Typy, vlastnosti, značení SMD LED – OPRAVA

V 21. století došlo ke změně generací svítidel a více než polovinu trhu zabírají LED svítidla, často se jim říká LED svítidla nebo cizokrajně svítidla. V závislosti na provedení a výkonu se jedná buď o matice COB LED nebo o sestavy jednotlivých LED.

Obsah článku

• Typy LED diod
• Vlastnosti SMD LED
• Technické specifikace SMD 3528
• Technické specifikace SMD 5050
• Technické specifikace SMD 5630
• SMD 5730 – technické specifikace
• SMD 2835 – technické specifikace
• Souhrnná tabulka charakteristik SMD 3014, 7020, 3020

Typy LED diod

První LED lampy a světla byly založeny na 5mm pin LED. Nevyznačovaly se vysokou energetickou účinností, cenou a spolehlivostí, ale to byl první krok ve vývoji nového světelného zdroje. Po dlouhou dobu se takové LED diody používaly jako indikátory pro domácí a průmyslové spotřebiče a jako zářiče pro přenosné svítilny.

Později byly nahrazeny LED diodami vyrobenými v bezolovnatých pouzdrech, tzv. SMD (povrchově montované zařízení, ruská zařízení pro povrchovou montáž).

Pokud byly 5mm LED diody namontovány do desky průchozími otvory, pak jsou SMD připájeny přímo na povrch desky, což urychluje jejich montáž a snižuje náklady na lampu. Místo nožiček mají kovové kontaktní podložky, od 2 a více kusů, podle počtu barev a krystalů v jednom pouzdře.

Obecně existují tři typy LED diod:

1. Výstupy (3, 5, 10 mm – průměr baňky a další).

2. SMD (na jejich rozmanitost se podíváme v tomto článku).

3. COB LED jsou matrice krystalů umístěné na desce pod jednou vrstvou fosforu. Zkratka pro Chip-On-Board, rusky. žetony na desce. Jejich vzhled je na obrázku výše.

SMD LED se používají v lampách s různými paticemi, reflektory, LED pásky, LED stolní lampy a další osvětlovací zařízení.

Vlastnosti SMD LED

Zpočátku byly nejoblíbenější modely LED 3528 a 5050, nyní se nacházejí hlavně na LED páscích, prakticky se nepoužívají v lampách, upřednostňují LED 5630 a další moderní modely.

SMD LED ve svém označení obsahují jejich celkové rozměry – délku a šířku, přičemž v originálních LED v každém typu pouzdra, bez ohledu na to, zda se jedná o 3528 nebo 5730, je osazen vlastní typ LED krystalu se speciálními vlastnostmi.

Bohužel čínští výrobci pod rouškou moderních 5730 neváhají prodávat 3528 krystalů v novém pouzdře. Napájecí napětí v recenzi neuvedu, protože. u všech bílých LED se obvykle pohybuje v rozmezí 2.8 – 3.4V.

Technické specifikace SMD3528

3528 LED jsou něco jako standardní 5mm LED, ale v SMD pouzdře. Mají vlastnosti:

• proud – 20 mA;
• příkon – 0.06 XNUMX W;
• světelný tok – 5-7 lm;
• rozměry – 3.5×2.8×1.4 mm;
• teplota do 80 °C;
• Na přední části pouzdra je výřez – na této straně je katoda (mínus).

V LED páscích se instalují v množství 30, 60, 120 ks/m, používají se především pro osvětlení, méně často pro osvětlení, protože docela slabé. Páska 120 ks/m z 3528 spotřebuje 9.6 W/m.

Technické specifikace SMD5050

5050 LED obsahuje ve svém těle tři stejné krystaly jako u 3528, což znamená, že je třikrát výkonnější.

Design je velmi zajímavý: na jeho „břichu“ uvidíte 6 pinů, to jsou anody a katody, jeden pár od každého krystalu.

• proud – ​​3×0.02 A = 0.06 A celkový proud pro paralelní zapojení krystalů;
• výkon – 3×0.06 W celkem až 0.02 W;
• světelný tok – až 20 lm
• rozměry – 5x5x1.6 mm;
• doporučená teplota do 60 °C;
• katody na straně řezu v rohu pouzdra.

Na pásku je obvykle instalováno 30 a 60 diod na metr. Pásek s 60 LED typu 5050 má spotřebu 14.4 W/m a lze jej s úspěchem použít pro osvětlení. Často se vyskytuje ve verzích RGB a RGBW.

Technické specifikace SMD 5630

LED 5630 jsou modernější a technologicky vyspělejší, používají se v reflektorech, lampách a instalují se na LED pásky. Na těle jsou 4 špendlíky.

Pinout můžete vidět na obrázku výše, katodu ze strany odříznutého rohu.

• Proud – 0.15-0.2 A;
• Výkon – 0.5 W;
• Maximální teplota krystalů – 130 °C;
• Světelný tok 40 lm.
• Rozměry 5.6x3x0.75 mm

Nejčastěji dodávány v páskách 60 ks/m, dále v kovových pravítcích se 72 diodami, napájení 12V. Tato páska má spotřebu až 18 W/m a lze ji použít pro hlavní osvětlení místnosti nebo dekorativní osvětlení např. ve výklencích podhledu. K dispozici ve verzi RGB.

SMD 5730 – technické specifikace

Velmi podobné předchozím, jsou k dispozici ve verzích 5730-05 a 5730-1 s příkonem 0.5 a 1 W. Mají o něco vyšší světelný tok. Na rozdíl od 5630 má 5730 dva kolíky a jejich délka je o něco delší.

• proud – 0.15/0.3 A;
• výkon – 0.5/1 W;
• světelný tok – 55/110 Lm;
• Rozměry včetně délky vývodů – 5.7x3x0.75 mm.

Možná jste si všimli, že tato i předchozí LED mají kromě propojovacích pinů na spodní straně kovovou podložku, která je potřebná pro odvod tepla. Toto konstrukční řešení umožnilo úspěšně použít vysoce výkonné čipy. Mimochodem, to také pomůže určit pinout LED diody, chladič na nich je posunut směrem k ANODĚ.

SMD 2835 – technické specifikace

Nejedná se o překlep, označení 2835 je často zaměňováno s 3528, ale jedná se o zcela odlišné generace LED. LED 2835 je modernější a jasnější. První rozdíl, který vás upoutá, je ten, že plocha pokrytá fosforem u 3528 je kulatá, zatímco u 2835 se blíží obdélníku. Světelný tok prvního je až 40 Lm/W, zatímco 2835 je více než 110 Lm/W, což je 2-3x jasnější, při stejné spotřebě.

Zvýšení výkonu vyvolalo nutnost zlepšit odvod tepla, takže pouzdro 2835 bylo vyrobeno tenčí a kontaktní plošky byly větší. Průmysl vyrábí 0.2, 0.5 a 1W. Nezapomínejte však, že čím větší výkon, tím více tepla vzniká a u takto malých rozměrů je to velmi důležité.

• proud – 0.06 A;
• Výkon – 0.2 W;
• Světelný tok – 25 Lm;
• Provozní teplota – 65 °C;
• Rozměry – 2.8×3.5×0.95 mm.

Montují se také na LED pásky v množství 30, 60, 120 kusů na metr. Například pásek s hustotou LED 60 ks/m spotřebuje díky svým vlastnostem výkon 4.8 W/m, je mnohem efektivnější z hlediska úspory energie a osvětlení než 3528 a lze jej použít jako světlo; zdroj a dekorativní osvětlení.

Souhrnná tabulka charakteristik SMD 3014, 7020, 3020

Rozhodl jsem se zvážit méně obvyklé LED diody dohromady v souhrnné tabulce.

LED 3014 jsou velmi kompaktní, vhodnější pro dekorativní osvětlení, jejich vzhled je uveden níže.

Na pásce vypadají takto. Pásky se prodávají ve standardních velikostech 30-120 ks/m, najdeme i 240 ks/m, ale méně často.

LED 7020 jsou velmi jasné, dlouhé a úzké, což umožňuje jejich těsné namontování na desku, a nacházejí se v pásech, na kovových páscích a v reflektorech.

Takové kovové pásy s 7020 LED poskytují dobrý odvod tepla, což výrazně zlepšuje provozní podmínky a zvyšuje životnost.

Osobně jsem ke klasickým ohebným páskům se 7020 vzhledem k vysokému výkonu LED skeptický, ale takových 60ks/m se prodává.

Výběr článků o LED páscích:

Závěr

Bohužel kvalita většiny LED produktů ponechává mnoho přání. Výrobci buď zanedbávají schémata zapojení diod nebo napájecí zdroje, nebo dokonce pro svá zařízení kupují padělky nízké kvality. Proto jsem neuváděl takový parametr, jako je index podání barev. Velmi záleží na kvalitě fosforu.

Navíc na internetu jsou informace, že se naučili oklamat systém pro stanovení indexu podání barev CRI, fosfor se skládá ze složek, které tvoří světelný tok s vrcholy ve spektru na požadovaných vlnových délkách, aby úspěšně prošel testem.

Ukazuje se, že s vysokým indexem trpí skutečný rozdíl barev podle oka. Nemá smysl uvádět životnost u LED diod je obvykle od 30 do 50 tisíc hodin, ale silně závisí na zdroji energie (nebo spíše kvalitě napájení), tepelných podmínkách a provozních podmínkách obecně.

Úhel žhavení jsem také neuváděl, protože na všech SMD LED leží v rozmezí 105-135° a nejběžnější je 120°.

V důsledku toho závěr sám o sobě naznačuje, že tak populární produkt, jako je LED, je ve skutečnosti obtížné najít odpovídající kvalitu. Pokud chcete získat slušné světlo, je lepší věnovat pozornost produktům osvědčených výrobců, například OSRAM, Philips, CREE.

Informace zveřejněné na této webové stránce jsou prezentovány pouze pro informační účely; správa stránek není odpovědná za použití těchto informací.

Je dobře známo, že ve druhé dekádě 21. století došlo k vrcholu využití různých LED technologií. Jak se očekávalo, osvětlení se stalo dominantní oblastí použití pro takové polovodiče. Obrovské množství osvětlovacích produktů je založeno na technologii SMD, ale ne každý ví, co se za touto zkratkou skrývá. Dnes se pokusíme čtenářům přiblížit, v čem spočívá jeho podstata a výhody.

Počátky LED osvětlení lze vysledovat až k prvním generacím 5mm průchozích diod. Používají se dodnes v ručních svítilnách a některých typech svítilen, ale technologie SMD vypadá stále slibněji. Olověné diody se nemohou pochlubit ani dostatečnou životností, dobrými úhly rozptylu paprsku, ani vysokou energetickou účinností. Kombinací rozměrů a efektivního osvětlení navíc SMD diody výrazně předčí předchozí generaci.

Co jsou SMD LED?

Nejlepší způsob, jak začít, je rozluštit zkratku. SMD v angličtině znamená „zařízení namontované na povrchu“, což lze doslovně přeložit jako „produkt namontovaný na povrchu“. Samozřejmě, že mnozí řeknou, že jiné typy diod a obecně veškerá elektronika jsou namontovány na nějakém povrchu, ale v tomto případě je klíčovým rozdílem těsné uchycení k základně. Stejné pětimilimetrové diody byly na desku obvykle instalovány přes předem připravený otvor, zde se však bavíme o přímém pájení. Místo páru dlouhých nohou jsou zde speciální kontaktní podložky. Může jich být od dvou do pěti v závislosti na počtu krystalů a barvách produkovaného světla. Kromě zřejmého zmenšení velikosti výrobku je zjednodušený samotný proces pájení – namísto přesného narážení pájky do tenké nohy je u těchto výrobků určitá tolerance k nepřesnosti, protože je mnohem pohodlnější zasáhnout podložku.

Z provozního hlediska je velmi důležité, aby čip, který při provozu produkuje značný světelný tok a tudíž se zahřívá, byl pro efektivní odvod tepla co nejblíže radiátoru. V případě výstupních diod a prostě jakýchkoliv malých světelných zdrojů v pouzdrech by dosažení stejného stupně chlazení bylo krajně problematické. Typicky se elektrický výkon jedné SMD diody pohybuje v rozmezí 0,01–0,3 W, což umožňuje jejich instalaci ve velkých skupinách bez přetížení napájecího zařízení. Jedna docela obyčejná LED žárovka může obsahovat 30-50 LED a její příkon je pouze 10-12W.

Pro osvětlovací průmysl je sférický rozptyl paprsků nesmírně důležitý. Díky tomu, že je dioda připevněna k povrchu a přímo pod ní není žádný „škodlivý“ prostor, mohou úhly rozptylu snadno dosáhnout 170° ve všech směrech, tedy pokrýt téměř celou polokouli. Miniaturní velikost diod zároveň nechává prostor pro instalaci další mikroelektroniky a ovladačů do světelného zdroje nebo jiného produktu. SMD diody se často používají k indikaci něčeho a neustále se používají v různých LED deskách a displejích. Takové části lze snadno kombinovat do skupin nebo namontovat samostatně, používají se v LED páscích, protože díky své malé velikosti se nebojí ohýbání základny a díky dostupnosti různých velikostí SMD diod pomáhají realizovat nejmimořádnější řešení osvětlení.

Technologie výroby polovodičů tohoto typu je zcela běžná. Krystaly SMD jsou pěstovány pomocí tzv. kov-organické epitaxe, která zahrnuje vrstvení materiálu z prostředí pára-plyn. V dnešní době je jakákoliv výroba LED vysoce přesnou automatizovanou technologií, kde jsou v každé fázi kontrolovány dosažené vlastnosti výrobku. Například během procesu pěstování krystalů zařízení pečlivě sleduje, zda je tloušťka každé vrstvy taková, jaká má být, s minimální tolerancí. Vzhledem k mikroskopické velikosti produktů je v takových případech počet ve zlomcích mikronu nebo angstromu (v závislosti na zemi výroby).

Po sestavení krystalu z vrstev je výsledný „sendvič“ dopován speciálními nečistotami, které zajišťují přítomnost donorů nebo akceptorů v materiálu. Různí výrobci dosahují svého vlastního poměru pólových prvků, díky kterému se pn přechod v LED různých značek vyskytuje s různou intenzitou, což ovlivňuje jas a výkon produktu. Typicky je mechanismus pro získání požadovaného počtu elektronů v n-oblasti a děr v p-oblasti součástí patentované technologie a je zvláště pečlivě střežen výrobcem.

Další fází výroby bude leptání fólie, formování vývodů do vrstev s různou polaritou a pokrytí těchto oblastí novými kovovými fóliemi, které následně zajistí spojení kontaktů. Původní pevný film, který byl úspěšně vypěstován na běžném substrátu, stroj rozřeže na desítky a stovky tisíc malých třísek, jejichž skutečná plocha obvykle nepřesahuje 1 mXNUMX. mm. Dále se používají k výrobě stejných LED, které budou následně podrobeny povrchové montáži a poté umístěny do lampy nebo LED světla.

Každý krystal je instalován ve svém vlastním miniaturním pouzdře, které obvykle již má proudové vývody. Po zafixování lze produkt naplnit roztokem adhezivního fixativu nebo překrýt speciální světelně-optickou kompozicí, která zajišťuje větší průhlednost vrchní vrstvy. Při vytváření běžné bílé diody se na krystal nanese v rovnoměrné vrstvě fosfor s odstínem, který bude odpovídat požadované barevné teplotě.

Přestože základní operace pro vytvoření LED již byly provedeny, nedominují nákladům na jeho výrobu. Například antireflexní optický povlak nesoustředí světlo z produktu, ale pouze mu umožní projít vrstvami na povrch s minimálními ztrátami. Proto je v konečné fázi na diodu připevněna samostatně vyrobená průsvitná kopule určená ke konsolidaci paprsků a jejich nasměrování do požadovaného prostorového úhlu. Kromě toho konečný výrobek vyžaduje individuální mikroskopický radiátor, což je fragment velmi tenké kovové desky, jejíž tvar opakuje základnu LED. Vzhledem k vysoké přesnosti této práce a použití speciálních materiálů se poslední dva stupně samy o sobě podílejí asi 50 % na konečných nákladech každého hotového polovodiče daného typu.

S technologií SMD úzce souvisí technologie COB. Dá se říci, že to druhé je vlastně nemožné bez prvního – a tady je proč. Jiná zkratka, COB, znamená „chip-on-board“, ale vytvoření světelného čipu bez SMD diod je nemožné. Podstatou tohoto konceptu je, že určitý počet přisazených LED diod je současně umístěn na společném substrátu. V tomto případě se používají krystaly bez pouzder a vlastních keramických substrátů. Pro konsolidaci záře velkého množství samostatných krystalů je celá oblast s nimi vyplněna pevnou vrstvou fosforu. Tento přístup se stal populárním, protože na jedné straně snižuje náklady na výrobu díky nižší technologické úrovni výrobního procesu a přesnosti dávkování fosforu a na druhé straně výrazně zvyšuje efektivní jas záře a úhly šíření paprsku světelného zařízení, které bude sestavováno na technologii COB. Kategorie takových výrobků zahrnuje poměrně velkou třídu bodových svítidel a některých typů průmyslových svítidel.

Bez ohledu na drobné aspekty výrobního procesu je klíčový rozdíl oproti SMD diodám v tom, že jsou nakonec stále umístěny na společné základně. Jejich individuální kovový substrát umožňuje rychlý odvod tepla nejen do stran, ale i skrz desku, na které jsou osazeny. Pokud je potřeba světločivnou plochu aktivně chladit kvůli vysokému výkonu samotného zařízení, je mnohem jednodušší foukat na takový běžný radiátor ventilátorem.

Z optického hlediska poskytuje technologie SMD velmi dobrou rovnováhu mezi zaostřením světla a rozptylem paprsku. V podmínkách značného počtu malých zdrojů je požadovaného efektu dosaženo téměř automaticky, bez použití složitějších a nákladnějších optických systémů nebo jakýchkoliv technik. Jasně zaostřený paprsek si může snadno dovolit ztráty 5-8% ze silikonového obalu nebo ochranného skla, aniž by se snížily skutečné výkonové charakteristiky hotového zařízení.

Vlastnosti SMD LED

Princip značení polovodičů tohoto typu je velmi jednoduchý: je založen na uvádění rozměrů v milimetrech bez čárky. Diody SMD 3528 tedy budou dlouhé 3,5 mm a široké 2,8 mm a nápis SMD 5050 znamená, že máte čtvercový produkt o straně 5 mm. Bylo by logické předpokládat, že větší produkty by produkovaly větší jas, ale není to pravda. Spíše bychom měli mluvit o oblasti záření a jas bude určen proudem, který prochází těmito diodami.

Dvě výše uvedené velikosti jsou dnes nejpoužívanější – SMD 3528 a SMD 5050. Aktivně se používají v 12V LED páscích a malých signálních svítilnách, např. automobilových. Ve svítidlech a klasických žárovkách se přitom často používají jiné úpravy. Například v posledních letech roste trend používání velikostí SMD 5630 a SMD 5730 pro domácí a průmyslová svítidla.

Pokud se setkáte s ručním pájením takových diod, může vyvstat rozumná otázka: kde na výrobku je který pól umístěn. Výrobci zajistili, že katodu a anodu lze velmi snadno detekovat – vizuálně a bez použití měřicího zařízení. Pokud se pozorně podíváte na SMD diodu, všimnete si, že jeden (u čtvercových modelů) nebo dva (u obdélníkových modelů) rohy produktu jsou mírně odříznuty. Potom kontaktní podložka, která je na straně řezu, bude záporná elektroda a ta naproti ní bude kladná elektroda.

Je třeba také poznamenat, že elektrické charakteristiky LED různých velikostí se liší, a proto je nelze ve schématu považovat za zcela zaměnitelné. Například SMD 3528 jsou určeny pro proud 20 mA a SMD 5730 – pro 30 mA. Navíc odhadovaný výkon prvního je pouze 0,06 W, zatímco výkon druhého může dosáhnout až 1 W. Vzhledem ke zde uvedeným charakteristikám je jasné, proč by LED různých typů neměly být spojeny dohromady ve stejném obvodu. Při instalaci to výrazně komplikuje pájení na základnu ve stejných intervalech a za provozu hrozí přehřátí diod stejného typu. Navíc kvůli rozdílu v provozních proudech a spotřebě energie může selhat nejen „nejslabší“ prvek, ale celý obvod.

Principy montáže polovodičů jsou takové, že by měly být vždy spojeny pouze spolu s odporem nebo speciálním budičem, který bude schopen zajistit omezení síly proudu. Při zapojování SMD LED do série, jako v pásku, musí být seskupeny po třech a také chráněny rezistorem se správně zvolenými charakteristikami. Nejprve je třeba si uvědomit, že jakákoli dioda má extrémní citlivost na proudovou sílu. Pokud se i jen nepatrně a krátkodobě zvýší, okamžitě to povede ke snížení životnosti polovodičů. Někteří experimentátoři občas diody záměrně „přetaktují“ tím, že jim dodají proud vyšší, než je standardní hodnota, ale většinou při tom vědí, že záměrně snižují životnost světelného zařízení a vystavují samotný napájecí obvod dalšímu nebezpečí. Odborníci doporučují vždy přísně dodržovat pokyny.

Jak vyrobit spolehlivý prodlužovací kabel vlastníma rukama