Где и как используется
SMD LED — хороший выбор, когда необходим свет, при отсутствии более крупного светильника. Сверхъяркие диоды монтируются на платах, которые используются в крошечных устройствах, таких как беспроводные компьютерные мыши, пульты дистанционного управления, цифровые панели считывания (например, на посудомоечных машинах или микроволновых печах), цифровые часы или защитные панели клавиатуры.
По сравнению с классическими лампами накаливания светодиодные лампы как способны излучать белые оттенки света, так и могут распространять разноцветное свечение. Это преимущество позволяет использовать их как элементы декора, а не только как обыденные лампы для освещения.
Вместо того, чтобы потреблять энергию от электронных компонентов и расходовать ее в виде тепла (что означает выход из строя любой печатной платы), при активации она расходует ее как высококачественный свет. Сверхъяркие диоды долговечны и служат очень долго. Нередко сам светильник перестаёт функционировать задолго до того, как выйдут из строя все диоды.
Сверхъяркие диоды используются как основной компонент для SMD-лент. Среди разных видов имеются RGB-ленты. Их можно регулировать с помощью RGB-контроллера. В сочетании со светодиодными лампами Gauss светильники СМД создадут прекрасное и разнообразное освещение.
Как определить напряжение светодиода
Самый очевидный метод определения напряжения полупроводникового прибора – это использовать регулируемый источник питания. Если блок питания регулируется с нуля и при этом возможен контроль тока (а еще лучше – его ограничение), то больше ничего не нужно.
Надо подключить LED к источнику, строго соблюдая полярность. Дальше надо плавно поднимать напряжение (до 3..3,5 В). При определенном напряжении светодиод вспыхнет в полную силу. Этот уровень будет примерно соответствовать рабочему току, который можно считать по амперметру. Если у прибора нет встроенного амперметра, то крайне желательно контролировать ток по внешнему прибору.
Проверка светодиода с помощью регулируемого источника питания.
Такой метод применим к приборам оптического диапазона. Свечение УФ- и ИК-светодиодов не видно человеческим зрением, но в последнем случае можно наблюдать за включением LED через камеру смартфона. Таким методом можно отследить появление инфракрасного излучения.
Свечение ИК-светодиода не видно невооруженным глазом, но наблюдается через камеру смартфона.
Если регулируемого источника нет, можно взять обычный блок питания с фиксированным выходом, заведомо превышающим предполагаемое напряжение светодиода. Или даже батарейку на 9 В, но в этом случае можно будет проверить только светодиод небольшой мощности. К светоизлучающему элементу надо последовательно припаять резистор так, чтобы ток в цепи не превысил верхний предел. Если предполагается, что LED маломощный и работает при токе не более 20 мА, то для источника с выходным напряжением 12 В резистор должен быть около 500 Ом. Если используется мощный осветительный прибор (например, типоразмера 5730) с током 150 мА (батарейка такой ток обеспечит не всегда), то резистор должен быть около 10 Ом. Надо подключить цепочку к источнику постоянного напряжения, убедиться в зажигании LED и замерить падение напряжения на нем.
Светодиод с припаянным резистором.
Существуют и альтернативные способы узнать, на сколько вольт рассчитан светодиод.
Мультиметром
Правильная полярность подключения LED к тестеру.
У некоторых мультиметров напряжение, подаваемое на клеммы в режиме тестирования диодов, достаточно велико для зажигания LED. Такой измерительный прибор можно использовать для определения рабочего напряжения светодиода, одновременно проверяя цоколевку полупроводникового элемента. При верном подключении p-n переход начнет светиться, а тестер покажет какое-то сопротивление (зависит от типа LED). Проблема этого метода в том, что для замера фактического значения Uрабочего на выводах светодиода потребуется второй мультиметр. И другой момент: измерительного напряжения мультиметра вряд ли будет достаточно для вывода светодиода в рабочую точку по току. Визуально это заметно по недостаточно яркому свечению, а для замеров это будет означать, что светодиод не вышел на линейную часть ВАХ и фактическое значение рабочего напряжения будет выше.
Особенности
По мере исследования китайских SMD LED нового формата этот раздел можно расширять бесконечно. Пока больше всего вопросов к мощности потребления. Приобретая, к примеру, несколько SMD 5730 для сборки светильника своими руками или линейку на SMD 3014 пользователь рассчитывает получить световой поток, приведенный в data sheet. Однако нередко простой замер тока нагрузки и несложные вычисления показывают, что реальная мощность одного светодиода ниже в 3–4 раза. Почему так?
Потому что размер 5,7 на 3,0 мм не означает, что внутри смонтирован соответствующий кристалл. Таким искусным способом китайцы вводят покупателей в заблуждение. Самое интересное то, что у покупателя практически нет выбора. Найти фирменный товар с правильно подобранными параметрами сложно.
У всех моделей светодиодов значения светового потока указаны для цветовой температуры 5000–5500°K. Более тёплые тона будут иметь светоотдачу меньше на 10%, а более холодные – больше на 10%. Кроме этого стоит помнить о погрешности во время тестирования, которая может достигать 7%. Так что не удивляйтесь, если вместо заявленных 50 люмен чип выдаст не больше 43 лм.
В дешёвых монохроматических светодиодных лентах SMD 5050 можно увидеть, как все три чипа одного светодиода включены в параллель и запитаны от одного резистора. Такой подход упрощает разводку токоведущих дорожек гибкой печатной платы, уменьшает количество используемых резисторов, а значит, снижает затраты на производство. Конечно, срок службы такой ленты тоже снижается.
Китайские умельцы научились создавать SMD светодиоды любой произвольной формы, в чём можно легко убедиться. Достаточно снять защитный рассеиватель с нескольких лампочек разных фирм (цоколь Е14, Е27) и прочесть тип установленного светодиода на плате. Кажется, разнообразию нет предела. Технические характеристики подобных чипов предугадать невозможно.
Область применения
SMD LED используют везде, где нужно что-то осветить, подсветить или попросту украсить. Они стали базовым элементом в лампочках общего освещения, в индикаторных панелях и ЖК-телевизорах, в системах аварийного освещения. Самым популярным товаром, собранным на SMD светодиодах по-прежнему остаётся светодиодная лента, а также её модификации в виде линеек и модулей.
В новой вариации многоцветные ленты конструируют на группах, которые состоят из четырёх мощных светодиодов разного цвета «R+G+B+W». В сумме их светоотдача намного больше, чем у привычных светодиодов SMD 5050, а наличие независимого white LED расширяет световые оттенки.
smd 3014
Однокристальный компактный прибор умеренной (0.12 Вт) мощности и световым потоком до 11 лм. В зависимости от исполнения может излучать белый свет разной цветовой температуры, а также синий, желтый, зеленый, красный и оранжевый. Для защиты от окружающей среды и коррекции цветовой температуры кристалл покрывается компаундом с люминофором.
Светодиод smd 3014
Основная область применения smd 3014: светодиодные ленты и модули для декоративной подсветки, точечные светильники и лампы к ним. Нередко используются для изготовления автомобильных ламп.
Автомобильная лампа, настольный и встраиваемый светильники, лента на основе диодов smd 3014
Показатели качества
О показателях качества светодиодного изделия можно судить, исходя из следующих критериев:- производитель (предпочтительнее продукция известных компаний, которые публикуют открытые данные о надежности их приборов);- использование специально разработанного конструктива и формы для максимально быстрого отвода тепла, регулирующих температурный режим при работе чипа;- оптические (светотехнические) спецификации LED-лампы, которые можно получить от независимой лаборатории либо изготовителя;- высококачественные гарантийные обязательства;- итоги результатов долгосрочных испытаний функционирования приборов.
Особенности конструкции
По аналогии с другими приборами, информация о конструкции уже заложена в название:
- SMD расшифровывается как Surface Mounted Device, что дословно означает устройство для поверхностного монтажа;
- 5730 – габаритные размеры, что читается как 5,7 на 3 мм, высота корпуса стандартная 1,5 мм с учетом толщины слоя люминофора — вещества, способного преобразовывать поглощаемую им энергию в световое излучение (люминесцировать).
Кристаллы выращивают из трех разных материалов, каждый из которых отвечает за определенный спектр излучения:
- индий (In) – желтоватый в интервале 3000-4000 K;
- галлий (Ga) – чистый белый, световая температура 5000-5800 K;
- нитроген (N) – холодный голубой на максимальной длине волны 6000-7500 K.
Конструкция светодиода 5730
Конструктивно корпус – линза из термостойкого компаунда, зафиксированная на теплоотводящий подложке эпоксидной смолой.
С конструкцией инженеры не стали сильно мудрить и взяли за основу предыдущую модель SMD 5630, усовершенствовав технические характеристики. Сегодня в продаже можно найти 3 типовых вариации:
Светодиод SMD 5730-05
Мощность энергопотребления 0,5 Вт/ч. Величина тока 180 мА, световой поток 100 лм. Конструкция продумана таким образом, чтобы вся мощность была направлена на преобразование энергии в световое излучение (люминесценцию). В импульсном режиме при величине тока 400 миллиампер показатель светового потока снижается до 45 лм.
Светодиод SMD 5730-1
Более новая версия, при которой максимальный рабочий ток достигает 350 А при мощности в 1,1 Вт/ч, величина светового потока 110 лм. За счет р-n перехода, встроенного в диод, предельная рабочая температура составляет 130°С, интервал рабочей температуры – от -45°С до +60°С. По сравнению с более ранними версиями, например, 5050, в новой световой поток увеличился на 600%.
Светодиод SMD 5730-01
Самая последняя модель светодиода 5730, где при стандартных параметрах – 350 А при мощности в 1,1 Вт/ч – обеспечивается максимальная эффективность светового потока 158 лм/Вт.
Как устроен SMD 5730. Рабочая диаграмма кристаллов
Как видно на рисунке, нижний край – это теплоотводящая подложка, без которой невозможна корректная работа прибора. Подложка припаивается одновременно с контактами на плюс и минус эпоксидной смолой к основе. Для того, чтобы визуально определить, где плюс (катод), на углу делается небольшой срез.
Определение полярности
В рабочем режиме сам кристалл раскаляется до 130°С, при том что подложка рассчитана только на 65°С, разницу температур компенсирует теплоотводящий радиатор. При изменении режимов допускается кратковременное увеличение рабочей температуры до 300°C, для того, чтобы не расплавился припой, необходимо пользоваться сплавами на основе олова и припаивать методом оплавления (standart JEDEC J-STD-020C).
ВИДЕО: SMD LED 5730 дешевые и дорогие – чем они отличаются
Достоинства и недостатки светодиодов SMD
К плюсам LED в исполнении SMD относятся: упрощение (следовательно, удешевление) производства печатных плат – отсутствует (или сводится к минимуму) этап сверления и металлизации отверстий; упрощение (удешевление) технологии монтажа элементов на плату – отсутствует этап формовки и изгиба выводов, сама процедура пайки лучше поддается автоматизации и т.п.; возможность обратную сторону платы делать из металла – упрощается проблема отвода тепла; проще охлаждать сами элементы из-за плотного прилегания к плате большой поверхностью; меньший размер электронных устройств из-за небольшого размера деталей и плотного размещения; снижение побочных емкостей и индуктивностей, что важно при разработке высокочастотных устройств. Есть и недостатки: если устройство собирается вручную, потребуются более квалифицированные мастера; высока инвестиционная составляющая стоимости готовой продукции – оборудование для монтажа сложное и стоит дорого; при тепловом расширении или изгибе печатной платы возможен отрыв контактов элементов от мест пайки, а также возникновение микротрещин
Есть и недостатки: если устройство собирается вручную, потребуются более квалифицированные мастера; высока инвестиционная составляющая стоимости готовой продукции – оборудование для монтажа сложное и стоит дорого; при тепловом расширении или изгибе печатной платы возможен отрыв контактов элементов от мест пайки, а также возникновение микротрещин.
В целом плюсы перевешивают – в итоге готовые изделия имеют меньшие размеры, массу и себестоимость.
Общее устройство и принцип работы SMD светодиодов
Этот вид светодиодов – плата, на поверхности которой закреплен кристалл, выращенный при помощи технологии металлоорганической эпитаксии. Самый важный этап производства – создание контактов и их покрытие пленками из металла.
Каждый диод монтируется в корпус, оснащается выводами, покрывается составом, отводящим или излучающим свет. Белые светодиоды покрываются люминофором. На кристалл устанавливается купол, фокусирующий свет. Тепло отводится через подложку, если диод мощный, устанавливается радиатор. Электрический ток превращается в свет в p-n- переходе (так же, как в любом другом диоде).
Основное преимущество СМД конструкции – максимальное приближение кристалла к подложке, отводящей тепло. На одну плату монтируется один или несколько светодиодов. Если в одном осветительном приборе их большое количество, свет достаточно мощный без установки дополнительных оптических систем. Достаточно обыкновенного стекла, потери из-за которого не превышают 8%.
Корпуса SMD отличаются по форме и размерам, они напрямую соединяются с монтажной платой при помощи контактной площадки.
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 трaнcпортных средств.
Независимо от того, какая конструкция изготавливается, в первую очередь проверяются технические хаpaктеристики 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.
ПредыдущаяСветодиодыЧто такое Led-панель и где они используютсяСледующаяСветодиодыТехнические хаpaктеристики и применение SMD 3528
https://youtube.com/watch?v=%250A
