Светодиоды это что: это, принцип работы, виды устройства, как работают сверхяркие, как устроен, из чего состоит, от чего зависит яркость свечения

Содержание

Что такое светодиоды, какие преимущества светодиода?

Главная / ПРОИЗВОДСТВО / Что такое светодиоды, какие преимущества светодиода?

Что такое светодиоды?

Светодиод (light emitting diode, LED) — это полупроводниковый прибор, преобразующий электрический ток в световое излучение и состоящий из полупроводникового кристалла на подложке, корпуса с контактными выводами и оптической системы. Современные светодиоды мало похожи на первые корпусные светодиоды, применявшиеся для индикации.

Какие преимущества светодиода?

В светодиоде, в отличие от лампы накаливания или люминесцентной лампы, электрический ток преобразуется непосредственно в световое излучение, и теоретически это можно сделать почти без потерь. При должном теплоотводе светодиод мало нагревается, что делает его незаменимым для некоторых приложений. Далее, светодиод излучает в узкой части спектра, его цвет чист, что особенно ценят дизайнеры, а УФ- и ИК- излучения, как правило, отсутствуют.

Светодиод механически прочен и исключительно надежен, его срок службы может достигать 100 тысяч часов, что почти в 100 раз больше, чем у лампочки накаливания, и в 10 раз больше, чем у люминесцентной лампы. Наконец, светодиод низковольтный электроприбор, а стало быть, безопасный.

Компания Лед оригинал производит различные светодиодные светильники которые отличаются друг от друга по характеристикам и индексами цветопередачи в том числе, по назначению и по внешнему виду. Все светодиодные светильники имеют гарантию от 3 до 5 лет и выполнены на высшем техническом качестве. Вы можете заказать и купить светильник светодиодный потолочный для офиса или для любого административного учреждения с матовым или опаловым рассеивателем. Купить уличные светодиодные светильники для освещения улиц и дворов, с повышенной степенью защиты IP67. Купить промышленные светодиодные светильники для освещения промышленных и складских площадей с высотой потолков 12-15 метров

Каталог светодиодных светильников

Как получить белый свет с использованием светодиодов?

Существует три способа получения белого света от светодиодов. Первый — смешивание цветов по технологии RGB. На одной матрице плотно размещаются красные, голубые и зеленые светодиоды, излучение которых смешивается при помощи оптической системы, например линзы. В результате получается белый свет. Второй способ заключается в том, что на поверхность светодиода, излучающего в ультрафиолетовом диапазоне (есть и такие), наносится три люминофора, излучающих, соответственно, голубой, зеленый и красный свет. Это похоже на то, как светит люминесцентная лампа. И, наконец, в третьем способе желто-зеленый или зеленый плюс красный люминофор наносятся на голубой светодиод, так что два или три излучения смешиваются, образуя белый или близкий к белому свет.

Светодиод — это… Что такое Светодиод?


Элемент — Светодиод

Тип — Активный электронный элемент

Принцип работы — Электролюминесценция

Изобретён — Олег Лосев (1927), Ник Холоньяк (1962)

Впервые создан — 1962

Символьное обозначение —

Пин конфигурация — Анод и Катод

Светодиодная лампа

Светодио́д или светоизлучающий диод (СД,

СИД, LED англ. Light-emitting diode) — полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока. Излучаемый свет лежит в узком диапазоне спектра. Его спектральные характеристики зависят во многом от химического состава использованных в нём полупроводников. Иными словами, кристалл светодиода излучает конкретный цвет (если речь идёт об СД видимого диапазона), в отличие от лампы, излучающей более широкий спектр и где конкретный цвет отсеивается внешним светофильтром.

В 1907 году Генри Джозеф Раунд впервые открыл и описал электролюминесценцию, обнаруженную им при изучении прохождения тока в паре металл — карбид кремния (карборунд, SiC), и отметил жёлтое, зелёное и оранжевое свечение на катоде.

Эти эксперименты были позже, независимо от Раунда, повторены О. В. Лосевым в 1923 году, который, экспериментируя с выпрямляющим контактом из пары карборунд — стальная проволока, обнаружил в точке контакта двух разнородных материалов слабое свечение — электролюминесценцию полупроводникового перехода (в то время понятия «полупроводниковый переход» ещё не существовало). Это наблюдение было опубликовано, но тогда весомое значение этого наблюдения не было понято и потому не исследовалось в течение многих десятилетий.

Вероятно, первый светодиод, излучающий свет в видимом диапазоне спектра, был изготовлен в 1962 году в Университете Иллинойса группой, которой руководил Ник Холоньяк.

При пропускании электрического тока через p-n переход в прямом направлении, носители заряда — электроны и дырки — рекомбинируют с излучением фотонов (из-за перехода электронов с одного энергетического уровня на другой).

Не все полупроводниковые материалы эффективно испускают свет при рекомбинации. Лучшие излучатели относятся к прямозонным полупроводникам (то есть таким, в которых разрешены прямые оптические переходы зона-зона), типа AIIIBV (например, GaAs или InP) и A

IIBVI (например, ZnSe или CdTe). Варьируя состав полупроводников, можно создавать светодиоды для всевозможных длин волн от ультрафиолета (GaN) до среднего инфракрасного диапазона (PbS).

Диоды, сделанные из непрямозонных полупроводников (например, кремния, германия или карбида кремния), свет практически не излучают. Впрочем, в связи с развитием кремниевой технологии, активно ведутся работы по созданию светодиодов на основе кремния. Советский жёлтый светодиод КЛ 101 на основе карбида кремния выпускался ещё в 70-х годах, однако имел очень низкую яркость. В последнее время большие надежды связываются с технологией квантовых точек и фотонных кристаллов.

История

Олег Лосев, советский физик, обнаруживший электролюминесценцию в карбиде кремния

Первое известное сообщение об излучении света твёрдотельным диодом было сделано в 1907 году британским экспериментатором Генри Раундом из Маркони Лабс.

В 1961 году Роберт Байард и Гари Питтман из компании Texas Instruments открыли и запатентовали технологию инфракрасного светодиода.

Первый в мире практически применимый светодиод, работающий в световом (красном) диапазоне, разработал Ник Холоньяк в компании General Electric в 1962 году. Холоньяк, таким образом, считается «отцом современного светодиода». Его бывший студент, Джордж Крафорд, изобрёл первый в мире жёлтый светодиод и улучшил яркость красных и красно-оранжевых светодиодов в 10 раз в 1972 году. В 1976 году Т.Пирсол создал первый в мире высокоэффективный светодиод высокой яркости для телекоммуникационных применений, изобретя полупроводниковые материалы, специально адаптированные к передачам через оптические волокна.

Светодиоды оставались чрезвычайно дорогими вплоть до 1968 года (около $200 за штуку), их практическое применение было ограничено. Компания «Монсанто» была первой, организовавшей массовое производство светодиодов, работающих в диапазоне видимого света и применимых в индикаторах. Компании «Хьюллет-Паккард» удалось использовать светодиоды в своих ранних массовых карманных калькуляторах.

Вплоть до начала 1970-х годов американскими учёными светодиоды назывались «Losev Light» «Свет Лосева». В силу того, что в СССР в 1960-е годы такие науки, как кибернетика, генетика были в загоне, то таким мелочам, как светодиоды не уделялось должного внимания как со стороны академии наук, так и со стороны патентных организаций СССР. Постепенно название «Losev Light» упоминалось реже и реже, и постепенно забылось.

Вклад советских учёных

Хотя люминесценцию в карбиде кремния впервые наблюдал Раунд в 1907 году, Олег Лосев в Нижегородской радиолаборатории в 1923 г. показал, что она возникает вблизи спая[1]. Теоретического объяснения явлению тогда не было.

Виды светодиодов
Светодиод с пластиковой оболочкой-корпусом.Светодиодный фонарь (панель) для сценического направленного освещения.Современный люминофорный светодиод в ручном электрическом фонаре. Яркость свечения сравнима с яркостью лампы накаливания мощностью 15 Вт.Современные мощные сверх-яркие светодиоды на теплоотводящей пластине с контактами для монтажа.

О. В. Лосев вполне оценил практическую значимость своего открытия, позволявшего создавать малогабаритные твёрдотельные (безвакуумные) источники света с очень низким напряжением питания (менее 10 В) и очень высоким быстродействием. Полученные им два авторских свидетельства на «Световое реле» (первое заявлено в феврале 1927 г.) формально закрепили за СССР приоритет в области светодиодов[2], утраченный в 1960-гг. в пользу США после изобретения современных светодиодов, пригодных к практическому применению.

Характеристики

Обозначение светодиода в электрических схемах

Вольт-амперная характеристика светодиодов в прямом направлении нелинейна. Диод начинает проводить ток начиная с некоторого порогового напряжения. Это напряжение позволяет достаточно точно определить материал полупроводника.

Современные сверхъяркие светодиоды обладают менее выраженной полупроводимостью, чем обычные диоды. Высокочастотные пульсации в питающей цепи (т.н. «иголки») и выбросы обратного напряжения приводят к ускоренному деградированию кристалла. Скорость деградирования также зависит от питающего тока (нелинейно) и температуры кристалла (нелинейно).

В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 26 апреля 2012.

Цвета и материалы полупроводника

Обычные светодиоды изготавливаются из различных неорганических полупроводниковых материалов, в следующей таблице приведены доступные цвета с диапазоном длин волн, падение напряжения на диоде, и материал:

Цветдлина волны (нм)Напряжение (В)Материал полупроводника
Инфракрасныйλ > 760ΔU < 1.9Арсенид галлия (GaAs)
Алюминия галлия арсенид (AlGaAs)
Красный610 < λ < 7601.63 < ΔU < 2.03Алюминия-галлия арсенид (AlGaAs)
Галлия арсенид-фосфид (GaAsP)
Алюминия-галлия-индия фосфид (AlGaInP)
Галлия(III) фосфид (GaP)
Оранжевый590 < λ < 6102.03 < ΔU < 2.10Галлия фосфид-арсенид (GaAsP)
Алюминия-галлия-индия фосфид (AlGaInP)
Галлия(III) фосфид (GaP)
Жёлтый570 < λ < 5902.10 < ΔU < 2.18Галлия арсенид-фосфид (GaAsP)
Алюминия-галлия-индия фосфид (AlGaInP)
Галлия(III) фосфид (GaP)
Зелёный500 < λ < 5701.9[3] < ΔU < 4.0Индия-галлия нитрид (InGaN) / Галлия(III) нитрид (GaN)
Галлия(III) фосфид (GaP)
Алюминия-галлия-индия фосфид (AlGaInP)
Алюминия-галлия фосфид (AlGaP)
Голубой450 < λ < 5002.48 < ΔU < 3.7Селенид цинка (ZnSe)
Индия-галлия нитрид (InGaN)
Карбид кремния (SiC) в качестве субстрата
Кремний (Si) в качестве субстрата — (в разработке)
Фиолетовый400 < λ < 4502.76 < ΔU < 4.0Индия-галлия нитрид (InGaN)
ПурпурныйСмесь нескольких спектров2.48 < ΔU < 3.7Двойной: синий/красный диод,
синий с красным люминофором,
или белый с пурпурным пластиком
Ультрафиолетовыйλ < 4003.1 < ΔU < 4.4Алмаз (235 nm)[4]

Нитрид бора (215 nm)[5][6]
Нитрид алюминия (AlN) (210 nm)[7]
Нитрид алюминия-галлия (AlGaN)
Нитрид алюминия-галлия-индия (AlGaInN) — (down to 210 nm)[8]

БелыйШирокий спектрΔU ≈ 3.5Синий/ультрафиолетовый диод с люминофором;

Стоимость

Стоимость мощных светодиодов, применяемых в портативных прожекторах и автомобильных фарах, на сегодняшний день довольно высока — порядка 8-10$ и более за штуку. Как правило, в небольших фонариках и бытовых лампах-сборках используется несколько десятков не слишком мощных светодиодов.

К началу 2011 года стоимость мощных (1 Вт и более) светодиодов снизилась и начинается от 0,9 $. Стоимость сверхмощных (10Вт и более P7 и CREE M-CE 15-20$ CREE XM-L 10W 1000Lm) составляет порядка 10$.

Преимущества

По сравнению с другими электрическими источниками света (преобразователями электроэнергии в электромагнитное излучение видимого диапазона), светодиоды имеют следующие отличия:

  • Высокая световая отдача. Современные светодиоды сравнялись по этому параметру с натриевыми газоразрядными лампами[9] и металлогалогенными лампами, достигнув 150 Люмен на Ватт.
  • Высокая механическая прочность, вибростойкость (отсутствие нити накаливания и иных чувствительных составляющих).
  • Длительный срок службы — от 30000 до 100000 часов (при работе 8 часов в день — 34 года). Но и он не бесконечен — при длительной работе и/или плохом охлаждении происходит «отравление» кристалла и постепенное падение яркости.
  • Спектр современных светодиодов бывает различным — от тёплого белого = 2700 К до холодного белого = 6500 К.
  • Малая инерционность — включаются сразу на полную яркость, в то время как у ртутно-фосфорных (люминесцентных-экономичных) ламп время включения от 1 сек до 1 мин, а яркость увеличивается от 30% до 100% за 3-10 минут, в зависимости от температуры окружающей среды.
  • Количество циклов включения-выключения не оказывают существенного влияния на срок службы светодиодов (в отличие от традиционных источников света — ламп накаливания, газоразрядных ламп).
  • Различный угол излучения — от 15 до 180 градусов.
  • Низкая стоимость индикаторных светодиодов, но относительно высокая стоимость при использовании в освещении, которая снизится при увеличении производства и продаж.
  • Безопасность — не требуются высокие напряжения, низкая температура светодиода или арматуры, обычно не выше 60 градусов Цельсия.
  • Нечувствительность к низким и очень низким температурам. Однако, высокие температуры противопоказаны светодиоду, как и любым полупроводникам.
  • Экологичность — отсутствие ртути, фосфора и ультрафиолетового излучения в отличие от люминесцентных ламп.

Применение светодиодов

Применение светодиодов
Комнатное освещениеВ светофорахВ автомобильных фарах
  • В уличном, промышленном, бытовом освещении (в т.ч. светодиодная лента)
  • В качестве индикаторов — как в виде одиночных светодиодов (например, индикатор включения на панели прибора), так и в виде цифрового или буквенно-цифрового табло (например, цифры на часах)
  • Массив светодиодов используется в больших уличных экранах, в бегущих строках. Такие массивы часто называют светодиодными кластерами или просто кластерами
  • В оптопарах
  • Мощные светодиоды используются как источник света в фонарях и светофорах
  • Светодиоды используются в качестве источников модулированного оптического излучения (передача сигнала по оптоволокну, пульты ДУ, светотелефоны, интернет[10])
  • В подсветке ЖК-экранов (мобильные телефоны, мониторы, телевизоры и т. д.)
  • В играх, игрушках, значках, USB-устройствах и прочее.
  • В светодиодных дорожных знаках.
  • В гибких ПВХ световых шнурах Дюралайт.

Органические светодиоды — OLED

OLED дисплей Основная статья: OLED

Многослойные тонкоплёночные структуры, изготовленные из органических соединений, которые эффективно излучают свет при пропускании через них электрического тока. Основное применение OLED находит при создании устройств отображения информации (дисплеев). Предполагается, что производство таких дисплеев будет гораздо дешевле, чем жидкокристаллических.

Главная проблема для OLED — время непрерывной работы, которое должно быть не меньше 15 тыс. часов. Одна из проблем, которая в настоящее время препятствует широкому распространению этой технологии, состоит в том, что «красный» OLED и «зелёный» OLED могут непрерывно работать на десятки тысяч часов дольше, чем «синий» OLED. Это визуально искажает изображение, причём время качественного показа неприемлемо для коммерчески жизнеспособного устройства. Хотя сегодня «синий» OLED все-таки добрался до отметки в 17,5 тыс. часов непрерывной работы.

Дисплеи из органических светодиодов применяются в последних моделях сотовых телефонов, GPS-навигаторах, для создания приборов ночного видения.

Производство

Наиболее[источник не указан 41 день] крупным производителем светодиодов в мире является компания «Siemens» со своими дочерними предприятиями «Osram Opto Semiconductors» и «Osram Sylvania».

Также крупным производителем светодиодов является «Royal Philips Electronics», политика которого заключается в приобретении компаний, изготавливающих светодиоды. Так, «Hewlett-Packard» в 2005 году продал компании «Philips» своё подразделение Lumileds Lighting, а в 2006 были приобретены «Color Kinetics» и «TIR Systems» — компании с широкой технологической сетью по производству светодиодов с белым спектром излучения.

«Nichia Chemical» — подразделение компании Nichia Corporation, где были впервые разработаны белый и синий светодиоды. На текущий момент ей принадлежит лидерство в производстве сверхъярких светодиодов: белых, синих и зелёных. Помимо вышеперечисленных гигантов, следует также отметить следующие компании: Cree, Emcore Corp., Veeco Instruments, Seoul Semiconductor и Germany’s Aixtron, занимающиеся производством чипов и отдельных светодиодов.

Крупнейшими[11] производителями светодиодов в России и Восточной Европе являются компании «Оптоган» и «Светлана-Оптоэлектроника». «Оптоган» создана при поддержке ГК «Роснано». Производственные мощности компании расположены в Санкт-Петербурге. «Оптоган» занимается производством как светодиодов, так и чипов и матриц, а также участвует во внедрении светодиодов для общего освещения.
«Светлана-Оптоэлектроника» (г.Санкт-Петербург) — объединяет предприятия, которые осуществляют полный технологический цикл разработки и производства светодиодных систем освещения: от эпитаксиального выращивания полупроводниковых гетероструктур до сложных автоматизированных систем интеллектуального управления освещением.
Также крупным предприятием по производству светодиодов и устройств на их основе можно назвать завод Samsung Electronics в Калужской области.

См. также

Примечания

Ссылки

Светодиод — что это такое, принцип работы — Светал

Светодиод — что это такое, принцип работы

Светодиод — это довольно простое изобретение с огромным потенциалом для изменения отрасли освещения в лучшую сторону. Светодиодные лампы отличаются от обычных ламп накаливания тем, как они излучают свет. Лампы накаливания пропускают электричество через тонкую проволочную нить, в то время как светодиоды излучают свет при помощи полупроводника, который излучает свет, когда через него проходит электрический ток (подробнее об этом чуть ниже).

Этот способ получения света отличается и от энергосберегающих лампочек, которые для создания ультрафиолетового излучения пропускают энергию через пары ртути (а, как известно, ртуть – это очень опасный химический элемент), которые затем поглощаются люминофорным покрытием внутри лампы, тем самым вызывая ее свечение.

Если вы не особо осведомлены о том, что такое светодиод, то в этой статье мы расскажем вам три важных аспекта, которые вы должны знать о нем знать! Приступим!

1. Что такое светодиод?

LED = светодиод (СД, СИД; англ. light-emitting diode, LED). Диод — это электрическое устройство с двумя электродами (анодом и катодом), через которые проходит электричество. Диоды, как правило, изготавливаются из полупроводящих материалов, таких как кремний или селен, — веществ, которые при одних обстоятельствах проводят электричество, а при других — нет (например, при определенных напряжениях, уровнях тока или интенсивности света).

2. Что такое светодиодное освещение?

Светодиод представляет собой полупроводниковое устройство, которое излучает видимый свет, когда через него проходит электрический ток. По сути, это противоположность фотоэлектрохимической ячейке (устройство, которое преобразует видимый свет в электрический ток).

А вы знали, что устройство, похожее на светодиод, называется IRED (инфракрасный излучающий диод). Вместо видимого света IRED излучает инфракрасную энергию, когда через нее проходит электрический ток.

3. Чем хороши светодиодные светильники?

Светодиоды, хоть и являются самым дорогими лампами, тем не менее имеют ряд существенных преимуществ перед другими видами ламп:

  1. Во-первых, они являются максимально энергосберегающими, так как потребляют на 90% меньше энергии, чем лампы накаливания, и могут окупить себя за счет экономии энергии всего за пару месяцев. Для сравнения, те же самые компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) потребляют на 60-80% меньше энергии, чем лампы накаливания, а галогены на 20-30% меньше.
  2. Во-вторых, светодиоды претендуют на сверхдлительный срок службы – 35 000-50 000 часов (около 6 лет).
  3. В-третьих, когда вы нажимаете на включатель, то светодиоды начинают излучать свет практически мгновенно. Те же самые люминесцентные лампы после включения начинают мигать и только после этого начинают ярко светить.
  4. В-четвертых, исследования показали, что светодиодные и галогенные лампы отлично работают даже в условиях низких температур, в то время как КЛЛ с этой задачей не справляется.

 


НПО «Светал» — это ведущий производитель светодиодных осветительных приборов, предлагающий высококачественные, инновационные, экологически чистые светодиодные светильники по конкурентоспособным ценам.

  1. О нас
  2. Объекты
  3. Отзывы
  4. Контакты

 

что это? Отвечаем на вопрос. Принцип работы светодиода

Повсеместно происходит замена обычных ламп на светодиодные. На сегодняшний день это лучший способ освещения для автомобилей и домов, более долговечный и лёгкий в замене. Итак, в чем заключается принцип работы светодиода и как его правильно выбрать?

Светодиод и принцип его работы

Светодиод – это специальный электроприбор, который перерабатывает ток в некоторое свечение. На сегодняшний день светодиоды более известны как LED, что значит «светоизлучающий диод».

Прибор является полупроводниковым и состоит из кристалла-чипа, корпуса, контактных выводов и оптического устройства. Свет исходит от кристалла, а его цвет может быть различным и зависит от применяемого материала. Яркость светодиода, как и его цвет, также может быть различной. Так, например, для большего светового эффекта в одну лампу часто вставляют несколько кристаллов, вырабатывающих однотонный свет, который в комплексе образует яркое свечение.

Яркость устройства напрямую зависит от силы подаваемого на него электрического тока. В свою очередь, слишком мощный поток электроэнергии вызывает быстрый перегрев внутреннего кристалла и выводит его из строя. Ввиду этого конструкция светодиода несколько затратна по стоимости материалов, что несколько негативно сказывается на выборе таких ламп.

По яркости светодиоды принято делить на категории:

  • ультраяркие, их минимальная мощность – 1 W;
  • светодиоды повышенной яркости – достигают 20 mW;
  • стандартные лампы.

На сегодняшний день широко применяется блок светодиодов, который встраивается в лампу. Благодаря ему возможна регулировка яркости и выбор оптимального режима свечения.

Преимущество светодиодов перед другими типами освещения

Светодиод – это лучший на сегодняшний день выбор типа освещения, который имеет ряд преимуществ:

  • Долговечность.
  • Возможность регулировки цвета и яркости лампы.
  • Цветовая насыщенность, возможность подобрать красный, синий, зеленый светодиод или заставить цвет меняться.
  • Возможность электронного управления.
  • Экологически чистые материалы, которые не содержат тяжёлых веществ, вредных для окружения и опасных при неправильной утилизации.
  • Низкая потребляемая мощность, на 1 ватт вырабатывается в несколько раз больше света.
  • Свет чистый и максимально приближён к естественному.
  • Не перегреваются благодаря грамотному светоотводу.
  • Надёжность и прочность.

Почему светодиоды стали популярны в автоиндустрии? Этот тип освещения идеально подходит для автомобилей, постепенно вытесняя галогенные и ксеноновые лампы. Его положительные качества:

  • возможность направления освещения за поворотом руля – создание адаптивных фар;
  • эстетически выглядит лучше других видов фар;
  • повышение безопасности благодаря улучшению видимости на дороге;
  • устойчивость к вибрации;
  • зачастую светодиоды установлены в корпус, куда не проникает влага;
  • достижение рабочего состояния происходит быстрее, по этой причине стоп-сигналы срабатывают лучше.

Конечно, эти преимущества присущи только действительно качественным продуктам, поэтому экономить на них не стоит, тем более, что период их эксплуатации значительно увеличен по сравнению с китайской продукцией. Дополнительно период эксплуатации светодиодных ламп, если сравнивать с обычными, также значительно больше.

Классификация светодиодов

Выделяют 2 основных вида светодиодов – для подсветки (индикаторные) и для освещения. Их сила и долговечность зависят от подачи электротока, ввиду этого второй вид светодиодов служит меньший срок, так как кристалл изнашивается быстрее. Тем не менее, эти осветительные устройства очень долговечны и служат несколько тысяч часов.

Осветительный светодиод – это устройство, обеспечивающее надёжный и мощный свет. Оно широко применяется в дизайне, создавая нужный уровень освещённости.

По типу корпуса принято выделять светодиод в форме «Звезды», «Пираньи» и SMD. Среди них самыми популярными являются «Пираньи», так как их световой поток представляется более качественным. Их конструктивной особенностью является форма прямоугольника с выводами по краям, с помощью них обеспечивается жёсткое сцепление с поверхностью. Кроме того, подложка устройства обладает отличной теплоотводностью. Эти приборы используют широко в автомобилях и в рекламе. Они разнообразны по размерам и цветам: красный, белый, зелёный, синий светодиод.

Индикаторные светодиоды имеют конструкцию попроще, их свет не такой сильный и используется для подсветки дисплеев и приборных панелей. По форме выделяют круглые, овальные и прямоугольные индикаторные светодиоды.

Линзы также отличаются друг от друга, они могут быть встроены и в осветительные, и в индикаторные лампы. Некоторые предназначены для рассеивания света (этих устройств подавляющее большинство), другие – для фокусировки, благодаря направленному пучку производимого света. Причём во второй группе выделяют линзы плоские, конусообразные и круглые.

По цвету линзы светодиоды бывают:

  • бесцветными прозрачными;
  • окрашенными прозрачными;
  • окрашенными матовыми.

Кроме того, цветовая гамма исполнения прибора сейчас очень разнообразна. Существует жёлтый, красный, синий, зеленый светодиод и т. д. Эти цвета умело комбинируются, создавая ещё более широкий спектр. Наиболее сложно, как ни странно, получить чистый белый цвет.

Белый светодиод получают тремя способами:

  • одновременное использование в правильных пропорциях красного, синего и зелёного цветов даёт ощущение белого цвета;
  • применение синего диода с примесью жёлтого;
  • третий метод требует применения люминесцентных материалов, который преобразовывает ультрафиолет, действуя по принципу флуоресцентной лампы.

Белый светодиод наиболее распространён, хоть и получить его несколько сложно. Он бывает холодным и тёплым. На лампочке обычно этот параметр указан в кельвинах, чем меньше показатель, тем цвет будет желтее и теплее. Производители рекомендуют остановить свой выбор на усреднённом параметре, хотя и к холодному, синеватому свету также можно быстро привыкнуть.

Выбор лампы для дома

Выбор лампы для дома включает несколько этапов, где необходимо определиться с типом сети, диаметром цоколя и внешним видом самого осветительного прибора.

Светодиод 220 вольт выпущен в наиболее распространённых типах цоколя – Е27 и Е14. Цифры обозначают диаметр резьбы в миллиметрах. Первый вид ламп зачастую встречается в форме шара, второй – шара или кукурузы.

В чём же заключаются их главные преимущества? Во-первых, это возможность блокировки и настройки яркости свечения самостоятельно. Во-вторых, это выбор цветового освещения и возможность дистанционного управления им. В-третьих, долговечность эксплуатации и повышенная надёжность.

Выбирая форму, нужно обратить внимание на то, что лампы-кукурузы хоть и имеют достаточно неплохие характеристики, они всё же небезопасны. Их контакты выходят наружу, и производители отказываются в последнее время от выпуска устройств подобной формы.

Для освещения нежилых помещений или ванных комнат используются менее мощные лампы, поэтому если нет необходимости применять светодиод 220 вольт, можно обойтись маленькими плоскими приборами с цоколем G53 и GX53. Это круглые лампы, где используется несколько диодов.

Цвет рекомендуется выбирать обычный белый, так как это не слишком тёплый и не очень холодный цвет, оптимальная характеристика которого составляет 4200 К.

Обратить внимание при приобретении лампы стоит и на следующие характеристики:

  • количество диодов – от того, сколько светодиодов находится в лампе, зависит её яркость, особенно при длительном периоде использования, когда они начинают тускнеть и перегорать;
  • режим рабочей температуры – нужно учитывать, что при выборе лампы для улицы она должна быть эффективной и при возможных морозах, это обычно указывается в паспорте устройства;
  • возможность пульсаций – мигание встречается у дешёвых ламп, обычно при покупке дорогостоящей оно сводится к минимуму;
  • условия эксплуатации иногда требуют повышенной защиты устройства, допустим, стойкость к влаге, необходимо об этом параметре поинтересоваться у продавца;
  • при выборе производителя нужно обращать внимание на диаметр цоколя, так как не все импортные разработчики выпускают светодиод 220В;
  • необходимый световой поток, который измеряют в Люменах, – осветительные или индикаторные лампы.

Выбор производителя

На рынке присутствует множество производителей, которые демонстрируют различный уровень качества. Соответственно, их ценовая политика поставщиков также значительно отличается.

Главным недостатком светодиодов является их стоимость. Поэтому, если уже платить немаленькие деньги за продукт, необходимо, чтобы он был действительно качественным. Поэтому стоит с ответственностью подойти к выбору производителя и поставщика.

Производителей условно можно разделить на 5 групп.

  1. Китайские дешёвые никому не известные бренды.
  2. Известные китайские и азиатские производители. Наиболее популярными являются Selecta, Camelion, LG. Они используют современное оборудование, и качество выпущенной продукции у этих компаний достаточно высокое, поэтому достаточно большой сегмент отечественного рынка занят товаром из Азии. Отдельно стоит отметить светодиоды LG, которые с 2016 года значительно уменьшили цену на свой товар благодаря использованию новых технологий в производстве. Причём качество остаётся на прежнем уровне. В этом можно не сомневаться. Специализируется компания на лампах средней мощности и достаточно неплохо себя проявляет относительно аналогов.
  3. Отечественные производители, которые делают продукт высокого качества, но их технология достаточно дорогая, поэтому и цена на лампы соответственная. К сожалению, на территории России поздно узнали о широких возможностях светодиодов и отечественных производителей пока не так много. Это, к примеру, «Оптоман» и Gauss. Эти компании имеют свой модельный ряд продукции и доступны по всей стране.
  4. Европейские производители представлены преимущественно немецкими фирмами Philips, Osram, Bioledex, которые имеют огромный опыт производства ламп. Пожалуй, Philips остаётся лидером в этом сегменте рынка, хотя и стоит он относительно дорого.
  5. Китайско-российские проекты, такие как Ecola, Newera – также неплохие по качеству и цене бренды, которые значительно моложе фирм-конкурентов.

Таким образом, среди такого обилия производителей иногда достаточно сложно выбрать достойный бренд, поэтому особенно важно и нужно обращать внимание главным образом на характеристики продукта и условия его эксплуатации.

Приблизительный алгоритм действий при установке светодиода

Если есть хоть малейшие познания в электрике и был опыт установки любых ламп, можно светодиод попробовать установить и самому. Для начала нужно убедиться в работоспособности ламп. Последовательность действий должна быть следующей:

  • изучение технических характеристик и подсчёт, сколько вольт потребляет один светодиод;
  • составление схемы подключения с учётом напряжения;
  • вычисление потребляемой мощности электроцепи;
  • далее нужно подобрать блок питания, который бы подошёл по мощности, это также может быть и драйвер;
  • на ножках светодиода указана полярность, к которым нужно припаять провода;
  • подключение блока питания;
  • установка диодов и их закрепление;
  • если всё в порядке, необходимо измерить такие характеристики, как количество потребляемой энергии, нагрев, электроток;
  • корректировка электротока;
  • прогрев в течение получаса – чтобы ничего не случилось при первоначальной установке и для того, чтобы предупредить перегрев, светодиоды лучше покупать на подложке в форме звезды.

В процессе эксплуатации, особенно, если это продукция китайского производства, иногда необходима замена светодиодов. Чем обращаться к специалистам, замену можно выполнить самостоятельно при наличии нужных инструментов. Раскрутив лампу, с помощью цифрового мультиметра прозванивают диоды. Они, в свою очередь, слабо подсвечиваются, и некоторые из них могут не работать. Ненужные диоды отпаивают и меняют на новые. Конечно, это происходит, когда запасные светодиоды есть в наличии, для этого можно взять старую лампу.

На сегодняшний день популярным дополнением является программа «Ардуино». Светодиод, подключая к нему, можно заставить мигать. Плата «Ардуино» имеет много возможностей, вводы-выводы, а также к ней можно подключить практически любое устройство. Эта программа способна принимать сигналы от различных устройств, что и заставляет воздействовать на них. Это лёгкая и удобная среда для программирования, с которой несложно справиться даже обычному пользователю.

Выбор светодиодов для автомобиля

Автовладельцы всё чаще переходят на новый тип освещения в своей машине. Это действительно хорошее решение не только в плане режима работы, но и относительно внешнего вида автомобиля. Авто значительно преобразится, привлекая взгляды проезжающих мимо водителей. Освещением светодиодного типа можно смело заменить все лампы, которые используются в автомобиле.

Как выбрать габариты и свет для передних стоп-сигналов

Большая часть автопрома применяет лампы без цоколя, устанавливаемые в проёме между передними фарами. Преимуществом светодиодов является их стойкость к любым температурам, так как они находятся вблизи от главной осветительной лампы, возможен перегрев кристалла и преждевременный его выход из строя. Ввиду этого, при выборе освещения необходимо обратить внимание на дополнительную защиту светодиодов – наличие стабилизатора электротока.

При выборе ламп нужно обратить внимание на их серию, допустим, серия SF хоть и не имеет стабилизатора, вполне подходит для автомобиля, так как имеет большое количество диодов и работает в широком диапазоне, отлично освещая пространство.

Нужно также обратить внимание на размеры лампы, так, указанный пример SF – достаточно большое устройство. Нужно хорошо все продумать перед покупкой освещения.

Популярной также является серия для габаритов — СМД, которая имеет отличные характеристики, но и стоит немалых денег.

Заднее освещение автомобиля

Задние стоп-сигналы принято оборудовать цокольными двухконтактными светодиодами. Наиболее популярные серии: МСД, 14НР и 3х1W. Они имеют несколько различный режим работы, отличаются количеством диодов. Но все имеют достаточно высокие показатели. Эти светодиоды являются яркими, обеспечивают насыщенный свет и долговременный срок службы.

Самые доступные по стоимости – лампы серии SF.

Светодиоды для салона

Перед выбором ламп для салона необходимо определиться с типом его освещения и величиной плафона.

В салон нужно подбирать лампу фестонного типа – это продолговатые устройства, размером 31-41 мм. Выделяют 3 вида светодиодов для салона.

  1. Устанавливаются в разъём плафона вместо старой обычной лампочки. По размеру такие светодиоды практически идентичны обычным осветительным приборам, они применяются при невозможности из-за небольшой величины плафона использовать другую лампу.
  2. Светодиоды большего размера, чем стандартная лампочка. Перед установкой нужной убедиться, подойдёт ли такое устройство под плафон. Благодаря большему размеру, увеличивается и количество диодов в лампе. Таким образом, освещение становится значительно ярче обычного.
  3. Матрицы, вмещающее большое количество диодов. Если плафон достаточно большой и может вместить прямоугольную матрицу, то этот тип освещения будет наиболее ярким и насыщенным.

В салонном освещении используются лампы типа SF или СМД.

Кроме того, в автомобилях широко применяется замена противотуманных фар на лампы со светодиодом. Особое внимание стоит обратить автолюбителям, желающим выделиться среди других, на подсветку светодиодной лентой и на «ангельские глазки».

Подводя итог

Светодиод – это отличная альтернатива старым лампочкам, которая помогает решить проблему недостаточного освещения помещения. Даже при большей стоимости, чем обычная лампа, это отличное капиталовложение, так как светодиод способен служить не один год и дарить яркий свет дому и автомобилю.

Виды светодиодов их маркировка и параметры

Светодиодные, или LED-экраны пришли на смену жидкокристаллическим и продолжают набирать популярность. Их используют как в домашних телевизорах или мониторах, так и в качестве уличного оборудования на всевозможных массовых мероприятиях. Светодиоды используются в ландшафтном освещении, архитектурной подсветке зданий. Давайте поговорим о том, что из себя представляет эта технология, какие существуют виды светодиодов и их маркировка и параметры, а также о том, как можно определить разновидность светодиода по тому, как он выглядит.

Что такое светодиоды и как они работают

Светодиод – это полупроводниковый прибор, который излучает свет определенной цветовой гаммы, если пропускать через него электрический ток. Конструктивно все виды LED-светодиодов представляют из себя набор следующих элементов:

  • алюминиевая (медная) основа, которая выступает проводником электричества;
  • анод и катод;
  • кристалл, который излучает определенный цвет;
  • силикон;
  • пластиковая линза.

Впервые технология LED была применена в 1962 году. Тогда внешний вид светодиодов существенно отличался от нынешнего, и стоили они очень много: около 200 долларов за штуку.

Однако принцип их работы был таким же. Кристалл светодиода изначально излучает конкретный цвет, который получается путем применения различного химического состава используемых проводников. Благодаря этой технологии можно получать огромное количество различных оттенков цветов, что и является основой работы популярных сегодня светодиодных мониторов.

У светодиодной технологии можно выделить такие преимущества как высокая световая отдача, достигающая 160 лм/1 Вт, высокая стойкость к вибрациям, механическая прочность, длительный срок службы (до 100 000 часов при работе 8 часов в день).

А от того, какое расстояние будет между двумя соседними светодиодами, зависит такой фактор как шаг пикселя, что выступает ключевым показателем качества и контрастности изображения. Это, а также некоторые другие характеристики светодиодов легли в основу того, что светодиоды делятся на различные виды и типы.

Виды светодиодов их маркировка и параметры

Каждая из разновидностей имеет свой принцип работы, а также некоторые преимущества и недостатки перед другими. По типу линзы можно выделить следующие разновидности:

  • фокусирующая. В свою очередь, такая линза может быть круглой, конусообразной, либо плоской. Они используются исключительно в осветительном оборудовании и позволяют обеспечить направленный поток света с различными заданными характеристиками;
  • рассеивающая. Они могут выполнять как осветительную, так и индикаторную функцию, и именно рассеивающих линз подавляющее большинство.

В зависимости от цвета линзы и, соответственно, того цвета излучения, который будет создавать данный светодиод, выделяют линзы бесцветные, прозрачные, окрашенные (прозрачные, либо матовые).

Если и другое, не менее важное разделение на виды ЛЕД-светодиодов: по сфере применения. Так, можно выделить:

Индикаторные светодиоды

Такой тип используется только в качестве световых индикаторов, подсветки дисплея, либо приборных панелей. Их повсеместно можно увидеть в подсветке чайников, ноутбуков (в том числе в индикаторах, которые загораются, когда мы подключаем их к зарядному устройству).

Осветительные светодиоды

Они используются для обеспечения высокого уровня освещенности при наружном монтаже. Все светодиоды такого типа имеют общую конструкцию: полупроводниковый чип или кристалл, подложку, на которую он устанавливается, контакты для его подключения.

Как определить светодиод по внешнему виду

Одна из основных классификаций касается выполнения внешнего корпуса. Так, бывают светодиоды:

  • круглые;
  • овальные;
  • прямоугольные;
  • SMD-корпус;
  • корпус типа «пиранья»;
  • корпус типа «звезда».

Первые 3 используются в индикаторных моделях, последние – в осветительных. Однако помимо типа корпуса их внешний вид позволяет узнать и многие другие параметры. Очень важной характеристикой является диаметр линзы. Если у вас есть эта информация, при помощи поисковой строки в интернете вы сможете узнать его назначение, а также такие его характеристики как материал, длина световой волны, максимальное напряжение, рабочая температура и т.д.

Цены на светодиодные экраны

Ниже приставлены варианты светодиодных экранов в аренду, которые можно взять на ваше мероприятие в компании «PlasmaOnLine», и стоимость моделей:

Выводы

Для определения характеристик светодиодов можно также использовать мультиметр. Нужно перевести его режим в проверку цепи на обрыв, а затем щупами коснуться выводов светодиодов. Так можно сделать вывод о цвете свечения, если корпус прозрачный или бесцветный. Впоследствии, зная цвет излучения, можно узнать длину волны, максимальное напряжение, а также материал полупроводника, который использовался при изготовлении. Кроме того, используя увеличительную линзу, можно узнать количество излучающих кристаллов, которые используются в данном светодиоде.

Теперь вы знаете все о видах светодиодов их маркировках и параметрах.

Что такое светодиоды и почему они светятся?

Не секрет, что светодиодные источники света сегодня становятся всё более популярными. Соответственно с каждым годом растёт и количество производителей светодиодной продукции. Рынок настолько разнообразен, что потребителю становится всё труднее на нём ориентироваться. Чтобы сделать правильный выбор, необходимо понимать, какие параметры светодиодов и светильников на их основе важны для их последующей эксплуатации, как они меняются с течением времени и каким образом влияют на срок их службы. Чтобы понять природу излучения светодиодов, нужно вспомнить школьный курс физики, а именно – строение атома. Одной из самых первых моделей атома является модель Резерфорда-Бора, напоминающая модель солнечной системы: в середине атома находится ядро, имеющее положительный заряд, а вокруг него по орбитам разной траектории и направления вращаются отрицательно заряженные электроны.
Законы движения электронов в атоме очень сложны и сильно зависят от вещества, к которому этот атом относится. Например, в металлах электроны очень подвижны и легко «срываются со своих орбит» при появлении первых признаков электрического напряжения. В диэлектриках (резина, дерево и т.д.), наоборот, электроны довольно крепко привязаны к родному ядру, поэтому диэлектрики почти не проводят электрический ток. Есть ещё и третий класс веществ – полупроводники, чья проводимость сильно зависит от некоторых условий, например, от температуры, механических воздействий и – что особенно важно – от концентрации примесей.
Возьмём, к примеру, кремний (Si) − один из наиболее распространённых на земле естественных полупроводников. При обычных условиях кремний не проводит электрический ток: он 4-хвалентен, и его атомы образуют стабильную кристаллическую решётку.

Но вот к нему добавляют небольшую примесь мышьяка (As). Мышьяк – это 5-валентный полупроводник, то есть вокруг каждого положительно заряженного ядра в его кристаллической решётке вращается 5 электронов. Атомы мышьяка пытаются установить связи с соседними атомами кремния, но для пятого электрона не хватает места, и он превращается в свободный. В этом случае при воздействии внешнего электрического поля перенос зарядов осуществляется именно этими свободными электронами, а такие полупроводники называют полупроводниками n-типа (от английского слова negative).

В полупроводниках p-типа всё происходит с точностью до наоборот: в кремний добавляют небольшое количество атомов 3-хвалентного индия (In), он пытается установить связи с соседними атомами кремния, своих электронов у него не хватает, он захватывает недостающий электрон у одного из своих «соседей» и из нейтрального атома превращается в отрицательно заряженный ион. Образуется дырка. Такие полупроводники называют p-полупроводниками (от английского слова positive).

Если соединить оба кристалла и правильно подключить электроды, то свободные электроны и дырки будут двигаться навстречу друг другу. На границе полупроводников получим так называемый p-n-переход, где электроны и дырки рекомбинируют – то есть нейтрализуют друг друга. Каждая такая рекомбинация сопровождается выделением энергии в виде фотонов – одного или нескольких квантов света. Именно это явление и называется излучением светодиода.

Не все светодиоды испускают видимый свет, но если правильно подобрать материалы полупроводников и толщину p-n-перехода, можно получить излучение в пределах видимой области.


Таким образом, излучение светодиодов имеет принципиально иную природу, чем все доселе известные источники света: он непосредственно преобразует электрическую энергию в свет. Именно это обстоятельство и объясняет их удивительную эффективность – он очень незначительно нагревается. Для сравнения: лампа накаливания преобразует в свет только 5-10% потребляемой энергии. Остальное уходит на бессмысленный нагрев окружающей среды.

Читайте другие выпуски светодиодного ликбеза:

Выпуск 1. Что такое светодиоды и почему они светятся?

Выпуск 2. Какой свет излучают светодиоды?

Выпуск 3. Как получают белые светодиоды?

Выпуск 4. Смешение цветов в светодиодных приборах

Выпуск 5. Применение LED приборов

Выпуск 6. Светодиоды на сцене

Выпуск 7. Энергоэффективность светодиодов — миф или реальность?

Выпуск 8. От чего зависит срок службы светодиодов?

Все о светодиодах.

Что такое светодиод?

Светодиоды образуют неотъемлемую часть в современной электроники, простые показатели для оптических коммуникационных устройств. Светоизлучающие диоды используют свойства р-п перехода и испускают фотоны, когда ток в прямом направлении. Светодиоды специально излучают свет, когда потенциалы приложены к аноду и катоду.

История светодиодов начинается с 1907 года, когда капитан Генри Джозефа наблюдал особенности электро-люминесценции карбида кремния. Первый светодиод был разработан в 1962 году. Он был разработан Холоньяк, работал в General Electric (GE). Это был GaAsP устройства. Первая коммерческая версия светодиодов пришли на рынок в 1960-х годов.

Изготовление светодиодной технологии произвела бум в 1970-е годы с введением арсенида галлия алюминия (GaAlAs). Эти светодиоды высокой яркости и во много раз ярче, чем старая рассеянного типа. Синие и белые светодиоды были введены в 1990 году, в котором используется индия нитрида галлия (InGaN) в качестве полупроводника. Белый светодиод содержит неорганический фосфор. Когда голубой свет внутри светодиода попадает на люминофор, он излучает белый свет.

Что делает светодиод идеальным?

Светодиоды широко используются в электронных схемах из-за его преимущества по сравнению с лампами. Некоторые важные особенностями являются:

  • Светодиоды заключены в пластик, так что они могут выдерживать механические удары.
  • В отличие от ламп, светодиоды не выделяют тепло и потери мощности при нагреве практически отсутствует.
  • Светодиоды требуют очень низкий ток и напряжений обычно 20 мА при 1,8 вольта. Так что это идеально в схемах с батарейками.

Что находится внутри светодиода?

Внутри корпуса LED, есть две клеммы связаны маленький чип изготовлен из галлия соединения. Этот материал обладает свойством излучения фотонов при переходе P-N смещен в прямом. Различные цвета создаются выбиванием основного материала из другого веществама.

Внутри светодиода

Светодиодная технология

Яркость является важным аспектом LED. Глаз человека имеет максимальную чувствительность к свету около 550 нм в области желто — зеленой части видимого спектра. Именно поэтому зеленый светодиод излучается ярче, чем красный светодиод, хотя оба используют тот же ток. Важные параметры светодиодов являются:

  • Световой поток
    Указывает на энергии света, исходящего от светодиодов. Он измеряется в Люмен (лм) или Милли просвет (MLM)
  • Световая интенсивность
    светового потока, охватывающий большую площадь является силой света.Он определяется как Кандела (кд) или милли Кандела (MCD) Яркость светодиода напрямую связана с его силой света.
  • Светоотдача
    Это испускаемых относительной световой энергии к потребляемой мощности.Она измеряется в терминах люмен на ватт (лм Вт).

Прямой ток, прямое напряжение, угол обзора и скорость реагирования это факторы, влияющие на яркость и эффективность светодиодов. Прямой ток (I) является ток, протекающий через светодиод, когда он смещен в прямом направлении и он должен быть ограничен от 10 до 30 миллиампер, если выше то светодиоды будут уничтожены.

Угол обзора составляет от — угол оси, при котором световая интенсивность падения до половины осевого значения. Вот почему индикатор показывает больше яркости в полном объеме состоянии. Высокие яркие светодиоды имеют узкий угол обзора, так что свет фокусируется в пучок. Рабочее напряжение (V) является падение напряжения на светодиоде. Падение напряжения в диапазоне от 1,8 В до 2,6 вольт для обычных светодиодов, но в голубой и белый он будет идти до 5 вольт. Скорость отклика представляет, как быстро светодиод включается и выключается. Это очень важный фактор, если светодиоды используются в системах связи.

Требуется ли балластный резистор?

Светодиоды всегда подключены к источнику питания через резистор. Этот резистор называют «балластный резистор», которая защищает диод от повреждений, вызванных избыточным током. Он регулирует прямой тока на светодиод для безопасного предела и защищает ее от жжения.

Номинал резистора определяет прямой тока и, следовательно, яркость светодиодов. Простое уравнение Vs — Vf — используется для выбора резистора. Vs представляет входное напряжения цепи, Vf прямое падение напряжения светодиода(ов) при допустимом токе через светодиод. Полученное значение будет в Омах. Лучше ограничить ток до безопасного предела 20 мА.

Приведенная ниже таблица показывает прямое падение напряжения на светодиоде.

КрасныйОранжевыйЖелтыйЗеленыйСинийБелый
1,8 В2 V2,1 В2,2 В3,6 В3,6 В

Через типичный светодиод может пройти 30 -40 мА безопасный ток через него .Номинальный ток, чтобы дать достаточную яркость, стандартный красный светодиод 20 мА. Но это может быть 40 мА для синего и белого светодиода. Ограничение тока балластным резистором защищает диод от избыточного тока, протекающего через него. Значение балластного резистора должны быть тщательно отобраны, чтобы предотвратить повреждение светодиодов, а также получить достаточную яркость при токе 20 мА. Следующее уравнение объясняет, как выбирать балластный резистор.

R = V / I

Где R — является значение сопротивления в Ом, V — является входное напряжение в цепи, и I — это допустимый ток через светодиод в амперах. Для типичного красного светодиода, прямое падение напряжения составляет 1,8 вольта. Таким образом, если напряжение питания 12 В (Vs), падение напряжения на светодиод 1,8 В (V) и допустимый ток составляет 20 мА (Если), то значение балластного резистора будет

Vs — Vf / Если = 12 — 1,8 / 20 мА = 10,2 / 0,02 = 510 Ом.

Но если 510 Ом резистор не доступен то можно подобрать ближайший, например 470 Ом резистор может быть использован даже если ток через светодиод слегка увеличивается. Но рекомендуется использовать 1 K резистор для увеличения срока службы светодиодов, хотя там будет небольшое снижение яркости.

Ниже готова арифметические для выбора ограничительного резистора для различных версий светодиодов при различных напряжениях.

 

С добавлением других цветов

Светодиод, который может дать разные цвета полезно в некоторых приложениях. Например, светодиоды могут указывать на все системы OK, когда он становится зеленой, и неисправный, когда он становится красной. Светодиоды, которые могут производить два цвета называются Bicolour (Биколор) светодиодов.

Двухцветный светодиодный охватывает два светодиода (обычно красный и зеленый) в общем пакете. Два кристалла установлены на двух клеммах. Двухцветный светодиодный дает красный цвет, если ток проходит в одном направлении и становится зеленым, когда направление тока меняется на противоположное.

Триколор и многоцветные светодиоды , также доступны, которые имеют два или более кристаллов, заключенных в общий корпус. Трехцветный светодиодный имеет два анода для красного и зеленого кристалла и общим катодом. Таким образом, он излучает красный и зеленый цвета в зависимости от анода, в котором имеется ток. Если оба анода подключены, то светодиоды испускают свет и получается желтый цвет. Общий анод и отдельные светодиоды типа катода, также имеются.

Двухцветный индикатор светится разными цветами , начиная от зеленого через желтый, оранжевый и красный основной на ток, протекающий через их аноды, выбрав подходящий резистор для ограничения тока анода. Многоцветные светодиоды содержат более двух чипов, обычно красного, зеленого и синего чипы-в одном корпусе. Мигание разными цветами светодиодов, теперь доступны с двумя выводами. Это дает радугу цвета, которые являются весьма привлекательным.

Инфракрасный диод — источник Невидимого света

ИК диоды широко используются в удаленном управлении (пульт ДУ). Инфракрасные диоды на самом деле испускают нормальный свет с определенным цветом, который не чувствителен к человеческим глазом, потому что его длина волны 950 нм, ниже видимого спектра. Многие источники, такие как солнце, лампы, даже человеческое тело испускает инфракрасные лучи. Поэтому необходимо, чтобы модулировать излучение от ИК-диода, чтобы использовать его в электронном приложении, чтобы предотвратить ложное срабатывание. Модуляции делает сигнал от ИК-светодиода значительно выше чем шум. Инфракрасные диоды есть в корпусе, которые являются непрозрачным для видимого света, но прозрачна для инфракрасного. ИК-светодиоды широко используются в системах управления.

Инфракрасные диоды

Фотодиод — Он может увидеть свет

Фотодиод генерирует ток, когда его р-п перехода получает фотоны видимого или инфракрасного света. Основная работа фотодиода зависит от поглощения фотонов в полупроводниковом материале. Фото-генерируемых носителей разделены электрическим полем, и в результате фототок пропорционален падающему свету. Скорость, с которой носители движутся в области обеднения связана с силой электрического поля по всему региону и подвижность носителей.

Фотон, который поглощается полупроводником в области обеднения приведет к образованию электронно-дырочной проводимости. Дырки и электроны будут транспортироваться под действием электрического поля к краям области обеднения. После носителей покидают область истощения они идут к клеммам фотодиода, чтобы сформировать фото-ток во внешней цепи. Время отклика фотодиода, как правило, 250 наносекунд .

Фотодиоды

Лазерные диоды

Лазерный диод похож на обычные прозрачные светодиодные, но производит Laserwith высокой интенсивности. В лазерном луче число атомов вибрируют в такой цикле, что всё испускаемое излучение одной длины волны в фазе друг с другом. Лазерный свет является монохроматическим и проходит в виде узкого пучка. Луч типичных лазерных диодов составляет 4 мм х 0,6 мм, которая расширяется только до 120 мм на расстоянии 15 метров.

Лазерный диод может включаться и выключаться на более высоких частотах даже выше, чем 1 ГГц. Так что это весьма полезно в телекоммуникационных системах.Поскольку лазер генерирует тепло на поражение тканей тела, он используется в хирургии, чтобы исцелить поражения в очень чувствительных частей, как сетчатки, головного мозга и т.д. лазерные диоды являются важными компонентами в проигрывателях компакт-дисков, чтобы получить данные, записанные в компакт-дисках.

Лазерные Диоды

Что такое светодиоды? | Вандополис

Вы когда-нибудь представляли, какой была жизнь до появления электрических лампочек? Было много частей жизни, которые были более трудными. Люди использовали свечи, факелы и фонари, чтобы осветить свои дома. Чтобы поиграть в семейную настольную игру после ужина, потребуется газовая лампа. Вам даже нужно зажечь свечу, чтобы прочитать сказку на ночь! Ни для кого не секрет, что лампочка изменила мир.

Томас Эдисон изобрел лампочку в 1879 году. С тех пор люди внесли множество усовершенствований в освещение.Оглянись. Сколько типов огней вы видите? В вашем настольном светильнике дома, вероятно, есть обычная лампочка. Это то, что ученые называют лампой накаливания. Люминесцентные лампы могут освещать вашу школу. В некоторых случаях фонари содержат светодиоды.

LED означает светоизлучающие диоды. Американец Ник Холоньяк-младший изготовил первый светодиод в 1962 году. Сегодня эти лампочки можно найти во многих вещах. Вы когда-нибудь видели цифровые часы? Как насчет пульта дистанционного управления? Оба этих устройства используют светодиоды для освещения и отправки сигналов.Светодиоды могут освещать наручные часы и светофоры. Ваш телевизор может также использовать светодиоды!

Но что такое светодиоды? По сути, как крошечные лампочки, которые являются частью простой электрической цепи. Они во многом отличаются от обычных лампочек. Они не сильно нагреваются, что делает их более безопасными для домов с маленькими детьми. Они также посылают свет в одном направлении, что делает их полезными для рабочего освещения. Эти особенности делают светодиоды очень популярными для многих продуктов.

Светодиоды

работают за счет перемещения электронов по полупроводнику.Это движение электронов вызывает высвобождение света. Затем форма светодиодной лампы направляет свет наружу.

Вы когда-нибудь включали выключатель и обнаруживали, что лампочка перегорела? Обычные лампочки часто перегорают через несколько сотен часов использования. Светодиодные лампы могут работать 25 000 часов. Это более трех лет, если они работают 24 часа в сутки!

Светодиоды

обычно стоят дороже, чем обычные лампочки. Однако они используют силу. Люди, которые используют светодиоды дома, обнаруживают, что это снижает их счета за электроэнергию.Поскольку они также служат намного дольше, чем обычные лампы, светодиоды в конечном итоге становятся дешевле.

В 2012 году в США было установлено 49 миллионов светодиодов. Вместе они сэкономили около 675 миллионов долларов на энергозатратах. Если бы все США перешли на светодиоды, это сэкономило бы 250 миллиардов долларов в течение следующих двух десятилетий! Это также снизит выбросы углерода на 1 800 миллионов метрических тонн.

Какие другие применения могут найти светодиоды? Появится ли еще лучшая лампочка? Только время может сказать! Какие еще альтернативы обычным лампочкам вы можете придумать?

Стандарты: ГКРА.L.3, CCRA.L.6, CCRA.R.1, CCRA.R.2, CCRA.R.10, CCRA.L.1, CCRA.L.2, CCRA.SL.1, CCRA.W. 2, CCRA.W.9

Что такое светодиодное освещение? — Решения CStore

Несколько отраслей промышленности подключаются к экономичному, более яркому, надежному и безопасному варианту

Томас Маллой |

Технически LED означает светоизлучающий диод. По сути, это полупроводник, который загорается, когда через него проходит электричество. Электролюминесценция.

Несмотря на то, что появление светодиодного освещения появилось недавно, оно было разработано в начале 1960-х годов вместе с компьютерными технологиями. Первые светодиодные фонари излучали инфракрасные лучи. Тогда они излучали красный цвет. В последующие 50 лет количество цветовых вариантов увеличилось, а стоимость производства снизилась.

Современные светодиоды потребляют меньше энергии, чем лампы накаливания и люминесцентные лампы, которые в течение нескольких десятилетий были стандартом в индустрии освещения — на 50–80 % меньше энергии. Срок службы типичной светодиодной лампы составляет от 35 000 до 50 000 часов.Это делает их в два-три раза более долговечными, чем люминесцентные, и в колоссальные 25-50 раз дольше, чем лампы накаливания Томаса Эдисона. В отличие от перегоревшей лампочки или мерцающей трубки, когда светодиодные лампы выходят из строя, они со временем тускнеют.

Световые блоки меньшего размера позволяют размещать светодиодные ленты под полками витрины, чтобы освещать товары внизу. Они даже лучше подходят для освещения продуктов в холодильниках. Поскольку светодиоды работают при температуре 42 градуса, напитки и замороженные продукты остаются холоднее, а холодильным установкам не приходится так сильно работать.Бонус: это также может продлить срок службы кулера.

Безопасность является важным фактором роста популярности светодиодного освещения. Из-за значительно более длительного срока службы светодиоды требуют замены реже. Рабочие будут реже подниматься и спускаться по лестницам или браться за арендованное тяжелое оборудование, например, сборщики вишни.

А поскольку они сделаны из полупроводников, их называют твердотельными устройствами. Вот что делает их жестче. Удалите блок, и он, вероятно, все еще будет работать. Попробуйте сделать это с хрупкой лампочкой накаливания, и у вас в руках будет чистка стекла.Хуже того, разбитая люминесцентная лампа также выделяет опасный порошок ртути и люминофора, которые опасны при прикосновении или вдыхании.

Все эти факторы объясняют стремительный рост использования светодиодов во множестве отраслей. Светодиоды теперь предпочтительны не только для интерьеров магазинов и газовых навесов, но и для уличных и настольных ламп, фонарей и стоп-сигналов и даже для больших экранов от подвала до футбольных стадионов.

Все эти элементы составляют основу технологии освещения, которая намного превосходит предшествующие модели.

Основы светоизлучающих диодов

| Типы светодиодов, цвета и области применения

Светоизлучающий диод

или просто светодиод является одним из наиболее часто используемых источников света в наши дни. Будь то фары вашего автомобиля (или дневные ходовые огни) или освещение гостиной вашего дома, применение светодиодов бесчисленно.

В отличие от (почти) устаревших ламп накаливания, светодиодам (и люминесцентным лампам) для работы требуется специальная схема. Их просто называют светодиодными драйверами (или балластом в случае люминесцентных ламп).

Поскольку светодиоды неизбежны в нашей жизни, интересующимся людям (инженерам, разработчикам драйверов и т. д.) рекомендуется ознакомиться с основами светоизлучающих диодов. Эта статья составлена ​​как краткое руководство по светодиодам, которое включает в себя краткое введение, электрические символы светодиодов, типы, конструкцию, характеристики, драйверы светодиодов и многое другое.

ПРИМЕЧАНИЕ: Существует более простая версия этой статьи «Светодиод — светоизлучающий диод», в которой дается более простой обзор светодиода, не вдаваясь в технические подробности.

Введение

Двумя наиболее важными полупроводниковыми источниками света, широко используемыми в различных приложениях, являются ЛАЗЕРНЫЕ диоды и светодиоды. Принцип работы лазерных диодов основан на вынужденном излучении, тогда как у светодиодов — на спонтанном излучении.

Светоизлучающие диоды

являются наиболее распространенным выдающимся источником света, доступным в электронных компонентах. Например, они широко используются для отображения времени и многих других типов данных на экранах некоторых устройств отображения.Светодиоды — это опто-полупроводниковые устройства, которые легко преобразуют электрический ток в освещение (или свет). Площадь светодиода обычно очень мала, и при разработке его диаграммы направленности можно использовать множество встроенных оптических компонентов. Его основное преимущество заключается в низкой стоимости производства и более длительном сроке службы, чем у лазерного диода.

Светодиод состоит из двух основных полупроводниковых элементов. Это положительно заряженные дырки P-типа и отрицательно заряженные электроны N-типа.

Когда положительная сторона P диода подключена к источнику питания, а сторона N к земле, говорят, что соединение имеет прямое смещение, что позволяет электрическому току течь через диод. Основные и неосновные носители заряда со стороны P и со стороны N объединяются друг с другом и нейтрализуют носители заряда в обедненном слое на PN-переходе.

Миграция электронов и дырок, в свою очередь, высвобождает некоторое количество фотонов, которые выделяют энергию в виде монохроматического света с постоянной длиной волны, обычно в нм, что напоминает цвет светодиода.Цветовой спектр излучения светодиодов обычно чрезвычайно узок.

В общем случае его можно определить как определенный диапазон длин волн в электромагнитном спектре. Выбор цвета излучения светодиода довольно ограничен из-за природы полупроводника, используемого при его производстве. Обычно доступные цвета светодиодов: красный, зеленый, синий, желтый, янтарный и белый.

Свет красного, синего и зеленого цветов можно легко комбинировать для получения белого света с ограниченной яркостью.Рабочее напряжение красного, зеленого, янтарного и желтого цветов составляет около 1,8 вольт. Фактический диапазон рабочего напряжения светодиода можно определить по напряжению пробоя полупроводникового материала, используемого в конструкции светодиода. Цвет света, излучаемого светодиодом, определяется полупроводниковыми материалами, образующими PN-переход диода.

Это происходит из-за различий в структуре запрещенной зоны полупроводниковых материалов, поэтому излучается разное количество фотонов с разными частотами.Однако длина волны света зависит от ширины запрещенной зоны полупроводниковых материалов на стыке, а интенсивность света зависит от количества мощности или энергии, подаваемой через диод. Выходную длину волны можно поддерживать с помощью составных полупроводников, чтобы можно было наблюдать требуемый цвет, обеспечивая вывод в пределах видимого диапазона.

Свет может производиться и управляться с помощью электронных средств несколькими способами. В светоизлучающих диодах свет создается за счет электролюминесценции, которая представляет собой твердотельный процесс.При определенных специфических условиях получения света твердотельные процедуры могут давать когерентный свет, как и в лазерных диодах.

Типы светодиодов

Светоизлучающие диоды можно разделить на две основные категории светодиодов. Их

  • Видимые светодиоды
  •  Невидимые светодиоды

Светодиоды видимого диапазона в основном используются для переключателей, оптических дисплеев и для освещения без использования каких-либо фотодатчиков. Невидимые светодиоды используются в приложениях, включая оптические переключатели, анализ и оптическую связь и т. д., с использованием фотодатчиков.

Эффективность

Класс светоизлучающих диодов определяется по их светоотдаче. Он определяется как отношение светового потока к подводимой к диоду электрической мощности и может быть выражен в люменах на ватт. Световой поток представляет собой реакцию глаза на различные длины волн света.

Цвет Длина волны (нм) Типовая эффективность (лм/Вт) 909102 Типовая эффективность
Красный 620 — 645 72 0.39
Зеленый 520 — 550 93 0,15
Синий 460 — 490 37 0,35
Голубой 490 — 520 75 0,26
Красный — Оранжевый 610 — 620 98 0,29

Светодиодная конструкция

Структура и конструкция светоизлучающих диодов сильно отличаются от обычных полупроводниковых сигнальных диодов.Свет будет излучаться светодиодом, когда его PN-переход смещен в прямом направлении. PN-переход покрыт прозрачным корпусом из твердой и пластичной эпоксидной смолы полусферической формы, который защищает светодиод от атмосферных помех, вибраций и теплового удара. PN-переход формируется с использованием материалов с самой низкой шириной запрещенной зоны, таких как арсенид галлия, фосфид арсенида галлия, фосфид галлия, нитрид галлия и индия, нитрид алюминия и галлия, карбид кремния и т. д.

.

На самом деле светодиодный переход не излучает большого количества света, поэтому корпус из эпоксидной смолы сконструирован таким образом, что фотоны света, испускаемые переходом, отражаются от окружающего основания подложки и фокусируются через куполообразную верхнюю часть светодиода. Светодиод, который сам действует как линза, концентрирующая большее количество света.

Именно по этой причине излучаемый свет кажется наиболее ярким в верхней части светодиода.

Обычно светоизлучающие диоды, излучающие красный свет, построены на подложке из арсенида галлия, а диоды, излучающие зеленый/желтый/оранжевый свет, являются фиктивными на подложке из фосфида галлия. Для излучения красного цвета слой N-типа легирован теллуром (Te), а слой P-типа легирован цинком. Контактные слои сформированы с использованием алюминия на стороне P и алюминиевого олова на стороне N соответственно.

Светодиоды предназначены для того, чтобы большая часть рекомбинации носителей заряда происходила на поверхности PN-перехода следующими путями.

  • При увеличении концентрации легирования подложки дополнительные электроны неосновных носителей заряда перемещаются в верхнюю часть структуры, рекомбинируют и излучают свет на поверхности светодиода.
  • Путем увеличения диффузионной длины носителей заряда, т.е. L = √ Dτ, где D — коэффициент диффузии, τ — время жизни носителей заряда.При превышении критического значения будет вероятность повторного поглощения испущенных фотонов устройством.

Когда диод подключен в прямом направлении, носители заряда приобретают достаточное количество энергии, чтобы преодолеть барьерный потенциал, существующий на PN-переходе. Всякий раз, когда применяется прямое смещение, неосновные носители заряда как P-типа, так и N-типа инжектируются через переход и рекомбинируют с основными носителями. Эта рекомбинация основных и неосновных носителей заряда может быть как излучательной, так и безызлучательной.При излучательной рекомбинации излучается свет, а при безызлучательной рекомбинации выделяется тепло.

Органические светоизлучающие диоды (OLED)

В органических светоизлучающих диодах составной полупроводниковый материал, используемый при разработке светодиода, является органическим по своей природе. Органический полупроводниковый материал является электропроводным в некоторой части или во всей молекуле за счет сопряженного электрона; в результате это органический полупроводник. Материал может находиться в кристаллической фазе или полимерных молекулах.Он имеет преимущество в тонкой структуре, меньшей стоимости, низком напряжении для вождения, отличной диаграмме направленности, высокой яркости, максимальной контрастности и интенсивности.

Цвета светодиодов

В отличие от обычных полупроводниковых сигнальных диодов, которые используются для коммутационных цепей, выпрямителей и схем силовой электроники, изготовленных из кремниевых или германиевых полупроводниковых материалов, светоизлучающие диоды изготавливаются из составных полупроводниковых материалов, таких как арсенид галлия, фосфид арсенида галлия, Карбид кремния и нитрид галлия-индия смешиваются вместе в различных соотношениях, чтобы получить уникальную характерную длину волны цвета.

Различные полупроводниковые соединения излучают свет в определенных областях спектра видимого света и, следовательно, производят свет с разной интенсивностью. Выбор полупроводникового материала, используемого при производстве светодиода, будет определять длину волны излучения фотонов и результирующий цвет излучаемого света.

Диаграмма направленности

Определяется как угол излучения света по отношению к излучающей поверхности. Максимальное количество мощности, интенсивности или энергии будет получено в направлении, перпендикулярном излучающей поверхности.Угол излучения света зависит от излучаемого цвета и обычно колеблется от 80° до 110°.

333
Цвет Длина волны (нм) Падение напряжения (В) Полупроводниковый материал
Инфракрасный > 760 Арсенид галлия
Алюминий Арсенид галлия
Красный 610 — 760 1.6 – 2.0 Алюминий Арсенид галлия
Арсенид галлия фосфид
Алюминий Галлий Фосфид индия
Фосфид галлия
Оранжевый 590 — 610 2,0 – 2,1 Фосфид арсенида галлия
Алюминий Галлий Фосфид индия
Фосфид галлия
Желтый 570 — 590 2.1 – 2.2 Арсенид галлия фосфид
Алюминий Галлий Фосфид индия
Фосфид галлия
Зеленый 500–570 1,9–4,0 Галлий-индий-фосфид
Алюминий Галлий Фосфид индия
Фосфид галлия алюминия
Индий Галлий Нитрид
Синий 450 — 500 2.5 – 3.7 Селенид цинка
Индий Галлий Нитрид
Карбид кремния
Кремний
Фиолетовый 400–450 2,8–4,0 Индий-галлий Нитрид
Фиолетовый Несколько типов 2,4 – 3,7 Двойные синие/красные светодиоды
Синий с красным люминофором
Белый с фиолетовым пластиком
ультрафиолет 3.1 – 4,4 Алмаз
Нитрид бора
Нитрид алюминия
Алюминий Нитрид галлия
Алюминий галлий Нитрид индия
Розовый Несколько типов 3,3 Синий с люминофором
Желтый с красным, оранжевым или розовым люминофором
Белый с розовым пигментом
Белый Широкий спектр 3.5 Синий/УФ-диод с желтым люминофором

Цвет света, излучаемого светодиодом, не определяется цветом пластикового корпуса, в котором находится светодиод. Оболочка используется как для усиления светового излучения, так и для обозначения его цвета, когда он не питается от источника питания. В последние годы также доступны синие и белые светодиоды, но они дороже, чем обычные стандартные цветные светодиоды, из-за производственных затрат на смешивание двух или более дополнительных цветов в точном соотношении в полупроводниковом соединении.

Общие характеристики источников света

Зависимость тока возбуждения от светоотдачи

При больших значениях прямого тока возбуждения температура PN-перехода полупроводника увеличивается из-за значительного рассеивания мощности. Такой тип повышения температуры на переходе приводит к снижению эффективности излучательной рекомбинации. В результате плотность тока еще больше увеличивается; внутреннее последовательное сопротивление будет иметь тенденцию снижать светоизлучающую эффективность любого источника света.

Квантовая эффективность

Квантовая эффективность любого источника света определяется как отношение скорости излучательной рекомбинации, которая излучает свет, к полной скорости рекомбинации и определяется как:

η=Rr/Rt

Скорость переключения

Скорость переключения источника света похожа на то, как быстро источник света может включаться и выключаться при подаче электропитания для создания соответствующей картины оптического выхода. Светодиоды имеют меньшую скорость переключения, чем обычные ЛАЗЕРНЫЕ диоды.

Спектральная длина волны

Пиковая длина волны спектра определяется как длина волны, при которой генерируется максимальная интенсивность света. Он определяется шириной запрещенной зоны полупроводникового материала, используемого в производстве светодиодов.

Ширина спектра

Спектральная ширина источника света определяется как диапазон длин волн, в котором источник света излучает свет. Источник света должен излучать свет в пределах более узкой ширины спектра.

ВАХ светодиода

Прежде чем излучать свет от любого светоизлучающего диода, через него должен протекать ток, поскольку светодиод является устройством, зависящим от тока, интенсивность его выходного света прямо пропорциональна прямому току, проходящему через светодиод.

Светоизлучающий диод должен быть подключен к источнику питания с прямым смещением, и его ток должен быть ограничен с помощью последовательно включенного резистора для защиты от избыточного тока. Светодиод не следует подключать напрямую к аккумулятору или источнику питания, поскольку через него будет протекать избыточный ток, что может привести к повреждению светодиода.

Каждый светодиод имеет собственное индивидуальное прямое падение напряжения вдоль PN-перехода, и этот параметр определяется полупроводниковым материалом, используемым при производстве светодиода, для определенной величины прямого тока проводимости, обычно для прямого тока около 20 мА.

При низком прямом напряжении в управляющем токе диода преобладает ток безызлучательной рекомбинации из-за рекомбинации носителей заряда по длине светодиодного чипа. При более высоких прямых напряжениях в токе возбуждения диода преобладает ток радиационной диффузии.

Даже при больших напряжениях, чем обычно, ток диода ограничивается последовательным сопротивлением. Диод никогда не должен достигать обратного напряжения пробоя в течение короткого промежутка времени, так как это может привести к необратимому повреждению диода.На рисунке ниже показаны вольт-амперные характеристики светодиодов разного цвета.

 

Расчет сопротивления серии светодиодов

Светодиод

хорошо работает, когда он соединен последовательно с сопротивлением, в результате чего прямой ток, необходимый для светодиода, обеспечивается напряжением питания на комбинации. Значение сопротивления последовательно включенного резистора можно рассчитать по приведенной ниже формуле. Обычно прямой ток обычного светодиода считается равным 20 мА.

Многоцветный светодиод

На рынке доступно большое количество светодиодов различной формы и размера, разных цветов и различной интенсивности светового потока. Арсенид-фосфид галлия Светодиод красного цвета диаметром 5 мм является наиболее часто используемым светодиодом и очень дешев в производстве. В настоящее время производятся светодиоды с многоцветным излучением, и они доступны во многих корпусах, большинство из которых представляют собой два-три светодиода в одном корпусе.

Двухцветные светодиоды

Двухцветные светодиоды представляют собой разновидность светодиодов, аналогичную одноцветным светодиодам, только с дополнительным светодиодным чипом, входящим в комплект. Двухцветные светодиоды могут иметь два или три контакта для подключения; это зависит от используемого метода. Как правило, два светодиодных вывода соединены в обратно-параллельной комбинации. Анод одного светодиода подключается к катоду другого светодиода и наоборот. При подаче питания на любой из анодов будет светиться только один светодиод.Мы также можем включить оба светодиода одновременно с динамическим переключением на высокой скорости.

Трехцветный светодиод

Обычно три выводных светодиода имеют общий катодный вывод, в котором два других светодиодных чипа соединены внутри. Должен гореть либо один, либо два светодиода, необходимо общий катод соединить с землей. Токоограничивающие резисторы подключены к обоим анодам для индивидуального управления током.

Для одноцветной или двухцветной светодиодной подсветки необходимо подключить питание к любому из анодов по отдельности или одновременно.Эти трехцветные светодиоды состоят из отдельных КРАСНЫХ и ЗЕЛЕНЫХ светодиодных чипов, подключенных к одному и тому же катоду. Этот тип диодов генерирует дополнительные оттенки основных цветов путем включения двух светодиодов с разным соотношением прямого тока.

Схемы драйверов светодиодов

Интегральные схемы либо комбинационные схемы, либо последовательные схемы могут использоваться для управления светоизлучающими диодами. Светоизлучающие диоды можно включать и выключать с помощью интегральных схем. Выходные каскады логических элементов TTL или CMOS могут использоваться для управления светодиодами в качестве переключателей в двух режимах конфигурации.Это режимы источника и приемника конфигурации.

Выходной ток, выдаваемый интегральными схемами в конфигурации с режимом приемника, может составлять около 50 мА, а в конфигурации с режимом истока прямой ток может составлять около 30 мА. Однако ток, управляемый светодиодом, должен быть ограничен резистором, включенным последовательно.

Управление светодиодом с использованием транзистора

Вместо использования интегральных схем светодиоды могут управляться с помощью дискретных компонентов, таких как биполярные транзисторы PNP и NPN.Дискретные компоненты могут использоваться для управления более чем одним светодиодом, как в больших структурах массива светодиодов.

Меньшее количество приложений использует в своей работе только один светодиод. Транзисторы-переходники используются для подачи тока через несколько светоизлучающих диодов таким образом, что прямой ток, создаваемый светодиодом, составляет около 10–20 мА. Если для управления светодиодом используется NPN-транзистор, то последовательный резистор действует как источник тока. Если для управления светодиодами используется PNP-транзистор, то последовательный резистор действует как приемник тока.

Для таких применений, как подсветка экрана, уличное освещение или замена люминесцентной лампы или лампы накаливания, в большинстве случаев требуется более одного светодиода. Как правило, параллельное включение нескольких одиночных светодиодов приводит к неравномерному распределению тока между светодиодами; даже в этом случае все светодиоды рассчитаны на одинаковое прямое падение напряжения.

Если один светодиод не может управлять последовательно включенными светодиодами, это можно решить путем установки параллельных стабилитронов или кремниевых управляемых выпрямителей (SCR) для каждого последовательно включенного светодиода.SCR — разумный выбор, потому что они рассеивают меньше энергии, если им приходится работать вокруг неисправного светодиода.

В случае параллельной комбинации включение отдельного драйвера для каждой строки обходится дороже, чем использование нескольких драйверов с соответствующей выходной мощностью.

Управление яркостью светодиодного освещения с помощью ШИМ

Интенсивность света, излучаемого светодиодом, регулируется протекающим через него током. Поскольку ток через него меняется, яркостью света можно управлять.Если через диод пропускается большое количество тока, светодиод светится намного лучше обычного.

Если ток превышает максимальное значение, интенсивность света увеличивается еще больше, что приводит к рассеиванию тепла светодиодом. Ограничение прямого тока, установленное для проектирования светодиодов, составляет от 10 до 40 мА. Когда требуемый ток очень мал, могут быть шансы выключить светодиод.

В таких случаях для управления яркостью света и током, потребляемым светодиодом, используется процесс, известный как широтно-импульсная модуляция, для многократного включения и выключения светодиода в зависимости от требуемой интенсивности света.Устройства линейного управления рассеивают избыточную энергию в виде тепла, в результате для выдачи необходимого количества мощности используются ШИМ-драйверы, так как они вообще не выдают мощность.

Прежде всего, чтобы подавать импульсы ШИМ в цепи светодиодов, сначала требуется генератор ШИМ. Существует разное количество генераторов ШИМ.

Светодиодные дисплеи

Одноцветные, двухцветные, многоцветные и некоторые другие светодиоды объединены в одну упаковку.Их можно использовать в качестве задней подсветки, полос и гистограмм. Одним из основных требований к цифровым устройствам отображения является визуальный цифровой дисплей. Обычный пример такого единого пакета из нескольких светодиодов можно увидеть в семисегментных дисплеях.

Семисегментный дисплей, как следует из названия, состоит из семи светодиодов в одном корпусе дисплея. Его можно использовать для отображения информации.

Отображаемая информация может быть в цифровой форме данных, состоящей из цифр, букв, символов, а также буквенно-цифровых символов.Семисегментный дисплей обычно имеет восемь комбинаций входных соединений, по одной для каждого светодиода, а оставшаяся одна является общей точкой соединения для всех внутренних светодиодов.

Если катоды всех светодиодов соединить вместе и подать логический ВЫСОКИЙ сигнал, то загорятся отдельные сегменты. Таким же образом, если аноды всех светодиодов соединить вместе и подать логический НИЗКИЙ сигнал, тогда загорятся отдельные сегменты.

Преимущества, недостатки и области применения светодиодов

Преимущества

  • Небольшой размер чипа и низкая стоимость
  • Долгий срок службы
  • Высокая энергоэффективность
  • Низкотемпературный
  • Гибкость дизайна
  • Много цветов
  • Экологичный
  • Высокая скорость переключения
  • Высокая сила света
  • Предназначен для фокусировки света в определенном направлении
  • Менее затронуты повреждениями
  • Меньше излучаемого тепла
  • Повышенная устойчивость к тепловому удару и вибрации
  • Отсутствие УФ-лучей

Недостатки

  • Зависимость выходной мощности излучения и длины волны светодиода от температуры окружающей среды.
  • Чувствительность к повреждениям из-за избыточного напряжения и/или избыточного тока.
  • Теоретическая общая эффективность достигается только в особых холодных или импульсных условиях.

Приложения

  • В автомобилях и велосипедных фонарях
  • В светофоре Указатели, знаки и сигналы
  • В табло отображения данных
  • В медицинских целях и игрушках
  • Невизуальные приложения
  • В лампочках и многом другом
  • Пульты дистанционного управления

Что такое светодиоды и как они работают

Все мы слышали три буквы L-E-D, но что такое светодиод?

Что такое светодиод?

LED означает светоизлучающий диод, в котором для создания света используются полупроводники и электролюминесценция.Когда вы смотрите на светодиодную лампу ландшафтного освещения, вы видите множество светодиодов, которые составляют одну лампочку. Количество диодов в лампочке зависит от мощности лампочки.

Светодиоды

бывают разных цветов и цветовых температур, эти цвета определяются шириной запрещенной зоны фактического полупроводника. Излишне говорить, что светодиоды намного более высокотехнологичны и спроектированы, чем галогенные лампы старой школы и лампы накаливания прошлого.

                                             

                     ПЕРВЫЙ СВЕТОДИОД                                                                                               

 

ПЕРВЫЙ СВЕТОДИОД

Первый светодиод появился в электронике в 1962 году! Трудно поверить, что то, что большинству кажется относительно новой технологией, на самом деле существует с 60-х годов.Больше всего этих светодиодов было найдено в пультах дистанционного управления — что мы думали

был просто красной лампочкой на конце пульта от телевизора, на самом деле это был маленький светодиод — и стоил 200 долларов за штуку! В зачаточном состоянии светодиодного движения единственным видимым цветом был красный с низкой интенсивностью — мало что можно сделать только с красным. Излишне говорить, что мы прошли путь от 1960 года, возможны все цвета спектра.

 

 

Белый светодиод

Теперь для нашего приложения, ландшафтного освещения, чаще всего используется белый цвет, цветные лампочки имеют ограниченное применение.На самом деле создать белый цвет не так просто, как можно подумать, и белый на самом деле не белый… но наши глаза думают, что это так. Белые светодиоды создаются путем смешения трех основных цветов — красного, зеленого и синего.

Белые светодиоды

прошли долгий путь, и их надежность значительно выше, чем у первой версии — экспериментальные белые светодиоды могут производить более 300 люмен и работать 100 000 часов. Когда вы думаете об этом, светодиод может стоить дороже, но он прослужит дольше галогенной лампы в вашей системе ландшафтного освещения и создаст гораздо лучший, чистый вид.

 

Преимущества светодиодов по сравнению с лампами накаливания/галогенами

  • Снижение энергопотребления
  • Увеличенный срок службы
  • Прочнее — не ломается так легко
  • Более быстрое переключение
  • Не привлекайте насекомых, потому что нет инфракрасного или ультрафиолетового света

 

Приложения для ландшафтного освещения

За последние 5 лет мы стали свидетелями повышения надежности светодиодов в индустрии ландшафтного освещения.Еще 6-7 лет назад процент отказов светодиодов был слишком высок, чтобы Light It Right не поддерживала использование светодиодов. За прошедшие годы была отработана сложнейшая технология, лежащая в основе светодиодов, и частота отказов значительно снизилась. Теперь Light It Right использует исключительно светодиоды во всей своей системе наружного освещения.

Светодиоды

дают дизайнерам освещения больше возможностей для творчества, есть выбор мощности, цветовой температуры и рассеивания луча. При использовании галогенных ламп возможности были гораздо более ограниченными, что подавляло творческие способности дизайнеров по свету.Клиенты также выигрывают, больше не нужно довольствоваться достаточно хорошим, теперь они могут получить именно то, что хотят, поскольку есть так много вариантов на выбор.

К счастью для нас, стоимость светодиода за единицу больше не составляет 200 долларов!

 

 

Что такое светодиоды и как правильно выбрать

 

Что такое светодиоды?

Светодиод

Светодиоды

, или светоизлучающие диоды (диод — это устройство, которое позволяет электричеству течь через него только в одном направлении, поэтому светодиоды имеют положительную (+) сторону и отрицательную (-) сторону) — это кремниевые пластины, излучающие фотоны. (свет) при прохождении через него электрического тока.

Что такое дискретный светодиод?

Модуль светодиодной подсветки

Дискретный светодиод

Дискретные светодиоды

обеспечивают только источник света, а детали конфигурации, монтажа, полярности и выравнивания оставляют на усмотрение конечного пользователя.

Что такое светодиодный модуль?

Светодиодный световой модуль представляет собой один или несколько дискретных светодиодов, сконфигурированных и установленных на печатной плате с подключением с соблюдением полярности. LEDdynamics разрабатывает и производит светодиодные световые модули, чтобы помочь компаниям получить доступ и легко использовать новейшие светодиодные технологии.

Что такое светодиодный световой двигатель?

Светодиодный двигатель

Модуль светодиодного освещения аналогичен модулю светодиодного освещения с добавлением электроники драйвера светодиода. Это позволяет светодиоду подключаться напрямую к источнику питания.

Чем светодиоды отличаются от традиционного освещения?

Наиболее существенное различие между традиционными осветительными приборами (лампа накаливания, люминесцентная лампа, неоновая лампа и т. д.) и светодиодами заключается в том, что светодиоды не используют тепло или газ для генерации света.Светодиод — это «твердотельное» устройство, которое не содержит хрупкой нити накала или стеклянной трубки, что делает его чрезвычайно прочным и надежным источником света, который можно использовать так, как никогда ранее.

Где используются светодиоды?

Чаще всего светодиоды используются в бытовой электронике и другом оборудовании в качестве световых индикаторов (зеленый или красный индикатор включения питания на видеомагнитофоне или мониторе компьютера).

Только с введением светодиодов HB (High-Brightness) и HF (High-Flux) светодиоды стали считаться «полезным источником света» для фонариков, акцентного освещения, вывесок, общего освещения и других приложений.

Светодиоды

используются в приложениях, где требуется длительный срок службы и надежность. Многие освещены уже 25 лет и продолжают функционировать. Поскольку светодиоды потребляют гораздо меньше тока, чем другие источники света, и работают от низкого напряжения постоянного тока, они, естественно, подходят для многих приложений с питанием от батарей. При очень низких температурах светодиоды включаются мгновенно, в то время как некоторые флуоресцентные лампы не загораются. Светодиоды также выделяют меньше тепла, чем их аналоги с лампами накаливания (накаливания).

Как правильно выбрать светодиод?

Чтобы правильно выбрать светодиод для вашего продукта или приложения, вы должны иметь общее представление и знания о различных типах светодиодов, их типичных областях применения и их различиях в электрических, физических, оптических и тепловых характеристиках.Сегодня на рынке представлено множество различных типов и марок светодиодов, и поиск светодиода, который наилучшим образом соответствует требованиям вашего конкретного проекта, имеет важное значение для достижения максимальной производительности, долговечности и общего успеха вашего светодиодного продукта или приложения.

В первую очередь при выборе светодиода необходимо определить, нужна ли конкретная длина волны или цвет для применения. Определение определенного цветового диапазона (длины волны) или температурного диапазона (градусы Кельвина) света, который будет использоваться, значительно сузит диапазон доступных светодиодов, которые подходят и могут быть рассмотрены для применения.

Далее необходимо определить тип доступной мощности и возможности управления светодиодом. Светодиоды разной длины волны (цвета) и типа имеют разные требования к мощности, электрическим характеристикам и требованиям к терморегулированию. Тип доступной мощности является основным фактором при определении наилучшей конфигурации светодиода или схемы светодиода для приложения. В приложениях с более высоким напряжением может быть более подходящим использовать много светодиодов меньшего размера вместо одного или двух больших светодиодов, чтобы уменьшить количество энергии и тепла, которые необходимо регулировать.

Обратитесь к документации по спецификациям производителей светодиодов для получения информации об электрических, физических, оптических и тепловых характеристиках, чтобы ознакомиться со светодиодами, которые рассматриваются для применения, или свяжитесь со службой поддержки LEDdynamics для получения дополнительной информации о том, как правильно выбрать светодиод. и водитель на работу.

Как насчет белых светодиодов?

Белые светодиоды

медленно, но неуклонно развиваются, и мы считаем, что теперь они подходят для внутреннего морского освещения.Мы тестировали и строили прототипы более десяти лет, и, наконец, они достигли уровня, когда они достаточно хороши для использования в светильниках Alpenglow.

Эффективность: Количество ажиотажа и дезинформации вокруг белых светодиодов просто поразительно. Нередко можно увидеть утверждения вроде «вдвое ярче, но потребляйте в десять раз меньше мощности». Другими словами, они утверждают, что они в 20 раз эффективнее. Правда в том, что самые лучшие белые светодиоды в 4-5 раз эффективнее ламп накаливания.Это означает, что по эффективности они аналогичны компактным люминесцентным лампам (CFL). В приложениях, где свет может быть направлен в определенном общем направлении, светодиоды могут иметь некоторые дополнительные преимущества в эффективности, поскольку потери на отражение внутри светильника меньше. Это особенно полезно в таких устройствах, как лампа для чтения IF , где используются направленные светодиоды. Если вы используете модернизированную лампочку, в которой светодиоды светят во всех направлениях, вам нужно, чтобы большая часть этого света отражалась, и вы потеряете большую часть преимущества.

Цвет: Цвет долгое время был проблемой белых светодиодов. Обычно они были очень холодного, почти голубого цвета. Хотя во многих доступных светильниках и модернизированных лампах по-прежнему используются светодиоды слишком холодного цвета, чтобы обеспечить приятный свет, теперь доступны более теплые светодиоды. Это помогает понять, как работают белые светодиоды. Светодиоды излучают свет одной длины волны. Другими словами, один цвет. Белый свет представляет собой смесь цветов. Итак, как светодиоды могут излучать белый свет? Ответ «не могут.На самом деле они представляют собой ярко-синий цвет высокой интенсивности. Чтобы получить белый цвет, в них добавляют люминофор (подобный используемому в люминесцентных лампах). Синий свет светодиодов возбуждает люминофор, заставляя его светиться желтым цветом. А смесь синего и желтого приводит к белому цвету. Изменяя смесь синего и желтого, а также используя люминофоры различных оттенков, можно контролировать результирующий цвет. Поскольку свет состоит в основном только из двух цветов, спектр не является полным. общий цвет света может быть теплым, некоторые цвета представлены не очень хорошо, поэтому некоторые цвета могут выглядеть тусклыми по сравнению с другими источниками света.Компактные люминесцентные лампы (CFL), напротив, используют три люминофора, что дает более полный спектр. Некоторые производители светодиодов лучше других справляются с получением приемлемого цвета — мы используем только теплые светодиоды от тех, кто производит лучшие. Нашим предпочтением цвета светодиодов является рейтинг 2700 Кельвинов для мягкого, теплого цвета.

Модифицированные светодиодные лампы: На рынке представлено множество модифицированных ламп для преобразования ламп накаливания или галогенных ламп в светодиодные. За исключением приложений с низким энергопотреблением, они не очень хорошо работают по нескольким причинам.Мощные светодиоды выделяют МНОГО тепла. Хотя температура намного меньше, чем у лампочки, она сосредоточена на очень небольшой площади, а светодиоды — это полупроводники, которые не любят тепло. Чем выше температура, тем короче жизнь. Жесткие ограничения по размеру, наложенные на модифицированные лампы, приводят к уменьшению размеров радиаторов и использованию минимального количества светодиодов, работающих на уровне или за пределами их проектных ограничений. Обычны сообщения о выгорании менее чем за 2000 часов. Требование к радиатору означает, что мощные светодиодные лампы с улучшенной конструкцией часто слишком велики и тяжелы, чтобы хорошо работать во многих приложениях.Есть модернизированные лампочки меньшей мощности, которые выглядят как обычная лампочка с множеством светодиодов внутри. Они могут очень хорошо работать для некоторых приложений с низким энергопотреблением, таких как якорные огни. Кроме того, некоторые светодиодные лампы, разработанные специально для использования в ходовых огнях, могут быть очень полезными. Дизайн Alpenglow полностью противоположен модернизированным лампам. Сделав светодиоды неотъемлемой частью светильника, мы можем управлять светодиодами на половине их максимального расчетного предела! Мы используем либо весь светильник (светильники для чтения и причала), либо всю заднюю часть (потолочные светильники) для радиатора, что приводит к гораздо более низким температурам светодиодов.Общее преимущество – гораздо более длительный срок службы!

Чем хороши светодиоды? – Терра Люмен Освещение

Задумывались ли вы, в чем разница между светодиодами и другими источниками света? Что такое светодиоды вообще? А почему лучше?

«Это очень просто. Очень простое решение, которое может привести к последствиям цунами для вас и ваших счетов за электроэнергию.»

LED (светоизлучающие диоды) — тип электронного источника света. Они отличаются от других источников света тем, что служат намного дольше, потребляют гораздо меньше энергии и излучают очень мало тепла.Кроме того, светодиоды не содержат ртути или свинца и в целом являются более безопасным вариантом, поскольку в них не используется стекло или нить накаливания. Все идет нормально?

Ну, плюсов у светодиодов больше. Как видите, светодиодная лампа меньшей мощности производит больше люменов, чем традиционные лампы, а это означает, что светодиодные лампы потребляют до 90% меньше энергии, чем обычные лампы эквивалентной яркости.

Еще одним преимуществом светодиодов является их длительный срок службы. В целом светодиодные лампы могут работать от 10 000 до 50 000 часов в зависимости от их качества.Это максимум 17 лет, если вы держите свет включенным по 8 часов каждый день! Это можно сделать, потому что тепло отводится через радиаторы, которые замедляют снижение их светового потока и помогают продлить срок службы светодиодных ламп.

Другими словами, светодиоды способны выделять меньше тепла и лучше охлаждаются, поэтому яркость не исчезает так быстро, и, как следствие, свет держится гораздо дольше!

Переходя на светодиоды, вы рассчитываете сэкономить значительную сумму денег из-за их меньшей мощности и гораздо более длительного срока службы.Как только вы перейдете на светодиоды, вы начнете экономить меньше чем через год. Это лучшее, что есть в светодиодах, потому что в наши дни электричество не дешевеет, и, как сообразительный покупатель, каждая небольшая экономия может иметь большое значение.

Поэтому в Terra Lumen Lighting все наши продукты имеют встроенные светодиоды, потому что мы верим в то, что современный дом выглядит уникальным и в то же время сохраняет окружающую среду. Даже наши большие хрустальные люстры имеют мощность менее 100 Вт. Да, это меньше, чем у стандартной лампочки! Нам нравится думать, что светодиоды должны быть частью самого света.Это позволит создать более инновационный дизайн и раскрыть истинный потенциал светодиодов.

Светодиоды это что: это, принцип работы, виды устройства, как работают сверхяркие, как устроен, из чего состоит, от чего зависит яркость свечения

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.