Светодиод повышенной яркости: Светодиоды повышенной яркости / повышенной мощности одноцветные — >75ма — FIVEL

Активное охлаждение светодиодов повышенной яркости

Современные системы освещения промышленного применения должны отвечать требованиям долговечности и надежности. Это среди прочего предполагает долгий срок службы, эффективность, цветовой диапазон, цветовую верность, компактность конструкции и простоту обслуживания. 

Рис. 1. Высокоэффективные светодиоды, в частности, устанавливаются на стадионах

В большинстве случаев прожекторы и лампы-вспышки, выполненные на базе светодиодных модулей с долгим сроком службы в разных категориях мощности, ценятся очень высоко. Их высокая яркость позволяет получить направленный пучок света при низком энергопотреблении. Однако, как и во всех случаях, связанных с полупроводниками, возникает необходимость эффективного отвода тепла, т. к. в противном случае температура прибора может достигнуть опасного уровня, несмотря на высокий КПД миниатюрных светодиодов. Благодаря специальным модулям охлаждения светодиодов, пришедшим на смену пассивным теплоприемникам, современные решения по охлаждению с активным потоком воздуха позволяют целенаправленно рассеивать тепло наряду с уменьшением размера устройств охлаждения и экономией материалов.

Кроме того, можно использовать новые возможности конструкции, максимально уменьшая потребность в техническом обслуживании очень сложных систем освещения на таких объектах, как музеи, театры, культовые здания, складские помещения, стадионы (рис. 1), а также систем уличного освещения. Активное охлаждение открывает новые горизонты применения эффективного светодиодного освещения.

Выбор правильного источника света

От правильности освещения зависит то, как мы воспринимаем мир. Именно над решением этой задачи работают различные специалисты по освещению, помогающие нам видеть объекты «в нужном свете». Однако даже эксперты часто затрудняются с выбором правильного источника света. В идеальном случае источник света должен быть универсальным, не требующим большого монтажного пространства и потребляющим минимум электроэнергии. Источники света в виде бескорпусных чипов отвечают всем требованиям промышленного применения. Однако чип, состоящий из полупроводников, должен иметь локальное охлаждение для достижения долгого срока службы и цветовой верности.

Для обеспечения соответствия требованиям, предъявляемым к бескорпусным чипам, компания ebm-papst разработала линейку компактных систем охлаждения, специально предназначенных для рыночного сегмента новых высокопроизводительных светодиодов. Такие системы занимают минимум пространства и предоставляют уникальные возможности для систем освещения.

Светодиодные лампы – насколько они компактны и эффективны?

При внимательном рассмотрении возможностей применения бескорпусных чипов отчетливо проявляется несколько проблем (рис. 2). Светодиодный чип, являясь полупроводниковой сборкой, может работать только до заданной температуры перехода. Как только температура выходит за этот предел, начинают быстро возникать проблемы. Прежде всего, это снижение показателя цветопередачи (CRI), эффективности и – что особенно критично – сокращение срока службы. Но даже при более низких температурах материал светодиода быстро стареет, яркость и эффективность светодиода падают, цветовой диапазон сужается – короче, эксплуатационный ресурс становится меньше.

Несмотря на высокую эффективность светодиода, тепло, генерируемое на его поверхности, и высокая удельная мощность светодиодного источника света могут быть внушительными. Такое количество тепла необходимо рассеять целевым образом либо с помощью традиционного пассивного охлаждения (которое часто реализуется в виде громоздких конструкций), либо за счет активного отвода тепла (см. рис. 5). В принципе, следует уделить внимание следующим моментам. Поток энергии (тепла) всегда идет в направлении от горячего к холодному. В системах охлаждения необходимо учитывать общую теплостойкость, т. е. суммарную теплостойкость всех потоков. Уже здесь проявляется разница между концепциями пассивного и активного охлаждения: траектория охлаждения «светодиодный чип – субстрат – теплоотвод – воздух» всегда остается одинаковой, но с точки зрения применяемых светодиодов системы охлаждения с равным КПД существенно различаются. Чем больше используется светодиодов, тем больший требуется теплоотвод. Разработчики пока не могут придумать компактные осветительные приборы с мощными светодиодами малого размера и пассивным охлаждением, поскольку в этом случае требуется большой радиатор для рассеивания / отвода тепла в окружающую среду, что накладывает серьезное ограничение в практическом применении такого прибора. Другими словами, светодиодные светильники с пассивным охлаждением являются материалоемкими, отнюдь не компактными и не экологически ориентированными. В этом смысле активное охлаждение имеет ряд существенных преимуществ (рис. 3).

---

» Компания ebm-papst разработала линейку компактных систем охлаждения, специально предназначенных для рыночного сегмента новых высокопроизводительных светодиодов.

---

Рис. 2. Расчетный срок службы светодиода во многом зависит от температуры, поэтому направленный отвод тепла имеет очень большое значение. 

Рис. 3. Решения по активному охлаждению также впечатляют компактностью конструкций

Инновационное активное охлаждение

Поскольку рассеивание тепла из теплоотвода в окружающий воздух является главным источником противодействия выделению энергии, можно также использовать большие резервы охлаждения. Основной особенностью активного охлаждения является направленная подача воздуха на теплоотвод.

Принудительная конвекция или, если сказать точнее, турбулентный поток формируется в направлении теплоотвода, что заметно повышает теплопередачу от термальной массы теплоотвода в воздух, окружающий световой прибор. Обычно система работает следующим образом: к небольшой по площади прочной поверхности светодиода вплотную примыкает теплоотвод, выполненный из материала с высоким тепловым взаимодействием. Тем самым обеспечивается низкое тепловое сопротивление, а значит, более интенсивная передача тепла от светодиода к теплоотводу, которая увеличивается в четыре, а то и в шесть раз благодаря потоку холодного воздуха, создаваемому вентилятором. Эксперты по электронным системам охлаждения филиала компании ebm-papst в Санкт-Георгене объединили теплоотвод с вентилятором в компактном модуле, специально предназначенном для применения в светодиодных осветительных приборах, что упрощает обслуживание этих приборов (рис. 4). Компактная конструкция модуля не только позволяет экономить материалы при производстве, но также снижает вес осветительного прибора, а направленный воздушный поток не дает инородным частицам, например пыли, накапливаться внутри корпуса светильника.  

Рис. 4. Теплоотводы и вентиляторы можно объединить в одном компактном модуле для создания общего решения по охлаждению светодиодов, что облегчает сборку осветительных приборов.

---

»’ Важными требованиями к применению активного охлаждения являются низкий уровень рабочего шума и долгий срок службы

---

Бесшумный, надежный, долговечный

Ужесточающиеся требования к современным светодиодным осветительным приборам требуют оптимизации новых концепций программ моделирования с учетом применяемых материалов, приводов и аэродинамики, и здесь надежные модули охлаждения могут быть успешно встроены в ограниченное до предела пространство. А шестикратное уменьшение размера прибора в сравнении с аналогичным светильником, но с пассивным охлаждением, говорит само за себя. Другими убедительными аргументами в пользу активного охлаждения являются низкий уровень рабочего шума и длительный срок службы. Большинство людей начинают воспринимать шум с мощности 12 дБ(А).

Описанные выше вентиляторы работают с уровнем шума в диапазоне от 7 до 19 дБ(А), в то время как уровень шума многих предлагаемых на рынке вентиляторов составляет не ниже 18 дБ(А). Для сравнения, уровень шума в офисе находится на отметке примерно 35 дБ(А), поэтому рабочий шум наших модулей не будет слышен ни в музеях, ни в театрах. Потребляемая мощность вентилятора составляет от 0,18 до 1,1 Вт при питании 12 В пост. тока. Это позволяет модулям надежно отводить тепло в диапазоне напряжения от 38 до 200 Вт. В зависимости от категории производительности компактные круглые и квадратные модули выпускаются с диаметром / длиной стороны 40, 50, 60, 80, 92 и 119 мм и общей длиной от 10 до 25 мм. 

Рис. 5. На рисунке показано, как светодиод нагревает теплоотвод (заливка красным цветом, 55 °C) и как вентилятор продувает холодный воздух (заливка синим цветом, 25 °C) через теплоотвод, тем самым снижая максимальную температуру светодиода примерно до 60 °C.

Центробежные вентиляторы с углом отклонения воздушного потока 90° выпускаются размером 51, 76 и 97 мм и высотой от 15 до 33 мм.

Таким образом, в сравнении с пассивным охлаждением яркость светильника при активном охлаждении может увеличиться в полторадва раза при тех же габаритах прибора. Другим положительным моментом направленного активного охлаждения является низкотемпературная цветовая верность светодиодных матриц. Высокий показатель цветопередачи особенно важен в музеях, где экспонируемые объекты должны иметь правильную подсветку. Поскольку модули охлаждения были разработаны для широкого применения без необходимости обслуживания, их срок службы сравним с источниками света на базе бескорпусных чипов. При температуре 40 °C срок службы составляет от 87 500 до 97 500 часов, т. е. примерно 10 лет; при температуре окружающей среды 20 °C срок службы удваивается и часто может превышать срок службы самих светодиодов. Экологические технологии от компании ebm-papst также учитывают общую концепцию использования продукции, ориентированную на бережное отношение к окружающей среде, при разработке, производстве, эксплуатации и утилизации изделий.

Благодаря компактному размеру современные модули активного охлаждения светодиодов позволяют реализовать абсолютно новые концепции освещения, существенно сократить сроки производства изделий на базе чипов и улучшить экологический баланс решений по освещению благодаря низкой потребности в обслуживании приборов.  

АВТОР: МАРТИН САУТЕР (MARTIN SAUTER), РУКОВОДИТЕЛЬ ГРУППЫ ПРОДАЖ – ПРОМЫШЛЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА, EBM-PAPST, САНКТ-ГЕОРГЕН.

Вы хотели бы получить больше информации по этой теме? Контактное лицо для направления Ваших вопросов: [email protected]

Светодиоды повышенной яркости, диаметр 5мм (ЗАО Протон)

Справочник по светодиодам повышенной яркости (очень яркие) производства ЗАО Протон, таблицы с техническими характеристиками. Диаметр светодиодов — 5мм.

Таблица 1. Светодиодам повышенной яркости с прозрачной линзой.

Наименование	Макс. прямое напряжение (Uf), в		Цвет линзы	Цвет свечения (лямбда), нм	Сила света ( при 20 мА), мКд	Полный угол обзора
	тип.	макс.				2О1/2
КИПД40Н20-К4-П7					1000
КИПД40П20-К4-П7					1500
КИПД40Р20-К4-П7				Красный/	2000	23 град.
КИПД40С20-К4-П7				625	2500
КИПД40Т20-К4-П7					3000
КИПД40У20-К4-П7					4000
КИПД85Т30-К4-П				Красный/ 625	3000
КИПД85У30-К4-П					4000	30 град.
КИПД85Ф30-К4-П				TS AlInGaP	5000
КИПД40Н20-Ж-П7					1000
КИПД40П20-Ж-П7					1500
КИПД40Р20-Ж-П7				Желтый/	2000	23 град.
КИ ПД40С20-Ж- П7				590	2500
КИ ПД40Т20-Ж- П7	1,95	2,5			3000
КИ ПД40У20-Ж- П7					4000
КИПД85Т30-Ж-П				Желтый/ 590	3000
КИПД85У30-Ж-П					4000	30 град.
КИПД85Ф30-Ж-П				TS AlInGaP	5000
КИПД40Н20-Р-П7					1000
КИПД40П20-Р-П7			Прозрачный		1500
КИПД40Р20-Р-П7				Оранжевый/	2000	23 град.
КИПД40С20-Р-П7				605	2500
КИПД40Т20-Р-П7					3000
КИПД40У20-Р-П7					4000
КИПД40Л20-ЖЛ-П7				Зеленый/ 570	500
КИПД40М20-ЖЛ-П7					700	23 град.
КИПД40Н20-ЖЛ-П7					1000
КИПД40П20-Л5.Л4-П7					1500
КИПД40Р20-Л5.Л4-П7					2000	23“
КИПД40С20-Л5.Л4-П7				Зеленый/ 505 (Л5), 525 (Л4)	2500
КИПД40Т20-Л5.Л4-П7					3000
КИПД40Т30-Л5.Л4-П7					3000	30“
КИ ПД40У20-Л 5, Л 4- П7					4000	23“
КИПД40Л20-С1-П7	3,5	4,0			500
КИПД40Н20-С1-П7				Синий/	1000	23“
КИПД40П20-С1-П7				470	1500
КИПД40Р20-С1-П7					2000
КИПД80Н-1Б				Белый/ InGaN +	1000
КИПД80Р-1Б					2000	23“
КИПД80Т-1Б				люминнофор	3000

Рис. 1. Чертеж светодиодов с линзой диаметром 5мм.

Таблица 2: светодиоды высокой яркости с диффузионной линзой.

Наименование	Макс, прямое напряжение (Uf), В		Цвет линзы	Цвет свечения (лямбда), нм	Сила света (при 20 мА), мКд	Полный угол обзора
	тип.	макс.				201/2
КИПД40К30-К4-Д7					300
КИПД40Л30-К4-Д7				Красный/	500	30°
КИПД40М30-К4-Д7				625	700
КИПД40Н30-К4-Д7					1000
КИПД85П40-К4-Д				Красный/ 625 TS AlInGaP	1500
КИПД85П40-К4-Д					2000	40°
КИПД85П40-К4-Д					2500
КИПД40К30-Ж-Д7					300
КИПД40Л30-Ж-Д7				Желтый/	500	30°
КИПД40М30-Ж-Д7				590	700
КИПД40Н30-Ж-Д7	1,95	2,5			1000
КИПД85П40-Ж-Д				Желтый/ 590 TS AlInGaP	1500
КИПД85Р40-Ж-Д					2000	40°
КИПД85С40-Ж-Д					2500
КИПД40К30-Р-Д7			Диффузионный		300
КИПД40Л30-Р-Д7				Оранжевый/	500	30°
КИПД40М30-Р-Д7				605	700
КИПД40Н30-Р-Д7					1000
КИПД40К30-ЖЛ-Д7					300
КИПД40Л30-ЖЛ-Д7				Зеленый/ 570	500	30°
КИПД40М30-ЖЛ-Д7					700
КИПД40Л30-Л5. Л4-Д7					500
КИПД40М30-Л5.Л4-Д7				Зеленый/ 505 (Л5), 525 (Л4)	700
КИПД40Н30-Л5.Л4-Д7					1000	30°
КИПД40П30-Л5.Л4-Д7					1500
КИПД40Р30-Л5.Л4-Д7	3,5	4,0			2000
КИПД40К30-С1-Д7					300
КИПД40Л30-С1-Д7				Синий/	500	30°
КИПД40М30-С1-Д7				470	700
КИПД40Н30-С1-Д7					1000

 

Синие светодиоды повышенной яркости на квантовых точках

Многослойная конфигурация позволила изготовить синие светодиоды на квантовых точках со значительно улучшенными яркостью и насыщенностью по цвету. Создание синих светодиодов с излучательными характеристиками практически того же порядка, что у зеленых и красных светодиодов упрощает задачу применения всех трех в цветных дисплеях.

В следующих поколениях плоских дисплеев и твердотельных осветительных систем основной проблемой станет максимизация эффективности, яркости, цветовой насыщенности, площади излучательной поверхности и совместимости с другими системами. Недавние исследования в области электролюминесценции коллоидных нанокристаллических квантовых точек (КТ) соединений элементов из столбцов II-VI периодической таблицы показали, что светодиоды на квантовых точках могут стать дешевой и эффективной альтернативой.

В частности, благодаря исключительно узкому спектру излучения популяций монодисперсных КТ- полная ширина полосы на половине максимума интенсивности – порядка 18–30 нм, светодиоды на КТ производят более цветонасыщенные красный и зеленый цвета, имеющие гораздо лучшую спектральную чистоту, чем жидкие кристаллы и органические светодиоды, что перспективно для цветных дисплеев. КТ светодиоды имеют на 30% более высокую спектральную чистоту, чем катодно-лучевые трубки, которые до сих пор считаются эталоном цветопередачи. Таким образом, поскольку дисплей на КТ световодах создает такую исключительную возможность для цветопередачи, улучшение и выравнивание индивидуальных характеристик каждого из цветных светодиодов приведет к беспрецедентному увеличению цветов, которые могут быть воспроизведены. Серьезным тормозом на пути этой технологии до сих пор была разработка синих КТ светодиодов.

В отличие от зеленых и красных длин волн, синяя часть видимого спектра характеризуется низкой эффективностью светимости. Для компенсации светимости синие светодиоды требуют более высокой излучательной способности, чем их красные или зеленые аналоги. Это, в свою очередь, требует синие светодиоды с узкой полосой излучения и «чистыми» спектральными характеристиками.

Рис. 1. Спектр излучения светодиода на КТ, измеренный при смещении в 5,5В

В сотрудничестве с фирмой Ocean Nanotech LLC, группа исследований нанофотоники департамента инженерных наук и механики Университета Пеннсильвании (Pennsylvania State University) во главе с Джайан Ху (Jian Xu) объявила о результатах разработки синих КТ светодиодов, характеристики которых значительно превосходят все известные результаты.

Светодиод в новом эксперименте был изготовлен как многослойная структура, конструктивно представляющая собой сердечник и оболочку из, соответственно, CdS и ZnS квантовых точек. При малом управляющем напряжении в 5,5 В устройство эмиттирует спектрально чистое синее излучение с исключительно узкой спектральной полосой порядка 20 нм и высокой яркостью до 1600 Кд.кв.м (см. Рис.1. Спектр излучения светодиода на КТ, измеренный при смещении в 5,5В. Верхние вставки- микрофотографии излучательной поверхности светодиода при яркостях излучения, соответственно, 100 и 600 Кд/кв.м. Нижняя вставка- изображение светодиода на КТ из CdS/ZnS, полученное с помощью высокоразрешающего электронного микроскопа).

Длинноволновый «хвост» спектральной характеристики излучения нового светодиода был предельно минимизирован и составил менее, чем 5% от суммарного излучения, что говорит о высокой насыщенности синего излучения с поверхности светодиода. По сравнению с известными описанными светодиодами, новый излучатель имеет значительные преимущества в рабочих характеристиках. Многие из них получены благодаря уменьшенной плотности дефектов в структуре сердечник/оболочка, минимальной концентрации свободных атомов легирующих компонентов в пленке КТ и многослойной конструкции светодиода, что привело к эффективному процессу излучения. В дополнение, низкие уровни управляющего напряжения и высокая яркость излучения, полученные в новом синем светодиоде, сравнимы с аналогичными параметрами зеленых и красных излучателей, практически ликвидируя отставание в технологии изготовления синих светодиодов с высокими эксплуатационными характеристиками.

Евгений Биргер

Светодиодные источники повышенной яркости и белого света

 

Острая потребность в широкой номенклатуре информационных экранов, дисплеев, осветительных приборов обуславливает необходимость создания особо ярких светодиодов (ОЯ СИД) различной цветовой гаммы, в том числе белого свечения

Зеленые, белые, синие ОЯ СИД изготавливаются на структурах I_n G₂ N. Они имеют существенно большие прямые падения напряжения на U_пр по сравнению с красными, желтыми и оранжевыми (см. таблицу 4.7). Необходимость ограничения прямого тока объясняет целесообразность питания СИД от источников тока.

Для каждой конструкции СИД характерна определенная диаграмма излучения. Некорректно говорить о силе света, не определяя угол излучения, и наоборот. Следует обращать внимание, на каком уровне от I_Vmax фиксируется полный угол излучения.

Таблица 3.7 – Типичные и максимальные значения U_пр при токе 20 мА для СИД всех длин волн

Длина волны излучения λ, нм	Цвет свечения	Uпр­, В	Примечание
Тип.	Макс.
	Белый	3,5	4,0	Синий кристалл + люминофор
Зеленый	-
	Alpen green	-
	Зеленый	-
	Желто-зеленый	1,95	2,5	-
	Желтый	AS AlinGap
	Желто-оранжевый	TS AlinGap
2,1	2,6	AS AlinGap
	Оранжевый	1,95	2,5	ТS AlinGap
2,1	2,6	AS AlinGap
	Красный	1,95	2,5	ТS AlinGap
		1,95	2,5	ТS AlinGap
2,1	2,6	-
	1,95	2,5	-
	1,95

 

Дисперсия излучения не измеряется для каждого светодиода, поскольку это трудоемкий процесс. В реальности наблюдаются значительные отклонения от справочных данных, особенно в случае узконаправленных (2Θ_1/2 < 10⁰) СИД. Типичная дисперсия для СИД типов КИПД87, КИПД89 и КИПД91 приведена на рис. 3.13

Рис. 3.13. Типичная диаграмма излучения

 

При выборе ОЯ СИД особое внимание уделяют типу колбы и конструкции. Колба должна быть прозрачной, если:

— нужна максимальная сила света при сравнительно небольшом (Ð 30⁰) угле излучения;

— СИД используется с вторичной оптикой (цветными и матовыми фильтрами) или в качестве лекального исправления источника света, например как фонарик;

— прозрачная колба используется в СИД всевозможных подсветок и светодиодов.

Колба должна быть матовой, если СИД мультицветный. Колба должна быть скрашенной в цвет свечения кристаллов для всех сигнальных СИД, а так же для ОЯ СИД применяемых в изготовлении таблобегущих строк и др. , использующих эффект контраста СИД на темном фоне. В случае матовых СИД возможен эффект паразитной засветки солнечными лучами («фантом – эффект»)

В таблице 3.8 приведены параметры распространенных сигнальных СИД. С точки зрения экономии места на лицевой панели прибора или устройства, выгодно вместо нескольких, например, красного и зеленого, применять один мультицветный СИД круглой или прямоугольной формы.

Таблица 3.8 – Основные характеристики сигнальных светодиодов

Конструктив, диаметр, наименование	l, Цвет свечения (λ, нм)	Сила света, мкд	Рабочий ток, мА	Угол обзора, град.
Ø 3 мм (КИПД42)	Красный (660)	5…100	1…20
Желтый (590)
Желто-зеленый (570)
Зеленый (565)
Низкопрофильные СИД Ø 5 мм (КИПД88)	Красный (660)	10…100
Желтый (590)
Желто-зеленый (570)
Зеленый (565)
Ø 5 мм (КИПД40)	Красный (660)
Желтый (590)
Желто-зеленый (570)
Зеленый (565)
Плоские СИД Ø 10 мм (КИПМ15)	Красный (660)
Желтый (590)	1…100
Желто-зеленый (570)
Зеленый (565)
Прямоугольные СИД 2,2 × 5 мм	Красный (660)
Желтый (590)
Желто-зеленый (570)
Зеленый (565)
Многокрисальные СИД Ø6 мм (КИПМ25)	Красный (660)
Желтый (590)
Желто-зеленый (570)
Зеленый (565)
Двухцветные СИД Ø5 мм (КИПД41)	Красно-зеленые (660/565), любые другие варианты	1…50	10, 20
Ø20 мм 1-, 2-, 4-, 6-кристальные (КИПМ 20)	Красный (660)	1…100
Желтый (590)
Желто-зеленый (570)
Зеленый (565)

 

Параметры ярких СИД красного и желтого цветов свечения в матовом окрашенном корпусе приведены в таблице 3. 9

Таблица 3.9 – Основные характеристики ярких светодиодов красного и желтого цветов свечения в матовом окрашенном корпусе

 

Шифр сигнала	Цвет свечения (λ, нм)	Структура	Прямое напряжение, UПР, В	Сила света, кд, при токе 20 мА (10 мА)	Угол обзора, град
Тип.	Макс.
КИПМ45Н30	Красный (625)	ТS AlinGap	2,1	2,8	1,0…1,5
КИПМ45П30	1,5…2,0
КИПМ45Р30	2,0…3,0
КИПМ45Н30	Желтый (590)	1,0…1,5
КИПМ45П30	1,5…2,0
КИПМ45Р30	2,0…3,0
КИПМ45Н30	Красный (625)	2,0	2,5	(1,0…1,5)
КИПМ45П30	(1,5…2,0)
КИПМ45Р30	(2,0…3,0)
КИПМ45Н30	Желтый (590)	(1,0…1,5)
КИПМ45П30	(1,5…2,0)
КИПМ45Р30	(2,0…3,0)

 

Они используют окрашенные рассеивающие линзы, излучающие световой поток, достаточный для изготовления недорогих информационных табло. Потенциальные возможности высокоэффективных структур позволяют получать силу света порядка 2 кд при токе не только 20 мА, но и 10 мА., что увеличивает надежность изделий на СИД .

Совершенствование светодиодов проходило по двум направлениям – увеличение внешнего квантового выхода и расширения спектра излучения. Велик вклад в работу и советских ученых в частности Ж.И. Алферова, еще в 70-е годы разработавшего так называемые многопроходные двойные гетероструктуры, позволяющие значительно увеличить внешний квантовый выход за счет ограничения активной области рекомбинации. Использовались гетероструктуры на основе арсенидов галлия-алюминия, при этом был достигнут внешний квантовый выход до 15 % для красной части спектра (световая отдача до 10 лм/Вт) и более 30% — для инфракрасной. Показателен факт присуждения Жоресу Ивановичу Алферову Нобелевской премии в 2000г., когда стали очевидными важность и огромное значение его работ для развития науки и техники.

Исследование других гетероструктур привели к созданию эффективных светодиодов, излучающих в других областях спектра. Так, светодиоды, на основе фосфидов алюминия – галлия – индия (разработка компании Hewlett-Packard) излучали красно-оранжевый, желтый и желто-зеленый свет. Они имели световую отдачу до 30 лм/Вт (и внешний квантовый выход до 55%), превосходя лампы накаливания. При этом необходимо понимать, что в отличие от ламп накаливания светодиоды излучают свет в относительно узкой полосе спектра, ширина которой составляет 20…50 нм. Они занимают промежуточное положение между лазерами, свет которых монохроматичен (излучение со строго определенной длинной волны), и лампами различных типов, излучающих белый свет (смесь излучений различных спектров). Иногда такое «узкополосное» излучение называют «квазимонохроматическим».

Современный уровень технологий производства ОЯ СИД в мире позволяет повсеместно заменять лампы накаливания более надежными и малопотребляющими источниками света. Мировые лидеры по производству СКД, такие как Nichia и Lumileds, заявляют, что век ламп накаливания на исходе (им осталось жить меньше 10 лет).

Так световая отдача лампы накаливания с красным светофильтром составляет всего 30 лм/Вт, в то время как красные светодиоды сегодня дают 30 лм/Вт и более. Например, новейшие приборы Luxeon производства американской компании Lumileds (совместное предприятие Agilent Technologies и Philips Lighting) обеспечивают 50 лм/Вт для красной и даже 65 лм/Вт для оранжево-красной части спектра. Впрочем, и это не рекорд – для желто-оранжевых светодиодов планка 100 лм/Вт уже взята.

Долгое время развитие светодиодов сдерживалось отсутствием приборов, излучающих в синем диапазоне. Эту проблему решил в 90-х годах прошлого века Ш. Накамура из компании Nichia Chemikal (а позднее и специалисты Hewlett Packart) с помощью гетероструктуры на основе нитрида индия – галия InGaN

В сине – зеленой области спектра удалось добиться внешнего квантового выхода до 20 % и вплотную приблизиться по эффективности к люминесцентным лампам (световая отдача 70…90 лм/Вт.)

Изобретение синих светодиодов замкнуло «RGB круг» и сделало возможным создание светодиодов белого света. На данный момент существуют три способа получения белого света с помощью светодиодов.

Первый из них – смешивание в определенной пропорции излучения красного, зеленого и синего светодиодов. При этом могут быть использованы как отдельные светодиоды разных цветов, так и трехкристальные светодиоды, объединяющие кристаллы красного, синего и зеленого свечения в одном корпусе.

На рис. 3.13 показана зависимость спектральной плотности излучения от длины волны, необходимая для получения белого света путем смешивания в определенной пропорции излучения красного, зеленого и синего светодиодов.

Рис. 3.13. Получение белого света

 

Основой более дешевого и распространенного светодиода белого света является полупроводниковый кристалл структуры InGaN, излучающий на длине волны 460…470нм (синий свет) и нанесенный сверху на поверхность кристалла люминофор на основе YAG (иттрий – гадолиниевых грантов), активизированный Ge³⁺, излучающий в широком диапазоне видимого спектра и имеющий максимум в его желтой части.

На рис. 3.14 проиллюстрировано получение белого света с помощью кристалла синего светодиода и нанесенного на него слоя желтого люминофора.

Рис. 3.14. Получение белого света с помощью кристалла синего светодиода

и нанесенного на него слоя желтого люминофора

Человеческий глаз комбинацию такого рода воспринимает как белый цвет.

Такие светодиоды намного дешевле трехкристальных, обладают хорошей цветопередачей, а по светоотдаче (до 30 лм/Вт) они уже обогнали лампы накаливания (15 лм/Вт).

Еще один метод получения белого света – возбуждение трехслойного люминофора светодиодом ультрафиолетового спектра (УФ-СИД).

На рис. 3.15 показано получение белого света с помощью светодиода и RGB-люминофора.

Рис. 3.15. Получение белого света с помощью светодиода и RGB-люминофора

 

Кристалл светодиода – практически точечный источник света, поэтому корпус может быть очень миниатюрным. Конструкция корпуса светодиода должна обеспечить минимальные потери излучения при выходе во внешнюю среду и фокусирование света в заданном телесном угле. Кроме того, должен быть обеспечен эффективный отвод тепла от кристалла. Самая распространенная конструкция светодиода – традиционный пятимиллиметровый корпус.

Световая отдача белого светодиода Luxeon III при номинальном прямом токе 0,7 А составляет 25 лм/Вт, световой поток при этом равен 65 лм.

Светоотдача Luxeon III уже превосходит светоотдачу классических и галогенных ламп накаливания, и в ближайшее время Lumileds Lighting планирует вплотную подойти к светоотдаче люминесцентных ламп 80…100 лм/Вт.

Тестовые вопросы к главе 3 «Источники некогерентного излучения»

 

3.1. Укажите, какая длина волны соответствует видимой области света:

а) ; б) ; в) ; г) .

3.2. Какое напряжение пробоя типично для светодиодов:

а) ; б) ; в) ; г) .

3.3. От чего зависит частота излучения светодиода:

а) от напряжения;

б) от прямого тока;

в) от ширины запрещенной зоны;

г) от обратного напряжения.

 

3.4. При каком напряжении светодиод эффективно излучает свет:

а) ; б) ; в) ; г) ;

3.5 Укажите номер, который соответствует красному СИД:

а) GaAs₆₀P_{40 ;}

б) GaAs₃₅P₆₅N;

в) GaAs₁₄P₈₆N;

г) GaPN.

3.6. Укажите номер, который соответствует оранжевому СИД:

а) GaAs₆₀P_{40 ;}

б) GaAs₃₅P₆₅N;

в) GaAs₁₄P₈₆N;

г) GaPN.

 

 

3.7. Какая конструкция отличается простотой, но имеет малые значения коэффициента вывода оптического излучения:

а) а; б) б; в) в; г) г; д) д; е) е; ж) з.

 

3.8. Какие конструкции отличается хорошим коэффициентом вывода оптического излучения:

а) а; б) б; в) в; г) г; д) д; е) е; ж) з.

 

 

3.9. Какие конструкции используют пластмассовые линзы повышающие эффективность вывода оптической энергии:

а) а; б) б; в) в; г) г; д) д; е) е; ж) з.

 

 

 

3.10. Какая конструкция улучшает диаграмму направленности торцевого излучения:

а) а; 1) б) б; 2) в) в; 3) г) г; 4) д) д; 5) е) е; 6) ж) з.

 

 

Узнать еще:

Яркость экрана. Как не ошибиться в выборе?

Яркость светодиодного экрана: как не ошибиться в выборе.

Светодиодный экран — это всегда ярко, заметно и броско. Яркость LED экрана, хотя и является ключевым показателем, не работает по принципу «чем больше – тем лучше». Как известно, во всём есть своя «золотая середина». Сфера LED экранов – не исключение, и под каждую задачу LED Partners находит и реализует для своих клиентов эту самую золотую середину.

Что такое яркость экрана?

Яркость экрана складывается из интенсивности свечения отдельных светодиодов. Она регулируется уровнем тока, подающегося на светодиод.В зависимости от места использования и назначения параметры экранов должны быть разными.

Картинка одинаковой яркости может отлично смотреться в полутемном кафе и быть тусклой и незаметной на улице на ярком солнце. Интенсивность свечения определяется типом светодиода и параметрами светодиодного модуля, а также регулируется программно.

Экраны LED Partners имеют функцию автоматической регулировки за счёт специальных датчиков: интенсивность свечения светодиодов снижается с наступлением ночи, а при ярком солнечном свете повышается – в таком режиме экран работает оптимально. Днём его видно, даже если он расположен за стеклом (витринный LED экран), а вечером он остаётся ярким, но при этом не слепит окружающих и экономит расход электроэнергии для своего владельца.

Яркость интерьерных, уличных, витринных экранов.

Яркость экрана измеряется в канделах на квадратный метр. Для интерьерных экранов этот показатель должен быть не менее 800 кандел, для уличных — не меньше 4000, для экрана, расположенного под ярким солнцем, не менее 6000 кандел.

Яркость для интерьерных экранов находится на уровне 600-1200 Кандел. Менять этот показатель нужно в зависимости от назначения экрана и освещенности помещения. Превышать его не стоит — в противном случае вместо желаемого рекламного и информационного эффекта можно получить раздражение клиентов и слепящий глаза свет.

Интенсивность свечения светодиодного уличного экрана (в т.ч. витринного) превышает показатель своего интерьерного собрата в 4-6 раз. Это связано с более ярким естественным светом и возможностью засветки экрана.

Витринные светодиодные экраны стоят особняком от интерьерных. Это связано с тем, что они, хотя и находятся внутри помещения, должны обладать повышенным значением яркости. Между витринным LED экраном и зрителем есть существенная преграда – стекло. Стеклянная перегородка или окно – источник бликов и искажений, а значит только LED модули с повышенной яркостью способны сделать экран в витрине эффективным и заметным. Для окон, обращённых на улицу, яркость требуется на уровне outdoor — от 4000, а лучше от 4500 кандел.

Более того, расстояние от зрителя до картинки на LED экране небольшое, поэтому изображение должно быть качественным, с минимальным шагом пикселя.

LED экраны в витрину – одна из основных специализаций нашей компании. В LED Partners мы уже установили более 100 единиц экранов в витрины в Москве и Санкт-Петербурге по всем нормам архитектурных планов и законодательства.

Ошибки при выборе и их последствия

Некоторые производители активно продвигают свои модели экранов с яркостью более 7000 кандел по принципу чем больше, тем лучше. Завышение этого параметра светодиодного экрана — основная ошибка неопытных владельцев, которая приводит сразу к нескольким проблемам:

• Чем выше яркость, тем выше потребление экраном энергии. Увеличение показателей повлечет за собой рост цифр в квитанциях на 50, а то и более процентов.

• Слишком яркий свет от экрана — источник раздражения потенциальных покупателей, соседей, местных жителей, а заодно и повод для штрафа или иных взысканий. В Москве, например, к показателю яркости применяются особые нормы, определяемые силовыми ведомствами, включая ФСО России.

• На чрезмерно ярком экране трудно прочитать текст — будьте готовы к тому, что на уличном экране ваш гениальный текст и со вкусом подобранная картинка просто сольются в одно слепящее пятно

• Излишне высокая яркость светодиода приводит к его быстрому выходу из строя, в то время как работа экрана на сбалансированной мощности — гарантия увеличения срока работы прибора на 60-70%.

Более того, потребление электроэнергии светодиодным экраном не только зависит от яркости, но и от применяемых в нём блоков питания – преобразователей AC/DC. Правильные значения вольтажа, рекомендованные производителем, а также подбор надёжных комплектующих – ещё один немаловажный фактор экономичности и долговечности яркого LED экрана.

Ультраяркие светодиоды компании CREE

16 июля 2009

По оценкам экспертов, около 20% электроэнергии, вырабатываемой во всем мире, приходится на освещение.

Мощные светодиоды потребляют в 10 раз меньше ламп накаливания и в 2 раза меньше, чем люминесцентные лампы при одинаковых величинах светового потока. Срок службы лампы накаливания — около 1000 часов, люминесцентной лампы — около 5000 часов. Для сравнения, срок эксплуатации светодиодных светильников — от 50 до 100 тысяч часов. Из этого следует, что радикально решить вопрос экономии электроэнергии и затрат на обслуживание систем освещения может только применение светодиодных источников света. Таким образом, применение светодиодных светильников дает двойную экономию: электроэнергии и затрат по эксплуатации осветительных приборов (замена и ремонт).

Светодиоды очень компактны, не требуют высокого напряжения питания, не имеют бьющихся частей (светодиоды — это твердотельные приборы), что обеспечивает устойчивость к вибрации и ударам, не содержат вредных веществ. На основе светодиодов можно создавать источники света с произвольной диаграммой направленности. Кроме того, светодиоды могут работать при низких температурах окружающей среды, что проблематично для люминесцентных ламп.

Компания Cree выпускает ультраяркие (другое равноценное название — сверхъяркие) и мощные (осветительные) светодиоды. Между этими группами твердотельных источников света невозможно провести четкую грань, поэтому в данной статье рассматривается классификация серий светодиодов по версии производителя Cree, которая представлена на рисунке 1.

 

 

 

Рис. 1. Серии ультраярких и мощных светодиодов фирмы Cree

К ультраярким светодиодам, предназначенным для индикации, производитель относит круглые (P2 Round) и овальные (ScreenMaster P2 Oval) светодиоды в корпусе для монтажа в отверстия, серию Р4 (корпус «пиранья») и серии светодиодов для поверхностного монтажа в корпусах PLCC2, PLCC4 и PLCC6. К мощным светодиодам, предназначенным для осветительных приборов, компания Cree относит серии XLamp XR, XLamp XP, XLamp MC. 

 

Применение ультраярких светодиодов

Ультраяркие светодиоды предназначены, в первую очередь, для индикации (обычно с относительно большого расстояния) и, во вторую, — для подсветки или в качестве маломощных источников света. Некоторые варианты применения сверхъярких светодиодов показаны на рисунке 2.

 

 

Рис. 2. Некоторые варианты применения ультраярких светодиодов Cree

Светофоры, световые указатели, светодиодные экраны и электронные табло — это одни из самых массовых приложений ультраярких светодиодов. Замена галогенных ламп, ручные и головные фонари с минимумом потребления энергии, медицинские инструменты с местной подсветкой, например, для стоматологии и других медицинских приложений. Наиболее востребованы светодиодные светильники для подсветки витрин ювелирных магазинов, так как тепловыделение светодиодных источников света существенно меньше по сравнению с галогенными лампами. Воздействие повышенной температуры на ювелирные изделия приводит к преждевременному изменению внешнего вида некоторых металлов (к сожалению, не в лучшую сторону). Это главная причина, по которой ювелиры проявляют большой интерес к перспективным светодиодным системам освещения.

Массовое использование ультраярких светодиодов происходит в автомобильной промышленности. Это задние фары, габаритные огни и стоп-сигналы, подсветка салона и приборной панели. Применение современных светодиодов дает широкое поле деятельности дизайнерам для реализации самых разных вариантов декоративного освещения.

В промышленности востребована подсветка в коммерческих морозильных камерах из-за гораздо меньшего тепловыделения светодиодных светильников. Простота реализации локальной и направленной подсветки позволяет с успехом использовать ультраяркие светодиоды в системах машинного зрения. И, конечно, одно из наиболее востребованных приложений для сверхъярких светодиодов — подсветка дисплеев. Несомненно, с каждым годом количество ЖК-телевизоров и мониторов со светодиодной подсветкой будет только увеличиваться. Конечно, все сферы применения ультраярких светодиодов перечислить невозможно, поэтому переходим к принципам зрительного восприятия человека и световым характеристикам светодиодов, без которых невозможно правильное понимание параметров ультраярких и мощных светодиодов.

 

Зрительное восприятие

и фоторецепторы глаза человека

Принцип работы глаз человека определяет развитие систем освещения и отображения информации. Фоторецепторы сетчатки глаза имеют два типа зрительных клеток: палочки и колбочки. Палочки гораздо чувствительнее к яркости, но не различают цвета. Колбочки различают цвет в видимом диапазоне от 380…400 нм (фиолетовый) до 770 нм (красный), но слабо реагируют на интенсивность светового потока. Сетчатка содержит три типа колбочек, каждый из которых чувствителен к своему цвету (синему, зеленому или красному). Это показано на рисунке 3.

 

 

Рис. 3. Чувствительности цветовых рецепторов глаза в разных диапазонах видимого спектра

Как мы видим, графики в значительной степени пересекаются. Обратите внимание, что чувствительность глаза к синей части спектра минимальна (график показан с умножением на 20 от истинного значения). Суммарный отклик колбочек имеет четко выраженный максимум в области зеленого цвета с длиной волны около 555 нм, что показано на рисунке 4.

 

 

Рис. 4. Суммарная чувствительность цветовых рецепторов глаза в видимом диапазоне света

Палочек намного больше, чем колбочек, поэтому сетчатка глаза гораздо чувствительнее к интенсивности светового потока, чем к цвету. Очень важно и то, что восприятие яркости света глазом среднестатистического человека происходит по логарифмическому закону. Например, реальная сила света, требуемая для формирования 50-процентного серого изображения (точно по центру между абсолютно черным и полностью белым) составляет примерно 18% от силы света, нужной для формирования полностью белого изображения. Нелинейное восприятие яркости глазом человека должно обязательно учитываться при выводе информации на дисплей. Очевидно, что чувствительность глаз каждого конкретного человека индивидуальна, поэтому в светотехнике пользуются параметрами зрительного аппарата среднестатистического человека.

 

Фотометрические (светотехнические)

характеристики светодиодов

Световые характеристики источников света основаны на двух основных фотометрических стандартах: сила света и световой поток. Единица измерения светового потока — люмен. 1 люмен эквивалентен световому потоку, излучаемому точечным источником с силой света 1 кандела внутри телесного угла 1 стерадиан. Наглядная иллюстрация этого определения приведена в верней части рисунка 5.

 

 

Рис. 5. Фотометрические характеристики источников света

Для понимания фотометрических характеристик необходимо вспомнить определение стерадиана. Стерадиан представляет собой телесный угол Ω (конус с центром сферы радиусом R), который вырезает на сфере поверхность площадью R² (как показано в верхней части рисунка 5). Из определения стерадиана следует, что полный световой поток, излучаемый точечным источником с силой света 1 кандела равен 4p люменов.

 

Световой поток F

Силу света измеряют в канделах (в переводе с латинского — свеча). Кандела — это сила света обычной восковой свечи.

Возникает вполне правомерный вопрос: почему силу света измеряют в канделах, а не Вт/стерадиан (Вт/ср)? Часто так и делают, но при использовании мощных светодиодов для освещения возникает следующее неудобство. Если включить зеленый, красный и синий светодиоды с одинаковой силой света, измеренной в Вт/ср, то яркость зеленого светодиода будет существенно выше. Это явление объясняет рассмотренные нами выше графики на рисунках 3 и 4, иллюстрирующие разную чувствительность глаза человека к разным длинам волн видимого спектра. Яркость красного светодиода нам казалась бы меньше, чем у зеленого, а свечение синего светодиода вообще оказалось бы очень тусклым. Чтобы устранить эти причины, силу света измеряют в канделах, а световой поток в люменах (см. рис. 5). При расчете освещенности именно люмен является наиболее подходящей единицей измерения для расчетов и сравнения разных источников света.

 

Сила света I

Сила света I — это пространственная плотность светового потока или отношение светового потока внутри телесного угла к величине этого телесного угла. Проще говоря, сила света показывает, какую часть светового потока излучает источник в рассматриваемом направлении. Сила света измеряется в канделах (кд).

Для пересчета кандел в люмены применяют следующий метод:

1. Зная двойной угол половинной яркости светодиода q, взятый из документации производителя, вычисляем соответствующий телесный угол Ω = 2p (1-cos(q/2)).

2. Определяем световой поток F = IxΩ, где I — сила света светодиода.

 

Освещенность Е

Освещенность характеризует уровень освещения поверхности, создаваемый световым потоком, падающим на поверхность. В системе СИ измеряется в люксах. Рассчитывается по формуле E = F/S (1 люкс = 1 люмен/м²). Освещенность пропорциональна силе света. С увеличением дистанции от поверхности освещенность уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния. При падении световых лучей наклонно к освещаемой поверхности освещенность падает пропорционально косинусу угла падения лучей.

 

Яркость L

В фотометрии термин «яркость» рассматривают применительно к поверхности. Хотя мы все часто употребляем термин «яркость светодиода», это некорректно. Более правильные термины — сила света и световой поток. В данном случае (см. рис. 5) речь идет о яркости поверхности, то есть отраженном от нее свете. Яркость L — это отношение силы света I элемента поверхности к площади его проекции, перпендикулярной рассматриваемому направлению или L = (I/S) x cosa. Из всех фотометрических величин яркость наиболее близко связана со зрительными ощущениями, так как освещенности изображений предметов на сетчатке глаза пропорциональны именно яркости этих предметов.

 

Световая отдача

Световая отдача характеризует эффективность источника излучения, определяющая, какой вырабатывается световой поток на 1 Вт подведенной мощности. Единица измерения — лм/Вт. Теоретически максимально возможная световая отдача равна 683 лм/Вт у источника света с длиной волны 555 нм при преобразовании электрической энергии в свет без потерь. Из последнего предложения следует, что 1 люмен — это световой поток зеленого излучателя света без потерь с длиной волны 555 нм мощностью 1/683 Вт. Обычная лампа накаливания 60 Вт обеспечивает световой поток 500 лм (светоотдача — 8,33 лм/Вт). Лампа накаливания мощностью 100 Вт излучает световой поток около 1300 лм (13 лм/Вт). Люминесцентная лампа мощностью 26 Вт создает световой поток около 1600 лм (61,5 лм/Вт). Уличная натриевая газоразрядная лампа излучает 10000…20000 лм. Натриевые лампы низкого давления обеспечивают один из максимальных показателей эффективности — световая отдача около 200 лм/Вт. Фирма Cree выпускает светодиоды с оптической эффективностью более 100 лм/Вт. По оценкам экспертов со временем этот показатель будет только увеличиваться, а цена ультраярких и осветительных светодиодов будет только уменьшаться.

 

Основные параметры

ультраярких светодиодов Cree

В таблице 1 приведены параметры ультраярких светодиодов Cree в круглых корпусах диаметром 5 мм.

Таблица 1. Параметры круглых ультраярких светодиодов фирмы CREE

Серия	Наименование		Цвет	Диаметр, мм	Угол излучения, град.	Сила света, мкд			Длина волны, нм
	без ограничителей на выводах	с ограничителями на выводах				Мин.	Тип.	Макс.	Мин.	Тип.	Макс.
503	C503B-AAN	C503B-AAS	Янтарный (Amber)	5	15	5860	13000	23500	584	591	596
	C503B-ABN	C503B-ABS			23	3000	5000	12000
	C503B-CAN	C503B-CAS			30	3000	5000	8200
	C503B-BAN	C503B-BAS	Синий (Blue)		15	5860	11000	23500	465	470	480
	C503B-BCN	C503B-BCS			30	2130	4100	8200
	C503B-GAN	C503B-GAS	Зеленый (Green)		15	16800	34000	64600	520	527	535
	C503B-GCN	C503B-GCS			30	5860	12500	23500
	C503B-RAN	C503B-RAS	Красный (Red)		15	5860	12000	23500	618	624	630
	C503B-RBN	C503B-RBS			23	3000	5000	12000
	C503B-RCN	C503B-RCS			30	3000	5100	12000
	C503B-WAN	–	Белый (White)		15	14400	18000	32900	–	–	–
	C503C-WAN	C503C-WAS				16800	24000	32900
513	C513A-WSN	C513A-WSS			55	2130	4000	8200
535	C535A-WJN	–			110	770	1400	3000
* – последняя буква S (Stopper) обозначает наличие ограничителей на выводах светодиода
** – последняя буква N (No Stopper) обозначает отсутствие ограничителей на выводах светодиода

Светодиоды для монтажа в отверстия выпускаются с ограничителями на выводах и без них. Производитель указывает четкие допустимые границы минимальных и максимальных значений силы света и длин волн видимого диапазона излучения. Это характеризует очень высокую культуру производства светодиодов и отлаженность технологического процесса.

Для некоторых приложений, например, для светодиодных экранов часто целесообразнее использовать овальные светодиоды с несимметричной диаграммой направленности. Разные мощности излучения по двум осям позволяют оптимально распределять энергию излучения светодиодов. Параметры ультраярких овальных светодиодов Cree с размерами корпуса 4 и 5 мм приведены в таблице 2.

Таблица 2. Параметры овальных ультраярких светодиодов фирмы CREE

Серия	Наименование	Цвет	Размер, мм	Угол излучения, град.	Сила света, мкд			Длина волны, нм
					Мин.	Тип.	Макс.	Мин.	Тип.	Макс.
4SM	C4SME-RJS*	Красный (Red)	4	100×45	770	1100	2130	619	621	624
	C4SMF-RJS	Синий (Blue)			550	1000	2130	460	470	475
	C4SMF-GJS	Зеленый (Green)			2130	4000	8200	520	527	535
	C4SMF-RJS	Красный (Red)			1100	1900	4180	619	621	624
	C4SMG-BJS	Синий (Blue)			390	900	1520	460	470	475
	C4SMG-GJS	Зеленый (Green)			1100	2200	1480	520	527	535
	C4SMG-RJS	Красный (Red)			550	1100	2130	619	621	624
5SM	C5SMA-RJS	Красный (Red)	5	110×50	280	450	770	620	624	628
	C5SMB-AJS	Янтарный (Amber)			390	600	1100	584	591	596
	C5SMB-BJS	Синий (Blue)			200	350	770	465	470	475
	C5SMB-GJS	Зеленый (Green)			1100	1750	3000	520	527	535
	C5SMB-RJS	Красный (Red)			390	750	1100	620	628	635
	C5SME-RJS	Красный (Red)		100×35	770	1100	2130	619	621	624
	C5SMF-AJS	Янтарный (Amber)			770	2100	3000	584	591	596
	C5SMF-BJS	Синий (Blue)			550	1100	2130	460	470	475
	C5SMF-GJS	Зеленый (Green)			2130	4400	8200	520	527	535
	C5SMF-RJS	Красный (Red)			1100	2200	4180	619	621	624
566	C566C-AFN**	Янтарный (Amber)		65×35	1520	2500	4180	584	591	596
	C566C-AFS
	C566C-BFN	Синий (Blue)			770	1500	4180	460	470	475
	C566C-BFS
	C566C-GFN	Зеленый (Green)			2130	5200	12000	520	527	535
	C566C-GFS
	C566C-RFN	Красный (Red) nt>			1100	2200	4180	619	621	624
	C566C-RFS
* – последняя буква S (Stopper) обозначает наличие ограничителей на выводах светодиода ** – последняя буква N (No Stopper) обозначает отсутствие ограничителей на выводах светодиода

Более мощные ультраяркие светодиоды Cree серии Р4 выпускаются в популярном корпусе «пиранья». Сила света этих светодиодов достигает 13,2 кд при угле излучения 100…120° (гарантированное минимальное значение сила света 4…5 кд). Параметры светодиодов серии Р4 сведены в таблицу 3.

Таблица 3. Параметры ультраярких светодиодов серии Р4 фирмы CREE

Серия	Наименование	Цвет	Размер, мм	Угол излучения, град.	Сила света, мкд			Длина волны, нм
					Мин.	Тип.	Макс.	Мин.	Тип.	Макс.
P41	CP41B-ADS	Янтарный (Amber)	7,6×7,6	40	4400	6500	11000	584	591	599
	CP41B-AFS			70	5500	7500	13200
	CP41B-AHS			100	5500	8000	13200
	CP41B-BFS	Синий (Blue)		70	1650	2500	3300	462	470	475
	CP41B-GFS	Зеленый (Green)		70	4400	6500	8730	515	527	535
	CP41B-RDS	Красный (Red)		40	4400	7000	11000	620	628	637
	CP41B-RFS			70	4400	7500	11000
	CP41B-RHS			100	4400	8000	13200
	CP41B-WES	Белый (White)		60	3850	7000	11000	–	–	–
	CP41B-WGS			90	3850	7000	11000	–	–	–
P42	CP42B-AKS	Янтарный (Amber)		120	5500	7000	13200	584	591	599
	CP42B-BKS	Синий (Blue)		120	1100	1500	3300	462	470	475
	CP42B-GKS	Зеленый (Green)		120	4400	6500	11000	515	527	535
	CP42B-RKS	Красный (Red)		120	4400	6000	11000	618	624	630
P43	CP43B-AGS	Янтарный (Amber)		90	2130	5000	8200	584	591	599
	CP43B-RGS	Красный (Red)		90	2130	4500	8200	618	624	630

Большой популярностью пользуются ультраяркие светодиоды Cree для поверхностного монтажа (SMD). Параметры серий этих светодиодов представлены в таблице 4. Максимальной мощностью излучения отличаются серии LP6 и LN6. Максимальная сила света белых светодиодов серии LP6 достигает 14…18 кд при угле излучения 120°. Для белых светодиодов серии LN6 производитель приводит значения светового потока в люменах. Максимальные значения этого параметра достигают 85…100 лм (типовые значения от 65 до 80 лм).

Таблица 4. Параметры ультраярких светодиодов для поверхностного монтажа (SMD) фирмы CREE

Серия	Наименование	Цвет	Размер, мм	Угол излучения, град.	Сила света, мкд (*Световой поток, лм)			Длина волны, нм
					Мин.	Тип.	Макс.	Мин.	Тип.	Макс.
LM1	CLM1B-AKW	Янтарный (Amber)	3,2×2,7	120	355	600	900	584	591	596
	CLM1B-BKW	Синий (Blue)			280	450	710	460	470	480
	CLM1B-GKW	Зеленый (Green)			710	1300	2240	520	527	540
	CLM1B-RKW	Красный (Red)			450	650	1120	618	624	630
	CLM1C-WKW	Белый (White)			710	1200	1800	–
LM2	CLM2B-AEW	Янтарный (Amber)		60	3550	5000	9000	584	591	599
	CLM2B-REW	Красный (Red)			2240	3700	5600	618	624	630
LM3	CLM3A-WKW	Белый (White)	2,7×2,0	120	1120	1600	2240	–
	CLM3C-AKW	Янтарный (Amber)			355	700	900	584	591	596
	CLM3C-MKW	Белый теплый			1120	1560	2800	–
	CLM3C-RKW	Красный (Red)			560	740	1400	618	624	630
	CLM3C-WKW	Белый (White)			1400	1850	3550	–
LM4	CLM4B-AKW	Янтарный (Amber)	3,2×2,7		1120	1500	2800	584	591	599
	CLM4B-BKW	Синий (Blue)			355	550	900	460	470	480
	CLM4B-GKW	Зеленый (Green)			1400	1800	3550	515	527	535
	CLM4B-PKW	Оранжевый (Orange)			1120	2000	2800	610	615	622
	CLM4B-RKW	Красный (Red)			1120	1600	2800	618	624	630
LP6	CLP6B-MKW	Белый теплый	6×5		7100	9500	14000	–
	CLP6B-WKW	Белый (White)			7100	11000	18000	–
	CLP6C-FKB	Синий (Blue)			280	400	560	460…480
		Зеленый (Green)			1120	1600	2240	520…540
		Красный (Red)			560	700	1120	619…624
	CLP6C-AKW	Янтарный (Amber)			2800	4200	7100	584	591	596
	CLP6C-RKW	Красный (Red)			3550	4800	7100	618	624	630
LA1	CLA1A-MKW	Белый теплый	3,2×2,8		1400	2000	3550	–
	CLA1A-WKW	Белый (White)			1800	2600	4500	–
LA2	CLA2A-WKW	Белый (White)			2240	3400	5600	–
LV1	CLV1A-FKB	Синий (Blue)			180	320	450	460…480
		Зеленый (Green)			560	850	1400	520…540
		Красный (Red)			355	550	900	619…624
LV6	CLV6A-FKB	Синий (Blue)	5,5×5,5		280	400	560	460…480
		Зеленый (Green)			1120	1600	2240	520…540
		Красный (Red)			560	400	1120	619…624
LN6	CLN6A-MKW	Белый теплый	5x5x1,3	115	51*	65*	85,6*	–
	CLN6A-WKW	Белый (White)			60,5*	80*	101,8*	–
* – для светодиодов серии LN6 приведены значения светового потока в люменах (лм)

Удобный и автоматизированный монтаж SMD-светодиодов, их малые размеры, низкий нагрев и высокая светоотдача позволяют дизайнерам выбрать оптимальные и интересные решения для создания систем освещения.

При заказе белых светодиодов необходимо обратить внимание на бины и цветовую температуру. Бин кодирует цветовую температуру и силу света излучения белых светодиодов в довольно узком спектральном диапазоне, поэтому при заказе необходимо внимательно изучать документацию (datasheet), где указаны возможные варианты бинов.

По прогнозам экспертов внедрение в нашу жизнь ультраярких светодиодов (и, конечно, мощных осветительных) со временем будет идти все более быстрыми темпами. При массовом производстве их цена будет постоянно снижаться. Придет время, и наши глаза будут все больше радоваться светодиодному освещению, управляя оттенками которого можно даже поднимать настроение. Остается только пожелать читателю успехов в применении ультраярких светодиодов компании Cree.

Получение технической информации, заказ образцов, поставка — e-mail: [email protected]

 

 

 

•••

Наши информационные каналы

Как подобрать светодиоды в автомобиль

В данном руководстве мы расскажем, какие бывают светодиоды и как правильно подобрать самому необходимые размеры ламп в автомобиль…

Типы светодиодов

High Power светодиоды – одни из самых дорогих на данный момент, светодиоды повышенной мощности от 1 до 5W ( не для авто есть и больше), отличаются высокой светоотдачей, до 200 lumen(5W). Количество кристаллов, от 1 до 6. Встречаются модели, где главным выступает высокомощный чип, а его окружает светодиоды типа 1210 SMD или 5050 SMD.

Брендовые сверхмощные чипы типа Cree дают еще больше света, но гораздо дороже и встречаются только в брендовых продуктах.

Super bright SMD светодиоды – самые популярные светодиоды, зачастую на чипе 5050 (есть еще чипы 1210, 3528, более худших характеристик), по соотношению цена/качество, мы рекомендуем приобретать лампы именно на этих светодиодах. Чипы 1210, 3528 отличаются более низким показателями светоизлучения и низкой ценой, зато их количество на лампе, как правило — больше. Поэтому лампа на 27 SMD на чипе 1210 по световой яркости может быть индентична 13 SMD на чипе 5050. Также внимательно посмотрите, какое количество кристаллов находится на одном светодиоде (серые/черные точки). Чем больше количество точек, тем сильнее будет светить светодиод. Самые распространенные – 2 или 3 кристалла на одном светодиоде.

Super Flux, High flux (пиранья) – недорогие светодиоды, но с небольшими оптическими характеристиками и яркостью. Продолжают использоваться при производстве автомобильных ламп, отличаются невысокой ценой и большим количеством диодов на лампе в прозрачном корпусе (линзы).

Конечно, перечислены не все типы светодиодов , а лишь самые популярные, которые активно используются при производстве автоламп.

В настоящий момент производители светодиодов для авто пробуют использовать в лампах чипы cree и luxeon (USA) или любые другие супер мощные чипы, которые обеспечивают более мощный световой поток и угол рассеивания, но в то же время сильнее нагреваются. Цена на них существенно выше, обычно это брендовые изделия (посмотреть в каталоге).

• каждый чип типа High Power дает примерно 20-35 lumen яркости (3 кристалла)
• каждый чип 5050 SMD дает примерно 10-15 lumen яркости (3 кристалла)
• каждый чип 1210, 3528 SMD дает примерно 7 lumen яркости
• каждый чип типа пиранья дает примерно 4 lumen яркости

У продукции на светодиодах типа High Power 1W=20-35 lumen, при этом, как правило, 1.5W дает 3 кристалла на чипе типа high power, каждый кристалл по 0.5W.

• 5W High Power LED  лампа – по яркости сравнима с лампами накаливания на 20W
• 10W High Power LED лампа – по яркости сравнима с лампами накаливания на 50W
• 18W High Power LED лампа – по яркости сравнима с лампами накаливания на 100W

Температура свечения у диодов для авто обычно составляет:

• 6000k-6500k (cool white, холодный белый) — наиболее распространенная температура свечения
• 3000k-3500k (warm white, теплый белый) — иногда попадаются в продаже, но редко
• 4200k-5000k (natural white, нейтральный) — иногда попадаются в продаже

Для правильного подбора светодиодных автоламп, используйте следующие источники информации (на англ. языке), просто выберите год, марку и модель вашего автомобиля, далее смотрите маркировки лампы в каталоге и сравнивайте с указанной таблицей внизу. В любом случае, в нашем интернет-магазине все рубрики пронумерованы и европейскими номерами и маркировками цоколя, поэтому вы без труда найдете необходимую вам лампу:

— Полная база данных Online OSRAM
— База данных Online OSRAM SYLVANIA
— Каталог OSRAM (скачать PDF)
— Таблица соответствия лампы-светодиоды (скачать PDF)

Если вы не можете подобрать подходящие маркировки, вытащите лампу накаливания и посмотрите маркировку или форму вручную. Также вы можете воспользоваться индивидуальным подбором размеров автоламп для вашего автомобиля в рамках персонального отчета по световому тюнингу.

Светодиоды для освещения салона автомобиля

Для освещения салона, багажника, бардачка, подсветки номерного знака зачастую используются светодиоды типа festoon (цоколь SV8,5, маркировка 3175/C5W/C10W), хотя в некоторых автомобилях могут также использоваться и T10, например, в штурманском свете.

Обычные размеры для светодиодов такого типа 31, 36, 39 и 42 мм в длину. По ширине они могут быть разного размера, в том числе и очень широкие. Поэтому при подборе лампы внимательно замерьте длину ваших стандартных ламп и ширину возможной вставки светодиода в канал установки.

Существуют также целые матрицы (панели), обладающие совсем нестандартными размерами, но за счет большего количества светодиодов работающие очень ярко.

Часть их используют при освещении салона минивенов в заднем пассажирском плафоне или для освещения багажника. При этом сама матрица присоединена к стандартной лампе типа festoon, поэтому в любом случае поместить ее в штатное место и подключить матрицу в ограниченном пространстве не составит труда.

Светодиоды для передних габаритов

В качестве замены передних габаритных ламп W5W используют светодиодные бесконтактные лампы, маркировка которых начинается с T10, либо цоколь BA9S.

Поскольку они находится в непосредственной близости от лампы головного света. От этого происходит нагрев, кристаллы светодиода не выдерживают и выходят из строя. Для защиты светодиода от перегрева некоторые модели ламп оснащают стабилизатором тока, который предотвращает увеличение проходящего тока через кристалл при повышении температуры. Стоить понимать, что светодиоды со встроенным стабилизатором достаточно дорогие, но и прослужат вам намного дольше.

Светодиоды для задних габаритов и стоп-сигнала

Во многих машинах используются совмещенные лампы габариты-стоп сигналы, это двухконтактные лампы (цоколь BAY15D, номер 1157). На некоторых автомобилях на «СТОП» сигнале может устанавливаться цокольная одноконтактная лампа с цоколем BA15S (номер 1156).

На автомобилях японского производства и некоторых американских в качестве стоп сигнала или стоп/габарит могут устанавливаться бесконтактные лампы:

• W21W (номер 7440) — одноконтактная
• W21/5W (номер 7443) — двухконтактная

Светодиоды для заднего хода

Тут все достаточно просто, обычно используются лампы с цоколем типа BA15S (номер 1156), одноконтактные. Учтите, что светодиодная лампа должна быть не направленная (точечная), а рассеивающая, иначе в темноте у вас сзади будут просто два слепящих пятна.

Светодиоды для поворотников

В передних и задних фарах автомобилей в качестве лампы указателей поворотов применяют одноконтактные лампы P21W с цоколем BA15S (1156). В автомобилях с прозрачной оптикой задних фонарей устанавливают одноконтактные цокольные лампы с желтым стеклом и цоколем BAU15S, BAY15D (номер 1157), а в повторителях поворотов устанавливаются лампы WY5W (T10).

Для некоторых японских и американских автомобилей в повороты устанавливается безцокольная лампа W21W (номер 7440).

Реле и резисторы для предотвращения побочных эффектов

При использовании светодиодов возможны побочные эффекты, такие как частое моргание (особенно у поворотников) или предупреждения электроники автомобиля о сгоревшей лампе (но у вас все работает, просто машина думает, что обычная лампа сгорела).

В этом случае стоит попробовать использовать специальное реле Electronic LED Blinker Relay Flasher. Оно бывает с различными разъемами, с 3-мя распиновками, с 2-мя или 5-6-ю или даже 8-ю. Внимательно изучите, какое реле установлено в вашем автомобиле и используется ли оно там вообще, прежде чем приобретать его.

Альтернативным вариантом может служить специальный резистор, который непосредственно устанавливается на подключенный светодиод. Учтите, что обычно один резистор рассчитан на одну светодиодную лампу, при этом, самыми популярными резисторами являются:

• 25 Ohm, 25W резисторы рассчитаны на небольшие элементы, обычно на корпусные поворотники
• 3 Ohm 50W резисторы уже можно применять к поворотникам, расположенным спереди и сзади, 2 резистора может использоваться сразу для 4-х ламп
• 6 Ohm 50W такие рассчитаны на поворотные сигналы спереди и сзади, но только пара резисторов рассчитана на 2 лампы

Учтите, что резисторы очень сильно греются, поэтому их нельзя устанавливать на пластик или на элементы, которые легко подвергаются высокому температурному воздействию, используйте специальные металлические пластины как прокладку для крепления на пластиковых деталях автомобиля.

Цоколи с точки зрения области применения

• В габаритах почти всегда стоит либо W5W, либо BA9S
• В салоне, багажнике, бардачке и подсветке заднего номера стоит, с равной вероятностью, C5W или W5W или BA9S
• В панели приборов и кнопках всегда T5
• В ПТФ — h2, h4, h5, H7, h21, HB2, HB3
• В заднем ходе и поворотниках почти всегда BA15S, он же P21W
• В задних габаритах почти всегда двухконтактный BAY15D, он же P21/5W (в европейских машинах)

Таблица соответствия номеров для автоламп

LED Light Type	Base Type	Base Description	Number Circuits	Automotive Bulb Replacement Number
74	T5	Wedge	Single	17 18 37 70 73 79 85 86 2721
194	T10	Wedge	Single	T10 T-10 147 152 158 159 161 168 184 192 193 194 #194 259 280 285 447 464 555 558 585 655 656 657 1250 1251 1252 2450 2652 2921 2825  12256 12961 2521 2525 W5W
BA9S	T10	Miniature Bayonet	Single	BA9S 53 57 182 257 363 430 615 756 1445 1155 1815 1819 1835 1895 1889 1891 1893 1895 6253 12814 12929 W6W 2-B 3886x
921	T15	Wedge	Single	T13 T-13 T15 T-15 516 579 901 904 906 908 909 912 914 915 916 917 918 920 921 #921 922 923 926 927 928 939
7440	T20	Wedge	Single	W21W 21W W3X16D ECE
7443	T20	Wedge	Dual	W21-5W 21W 5W W3X16Q ECE
1156	S25	BA15S	Single	W21-5W S25 S-25 1073 1093 1129 1141 1147 1159 1259 1295 1383 1459 1619 1651 1680 2056 3496 5007 5008 7008 7506 7806 7527 1156 1759 3497 1156-18W
1157	S25	BAY15D	Dual	S25 S-25 1016 1034  1130 1152 1154 1157 1158 1493 2057 2357 2397 7528 3496
3156	T25	Wedge	Single	T25 T-25 3156 3056 3456 4156 3155
3157	T25	Wedge	Dual	T25 T-25 3057 3155 3157 3357 3457 4157
67	T25	BA15S	Single	61 63 67 #67 69 71 81 89 97 98 303 623 1003 1155 1247 1251 3497 5007 5008 12821 P21W
89	T25	BA15S	Single	67 89 97 1156 12821 P21W LOW
90	T25	BA15D	Single	90 1004 1076 1142
7507	T25	BAU15S	Single	BMW 7507
Festoon	10mm 3/8″	31mm-35mm 1 1/4″	Single	3021 3022 3175 6428 6430 30922 DE3425
Festoon	10mm 3/8″	36mm-39mm 1 1/2″	Single	3423 3425 6411 46413 6418 6423 6451 6461 6475 6476 6418 6461
Festoon	10mm 3/8″	40mm-44mm 1 3/4″	Single
				560 569 578 211 212 212-2 2122 214-2 2142 6413 6429 DE3021 DE3022 DE3175 DE3425 DE4410 12844

Светодиоды высокой яркости

	Цвет Красный Зеленый Синий	Сила света (мкд) Красный (3550 — 9000) Зеленый (7100-18000) Синий (1400 — 3550)	Типичная доминирующая длина волны Красный (619 — 624 нм) Зеленый (520 — 540 нм) Синий (460 — 480 нм)	Размер (мм) 9 X 4 мм
	Цвет Белый	Сила света (мкд) 3800	Типичная доминирующая длина волны 5500K CCT	Размер (мм) 3.2 x 2,8 мм
	Цвет Янтарный Синий Зеленый Красный	Сила света (мкд) 1 050 900 10 450 3,550 650	Типичная доминирующая длина волны 591 624 470 527	Размер (мм) 3.2 x 2,7 мм
	Цвет Холодный белый	Сила света (мкд) 710–1800	Типичная доминирующая длина волны 6800 К	Размер (мм) 3.2 x 2,7 мм
	Цвет Янтарный Синий Голубой Зеленый Красный	Сила света (мкд) 4000 900-1400 3550 2240-7100 1400 -2800	Типичная доминирующая длина волны 591 624	Размер (мм) 3.2 x 2,7 мм
	Цвет Янтарный Синий Зеленый Красный	Сила света (мкд) 700 400 1000 710	Типичная доминирующая длина волны 591 470 527 624	Размер (мм) 2.7 X 2,0 мм
	Цвет Теплый белый белый	Сила света (мкд) 1120–2800 1400–3550	Типичная доминирующая длина волны 1400–1850	Размер (мм) 2.7 x 2,0 мм
	Цвет Янтарный Синий Зеленый Красный	Сила света (мкд) 355–900 1400–3550	Типичная доминирующая длина волны 591 470 527 624	Размер (мм) 3.2 x 2,7 мм
	Цвет Янтарь Красный	Сила света (мкд) 3550–7100 2800–7100	Типичная доминирующая длина волны 591 624	Размер (мм) 6.0 x 5,0 мм
	Цвет Белый Теплый белый	Сила света (мкд) 7100–18000	Типичная доминирующая длина волны 3200 К CCT 6800 К CCT	Размер (мм) 6.0 x 5,0 мм
	Цвет Янтарный Синий Зеленый Красный PC Янтарный	Сила света (мкд) 4200 2800 7100 1450 9000	Типичная доминирующая длина волны 591 470 530 621	Размер (мм) 3.5 x 3,4 x 2,8 мм
	Цвет Белый Теплый белый	Сила света (мкд) 1800–4500 1400–3500	Типичная доминирующая длина волны 1400–3177	Размер (мм) 3.2 x 2,8 мм

Цветные светодиоды SMD для архитектурного освещения

Цвет RGB	Условие Если (мА) 100	Типичная яркость света (мкд) 4500/12000/3000	Размер 5.0 х 5,2 х 1,1	Технический паспорт (PDF)
Цвет RGBA	Условие Если (мА) 100	Типичная яркость света (мкд) 4500/10400/3000/4600	Размер 5.0 х 5,2 х 1,1	Технический паспорт (PDF)
Цвет RGBW	Условие Если (мА) 100	Типичная яркость света (мкд) 4700/12000/3400/15000	Размер 5.0 Х 5,2 Х 1,1	Технический паспорт (PDF)
Цвет RGBW	Условие Если (мА) 50	Типичная яркость света (мкд) 2700/5200/1050/4800	Размер 3.8 х 3,8 х 0,8	Технический паспорт (PDF)
Цвет RGBW	Условие Если (мА) 20/20/20/20	Типичная яркость света (мкд) 3.4 / 6,8 / 1,5 / 5,9	Размер 3,8 x 3,8 x 2,8 мм	Технический паспорт (PDF)
Цвет RGB	Условие Если (мА) 15/10/10	Типичная яркость света (мкд) 500/950/240	Размер 3.5 х 3,4 х 2,8	Технический паспорт (PDF)
Цвет RGB	Условие Если (мА) 15/10/10	Типичная яркость света (мкд) 750/1350/240	Размер 3.5 х 3,4 х 2,8	Технический паспорт (PDF)
Цвет RGBW	Условие Если (мА) 100	Типичная яркость света (мкд) 4500/10400/2700/8200	Размер 5.0 х 5,2 х 1,1	Технический паспорт (PDF)

Светодиоды для сквозных отверстий

	Цвет Янтарный Синий Зеленый Красный	Сила света (мкд) 770–3000	Типичная доминирующая длина волны 591 470 527 621	Размер (мм) 5.0 x 5,0 мм
	Цвет Белый	Сила света (мкд) 770–4180 2130–8200 3000–12000 8200–39000 15000–37500 16800–46100	Типичная доминирующая длина волны 2800 9000	Размер (мм) 5.0 x 5,0 мм
	Цвет Янтарный Синий Зеленый Красный	Сила света (мкд) 4180–12000 3000–12000 5860–23500	Типичная доминирующая длина волны 591 470 527 624	Размер (мм) 5.0 x 5,0 мм
	Цвет Янтарный Синий Зеленый Красный	Сила света (мкд) 7000	Типичная доминирующая длина волны 591 470 527 624 628	Размер (мм) 7.6 x 7,6 мм
	Цвет Белый	Сила света (мкд) 7000	Типичная доминирующая длина волны 9000 КБ	Размер (мм) 7.6 x 7,6 мм
	Цвет Синий Зеленый Красный	Сила света (мкд) 770–3000 1520–5860 390–1520	Типичная доминирующая длина волны 621 527 470	Размер (мм) 4.0 x 4,0 мм

Светодиоды SMD для вывесок и сигналов

	Цвет Красный Зеленый Синий	Сила света (мкд) Красный (3550 — 9000) Зеленый (7100-18000) Синий (1400 — 3550)	Типичная доминирующая длина волны Красный (619 — 624 нм) Зеленый (520 — 540 нм) Синий (460 — 480 нм)	Размер (мм) 9 X 4 мм
	Цвет Белый	Сила света (мкд) 3800	Типичная доминирующая длина волны 5500K CCT	Размер (мм) 3.2 x 2,8 мм
	Цвет Янтарный Синий Зеленый Красный	Сила света (мкд) 1 050 900 10 450 3,550 650	Типичная доминирующая длина волны 591 624 470 527	Размер (мм) 3.2 x 2,7 мм
	Цвет Холодный белый	Сила света (мкд) 710–1800	Типичная доминирующая длина волны 6800 К	Размер (мм) 3.2 x 2,7 мм
	Цвет Янтарный Синий Голубой Зеленый Красный	Сила света (мкд) 4000 900-1400 3550 2240-7100 1400 -2800	Типичная доминирующая длина волны 591 624	Размер (мм) 3.2 x 2,7 мм
	Цвет Янтарный Синий Зеленый Красный	Сила света (мкд) 700 400 1000 710	Типичная доминирующая длина волны 591 470 527 624	Размер (мм) 2.7 X 2,0 мм
	Цвет Теплый белый белый	Сила света (мкд) 1120–2800 1400–3550	Типичная доминирующая длина волны 1400–1850	Размер (мм) 2.7 x 2,0 мм
	Цвет Янтарный Синий Зеленый Красный	Сила света (мкд) 355–900 1400–3550	Типичная доминирующая длина волны 591 470 527 624	Размер (мм) 3.2 x 2,7 мм
	Цвет Янтарь Красный	Сила света (мкд) 3550–7100 2800–7100	Типичная доминирующая длина волны 591 624	Размер (мм) 6.0 x 5,0 мм
	Цвет Белый Теплый белый	Сила света (мкд) 7100–18000	Типичная доминирующая длина волны 3200 К CCT 6800 К CCT	Размер (мм) 6.0 x 5,0 мм
	Цвет Янтарный Синий Зеленый Красный PC Янтарный	Сила света (мкд) 4200 2800 7100 1450 9000	Типичная доминирующая длина волны 591 470 530 621	Размер (мм) 3.5 x 3,4 x 2,8 мм
	Цвет Белый Теплый белый	Сила света (мкд) 1800–4500 1400–3500	Типичная доминирующая длина волны 1400–3177	Размер (мм) 3.2 x 2,8 мм

Светодиод высокой мощности »Электроника

В настоящее время для освещения используются светодиоды

— для этого нужны светодиоды высокой яркости, иногда также называемые светодиодами высокой мощности.

---

Light Emitting Diode Tutorial:
Light Emitting Diode. Как работает светодиод Как делается светодиод Технические характеристики светодиодов Срок службы светодиода Светодиодные пакеты Светодиоды высокой мощности / яркости Светодиодное освещение Органические светодиоды, OLED

Другие диоды: Типы диодов

---

Светодиоды высокой яркости, также известные как HBLED или высокомощные светодиоды, все чаще используются для освещения.

Эти светодиоды высокой мощности или светодиоды высокой яркости обеспечивают гораздо более высокий уровень светоотдачи, чем традиционные светодиоды-индикаторы. Это ставит перед технологиями новые задачи, хотя они способны обеспечить высокий уровень производительности: большую эффективность, чем другие формы осветительной техники, и гораздо более длительный срок службы.

HBLED: светодиод высокой яркости

Поскольку на рынок выводится много светодиодов, а доступные уровни освещенности увеличиваются, полезно иметь возможность определять HBLED высокой яркости и светодиод высокой мощности, поскольку эти термины относятся к немного разным аспектам работы.

• Светодиод высокой яркости, определение HBLED: Одно определение HBLED заключается в том, что это светоизлучающий диод, который дает световой поток более 50 люмен (1 кандела = 12,75 люмен).
• Светодиод высокой мощности: Обычно светодиод высокой мощности определяется как потребляющий более 1 Вт энергии.

Хотя светодиоды высокой мощности и светодиоды высокой яркости, HBLED обычно могут быть одним и тем же, эти два определения относятся к разным характеристикам или параметрам.

Технология HBLED

В базовую светодиодную технологию внесено несколько усовершенствований, позволяющих разрабатывать и успешно производить светодиоды высокой яркости, HBLED.

Первоначальные светодиоды индикатора использовали традиционный проводной корпус в виде сквозных отверстий. Стандартный 5-миллиметровый светодиод будет производить световой поток около двух или трех люмен при входной мощности 100 мВт, что эквивалентно 20 или 30 люменам на ватт.

Технология поверхностного монтажа позволила разработать светодиоды таким образом, чтобы печатная плата могла действовать как теплоотвод — со светодиодами, установленными на плате, любое тепло можно было достаточно эффективно отводить, и это позволяло повысить уровень освещенности.Поскольку HBLED работают на гораздо более высоких уровнях мощности, рассеивание повышенного уровня выделяемого тепла является ключевой проблемой.

Следующей разработкой было добавление термоустройства непосредственно в нижнюю часть корпуса для поверхностного монтажа. Находясь непосредственно под переходом светодиода, он позволял отводить тепло гораздо эффективнее.

Светодиоды

высокой яркости используют этот эффективный отвод тепла, чтобы соединение HBLED оставалось в безопасных пределах, при этом обеспечивая необходимый световой поток.В дополнение к этому, более эффективные производственные процессы позволили повысить эффективность.

Светодиод высокой яркости / Сравнение других технологий

Светодиоды высокой яркости обладают определенными преимуществами перед многими другими типами ламп. Таблица сравнения HBLED с другими основными технологиями приведена ниже.

Тип лампы	Типичный КПД (люмен на ватт)
Светодиод повышенной яркости, HBLED	> 100 и улучшение
Вольфрамовая лампа накаливания	~ 18
Компактная люминесцентная лампа, CFL	~ 60
Лампы натриевые, эл.грамм. уличные фонари	~ 100-200

Преимущества HBLED

Светодиоды высокой яркости имеют ряд преимуществ перед стандартными светодиодами и другими технологиями.

• Предлагает более высокий уровень яркости, особенно по сравнению со стандартными светодиодами
• Более длительный срок службы по сравнению с другими осветительными приборами, включая лампы накаливания и КЛЛ.
• Низкая стоимость: несмотря на то, что изначально покупать HBLED дорого, они обеспечивают более низкую стоимость в течение всего срока службы светодиодов ввиду их более длительного срока службы.
• RoHS совместимость с производством (без свинца) — они также намного более экологичны, чем КЛЛ, требующие специальной утилизации.

Ввиду своих преимуществ светодиоды высокой яркости, HBLED все чаще используются во многих осветительных приборах, от домашнего, офисного и комнатного освещения до автомобильного освещения.

Другие электронные компоненты:
Резисторы Конденсаторы Индукторы Кристаллы кварца Диоды Транзистор Фототранзистор Полевой транзистор Типы памяти Тиристор Разъемы ВЧ разъемы Клапаны / трубки Аккумуляторы Переключатели Реле
Вернуться в меню «Компоненты».. .

Переход на светодиоды высокой яркости

Переход на светодиоды высокой яркости

Грег Касвелл

Введение

Современная осветительная техника давно требует капитального ремонта. Лампочка в том виде, в котором мы ее знаем, крайне неэффективна, со временем гаснет, требует тщательного обслуживания, хрупка и имеет очень короткий срок службы. Более поздние инновации, такие как компактная лампа накаливания, эффективная, но дорогая, или галогенные лампы с низкой эффективностью и коротким сроком службы, не являются ответом.Светоизлучающий диод высокой яркости (HB-LED) предлагает решение.

Историческая перспектива

Никаких других записей о световом излучении полупроводников не было известно до середины 1920-х годов, когда русский ученый-самоучка Олег Лосов заметил световое излучение от карбида кремния (SiC), а также от радиодетекторов на основе оксида цинка. В период с 1924 по 1930 год Лосов опубликовал множество научных работ в России, Англии и Германии, в которых описывал спектр светового излучения в зависимости от вольт-амперных характеристик SiC-диодов кошачьих усов.К открытиям Лозова относится создание формулы v = эВ / ч, которая связывает падение напряжения на диодах с частотой излучения, а в 1927 году он запатентовал «световое реле», которое, вероятно, является первой ссылкой на оптическую связь на основе светодиодов.

Также стоит упомянуть Рубина Браунштейна и Эгона Лёбнера, работающих в RCA, которые в 1958 году запатентовали зеленый светодиод, сделанный из точки из антимонида свинца, легированной германием p-типа (Ge).

Еще одним ранним персонажем, который коснулся светодиодов, является Курт Леховец, который известен прежде всего тем, что изобрел изоляцию переходов для интегральных схем, когда он работал в Sprague, запатентовав ее в 1959 году.

В 1960 году доктор Ник Холоньяк из General Electric разработал необычный материал, фосфид арсенида галлия (GaAsP), в качестве пути к туннельным диодам с широкой запрещенной зоной. По совету пионера GaAs-лазера и сотрудника GE доктора Роберта Холла Холоньяк создал свой лазер видимого диапазона в конце 1962 года. Менее известно то, что в 1952 году он подал заявку на патент на SiC светодиоды видимого света.

Хольняк затем поступил в Иллинойский университет, где стал руководителем начинающего исследователя GaAsP LED Джорджа Крэфорда.Крафорд переехал в Monsanto в 1967 году и с группой исследователей изобрел оранжевые, желтые и зеленые светодиоды, используя GaAsP на подложках GaAs. Ключевым моментом было легирование азотом, идея, для которой Крэфорд доверяет презентации исследователя Bell Labs — Bell Labs работала с GaP-светодиодами, пробуя ZnO и N в качестве легирующих примесей.

Monsanto, вероятно, была первой фирмой, которая сделала доступные светодиоды. Крэфорд перешел в HP в 1969 году, возглавив группу, которая впервые разработала арсенид алюминия-галлия (AlGaAs) для ярко-красных светодиодов и фосфид алюминия-индия-галлия (AlInGaP) для ярко-оранжевого и зеленого цветов.Крэфорд сейчас технический директор компании Lumileds, производящей белые светодиоды, которая вместе с Avago является одним из двух потомков светодиодного бизнеса HP.1

К концу сентября 1991 года исследователь Nichia Нарухито Иваса открыл способ получения p-GaN, совместимый с производством. Как и HP до этого, Nichia была рассадником инноваций, которые в конечном итоге привели к открытию двери для белых светодиодов и, в конечном итоге, для освещения светодиодов класса.

Исследователь Nichia Ёсинори Симидзу — первоначально в рамках программы по созданию синего кристалла, излучающего зеленый цвет, — идентифицировал люминофор YAG как материал, достаточно прочный, чтобы выдержать воздействие светодиода.Затем Ясунобу Ногучи разработал гадолиниевый люминофор YAG, который мог преобразовывать синий свет в желтый, а Кеншо Сакано объединил люминофор Ногучи с синей светодиодной матрицей, чтобы сделать белый светодиод.

С развитием материалов, дизайна и производства светодиодных устройств мы видим широкий спектр светодиодов, которые дешевле, ярче, эффективнее, интенсивнее и надежнее. Светодиодные приложения включают вывески и индикаторы, датчики, устройства связи, дисплеи, а также твердотельное освещение и подсветку для телевизоров и мониторов.Цепочка поставок светодиодов может включать производителей светодиодных чипов, упаковочные комплексы, чипы светодиодных драйверов и системных интеграторов (например, светодиодных ламп). Крупные игроки в производстве светодиодных чипов включают Nichia, Philips, Osram и Cree.

Очевидно, что светодиодная технология существует уже много лет. Эта технология теперь превратилась в светодиоды высокой яркости, которые из-за их более высокой пропускной способности также имеют более высокий уровень теплоотвода.

Рынки HB-LED

Прежде чем углубляться в тепловые проблемы этих устройств, давайте взглянем на рынки для этих устройств, как показано на рисунке 1, это данные компании Strategies Unlimited, которые показывают продолжающийся рост использования светодиодов HB, особенно в вывесках и дисплеях, в освещении. и автомобильные приложения.Мобильная техника, которая изначально была лидером отрасли, находится в упадке.

Проблема

Мир признал необходимость отказа от нынешних ламп накаливания. В таблице 1 показаны сроки для многих стран либо полного запрета этих ламп, либо план их сокращения. Эти решения являются движущей силой перехода на HB-светодиоды.

Выведение света — что такое светодиод?

Чтобы заявить очевидное, светодиоды — это диоды.Это P-N-переходы, которые излучают энергию на длине волны, которая соответствует видимому свету при прямом смещении. Комбинации различных полупроводниковых материалов и легирующих добавок изменяют падение энергии на переходе, и излучаемый цвет соответствует этому падению энергии. Значительная работа была проделана для создания каждого цвета спектра, и некоторые светодиоды включают дополнительный шаг для смешивания цветов для получения белого света. В этих компонентах используются люминофоры, которые поглощают синий или ультрафиолетовый свет, излучаемый кристаллом, и повторно излучают его желтым.Синий и желтый находятся на достаточно противоположных концах видимого спектра, чтобы заставить наши глаза видеть белый свет. Расположение атомов кристаллического полупроводника определяет ширину запрещенной зоны (задает оптические свойства) светодиода, в то время как примесное легирование обеспечивает области p- и n-типа. При прямом смещении инжектированные электроны и дырки рекомбинируют. Затем энергия выделяется в виде излучения (свет) или неизлучения (тепло), как показано на рисунке 2.

Рис. 3 представляет собой рентгеновскую микрофотографию белого светодиода со сквозным отверстием.Один вывод образует конусообразную чашку, на которой устанавливается матрица, другой — вывод противоположной полярности. Этот вывод подключается к одной стороне кристалла проволочной связкой, обычно золотой. Другая сторона может быть подключена к выводу с помощью другой проволочной перемычки, как на этом светодиоде, или непосредственно через нижнюю часть кристалла через крепление кристалла. Что не видно на рентгеновском снимке, так это силиконовый валик, который защищает матрицу. Небольшая капля полупрозрачного вязкоупругого материала обеспечивает некоторую податливость хрупкой матрице и проволочным соединениям.Весь компонент залит в эпоксидный кожух, который обеспечивает направленность света и дополнительную защиту кристалла и выводов. 4

На уровне устройства светодиод представляет собой диод с прямым смещением, который обеспечивает излучательную рекомбинацию носителей, приводящую к световому выходу. Светодиоды можно классифицировать по цвету света или мощности. Или их можно выделить на основе систем основных материалов, таких как GaAs, InGaP, GaN, ZnSe, Si и даже органических соединений. Их также можно дифференцировать по устройству и дизайну упаковки, например.g., светодиоды с квантовыми точками, светодиоды с верхним и боковым излучением. Типичная конструкция упакованного HB-светодиода показана на рисунке 4.

Режимы отказа светодиода

Если светодиоды могут нагреваться, может возникнуть несколько проблем; их яркость значительно снизится; их цвет может измениться, что приведет к проблемам с нарушением баланса красного / зеленого / синего (RGB) белого света. Точно так же электрические характеристики, такие как Vf, будут изменяться с температурой и вызывать конструктивные изменения; а высокие температуры перехода ускоряют срок службы, сокращая тем самым деградацию.Все эти вопросы требуют понимания упаковки следующего уровня. Но сначала давайте рассмотрим некоторые механизмы отказа, которые могут повлиять на светодиодный кристалл.

Деградация

Большинство светодиодов имеют естественный срок службы, который заканчивается механизмом износа. Дефекты в активной области могут стимулировать зарождение и рост дислокаций и особенно подвержены влиянию температуры и тока. Люминофор в белых светодиодах со временем и температурой ухудшается, что приводит к изменению цвета света (обычно становится более синим), а корпус из эпоксидной смолы со временем может пожелтеть.Сбои в работе неизбежны, но правильное использование гарантирует, что они не ухудшатся в течение всего срока службы продукта.

Светодиоды

обычно отображают режим отказа из-за износа из-за длительного дрейфа критических выходных характеристик, например, интенсивности света или смены цвета. Поставщики светодиодных компонентов часто используют снижение интенсивности света на 50% в качестве критерия отказа светодиода, хотя фактический сценарий конечного использования может определять требования, специфичные для приложения, например, связанные с правильностью цвета, интенсивностью, однородностью светового потока светодиодов.

Когда дело доходит до прогнозирования срока службы светодиода, типичная долговечность светодиодов делает непрактичным получение значимых экспериментальных данных, относящихся к реальным приложениям, поскольку трудно экстраполировать будущее поведение на разные группы населения на основе ограниченного объема тестирования. Для твердотельного освещения Philips предписал упрощенный подход, который помогает проектировщику освещения определять условия эксплуатации, связанные с так называемым сроком службы «B50 / L70», т.е. когда 50% продуктов имеют световой поток не менее 70% для запланированного срока службы. часы работы.Неизвестно, какие допуски при проектировании предоставляются на основе этого подхода, и можно ожидать различий между базами поставщиков, технологическими платформами, производственными процессами и, что более важно, конкретным дизайном и развертыванием системы. Часто качественный светодиод, который правильно интегрирован в систему, может работать намного дольше, чем остальная часть системы, и может быть последней проблемой при оценке общей надежности системы. Срок службы светодиода зависит от теплового воздействия протекающего тока, как показано на рисунке 5.

Электрооборудование

Одной из основных причин электрического разрыва в светодиодах является термомеханическое напряжение проводных соединений. Часто зазор между проволочной связкой и матрицей можно увидеть под рентгеновской микроскопией. КТР эпоксидного герметика и силиконового валика, защищающего матрицу, может сильно различаться. При повышенных температурах различные силы расширяющихся материалов могут оторвать проволочную связку от поверхности матрицы, особенно если компонент нагревается циклически или в течение длительного периода времени, как показано на Рисунке 65.В конце концов, пластическая деформация или ползучесть приведет к постоянному электрическому размыканию. Электрические короткие замыкания в светодиодах также могут возникать на кристалле, а не на корпусе. Хотя существует множество источников электрического короткого замыкания, два из наиболее распространенных — это пронизывающие дислокации и ухудшенная пассивация.

Термический побег

Плохо изготовленные светодиоды могут образовывать области с повышенным или пониженным сопротивлением (и температурой) внутри подложки из-за электромиграции или неполной пайки.Это может привести к скоплению тока, которое на HBLED может вызвать тепловой сбой: повышение температуры приводит к увеличению сопротивления, что, в свою очередь, приводит к дальнейшему увеличению температуры. Как пользователь, всегда выбирайте светодиод для приложений с более высоким номинальным током. Тепловой импеданс традиционно измеряется в градусах на ватт (° C / Вт), и для обозначения значения используется символ «θ» (тета). Например, значение θsa, равное 20 ° C / Вт, относится к тепловому сопротивлению теплоотвода (ей) окружающего воздуха и вызывает повышение температуры на 20 ° на каждый ватт рассеиваемой мощности.

Заправка вывихов

На границе подложки и эпитаксиального слоя образуются пронизывающие дислокации. Они распространяются к поверхности эпитаксиального слоя и часто называются микротрубками или нанотрубками из-за природы дефекта с открытой сердцевиной. Наибольшая плотность образования нитевидных дислокаций достигается на GaN-светодиодах на основе сапфира. Атомно-силовая микроскопия (АСМ) может использоваться для изучения этого режима отказа. Повышенная плотность дислокаций может привести к увеличению тока утечки во время работы.Механизм заключается в миграции контактного металла через полый центр дислокации, создавая омический путь между P- и N-областями матрицы. Язвы у края P-области образовались из-за миграции металла через дислокации. 6 На рис. 7 слева показано место дислокации, а на правом изображении — фотография истинного места дислокации, полученная с помощью СЭМ.

ESD / EOS

Другой причиной поломок с электрически разомкнутыми контактами, особенно для светодиодов с сапфировыми подложками, является электростатический разряд (ESD) или электрическое перенапряжение (EOS) на кристалле.Импульс электростатического разряда с прямым смещением пройдет через светодиод без повреждений, но импульс с обратным смещением может оказаться катастрофическим. Важно проверить этот механизм отказа, когда не видно разрыва между матрицей и проволокой. Решение этой проблемы относительно простое: установите стабилитрон с правильным номиналом, с обратным смещением, параллельно светодиоду, что позволит скачкам напряжения проходить через цепь в обоих направлениях, не повреждая светодиод. Добавление конденсатора для сглаживания входного сигнала — это метод уменьшения EOS.На рисунке 8 показаны два изображения воздействия экземпляра EOS на светодиод, при этом правое изображение показывает поврежденную область при большем увеличении.

Проблемы с пакетом светодиодов

Упаковка обеспечивает средства защиты полупроводникового кристалла от прямого воздействия окружающей среды и облегчает подключение светодиода к системе. Комплект светодиодов также играет важную роль в обеспечении оптических, тепловых, механических и электрических характеристик и надежности светодиодов.

Оптический

На оптические свойства упаковки может влиять деградация эпоксидной смолы и люминофора под воздействием температуры, влаги и УФ-излучения. На оптические характеристики также влияет образование воздушного зазора, например, из-за расслоения или при изменении оптических свойств / геометрии материалов. Такие изменения могут изменить оптический путь, отражательную способность и коэффициент преломления, согласованные между слоями устройства, прежде чем фотоны смогут эффективно испускаться.

Тепловой:

В тепловом отношении светодиоды малой мощности рассеивают тепло в основном через свои выводы, тогда как светодиоды высокой яркости больше зависят от корпусов.Например, многие светодиоды высокой мощности относятся к типу SMT, которые могут быть непосредственно установлены на радиаторе и связаны через тепловую заглушку на основании корпуса. В некоторых случаях деградация корпуса может в большей степени способствовать ухудшению светоотдачи, чем сам светодиодный кристалл, поскольку силикон и эпоксидная смола со временем могут ухудшаться быстрее. Корпуса для современных высокомощных светодиодов намного сложнее, чем ранние светодиоды, например, они могут быть установлены на печатных платах с металлическим сердечником для обеспечения эффективной теплопередачи. Однако не следует просто довольствоваться приемлемой температурой «макро» перехода.Светодиоды с дефектами конструкции или изготовления могут привести к неравномерной теплопроводности через активную область кристалла, что приведет к скоплению тока и локальному нагреву, что создает риски теплового разгона.

Люминофоры также могут ухудшаться, и скорость их ухудшения может варьироваться, вызывая изменения в конечном цвете выходного света. Например, фиолетовые и розовые светодиоды с органическим люминофором могут испортиться уже через несколько часов работы, что приведет к изменению цвета на выходе. Помимо высоких температур и ухудшения работы при высокой влажности, светодиодный корпус подвержен сбоям во время температурных циклов и когда корпус подвергается воздействию низких температур.Температурные циклы могут вызывать отказы из-за термической усталости, связанные с соединением проводов, присоединением матрицы и отслаиванием корпуса матрицы. Это может быть связано с несовместимостью конструкций / материалов упаковки и испытываемых экологических / эксплуатационных нагрузок. Присутствие промышленных дефектов, таких как плохое интерметаллическое образование на шаровой связке или неадекватное крепление штампа, может быть особенно восприимчивым в этих сценариях. Помимо проблем, возникающих при высоких температурах или циклических изменениях температуры, корпуса светодиодов, подвергающиеся воздействию очень низкой температуры, могут оказывать механическое напряжение на кристалл светодиода, вплоть до появления трещин в матрице.

Механический:

Механическая целостность светодиода — еще один важный аспект, который требует внимания при проектировании корпуса, сборке и интеграции системы. Составной полупроводник, используемый в светодиодах, обладает другой механической прочностью по сравнению с кремнием. Параметры процесса соединения проводов должны быть тщательно спроектированы и контролироваться, чтобы сформировать качественное соединение без образования слабых соединений или слабых мест в матрице. При сборке светодиодов на печатных платах напряжение корпуса может быть вызвано изгибом свинца или пайкой, что может привести к дефектам корпуса и кристалла, ведущим к ранним сбоям.

Электрооборудование:

Как полупроводниковые устройства светодиоды подвержены электростатическому разряду (ESD) и электрическому перенапряжению (EOS). Электростатический разряд может вызвать немедленный отказ диодного перехода или изменение его параметров, или скрытый дефект, вызывающий замедленные функциональные сбои. Как примеры EOS, переходные процессы и скачки напряжения, связанные с линией питания, могут ухудшить работу светодиодов. А режим обратного пробоя для некоторых типов светодиодов может происходить при очень низких напряжениях, где любое избыточное обратное смещение может вызвать немедленное ухудшение характеристик.

Требования Energy Star

ENERGY STAR Светодиодное освещение, отвечающее требованиям стандарта ENERGY STAR, снижает затраты на электроэнергию, потребляет как минимум на 75% меньше энергии по сравнению с лампами накаливания, что снижает эксплуатационные расходы; снижает затраты на обслуживание; длится в 35-50 раз дольше, чем лампы накаливания, и примерно в 2-5 раз дольше, чем люминесцентные лампы; не требует установки ламп, лестниц или постоянной программы утилизации. 7

Квалифицированные устройства снижают затраты на охлаждение, поскольку светодиоды выделяют очень мало тепла. Гарантия на устройства Energy Star e.грамм. поставляются с минимальной трехлетней гарантией, что намного превышает отраслевые стандарты. Они также предлагают удобные функции, такие как возможность затемнения на некоторых моделях для помещений и автоматическое отключение дневного света и датчики движения на некоторых моделях для установки вне помещений.

Чтобы получить право на участие в программе Energy Star, светодиодные осветительные приборы должны пройти ряд испытаний, чтобы доказать, что они будут демонстрировать следующие характеристики: (1) Яркость равна или больше, чем у существующих технологий освещения (лампы накаливания или люминесцентного), и свет хорошо распределяется. над областью, освещенной прибором.(2) Световой поток остается постоянным с течением времени, снижаясь только к концу номинального срока службы (не менее 35 000 часов или 12 лет при использовании 8 часов в день). (3) Превосходное качество цветопередачи. Оттенок белого света кажется ясным и постоянным с течением времени. (4) Эффективность такая же или лучше, чем у люминесцентного освещения. (5) При включении свет загорается мгновенно. (6) Отсутствие мерцания при затемнении. (7) Нет потребления энергии в выключенном состоянии. Прибор не потребляет питание в выключенном состоянии, за исключением внешних элементов управления, мощность которых не должна превышать 0.5 Вт в выключенном состоянии 8

Обобщение

Пользователям HB-светодиодов необходим системный подход для рассмотрения надежности и долговечности их продуктов, чтобы убедиться в том, что вторичная оптика и оптика упаковки первого уровня, управление температурным режимом и факторы стоимости. DfX, дизайн для достижения совершенства (технологичность, сборка, тестирование, стоимость и т. Д., Для обеспечения одновременного проектирования новых продуктов, также жизненно важен. Путь к успешному использованию HB-светодиодов лежит через использование программных инструментов моделирования, которые могут повысить надежность светодиодов. в конфигурации печатной платы и определить способность системы удовлетворять требуемые долгосрочные требования к надежности.У DfR Solutions есть такой программный пакет, который называется Sherlock. Позвоните нам, чтобы обсудить вашу заявку.

Список литературы

1) Буш, Стив, Electronics Weekly.com — 22 сентября 2010 г.

2) Сяо, доктор Дэвид, презентация APT Electronics, апрель 2010 г.

3) Krames, Mike, Lumileds Lighting, Арлингтон, Вирджиния, 3 ноября 2003 г.

4) Конг, Рэнди, Факторы, определяющие надежность светодиодов — Белая книга DfR, август 2010 г.

5) Заяц, Эд, доктор, Анализ отказов светодиодов, SEM Lab Inc., Октябрь 2004 г.

6) Арнольд, Джоэл, Когда гаснет свет: режимы и механизмы отказа светодиодов, Информационный документ DfR Solutions

7) Бродрик, Джеймс Доктор, Beyond Energy Star®: Стратегия поддержки коммерциализации SSL Министерства энергетики США, 18 марта 2009 г.

8) Требования программы ENERGY STAR® для твердотельных светильников Критерии соответствия требованиям — Версия 1.2

Makergroup T5 T10 Светодиодные лампы на клиновой цоколе Высокая яркость, 12 В перем. / Пост. Тока, 3 Вт холодный белый 6000K для уличного ландшафтного освещения. Комплект из 4 светильников Tailer Lights —

4.0 из 5 звезд Как выбрать лампочки повышенной яркости
Автор PhotoGraphics, декабрь 29, 2017

Этот размер может работать как с автомобильным освещением, так и с уличным ландшафтным освещением (при условии, что они составляют 12 В постоянного тока).Это означает, что они работают для меня в самых популярных марках ландшафтного освещения. Однако вот несколько вещей, которые следует знать:

1. Они очень яркие. Я использую их для постовой лампы, которую я преобразовал в светодиодную розетку на 12 В, и она дает много света. Эта лампа намного ярче, чем я хотел бы использовать для освещения дорожек, которое я также преобразовал в светодиодный.

2. Эта модель имеет так называемый теплый белый цвет, что означает, что ее цветовая температура примерно такая же, как у стандартного ландшафтного освещения.Холодные белые огни слишком ярки для наружного освещения

3. С другой стороны, если вы планируете использовать их в автомобилях, холодный белый свет больше подходит для поворотников, ходовых огней, фонарей заднего хода и т. Д.

4 Цоколь на них толще, чем у обычной стеклянной лампы накаливания для ландшафтного освещения. Хотя он подходит к разъему T5 / T10, он постоянно расширяет контакты. Если вы когда-нибудь планируете вернуться к лампе накаливания, вам может потребоваться либо заменить патрон, либо перенастроить контакты с помощью острого ножа или плоскогубцев.

5. Существует несколько стилей сменных светодиодных ламп, но большинство из них относятся к одной из двух категорий: либо одна такая, в которой светящиеся элементы расположены вокруг цилиндра диаметром с карандаш, либо другой тип, в котором элементы устанавливаются с двух сторон плоской печатной платы. Этот тип лучше всех. Плоский стиль направляет свет только в двух направлениях, что делает его очень плохим выбором для автомобилей и ограниченным преимуществом для ландшафтного освещения.Этот тип лампочки не излучает сколько-нибудь заметного количества света вверх (другими словами, в сторону от розетки). Эта лампочка излучает свет равномерно на 360 градусов, а также вверх (в сторону от патрона). Это делает его идеальным для освещения моих столбов и тротуаров.

Светодиодные лампы

служат долго, но вопреки некоторым мнениям не вечны. Похоже, они не очень хорошо подходят для замкнутых пространств (что относится как к автомобильным, так и к большинству ландшафтных светильников), поэтому я всегда покупаю по два для каждого приспособления.