SMD светодиоды – что это такое
LED SMD – светодиодные лампы поверхностного монтажа. Главное их отличие от обычных диодов – способ установки, что обуславливает конструкционные особенности. В стандартном выводном варианте имеются длинные выводы для установки лампы через отверстия в плате. В SMD устройстве есть только контактные площадки – планерные выводы, поэтому изделие закрепляют прямо на плату. Этот способ и называют поверхностным монтажом. Установка диодов очень проста и может выполняться неспециалистом.
Такое решение имеет еще один существенный плюс. Характеристики SMD светодиодов включают большую световую мощность при низком потреблении электричества. Однако реализация такого достоинства требует очень хорошего теплоотведения. Массивные короткие выводы более эффективны и лучше отводят тепло. Кроме того, диод практически сидит на плате и передает тепло и ей.
SMD светодиоды более устойчивы к вибрациям и механическим повреждениям за счет более плотной «посадки».
Разнообразие светодиодов
Первые светодиодные лампы и светильники были основаны на 5 мм светодиодах штырькового типа. Они были не очень эффективными, дорогими и надежными, но это был первый шаг в развитии нового источника света. Долгое время такие светодиоды использовались в качестве индикаторов для бытовых и промышленных приборов, а также в качестве излучателей для ручных фонариков.
Позже они были заменены на светодиоды SMD (устройства поверхностного монтажа) в бессвинцовых корпусах.
В то время как 5 мм светодиоды монтируются через отверстия в печатной плате, SMD припаиваются непосредственно к поверхности платы, что ускоряет сборку и снижает стоимость крепежа. Они имеют контактные металлические площадки, а не ножки, от 2 и более, в зависимости от количества цветов и кристаллов в футляре.
В целом, существует три типа светодиодов.
1. свинцовые (колбы диаметром 3, 5, 10 мм и другие)
2. SMD (тип которого мы рассмотрим в этой статье).
3. светодиоды COB — матрица кристаллов на печатной плате, расположенная под одним слоем люминофора. chip-On-Board — аббревиатура от Chips on Board. Они выглядят так, как показано на рисунке выше.
SMD светодиоды используются в лампах с различными цоколями, прожекторах, светодиодных лентах, светодиодных настольных лампах и других осветительных приборах.
Маркировка для полупроводников
На корпус прибора наносят точные сведения, чтобы покупатель мог сразу определить, какое приспособление перед ним
Это важно, учитывая, что внутри одного корпуса могут находиться мелкие детали, обладающие разными параметрами
Поэтому уделяют внимание определению SMD компонентов по их маркировке
Вам это будет интересно Реактивное и активное сопротивление
Диоды
Обычное они снабжаются цветной маркировкой. По крайней мере, если корпус — цилиндрической формы. Изделия помечаются при помощи цветных полосок, в количестве одной или двух штук. Полоски легко отыскать у вывода катода, которым снабжаются диоды.
В прямоугольном корпусе устройства снабжаются примерно такими же обозначениями. Некоторые производители включают разные символы и цифры в свои обозначения.
Стабилитроны
Маркировка у них бывает как цветовой, так и символьной. Полоски для маркировки тоже располагаются ближе к выводам стабилитронов.
Светодиоды
Главное — учесть, что некоторые приборы могут выпускаться в разных модификациях, с некоторыми отличиями по основным характеристикам. Даже при одном типоразмере разные светодиоды отличаются по цвету, цветовой температуре.
Что это такое
SMD — сокращённое сочетание трёх терминов из английского языка — Surface Mounted Device. Расшифровывается понятие как «прибор, устанавливающийся на поверхности».
Интересно. Например, у обычных радиодеталей ножки вставляются в отверстия на печатной плате. Потом с другой стороны проходит припой. SMD приборы отличаются тем, что просто накладываются на специальные контактные площадки, предусмотренные для этого. Припой организуют с этой же стороны.
Благодаря такому поверхностному монтажу появилась возможность уменьшить габариты и плотность элементов, расположенных на плате. Сама установка тоже стала проще. С такими технологиями легко справляются даже автоматизированные роботы. Автомат сам легко определяет, на каком месте расположить элемент. После этого происходят к разогреву площади посредством ИК. Либо поверхность обрабатывают лазером, пока не достигается температура плавления. После использования специальной монтажной пены процесс можно считать завершённым. С работой поможет и существующее обозначение СМД диодов.
Расшифровка маркировки SMD светодиодов
Марки светодиодов обозначают для того, чтобы сделать их применение более удобным. Используются для этого только 4 цифры, так что «разгадать» обозначение несложно.
Устройства классифицируют по размерам, и маркировка, по сути, указывает на величину изделия. Цифры обозначают длину и ширину в миллиметрах. Например, модель 3528 имеет размеры 3,5*2,8 мм. Остальные сведения о приборе можно получить из инструкции.
Важно! Изучать инструкцию полезно, поскольку многие китайские производители устанавливают в типичный корпус чипы меньшей мощности. При этом легко приобрести светодиод мощностью в 0,1 Вт вместо 1 Вт
Программа для расшифровки SMD деталей
Благодаря специальным программам для техников и профессионалов проще определить, что за деталь находится перед специалистом. Приложение расшифровывает элементы маркировки, присутствующие на корпусе. После нажатия кнопки проверки легко получить краткую расшифровку основных характеристик. Некоторые решения поддерживают поиск информации на дополнительных сайтах.
- Сначала вводят код SMD с упаковки.
- Потом указывают наименование прибора.
- Следующими используются кнопки для поиска относительно той или иной модели.
- Пользователь может увидеть собранные данные, сохранить их и присвоить файлу определённое название.
- Далее идёт выборка из базы компонентов, дающая описание производителя, типа корпуса, функционального назначения.
- Если есть — отображается чертёж.
- Назначение выводов компонента располагается в отдельной строке программы для расшифровки обозначений SMD деталей.
Главные три типа светодиодов
В результате многолетних разработок налажено производство разных типов светодиодов по функциональному предназначению, размерам и конструктивному исполнению. При изготовлении применяют модели разных форм, яркости, способу монтажа.
Выводные светодиоды
Характеризуются как маломощные источники света, оснащены специальными «ножками», при помощи которых производится монтаж в отверстия печатной платы. Модели с небольшим углом свечения применяют в изготовлении вывесок, рекламных табло. Используют как индикаторные маячки и подсветку для электротехники, а также устанавливают в «лазерные» указки, бытовые фонари и светильники.
Предназначены для поверхностного монтажа, классифицируют модели в зависимости от их диаметра. Размер моделей и отличия светодиодов влияют на яркость, габаритность источника освещения. Типовые модификации корпусов:
- круглой формы от 3 до 10 мм;
- прямоугольные «Пиранья» с четырьмя ножками, что повышает устойчивость к вибрации. Модели часто используют в приборной панели автомобиля. Долговечны, благодаря надежной системе теплоотвода;
- цилиндрические диоды диаметром 3, 5 или 8 мм. Однонаправленные выводы проволочного типа.
Монтаж осуществляют с помощью паяльника и припоя. Используют металлические держатели для диодов с винтовым креплением.
SMD-светодиоды
Универсальные модели с крепким корпусом используют для ламп общего назначения, индикаторных панелей, аварийного освещения. Популярны ленты на SMD-диодах в виде линеек и модулей.
В основе диода светодиодный кристалл, который расположен в квадратном или прямоугольном корпусе. Оптическое покрытие готового чипа, как правило, из люминофора. Фокусирующая линза формирует диапазон направленности светового потока. Выводы в виде металлических полосок. На плату SMD-диодов устанавливают методом поверхностного монтажа.
Благодаря надежному теплоотводу мощные модели сохраняют стабильный режим работы на протяжении нескольких лет.
COB-светодиоды
В отличие от дискретных чипов в отдельных корпусах идея COB-матрицы помогает получить высокую плотность кристаллов с суммарным световым потоком высокой интенсивности и однородности. Используется керамическая или алюминиевая подложка, на которой диоды, соединенные в кластеры, герметично заливают люминофором.
LED характеристики компактной матрицы нормированы рабочим током в соответствии с видом используемых кристаллов, с требуемой на выходе мощностью/яркостью.
О многослойных платах
Монтаж в аппаратуре с SMD компонентами часто бывает достаточно плотным. Поэтому и дорожек самим платам надо больше, чтобы при дальнейшей эксплуатации не возникало проблем. На одну поверхность все дорожки влезть не могут, потому и был разработан многослойный вариант плат.
В плате будет больше слоёв, если само оборудование применяют достаточно сложное. Прямо внутри платы размещаются сами дорожки, увидеть их практически невозможно. Платы компьютеров и мобильных телефонов — пример использования подобных технологий на практике.
Обратите внимание! При перегреве многослойных плат они просто вздуваются, как пузырь. Межслойные связи начинают рваться, из-за чего главный компонент выходит из строя
Правильно подобранная температура — самый важный фактор при любом ремонте.
Иногда применяют обе стороны печатной платы для работы. Из-за этого плотность монтажа становится в два раза больше. Ещё одно преимущество современных SMT технологий. Материала для производства таких компонентов тоже уходит в несколько раз меньше. Себестоимость благодаря такой конструкции уменьшают.
Дополнительно о маркировке SMD разных компонентов
Конденсаторы с SMD-маркировкой выпускаются с разными корпусами:
- Металлические.
- Пластиковые.
- Керамические, со своей микросхемой.
Важно. Неполярные разновидности техники выпускаются вообще без маркировки. 1 пф — 10 мкф — в таких пределах находится ёмкость у этих устройств
Обычно электролитические разновидности конденсаторов имеют вид бочонков, в алюминиевых корпусах с маркировкой. Их используют для поверхностного монтажа.
Танталовые устройства обычно располагаются внутри корпусов прямоугольной формы. Они отличаются не только цветовым исполнением, но и расцветкой.
Электролитические и танталовые устройства обозначаются примерно так же, как и резисторы.
Интересно. Малогабаритные конденсаторы тем и отличается, что площадь для нанесения обозначений слишком маленькая. Поэтому выбирают буквенное или числовое обозначение, из двух-трёх символов.
Если символов в маркировке 3 — то первая буква всегда связана с производителем. Второй символ нужен для указания на ёмкость.
Вам это будет интересно Особенности формулы заряда q
Третий символ — обозначение множителя.
Сплошная полоса или чёрточка на корпусе чаще снабжает танталовые разновидности приборов. Она связана с положительным выводом. Главное — не перепутать с выводными электролитическими. У них минусовой контакт, который маркируется с помощью чёрточки или полоски.
- https://2proraba.com/elektrika/smd-svetodiody-markirovka-i-xarakteristiki.html
- https://lampaexpert.ru/svetodiodnaya-lenta/svetodiody/markirovka-smd-diody-stabilitrony
- https://rusenergetics.ru/polezno-znat/smd-markirovka
Основные параметры
Знание характеристик LED светодиодов необходимо для подбора подходящего светотехнического источника под конкретную задачу, проектирование электронных схем с использованием диодов.
Ток
Параметр отражает максимальную величину тока, который диод проводит без перегрева или повреждения. Диапазон – от миллиампер до десятков ампер, параметр обусловлен размером и конструкцией диода. Для однокристальных чипов средний показатель рабочего тока 200 mA. Многокристальные характеризует более высокая величина. Интенсивность свечения, продолжительность службы зависят от стабильной работы блока питания. Цветовая температура, оттенок свечения меняются мере роста тока.
Напряжение
Для различных моделей установлено максимальное напряжение, которое допускается, не вызывая пробоя или повреждения элемента. Специальные драйверы обеспечивают стабильность подачи тока. Запитывание светодиодной ленты проводится при помощи токоограничивающих резисторов.
Мощность
Параметр отражает количество энергии, которую устройство способно перерабатывать без перегрева. Величина используется для проведения расчета нагрузки, выбора оптимального блока питания. Различают мощность LED:
- малую – до 0,5 Вт;
- среднюю – 0,5-3 Вт;
- большую – от 3 Вт.
От того, какой бывает мощность, только частично зависит яркость свечения. Светодиодные лампы с одинаковой мощностью могут различаться по яркости.
Световой поток
Измерение видимой световой мощности проводят в люменах (lm). Чем выше показатель, чем ярче свет источника. Светодиодные лампы излучают от 80 до 150 лм на каждый ватт потребляемой энергии. Угол рассеивания светового потока – 100-120 градусов. Получить лучшую фокусировку помогают специальные купольные линзы.
Цветовая температура
Светодиодные источники в отличие от ламп накаливания сильнее разнятся по цветовой температуре. Если у классических лампочек диапазон составляет 2000 – 3000 Кельвинов, то у светодиодного освещения – от 2700 до 6500 Кельвинов. Линейки светоизлучающих диодов представлены в интервалах оттенков:
- теплого – 2700-3500 К;
- нейтрального/дневного – 23500-5000 К;
- холодного – выше 5000 К.
Комфортным считают желтое свечение, приятное для глаз, теплое, способствующее расслаблению.
Габариты
Различия по размеру корпуса отражают в миллиметрах. Например, типоразмер светодиода SMD-2835 означает, что размер элемента 2,8 x 3,5 мм. Габариты диода можно измерить при помощи линейки.
Всё о видах светодиодов
Прибор-полупроводник, или light-emittingdiode, называют LED, что означает «светоизлучающий диод». Конструкция устройства включает корпус с контактными выводами, оптическую систему из кристалла, рефлектора, отражающего поток света, рассеивателя для увеличения угла свечения. Два полупроводника обеспечивают p-n переход электронов от донора к реципиенту за счет наличия отверстий в одном элементе и свободных электронов в другом.
Вначале светодиоды применяли в качестве индикаторов на различном оборудовании. Свечение диодов из-за небольшой яркости было заметно лишь в темноте. По виду устройства отличались выводной конструкцией – анод и катод выходили из круглого корпуса.
С развитием технологий появились новые типы и их характеристики стали более совершенными. Более мощные и яркие диоды используют для современных светильников, они отличаются от галогеновых источников, ламп накаливания большой светоотдачей и яркостью.
Классифицируют по группам:
- индикаторные – диоды небольшой мощности, умеренной яркости. Устройства, маленькие по размеру, используют для цветовой индикации, подсветки приборных панелей;
- осветительные – приборы различной мощности, до нескольких десятков Ватт, что обеспечивает свечение высокой интенсивности, яркость. Применяют внутри автомобильных фар, прожекторов и различных приборов, в лампах для общего освещения помещений, в светодиодных лентах.
Характеристики СМД светодиодов
Каждый вид SMD светодиода характеризуется не только величиной излучения и количеством потребляемого тока, но и другими параметрами. Тип изделия определяет применение прибора и особенности монтажа.
Характеристики светодиода 3528
Как видно из таблицы, светодиод SMD 3528 бывает однокристальным и трехкристальным. В первом случае он может генерировать белый нейтральный и теплый свет, а также желтый, синий, зеленый и красный. Во втором подает сразу несколько цветов. Однокристальный вариант оборудован 2 выводами для подсоединения, а трехкристальный – 4 (1 катод и 3 анода). Чтобы предупредить влияние окружающей среды, кристаллы заливаются прозрачным компаундом. Материал может включать люминофор: так выравнивают цветовые показатели прибора.
Световой поток, который излучает прибор, невелик. Зато SMD 3528 обладает миниатюрными размерами и регенерирует разные цвета. Благодаря этому светодиоды используют в лентах подсветки и недорогих декоративных светильниках.
Характеристики светодиода 5050
Светодиод SMD 5050 может включать 3 или 4 кристалла. Для одноцветного светильника выбирают одинаковые или близкие по оттенку кристаллы. 5050 отличается более высокой яркостью – в 3 раза больше, чем 3528. В диодах предусмотрена такая же защита: прозрачный компаунд или люминофор.
Прибор отличается лучшим соотношением мощности и цены и обеспечивает любой цвет светового потока. Как правило, 5050 устанавливают на декоративные осветительные ленты – одноканальные, RGB, RGBW. Если увеличить плотность крепления – до 60 штук на 1 м, светодиодную ленту можно использовать не только как украшение, но и для освещения интерьерных элементов. Ленты оснащены контроллерами, что позволяет регулировать оттенок и интенсивность света.
Характеристики светодиода 5630
Элемент 5630 имеет только однокристальное исполнение, но отличается высокой мощностью: генерирует световой поток в 57 люменов. Цвет белый, с разной температурой: холодный, дневной, теплый. Прибор защищен 2 старисторами и может выдерживать импульс тока до 400 мА.
У светодиода 4 вывода, но работу элемента обеспечивает только 2. 2 других вместе с подложкой требуются для отвода тепла. Применяют диод при изготовлении мощных ламп и прожекторов.
Важно! Яркость диода зависит от температуры воздуха. При +85 градусов показатель падает на 25%
Характеристики светодиода 5730
Однокристальный вариант обладает такой же мощностью, что и 5630, а вот трехкристальный SMD светодиод 5730 втрое мощнее: изучает свет яркостью до 158 люменов. Также предназначен для получения светового потока белого цвета, но с разной цветовой температурой.
Модификация отличается очень низким тепловым сопротивлением, что позволяет обойтись без двух дополнительных выводов, как в 5630. При этом она выдерживает также импульсный ток.
Элемент отличается высокой производительностью и используется также как и 5630 – при производстве мощных светодиодных светильников.
Характеристики светодиода 3014
Однокристальный элемент умеренной мощности – до 11 люменов, и очень небольших размеров. В качестве защиты используется компаунд. Светодиод генерирует белый свет – теплый, холодный, основные цвета, а также оранжевый. Эту относительно недавно появившуюся модификацию относят к категории слаботочных.
При монтаже изделия нужно учитывать его особенность: выводы у него нетипично длинные и достигают нижней части корпуса. Таким образом, улучшается теплоотвод.
Главное назначение 3014 – модули и ленты декоративной подсветки. Нередко диоды применяют при производстве автомобильных ламп и настольных приборов.
Характеристики светодиода 2835
Из всех типов SMD светодиодов модель является самой мощной: излучает примерно на 20% больше света, чем 5730. Так можно уменьшить энергопотребление. Однокристальный прибор производят в трех версиях разной мощности. Он излучает белый свет разной температуры. По размерам близок к элементу 3528, но имеет круглую линзу.
Этот вариант наиболее популярен, так как применяют его при изготовлении буквально любых осветительных приборов: ламп на улице, прожекторов, бытовых светодиодных светильников. А это означает большое количество подделок, где вместо одноваттного диода устанавливают элемент меньшей мощности.
Подведение итогов
К сожалению, качество большинства светодиодных изделий оставляет желать лучшего. Производители либо игнорируют схемы переключающих диодов или блока питания, либо даже покупают низкосортные подделки для сборки своих устройств. Именно поэтому я не указал индекс цветопередачи. Это в значительной степени зависит от качества люминофора.
Кроме того, в сети есть информация об индексе цветопередачи CRI Systems Institute cheating, люминофор состоит из этого компонента, который формирует световой поток с пиками в спектре на нужной длине волны, чтобы успешно пройти тест.
Было показано, что при высоких индексах нарушается истинное цветовое различие для глаза. срок службы светодиодов не имеет смысла, обычно он составляет 30-50 000 часов, но это очень сильно зависит от источника питания (точнее, от качества источника питания), теплового режима и общего режима работы.
Также я не указал угол освещения, так как все SMD светодиоды находятся в диапазоне 105-135°, а самый распространенный — 120°.
Вывод заключается в том, что на самом деле очень трудно найти хорошее качество для такого популярного товара, как светодиоды. Если вам нужен достойный свет, лучше всего остановиться на продукции известных производителей, таких как Osram, Philips и CREE.
