Светодиоды обзор – Как отличить хороший светодиод от плохого

Лучшие светодиоды — Рейтинг лучшие светодиоды

Лучшие светодиоды и какими они должны быть. Во-первых, сразу отметим, что речь пойдёт о диодах не индикаторных или для подсветки дисплеев, а об осветительных – белых и мощных. Впрочем, крупные производители обычно охватывают весь спектр продукции, и на топ-список это практически не повлияет. Просто характеристики и проблемы качества буду рассматриваться, исходя из конструкции осветительных.

Во-вторых, определимся с понятием «Лучшие светодиоды». Дело в том, что изготавливают полупроводниковые кристаллы (многослойные структуры), сапфировые подложки для них, специальный силикон с люминофором и собирают из всего этого собственно излучающий чип (именно так корректнее называть современный светодиод) не более двух десятков компаний во всём мире. Потому что для таких операций требуется баснословно дорогое оборудование, высочайшая культура производства, развитая инфраструктура всей промышленности. «Отвёрточную» же сборку LED-ламп или светильников из готовых комплектующих можно осуществлять даже в домашних условиях. Поэтому подобных «производителей» тысячи.

Лучшие светодиоды

По большому счёту при такой сборке даже трудно испортить качественные комплектующие. То есть, если заглянув в неведомое изделие, видите СОВ-матрицу LUXEON и драйвер Philips, можно смело покупать: остальное мелочи. Другое дело, что в таких случаях обычно не используют дорогие компоненты: не может весь светильник стоить меньше, чем нормальная матрица заявленной мощности… И еще исключением является установка излучателя на радиатор. Плохой тепловой контакт на глаз незаметен, но портит всё (прежде всего бьёт по сроку службы). Имеется в виду не привинчивание готовой «звезды» с уже установленным диодом или прямоугольной матрицы с отверстиями к алюминиевому охладителю, а пайка SMD-излучателей на керамическую подложку (ту же «звезду» и т. п.) – тут обязательно строгое соблюдение технологии и последующее тестирование теплового сопротивления.

Что же может испортить потребительские характеристики светодиода?

Вернувшись от светильников к отдельным диодам и матрицам, рассмотрим их слабые места. Или наоборот – какие материалы и технологии создают лучшие светодиоды.

  • Аналогично описанной выше установке на подложку и радиатор готового полупроводникового прибора требуется качественная пайка самого кристалла к теплоотводящему основанию элемента. Давление, температура, качество материалов – всё отражается на параметрах и сроке службы.
  • Материал контактных проводников, которые должны быть волосяной толщины, чтобы не мешать свету, но выдерживать ток порядка ампера и ультрафиолетовое излучение огромной интенсивности. Может быть и золото, и медь, и алюминий…
  • Чистота применяемого аммиака, сапфировой подложки и качество её обработки.
  • Выращивание (напыление) на сапфире полупроводниковой гетероструктуры.
  • Силикон с люминофором. Уникальный материал, определяющий светоотдачу и скорость старения LED-излучателя. Только лучшие производители светодиодов владеют его ноу-хау, остальные перекупают или используют менее качественный.

Эти и многие другие моменты зависят, естественно, от фирмы-изготовителя. Почему и полезно знать топ светодиодных брендов.

Лучшие светодиоды

Наконец, сами производители.

(Расположить по возрастанию или убыванию значимости сложно: у каждой компании свои особенности и достижения).

  1. Японская Nichia Corporation. Не выдающийся ассортимент, но исторический основоположник массового изготовления современных осветительных диодов и безусловный лидер (около 80%) мирового производства люминофоров – высокоэффективных, с наилучшим спектром и наименьшей скоростью старения. Уже в 2009 году одна из моделей достигла светоотдачи в 160 лм/Вт. Высочайшее качество, но и соответствующая цена.
  2. Немецкая OSRAM. Производитель светотехники с более чем вековой историей (само название от металлов, используемых для нитей накала – ОСмий и вольфРАМ). Сегодня объём продукции её подразделения Osram Opto Semiconductors превышает 10% всего светодиодного рынка (второе место в мире). Первооткрыватель столь перспективных органических диодов OLED. Обладатель ноу-хау технологии «тонких плёнок» с нанесением люминофора непосредственно на кристалл, что обеспечивает отличный индекс цветопередачи, пониженное прямое напряжение и повышенный световой поток с одиночного кристалла.
  3. Штатовская Philips Lumileds Lighting Company. Мировой лидер по производству осветительной LED-продукции – как по объёмам, так и по ассортименту. Его изделия ТМ LUXEON можно назвать лучшими светодиодами в смысле популярности из-за соотношения цена/качество. Одна из последних серий «К2» отличается особо низким тепловым сопротивлением и высокой светоотдачей при световом потоке с кристалла до 300 лм.
  4. Корейская Seoul Semiconductor. Характерное для большинства азиатских производителей отличное соотношение рубль/люмен. Например, недорогие однокристальные диоды со светоотдачей до 108 лм/Вт и индексом цветопередачи некоторых моделей до 93.
  5. Штатовская Cree Inc. Известна самыми передовыми научными разработками, рекордами по многим параметрам. Первой преодолела рубеж светоотдачи 100 лм/Вт, сегодня конкурирует с Nichia в стоимости на диоды, обеспечивающими 160 лм/Вт. Лидер по световому потоку единичного кристалла (750 лм) и тепловому сопротивлению (менее 2 °С/Вт).

 

Какие светодиоды стоят?

Как проверить светодиод?

Типы светодиодов

 

lightru.pro

Светодиоды Cree, сравниваем оригинал и подделку

Китайская светодиодная промышленность развивается огромными темпами. Большинство из вас знают, что китайцы копируют всё что могут скопировать, включая автомобили BMW, Toyota. Соответственно, они научились копировать внешний вид фирменных светодиодов Cree, Philips, Osram. Чтобы отличить оригинал от подделки требуется дорогостоящее оборудование и знание технических характеристик оригинала. Сравнить конечно можно по фото кристалла и по размерам, небольшие мелочи выдают подделку.

Копия конечно обладает худшими параметрами:

  • светоотдача в Люменах на Ватт ниже;
  • быстрее деградирует кристалл;
  • сильнее греется;
  • её разгоняют до уровня Cree

Но вы этого не заметите, потому что не разбираетесь в этом. Вы не измеряете световой поток и не считаете количество часов, которые проработал светодиод. То что это подделка, узнаете через 5-10 тыс.часов когда лампа или фонарик скончаются. Оригинал светил бы в 3-5 раз дольше, 30-50 т.ч.

Содержание

  • 1. Подделки от LatticeBright
  • 2. Примеры
  • 3. Светодиодные балки
  • 4. Видео про велофару на копии
  • 5. Оригинальные светодиоды Cree
  • 6. Спецификации на LatticeBright
  • 7. Выводы

Подделки от LatticeBright

Индустрия подделывания процветает, раньше было достаточно упомянуть бренд Крии, и светодиодные фонари и лампы хорошо продавались. Теперь появились специалисты, типа меня, которые публикуют информацию про махинации китайцев. Теперь без специальных знаний и опыта сложно отличать настоящий от копии.

Светодиоды производства китайской компании LatticeBright (сокращенно LB) делаются максимально похожими на настоящие светодиоды Cree. Естественно компания КРИ не будет продавать свои технологии китайским производителям, зачем им конкуренты в сфере высококачественных led диодов.

Когда информация о этих подделках всплыла на зарубежных форумах, все побежали проверять свои фонарики, лампы купленные в китайский магазинах ширпотреба. Половина народу материлась и бурно ругалась, у многих оказались копии.

Модельный ряд полностью скопирован, включая маркировку

Всё было аккуратно украдено и тщательно скопировано с точностью 99%, включая маркировку чипов. Даже есть свеженькие модели XHP50, оперативно трудятся.

LatticeBright втихаря производили и продавали некоторым заводам, а они впаривали нам, ведь это же Cree, сами посмотрите. Отличить очень сложно, надо иметь опыт и сравнивать непосредственно держа в руках оба образца. Даже я не подозревал о таком клонировании, надо будет проверить свои аккумуляторные светодиодные фонарики. Чую, что там не оригинальные led чипы стоят. Трудолюбивые китайцы в подвалах копируют Osram и Philips, скопированные Philips MZ я уже встречал.

Официальный сайт http://www.latticebright.com/En/Index.html
во всём можете убедится самостоятельно, производство поставлено в огромных масштабах. Не только они занимаются воровством, можно поискать и другие заводы.

Примеры

На фото собраны различные фейковые образцы. Это в основном велофары и ручные фонари. Габариты и высота полностью совпадают с Кришными.

Светодиодные балки

Балка на поддельных КРИ

Изредка у меня спрашивают про светодиодные балки для джипов и квадроциклов, в них я не разбираюсь, опыта мало. Показывают фото, дают ссылки на товар. У большинства написано, что сделаны на Cree чипах или Osram, но цена низкая, диодные комплектующие подозрительные.

В светодиодной балке для автомобиля от 20 до 120 светодиодов, это идеальный вариант ставить копии и продавать как настоящие. Хорошая светодиодная балка с оригинальными комплектующими прослужит вам, вашим детям и внукам. Поддельная порадует только вас, ресурс у неё раз в 5 меньше. Примерно 50% (может и 80%) недорогих балок с Aliexpress и других интернет-магазинах собраны на подделках, вместо обещанных оригинальных КРИИ.

Видео про велофару на копии

..

Потерпевший расскажет, что он обнаружил внутри фары для велосипеда. Наглядно покажет  отличия с комментариями.

Оригинальные светодиоды Cree

Модельный ряд  настоящих Кри достаточно большой, различные модификации и бины. Коллега расскажет и покажет основные визуальные отличия XM-L T6, XM-L2 U2 и XP-E Q5.

Спецификации на LatticeBright

Покажу пример спецификаций (даташит)на подделку от LatticeBright. Маркировка бинов такая же, как у настоящих, чтоб сложнее было отличать. Бины выше чем T2 скорее всего работают за счет превышения номинального тока, то есть разгон.

Информация по параметрам очень скудная:

  • не написано, при какой температуре измерены показатели светового потока. Cree обычно делает при 85°, китайцы при 25°. Если они это не указали, значит есть что скрывать, показатель очень важный;
  • максимальная температура ядра 125° для всех моделей LB, у оригиналов Cree 150°. Разница в 25 очень существенная, например для автоламп с небольшим радиатором;
  • номинальный световой поток указана в 220лм при токе 700мА и цветовой температуре 8000К, чем выше цветовая, тем выше светоотдача;
  • индекс цветопередачи очень низкий CRI70, при норме в CRI80;

Перечислил основные нехорошие и важные моменты, за счет которых скрываются реальные параметры.

Выводы

Единственное, могу порекомендовать отказаться от китайского ширпотреба, если вы ищете качественные товары. С вероятностью в 50% вам подсунут барахло.

А в остальном вы получите товар, который соответствует потраченной сумме. Стоит не дорого, светит не долго. Не стоит надеяться на чудо, что вам повезет и за копейки вы купите настоящие led чипы.

led-obzor.ru

Характеристики светодиодов, обзор предложений и подключение

Эти полупроводниковые приборы отличаются хорошими потребительскими характеристиками при разумной стоимости. Их применяют в быту, для решения коммерческих и производственных задач. Для правильного выбора надо знать не только общие характеристики светодиодов. Пригодятся сведения о современных моделях, электрических схемах рабочих устройств. В этой статье вы найдете ответы на эти и другие практические вопросы.

характеристики светодиодовЧадящий факел и гаснущие от дуновения ветерка свечи выглядят интересно только в компьютерных играх. В реальной жизни Лара Крофт явно отдаст предпочтение универсальному фонарю на светодиодах

Содержание статьи

Что такое светодиод – принцип действия

Принцип действия полупроводникового светодиодаПринцип действия полупроводникового светодиода

На этом рисунке схематично изображено излучение (hv) c длиной волны (Lp) примерно 250 мкм. Оно создано в p-n переходе (полупроводник прямосмещенного типа) при рекомбинационном переходе инжектированных носителей на другой энергетический уровень.

В этой фразе есть несколько общеизвестных слов. Для расшифровки специфических терминов и понятий нужно изучить соответствующий раздел науки. Но на самом деле углубление в физику процесса не имеет практического значения. Вполне достаточно знать, что светодиод – полупроводниковый прибор. Он излучает в видимом диапазоне спектра при пропускании тока ограниченной величины в прямом направлении.

Конструкция и типовые части светодиодаКонструкция и типовые части светодиода
Электрическая схема подключенияЭлектрическая схема подключения

Мир светодиодов: краткий обзор предложений современных производителей

Первые удачные эксперименты были проведены более ста лет назад. Но только в конце 70-х прошлого века удалось создать образцы, пригодные для коммерческого применения.

Разные комбинации полупроводниковых материалов создают волны определенной длиныРазные комбинации полупроводниковых материалов создают волны определенной длины

Для зеленого цвета применяют AlGaInP (Алюминий-Галий-Фосфид индия). Красный получается с использованием AlGaAs (Алюминий-Арсенид галлия). Долгое время не могли найти комбинацию для синего. Только в 90-х годах был найден подходящий состав, за который авторы получили Нобелевскую премию. Сочетание перечисленных цветов позволило создать белый свет. С этого времени был дан старт массовому внедрению технологий данной категории в разные сферы человеческой деятельности.

Индикаторные светодиоды

Конструкция прибора DIP типаКонструкция прибора DIP типа

Для концентрации светового потока функции отражателей выполняет опорная пластина и стенки. Такие приборы выпускают с выпуклыми линзами и прямоугольными торцами диаметром от 3 до 10 мм. Их подключают к источникам питания 2,5-5 В с ограничением по току до 20-25 мА. Угол рассеивания не превышает 140°. Яркость – до 1,1 люмен.

Индикаторные светодиоды ранее применяли для создания фонарей, светофоров, информационных стендов и рекламных табло. В наши дни появились новые модификации полупроводниковых приборов с большей силой света.

Оригинальная подсветка сценических костюмовОригинальная подсветка сценических костюмов

На практике пригодятся следующие преимущества индикаторных светодиодов:

  • низкая стоимость;
  • хорошая защищенность от влаги и других неблагоприятных внешних воздействий;
  • безопасные токи и напряжение питания;
  • небольшое потребление энергии.

Последний пункт надо дополнить низким выделением тепла. Такие устройства способны функционировать долгосрочно в широком температурном диапазоне без специальных охлаждающих радиаторов.

Осветительные светодиоды

Полупроводниковые приборы SMD, как наиболее распространенные изделия, подробно рассмотрены ниже. Их создают в стандартных размерах на специальной подложке, которая хорошо приспособлена для последующего монтажа на печатную плату.

Излучающее поле лампы, созданное из SMD светодиодовИзлучающее поле лампы, созданное из SMD светодиодов

Для улучшения защищенности полупроводники закрепляют на подложке внутри литого пластикового корпуса. Верхняя полусферическая часть образует линзу, что помогает сузить световой поток.

«Пиранья». Грозное название этой категории подчеркивает высокую эффективность приборов«Пиранья». Грозное название этой категории подчеркивает высокую эффективность приборов

Следующая группа изделий создана специально для освещения. На подложке размещают синие светодиоды. Сверху – слой люминофора. В данном случае применяют большее количество кристаллов на единицу поверхности по сравнению с технологией SMD. Это позволяет получить сильный световой поток.

Мощную матрицу категории COB (Chip On Board) надо охлаждать. Такие лампы устанавливают в автомобильные фары ближнего и дальнего светаМощную матрицу категории COB (Chip On Board) надо охлаждать. Такие лампы устанавливают в автомобильные фары ближнего и дальнего света
Технология ChipOnGlass («Чип-на-стекле»)Технология Chip On Glass («Чип-на-стекле»)

На фото изображены основные стадии производственного процесса:

  1. Создается подложка из стекла нужной формы.
  2. На ней закрепляют последовательно полупроводниковые кристаллы.
  3. Сверху устанавливают слой люминофора.
  4. Далее – финишное защитное покрытие.

В цоколе лампочки размещают блок питания, который создает постоянное напряжение с нужной силой тока.

К сведению! При сравнении разных видов изделий надо отметить позитивно ремонтопригодность SMD модификаций. Светодиоды COB при выходе из строя приходится заменять.

Плюсы и минусы осветительных светодиодов

Выяснив, какие бывают светодиоды, надо перечислить их преимущества по сравнению с альтернативными изделиями:

  • Лучшие полупроводниковые приборы способны обеспечить более 200 люменов на 1 Вт энергии. Это потребление на 80-85 % меньше по сравнению с типовыми лампами накаливания.
  • Качественные светодиодные светильники устойчивы к вибрациям, перепадам напряжения в сети. Долговечность лучших изделий приближается к 100 тыс. часов, что эквивалентно белее чем 11 годам непрерывной эксплуатации.
  • Отсутствие ртутных и других вредных соединений вместе с прочной рассеивающей колбой повышает уровень безопасности.

Не забывайте, что в экономический расчет надо включать все сопутствующие расходы. Светодиодные источники, сделанные известными производителями, стоят дорого. Только через несколько лет получится окупить первоначальные инвестиции. Также надо отметить:

  • Мерцание при недостаточно качественной сборке блока питания.
  • Небольшой угол рассеивания.
  • Различные технические характеристики в одной товарной партии.
  • Узкий диапазон цветовой температуры, несоответствие параметра паспортным данным.

К сведению! Некоторые недостатки объясняются сомнительным происхождением готовой продукции. Для получения надежных гарантий приходится приобретать изделия известных торговых марок, что увеличивает затраты.          

Основные характеристики светодиодов

Изложенные ниже сведения следует изучить для более точного выбора изделий. В комплексной оценке учитывают следующие факторы:

  • параметры источника питания;
  • характеристики светового потока;
  • потребление электроэнергии;
  • долговечность.

Ток потребления

Приборы, которые причислены к индикаторной категории, потребляют не более 20 мА. Мощные осветительные светодиоды – до 300 мА и даже более того. Источник питания и провода должны быть рассчитаны на соответствующие нагрузки.

Следует подчеркнуть необходимость поддерживать стабильный ток светодиода. При незначительном повышении этого параметра меняются характеристики спектра, ускоряется деградация кристалла. Дальнейший рост приводит к разрушению полупроводника.

Чтобы исключить подобные негативные воздействия в цепь питания устанавливают специализированный стабилизатор тока («драйвер»)Чтобы исключить подобные негативные воздействия в цепь питания устанавливают специализированный стабилизатор тока («драйвер»)

Напряжение

Этот параметр определяет падение напряжения на светодиоде при прохождении через него номинального тока. Точная величина указана в техническом паспорте изделия. Значение не является единым даже для одинаковых групп. Так, например, на белом индикаторном светодиоде падение может составить 3 В, а на красном – 1,8 В.

Сопротивление

Минимальное электрическое сопротивление светодиодов заставляет применять в обязательном порядке защитные средства. Для ограничения силы тока при подключении к источнику питания надо обязательно использовать резисторМинимальное электрическое сопротивление светодиодов заставляет применять в обязательном порядке защитные средства. Для ограничения силы тока при подключении к источнику питания надо обязательно использовать резистор

С применением указанных на рисунке ниже приведен пример, как рассчитать сопротивление для светодиода. Падение напряжения на нем будет составлять 7,2 В:

Uип (постоянное напряжение источника питания) – Uр (падение напряжения на светодиоде) = 9-1,8.

Сопротивление вычисляют по закону Ома:

R=U/I=7,2/0,02=360 Ом.

К сведению! Выбирайте изделие из стандартной номенклатуры с большим значением. Помните о том, что резисторы выпускают в разных классах точности, поэтому разница параметров может превышать 10% в одной партии.

При последовательном подключении складывают падение напряжения на каждом полупроводниковом элементе. Расчеты выполняют по приведенной выше схеме.

Исключите подключение светодиодов параллельно к одному резисторуИсключите подключение светодиодов параллельно к одному резистору

Значительный разброс параметров полупроводниковых приборов будет сопровождаться разной интенсивностью свечения. Как отмечено ранее, даже небольшое превышение номинальной силы тока значительно ускоряет деградацию, увеличивает риск поломки изделия.

Мощность светодиодных ламп

Падение напряжения на подобных индикаторных светодиодах составляет 2,4 В, а ток – 20 мАПадение напряжения на подобных индикаторных светодиодах составляет 2,4 В, а ток – 20 мА

При этих исходных параметрах прибор потребляет 0,048 Вт в час (1,152 Вт – за сутки, 34,56 – за месяц). Но требования возрастают, когда нужно создать достаточно сильный источник света.

Допустим, необходим прожектор мощностью 100 Вт который составляется из полупроводниковых одноваттных матриц с падением напряжения 3 В на каждой. При параллельном подключении понадобится применить источник тока на 33 А (100 × 0,33). Это очень много. Для прокладки сети питания понадобится алюминиевый проводник сечением более 8 мм кв., соответствующий стабилизатор.Разумеется, подобные решения нецелесообразны.

Вместо них применяют такие электрические схемыВместо них применяют такие электрические схемы

Подбирают количество элементов в каждой цепи так, чтобы напряжение питания составляло от 12 до 24 В. Для нашего примера можно применить группы по 8 светодиодов. Подойдет стабилизатор на ток 12×0,33=3,96 А, что не вызовет никаких существенных затруднений и лишних финансовых затрат.

Светоотдача, угол свечения

В наши дни почти забыты оценки эффективности осветительных приборов по мощности. Это правильно, так как «лампочка на 40 Вт» не является достаточно информативным определением. Действительное значение имеет то, какой именно результат будет обеспечен соответствующим устройством. Для этого применяют понятие светового потока. Он определяет количество энергии, которое перемещается волнами соответствующей части спектра через определенную площадь за единицу времени. Параметр измеряется в люменах.

Мощность разных осветительных приборов, ВтСветовой поток, лм
250400700900120018002500
Лампа накаливания20406075100150200
Люминесцентная лампа6-710-1215-1719-2026-2942-5064-80
Светодиоды1,5-2,54-66-88-1011-1417-1921-28

К сведению! Современные полупроводниковые приборы способны при потреблении 1 Вт создавать поток света до 140 лм. Это более чем в 10 раз эффективнее по сравнению с классической лампой накаливания.

Этот рисунок наглядно демонстрирует различные углы свеченияЭтот рисунок наглядно демонстрирует различные углы свечения

Узконаправленные источники применяют в нишах стен, для подсветки отдельных декоративных предметов, функциональных зон. Для увеличения угла рассеивания применяют специализированные линзы. Надо понимать, что наличие дополнительных элементов в оптическом тракте несколько снижает эффективность.

Цветовая температура

Этот параметр указывают на упаковке и в сопроводительной документацииЭтот параметр указывают на упаковке и в сопроводительной документации

Он характеризует самые мощные составляющие в спектре излучения. Каждый человек по-своему воспринимает волны разной длины, поэтому точные универсальные рекомендации не уместны.

Для корректной оценки надо учитывать коэффициент цветопередачи (обозначение – «CRI»). При значении параметра более 80 можно говорить о хорошем качестве. В ртутных газоразрядных лампах, например, CRI от 40 до 60. Не сложно убедиться на практике в том, как сильно искажаются соответствующими уличными фонарями естественные оттенки.

Размер чипов, кристаллов, дополнительные критерии качества

Для тщательного сравнения продукции разных брендов надо проверять одновременно несколько важных параметров. Допустим, что надо купить мощные светодиоды для фонариков. Характеристики в рекламном объявлении подходят, а цены разумные. Не делайте поспешные выводы.

Убедитесь, что правильно приведены размеры кристалла. Иногда указывают «mil». Но это не привычные миллиметры, а обозначение тысячной одного дюйма. Для перевода используйте коэффициент 0,0254:

35mil×0,0254=0,889 мм.

Современный штангенциркуль с цифровой индикацией выполняет измерения с точностью до 0,01 ммСовременный штангенциркуль с цифровой индикацией выполняет измерения с точностью до 0,01 мм

Один кристалл на мощных светодиодах потребляет до 300 мА в нормальном (долговременном) режиме использования. По количеству этих элементов можно определить суммарные показатели светодиода.

Матрица на 100 ВтМатрица на 100 Вт

Ответственные производители применяют стандартные равные размеры сторон 30-45 mil. Сомнения возникают при обнаружении меньших габаритов. Такие прямоугольники из полупроводников отличаются меньшими токами потребления (мощностью) на 50% и более того.

homius.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о