Все типы SMD-светодиодов их технические характеристики и маркировки

Технические характеристики SMD 2835.

Светодиоды SMD 2835 – мощные полупроводниковые источники света с прямым напряжением от 2,8В до 7,2В и силой прямого тока до 30мА.

Сила светового потока при этом в зависимости от номинала варьируется от 20лм до 63лм. В качестве материалов светоизлучающего кристалла используются Индий (In), Галлий (Ga) и Нитроген (N).

Применение легирующих добавок и разнообразных технологий производства позволяют получить различные оттенки белого свечения: чистый белый, дневной и теплый белый.

Корпус светодиодов SMD 2835 изготавливается из термоустойчивого пластика, линза – из прозрачной эпоксидной смолы.

Отличительной особенностью представленных светодиодов является большая контактная площадка (теплоотводящая подложка), обеспечивающая дополнительный отвод тепла, накапливаемого в процессе свечения.

Типоразмер 2835 указывает на габаритные размеры светодиода – 2,8×3,5 мм.

Монтируются светодиоды на поверхность по SMD-технологии (Surface Mounted Device) с помощью групповой пайки или с использованием термо воздушной паяльной станции. Процесс оплавления рекомендуется проводить в атмосфере азота при соблюдении временно-температурных условий пайки.

Катодный вывод чип-светодиодов 2835 визуально определяется небольшим срезом угла корпуса и более коротким выводом. При подключении питания следует учитывать полярность светодиодов.

Также запрещено подключать светодиоды напрямую к источнику питания. В качестве ограничительного стабилизатора тока необходимо использовать драйверы питания или резисторы. При этом на каждую цепочку последовательно соединенных светодиодов подключается отдельный резистор.

Повышенная рабочая температура среды составляет не более +85°С, пониженная рабочая температура – не ниже -40°С. Потери мощности не превышают 200 мВт. Угол свечения широкий – 120°. Срок службы не менее 10 000 ч.

В качестве примера рассмотрим характеристики SMD 2835 белого цвета свечения с цветовой температурой 5500°K.

В зависимости от состава люминофора white SMD 2835 выпускается в тёплом, нейтральном и холодном белом свете с коэффициентом цветопередачи не менее 75%.

Максимально допустимый прямой ток равен 180 мА, импульсный – 400 мА с шириной импульса до 10% от периода. При этом разброс прямого напряжения может составить 2,9-3,3В.

Излучаемый световой поток достигает 50 лм с углом рассеивания 120°. Работая на номинальном токе, white SMD 2835 рассеивает порядка 0,5 Вт мощности и требует дополнительного охлаждения, при этом диапазон рабочих температур светодиода составляет от -40 до +65 °C.

Все приведенные характеристики подразумевают использование светодиодов с индексом 2835 при температуре окружающей среды Ta=25°C. Однако в реальности чип работает в гораздо менее комфортных условиях. Отводу тепла мешает защитный силиконовый слой или рассеиватель лампы, да и температура в комнате порою выше, чем 25°C.

На первом графике видно, что номинальный ток 180 мА можно подавать на светодиод только при Ta=0…30°C. С ростом температуры рабочий ток необходимо снижать, чтобы не перегреть кристалл. Уже на 80 градусах ток следует ограничить на уровне 50 мА, что и делают малоизвестные китайские производители светодиодной продукции. Не заботясь об эффективном охлаждении, они умышленно занижают рабочий ток.

В реальности можно рассчитывать на светоотдачу, равную 80–90% от паспортного значения. Ещё более сильно на световой поток влияет величина прямого тока, 100% светоотдача возможно лишь при 180 мА, а для этого нужен идеальный отвод тепла.

Если рассматривать, допустим, низкокачественные китайские светодиодные лампы, где реальный ток на одном чипе равен около 50 мА, то относительный световой поток будет составлять не больше 25% от номинала. Кроме этого светоотдача плавно снижается во время работы светодиодов и спустя 3000 часов составит около 95% от исходного состояния. Наглядно это показано на следующем графике. Заниженная светоотдача и рабочий ток вовсе не показатель подделки, эти параметры характеризуют реальные условия работы светодиода в чипе SMD 2835.

Плюсы и минусы светодиодов SMD

Небольшие габариты диодов СМД и большой поток света при минимальном энергопотреблении позволило осуществлять сборку плат автоматизированно.

Кроме таких качеств как экономичность, удобство, надежность, у этих источников света есть и другие достоинства:

• независимость от циклов включения/выключения;
• моментальный розжиг;
• высокая устойчивость к механическим повреждениям и вибрациям благодаря плотному прилеганию (без отверстий) к плате и компактности;
• широкий выбор по цвету (2600К-10000 К);
• цветопередача 75-85 Ra;
• бесшумная работа;
• минимизация риска поражения током благодаря низкому напряжению питания;
• экологическая безопасность (в составе нет вредных веществ, в потоке света нет ультрафиолетовых лучей);
• отсутствие мерцания (при условии, что диод качественный);
• максимальная температура нагрева 90оС;
• колбы ламп с цоколем производятся из пластиков, не создающих осколков при повреждении;
• возможность регулировать не только яркость, но и цвет света;
• простой монтаж и обслуживание;
• стандартная утилизация.

Как у любого источника света, у СМД диодов имеются и недостатки. Основным рядовые потребители считают высокую стоимость. В модули диоды устанавливаются на значительном расстоянии друг от друга, светятся отдельные точки, что не может обеспечить равномерность светового потока. Еще один недостаток – низкая ремонтопригодность осветительных приборов. СМД только теоретически можно перепаять, на практике модуль необходимо отправлять на завод, выпустивший его. В результате ремонт обходится дороже, чем замена модуля.

Для того, чтобы СМД-диод отработал заявленный производителем срок службы, требуются дорогие системы питания и охлаждения (без них кристаллы быстро деградируют).

Особенности

Сегодня SMD 2835 можно позиционировать как планарный светодиод, в корпусе которого скрыты лучшие качества, взятые от предыдущих модификаций:

1. Ширина и длина светодиода полностью совпадает с размером SMD 3528. Это упрощает производителям светодиодных лент задачу по наладке производственного оборудования. При этом высота элемента уменьшена до 0,8 мм, что снижает затраты на его производство и расширяет область его использования.
2. По электрическим и оптическим параметрам у SMD LED 2835 много общего со светодиодом SMD 5730 мощностью 0,5 Вт. Учитывая, что площадь излучения SMD 2835 меньше в 1,7 раза, он обладает такой же светоотдачей что и SMD 5730, а значит, лучше подходит для конструирования высокоэффективных светодиодных светильников.
3. Форм-фактор во многом напоминает ещё один прогрессивный светодиод SMD 3014. Излучающая поверхность имеет форму прямоугольника и полностью покрыта люминофором. Корпус выполнен из термостойкого компаунда белого цвета с небольшим срезом в одном углу, указывающим на катод. В отличие от SMD 5630 и SMD 5730 функцию теплоотводящей подложки выполняют анод и катод. Теперь их выводы размещаются не только с торцов, но и на нижней части корпуса. Эту конструктивную особенность нельзя игнорировать при сборке светодиодного светильника своими руками.

smd 2835

Однокристальный светодиод повышенной мощности. Выпускается в трех исполнениях: 0.2, 0.5 и 1 Вт. Излучает белый свет различной цветовой температуры, по размерам корпуса совпадает с прибором 3528, но отличается от последнего прямоугольной линзой (у 3528 она круглая).

smd 2835 (слева) и smd 3528

Из-за высокой популярности приборов выпускается очень много подделок, в которые устанавливаются кристаллы меньшей мощности. Так, хотя китайский smd 2835 и выпускается официально, но оснащается он кристаллом всего 0.09 Вт. Внешне отличить его от одноваттного бывает невозможно из-за добавленного в компаунд люминофора, поскольку он непрозрачен, соответственно, оценить размеры кристалла на глаз не получится.

Прибор используется в мощных осветительных лампах, бытовых и уличных светильниках, прожекторах, светодиодных лентах.

Если тебя заинтересовал светодиод smd 2835, более подробную информацию ты можешь почерпнуть из этой статьи.

Особенности SMD-светодиодов

Основное визуально заметное отличие smd светодиодов от обычных состоит в конструкции их корпуса:

Если обычный диод имеет достаточно длинные выводы для монтажа через отверстия в плате, то их smd аналоги имеют лишь небольшие контактные площадки (планарные выводы) и монтируются прямо на плату.

Монтаж светодиода обычным способом (слева) и методом поверхностного монтажа

Такой метод сборки называется поверхностным монтажом, отсюда и название светодиодов: smd (англ. Surface Mount Device – прибор для поверхностного монтажа). Такой монтаж наиболее прост, и его можно поручить роботам.

Кроме того, стал возможен эффективный отвод тепла от кристалла благодаря очень коротким, но относительно массивным выводам и тому, что прибор практически лежит на плате. Ведь несмотря на свою экономичность, сверхъяркие диоды в процессе работы нагреваются. Эта особенность конструкции позволила изготавливать очень миниатюрные, но мощные smd светодиоды, требующие хорошего отвода тепла.

Сегодня мировая промышленность выпускает множество типов smd светодиодов, отличающихся друг от друга как габаритами, так и электрическими параметрами.

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 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 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 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 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

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 светаТехнология 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.

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.

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.

smd 5050

В отличие от 3528, 5050 имеет исключительно трехкристальное или четырехкристальное (RGBW) исполнение. Если прибор одноцветный, то все три кристалла имеют одинаковый или близкий (для выравнивания цветовой характеристики) цвет светового излучения. Это значит, что диод 5050 имеет втрое большую яркость, чем его однокристальный собрат smd 3528. Как и в первом случае, кристаллы защищены компаундом с люминофором или без него.

Трехкристальный светодиод 5050

Это, пожалуй, наиболее популярный прибор, используемый для декоративной подсветки и освещения. Он имеет оптимальное отношение стоимость/мощность и может обеспечить любой цвет подсветки (в случае использования rgb5050), включая белый повышенной яркости (четырехкристальный вариант), за счет простого изменения мощности на каждом из кристаллов.

Чаще всего такие светодиоды встраивают в такие светодиодные декоративные ленты, как:

• одноканальная, где три кристалла соединены параллельно и питаются одним напряжением;
• RGB и RGBW, имеющие три и четыре канала соответственно.

Благодаря достаточно высокой мощности диодов уже при их плотности 60 шт. на 1 метр светодиодной ленты она может успешно использоваться не только для декоративной подсветки, но и для освещения интерьера. При этом цветовую температуру и даже цвет освещения пользователь может изменять самостоятельно, для этого достаточно установить соответствующий контроллер.

Светодиодные ленты 5050 одноцветная (слева), RGB и RGBW

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».

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.

Какие светодиоды стоят в лампах?

Наверное самое частое явление, вскрываешь лампу а там следующая картина, выгорел один из диодов. Если есть время и желание провести ремонт, то можно заменить вышедший из строя диод. Но появляется вопрос Какие светодиоды стоят в лампах? 

Соответственно наш порядок действий

1. Вам необходимо воспользоватся вольтметром и определить напряжение светодиода. Вам может помочь в этом наша статья  Как проверить светодиод?
2. Далее после того как вы определили весь светодиодный модуль вышел из строя или одиночный светодиод. Вам нужно определить тип светодиода, а именно его габариты корпуса. Измеряются они в миллиметрах. Вам может помочь в этом наша статья Размеры светодиодов . Но статья может и не пригодится так как, зачастую производители зачастую пишут тип светодиода на самой плате. Смотрите фото. Там будет указано 2835, 5050 или 5630 это и есть тип светодиода
3. Далее зная корпус диода и его напряжение вам не составит ни какого труда приобрести нужные вам светодиоды или светодиодные модули на Aliexpress. Или выпаять диод из другой похожей светодиодной лампы.

Характеристики светодиодов

Параметры устройств влияют на возможность использования их в различных сферах. К основным характеристикам изделий относятся: вольтаж, мощность, угол свечения, цветовая температура, световой поток.

Величина тока потребления

Средняя величина силы тока на кристалле составляет 0,02 А. Для чипов с несколькими кристаллами характеристика увеличивается кратно их количеству. Колебания параметра негативно сказываются на интенсивности свечения и сроке службы. Увеличение тока повышает цветовую температуру чипа, меняет оттенок свечения. Для обеспечения стабильности характеристик подключают токоограничивающие резисторы.

Светоотдача, угол свечения, мощность

Световой поток LED-матрицы отличается от света, создаваемого лампой накаливания. Он направленный, поэтому более яркий в центральной части. Обычно угол рассеивания находится в диапазоне 100-120°. Для изменения параметра применяют линзы. По мощности устройства делятся на 3 группы:

• малой мощности – до 0,5 Вт;
• средней – 0,5-3 Вт;
• большой – от 3 Вт.

Характеристика необходима при расчете блока питания. Она вычисляется по формуле – сила тока умноженная на напряжение.

Цветовая температура

Типы освещенности в зависимости от цветовой температуры света

Интенсивность излучения или цветовая температура важна для комфортного восприятия освещения человеческим глазом. Существует несколько категорий белого света:

• 2700-3500 – теплый;
• 3500-5000 – нейтральный или дневной;
• выше 5000 – холодный.

Цветовая температура указывается в Кельвинах (K), она обозначается в маркировке.

Габариты и их влияние на свойства LED-источников

Разница в освещенности и направленность угла освещения

В зависимости от типа меняется размер smd светодиодов. Яркость элементов возрастает вместе с габаритами. Площадь свечения может быть круглой или прямоугольной. Чем больше параметр, тем ярче освещение. Светопоток также зависит от количества кристаллов. В различных моделях их бывает от 1 до 4 штук. Мощность устройства зависит от размера кристалла. Характеристика указывается производителем в «mil», 1 mil=0,0254 мм. Например: чип размером 45×45 mil – мощность 1 W, 24×24 mil – 0,5 W.

Цветовой диапазон

Цвет светодиода зависит от материала полупроводника и легирующих примесей. Основные цвета: красный, синий, зеленый и желтый. Белый цвет получают путем нанесения слоя люминофора на кристалл синего свечения. Двухцветные устройства используют для индикации. Трехцветные применяют в дисплеях.

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.

Основные выводы

Промышленность предлагает изготовленные из SMD лампы, ленты для основного освещения и подсветки, автолампы, прожекторы, индикаторы, знаки. Радиолюбители собирают конструкции своими руками. Это может быть цветомузыка, мигающие ленты, бегущие огни, сценические костюмы, даже ходовые огни для транспортных средств.

Независимо от того, какая конструкция изготавливается, в первую очередь проверяются технические характеристики чипов. Самый важный показатель – мощность.

Чтобы определить мощность СМД, требуется источник, напряжение которого можно менять. К нему подключается резистор и вольтметр. При изменении вольтажа источника диод засветиться, после достижения максимального уровня свечения показания вольтметра перестанут меняться. На основании полученного значения напряжения рассчитывается резистор и другие элементы схемы.

Предыдущая СветодиодыЧто такое Led-панель и где они используются Следующая СветодиодыТехнические характеристики и применение SMD 3528