ. и ЛЕД диоде. Користи се у тракама, лењирима, модулима и конвенционалним штампаним плочама.

Главне боје такође укључују пар ИБ боја - жута, жута и плава, плава. Постоје и друге комбинације боја које дају бело када се мешају.

Снажне ЦОБ ЛЕД диоде

Велики модели имају рупе за монтажу у угловима кућишта. Мањи модели су залемљени на штампану плочу.

Поред уобичајених карактеристика ЛЕД диода, моћни модели додају неколико додатних параметара:

• називна снага, В;
• величина чипа, мм;
• називна радна струја кристала или матрице;
• радни век повезан са стандардима Л 70, Л80 итд.

ЛЕД диоде мале снаге

Што се тиче потрошње енергије, то су ЛЕД диоде од 0,05 до 0,5 В, радна струја - 20-60 мА (просечна снага - 0,5-3 В, струја 0,1-0,7 А, велика - више од 3 В, струја 1 А и више) .

Структурно, ЛЕД диоде мале снаге укључују неколико група ЛЕД емитера:

• ЛЕД диоде у СМД кућиштима су обичне и супер светле;
• ДИП диоде у цилиндричним кућиштима - за уградњу у рупе на штампаним плочама;
• у кућиштима типа пиране - за монтажу у рупе.

ЛЕД диоде мале снаге у различитим пакетима.

На слици, ЛЕД диоде од врха до дна:

1. У цилиндричним ДИП пакетима - са флексибилним жичаним проводницима за лемљење у рупе на плочи.
2. У случајевима типа пиране, они су такође Суперфлукс, лемљење кроз рупе.
3. У случајевима са равним водовима за монтажу на контактне подлоге једностраних и двостраних штампаних плоча или у „бунаре“ вишеслојних плоча.

Карактеристике ЛЕД диода

ЛЕД диоде су описане многим параметрима. Најважнији од њих:

• интензитет светлости и енергетска ефикасност - Лм и Лм / В;
• угао дивергенције светлосног флукса на нивоима од 0,5 или 0,7, степени - за обичне од 120 до 140 степени, за индикаторске моделе - од 15 до 45 степени;
• снага која се троши током рада, В - мала - до 0,5, средња - 0,5-3, велика - више од 3;
• радна струја кроз диоду, мА или А;
• боја или нијанса беле светлости Шарена температура, степени Келвина, К - од 2000-2500 К - топло бела и до 6500-9500 К - хладно бела.

Постоје и друге карактеристике, али се ређе користе. На пример, струјно-напонска карактеристика, И-В карактеристика ЛЕД је крива струје кроз спој у односу на радни напон који се примењује на њега. Користи се у електричним прорачунима режима рада ЛЕД.

Димензије

Димензије ЛЕД-а су одређене димензијама његовог кућишта.За СМД кућишта - дужина, ширина, дебљина. Прве две вредности су уграђене у ознаку, на пример, СМД2835, где су два пара бројева 2,8 мм - ширина и 3,5 мм - дужина. Дебљина кућишта мора се узети из описа или пасоша за диоду.

Димензије СМД3528 и СМД2835. У доњем десном углу, сиви угао је кључ који означава катоду.

За цилиндричне ДИП диоде важне карактеристике су пречник кућишта и његова висина са сочивом. У овом случају, потребно је узети у обзир дужину жичаних проводника и препоруке произвођача за њихово савијање пре уградње.

Таласна дужина

Таква карактеристика ЛЕД диода као таласна дужина се користи веома ретко. Често се назива бојом сјаја.

Таласна дужина сјаја диоде се мери у нанометрима - нм. Није увек наведено у подацима о пасошу производа.

Ознака и означавање боје

Сваки произвођач има своју ознаку ЛЕД диода. На пример, у ознаци ЛЕД-а - ЛЕД-ВВ-СМД5050, његови абецедни и нумерички елементи су декодирани:

• ЛЕД - ЛЕД;
• ВВ - боја сјаја Топла бела - топло бела 2700-3500 К;
• СМД - пакет за површинску монтажу;
• 5050 - димензије тела у десетим деловима милиметра - 5,0 × 5,0.

Варијанте скраћеница за нијансе белог светла:

• ДВ - Даи Вхите - бели дан (4000-5000 К);
• В - Бела, чисто бела (6000-8000 К);
• ЦВ или ВЦ - Цоол Вхите - хладно бела (8000-10 000 К);
• ВСЦ - Вхите Супер Цоол - супер хладна бела, температура боје 15.000 К са карактеристичном плавичастом нијансом;
• СЗ - неутрално бела - неутрална бела - 5000 К.

Постоје и друге ознаке за ЛЕД диоде и боје, систем још није у потпуности стандардизован, па произвођачи користе различите нумеричке вредности и називе за нијансе белог светла.

Графичка и абецедна слика на дијаграму

Анода, такође позната као плус ЛЕД-а, приказана је као троугао на електричним колима. Катода (минус) - попречна цртица.

Изглед АЛ307 ЛЕД и његова ознака на цртежима и дијаграмима.

Често коришћена скраћеница је латинска скраћеница ХЛ.

Табела ЛЕД напона

Да би ЛЕД током рада обезбедио све карактеристике које су одређене његовим дизајном и технологијом производње, потребно му је обезбедити прорачунско напајање. На пример, примените напон на његову аноду и катоду, који ће бити нешто већи од директног напона п-н споја. Вишак напона треба серијски "угасити". укључени отпорник. Отпорник се назива отпорник за ограничавање струје. Служи за спречавање вишка струје кроз п-н спој.

ЛЕД има два контактна извода - аноду и катоду, катода је краћа од аноде. Ако је дужина иста, онда дефинисати Можете их користити са батеријом за прсте. Ако има светлости, онда имате аноду испред себе.

Сто. Предњи напон п-н споја обојене ЛЕД диоде.

Прочитајте такође: Како сазнати колико волти има ЛЕД

Примена ЛЕД диода

Обим ЛЕД диода се стално шири. У почетку су коришћени као светлосни индикатори у колима за укључивање или рад електронске опреме.На пример, укључивање предајника, прелазак на повећану или смањену снагу итд. Они би могли да поправе аутоматско активирање, на пример, када се појави сигнал за позив или да привуку пажњу. Коришћене су трепћуће или једнобојне ЛЕД диоде - црвена, жута, зелена, плава.

Супер-светле ДИП ЛЕД диоде мале величине биле су повезане у серијско-паралелне ланце и напајане директно из мреже од 220 В. Постављањем таквих серијских група диода у провидну флексибилну ПВЦ цев и пуњењем провидним заптивачем, добили смо "флексибилан неон"- светлећи" подвез. Може се поставити уз бочну страну базена, ивичњак стазе, украсити кров куће или дрво у башти.

Коришћење флексибилног неона.

Појава флексибилних вишеслојних плоча и СМД пакета за површинску монтажу довела је до стварања флексибилних ЛЕД траке.

У почетку су то била средства за декоративну унутрашњу декорацију. Повећање снаге СМД диода и густина њиховог постављања на плочу омогућили су почетак коришћења ЛЕД трака, прво за помоћно, а затим за главно осветљење. Повећање степена заштите од прашине и влаге трака довело је до њихове употребе за декоративно осветљење, а затим и за главно осветљење у уличним условима.

Истовремено су се развијале ЛЕД лампе које замењују жаруље са жарном нити у светиљкама - свијећњацима, лустерима и стоним лампама. Појавиле су се ретрофитне лампе - потпуни аналози сијалица са жарном нити и флуоресцентних цеви по облику, величини сијалице, напону напајања. Почела је постепена замена сијалица са ЛЕД надоградњом. Истовремено, производња ЛН је заустављена - прво 100 В или више, затим 75, 60 итд.

Развој моћних појединачних ЛЕД диода, посебно у пакету Емиттер или ПЦБ Стар, допринео је појави батеријских лампи са уграђеном батеријом. Осветљеност и трајање сјаја након једног циклуса пуњења била је неколико пута већа од претходних модела.

Одлична управљивост ЛЕД диода електронским путем - контролерима и димери - димери, омогућили су употребу моћних рефлектора у светло-динамичком осветљењу улица и тргова градова и насеља у било ком региону земље.

Примена у декоративном осветљењу зграда.

Тип ЛЕД траке РГБ, РГБВ и РГБВВ омогућило је не само добијање моћних токова беле светлости, већ и промену њене беле нијансе у широком опсегу од жућкасто топле до плавичасте и плаво хладне.

Управљивост нових извора светлости омогућава њихову широку употребу у светлећим рекламама - "пузајућим линијама", светлосним дисплејима, информационим екранима итд. Користите ове изворе светле боје и беле светлости у рекламирању фасада и на крововима - равна и тродимензионална слова и цртеже, називе брендова, слике заштитних знакова и још много тога.

И сви ови дизајни раде много дуже од својих колега на конвенционалним лампама, не захтевају скоро никакво одржавање и троше много пута мање електричне енергије. Техничке карактеристике ЛЕД диода и опреме за осветљење стално расту. Цена ЛЕД диода се смањује, а примена се шири.