ГОРЯЧАЯ ЛИНИЯ
(8662) 42-60-47

 

ГлавнаяРазноеСветодиод белый характеристики

Характеристики и сравнение SMD светодиодов (SMD LED). Светодиод белый характеристики


Выбираем светодиоды по характеристикам LEDs

В силу своей «безбашенной» увлеченности, у меня часто интересуются, как правильно выбирать светодиоды? На какие характеристики  обращать внимание? Дабы снять эти вопросы пришлось сесть и написать одну, но обстоятельную статью, в которой придется совместить две, так как они не разделимы. Приготовьтесь напрячь свои глаза и разобраться в вопросах: как выбрать светодиоды и на какие характеристики ледов обращать пристальное внимание.

Для тех, кому лень читать, в самом начале статьи даю Вам небольшой вывод. За более конкретными рекомендациями по выбору светодиодов исходя из его характеристик, все-таки стоит прочитать до конца…

1Цветовая температура: три оттенка белого – теплый, нейтральный и холодный. Выбирайте нейтральный. И света больше и глазу приятнее. Это сугубо личное мнение.

2Мощность светодиода – чем больше, тем лучше. Но для больших мощностей необходим большой радиатор. Для аналога 100 Вт лампы нужно от 12 до 14 Вт диодного света. Запитывать диоды только от драйверов. Не увеличивать без большой надобности ток на диоды. Максимальная эффективность будет только от рабочего значения.

3Световой поток. Выбирайте по этому параметру с поправкой на нагрев кристалла и недостоверную информацию производителя.

4Угол рассеивания. По этому параметру можно определить как будет падать свет на освещаемую поверхность.

5И самое главное, не покупайте дешевые диоды. Просто возьмите за правило! Меньше будет разочарований от малого количества света, плохой освещенности и быстрой деградации.

Перед покупкой чипов стоит четко представлять на что Вы рассчитываете. Какой результат хотите получить. Если у Вас появилось непреодолимое желание поменять освещение в жилых комнатах, то стоит обратить внимание на сверхяркие светодиоды. При «хотелках» осветить аквариум или коридор – достаточно приобрести маломощные диоды. Все зависит от количества LED, которые будут использоваться. )))))) прочитал про «осветить аквариум или коридор»))) странное придумал сочетание)))) Ну да ладно, повеселился хоть.

В таблице я свел данные по видам, с желаемым местом применения

Индикаторные, Пиранья SMD, COB, мощные 1,3, 5 Вт Filament
Применение Индикация, эл.табло, автомобили Местное и общее освещение Местное и общее освещение

Filament светодиоды и индикаторные нет смысла рассматривать, т.к. я еще не видел отдельно в продаже филаментных отрезков, а индикаторные типа 3 мм и т.п. для меня вообще не представляют никакого интереса и куда их можно использовать я уже не представляю. Мир светодиодов настолько обширен, что от них я отказался.

Перед походом в магазин проштудируйте литературу, datasheet по различным видам. Основные характеристики, на которые следует обращать внимание – цвет, мощность, рабочий ток и световые данные.

Цветовая температура светодиодов

Все диоды подразделяются по длине волны излучаемого света. Длина волны ( а следовательно и цвет ) зависит от материалов, используемых во время производства светодиодов. На 2015 год можно твердо утверждать о том, что мы можем получить абсолютное большинство цветов, не считая инфракрасного излучения и ультрафиолетового. Но нас все-таки интересуют диоды с белым свечением. Мы же собираемся делать устройства для освещения чего-либо? Более подробное описание о цветовых температурах и получении цветных диодов напишу позже.

Сильно не вдаваясь в дебри опишу, каким образом получают белый цвет. Так скажем, для «чайников»). Ни в коем случае не хотел никого обидеть).

Первый способ - белый цвет получают нанесением желтого люминофора на синие светодиоды (иногда ультрафиолетовые). За счет люминофора происходит «чудесное преобразование» синего цвета в белый. В этом случае начальная мощность чипов уменьшается.

Второй – получение белого за счет смешения красного, зеленого и синего цветов. В нашем случае при использовании RGB метода для белого используют излучения красного, синего и зеленого светодиодов.

Белые диоды разделяют на оттенки: теплые, нейтральные и холодные. Каждый из них имеет свою цветовую температуру: теплые - 2600-3700 К, нейтральные 3700-5000 К, 5000-10000 К. Ниже я приведу графическую картинку, в которой наглядно показано, какой цвет соответствует той или иной температуре.

Опираясь на эту характеристику при выборе светодиодов мы можем получить первое представление того, КАК будет светить наш диод. На фото можно воочию увидеть какой цвет излучает каждый из оттенков.

Хочется сразу предупредить тех, кто любит (привык) к цвету ламп накаливания. Используя теплые оттенки белого (вспомнился фильм про 50 оттенков серого))) стоит быть готовым к тому, что эффективность диода будет пропорционально снижаться с увеличением теплоты. По-русски, чем желтее цвет, тем меньше эффективность при одинаковых мощностях светодиодов. Т.е. если Вы возьмете 3 светодиода одинаковой мощности но трех оттенков, то наибольшее количество света будет от холодного, и далее по убыванию – нейтральный и теплый белый.

Такое утверждение справедливое. Я провел не один эксперимент, собрал не один источник света. И при одинаковых характеристиках светодиодов чипы с более холодными оттенками на много эффективнее. И не смотря на то, что в помещениях негласно принято устанавливать лампы с теплым светом, а на улицах более холодного цвета я весь свой дом «утыкал чисто белыми» источниками света. Эффективность больше и никакого дискомфорта. Поэтому, опережая вопрос: какого свечения лампы вы посоветуете в квартиру? Отвечу. Мое, сугубо личное мнение – только нейтрально белые.

Мощность – одна из главных характеристик светодиода

На сегодняшний день мощность светодиодов просто ошеломляюща. От нескольких милливатт до сотен ватт. В нашем случае для общего освещения будут самыми оптимальными диоды мощностью 1, 3, 5 Вт. В некоторых случаях не плохо применять 10 Вт матрицы. В гараже я сделал освещение именно на 10 Вт. Их и потребовалось не много и света достаточно для ремонта.

Мы остановимся на 1, 3 Вт диодах, т.к. именно эти типы наиболее распространены в лампах и светильниках. Да и в домашних условиях их легко монтировать. Не смотря на то, что много производителей используют SMD диоды 5050, 3528 и т.п. их паять достаточно сложно и «неприятно», поэтому опущу рассказ о них. Но принцип остается один – ВЫБИРАЕМ диоды по мощности. Чем больше мощность, тем ярче мы получим свет.

Но все не так гладко. Большая мощность дает большой нагрев. И в этом случае стоит четко представлять о том, что для долгой жизни диода необходим хороший теплоотвод, радиатор. 5 Вт светодиод в единичном экземпляре не требует большого охлаждения. Но если Вы решитесь собрать светильник на 5-10 штуках, то радиатор будет весомый. И об эстетике даже не стоит говорить.

Но вернемся к нашим «баранам»... 1Вт светодиоды выпускают на номинальный ток 350 мА, а 3 Вт на 700 мА. Под них уже выпускают готовые драйверы. Запитывать светодиоды необходимо только от драйверов. Они постоянно держут заданное значение тока. А так как диоды очень чутко относятся именно к амперам, то важно питать их постоянным током, чего мы можем добиться именно драйверами, а не блоками питания от мобильников, компьютеров и т.п.

Количество диодов стоит выбирать из расчета, что аналог 100 Вт лампы накаливания – от 12 до 14 Вт диодного света. В этом случае нам понадобится 12 одноваттников и драйвер под эти диоды на 350 мА. Я не хочу вдаваться в расчеты как подбирать драйверы. Кому интересно, задайте вопрос, я посчитаю. Ну или когда-нибудь напишу отдельный опус).

Скажу еще одно: деление по ваттам условное. Во всех характеристиках светодиодов есть две величины – рабочий и максимальный ток. Допустим в одноваттниках он составляет 350 и 700 мА. Казалось бы, «сейчас как дам этому диоду на полную и он как засветит!». Но нет. Согласно зависимости освещенности от тока все светодиоды показывают одну диаграмму – чем больше ток от рабочего, тем больше падает сила света. Поэтому я никогда «не разгоняю» свои кристаллы. А питаю их только тем, на что они рассчитаны.

Световой поток – еще одна немаловажная характеристика светодиодов

Эта характеристика измеряется в люменах. Обращая внимание на нее мы можем получить более-менее правдивое понимание того, сколько света мы получим от источника. Это достаточно «размытая» характеристика, т.к. световой поток зависит от многих факторов. И если в описании к светодиоду будет указано, что он выдает 100 люмен, то это не факт. Правильное определение истинного значения состоит не в производственных данных, а в экспериментальных. Посмотрим одну из методик.

Возьмем три светодиода одинаковой мощности и светового потока ( по datasheet ) при 350 мА – 120 люмен. При питании диодов от драйвера 350 мА в течении 1 мин., не превышая температуру кристалла получили следующие данные. Причем светодиод №3 выдает 120 люмен при токе всего в 300 мА. Т.е. делаем вывод, что данные по паспорту не всегда правильные. Выбирайте диоды с условием того, что истинное значение люменов будет на 10-15 процентов меньше. Тогда в конечном итоге не разочаруетесь, а в случае как с 3 диодом еще и порадуетесь.

Еще одна неприятная новость. С увеличением температуры кристалла падает световой поток. Эта характеристика ВСЕГДА указывается в данных, в виде графика. Не ленитесь и смотрите. Как правило, при рабочей температуре кристалла в 85 градусов у большинства LEDs световой поток уменьшается на 12 процентов.

1 2 3
По datasheet 120 120 120
Температура кристалла 25 25 25
Время свечения мин мин Мин
Истинное знач 120 115 148

Угол рассеивания

Ну последнее, на что стоит обратить внимание – угол рассеивания. Большинство диодов выпускается с углом рассеивания в 120 градусов. Но это не конечная цифра. Разброс углов начинается от 15 и заканчивается 360 градусами ( к примеру филаментные ). Здесь Вам стоит определиться опять же, что хотите получить. Узконаправленный свет или рассеянный по всей комнате. Для комнаты подойдет и 120 градусов, но лучше применить линзы, чтобы увеличить угол. Для узконаправленного луча с лихвой хватит диодов с рассеивание в 40 градусов.

Есть еще несколько характеристик светодиодов. Но они более интересны для промышленного производства. А нам, простым обывателям, с лихвой хватает этих.

Я могу понять, что для кого-то эту информацию тяжело понять, но это только первое время. Если Вы один раз разберетесь, то в дальнейшем никаких трудностей правильно выбрать светодиод под свои нужды не составит труда. Во всяком случае я уже не «болею» муками подбора.

leds-test.ru

Характеристики и сравнение SMD светодиодов (SMD LED)

Что такое LED SMD?

"LED SMD" это аббревиатура для светодиодов поверхностного монтажа (от англ. Surface-Mount-Device Light-Emitting Diode) Корпусировка SMD LED представляет собой тип светодиодного модуля, который используется технологией поверхностного монтажа (SMT) для установки светодиодных чипов на печатную плату (PCB).

Но как же маркируются SMD (LED) светодиоды, какие бывают типы, какова мощность и характеристики? Каковы различия между светодиодными чипами (SMD)? Какой выбрать? С этими вопросами сталкиваются мастера и любители, которые впервые столкнулись с заменой или подбором подходящих SMD светодиодов и об этом мы поговорим в данной статье. Рынок светодиодов активно развиваются и выходят все новые и новые типы кристаллов которые порождают новые форм факторы.

Светодиоды используют в качестве высокоэффективных источников света, а собранные в LED ленты используются для освещения интерьера, уличного освещения и конечно же для подсветки LCD матриц ноутбуков, телевизоров и телефонов. В качестве источников света используются самые разнообразные типы светодиодных чипов. В приведенной статье мы постараемся разъяснить основные различия между ними и приведем сводную таблицу характеристик основных форм факторов LED.

 

Что означает четырехзначное число маркировки SMD LED?

Светодиодные чипы для поверхностного монтажа (SMD) идентифицируется по четырехзначному номеру. Этот код намного проще, чем вам может показаться - он просто указывает размер светодиодного чипа. Например, светодиод SMD 5050 имеет размер 5,0мм х 5,0мм, а SMD 8520 соответственно 8,5мм х 2,0мм.

 

 

Какие LED чипы самые лучшие?

3528 5050 и 5630 (5730) LED - это три наиболее часто используемые типоразмера применяемых для изготовлении гибкой осветительной светодиодной ленты. Эти 3 типа в настоящее время используются для домашнего и коммерческого освещения, чтобы заменить компактный флуоресцентные и другие лампы накаливания.

Такие типы светодиодов, как 3528, 5050, 2835 и 5630 по сути являются одним и тем же светодиодом, но с разным количеством кристаллов и в разных корпусах. При этом каждый имеет свои особенности: различную мощность и выходную яркость. 5630 (5730) LED и 5050 имеют широкое окно для выхода света, что позволяет уменьшить потери излучения на выходе. По этой причине 5630 (5730) LED самый яркий среди рассмотренных светодиодов и имеет наибольшую эффективность Люмен/Ватт.

Но как бы то ни было лучшим светодиодом является исключительно тот, который подходит больше всего для вашего проекта по параметрам.

 

Светодиоды формата 3528

Светодиод формата 3528 SMD разработан довольно давно и если сравнивать его по энергоэффективности с современными аналогами, то он им заметно уступает, но ввиду отлаженного массового производства является одним из самых доступных. 3528 имеет размеры 3,5 мм х 2,8 мм, что заметно меньше светодиода 5050, по этой причине светодиоды формата 3528 чаще встречаются в узких светодиодных лентах на 12 вольт. Один стандартный светодиод 3528 имеет мощность 0,06 Вт и при токе 20 мА дает световой поток около 6 Люмен. Эти светодиоды обычно располагают в количестве 60 шт/м, что соответствует мощности 4.8 Ватт (иногда 5 Ватт на метр). Один метр такой ленты, в зависимости от цветовой температуры, дает световой поток примерно 330-360 люмен, а это уже эквивалентно 40 Вт галогеновой лампе.

Кроме теплого и холодного белого цвета, эти диоды выпускают красными, зелеными, синими и желтыми.

Светодиодные ленты на 3528х светодиодах с плотностью 60 шт/м обычно используют для освещения или подсветки помещений и располагают на плинтусах, а нишах двухъярусных потолков в домах, барах, ресторанах, гостиницах и других местах.

Кроме стандартной плотности 60 SMD на метр, также бывают светодиодные ленты повышенной плотности 120 штук на метр. Мощность метра такой ленты составляет в среднем 9,6 Ватт (обычно варьируется а пределах 9…10 Вт/м светодиодной ленты), эти ленты также делают в разном цветовом диапазоне. Поскольку в ленте повышенной плотности используются те же 3528 светодиоды, что и в обычной, то световой поток в ней возрастает пропорционально в два раза и составляет примерно 660-720 люмен на метр, в зависимости от спектра светодиодов.

Ленты на 3528 SMD LED с плотностью 120 диодов на метр используют для тех же целей что и с плотностью 60 шт/м, но в тех случаях, когда нудно увеличить яркость освещения, и где мощности 4.8 Вт/м уже не достаточно.

В обеих типах лент светодиоды расположены группами по 3 шт и конечно же резать такие ленты при необходимости тоже нужно по 3 шт. В ленте 60 3528х SMD на метр период между группами составляет 50 мм, а в 120 3528х SMD на метр этот период сокращается до 25 мм на группу.

Также бывают довольно экзотичные ленты с плотностью 240 шт/м мощностью 19,2 Вт, они требуют питающее напряжение 24 В.

3528 SMD светодиоды не выделяют много тепла – к ним можно спокойно прикоснуться не опасаясь получить ожог. Тем не менее, даже ленты с плотностью 60 LED/м требуют печатную плату с шириной минимум 8 мм, а 120 LED/м ленты кроме ширины еще и имеют повышенную толщину проводников в 2 унции (oz) на квадратный фут, что соответствует толщине меди в 70 мкм. В любом случае столь малое тепловыделение позволяет располагать такие ленты в различных местах не беспокоясь о специальном охлаждении.

Как и в любых товарах эти светодиоды изготавливают разные производители и как правило более дорогие и известные бренды, например тот же Epistar, изготавливают наиболее энергоэффективные образцы с гарантированым сроком службы 50,000 часов при потере яркости на более 30% к концу срока. Дешевые варианты несколько менее яркие, как правило имеют меньший срок службы и частенько грешат на разброс параметров от партии к партии, потому мы не рекомендуем использовать в своих решениях дешевые светодиоды из разных партий.

 

Светодиоды 3528 удвоенной мощности

Светодиоды 3528 удвоенной мощности имеют тот же размер, что и стандартные 3528. Они выпускаются с такими же спектрами, но обладают в два раза большей мощностью. Светодиодные ленты на таких диодах с плотностью 120 шт на метр потребляют 19,2 Вт на метр (варьируется от 19 до 20 Вт/м).

Такие мощные 3528 светодиоды располагают на лентах шириной 10мм и толщиной меди 2 унции (oz) на квадратный фут (70 мкм), такие требования диктованы необходимостью рассеивать в двое большее тепловыделение без установки дополнительного радиатора. Эти светодиодные ленты выпускают только с 24-вольтным питанием. Такое напряжение выбрано с целью уменьшить ток в проводниках. Световой поток таких лент составляет 1320-1440 люмен на метр (в зависимости от спектра). Ввиду высокой яркости, такие ленты используют не только в качестве подсветки, но и в качестве основного освещения в замен люминесцентным или галогеновым лампам.

 

Светодиоды SMD формата 5050

Размер таких светодиодов составляет соответственно 5 мм х 5 мм, что заметно больше, чем 3528 SMD. Мало кто знает, что по в сущности один чип SMD 5050 содержит в одном корпусе три (редко четыре) 3528 отдельных LED. По этой причине их световой поток ровно в 3 раза выше, чем у 3528 и составляет 18 Люмен.

Светодиоды формата 5050 обычно устанавливают с плотностью 60 LED на метр ленты, что дает мощность 14,4 Вт на метр при питании в различных версиях 12/24 вольта (разброс мощности 14…15 Вт на метр LED/ленты). Световой поток такой ленты составляет 990-1080 люмен на метр, в зависимости от спектра. Лента на 5050 светодиодах обычно дает равномерное и яркое освещение поверхностей. При покупке готовых лент мы рекомендуем покупать ленты в, которых чипы одного светодиода соединяются не параллельно, а последовательно.

 

Выпускаются в следующих цветах:

  • Холодный и теплый белый (бывают также с другими цветовыми температурами изготавливаемые по спец заказу).
  • Одноцветные – красный, зеленый, синий, желтый.
  • Трехцветные RGB (красный, зеленый, синий) в одном корпусе.
  • Четырехцветные RGBW (красный, зеленый, синий, белый) в одном корпусе (рис).

Ленты 60 SMD/м 5050 LED как правило, используются для общего освещения помещений, таких как коридоры, для замены люминесцентных ламп, в домах, барах, ресторанах, гостиницах и других местах.

 

5050 SMD RGB светодиоды для освещения

Светодиоды RGB 5050 SMD фактически включают в себя три чипа каждый разного цвета свечения. Каждый из кристаллов может управляться отдельно Таким образом, подключив ленту из таких светодиодов к контроллеру путем смешения трех компонент можно получать практически любой цвет вплоть до белого. Лента RGBW очень похожа на трехцветную, но имеет дополнительный белый белым чип для повышения яркости в белой области спектра.

 

GB 5050 светодиодные ленты обычно выпускают в двух вариантах:

• 30 светодиодов на метр (7.2 - 7.5 Вт на метр LED ленты), дает интенсивность 500 люмен на метр и зачастую используется для мягкой художественной подсветки.

• 60 светодиодов на метр (14.4 – 15 Вт/м LED ленты) производит до 1000 люмен на метр, больше подходит для рекламных вывесок, фасадов зданий, и прочих местах, где требуется яркая цветная подсветка.

 

LED SMD формата 3014 и 3020

Новые виды светодиодов, например, 3014 и 3020 LED SMD имеют намного меньшие размеры и гораздо более эффективны, чем многие более ранние варианты SMD светодиодов. Производители светодиодов стремятся не уменьшать мощность с уменьшением размера, а сохранять ее. Также этот светодиод имеет более совершенную систему теплоотвода, таким образом светодиоды формата 3014 (3.0 mm х 1.4 mm) можно расположить с большей плотностью на метр, что позволит получить не только большую яркость на единицу длинны ленты, но и даже уменьшить потребление Ватт/Люмен.

 

LED SMD формата 2835

Светодиоды формата 2835 тоже относительно новый форм-фактор на рынке. Они имеют размеры 2,8 мм х 3,5 и по большей части распространены только белые версии 2835 чипов. Обращаем внимание на то, что по размерам они похожи на 3528, но имеют совершенно другие характеристики, чтобы вы их не путали приведем фотографию сравнения этих двух светодиодов.

Светодиоды 2835 активно вытесняет формат 5050 ввиду большей эффективности. Если сравнить 2835 с 5050, то первые производят на 20% больше света, что позволяет сократить потребление энергии (2835 SMD потребляют 0.2 Вт, а 5050 SMD - 0.24 Вт). При установке с плотностью 60 шт на метр получают ленту мощностью около 12 Вт на метр по сравнению с 14.4 Вт/м для 5050 SMD. Такое снижение потребления позволяет снизить нагрев, что позволяет увеличить плотность установки светодиодов. По этой причине выпускаются ленты с плотностью 120 светодиодов типа 2835 на метр, что дает мощность 24 Вт/м, при световом потоке до 2600 люмен на метр.

Для наглядности приведем сравнение

• Холодный белый 5050 SMD 60 LED (14.4 Вт / м) = 1080 люмен на метр

• Холодный белый 2835 SMD 60 LED (12 Вт / м) = 1300 люмен на метр

• Холодный белый 2835 SMD 120 LED (24 Вт / м) = 2600 люмен на метр

Светодиоды 2835 также устанавливаются на ленты шириной 10мм и толщиной меди 2 унции (oz) на квадратный фут (70 мкм) для лучшего отвода тепла и меньших потерях тока в проводниках. Скорее всего этот вид SMD светодиодов будет наиболее популярен в ближайшие годы ввиду неоспоримых преимуществ.

 

LED SMD формата 5630

Светодиоды формата 5630 существуют уже несколько лет. Ранее их устанавливали только на жесткие алюминиевые пластины для обеспечения должного охлаждения, и лишь недавно стали использоваться в светодиодных лентах. Светодиоды 5630 SMD имеют размеры 5.6mm х 3.0mm. Больший светодиод не всегда означает большую яркость излучения, но в этом случае 5630 SMD LED имеет больший световой поток, чем распространенный 5050 SMD LED.

Один такой светодиод способен давать световой поток 50 Люмен. Качественные чипы 5630 с плотностью 60 LED/м ленты могут давать до 2700 люмен. (Дешевые чипы 5630 могут давать до 2000 люмен на метр.)

 

Светодиодные ленты на основе 5630 SMD LED выделяют больше тепла, чем многие другие светодиоды. По этой причине их рекомендуется устанавливать на толстый алюминий, или использовать любой другой дополнительный теплоотвод. Без дополнительного охлаждения светодиодные ленты быстро потеряют яркость и вскоре выйдут из строя из-за тепловой деструкции кристалла. Вообще для всех светодиодов перегрев – главная причина преждевременного входа из строя. При работе по 8 часов в день, при недостаточном охлаждении светодиод будет терять до 20% яркости в год.

По причине перегрева не выпускают водонепроницаемые ленты на 5630х светодиодах.

 

Кроме этих светодиодов есть еще масса специализированых ультраярких которые используются для малогабаритных фонарей или для подсветки матриц мониторов, телевизоров, телефонов и планшетов. Со специализироваными светодиодами, которые применяются в LED телевизорах и мониторах вы можете ознакомится в соответствующем разделе нашего магазина.

 

Ниже приведем сводную таблицу характеристик наиболее распространенных светодиодов

 

Сравнительная таблица характеристик SMD (LED) светодиодов

SMD LED

Размеры, мм

Мощность, Ватт

Напряжение, В

Ток, mА

Световой поток, Люмен

2828

2,8 x2,8

0,5

3

  

50

2835 (a)

2,8 x2,5

0,2

  

60

29

2835 (b)

2,8 x2,5

0,5

  

150

63

2835 (c)

2,8 x2,5

1

  

150

130

3014

3,0 x 1,4

0,1

    

9-12

3020

3,0 x 2,0

0,06

    

5,4

3020 (b)

3,0 x 2,0

0,5

3

    

3020 (c)

3,0 x 2,0

1

  

150

125

3030

3,0 x 3,0

0,9

    

110-120

3228

3,2 x 2,8

1

3

350

110

3258

3,2 x 5,8

0,2

    

6

3528 (a)

3,5 x 2,8

0,06

3

20

7

3528 (b)

3,5 x 2,8

1

3

280

110

3535 (a)

3,5 x 3,5

0,5

    

35-42

3535 (b)

3,5 x 3,3

1

3

350

110

3535 (c)

3,5 x 3,4

2

6

    

4014

4,0 x 1,4

0,2

3

  

22-32

4020

4,0 x 2,0

0,5

3

  

55

5050

5,0 x 5,0

0,2

3

60

14-22

5060

5,0 x 6,0

0,2

  

60

26

5630

5,6 x 3,0

0,5

3,3

150

30-45

5730

5,7 x 3,0

0,5

3,4

150

30-45

5733

5,7 x 3,3

0,5

    

35-50

5736

5,7 x 3,6

0,5

    

40-55

7014 (a)

7,0 x 1,4

0,5

    

35-49

7014 (b)

7,0 x 1,4

1

    

110

7020

7,0 x 2,0

1

    

110

7020

7,0 x 2,0

0,5

3

150

40-55

7030

7,0 x 3,0

1

6

  

110

8520 (a)

8,5 x 2,0

0,5

    

55-60

8520 (b)

8,5 x 2,0

1

    

110

 

ndft.com.ua

Подробные технические характеристики LED SMD 3528

С SMD светодиодами 3528 знаком каждый, кому хотя бы раз приходилось выбирать в магазине LED-ленту. На базе этого типоразмера начался массовый выпуск гибких светодиодных лент, а технология производства чипов 3528 по-прежнему считается одной из самых надёжных.

Особенности и область применения

Первоначально светодиодам SMD 3528 не было равных в производстве компактных светильников и светодиодных лент. Их устанавливали везде, где требовалась дополнительная подсветка. Появление новых более мощных SMD LED должно было сместить их на второй план. Однако этого не произошло по нескольким причинам. Во-первых, яркие SMD 5730 и SMD 2835 не всегда подходят из-за ослепляющего действия. Во-вторых, они потребляют в 5 раз больше энергии, что требует подключения более мощного и дорогостоящего источника питания. И наконец, они в несколько раз дороже.

LED-ленты с применением чипов SMD 3528 идеально подходят для подсветки интерьера, салона автомобиля, рекламных вывесок и торговых помещений. Они востребованы там, где ценится комфортное не ослепляющее освещение. При этом желаемая светоотдача достигается путём подбора нужного количества чипов на метр (30, 60, 120). Из влагозащищённой ленты можно сделать подсветку днища авто или колёс велосипеда. Отдельные элементы собирают в модули для бегущих строк и рекламных экранов.

В основе изготовления LED SMD 3528 лежит годами проверенная технология, которой пользуются все производители. В связи с этим технические параметры светодиодов от (добросовестных!) компаний имеют схожие значения. Неприятные особенности могут возникнуть только в случае покупки дешёвой безымянной продукции, в которой то анод не стой стороны, то световой поток занижен.

Не стоит путать SMD светодиоды 3528 с похожими по написанию SMD 2835. На самом деле – это два разных вида светодиодов, имеющих много визуальных и технических отличий. Например, слой люминофора у 3528 имеет форму круга, а у их визави – занимает всю поверхность прямоугольника. Выпуск SMD 2835 является попыткой сохранить прежний типоразмер, но при этом получить улучшенные технические характеристики. Насколько это получилось у производителей – покажет время. А пока кристаллы под круглым люминофором по-прежнему востребованы, как более надёжные.

Технические характеристики

Однокристальный двухвыводной smd элемент имеет термостойкий корпус PLCC-2 (Plastic leadless chip carrier) размером 3,5 на 2,8 мм. Его высота составляет 1,4 мм. Катод отмечен срезом в верхней части корпуса. Излучающая поверхность белого светодиода покрыта жёлтым люминофором, под которым установлен чип голубого цвета излучения на основе материала InGaN. Цветные аналоги оснащены прозрачной линзой. Технические характеристики SMD 3528 рассмотрим на примере белого светодиода. Ему присущи следующие максимальные параметры, измеренные при температуре 25°C:

  • прямой ток (IF) – 30 мА;
  • прямой импульсный ток со скважностью не более 10% (IFP) – 100 мА;
  • мощность, рассеиваемая корпусом (PD) – 100 мВт;
  • обратное напряжение (UR) – 5В;
  • диапазон рабочих температур (TOPR) – (-40/+65)°C;
  • температура пайки, не более трёх секунд (TSLD) — 300°C.

Характеристики белого SMD светодиода 3528, измеренные на номинальном токе 20 мА и температуре 25°C имеют следующие значения:

  • прямое падение напряжения на p-n-переходе (VF) – 2,8-3,4В;
  • световой поток (Ф) – 7–7,5 лм;
  • угол рассеивания — 120°;
  • индекс цветопередачи (CRI) – не меньше 70. Точное значение CRI нужно смотреть на упаковке;
  • сопротивление перехода кристалл/подложка – 6 Вт/°C;
  • обратный ток при напряжении 5В (IR) – 10 мкА.

Примечание. У светодиодов теплых оттенков (warm white) световой поток в среднем равен 6,8 лм с допустимым отклонением 10%. В технических характеристиках цветных светодиодов указывают длину волны излучения или допускаемый производителем волновой диапазон.

Естественно, во время эксплуатации кристалл нагревается до более высокой температуры, что ведёт к снижению технических показателей. В среднем, при продолжительной работе температура перехода достигает 60-80°C, что негативно отражается как на световом потоке, так и на сроке эксплуатации полупроводникового прибора.

SMD 3528 имеет практически линейное изменение светового потока о величины прямого тока. Из графика видно, что световой поток выражен в условных единицах, где единице интенсивности (1,0) соответствует значение, измеренное при токе 20 мА. Увеличение тока через p-n-переход до 30 мА даст прирост яркости на 40%. Однако, срок службы светодиода снизится в несколько раз, из-за длительной работы на максимально допустимых параметрах.

Следующий график иллюстрирует зависимость прямого тока от прямого падения напряжения. Типовое значение VF для большинства белых SMD 3528 при номинальном токе 20 мА лежит в пределах 3,1–3,3В, что отображено графически. При значениях VF ˂2.8В кристалл перестаёт излучать свет, а при VF ˃3,6В – начинает деградировать. Также стоит внимательно присмотреться к зависимости интенсивности излучения от температуры окружающей среды. На графике единице (1,0) соответствует паспортное значение светового потока, которое достигается только при температуре воздуха 20°C. По наклону прямой можно проследить, насколько снизится световой поток при увеличении температуры воздуха. Например, эксплуатируя светодиод при наибольшем TOPR=+65°C, можно говорить о снижении яркости более чем на 10%. Это одна из причин, по которой всем полупроводниковым приборам требуется качественное охлаждение.

Все белые светодиоды от ведущих производителей подлежат биновке. Бин-код указывается при маркировке и является единым для всей партии. По коду и цветовой температуре можно определить точные координаты бина цветности. Для этого в datasheet каждый производитель приводит диаграмму цветности. Ниже приведена диаграмма цветности белых светодиодов от компании Arlight. Наглядным примером качественных SMD 3528 является продукция компании Cree. Она предлагает PLCC-2 светодиоды пяти разных цветов в серии CLM1C-XKW, где вместо Х стоит буква, указывающая на цвет излучения. В частности, CLM1C-WKW – светодиод холодного белого цвета излучения со световым потоком 5,6 лм.

В продаже можно встретить светодиоды на чипе 3528 с улучшенными, примерно в 1,5 раза, характеристиками. Например, китайский гигант WAYJUN TECHNOLOGY производит в корпусе 3,5 на 2,8 мм светодиоды всех 5-ти основных цветов с номинальным током 50 мА, способных работать при температуре до +95°C, а также выдерживать нагрев во время пайки до 350°C.

Процесс пайки

Пайка оказывает большое влияние на надёжную и продолжительную работу светодиода. Даже кратковременный перегрев корпуса может вызвать необратимый процесс в кристалле, и как следствие, его выход из строя. В связи с этим во время монтажа и пайки рекомендуется соблюдать некоторые правила:

  1. Применять низкотемпературные сплавы.
  2. Брать и удерживать светодиод во время пайки с боков, используя пинцет или специальный зажим. Запрещается фиксировать и надавливать на люминофор пальцем и другими предметами.
  3. Использовать паяльную станцию, установив температуру жала паяльника на уровне 260°C. При этом время пайки не должно превышать 10 с.
  4. Допускается кратковременный нагрев светодиода до 300°C.
  5. Пайка оплавлением может быть произведена не более двух раз.
Читайте так же

ledjournal.info

Характеристики LED SMD 5050 светодиодов на русском Datasheet

Наиболее распространенными светодиодами типа SMD в настоящее время являются LED SMD 5050. Не смотря на то, что их нашествие по миру началось достаточно давно и уже появились более эффективные диоды, 5050 остаются самыми востребованными на рынке твердотельного освещения. Данный тип диодов начал свое "шествие" после SMD 3528. По сравнению с ними 5050 имеют более сильное свечение (световой поток). После своего появления на свет, производители ринулись их широко применять в лампах местного освещения, благо за счет своих размеров они с легкостью ( в большом количестве ) умещались в размеры обыкновенной лампы. Дальнейшее использование - светодиодные ленты.

Если посмотреть на сегодняшний рынок, то ЛЕД SMD 5050 в основном уже используют только в диодных лентах. Лампы общего освещения с ними уходят на второй план (чаще можно наблюдать на прилавке декоративные лампочки ). Оно и понятно, сейчас для ламп наиболее эффективно применение 5630 и 5730 SMD, а также COB.

Однако, и тут не все так "благополучно". Ведь на хвост им уже семимильными шагами наступают филаменты. Которые имеют меньший нагрев, по сравнению с SMD, а соответственно больший срок службы из-за маленькой деградации кристаллов. О филаментных лампах и самих филаментах у нас на сайте есть отдельная статья, с которой Вы можете ознакомиться, воспользовавшись нашим новым "живым" поиском. Что это такое - лучше проверить самим. Ну это лирическое отступление. А мы же вернемся непосредственно к обсуждению характеристик светодиодов SMD 5050.

Для тех, кто не сильно хочет копаться во всех характеристиках этого типа диодов я приведу сводную таблицу, в которой покажу наиболее "востребованные" и необходимые данные. И вообще, получив задание от командиров этого сайта по написанию ряда статей с характеристиками наиболее востребованных светодиодов буду придерживаться следующего плана: во всех статьях будет небольшая описательная часть, основные краткие характеристики и полный Datasheet SMD 5050 ( и других диодов ) переведенная на русский язык. Итак, приступим к краткой характеристике основных данных.

Основные характеристики LED SMD 5050

SMD 5050 разрабатывались для применения в разнообразных источниках света. Основным преимуществом, как показала практика, являются: продолжительный срок службы, стабильность характеристик и качественное исполнение. Практически не подвержены вибрации, перепадам температур. Кристаллы не подвержены воздействию влаги и предназначены для автоматического монтажа. Хотя и ручной монтаж вполне возможен при определенной сноровке. Основное применение - светильники общего назначения, индикаторные устройства, декоративные лампы, автомобили и дорожные знаки. 5050 состоит из трех кристаллов, одинаковой мощности. Выпускают как одноцветный (белый), так и в цветном варианте. Мы будем рассматривать и те и другие характеристики.

Характеристики диода SMD 5050 белый Значения
Световой поток, Лм 18
Рассеиваемая мощность PD, W 70 mW*3
Рабочая температура, Topr °C - 40/+65
Прямое напряжение, B 3.3
Максимальный рабочий ток, мА 60

 

Характеристики диода SMD 5050 другие цвета Значения
Световой поток, Лм ( в зависимости от цвета ) 12-18
Рассеиваемая мощность PD, W (зависит от цвета ) 40-80 mW*3
Рабочая температура, Topr °C - 40/+65
Прямое напряжение, B ( в зависимости от цвета ) 2,0-3.3
Максимальный рабочий ток, мА 60

Могу понять, что сейчас у многих возникнет вопрос по поводу цветных LED SMD 5050 характеристиках. Особенно на тех позициях, где указано, что они зависят от цвета. Повторюсь еще раз, что это общая информация к сведению. Более точные и подробные сведения можете прочитать ниже.

К особенностям этого типа диодов отнесу следующее:

  • Низкая деградация светового потока (менее 4% за 3000 часов эксплуатации)
  • Корпус производят из термостойкого полимера, который способен выдерживать длительную температурную "нагрузку" до 250 градусов Цельсия
  • Максимальная температура кристалла, при которой он не слишком быстро будет терять свои свойства - не более 110 градусов

В принципе, для простого обывателя хватит и трех основных характеристик - это максимальный рабочий ток, световой поток, напряжение и мощность. Хм... Оказывается не три, а четыре характеристики. Именно на них и стоит обращать внимание при выборе любых светодиодов, если Вы только начинаете свои познания в мире диодного освещения. Для более детального и глубокого изучения стоит все-таки обратиться к полным характеристикам и графикам зависимости SMD 5050. Что касается меня, то я при выборе, подборе диодов в основном использую только напряжение, мощность и световой поток. Остальное изучаю по графикам зависимости. Мне так проще. Да и понятнее. Цифры, таблицы и описания составляют люди, а следовательно не редки ошибки, опечатки. Знаю по себе.

Оригинальный Datasheet LED SMD светодиода 5050

Основные технические характеристики LED SMD 5050 белого и других цветов

Параметр Белые SMD 5050 Разноцветные SMD 5050
Прямой ток,IF, mA 20 *3 20 *3
Импульсный прямой ток, IFp, mA 100*3 100*3
Рассеиваемая мощность,PD, W 70 mW*3 40-80 mW*3
Температура перехода, Tj, °C 110 110
Рабочая температура, Topr, °C -40/+65 -40/+65
Температура хранения,Tstg,°C -55/+100 -55/+100
Температура пайки, Tsld, °C 300 300

Максимальная температура пайки указана при нагреве не более 2 секунд

Оптико-электронные характеристики SMD 5050

 

Параметр Min. Typ Max
Падение напряжения,VF, В, при 60 мА 3,2 3,3 3,4
3,1 3,3 3,6
3,1 3,3 3,5
1,8 2,0 2,2
1,9 2,0 2,2
Cопротивление электростатическому разряду, ESD, В Все цвета 1000
Угол половинной яркости, град Все цвета 120
Тепловое сопротивление перехода, Rth, °C/W Все цвета 6
Рассеиваемая мощность, PD, mW 70*3
70*3
70*3
40*3
50*3
Длина волны, nM 465-470
525-530
625-630
590-595
Яркость,Iv,мКд 900
3500
1500
1500

 

Что касается цветовой температуры белых SMD 5050, то кристаллы при 60 мА могут давать следующие оттенки:

Теплый белый : 3000 - 4000 K (CRI80)

Нейтральный белый : 4300 - 4800 K (CRI80)

Чистый белый : 5000 - 5800 K (CRI75)

Холодный белый : 6000 - 7500 K ( 75)

Кстати, забыл очень важную деталь. Световой поток в таблице для белых диодов указан для 5500К цветовой температуры. Для других цветов действует поправка следующего характера: в диапазонах от 3000-4800К световой поток уменьшается на 10 процентов, а вот в диапазоне от 6000-7000К увеличивается на 10 процентов. Для цветных кристаллов в таблице находятся данные без поправок. Исходя из этого и стоит выбирать светодиоды по яркости. Здесь обратите внимание, что данные характеристики имеют "место быть" только на качественных диодах. На китайском рынке мне пока известны только три продавца ( с которыми плотно сотрудничаю ), предлагающих купить SMD 5050 с наиболее приближенными характеристиками к "именитым, настоящим". Разница в ТТХ составляет не более 4 процентов. Самый адекватный и наиболее расторопный ТУТ. Скажем так, что можно заказывать, но цена тоже не из самых дешевых. Можно найти и более дешевые. Но тут могу всех заверить, что диоды не будут иметь заявленные характеристики. Хорошее не может быть дешевым. Проверено.

Графики основных характеристик SMD 5050 белого цвета

Графики оптико-электронных характеристик белых SMD 5050

Основные характеристики красного, синего, зеленого и желтого цвета SMD 5050 в графиках

Графики оптико-электронных характеристик цветных SMD 5050

 Основные характеристики RGB SMD 5050 светодиода

Думал заканчиваю уже статью, но тут вспомнил... А про RGB диоды-то не написал. В срочном порядке пришлось открывать Datasheet и на скорую руку переводить. В принципе, в этих чипах, ничего сложного нет. Все до безобразия просто.

В плане применения также мало, что меняется. Наиболее предпочтительно использовать диоды в светильниках общего назначения, индикаторных устройствах, декоративных лампах, автомобилях.

Характеристики диода SMD 5050 RGB Красный Зеленый/Синий
Рассеиваемая мощность PD, W 80 100
Рабочая температура, Topr °C - 40/+95 - 40/+95
Прямое напряжение, B 1,6-2,0 2,8-3.2
Максимальный рабочий ток, мА 30 30

Оригинальный Datasheet LED RGB SMD 5050

Параметр Красный Синий/Зеленый
Прямой ток,IF, mA 30 30
Импульсный прямой ток, IFp, mA 100 100
Рассеиваемая мощность,PD, W 80 100
Температура перехода, Tj, °C 110 110
Рабочая температура, Topr, °C -40/+95 -40/+95
Температура хранения,Tstg,°C -40/+100 -40/+100
Температура пайки, Tsld, °C 300 300

Оптико-электронные характеристики RGB 5050 при  IF=20mA и Ta( температура окружающего воздуха ) = 25℃

Цвет Ток, мА Длина волны, нм Прямое напряжение, В Яркость,Iv,мКд Угол половинной яркости, град
Min Typ. Min Typ. Min Typ. 120
Красный 20 620 625 1,6 2,0 450 650
Зеленый 20 520 525 2,8 3,2 703 1000
Синий 20 465 470 2,8 3,2 185 280

 

Характеристики при пайке SMD 5050

Очень часто возникает среди любителей вопрос, "как правильно паять диоды SMD 5050". Для меня сложного в этом уже ничего нет. Но Для полной картины приведу ряд тезисов, которым нужно следовать, чтобы получить качественный результат быстро, без переделок.

  • Паять SMD 5050 следует не более одного раза
  • Не давите сильно на корпус
  • Запрещено переворачивать монтажную плату до момента, пока полностью не остынет припой
  • В своей работе используйте только низкотемпературную паяльную пасту
  • В ручном режиме температура паяльника не должна превышать 300 градусов по Цельсию
  • Максимальное время пайки составляет не более 2-3 секунд

Размер светодиодов 5050

Все размеры приведены в миллиметрах, точность измерения составляет +- 0,1мм. Во время производства диодов размеры могут очень незначительно изменяться.

Линза, используемая в производстве - прозрачная. Чип выполнен на основе InGaN. Как правило, линза состоит из силиконового компаунда. Сам корпус производят из термостойкого пластика.

Светодиоды этой марки поставляются в катушках.

Ну вот вроде и все... Я постарался максимально полно описать SMD 5050. Получилось много букофф, но по беглому взгляду, вроде ничего не упустил. Если что-то не так, сильно "не пинайте". Готов к конструктивному общению))) На последок, кто не сильно устал, можно посмотреть ролик о правильном монтаже, пайке SMD 5050.

leds-test.ru

Характеристики светодиодов

Рынок предлагает большое количество самых разных светодиодов по самой разной стоимости. Разобраться в этом многообразии и выбрать именно то, что нужно поможет понимание характеристик светодиодов.

Первое, на что нужно обратить внимание, это производитель светодиода. Вернее, важно не столько конкретное название производителя, сколько сама возможность его идентифицировать. Смысл в том, что если у светодиода есть конкретный производитель, то к остальным заявленным его характеристикам появляется какое-то доверие, которое тем больше, чем известней и именитей этот производитель есть. В противном случае, практически всегда заявленные характеристики окажутся завышенными, а сама покупка превращается в своего рода лотерею. Особая внимательность требуется, когда нужна серия светодиодов, которые будут работать вместе. Чем менее известен производитель таких светодиодов, тем более вероятность того, что светодиоды даже вроде бы из одной партии будут иметь разные оттенки, яркость и надежность свечения.

Пример плохой светодиодной ленты - светодиоды имеют разную температуру свечения

Следующая важная характеристика светодиодов это цвет для цветных или цветовая температура для белых светодиодов. На данный момент производятся светодиоды от ультрафиолетовых до инфракрасных. Каждый конкретный цветной светодиод излучает свет в узком спектральном диапазоне – 5-10 нм.

Соответствие излучаемой длины волны к цвету светодиода

Конкретная длина волны может быть важна при выборе светодиодов для растений или аквариума. Встречаются также трехцветные RGB-светодиоды, которые представляют собой фактически три светодиода – красный, синий, зеленый – размещенные на одной подложке. Обычно они имеют общий анод или катод. Также должна указываться длина волны каждого цвета. Бывают двухцветные (например, красный и зеленый) светодиоды. Это, как правило, индикаторные светодиоды совсем небольшой мощности.

RGB-светодиод

Белые светодиоды излучают свет широкого спектра и различаются оттенками – цветовой температурой – от теплой белой до холодной. Цветовая температура измеряется в кельвинах и должна указываться в характеристиках конкретного светодиода.

Цветовая температура - диаграмма

Ведущие производители, например, CREE, приводят в технической документации спектральные характеристики своих белых светодиодов. В каких-то случаях это может быть очень важно. Более подробно об источниках света производства этой компании читайте в статье "Светодиоды CREE".

Спектр белого светодиода на примере CREE MT-G2

Визуально – чем теплее белый свет, тем он желтее. Чем холоднее – тем синее.

Визуальные различия свечения разной температуры

Следующие связанные параметры светодиода – это его максимальный рабочий ток, падение напряжения и их произведение – максимальная потребляемая мощность светодиода. Потребляемая мощность во многом определяет область применения светодиода – десятые доли ватта (рабочий ток до 50мА) для индикаторных светодиодов и до десятков ватт для мощных осветительных светодиодов. Индикаторные светодиоды не требуют дополнительного охлаждения, могут иметь разные размеры и варианты исполнения для выводного или поверхностного монтажа.

Индикаторные светодиоды разных размеров

Достаточно распространены осветительные светодиоды для поверхностного монтажа малой и средней мощности. Такие светодиоды имеют размеры до 5х6 мм и рассчитаны на рабочий ток до 50мА. Монтируя линейки из нескольких таких светодиодов можно получить достаточно мощные источники света. Также часто такие светодиоды продаются в виде готовых осветительных лент.

SMD-светодиоды собранные на ленте

Мощные светодиоды в процессе работы на максимальных токах выделяют большое количество тепла и это, безусловно, необходимо учитывать при проектировании готового устройства. Обычно такие светодиоды припаиваются к алюминиевой подложке, которая, в свою очередь, крепится к радиатору.

Мощный светодиод на алюминиевой подложке - "звездочке"

Хороший теплоотвод очень важен, поскольку при перегреве снижается эффективность работы светодиода, значительно ускоряется деградация кристалла и, соответственно, уменьшается срок его службы. Опять же, если теплоотвода будет совсем недостаточно, то светодиод в итоге банально сгорит.

Мощность светодиода также определяет способ его питания. Для маломощных индикаторных светодиодов можно обойтись ограничивающими ток резисторами. Мощные светодиоды требуют более внимательного подхода и здесь уже не обойтись без подходящих по мощности драйверов.

Совсем не рекомендуется превышать максимальный рабочий ток светодиода – может произойти пробой и светодиод необратимо разрушится. Вообще, если рассчитывать на долговременную эксплуатацию, то реальный рабочий ток не должен превышать 70-75% от максимально допустимого. Безусловно, при достаточно эффективной системе теплоотвода.

Следующая важная характеристика светодиодов – это величина светового потока, излучаемого светодиодом. Световой поток измеряется в люменах на ватт мощности и определяется энергоэффективностью светодиода (подробнее – в статье «Энергоэффективность светодиодов»). Световой поток и освещенность связаны с физиологическими человеческими особенностями. Человеческий глаз наиболее чувствителен к желто-зеленому свету с длиной волны 555нм. Поэтому понятия энергоэффективности и величины светового потока фактически могут быть отнесены только к белым светодиодам. Более того, в силу различия излучаемого спектра, белые светодиоды с холодной цветовой температурой будут более эффективны, чем светодиоды с теплым белым светом. Сегодня лидером по энергоэффективности является компания CREE. Серийно производимые ими светодиоды на сегодня имеют эффективность до 200 люменов на ватт мощности. И эта цифра постоянно растет.

Для практического применения светодиодов также важен такой их параметр как угол распространения света. Плоский кристалл светодиода излучает свет узким пучком, что не всегда удобно. Для расширения светового пучка используются те или иные оптические системы. Обычно это небольшие рефлекторы и линзы, устанавливаемые на светодиод.

Оптические системы на индикаторных и мощных светодиодах

Тем не менее, мощность излучения существенно падает по мере увеличения угла. Это хорошо иллюстрирует следующий график.

Зависимость интенсивности свечения светодиода от угла рассеивания света

Часто в характеристиках светодиода указывается только одно число – угол рассеивания. Например, 130 градусов. Это означает, что наблюдатель, расположенный под углом в 65 градусов к центральной оси светового пучка, получит всего 10-20% светового потока.

Срок службы современных светодиодов составляет десятки тысяч часов, что, скорее всего, будет гораздо больше, чем период работы готового изделия в целом. По этой характеристике светодиоды разных производителей отличаются мало, разве что совсем уж непредсказуемый китайский производитель NoName преподнесет неприятный сюрприз.

Также при нормальных условиях эксплуатации световой поток светодиода совсем незначительно ухудшается с течением времени – единицы процентов на несколько тысяч часов. Заметно ухудшить этот параметр может системный перегрев светодиода в работе или превышение его максимального рабочего тока.

Светодиоды становятся все более доступны для самых разных областей применения. Многообразие их вариаций способно запутать самого искушенного потребителя. Знание и понимание самых разных характеристик светодиодов было и остается ключевым для того, чтобы то или иное принятое решение о покупке было единственно правильным.

www.flashled.com.ua

Белый светодиод - это... Что такое Белый светодиод?

Мощный белый светодиод

Белый светодиод — светодиод, многокомпонентный полупроводниковый прибор, излучающий свет, вызывающий в силу особенностей психофизиологии восприятия цвета человеком (метамерия), ощущение света близкого к белому.

Различают два вида белых светодиодов:

  • Многокристальные светодиоды, чаще — трехкомпонентные (RGB-светодиоды), имеющие в своём составе три полупроводниковых излучателя красного, зелёного и синего свечения, объединённые в одном корпусе.
  • Люминофорные светодиоды, создаваемые на основе ультрафиолетового или синего светодиода, имеющие в своем составе слой специального люминофора, преобразующего в результате фотолюминесценции часть излучения светодиода в свет в относительно широкой спектральной полосе с максимумом в области жёлтого (наиболее распространенная конструкция). Излучение светодиода и люминофора, смешиваясь, дают белый свет различных оттенков.

История изобретения

Первые полупроводниковые излучатели красного цвета для промышленного использования были получены Н. Холоньяком в 1962 году. В начале 70-х годов появились светодиоды желтого и зеленого цвета свечения. Световой выход в начале малоэффективных устройств к 1990 году достиг уровня в один люмен. В 1993 году Суджи Накамура, инженер компании Nichia (Япония) создал первый синий светодиод высокой яркости. Практически сразу появились светодиодные RGB устройства, поскольку синий, красный и зеленый цвета позволяли получить любой цвет, в том числе и белый. Белые люминофорные светодиоды впервые появились в 1996 г. В дальнейшем, технология быстро развивалась и к 2005 году световой выход светодиодов достиг значения 100 лм/Вт и более. Появились светодиоды с различными оттенками свечения, качество света позволило конкурировать с лампами накаливания и с ставшими уже традиционными люминисцентными лампами. Началось использование светодиодных осветительных устройств в быту, в внутреннем и уличном освещении[1].

RGB светодиоды

Типичный спектр RGB светодиода

Белый свет может быть создан путем смешивания излучений светодиодов различного цвета. Наиболее распространена трихроматическая конструкция из красного (R), зелёного (G) и синего (B) источников, хотя встречаются бихроматические, тетрахроматические[2][3][4] и более многоцветные[5] варианты. Многоцветный светодиод, в отличие от других RGB полупроводниковых излучателей (светильники, лампы, кластеры) имеет один законченный корпус, чаще всего аналогичный одноцветному светодиоду. Светодиодные чипы располагаются рядом друг с другом и используют одну общую линзу и отражатель. Поскольку полупроводниковые чипы имеют конечный размер и собственные диаграммы направленности, такие светодиоды чаще всего имеют неравномерные угловые цветовые характеристики[6]. Кроме того, для получения правильного соотношения цветов зачастую недостаточно установить расчётный ток, поскольку световой выход каждого чипа неизвестен заранее и подвержен изменениям в процессе работы. Для установки нужных оттенков, RGB светильники иногда оснащают специальными регулирующими устройствами[7].

Спектр RGB светодиода определяется спектром составляющих его полупроводниковых излучателей и имеет ярко выраженную линейчатую форму. Такой спектр сильно отличается от спектра солнца, следовательно индекс цветопередачи RGB светодиода невысок. RGB-светодиоды позволяют легко и в широких пределах управлять цветом свечения путем изменения тока каждого светодиода, входящего в триаду, регулировать цветовой тон излучаемого ими белого света прямо в процессе работы — вплоть до получения отдельных самостоятельных цветов.

Многоцветные светодиоды имеют зависимость светового выхода и цвета от температуры за счет различных характеристик составляющих прибор излучающих чипов, что сказывается в незначительном изменении цвета свечения в процессе работы[8][9]. Срок службы многоцветного светодиода определяется долговечностью полупроводниковых чипов, зависит от конструкции и чаще всего превышает срок службы люминофорных светодиодов.

Многоцветные светодиоды используются в основном для декоративной и архитектурной подсветки[10][11], в электронных табло[12] и в видеоэкранах.

Люминофорные светодиоды

Спектр одного из вариантов люминофорного светодиода

Комбинирование синего (чаще) или ультрафиолетового (реже) полупроводникового излучателя и люминофорного конвертера позволяет изготовить недорогой источник света с неплохими характеристиками. Самая распространенная конструкция[13] такого светодиода содержит синий полупроводниковый чип нитрида галлия, модифицированный индием (InGaN) и люминофор с максимумом переизлучения в области жёлтого цвета — иттрий-алюминиевый гранат, легированный трёхвалентным церием (ИАГ). Часть мощности исходного излучения чипа покидает корпус светодиода, рассеиваясь в слое люминофора, другая часть поглощается люминофором и переизлучается в области меньших значений энергии. Спектр переизлучения захватывает широкую область от красного до зелёного, однако результирующий спектр такого светодиода имеет ярко выраженный провал в области зелёного-синезелёного цвета.

В зависимости от состава люминофора, выпускаются светодиоды с разной цветовой температурой («тёплые» и «холодные»). Путем комбинирования различных типов люминофоров, достигается значительное увеличение индекса цветопередачи (CRI или Ra)[14][15], что позволяет говорить о возможности применения светодиодного освещения в критических для качества цветопередачи условиях.

Один из путей увеличения яркости люминофорных светодиодов при сохранении или даже снижении их стоимости — увеличение тока через полупроводниковый чип без увеличения его размеров — увеличение плотности тока. Такой метод связан с одновременным повышением требований к качеству самого чипа и к качеству теплоотвода. С увеличением плотности тока, электрические поля в объеме активной области снижают световой выход[16]. При достижении предельных токов, поскольку участки светодиодного чипа с различной концентрацией примеси и разной шириной запрещённой зоны проводят ток по-разному[17], происходит локальный перегрев участков чипа, что влияет на световой выход и долговечность светодиода в целом. В целях увеличения выходной мощности при сохранении качества спектральных характеристик, теплового режима, выпускаются светодиоды, содержащие кластеры светодиодных чипов в одном корпусе[18].

Одна из самых обсуждаемых тем в области технологии полихромных светодиодов — это их надёжность и долговечность. В отличие от многих других источников света, светодиод с течением времени меняет свои характеристики светового выхода (эффективности), диаграммы направленности, цветовой оттенок, но редко выходит из строя полностью. Поэтому для оценки срока полезного использования принимают, например для освещения, уровень снижения светотдачи до 70% от первоначального значения (L70)[19]. То есть, светодиод, яркость которого в процессе эксплуатации снизалась на 30% считается вышедшим из строя. Для светодиодов, используемых в декоративной подсветке используется в качестве оценки срока жизни уровень снижения яркости 50% (L50).

Срок службы люминофорного светодиода зависит от многих параметров[20]. Кроме качества изготовления самой светодиодной сборки (способа крепления чипа на кристаллодержателе, способа крепления токоподводящих проводников, качества и защитных свойств герметизирующих материалов), время жизни в основном зависит от особенностей самого излучающего чипа и от изменения свойств люминофора с течением наработки (деградация). Причём, как показывают многочисленные исследования, основным фактором влияния на срок службы светодиода считается температура.

Влияние температуры на срок службы светодиода

Полупроводниковый чип в процессе работы часть электрической энергии излучает в виде излучения, часть в виде тепла. При этом, в зависимости от эффективности такого преобразования, количество тепла составляет около половины для самых эффективных излучателей или более. Сам полупроводниковый материал обладает невысокой теплопроводностью, кроме того, материалы и конструкция корпуса обладают определенной неидеальной тепловой проводимостью, что приводит к разогреву чипа до высоких (для полупроводниковой структуры) температур. Современные светодиоды работают при температурах чипа в районе 70-80 градусов. И дальнейшее увеличение этой температуры при использовании нитрида галлия, недопустимо. Высокая температура приводит к увеличению количества дефектов в активном слое, приводит к повышенной диффузии, изменению оптических свойств подложки. Всё это приводит к увеличению процента безизлучательной рекомбинации[21] и поглощению фотонов материалом чипа. Увеличение мощности и долговечности достигается усовершенствованием как самой полупроводниковой структуры (снижение локального перегрева), так и развитием конструкции светодиодной сборки, улучшением качества охлаждения активной области чипа. Также, проводятся исследования с другими полупроводниковыми материалами или подложками[22][23].

Люминофор также подвержен действию высокой температуры. При длительном воздействии температуры переизлучательные центры ингибируются и коэффициент преобразования, а также спектральные характеристики люминофора ухудшаются. В первых и некоторых современных конструкциях полихромных светодиодов люминофор наносится прямо на полупроводниковый материал и тепловое воздействие максимально. Кроме мер по снижению температуры излучающего чипа, производители используют различные способы снижения влияния температуры чипа на люминофор. Технологии изолированного люминофора[24] и конструкции светодиодных ламп, в которых люминофор физически отделен от излучателя позволяют увеличить срок службы источника света.

Корпус светодиода, изготавливаемый из оптически прозрачной кремнийорганической пластмассы или эпоксидной смолы, подвержен старению под воздействием температуры и со временем начинает тускнеть и желтеть, поглощая часть излучаемой светодиодом энергии. Отражающие поверхности также портятся при нагреве — вступают во взаимодействие с другими элементами корпуса, подвержены коррозии. Все эти факторы в совокупности приводят к тому, что яркость и качество излучаемого света постепенно снижается. Однако, этот процесс можно успешно замедлить, обеспечивая эффективный теплоотвод.

Конструкция люминофорных светодиодов

Схема одной из конструкций белого светодиода. MPCB — печатная плата с высокой тепловой проводимостью.

Современный люминофорный светодиод — это сложное устройство, объединяющее много оригинальных и уникальных технических решений. Светодиод имеет несколько основных элементов, каждый из которых выполняет важную, зачастую не одну функцию[25][26]:

  • Светодиодный чип. Полупроводниковый материал, используемый в составе светодиодов должен, кроме собственно способности излучать свет, иметь хорошую оптическую прозрачность (для обеспечения свободного выхода квантов света из активной области), обладать малой шириной запрещённой зоны (параметр, определяющий прямое пороговое напряжение, при котором светодиод испускает свет), иметь хорошую электрическую проводимость (для снижения активных потерь при прохождении тока) и ещё удовлетворять многим критериям технологичности в производстве.
  • Люминофор. Слой люминофора или смеси люминофоров подбирается весьма тщательно. Кроме достаточно широкого спектра переизлучения, активный материал и вещество, которое играет роль носителя, должны обеспечивать минимальный уровень безизлучательного поглощения. Особое внимание уделяется температурной стойкости и стабильности при длительной работе. Способ нанесения люминофора во многом определяет цветовые характеристики, в том числе угловые характеристики цвета и яркости[27].
  • Кристаллодержатель. Медный или другой материал, обработанный специальным образом для обеспечения хороших отражающих свойств и максимальной теплопроводности. Современные конструкции светодиодов позволяют обеспечить достаточно низкое тепловое сопротивление, например за счет пайки на поверхность (SMD) теплопроводного элемента корпуса светильника. Кристаллодержатель обычно сочетает в себе и функцию отражателя света, поскольку часть переизлученной энергии, а также часть рассеянного в слое люминофора света возвращается обратно.
  • Клей или эвтектический сплав. Способ крепления светодиодного чипа в корпусе должен обеспечивать прочность соединения, хороший и равномерный электрический контакт и отличную теплопроводность. Кроме этого, должен иметь хорошую отражающую способность и выдерживать длительное воздействие высокой температуры.
  • Защитный компаунд, объединяющий собственно элемент, защищающий структуру светодиода от коррозии и воздействия окружающей среды, и линзу (в случае необходимости фокусирования светового потока).
  • Токоподводящие элементы. Проводники или токоподводящие нити подводят ток к верхней, направленной наружу, стороне полупроводникового чипа. Такой проводник и способ его крепления должен, с одной стороны, обеспечить хороший контакт и низкое активное сопротивление току, с другой стороны, не должен препятствовать выходу света.

Все элементы конструкции светодиода испытывают тепловые нагрузки и должны быть подобраны с учетом степени их теплового расширения. И немаловажным условием хорошей конструкции является технологичность и низкая стоимость сборки светодиодного прибора и монтажа его в светильник.

Яркость и качество света

Самым важным параметром считается даже не яркость светодиода, а его cветовая отдача, то есть световой выход с каждого Ватта потреблённой светодиодом электрической энергии. Световая отдача современных светодиодов достигает 150-170 лм/Вт. Теоретический предел технологии оценивается в 260-300 лм/Вт[28]. При оценке необходимо учитывать, что эффективность светильника на базе светодиодов существенно ниже за счет КПД источника питания, оптических свойств рассеивателя, отражателя и других элементов конструкции. Кроме того, производители зачастую указывают начальную эффективность излучателя при нормальной температуре. Тогда как температура чипа в процессе работы значительно выше. Это приводит к тому, что реальная эффективность излучателя ниже на 5 — 7%, а светильника зачастую — вдвое.

Второй не менее важный параметр — качество производимого светодиодом света. Для оценки качества цветопередачи существует три параметра:

  • Цветовая температура, цветовая кореллированная температура (correlated color temperature, CCT) — характеризует оттенок цвета, даётся производителями для указания субъективного восприятия цветового оттенка света, производимого источником в сравнении с Планковским чёрным телом, нагретым до указанной температуры (в Кельвинах). Для освещения жилых помещений, преимущественно используют излучатели тёплого света (от 2700K до 3000K) и в некоторых случаях нейтрального (от 3500K до 4000K).
  • Индекс цветопередачи (color rendering index, CRI) — характеризует полноту спектра излучения, способность передавать правильно цвет предметов, по сравнению с солнечным светом. Определяется по стандарту опытным путем при сравнении цвета восьми эталонов, освещённых тестовым источником и максимально приближенным к идеальному. Считается, что источник бытового освещения должен иметь индекс цветопередачи не менее 80.
  • Качество света. Цветовая температура и индекс цветопередачи во многих случаях не могут адекватно передать качество производимого светодиодами света. Это в основном определяется особенностями спектра с резкими выбросами и провалами. Некоторые цвета, такие как глубокий красный, не анализируются по стандарту измерения CRI. Для более полной оценки качества света принимаются новые методики, например основанные не на восьми, а на девяти эталонах (с дополнительным девятым эталоном красного цвета R9), шкала качества цвета (Color Quality Scale, CQS), которая в будущем, наверное заменит CRI[29][30].

Люминофорный светодиод на базе ультрафиолетового излучателя

Кроме уже ставшего распространённым варианта комбинации голубого светодиода и ИАГ, развивается также конструкция на базе ультрафиолетового светодиода. Полупроводниковый материал, способный излучать в близкой ультрафиолетовой области[31], покрывают несколькими слоями люминофора на базе европия и сульфида цинка, активированного медью и алюминием. Такая смесь люминофоров дает максимумы переизлучения в районе зелёной, синей и красной областей спектра. Полученный белый свет обладает весьма хорошими характеристиками качества, однако эффективность такого преобразования пока невелика.

Достоинства и недостатки люминофорных светодиодов

Учитывая высокую стоимость светодиодных источников освещения по сравнению с традиционными лампами, необходимы веские причины для использования таких устройств[32]:

  • Основное преимущество белых светодиодов — высокий КПД. Низкое удельное энергопотребление позволяет применять их в длительно работающих источниках автономного и аварийного освещения.
  • Высокая надежность и длительный срок службы позволяют говорить о возможной экономии на замене ламп. Кроме того, использование светодиодных источников света в труднодоступных местах и уличных условиях позволяет снизить затраты на обслуживание. В совокупности с высокой эффективностью, можно сказать о существенной экономии средств при использовании светодиодного освещения в некоторых применениях.
  • Малый вес и размер устройств. Светодиоды отличаются малыми габаритами и пригодны для использования в труднодоступных местах и малогабаритных переносных устройствах.
  • Отсутствие ультрафиолетового и инфракрасного излучения в спектре позволяет использовать светодиодное освещение без вреда для человека и в специальных целях (например для освещения раритетных книг или других подверженных влиянию света предметов).
  • Отличная работа при отрицательных температурах без снижения, а зачастую и с улучшением параметров. Большинство типов светодиодов показывают бо́льшую эффективность и долговечность при снижении температуры, однако устройства питания, управления и элементы конструкции могут иметь противоположную зависимость.
  • Светодиоды — безинерционные источники света, они не требуют времни на прогрев или выключение, как например люминесцентные лампы и количество циклов включения и выключения не оказывает негативного влияния на их надежность.
  • Хорошая механическая прочность позволяет использовать светодиоды в тяжёлых условиях эксплуатации.
  • Легкость регулирования мощности как скважностью, так и регулированием тока питания без снижения параметров эффективности и надёжности.
  • Безопасность использования, нет опасности поражения электрическим током за счет низкого питающего напряжения.
  • Низкая пожароопасность, возможность использования в условиях взрывоопасности и опасности возгорания за счет отсутствия накальных элементов.
  • Влагостойкость, стойкость к воздействию агрессивных сред.
  • Химическая нейтральность, отсутствие вредных выбросов и отсутствие специальных требований к процедурам утилизации.

Но есть и недостатки:

  • Белые светодиоды в производстве значительно дороже и сложнее аналогичных по световому потоку ламп накаливания, хотя их цена постоянно снижается.
  • Обладают в большинстве невысоким качеством цветопередачи, которое, однако постоянно растет.
  • Требуют продуманной и надёжной системы охлаждения[33].
  • Принципиальная невозможность работы при повышенных температурах окружающей среды более 60 — 80°C.
  • В силу значительной нелинейности вольт-амперной характеристики, белые светодиоды не могут непосредственно питаться от распространённых источников энергии и требуют для сохранения высокого КПД всей системы применения достаточно сложных специализированных источников питания (обычно, импульсных преобразователей — драйверов).

Светодиоды освещения обладают также особенностями, присущими всем полупроводниковым излучателям, учитывая которые, можно найти наиболее удачное применение, например направленность излучения. Светодиод светит только в одну сторону без применения дополнительных отражателей и рассеивателей. Светодиодные светильники наилучшим образом подходят для местного и направленного освещения.

Перспективы развития технологии белых светодиодов

Технологии изготовления светодиодов белого цвета, пригодных для целей освещения находятся в стадии активного развития. Исследования в этой области стимулируются повышенным интересом со стороны общества. Перспективы значительной экономии энергии привлекают инвестиции в сферу изучения процессов, развития технологии и поиска новых материалов. Судя по публикациям производителей светодиодов и сопутствующих материалов, специалистов в области полупроводников и светотехники, можно обозначить пути развития в этой области:

  • Исследования и поиск более эффективных и качественных люминофоров. Коэффициент преобразования люминофора влияет на общую эффективность светодиода, кроме того, спектр переизлучения во многом определяет качество излучаемого света. КПД самого на сегодняшний день популярного люминофора ИАГ составляет немногим более 95 %[34]. Эффективность же других люминофоров, обеспечивающих лучший спектр белого света, существенно меньше. Получение более эффективного, долговечного и с нужным спектром люминофора является целью многочисленных исследований[35][36][37][38][39][40].
  • Комбинированные многокомпонентные светодиоды. Кроме комбинации полупроводниковых чипов различного цвета, появляются светодиоды, содержащие несколько цветных чипов и люминофорный компонент[4]. Результирующий многокристальный светодиод получается ярким и хорошего качества, но его стоимость пока высока.
  • Белые светодиоды на квантовых точках. Использование в качестве конвертора квантовых точек позволяет создать светодиод с хорошим качеством света[41]. Однако, эффективность такого метода пока невысока.
  • Увеличение эффективности полупроводниковых излучающих материалов. Самый большой резерв эффективности — светодиодный чип. Квантовый выход для большинства полупроводниковых структур не превышает 50 %. Пока что самый высокий уровень эффективности достигнут у красных светодиодов и составляет чуть больше 60 %[42].
  • Переход на более дешёвые полупроводниковые структуры. Эпитаксиальные структуры на базе нитрида галлия (GaN) традиционно выращивают на подложке из сапфира. Использование в качестве основы других материалов, например карбида кремния, чистого кремния, позволяет существенно снизить стоимость светодиода[43]. Кроме попыток легирования нитрида галлия разными веществами, исследования ведутся с другими полупроводниковыми материалами — ZnSe, InN, AlN, BN.
  • Светодиоды без люминофора на базе эпитаксиальной структуры ZnSe на подложке ZnSe, активная область которой испускает голубой, а подложка одновременно - желтый свет[44].
  • Светодиоды с полупроводниковими преобразователями излучения. Дополнительный слой полупроводника с меньшей шириной запрещенной зоны способен поглотить часть световой энергии, что приводит к вторичному излучению в области меньших значений энергии[45].

См. также

Примечания

  1. ↑ Philips, 2010, p. 19—20
  2. ↑ Светодиоды MC-E компании Cree, содержащие красный, зелёный, голубой и белый излучатели  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  3. ↑ Светодиоды VLMx51 компании Vishay, содержащие красный, оранжевый, жёлтый и белый излучатели  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  4. ↑ 1 2 Многоцветные светодиоды XB-D и XM-L компании Cree  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  5. ↑ Светодиоды XP-C компании Cree, содержащие шесть монохроматических излучателей  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  6. ↑ Никифоров С. «S-класс» полупроводниковой светотехники // Компоненты и технологии : журнал. — 2009. — № 6. — С. 88—91.
  7. ↑ Трусон П. Халвардсон Э. Преимущества RGB-светодиодов для осветительных приборов // Компоненты и технологии : журнал. — 2007. — № 2.
  8. ↑ Шуберт, 2008, p. 404
  9. ↑ Никифоров С. Температура в жизни и работе светодиодов // Компоненты и технологии : журнал. — 2005. — № 9.
  10. ↑ Светодиоды для интерьерной и архитектурной подсветки  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  11. ↑ Сян Лин Ун (Siang Ling Oon) Светодиодные решения для систем архитектурной подсветки // Полупроводниковая светотехника : журнал. — 2010. — № 5. — С. 18—20.
  12. ↑ Светодиоды RGB для использования в электронных табло  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  13. ↑ Туркин А. Нитрид галлия как один из перспективных материалов в современной оптоэлектронике // Компоненты и технологии : журнал. — 2011. — № 5.
  14. ↑ Светодиоды с высокими значениями CRI  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  15. ↑ Технология EasyWhite компании Cree  (англ.). LEDs Magazine. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  16. ↑ Никифоров С., Архипов А. Особенности определения квантового выхода светодиодов на основе AlGaInN и AlGaInP при различной плотности тока через излучающий кристалл // Компоненты и технологии : журнал. — 2008. — № 1.
  17. ↑ Никифоров С. Теперь электроны можно увидеть: светодиоды делают электрический ток очень заметным // Компоненты и технологии : журнал. — 2006. — № 3.
  18. ↑ Светодиоды с матричным расположением большого количества полупроводниковых чипов  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  19. ↑ Срок службы белых светодиодов  (англ.). U.S. Department of Energy. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  20. ↑ Виды дефектов LED и методы анализа  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  21. ↑ Шуберт, 2008, p. 61, 77—79
  22. ↑ Светодиоды компании SemiLEDs  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  23. ↑ GaN-on-Si Программа исследований светодиодов на кремниевой основе  (англ.). LED Professional. Проверено 10 ноября 2012.
  24. ↑ Технология изолированного люминофора компании Cree  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  25. ↑ Туркин А. Полупроводниковые светодиоды: история, факты, перспективы // Полупроводниковая светотехника : журнал. — 2011. — № 5. — С. 28—33.
  26. ↑ Иванов А. В., Фёдоров А. В., Семёнов С. М. Энергосберегающие светильники на основе высокоярких светодиодов // Энергообеспечение и энергосбережение – региональный аспект : XII Всероссийское совещание: материалы докладов. — Томск: СПБ Графикс, 2011. — С. 74—77.
  27. ↑ Шуберт, 2008, p. 424
  28. ↑ Белые светодиоды с высоким световым выходом для нужд освещения  (англ.). Phys.Org™. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  29. ↑ Основы светодиодного освещения  (англ.). U.S. Department of Energy. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  30. ↑ Шаракшанэ А. Шкалы оценки качества спектрального состава света — CRI и CQS // Полупроводниковая светотехника : журнал. — 2011. — № 4.
  31. ↑ Ультрафиолетовые светодиоды SemiLED с длиной волны 390-420 нм.  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  32. ↑ Philips, 2010, p. 4—5
  33. ↑ Системы активного охлаждения кампании Nuventix  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  34. ↑ Н.П.Сощин Современные фотолюминофоры для эффективных приборов твердотельного освещения. Материалы конференции.  (рус.) (february 1, 2010). Архивировано из первоисточника 27 октября 2012.
  35. ↑ О.Е.Дудукало, В.А.Воробьев Синтез люминофора на основе алюмоиттриевого граната для источников белого света на основе сид методом горения. Материалы конференции.  (рус.) (may 31, 2011). Архивировано из первоисточника 27 октября 2012.
  36. ↑ Тесты ускоренной температурной деградации люминофоров  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  37. ↑ Research and Markets Releases New 2012 Report on LED Phosphor Materials  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 10 декабря 2012. Проверено 30 ноября 2012.
  38. ↑ Intematix представил набор люминофоров для качественной цветопередачи  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  39. ↑ Lumi-tech предложил SSE люминофор для белых светодиодов  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  40. ↑ Красный фосфор от компании Intematix  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  41. ↑ Светодиоды на квантовых точках  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  42. ↑ Прототип красного всетодиода с длиной волны 609 нм компании Osram с эффективностью 61 %  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  43. ↑ Переход на структуру GaN-on-Si  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  44. ↑ Tim Whitaker Joint venture to make ZnSe white LEDs  (англ.) (December 6, 2002). Архивировано из первоисточника 27 октября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  45. ↑ Шуберт, 2008, p. 426

Литература

Ссылки

dal.academic.ru

Белый светодиод - это... Что такое Белый светодиод?

Мощный белый светодиод

Белый светодиод — светодиод, многокомпонентный полупроводниковый прибор, излучающий свет, вызывающий в силу особенностей психофизиологии восприятия цвета человеком (метамерия), ощущение света близкого к белому.

Различают два вида белых светодиодов:

  • Многокристальные светодиоды, чаще — трехкомпонентные (RGB-светодиоды), имеющие в своём составе три полупроводниковых излучателя красного, зелёного и синего свечения, объединённые в одном корпусе.
  • Люминофорные светодиоды, создаваемые на основе ультрафиолетового или синего светодиода, имеющие в своем составе слой специального люминофора, преобразующего в результате фотолюминесценции часть излучения светодиода в свет в относительно широкой спектральной полосе с максимумом в области жёлтого (наиболее распространенная конструкция). Излучение светодиода и люминофора, смешиваясь, дают белый свет различных оттенков.

История изобретения

Первые полупроводниковые излучатели красного цвета для промышленного использования были получены Н. Холоньяком в 1962 году. В начале 70-х годов появились светодиоды желтого и зеленого цвета свечения. Световой выход в начале малоэффективных устройств к 1990 году достиг уровня в один люмен. В 1993 году Суджи Накамура, инженер компании Nichia (Япония) создал первый синий светодиод высокой яркости. Практически сразу появились светодиодные RGB устройства, поскольку синий, красный и зеленый цвета позволяли получить любой цвет, в том числе и белый. Белые люминофорные светодиоды впервые появились в 1996 г. В дальнейшем, технология быстро развивалась и к 2005 году световой выход светодиодов достиг значения 100 лм/Вт и более. Появились светодиоды с различными оттенками свечения, качество света позволило конкурировать с лампами накаливания и с ставшими уже традиционными люминисцентными лампами. Началось использование светодиодных осветительных устройств в быту, в внутреннем и уличном освещении[1].

RGB светодиоды

Типичный спектр RGB светодиода

Белый свет может быть создан путем смешивания излучений светодиодов различного цвета. Наиболее распространена трихроматическая конструкция из красного (R), зелёного (G) и синего (B) источников, хотя встречаются бихроматические, тетрахроматические[2][3][4] и более многоцветные[5] варианты. Многоцветный светодиод, в отличие от других RGB полупроводниковых излучателей (светильники, лампы, кластеры) имеет один законченный корпус, чаще всего аналогичный одноцветному светодиоду. Светодиодные чипы располагаются рядом друг с другом и используют одну общую линзу и отражатель. Поскольку полупроводниковые чипы имеют конечный размер и собственные диаграммы направленности, такие светодиоды чаще всего имеют неравномерные угловые цветовые характеристики[6]. Кроме того, для получения правильного соотношения цветов зачастую недостаточно установить расчётный ток, поскольку световой выход каждого чипа неизвестен заранее и подвержен изменениям в процессе работы. Для установки нужных оттенков, RGB светильники иногда оснащают специальными регулирующими устройствами[7].

Спектр RGB светодиода определяется спектром составляющих его полупроводниковых излучателей и имеет ярко выраженную линейчатую форму. Такой спектр сильно отличается от спектра солнца, следовательно индекс цветопередачи RGB светодиода невысок. RGB-светодиоды позволяют легко и в широких пределах управлять цветом свечения путем изменения тока каждого светодиода, входящего в триаду, регулировать цветовой тон излучаемого ими белого света прямо в процессе работы — вплоть до получения отдельных самостоятельных цветов.

Многоцветные светодиоды имеют зависимость светового выхода и цвета от температуры за счет различных характеристик составляющих прибор излучающих чипов, что сказывается в незначительном изменении цвета свечения в процессе работы[8][9]. Срок службы многоцветного светодиода определяется долговечностью полупроводниковых чипов, зависит от конструкции и чаще всего превышает срок службы люминофорных светодиодов.

Многоцветные светодиоды используются в основном для декоративной и архитектурной подсветки[10][11], в электронных табло[12] и в видеоэкранах.

Люминофорные светодиоды

Спектр одного из вариантов люминофорного светодиода

Комбинирование синего (чаще) или ультрафиолетового (реже) полупроводникового излучателя и люминофорного конвертера позволяет изготовить недорогой источник света с неплохими характеристиками. Самая распространенная конструкция[13] такого светодиода содержит синий полупроводниковый чип нитрида галлия, модифицированный индием (InGaN) и люминофор с максимумом переизлучения в области жёлтого цвета — иттрий-алюминиевый гранат, легированный трёхвалентным церием (ИАГ). Часть мощности исходного излучения чипа покидает корпус светодиода, рассеиваясь в слое люминофора, другая часть поглощается люминофором и переизлучается в области меньших значений энергии. Спектр переизлучения захватывает широкую область от красного до зелёного, однако результирующий спектр такого светодиода имеет ярко выраженный провал в области зелёного-синезелёного цвета.

В зависимости от состава люминофора, выпускаются светодиоды с разной цветовой температурой («тёплые» и «холодные»). Путем комбинирования различных типов люминофоров, достигается значительное увеличение индекса цветопередачи (CRI или Ra)[14][15], что позволяет говорить о возможности применения светодиодного освещения в критических для качества цветопередачи условиях.

Один из путей увеличения яркости люминофорных светодиодов при сохранении или даже снижении их стоимости — увеличение тока через полупроводниковый чип без увеличения его размеров — увеличение плотности тока. Такой метод связан с одновременным повышением требований к качеству самого чипа и к качеству теплоотвода. С увеличением плотности тока, электрические поля в объеме активной области снижают световой выход[16]. При достижении предельных токов, поскольку участки светодиодного чипа с различной концентрацией примеси и разной шириной запрещённой зоны проводят ток по-разному[17], происходит локальный перегрев участков чипа, что влияет на световой выход и долговечность светодиода в целом. В целях увеличения выходной мощности при сохранении качества спектральных характеристик, теплового режима, выпускаются светодиоды, содержащие кластеры светодиодных чипов в одном корпусе[18].

Одна из самых обсуждаемых тем в области технологии полихромных светодиодов — это их надёжность и долговечность. В отличие от многих других источников света, светодиод с течением времени меняет свои характеристики светового выхода (эффективности), диаграммы направленности, цветовой оттенок, но редко выходит из строя полностью. Поэтому для оценки срока полезного использования принимают, например для освещения, уровень снижения светотдачи до 70% от первоначального значения (L70)[19]. То есть, светодиод, яркость которого в процессе эксплуатации снизалась на 30% считается вышедшим из строя. Для светодиодов, используемых в декоративной подсветке используется в качестве оценки срока жизни уровень снижения яркости 50% (L50).

Срок службы люминофорного светодиода зависит от многих параметров[20]. Кроме качества изготовления самой светодиодной сборки (способа крепления чипа на кристаллодержателе, способа крепления токоподводящих проводников, качества и защитных свойств герметизирующих материалов), время жизни в основном зависит от особенностей самого излучающего чипа и от изменения свойств люминофора с течением наработки (деградация). Причём, как показывают многочисленные исследования, основным фактором влияния на срок службы светодиода считается температура.

Влияние температуры на срок службы светодиода

Полупроводниковый чип в процессе работы часть электрической энергии излучает в виде излучения, часть в виде тепла. При этом, в зависимости от эффективности такого преобразования, количество тепла составляет около половины для самых эффективных излучателей или более. Сам полупроводниковый материал обладает невысокой теплопроводностью, кроме того, материалы и конструкция корпуса обладают определенной неидеальной тепловой проводимостью, что приводит к разогреву чипа до высоких (для полупроводниковой структуры) температур. Современные светодиоды работают при температурах чипа в районе 70-80 градусов. И дальнейшее увеличение этой температуры при использовании нитрида галлия, недопустимо. Высокая температура приводит к увеличению количества дефектов в активном слое, приводит к повышенной диффузии, изменению оптических свойств подложки. Всё это приводит к увеличению процента безизлучательной рекомбинации[21] и поглощению фотонов материалом чипа. Увеличение мощности и долговечности достигается усовершенствованием как самой полупроводниковой структуры (снижение локального перегрева), так и развитием конструкции светодиодной сборки, улучшением качества охлаждения активной области чипа. Также, проводятся исследования с другими полупроводниковыми материалами или подложками[22][23].

Люминофор также подвержен действию высокой температуры. При длительном воздействии температуры переизлучательные центры ингибируются и коэффициент преобразования, а также спектральные характеристики люминофора ухудшаются. В первых и некоторых современных конструкциях полихромных светодиодов люминофор наносится прямо на полупроводниковый материал и тепловое воздействие максимально. Кроме мер по снижению температуры излучающего чипа, производители используют различные способы снижения влияния температуры чипа на люминофор. Технологии изолированного люминофора[24] и конструкции светодиодных ламп, в которых люминофор физически отделен от излучателя позволяют увеличить срок службы источника света.

Корпус светодиода, изготавливаемый из оптически прозрачной кремнийорганической пластмассы или эпоксидной смолы, подвержен старению под воздействием температуры и со временем начинает тускнеть и желтеть, поглощая часть излучаемой светодиодом энергии. Отражающие поверхности также портятся при нагреве — вступают во взаимодействие с другими элементами корпуса, подвержены коррозии. Все эти факторы в совокупности приводят к тому, что яркость и качество излучаемого света постепенно снижается. Однако, этот процесс можно успешно замедлить, обеспечивая эффективный теплоотвод.

Конструкция люминофорных светодиодов

Схема одной из конструкций белого светодиода. MPCB — печатная плата с высокой тепловой проводимостью.

Современный люминофорный светодиод — это сложное устройство, объединяющее много оригинальных и уникальных технических решений. Светодиод имеет несколько основных элементов, каждый из которых выполняет важную, зачастую не одну функцию[25][26]:

  • Светодиодный чип. Полупроводниковый материал, используемый в составе светодиодов должен, кроме собственно способности излучать свет, иметь хорошую оптическую прозрачность (для обеспечения свободного выхода квантов света из активной области), обладать малой шириной запрещённой зоны (параметр, определяющий прямое пороговое напряжение, при котором светодиод испускает свет), иметь хорошую электрическую проводимость (для снижения активных потерь при прохождении тока) и ещё удовлетворять многим критериям технологичности в производстве.
  • Люминофор. Слой люминофора или смеси люминофоров подбирается весьма тщательно. Кроме достаточно широкого спектра переизлучения, активный материал и вещество, которое играет роль носителя, должны обеспечивать минимальный уровень безизлучательного поглощения. Особое внимание уделяется температурной стойкости и стабильности при длительной работе. Способ нанесения люминофора во многом определяет цветовые характеристики, в том числе угловые характеристики цвета и яркости[27].
  • Кристаллодержатель. Медный или другой материал, обработанный специальным образом для обеспечения хороших отражающих свойств и максимальной теплопроводности. Современные конструкции светодиодов позволяют обеспечить достаточно низкое тепловое сопротивление, например за счет пайки на поверхность (SMD) теплопроводного элемента корпуса светильника. Кристаллодержатель обычно сочетает в себе и функцию отражателя света, поскольку часть переизлученной энергии, а также часть рассеянного в слое люминофора света возвращается обратно.
  • Клей или эвтектический сплав. Способ крепления светодиодного чипа в корпусе должен обеспечивать прочность соединения, хороший и равномерный электрический контакт и отличную теплопроводность. Кроме этого, должен иметь хорошую отражающую способность и выдерживать длительное воздействие высокой температуры.
  • Защитный компаунд, объединяющий собственно элемент, защищающий структуру светодиода от коррозии и воздействия окружающей среды, и линзу (в случае необходимости фокусирования светового потока).
  • Токоподводящие элементы. Проводники или токоподводящие нити подводят ток к верхней, направленной наружу, стороне полупроводникового чипа. Такой проводник и способ его крепления должен, с одной стороны, обеспечить хороший контакт и низкое активное сопротивление току, с другой стороны, не должен препятствовать выходу света.

Все элементы конструкции светодиода испытывают тепловые нагрузки и должны быть подобраны с учетом степени их теплового расширения. И немаловажным условием хорошей конструкции является технологичность и низкая стоимость сборки светодиодного прибора и монтажа его в светильник.

Яркость и качество света

Самым важным параметром считается даже не яркость светодиода, а его cветовая отдача, то есть световой выход с каждого Ватта потреблённой светодиодом электрической энергии. Световая отдача современных светодиодов достигает 150-170 лм/Вт. Теоретический предел технологии оценивается в 260-300 лм/Вт[28]. При оценке необходимо учитывать, что эффективность светильника на базе светодиодов существенно ниже за счет КПД источника питания, оптических свойств рассеивателя, отражателя и других элементов конструкции. Кроме того, производители зачастую указывают начальную эффективность излучателя при нормальной температуре. Тогда как температура чипа в процессе работы значительно выше. Это приводит к тому, что реальная эффективность излучателя ниже на 5 — 7%, а светильника зачастую — вдвое.

Второй не менее важный параметр — качество производимого светодиодом света. Для оценки качества цветопередачи существует три параметра:

  • Цветовая температура, цветовая кореллированная температура (correlated color temperature, CCT) — характеризует оттенок цвета, даётся производителями для указания субъективного восприятия цветового оттенка света, производимого источником в сравнении с Планковским чёрным телом, нагретым до указанной температуры (в Кельвинах). Для освещения жилых помещений, преимущественно используют излучатели тёплого света (от 2700K до 3000K) и в некоторых случаях нейтрального (от 3500K до 4000K).
  • Индекс цветопередачи (color rendering index, CRI) — характеризует полноту спектра излучения, способность передавать правильно цвет предметов, по сравнению с солнечным светом. Определяется по стандарту опытным путем при сравнении цвета восьми эталонов, освещённых тестовым источником и максимально приближенным к идеальному. Считается, что источник бытового освещения должен иметь индекс цветопередачи не менее 80.
  • Качество света. Цветовая температура и индекс цветопередачи во многих случаях не могут адекватно передать качество производимого светодиодами света. Это в основном определяется особенностями спектра с резкими выбросами и провалами. Некоторые цвета, такие как глубокий красный, не анализируются по стандарту измерения CRI. Для более полной оценки качества света принимаются новые методики, например основанные не на восьми, а на девяти эталонах (с дополнительным девятым эталоном красного цвета R9), шкала качества цвета (Color Quality Scale, CQS), которая в будущем, наверное заменит CRI[29][30].

Люминофорный светодиод на базе ультрафиолетового излучателя

Кроме уже ставшего распространённым варианта комбинации голубого светодиода и ИАГ, развивается также конструкция на базе ультрафиолетового светодиода. Полупроводниковый материал, способный излучать в близкой ультрафиолетовой области[31], покрывают несколькими слоями люминофора на базе европия и сульфида цинка, активированного медью и алюминием. Такая смесь люминофоров дает максимумы переизлучения в районе зелёной, синей и красной областей спектра. Полученный белый свет обладает весьма хорошими характеристиками качества, однако эффективность такого преобразования пока невелика.

Достоинства и недостатки люминофорных светодиодов

Учитывая высокую стоимость светодиодных источников освещения по сравнению с традиционными лампами, необходимы веские причины для использования таких устройств[32]:

  • Основное преимущество белых светодиодов — высокий КПД. Низкое удельное энергопотребление позволяет применять их в длительно работающих источниках автономного и аварийного освещения.
  • Высокая надежность и длительный срок службы позволяют говорить о возможной экономии на замене ламп. Кроме того, использование светодиодных источников света в труднодоступных местах и уличных условиях позволяет снизить затраты на обслуживание. В совокупности с высокой эффективностью, можно сказать о существенной экономии средств при использовании светодиодного освещения в некоторых применениях.
  • Малый вес и размер устройств. Светодиоды отличаются малыми габаритами и пригодны для использования в труднодоступных местах и малогабаритных переносных устройствах.
  • Отсутствие ультрафиолетового и инфракрасного излучения в спектре позволяет использовать светодиодное освещение без вреда для человека и в специальных целях (например для освещения раритетных книг или других подверженных влиянию света предметов).
  • Отличная работа при отрицательных температурах без снижения, а зачастую и с улучшением параметров. Большинство типов светодиодов показывают бо́льшую эффективность и долговечность при снижении температуры, однако устройства питания, управления и элементы конструкции могут иметь противоположную зависимость.
  • Светодиоды — безинерционные источники света, они не требуют времни на прогрев или выключение, как например люминесцентные лампы и количество циклов включения и выключения не оказывает негативного влияния на их надежность.
  • Хорошая механическая прочность позволяет использовать светодиоды в тяжёлых условиях эксплуатации.
  • Легкость регулирования мощности как скважностью, так и регулированием тока питания без снижения параметров эффективности и надёжности.
  • Безопасность использования, нет опасности поражения электрическим током за счет низкого питающего напряжения.
  • Низкая пожароопасность, возможность использования в условиях взрывоопасности и опасности возгорания за счет отсутствия накальных элементов.
  • Влагостойкость, стойкость к воздействию агрессивных сред.
  • Химическая нейтральность, отсутствие вредных выбросов и отсутствие специальных требований к процедурам утилизации.

Но есть и недостатки:

  • Белые светодиоды в производстве значительно дороже и сложнее аналогичных по световому потоку ламп накаливания, хотя их цена постоянно снижается.
  • Обладают в большинстве невысоким качеством цветопередачи, которое, однако постоянно растет.
  • Требуют продуманной и надёжной системы охлаждения[33].
  • Принципиальная невозможность работы при повышенных температурах окружающей среды более 60 — 80°C.
  • В силу значительной нелинейности вольт-амперной характеристики, белые светодиоды не могут непосредственно питаться от распространённых источников энергии и требуют для сохранения высокого КПД всей системы применения достаточно сложных специализированных источников питания (обычно, импульсных преобразователей — драйверов).

Светодиоды освещения обладают также особенностями, присущими всем полупроводниковым излучателям, учитывая которые, можно найти наиболее удачное применение, например направленность излучения. Светодиод светит только в одну сторону без применения дополнительных отражателей и рассеивателей. Светодиодные светильники наилучшим образом подходят для местного и направленного освещения.

Перспективы развития технологии белых светодиодов

Технологии изготовления светодиодов белого цвета, пригодных для целей освещения находятся в стадии активного развития. Исследования в этой области стимулируются повышенным интересом со стороны общества. Перспективы значительной экономии энергии привлекают инвестиции в сферу изучения процессов, развития технологии и поиска новых материалов. Судя по публикациям производителей светодиодов и сопутствующих материалов, специалистов в области полупроводников и светотехники, можно обозначить пути развития в этой области:

  • Исследования и поиск более эффективных и качественных люминофоров. Коэффициент преобразования люминофора влияет на общую эффективность светодиода, кроме того, спектр переизлучения во многом определяет качество излучаемого света. КПД самого на сегодняшний день популярного люминофора ИАГ составляет немногим более 95 %[34]. Эффективность же других люминофоров, обеспечивающих лучший спектр белого света, существенно меньше. Получение более эффективного, долговечного и с нужным спектром люминофора является целью многочисленных исследований[35][36][37][38][39][40].
  • Комбинированные многокомпонентные светодиоды. Кроме комбинации полупроводниковых чипов различного цвета, появляются светодиоды, содержащие несколько цветных чипов и люминофорный компонент[4]. Результирующий многокристальный светодиод получается ярким и хорошего качества, но его стоимость пока высока.
  • Белые светодиоды на квантовых точках. Использование в качестве конвертора квантовых точек позволяет создать светодиод с хорошим качеством света[41]. Однако, эффективность такого метода пока невысока.
  • Увеличение эффективности полупроводниковых излучающих материалов. Самый большой резерв эффективности — светодиодный чип. Квантовый выход для большинства полупроводниковых структур не превышает 50 %. Пока что самый высокий уровень эффективности достигнут у красных светодиодов и составляет чуть больше 60 %[42].
  • Переход на более дешёвые полупроводниковые структуры. Эпитаксиальные структуры на базе нитрида галлия (GaN) традиционно выращивают на подложке из сапфира. Использование в качестве основы других материалов, например карбида кремния, чистого кремния, позволяет существенно снизить стоимость светодиода[43]. Кроме попыток легирования нитрида галлия разными веществами, исследования ведутся с другими полупроводниковыми материалами — ZnSe, InN, AlN, BN.
  • Светодиоды без люминофора на базе эпитаксиальной структуры ZnSe на подложке ZnSe, активная область которой испускает голубой, а подложка одновременно - желтый свет[44].
  • Светодиоды с полупроводниковими преобразователями излучения. Дополнительный слой полупроводника с меньшей шириной запрещенной зоны способен поглотить часть световой энергии, что приводит к вторичному излучению в области меньших значений энергии[45].

См. также

Примечания

  1. ↑ Philips, 2010, p. 19—20
  2. ↑ Светодиоды MC-E компании Cree, содержащие красный, зелёный, голубой и белый излучатели  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  3. ↑ Светодиоды VLMx51 компании Vishay, содержащие красный, оранжевый, жёлтый и белый излучатели  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  4. ↑ 1 2 Многоцветные светодиоды XB-D и XM-L компании Cree  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  5. ↑ Светодиоды XP-C компании Cree, содержащие шесть монохроматических излучателей  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  6. ↑ Никифоров С. «S-класс» полупроводниковой светотехники // Компоненты и технологии : журнал. — 2009. — № 6. — С. 88—91.
  7. ↑ Трусон П. Халвардсон Э. Преимущества RGB-светодиодов для осветительных приборов // Компоненты и технологии : журнал. — 2007. — № 2.
  8. ↑ Шуберт, 2008, p. 404
  9. ↑ Никифоров С. Температура в жизни и работе светодиодов // Компоненты и технологии : журнал. — 2005. — № 9.
  10. ↑ Светодиоды для интерьерной и архитектурной подсветки  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  11. ↑ Сян Лин Ун (Siang Ling Oon) Светодиодные решения для систем архитектурной подсветки // Полупроводниковая светотехника : журнал. — 2010. — № 5. — С. 18—20.
  12. ↑ Светодиоды RGB для использования в электронных табло  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  13. ↑ Туркин А. Нитрид галлия как один из перспективных материалов в современной оптоэлектронике // Компоненты и технологии : журнал. — 2011. — № 5.
  14. ↑ Светодиоды с высокими значениями CRI  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  15. ↑ Технология EasyWhite компании Cree  (англ.). LEDs Magazine. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  16. ↑ Никифоров С., Архипов А. Особенности определения квантового выхода светодиодов на основе AlGaInN и AlGaInP при различной плотности тока через излучающий кристалл // Компоненты и технологии : журнал. — 2008. — № 1.
  17. ↑ Никифоров С. Теперь электроны можно увидеть: светодиоды делают электрический ток очень заметным // Компоненты и технологии : журнал. — 2006. — № 3.
  18. ↑ Светодиоды с матричным расположением большого количества полупроводниковых чипов  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  19. ↑ Срок службы белых светодиодов  (англ.). U.S. Department of Energy. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  20. ↑ Виды дефектов LED и методы анализа  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  21. ↑ Шуберт, 2008, p. 61, 77—79
  22. ↑ Светодиоды компании SemiLEDs  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  23. ↑ GaN-on-Si Программа исследований светодиодов на кремниевой основе  (англ.). LED Professional. Проверено 10 ноября 2012.
  24. ↑ Технология изолированного люминофора компании Cree  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  25. ↑ Туркин А. Полупроводниковые светодиоды: история, факты, перспективы // Полупроводниковая светотехника : журнал. — 2011. — № 5. — С. 28—33.
  26. ↑ Иванов А. В., Фёдоров А. В., Семёнов С. М. Энергосберегающие светильники на основе высокоярких светодиодов // Энергообеспечение и энергосбережение – региональный аспект : XII Всероссийское совещание: материалы докладов. — Томск: СПБ Графикс, 2011. — С. 74—77.
  27. ↑ Шуберт, 2008, p. 424
  28. ↑ Белые светодиоды с высоким световым выходом для нужд освещения  (англ.). Phys.Org™. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  29. ↑ Основы светодиодного освещения  (англ.). U.S. Department of Energy. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  30. ↑ Шаракшанэ А. Шкалы оценки качества спектрального состава света — CRI и CQS // Полупроводниковая светотехника : журнал. — 2011. — № 4.
  31. ↑ Ультрафиолетовые светодиоды SemiLED с длиной волны 390-420 нм.  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  32. ↑ Philips, 2010, p. 4—5
  33. ↑ Системы активного охлаждения кампании Nuventix  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  34. ↑ Н.П.Сощин Современные фотолюминофоры для эффективных приборов твердотельного освещения. Материалы конференции.  (рус.) (february 1, 2010). Архивировано из первоисточника 27 октября 2012.
  35. ↑ О.Е.Дудукало, В.А.Воробьев Синтез люминофора на основе алюмоиттриевого граната для источников белого света на основе сид методом горения. Материалы конференции.  (рус.) (may 31, 2011). Архивировано из первоисточника 27 октября 2012.
  36. ↑ Тесты ускоренной температурной деградации люминофоров  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  37. ↑ Research and Markets Releases New 2012 Report on LED Phosphor Materials  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 10 декабря 2012. Проверено 30 ноября 2012.
  38. ↑ Intematix представил набор люминофоров для качественной цветопередачи  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  39. ↑ Lumi-tech предложил SSE люминофор для белых светодиодов  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  40. ↑ Красный фосфор от компании Intematix  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  41. ↑ Светодиоды на квантовых точках  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  42. ↑ Прототип красного всетодиода с длиной волны 609 нм компании Osram с эффективностью 61 %  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  43. ↑ Переход на структуру GaN-on-Si  (англ.). LED Professional. Архивировано из первоисточника 23 ноября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  44. ↑ Tim Whitaker Joint venture to make ZnSe white LEDs  (англ.) (December 6, 2002). Архивировано из первоисточника 27 октября 2012. Проверено 10 ноября 2012.
  45. ↑ Шуберт, 2008, p. 426

Литература

Ссылки

dikc.academic.ru

Видеоматериалы

24.10.2018

Опыт пилотных регионов, где соцнормы на электроэнергию уже введены, показывает: граждане платить стали меньше

Подробнее...
23.10.2018

Соответствует ли вода и воздух установленным нормативам?

Подробнее...
22.10.2018

С начала года из ветхого и аварийного жилья в республике были переселены десятки семей

Подробнее...
22.10.2018

Столичный Водоканал готовится к зиме

Подробнее...
17.10.2018

Более 10-ти миллионов рублей направлено на капитальный ремонт многоквартирных домов в Лескенском районе

Подробнее...

Актуальные темы

13.05.2018

Формирование энергосберегающего поведения граждан

 

Подробнее...
29.03.2018

ОТЧЕТ о деятельности министерства энергетики, ЖКХ и тарифной политики Кабардино-Балкарской Республики в сфере государственного регулирования и контроля цен и тарифов в 2012 году и об основных задачах на 2013 год

Подробнее...
13.03.2018

Предложения организаций, осуществляющих регулируемую деятельность о размере подлежащих государственному регулированию цен (тарифов) на 2013 год

Подробнее...
11.03.2018

НАУЧИМСЯ ЭКОНОМИТЬ В БЫТУ

 
Подробнее...


КОНТАКТЫ
360051, КБР, г. Нальчик
ул. Горького, 4
тел: 8 (8662) 40-93-82
факс: 8 (8662) 47-31-81
e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

facebook

inetpriem


<< < Ноябрь 2013 > >>
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
        1 2 3
4 5 6 7 8 9 10
11 12 13 14 15 16 17
18 19 20 21 22 23 24
25 26 27 28 29 30  

calc

banner-calc

eias

fst

glava

minenergo

minregion

Полезные ссылки

Рубрикатор

Генераторы
Электроэнергия
Электростанции
Турбины
Энергетика

Пользователю

Тарифы
Деятельность
Государственные услуги
Интернет-приемная
Вопрос - Отве

Доп.информация

Открытое правительство
Регионы
Вакансии
Государственные закупки

.