Как отличить хороший светодиод от плохого

Требования к подключению

Устанавливать диоды можно на любой поверхности: на бетонном потолке, оклеенном обоями, на пластиковой панели, рядом с натяжными пленками. Благодаря хорошему теплоотводу исключается возможность повредить материал. Но хотя монтаж приборов весьма прост по сравнению с выводными, установка требует выполнения нескольких рекомендаций:

• чтобы подключить изделие к источнику питания, нужно использовать драйвер, в противном случае светодиод может выйти из строя или работать в некорректном режиме;
• если используют только 1 резистор, элементы следует соединять последовательно, чтобы избежать разброса параметров;
• запрещается соединять последовательно диоды с разными показателями по рабочему току, в этом случае часть элементов будет светить тускло;
• при слишком высоком токе светодиод перегревается и перегорает, соответственно, допускается установка резистора только с достаточным сопротивлением.

Если предполагается монтаж садовой подсветки, следует выбирать изделия, защищенные от действия влаги и пыли.

Ремонт драйвера

Прежде всего прозвони предохранитель, если он есть. Прибор должен показать нулевое сопротивление. Сделать это можно, не выпаивая предохранитель из платы. Прибор показал бесконечно большое сопротивление? Замени предохранитель и включи лампу в сеть для проверки. Светится? Ремонт окончен. Если же предохранитель в порядке, продолжаем ремонт. Проверь диодный мост. Как это сделать, ты можешь подробно узнать здесь.

Диодный мост рабочий? Тогда выпаивай сглаживающий электролитический конденсатор и прозвони его. Если конденсатор исправен, то в начальный момент прозвонки мультиметр покажет маленькое сопротивление, которое будет на глазах расти, пока не уйдет в бесконечность.

Проверка электролитического конденсатора мультиметром

Если драйвер простой, как часто случается, то все эти манипуляции обязательно приведут к успеху и окончанию ремонта. Если драйвер сложнее, то все, что ты можешь сделать, это прозвонить остальные электролитические конденсаторы и диоды. Конденсаторы легче выпаять полностью, у диода можно выпаять лишь один вывод. Чтобы он потерял контакт с платой, прибор достаточно приподнять иголкой или пинцетом.

Если и тут все в порядке, то, увы, для дальнейшего более сложного ремонта придется воспользоваться помощью квалифицированного электронщика.

Определение напряжения

Напряжение, при котором светодиод работает в обычном режиме, также является важным параметром. Определить на сколько вольт рассчитана деталь очень просто. Для этого нужно сначала определить полярность выводов детали. Новые элементы имеют более длинную «+» ножку. Если выводы одинаковой длинны, к обеим ножкам нужно подключить мультиметр в режиме прозвонки. Если соблюдена правильная полярность, светодиод должен засветиться слабым светом. Смена полярности не приведет к свечению. Далее идет описание как определить рабочее напряжение:

1. К «+» ножке детали присоединить резистор до 510 Ом.
2. К выходу резистора подключить «-» клемму блока питания на 12 вольт.
3. «-» блока питания подключить ко второй ножке светодиода.
4. Поднять напряжение блока питания до определенной точки яркого свечения. Регулировку подачи тока осуществлять постепенно, без резких скачков.
5. Все это время замерять напряжение вольтметром.

Напряжение будет нарастать до момента открытия перехода внутри элемента. Открывшийся переход перестанет пропускать лишний ток. Это значение необходимо зафиксировать. Оно является рабочим напряжением светодиода. Если продолжить наращивать напряжение, PN переход может не выдержать и сгореть. При несоблюдении полярности, катод не станет пропускать электрический ток, что станет причиной потери работоспособности.

Как расшифровать маркировку

Сверхъяркие smd светодиоды принято маркировать четырьмя цифрами, а линейка выпускаемых сегодня приборов выглядит примерно так:

Типов приборов, конечно, намного больше, но для разбора маркировки нам хватит и этих. Как же разобраться в этой маркировке и что обозначают цифры? Оказывается, ничего сложного тут нет: цифрами обозначены горизонтальные размеры корпуса smd светодиодов – длина и ширина в сотых миллиметра. К примеру, прибор 5050 имеет размеры 5.0х5.0 мм, а 3528 – 3.5х2.8 мм. Больше никакой информации маркировка не несет. Технические характеристики ты можешь узнать только из сопроводительной документации или же поверить на слово продавцу.

На сколько вольт бывают светодиоды

Параметры светодиодов большей частью зависят от материала, из которого изготовлен p-n переход, хотя часть характеристик все же зависит от конструктива. Типовые значения рабочего напряжения и цвет свечения для маломощных элементов при токе 20 мА сведены в таблицу:

Материал	Цвет свечения	Диапазон прямых напряжений, В
GaAs, GaAlAs	Инфракрасный	1,1 – 1,6
GaAsP, GaP, AlInGaP	Красный	1,5 – 2,6
GaAsP, GaP, AlInGaP	Оранжевый	1,7 – 2,8
GaAsP, GaP, AlInGaP	Желтый	1,7 – 2,5
GaP, InGaN	Зеленый	1,7 – 4
ZnSe, InGaN	Голубой	3,2 – 4,5
Люминофор	Белый	2,7 – 4,3

Мощные осветительные светодиоды работают при больших токах. Так, кристалл популярного LED 5730 предназначен для длительной эксплуатации при токе 150 мА. Но из-за крутой ВАХ, стабилизирующей падение напряжения, его Uраб составляет около 3,2 В, что укладывается в указанное в таблице значение.

Основные характеристики LED-элементов

Как и в любом оборудовании характеристики играют очень важную роль при выборе и приобретении

Сейчас мы рассмотрим основные параметры, на которые следует обратить внимание

Ток потребления и его параметр у светодиода

Ток светодиодов зависит от их типоразмера, а иногда даже от цвета. Обычно этот параметр имеет значение 0,02 А. Если же в одном корпусе вмонтировано 4 кристалла, то и ток возрастает соответственно, и будет равен 0,08 А.

Лампа ближнего света автомобиля на светодиодах

При самостоятельном монтаже схемы к каждому светодиоду монтируется резистор, который ограничивает величину тока, тем самым защищая его от быстрого выхода из строя.

Номинальное напряжение световых диодов

Как такового понятия напряжения для таких элементов не существует. Лучше воспользоваться другим термином –падение напряжения на светодиоде. Это означает показатель, насколько меньше стало напряжение при прохождении через элемент. Есть усредненные значения этого показателя, которые зависят напрямую от цвета свечения. При синем, зеленом и белом цвете это 3 В, а вот для желтого и красного – 1,8-2,4 В.

При смешении разных цветов светодиодов рождается белый

Показатели значения сопротивления

В целом знать значение сопротивления светодиода не требуется – эта информация ничего не даст. Ведь если он подключен правильно, то оно незначительно, если же нет, то полное. Интересен факт, что сам по себе этот показатель у подобных элементов является динамическим. Это значит, что если добавить напряжения, то сопротивление начнет падать и наоборот.

Мощность светодиодных ламп, их световой потока и его угол свечения

Угол свечения LED-элементов может быть разным. Обычно он варьируется от 20 до 1200. Вообще их основной световой поток более интенсивен в центре, а ближе к краям рассеивается. За счет этого и достигается большая освещенность при меньшей мощности. Если сравнить потребляемую мощность LED и обычной лампы накаливания, то можно увидеть следующую картину.

Мощность лампы накаливания, Вт	Мощность светодиодов, Вт
100	12-12,5
75	10
60	7,5-8
40	5
25	3

Вот такими тусклыми были первые светодиоды

В целом получается, что LED-элементы в 8 раз ярче «лампочек Ильича» при той же потребляемой мощности, или же при одной и той же силе светового потока светодиоды потребляют энергии в 8 раз меньше ламп накаливания.

Цветовая температура подобных компонентов

Гамма цветовых температур подобных элементов достаточно обширна. Для того, чтобы уважаемому читателю было более понятен диапазон, предлагаем ознакомиться с данными в форме таблицы.

Цвет и его температурное обозначение	Температура цвета, К	Примерные области использования
Белый	Теплый	2700—3500	В квартирах, домах и офисах.Этот свет наиболее приближен к дневному и оттенку ламп накаливания
Нейтральный (дневной)	3500—5300	Рабочие места на производстве. Дает прекрасную освещенность, при этом не искажая цвета предметов
Холодный	свыше 5300	Уличное освещение. Такой цвет более ярок и интенсивен
Красный	1800	Декоративная и фито-подсветка
Зеленый	—	В качестве фито-подсветки, а так же подсветки предметов в интерьере
Желтый	3300	Так же потолочная в квартире и подсветка рабочей зон кухни
Синий	7500	Декоративная подсветка натяжных и подвесных потолков, стен

Цветовая гамма светодиодов довольно обширна

Наиболее распространенные размеры кристаллов

Размеры чипа измеряются в величине, обозначаемой «mill». Если говорить о привычной нам величине измерения, то 1 mill = 0,0254 мм. Наиболее распространенные размеры, это 24×24, 24×40, 35×35 и 40×40 mill. Для примера кристалл, размером 40×40 mill равен 1,143 х 1,143 мм, а его потребляемая мощность – 1 Вт.

Но наиболее интересно сейчас узнать, что же собой представляют SMD-элементы и какими свойствами они обладают.

В этом светодиоде содержится 50 кристаллов

smd 5630 и 5730

smd 5630 представляет собой однокристальный мощный прибор (см. таблицу выше), способный создать световой поток до 57 люмен. Благодаря встроенной защите, собранной на двух стабисторах, прибор в состоянии выдерживать импульсный ток до 400 мА и переполюсовку. Светодиод имеет 4 вывода, но в работе кристалла участвуют только два. Оставшиеся два и металлическая подложка используются для лучшего теплоотвода. Цвет свечения светодиода – белый разной цветовой температуры.

Приборы 5730 могут быть как одно, так и двухкристальными. Первые имеют сходные с 5630 характеристики, вторые вдвое мощнее (1 Вт) и в состоянии создавать световой поток до 158 лм.

Оба типа приборов излучают белый свет различной цветовой температуры и могут использоваться для изготовления мощных светодиодных лент, ламп, прожекторов.

Автомобильная лампа на 5630 и стоваттный прожектор на 5730

Более подробную информацию по приборам smd 5630 ты можешь найти здесь, а по smd 5730 – тут.

Преимущества светодиодов по сравнению с другими источниками света

Являясь качественно новыми источниками электромагнитного излучения, светодиоды обладают рядом существенных преимуществ перед своими предшественниками, что способствует их широкому перманентному внедрению в различных областях народно-хозяйственного комплекса.

Среди преимуществ светодиодов необходимо выделить следующие их качества и характеристики:

Отсутствие в LED светодиодах чувствительных к механическим воздействиям конструктивных элементов (таких, например, как нить накаливания) определяет их повышенную вибро- и механическую стойкость к неблагоприятным воздействиям во время изготовления, транспортировки, монтажа и эксплуатации.
Крайне эффективное преобразование светодиодами электрической энергии в световую определяет крайне высокий коэффициент их световой отдачи. Натриевые газоразрядные и металлогалогенные лампы, бывшие многие десятилетия бесспорными лидерами на рынке по показателю световой отдачи, в настоящее время утратили свои лидирующие позиции из-за появления не менее эффективных светоизлучающих диодов. Так, если показатель световой отдачи у натриевых газоразрядных ламп составляет около 150 лм на Вт потребляемой мощности, то у самых современных светодиодов он достиг 146 лм/Вт и продолжает повышаться вместе с развитием технологий и применением новых конструкторских решений.
Срок эксплуатации светодиодов составляет от 30 тыс. до 100 тыс. часов, что значительно превышает показатели источников света, изготовленных по другим технологиями. Недостатком светоизлучающих диодов является то, что при длительной эксплуатации и/или неэффективном отводе тепла их кристаллы подвержены так называемой деградации, приводящей к плавному снижению яркости излучения.
Существенным плюсом светодиодов является независимость длительности их службы от количества итераций включения-выключения. Этим они выгодно отличаются от других светоизлучающих устройств (например, газоразрядных ламп и ламп накаливания), чувствительных к количеству циклов включения-выключения.
Излучению светодиодов имманентно присуща спектральная чистота, в то время как в других устройствах она достигается за счет использование различных светофильтров. Спектрографический анализ излучения красного светодиода

Экологическая безопасность LED обусловлена тем, что в их производстве не используются опасные элементы и соединения (ртуть, фосфор, галогениды металлов). Также в спектре их излучения отсутствует ультрафиолет, что приводит к отсутствию необходимости создания защиты от него.
Светодиоды безопасны в эксплуатации, т.к. обычно они питаются относительно низкими напряжениями и, благодаря высокой светоотдаче, редко нагреваются выше 50-60 °C
Немаловажным фактором, способствующим широкому применению светодиодов, является отсутствие инерционности их включения: максимальная яркость излучения достигается сразу после включения, в то время как у энергосберегающих люминесцентных ламп время включения колеблется от 1 секунды до 1 минуты, а выход на стопроцентную яркость происходит в течение 3-10 минут после начала работы (в зависимости от температуры окружающей среды и особенностей лампы).
Практически нулевая чувствительность светодиодов к низким и ультранизким температурам позволяет использовать их вне помещений в странах с суровым климатом. В тоже время, как уже отмечалось, светодиоды (как и любые другие полупроводниковые приборы) чувствительны к высоким температурам

В связи с этим при монтаже LED устройств всегда необходимо уделять особое внимание наличию достаточного уровня отвода тепла.
Широкое варьирование угла излучения у различных видов светодиодов (от 15° до 180°) позволяет решать различные конструкторские и технологические задачи при создании устройств с их использованием.
Наличие широкого спектра белых светодиодов (белый теплый, белый дневной, белый холодный) дает возможность использовать различные их типы для решения различных задач в зависимости от конкретной ситуации и необходимости получения того или иного эффекта от освещения.
Относительно низкая стоимость светодиодов (особенно индикаторных).
Высокие показатели коэффициента цветопередачи CRI.

Светодиод SMD 5630: особенности и характеристики

Светодиод SMD 5630 – представляет класс высокоэффективных светодиодов средней мощности, предназначенных для поверхностного монтажа.

SMD 5630 производства Philips, Epistar, Samsung отличаются высоким коэффициентом цветопередачи, что позволяет конструировать на их основе светильники для качественного освещения внутри помещений.

В качестве примера рассмотрим светодиод LUXEON 5630 Mid-Power, выпускаемый компанией Philips lumileds.

Конструктивные особенности

SMD 5630 выполнен в корпусе размером 5,6х3,0х0,9 мм.

Электрический контакт осуществляется через 4 вывода, как показано на рисунке.

Они имеют следующее назначение:

• 1 – катод;
• 2 – катод;
• 3 – анод;
• 4 – не задействован.

По центру нижней части корпуса SMD 5630 предусмотрена контактная площадка размером 1,62х1,28 мм, предназначенная для эффективного отвода тепла от излучающего кристалла.

Во время монтажа она обязательно должна быть припаяна к печатной плате. При этом контакт теплоотвода электрически должен быть изолирован от анода и катода.

Для визуального определения анода и катода со стороны выводов катода на люминофоре имеется срез.

Технические характеристики

Белые светодиоды SMD 5630 на номинальном токе 100 мА излучают световой поток от 32 лм (2700К) до 36 лм (6500К). При этом падение напряжения на p-n-переходе может варьироваться от 2,9 до 3,4 В.

Для своих светодиодов Philips lumileds гарантирует коэффициент цветопередачи CRI не ниже 80 ед. и угол рассеивания света 2ϴ1/2 равный 120°.

Для пайки рекомендуется использовать низкотемпературные оловянные сплавы, придерживаясь международного стандарта JEDEC J-020B. Пайку светодиодов следует производить при температуре не выше 260°C на протяжении не более 10 сек.

Зависимость прямого напряжения от протекающего тока показана на вольт-амперной характеристике (t=25°C). Из приведенного графика следует, что падение напряжения на номинальном токе для большинства белых светодиодов SMD 5630 составляет 3,1 В. Яркость светодиода напрямую зависит от соблюдения его температурного режима работы. Как видно из графика повышение температуры в точках припоя до 85°C вызывает снижение светового потока примерно на 15%

В связи с этим очень важно избегать перегрева кристалла. Например, светодиодную ленту на SMD 5630 нужно обязательно клеить на алюминиевый профиль. На следующем графике показана зависимость светового потока от величины прямого тока

Полная светоотдача обеспечивается на токе 100 мА. При этом производитель светодиодов делает акцент на том, что замеры в контрольных точках с последующим построением характеристики производились при температуре 25°C

На следующем графике показана зависимость светового потока от величины прямого тока. Полная светоотдача обеспечивается на токе 100 мА. При этом производитель светодиодов делает акцент на том, что замеры в контрольных точках с последующим построением характеристики производились при температуре 25°C.

Область применения

Так же как и SMD 5730, светодиоды SMD 5630 устойчивы к вибрации и резким перепадам температуры (-40/+65°C), что в значительной мере расширяет их сферу применения.

Благодаря высоким эксплуатационным показателям, данный тип светодиодов устанавливают в светильники уличного, промышленного и аварийного освещения. В розничной торговой сети можно свободно купить светодиодные ленты и модули на 12 В, а также линейки на 220 В, собранные на базе SMD 5630.

Опираясь на технические данные, радиолюбителям будет несложно произвести расчёты и своими руками сделать подсветку на светодиодах SMD 5630.

К сожалению, найти в продаже фирменные светодиоды форм-фактора 5630 непросто. Вместо них на рынке превалируют китайские аналоги с сильно заниженными техническими характеристиками.

Такое несоответствие параметров объясняется установкой в корпус 5,6х3,0 мм кристалла значительно меньших размеров, который не может длительно пропускать ток в 150 мА.

Поэтому производители светодиодных ламп и лент, собранных на поддельных SMD 5630, подбирают рабочий ток на своё усмотрение, в результате чего снижается срок службы изделия.

11 лучших производителей

Осветительные приборы некоторых марок превосходят остальные. Лучшие производители светодиодных лент:

• Osram;
• Cree;
• Geniled;
• Gauss;
• Joliet Technology;
• Sveteco;
• Arlight;
• LEDCraft;
• Navigator;
• Electrostandard;
• Feron.

Ниже будут рассмотрены все марки светодиодной техники, вошедшие в рейтинг. Сравнивать модели необходимо по степени надёжности, яркости освещения.

Osram

Производитель выпускает приборы высокого качества. Среди них есть и светодиодные ленты. Монтажные платы отличаются низким уровнем энергопотребления при высоком качестве освещения. При этом снижается нагрузка на сеть, а дополнительно – расходы. Преимущества:

• выпускаются все необходимые комплектующие для светодиодных лент;
• предоставляет гарантию (до 5 лет);
• производит множество моделей.

Явные минусы у светодиодных лент отсутствуют.

Cree

Светодиодные устройства LED отличаются яркостью, т. к. на ленте устанавливаются мощные источники света. Они универсальны, используются на разных объектах. Явные недостатки, которые бы снижали эффективность работы устройств, отсутствуют. Из-за возросшего спроса на технику Cree увеличилось количество подделок, поэтому нужно более внимательно подходить к вопросу выбора. Кроме того, не всегда можно подобрать комплектующие, т. к. их количество в магазинах пока недостаточно большое.

Geniled

Спросом пользуется линия устройств с повышенной защитой от воздействия внешних факторов. Выделяются светодиодные ленты на фоне аналогов тем, что при производстве применяется не силикон, а эпоксидная смола, за счёт чего повышается надёжность. К недостаткам относят наличие мелких светодиодов на плате.

Gauss

Светодиодная продукция характеризуется компактностью. Это позволяет скрыть полосу от посторонних глаз, за счёт чего создаётся также эффект рассеянного освещения. Такой свет не мешает. Продукция попала в рейтинг лучших светодиодных лент ещё и по причине лёгкости монтажа. Недостатков у приборов практически нет.

Joliet Technology

Производится в Европе. Технику отличает мощность, яркость освещения. По качеству исполнения она не имеет аналогов, поэтому попала в рейтинг производителей светодиодных лент. Но монтажные платы занимают более низкие позиции, чем могли бы, из-за того, что пока не представлены разнотипными вариантами на рынке РФ.

Sveteco

Продукция входит в рейтинг светодиодных лент благодаря надёжности. Осветительные приборы могут функционировать на протяжении длительного периода без риска поломки. При этом гибкая плата не нагревается. Производитель гарантирует высокое качество продукции.

Arlight

Осветительные приборы в виде гибких полос обеспечивают высокую яркость освещения, служат долго, при этом представлены большим количеством вариантов. Класс защиты разный. Представлены модели от IP20 до IP67. Ещё отмечают высокую чувствительность к воздействию влаги. По этой причине лучше не устанавливать плату Arlight в помещениях, где регулярно повышается влажность или могут попасть капли жидкости на устройство.

LEDCraft

Продукция уже некоторое время представлена на рынке России. Её отличает средняя функциональность, но качество приборов достойное

Когда выбирают лучшие светодиодные ленты средней стоимости, можно обратить внимание на модели этой марки

Navigator

Продукция стоит не слишком дорого. Однако нельзя сказать, что цена соответствует низкому качеству. Наоборот, производитель постоянно совершенствует свою технику. При этом контролируется качество светодиодов и процесс сборки осветительных приборов. Преимущество техники – её доступность: можно найти подходящую модель в магазинах светотехнической продукции. Однако есть и явный недостаток – частое отсутствие в продаже необходимых комплектующих для установки.

Elektrostandard

Отмечают возможность выбора, т. к. под этой маркой выпускается большое количество моделей. Производятся гибкие монтажные платы с защитой от влаги и без неё, разных цветов. Однако у них есть недостаток – сравнительно короткий период эксплуатации. Рекомендуется периодически отключать прибор.

Feron

Монтажные платы Feron замыкают рейтинг светодиодных лент по качеству. Это устройства высокого, среднего, а иногда и низкого качества (считаются таковыми из-за брака). Монтажные платы доступны, их несложно найти в ближайшем магазине, следует лишь внимательно выбирать модель.

Основные характеристики

Есть много вариантов его удешевить, заменить  дорогостоящие материалы дешевыми. Самая главная особенность, что такая замена никак не сказывается на внешнем виде, поэтому и возникают такие вопросы.

Список отличий влияющих на цену:

1. материал основания, медь или алюминий;
2. количество проводников идущих к кристаллу;
3. материал проводников;
4. масса светодиода;
5. срок службы по стандарту L70 или L80;
6. максимальная рабочая температура;
7. количество Люмен на 1 Ватт;
8. качество люминофора;
9. индекс цветопередачи CRI;
10. размер кристалла;
11. качество кристалла;
12. разброс технических характеристик;
13. точность пайки и сборки.

Некоторые параметры можно будет определить только после 5000ч. работы:

• скорость деградации КР;
• эффективный срок эксплуатации;
• качество жёлтого люминофора.

Считаю, что на окупаемость первостепенную роль играет эффективный период службы по стандартам L80 и L70. Для уличных светодиодных светильников второстепенные параметры особой роли не играют.