Astro-nn.ru

Стройка и ремонт
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как узнать мощность светодиода

Параметры тока для подключения светодиода: как определить и рассчитать правильные

Применение светодиодов постоянно расширяется. При необходимости замены вышедшего из строя элемента надо подобрать аналог, соответствующий по всем параметрам. Для этого надо прежде всего знать ток светодиода и другие его характеристики. Рассмотрим, как узнать мощность LED-светильников, руководствуясь различными методиками.

Параметры тока, важные для подключения диода в сеть

Работа светодиодов базируется на трех основных параметрах:

  • напряжение питания;
  • ток потребления;
  • рассеиваемая мощность.

Наиболее важными из них являются напряжение светодиода и сила тока. Значение мощности несложно вычислить самостоятельно, перемножив эти два показателя. Знание этих параметров может пригодиться на любых стадиях работ с элементами — от замены вышедших из строя, до подбора источника питания. Базовые характеристики светодиодов необходимо рассмотреть внимательнее:

Потребляемый ток LED

Сила тока определяет стабильность функционирования элемента. Увеличение этого параметра, даже в небольших пределах, вызывает преждевременное старение кристалла (снижение интенсивности свечения) с одновременным усилением цветовой температуры. Для защиты от превышения силы тока в светодиодных светильниках или лампах устанавливаются драйверы — стабилизаторы. Подключение к сети отдельных светодиодов производится через резисторы, обеспечивающие соответствующее падение напряжения и силы тока. Номинал этих резисторов должен быть рассчитан для каждого светодиода исходя из его характеристик.

Интересно! Сила тока, предусмотренная для большинства светодиодов, равна 20 мА (0,002 А). Существуют конструкции, состоящие из 4 кристаллов, потребление которых составляет 8 мА (4 кристалла по 2 мА). Необходимо обеспечивать соответствие истинных значение номинальным показателям элементов, иначе из-за превышения неминуемо произойдет выход из строя.

Напряжение

«Напряжение на светодиоде» — это не совсем верное выражение. Правильнее применять термин «падение напряжения», обозначающий величину на выходе устройства при пропускании через светодиод номинального тока. Элементы разных цветов имеют собственное рабочее напряжение:

  • для синих, белых или зеленых светодиодов напряжение составляет 3 вольта;
  • красные и желтые устройства — от 1,8 до 2,4 В.

По этим показателям можно примерно определить напряжение светодиода. Однако, нельзя уверенно сказать, какое напряжение является номинальным для данного элемента, если просто посмотреть на его цвет и не выполнить никаких дополнительных измерений. При изменении параметров тока оттенок свечения изменяется, поэтому визуально определяется не номинал, а реально существующее напряжение.

Мощность диода

Мощность — это произведение силы тока на напряжение. Показатель расчетный, внешне он практически не подлежит определению. Точно узнать мощность светодиода можно из данных на упаковке, с определенной долей погрешности параметр измеряется мультиметром. Подготовленный, опытный человек способен определить значение по внешнему виду элемента, но и тут возможны ошибки, поскольку многие модели очень похожи друг на друга.

Почему важно знать эти характеристики

Знание всех рабочих параметров светодиода поможет произвести правильную замену сгоревшего элемента. Кроме того, если знать потребление тока и вольтаж, можно вычислить мощность устройства, которая необходима при подборе соответствующего блока питания.

Например, если имеется светодиод с напряжением 3 В и силой тока 0,1 А, его мощность составит 0,3 Вт. Соответственно, при соединении 10 штук значение увеличится до 3 Вт.

Исходя из этих показателей, для сборки понадобится блок питания мощностью 3,3 Вт (с учетом 10% запаса для более стабильной работы).

Как определить параметры светодиода по внешнему виду

Определить рабочие параметры или тип по внешнему виду очень непросто. Редко встречаются люди, способные узнать тот или иной вид светодиода по внешним признакам. Обычно, они по роду деятельности постоянно имеют с ними дело и начинают узнавать элементы с первого взгляда.

Возможность определить тип визуально значительно ограничена. Можно попробовать проверить тип элемента по фотографиям в интернете. Составить поисковый запрос с указанием признаков неизвестного светодиода не сложно, после чего попытаться идентифицировать его, сличая с подобными устройствами на картинках. Проще всего определиться с типом устройств, если иметь дело со светодиодными лампами.

Важно! Тип диода определяется достаточно легко — по форме корпуса, размеру и цвету линзы, прочим характерным признакам. Более подробные характеристики можно получить только методом измерений с помощью мультиметра или подобных приспособлений.

Как определить параметры тока для светодиода: способы, примеры расчета

Определение параметров неизвестного светодиода может быть произведено различными способами, на основе той или иной методики. Некоторые из них являются чисто математическими, полученными с помощью расчетов на основе полученных данных. Другие варианты предполагают проведение измерений характеристик светодиодов с помощью специальных приборов (тестеров или мультиметров).

Зачем нужно знать ток

Информация о том, какой потребляет ток данный светодиод, позволит избежать перегрузок или нарушения рабочего режима при эксплуатации светильников. Небольшое понижение напряжения способствует продлению срока службы, но превышение параметров резко ускоряет выход из строя отдельных элементов или всей цепи.

Если производится сборка цепи из большого количества светильников, обязательно измерьте силу тока и сравните полученное значение с паспортными данными. Если имеется превышение заданных 20 мА, необходимо увеличить гасящее сопротивление (подобрать резисторы с большим номиналом). Если ток в цепи окажется немного меньше (порядка 18 мА), то ничего исправлять не надо. Такое значение не сможет заметно снизить яркость свечения, но смягчит режим работы и позволит увеличить срок службы светильников.

Способы определения силы тока, напряжения и других параметров

Далеко не все знают, как определить ток и прочие параметры неизвестного светодиода. Существуют разные варианты, требующие определенных знаний и практической подготовки, или простого наличия измерительного прибора. От применяемой методики зависит точность и корректность проверки устройства. Пользователи обычно прибегают к наиболее простому и доступному для себя способу определения рабочих характеристик, хотя он может оказаться не самым эффективным. Известны следующие варианты:

  • измерение специальными приборами (мультиметром);
  • расчет параметров с использованием теоретических методик;
  • визуальное определение типа светодиода.

Выбор того или иного типа проверки обусловлен возможностями и степенью подготовки пользователя. Рассмотрим их подробнее.

Мультиметром

Существует два основных рабочих параметра, подлежащих измерению тестером:

  • рабочий ток;
  • прямое падение напряжения.

Важно! Узнать ток несложно путем простого измерения мультиметром в разрыве цепи. Необходимо учесть, что рабочий ток для светодиода является собственным, индивидуальным показателем. Изготовитель указывает нужное значение на упаковке каждого элемента. Падение напряжения определяется измерением в точках цепи перед устройством и сразу после него.

Необходимо правильно определять анод и катод. У элементов обычной конструкции (с длинными ножками) анод более длинный. На впаянных в схему деталях проверку выполняют последовательным изменением полярности, если с первого раза она не была правильно определена. На мультиметре переключатель устанавливается в соответствующее положение:

  • DCV — измерение постоянного напряжения;
  • DCA — измерение постоянного тока до 200 мА.

Показания тестера дают достаточно точные данные, ограниченные лишь собственной погрешностью данного прибора. Ценность этого способа состоит в непосредственном измерении устройства, находящегося в конкретных условиях. Данные, отображающиеся на дисплее, позволяют делать выводы о режиме работы и состоянии как самого светодиода, так и всей схемы целиком.

По закону Ома

Теоретический метод определения параметров удобен тем, что позволяет обойтись без использования приборов и определить, сколько вольт в светодиоде, сугубо расчетным путем. Проверка состоит в расчете параметров по общеизвестной формуле:

Или, проще, напряжение равно произведению силы тока на сопротивление.

Важно! Исходя из этого соотношения можно математически вывести любой из параметров. Зная некоторые величины и подставляя их в формулу, несложно рассчитать неизвестные параметры. Однако, необходимо иметь некоторый опыт подобных вычислений, чтобы не ошибиться в единицах измерения или не перепутать исходные данные.

По внешнему виду

Визуальное определение параметров — весьма сомнительное занятие, дающее минимальное и не всегда корректное понятие. Однако, в ситуациях со светодиодами, внешние признаки иногда могут дать вполне достоверную информацию.

Например, синий оттенок в работающего элемента свидетельствует о завышенном напряжении питания. Прямое падение напряжения светодиодов обычно находится в определенных пределах, обеспечивающих заданный цвет элемента.

Изменение режима может говорить об отсутствии (или коротком замыкании) в цепи гасящего резистора.

Основные выводы

Возможность определения рабочих характеристик светодиода позволяет создать для него оптимальный режим функционирования. В результате элемент сможет продемонстрировать максимальный срок службы и эффективность, выдать достаточную яркость свечения без перегрузок. Знание номинальных параметров устройства позволит исправить ошибки соединения, подобрать наиболее подходящий тип источника питания, избежать аварийных ситуаций или перегрузок. Умение грамотно определить характеристики светодиода подразумевает знание различных методик проверки, от простого определения работоспособности, до более детальной проверки рабочего тока, напряжения и мощности. Это расширит возможности и позволит использовать один из вариантов, доступный в заданных условиях.

Как узнать мощность светодиодной ленты

Для организации наружного и внутреннего освещения, особенно для создания разнообразных локальных подсветок интерьерных зон, все чаще прибегают к использованию светодиодных лент.

Светодиодные ленты универсальны, по сравнению со светильниками они недороги, по сравнению с люминесцентными лампами — весьма энергетически экономичны, к тому же их очень несложно монтировать, — все это объясняет растущую популярность светодиодных лент у самого широкого круга потребителей.

В связи с актуальностью данной темы давайте поговорим о параметрах светодиодных лент, о том как узнать и рассчитать мощность ленты и на что стоит ориентироваться при выборе светодиодной ленты для своих нужд.

Типичная светодиодная лента — это своеобразная гибкая печатная плата со смонтированными на ней в определенном порядке SMD-светодиодами с одной стороны, и с проводящими дорожками с обратной стороны. Данные ленты выпускаются на постоянное напряжение 5, 12, 24 или 36 вольт. Класс защиты ленты может быть от IP20 (самая открытая и незащищенная) до IP68 (полностью водонепроницаемая, облаченная в силиконовую трубку).

Наиболее популярные SMD светодиоды, применяемые на таких лентах: SMD3528, SMD5050, SMD5630 и SMD5730. Цифры в маркировке светодиода обозначают габаритные размеры светодиодов в миллиметрах, например светодиод SMD5630 имеет длину 5,6 мм и ширину 3,0 мм.

Сами же светодиодные ленты на бобинах имеют того рода маркировку: 24W 12V 2A – это характерные параметры, например, 5 метров ленты с потреблением 4,8 Вт на метр, это может быть лента с 60 светодиодами SMD3528 на каждый метр. Более детально о типах светодиодов расскажем далее.

Вот мощности наиболее популярных светодиодов, которые встречаются на лентах:

SMD3528 – 0,11 Вт;

Самый маленький из перечисленных SMD-светодиодов используемых в изготовлении лент — это SMD3528, имеющий габариты 3,5 на 2,8 мм и номинальную мощность 0,1 Вт. Это однокристальный светодиод. Ленты, собранные из данных диодов, отличаются дешевизной и особой универсальностью: обычно напряжение питания ленты составляет 12 В. Такие ленты популярны в декоративном оформлении потолков и различных интерьерных ниш.

Одиночная цепь на ленте содержит три светодиода SMD3528 и один токоограничительный резистор. Таких параллельно соединенных цепей на ленте много, их можно отрезать столько, сколько нужно. Из-за наличия токоограничительного резистора на один светодиод ленты приходится уже в среднем не 0,1 Вт, а 0,08 Вт при напряжении питания 12 В.

Ленты выпускаются с разной плотностью светодиодов на метровый отрезок ленты, обычно кратно 30 или 60: 30, 60, 120, 180 и 240 светодиодов на метр. Таким образом мощность отрезка ленты определенной длины можно узнать просто сосчитав светодиоды на отрезке. Причем отрезать ленту следует строго по специальным меткам, нанесенным на лицевую сторону ленты.

Один метр ленты с 60 светодиодами SMD3528 на метр будет иметь мощность 4,8 Вт; соответственно 120 светодиодов на метр — 9,6 Вт; 180 — 14,4 Вт: 240 — 19,2 Вт на метр. Если нужно меньше или больше — отрезается кусок по отрезным меткам и тогда мощность изменится пропорционально: пол метра — 2,4 Вт, полтора метра — 7,2 Вт (60 светодиодов на метр) и т. д.

Ленты на светодиодах SMD5050 втрое мощнее лент на диодах SMD3528, ведь в одном SMD-элементе здесь содержится три светоизлучающих кристалла таких как в одном SMD3528. Данные ленты хорошо подходят для построения систем подсветки рабочих столов, потолков и дверных проемов, также популярен данный типоразмер в подсветке автомобильных салонов.

Примечательно, что светодиодные ленты с диодами типоразмера SMD5050 бывают и трехцветными. Здесь 1 метр с 30 светодиодами на метр будет потреблять 7,2 Вт, а с 60 и 120 светодиодами на метр — соответственно 14,4 и 28,8 Вт. Отрезок в полметра — 3,6 Вт.

Очевидно, мощность пропорциональна длине. Отрезать следует только по отметкам, иначе одна из параллельных цепочек с резистором будет нарушена и у вас останутся неиспользуемые светодиоды на ленте. Чем выше напряжение питания ленты (по документации) — тем длиннее единичная цепочка светодиодов которую нельзя нарушать отрезая.

Далее по размеру идут SMD5730 и SMD5630, каждый светодиод на 0,5 Вт. Из лент на данных светодиодах можно строить полноценное освещение. 30 светодиодов на метр такой ленты будут потреблять 15 Вт, а 60 на метр — все 30 Вт. Если нужно 3 метра ленты с диодами SMD5630 с плотностью диодов 60 элементов на метр — потребуется стабилизированный блок питания на 90 Вт.

Виды и технические характеристики светодиодов

Изначально светодиоды использовались в качестве индикаторов или в небольших устройствах. Например, в гирляндах или выключателях как подсветка. Современные приборы способны полностью заменить привычные лампы в домашних, уличных условиях, в промышленности, офисах. Чтобы сделать оптимальный выбор, необходимо ознакомиться с основными моментами перед покупкой.

Классификация светодиодов по их области применения

Элементы led-освещения различаются по области их применения. Основные типы светодиодов: индикаторные и осветительные. Устройства не одинаковы, каждые имеют свои отличительные особенности и технические параметры.

Индикаторные светодиоды

Первый LED-светильник появился в середине прошлого века. Прибор имел тусклое красноватое свечение, небольшую энергетическую эффективность. Несмотря на недостатки, разработки в данном направлении были продолжены. Спустя 20 лет появились варианты с желтым и зеленым оттенком. К началу 90-х сила светового потока достигла 1 Люмена. К началу 2000-х значение достигло уровня 100 Люменов.

В 1993 году японские инженеры представили светодиод синего цвета. Свет устройства стал значительно ярче предшественников. С этого момента на рынке стали появляться устройства с разным свечением – сочетание синего, зеленого, желтого и красного позволяют создавать любой цвет и оттенок.

В настоящее время разработки продолжаются. Появляются новые виды светодиодов. При этом сохраняется низковольтное потребление при увеличении силы светового потока.

Осветительные светодиоды

Первые модели с низкой светимостью (DIP) были пригодны для индикаторной работы (например, в темноте виден выключатель – горит небольшой красный светодиод). Современные устройства позволяют освещать значительные площади – бытовые и промышленные помещения. Мощность светодиода выросла – LED-прибор для фонарика с показателем 3Вт аналогичен лампе накаливания на 25-30Вт. Потребление электроэнергии меньше примерно в 10 раз.

Такие светодиоды получили название осветительные благодаря основной области применения. Используются в лентах, фарах, лампах, других изделиях. Изготавливаются в отдельных корпусах, которые допускают поверхностный монтаж.

Основное отличие – выдают только белый свет холодного или теплого оттенков. Классификация:

  • SMD – популярны модели с рассеивающим элементом на 100-130°; подложка для лампы из меди или алюминия, не нагреваются;
  • СОВ – более мощные, сверхъяркие, состоят из множества небольших кристаллов, угол рассеивания значительный;
  • Filament – обладают самым низким КПД (в сравнении с SMD), часто используются как декоративные элементы, изготавливаются различных размеров и форм.
Читать еще:  Почему водяная станция не набирает давление: основные причины

Исходя из назначения и параметров помещения, выбирают оптимальный вариант. Характеристики осветительных устройств указаны на упаковке и в технической документации.

Преимущества и недостатки

Все больше пользователей стремятся заменить устаревшие лампы накаливания на современные модели ЛЕД-светильников. Основные плюсы использования светодиодов:

  • экономия электроэнергии без ущерба для светового потока лампы;
  • прочные материалы корпуса и внутренних элементов: малая вероятность механических повреждений;
  • длительный срок использования: в несколько раз превышает аналогичный показатель лампочек Ильича;
  • размер: диоды компактны и достаточно мобильны;
  • высокая яркость;
  • безопасность: минимальное напряжение сети – 3-24В.

Из недостатков отмечают высокую стоимость и необходимость в постоянном напряжении. Цена на изделия постепенно снижается благодаря высокому покупательскому спросу.

Основные характеристики

Технические параметры светодиодов отличаются в зависимости от модели. Общими показателями являются:

  • потребляемый ток;
  • напряжение номинального характера (вольтаж изделия);
  • мощность затрачиваемой электроэнергии (вольтамперный график);
  • температура свечения;
  • светимость (уровень светового потока).

Существуют и другие характеристики, но к ним обращаются в редких случаях. Для бытового использования достаточно учитывать только данные параметры светодиодов.

Ток потребления светодиода

Показатель позволяет выяснить количество тока, потребляемого электрически прибором (светодиодом). Для устройств с одним действующим кристаллом достаточно значения 0,02А. Если количество больше, характеристика повышается кратно числу элементов. По данному параметру подбирают резистор (стабилизатор), который устанавливается на вводе.

Стабилизатор позволяет сохранить прибор в рабочем состоянии при падениях напряжения независимо от причины. Более того – колебания величины тока светодиода изменяет цветовую температуру света от теплого к более яркому, холодному. Если скачок напряжения значительный, без дополнительного резистора диод сгорит мгновенно.

Чтобы правильно подобрать стабилизатор для преобразования тока, можно использовать специальный онлайн-калькулятор.

Номинальное напряжение

Величина напряжения – это количество тока в проводнике на выходе. Для изготовления LED-светодиодов используют разные материалы, электрические характеристики которых напрямую влияют на уровень допустимого напряжения и цвет освещения. Благодаря такой зависимости можно узнать, на какое напряжение рассчитаны конкретные светодиоды даже «на глаз». Например, если свечение желтое или красное, напряжение находится в пределах 1,9-2,5 Вольт, синее – около 3 Вольт.

Показатели тока и напряжения светодиода должны соответствовать. В противном случае диоды либо быстро сгорят, либо не будут выдавать свет на заявленном уровне.

Чтобы узнать, на сколько Вольт светодиод, можно использовать мультиметр или определить по цвету свечения. Для первого способа понадобится мультиметр и резистор – на дисплее после сборки появится значение.

Сопротивление световых диодов

Итоговое сопротивление зависит от электрической цепи, в которую подключается элемент. Один и тот же светодиод может показывать разное значение. Например, на входном – около 1 кОм, на выходном – несколько МОм. Однако сопротивление не является линейной характеристикой. Показатель обратно пропорционален напряжению, которое подается к электросети. Чем выше напряжение питания светодиодов, тем ниже уровень сопротивления устройства.

Светоотдача и угол свечения

Сравнить уровень светоотдачи различных ламп достаточно сложно. Например, светодиод размером 5 мм отдает свет на 1-5 Лм, а лампа накаливания в 70 Вт – 750 Лм. Угол рассеивания подбирается, исходя из площади помещения. В коридоре достаточно диода на 30°, в комнате лучше использовать элементы на 90-120° или несколько одновременно. Максимальный угол LED-светильников составляет 120°. Наиболее освещенное место – центр, к периферии свет рассеивается.

Мощность светодиодных ламп

Мощность диода зависит от нескольких связанных показателей. Для светодиодов величина колеблется в пределах от 0,5 до 3 Вт. Рассчитывается по закону Ома: необходимо перемножить значения силы тока и напряжения. Также определяется и вольт-амперная характеристика (ВАХ) светодиода.

От уровня мощности и ВАХ светодиода зависит выбор блока питания устройства. Не допускается использовать несоответствующие элементы – лампы сгорят при чрезмерном уровне напряжения и подачи тока.

Цветовая температура

Данный показатель является схожим с характеристиками других осветительных приборов, особенно к светодиодным люминесцентным устройствам. Обозначение температуры светодиода указывается в К (Кельвинах), иногда на упаковках встречается соответствующая диаграмма – шкала, на которой диапазон указан цветом. Соответствие света и значения:

  • 2700-3000 – теплый, желтоватый;
  • 3500-4000 – дневной, нейтральный;
  • 5500-7000 – холодный, с синевой.

Представлены основные оттенки. На практике цветов значительно больше. Подбирают температуру исходя из назначения помещения, необходимого уровня комфорта и предпочтений пользователей. Например, в спальню рекомендуют устанавливать светильники с теплым светом, а в комнаты без окон – с естественным оттенком.

Размер чипа LED-элемента

При покупке узнать размер чипа можно только по информации на упаковке. Самостоятельно проверить правильность указанных данных не получится. Средние размеры устройств: 45×45 ml, 24×40 ml и 24×24 ml на 1Вт, 0,75Вт и 0,5Вт соответственно. В привычной системе измерения – 30х30 ml равны 0,76х0,76 мм. Вследствие небольшого размера узнать точные размеры можно, разобрав устройство полностью.

Количество чипов (кристаллов) разное, зависит от модели и разновидности светодиода. В цветных элементах (RGB), которые не содержат люминофорного покрытия, их число можно посчитать.

Проверка светодиода с помощью мультиметра

Мультиметр – это специальный тестер для электротехнических изделий, объединяющий функции разных устройств. На внешней панели расположен переключатель и несколько положений, одно из них – для проверки светодиодов. Порядок действий:

  1. Включить прибор, установить нужный режим.
  2. Специальными щупами коснуться «ножек» светодиода (отходящих проводов).
  3. Если на экране появилась цифра 1 – сменить полярность, повторить касание щупами.
  4. Если появился звук и диод начал светиться – все исправно, если нет – светодиод нерабочий.

Когда заведомо известно, что LED-светильник исправен, но мультиметр показывает другое, нужно проверить правильность сборки схемы: положение тестера, соединение контактов. Если и в данном случае мультиметр показывает неисправность, из строя вышел резистор.

Цветовая маркировка световых диодов

С одной стороны, цветовая маркировка позволяет определить вид и характеристики светодиода, с другой – единых обозначений не существует. Каждый производитель использует свои значения. В России есть цветовая маркировка, но ее редко используют – список элементов из цифр и букв слишком большой, запомнить достаточно сложно, расшифровка неудобна для обычного покупателя.

Более простое буквенное обозначение принимают за общепринятое (неофициально). Используют в основном для светодиодных лент. Кроме общих характеристик указывают степень защиты элемента от проникновения мусора и влаги – IP и цифры от 0 до 6.

Чтобы выбрать хороший вариант для замены устаревших лампочек, необходимо выяснить, какие бывают светодиоды, и установить параметры подключаемой электрической сети: соответствие напряжения, силы тока, сопротивления.

Ориентироваться на стоимость нельзя – марки дешевых светодиодов часто имеют завышенные параметры, используют неустойчивые материалы.

Светодиод 7 ватт это сколько – Сравнительная таблица соотношения светового потока (люмен) к потребляемой мощности светильника (Вт) для светодиодных ламп, ламп накаливания и люминесцентных ламп. 20-200

Особенности конструкции и принципа работы

Внешне лед лампы практически не отличаются от своих аналогов с вольфрамовой нитью накала. Стандартный цоколь с винтовой резьбой позволяет использовать их в тех же приборах, не внося изменений в конструкцию электрооборудования. На этом сходство заканчивается. Внутреннее устройство светодиодных изделий гораздо сложнее.

Цоколь изготавливается из латуни и покрывается сплавом никеля, предотвращающим коррозию. Винтовая резьба обеспечивает контакт с патроном и качественное крепление. Основание из полиэтилентерефталата надежно защищает корпус прибора.

Драйвер, состоящий из импульсного трансформатора, микросхем и конденсаторов, преобразует величину входящего напряжения. Это самая дорогая часть устройства. Качественный преобразователь максимально снижает коэффициент пульсации.

Важно! В китайских дешевых лампах вместо драйвера устанавливается обычный ограничитель тока, что приводит к возникновению периодического «мерцания» в ходе работы прибора.

Основной функцией алюминиевого радиатора является отвод тепла от элементов устройства. Благодаря этому повышается эксплуатационный срок. Размер радиатора напрямую связан с количеством светодиодов. Он может быть гладким или ребристым. Его форма зачастую зависит от общей конструкции.

На плате из того же материала размещены чипы, последовательно соединенные в группы. Форма платформы также соответствует конструкции лампы и может быть круглой, квадратной или овальной.

Рассеиватель изготавливается из ударопрочного пластика, реже из стекла, матового цвета. Он крепится к радиатору посредством защелок или специального герметика.

Принцип работы светодиодной лампочки прост. Чипы, расположенные на плате – не что иное, как кристаллы-полупроводники, которые начинают испускать свет при прохождении через них электротока. Последний идет только в одном направлении: от анода к катоду. Основное отличие от лампы с вольфрамовой нитью накала заключается в температуре нагрева. Светодиод нагревается до 38°С, в то время как металлическая нить до 2000°С. При этом на разогрев первого тратится 4% потребляемой энергии, тогда как во втором случае значение доходит до 96%.

Как выбрать устройство для освещения

В первую очередь, необходимо сравнивать мощность. Это позволит выбрать изделие с оптимальным уровнем потребления электроэнергии. При этом, сравнивая, необходимо помнить, что лампочка в 60 Вт будет светить значительно хуже, чем 100-ватная.

Не менее важным параметром является световой поток, он позволяет узнать, сколько люмен в лампе. Чтобы увязать эти два параметра, существует специальная таблица, демонстрирующая соотношение мощности светодиодной лампы лампе накаливания или люминисцентной.

Анализируя такую таблицу эквивалентности, можно сделать вывод, что люминисцентная светодиодная лампа является самой эффективной. Так, стандартная лампочка накаливания 60 Вт будет освещать так же, как энергосберегающая при потреблении 13-14 Вт или светодиодная мощностью всего в 6 Вт.

Сравнение ламп накаливания и светодиодных не в пользу первых и по срокам службы. Так, лампочка накаливания 40 Вт служит всего 1200 часов (в среднем). В то время, как светодиодная выдерживает 25000 часов или до 20 лет эксплуатации.

Процесс выбора в магазине существенно облегчит таблица мощности энергосберегающих ламп, которая позволяет оценить соответствие светодиодных ламп лампам накаливания. Световой поток люминесцентных ламп существенно выше, чем стандартных, но и стоят они гораздо дороже. Это является их основным недостатком.

Кроме того, следует иметь в виду, что, несмотря на одинаковую мощность светодиодных ламп, яркость их у различных производителей может существенно отличаться, а расчет соответствия мощности и яркости является достаточно трудоемким. Сравнить яркость и мощность лампы накаливания со светодиодным эквивалентом достаточно сложно. Для этого нужны специальные приборы.

Также важно учитывать, что при потребляемой энергии в 1 Вт световой поток энергосберегающего устройства освещения зависит от объема колбы (чем он больше, тем выше количество света). Поэтому при выборе изделия для установки дома следует делать поправку на размер. В последнее время приобретают популярность КЛЛ (компактные люминисцентные изделия), которые имеют изогнутую форму и по этой причине могут помещаться в небольшие комнатные светильники.

Важным отличием лампочек накаливания от светодиодных ламп является то, что первые обеспечивают освещенность равномерно во все стороны, а у вторых – световой поток является направленным. Установка рассеивателя для более равномерного распределения света заберет у источника часть мощности.

Итак, чтобы сравнить различные виды источников света, можно использовать специальную таблицу. Однако для ее корректного использования необходимо знать, сколько люмен в лампе накаливания, как измерить мощность лампочки (или как рассчитать или узнать этот показатель), а также необходимую отдачу света от источника и так далее. Кроме того, устройства одного типа могут отличаться по яркости, а, значит, требуется ее измерение. Чтобы избежать необходимости периодически рассчитывать, какую лампочку купить, рекомендуется воспользоваться специальным калькулятором, который можно найти в сети Интернет.

Сравнение основных параметров led-лампочек с аналогами

Помимо существенной экономии использование led-ламп несет в себе дополнительные преимущества, в сравнении не только с обычными образцами, но и с другими энергосберегающими видами: галогенными и люминесцентными.

Принцип работы первого вида схож с лампочками накаливания. При прохождении тока спираль из вольфрама нагревается, однако частицы этого металла не конденсируются на колбе, а вступают в реакцию с буферным газом (парами брома или йода), которыми она заполнена. Это позволяет значительно увеличить срок службы.

Для работы люминесцентных энергосберегающих устройств необходим дроссель, обеспечивающий необходимый электрический импульс, благодаря которому в парах ртути, которыми заполнена колба и образуется дуговой разряд.

В таблице ниже можно увидеть и сравнить основные эксплуатационные характеристики.

Характеристика лампНакаливанияГалогеннаяЛюминесцентнаяСветодиодная
Степень нагревасильнаясильнаясредняянизкая
Хрупкость колбыхрупкаяхрупкаяхрупкаяпрочная
Светопоток, Lmдо 700700700800
Срок службы, час10002-2,5 тысячи7-10 тысяч30-50 тысяч
Простота монтажалегконемного сложнолегколегко
Экологичностьвысокаявысокаясредне-низкаявысокая
Мгновенное включениедаданетда

По большинству параметров светодиодные лампы превосходят свои видовые аналоги или же находятся с ними на одной позиции. Единственный недостаток, который им свойственен – это высокая стоимость. Однако в пересчете на затраты на электроэнергию при одинаковых условиях работы эксплуатация LED-ламп выгоднее в 1,5 раза люминесцентных, в 4,5 – галогенных и в 7,5 раз – накаливания.

В чем измеряется световой поток светодиодной лампы?

Как я уже сказал световой поток светодиодной лампы или любого другого источника света можно измерить в Люменах. На упаковках ламп Люмены сокращенно обозначаются Lm или Лм. Перед тем как перейти к расчетам важно понять, что такое Люмен. Давайте представим что наша лампочка — это мешок с песком, из которого постоянно сыплется песок, представим, что один люмен — это одна песчинка. Количество люмен для нашей лампочки-мешка будет означать сколько песчинок упадет на один квадратный метр поверхности, например, 900 люмен будет означать что на один квадратный метр попадет 900 песчинок.

Но у нас не обычный песок, а свет и он рассеивается равномерно по всей поверхности, поэтому если световой поток лампы 900 люмен, а площадь комнаты 3 квадратных метра, то на один квадратный метр будет припадать по 300 люменов.

И тут мы подошли к еще одному очень важному параметру — это освещенность комнаты. Люмены характеризуют только световой поток лампы, если продолжать нашу аналогию, то количество песка, который может высыпаться из мешка. Но есть еще один параметр — это освещенность помещения и измеряется он в люксах. Люкс показывает сколько люменов будет припадать в определенной комнате на один квадратный метр. Обозначается Лк или Lx. Если мы говорили что наш источник света излучает 900 Люменов, а площадь три квадратных метра, то освещенность нашей комнаты будет составлять 300 люкс. Для тех, кто очень любит формулы 1 люкс = 1 люмен / 1 метр квадратный.

Поняли? Теперь переходим к вопросу как узнать мощность освещения светодиодных ламп.

Таблица соотношения мощностей ламп

Нередко на упаковке изделий рядом с показателями мощности можно заметить эквивалентные значения других типов ламп. Это позволяет подобрать соответствующий светодиод для замены обычной лампочки с нитью накала или люминесцентного прибора.

Вид лампыМощность, W
Светодиод67891011121315161820
Лампа накаливания506065758090100105125145160175
Люминесцентная лампа3035404550556065758090100

Если ориентироваться на степень яркости, то получается, что одинаковый световой поток могут дать приборы разной мощности. Так, например, светодиод мощность 4-5 ватт даст светопоток в 400 Лм, точно такой же как и люминесцентная лампа на 10-13 ватт или накаливания на 40 ватт. При этом самое низкое потребление электроэнергии будет именно у LED-лампы. В этом и заключается ее финансовая рентабельность по сравнению с другими видами.

Важно! Немалое значение имеют и конструктивные особенности устройства. Так при наличии матового покрытия колбы световой поток может снизиться на 8-10%.

Расчет освещения светодиодными лампами

Соотношение ватт светодиодных ламп и ламп накаливания приводит к тому, что лучше экономии не найти. Поэтому прежде, чем совершать закупку LED-оборудования необходимо все как следует рассчитать.

  1. Посмотрите технический паспорт к прибору. В нем указываются все величины необходимые для расчетов. Мы используем показатель яркости света или световой поток.
  2. Определяем площадь комнаты, в которой планируется установить светодиодное освещение.
  3. Теперь число квадратных метров умножаем на значение освещенности помещения указанное в СНИП, а затем полученную величину делим на световой поток в люменах, который мы взяли из инструкции к светильнику.
Читать еще:  Самое экономичное электрическое отопление дома

R- расчет освещенности помещения светодиодами;

Как определить мощность светодиода?

Современный рынок предлагает потребителям широкий ассортимент разнообразных светодиодов, которые могут отличаться рабочими параметрами и цветом. Если вы приобрели светодиод и планируете его использовать, тогда потребуется понять его мощность, потому как его можно быстро спалить. Поэтому, очень важно правильно при использовании этих элементов разобраться, как проверить мощность светодиодов.

Как проверить мощность светодиодов?

Светодиод — это кристалл, который имеет полупроводниковую конструкцию. Эти элементы производятся в специальном корпусе или без него, но в любом из этих вариантов прибор будет иметь два вывода: один отрицательный, а другой положительный по режиму работы. Многих людей интересует вопрос, как узнать мощность светодиода, чтобы на него ответить, потребуется подробно рассмотреть, какие показатели мощности существуют у этих приборов. Потребляемая мощность светодиода, чаще всего указывается в Ваттах. Но, такое определение не совсем верное, потому как у данного элемента имеется важный рабочий показатель, указывающий на допустимые значения тока, когда светодиод может исправно работать. При этом значение мощности, будет зависеть именно от показателей тока, который подан на полупроводниковый элемент.

Светодиоды, которые имеют низкие показатели мощности

Самым распространенным и часто используемым типом светодиода являются, так называемые индикаторы, которые имеют небольшую мощность и малые размеры. Размер этих видов светодиодов составляет от 3 до 20 миллиметров. Эти элементы имеется возможность встретить в разнообразных бытовых приборах. Почти все светодиоды, которые выполнены в белом цвете имеют показатели тока 20 мА, 3,2 Вольта, мощность составляет значение в 0,06 Вт.

К светодиодам, которые обладают низкой мощностью, имеется возможность отнести элементы, используемые для поверхностного монтажа и SMD типа. Они предназначены для того, чтобы в необходимой степени подсвечивать экран телевизора, кнопки и пр. Данный тип светодиодов, достаточно часто применяется для современных светодиодных лент, которые нашли широкое применение, потому как имеют высокие показатели практичности и эффективности в использовании. Светодиодные ленты двух основных типов — SMD 3528 и SMD 5050 выполняются, именно из элементов описанных выше. Показатели их мощности, находятся в пределах 1,2 — 2 Вт, чего вполне хватает для создания качественных и надежных светодиодных лент.

Светодиоды, которые имеют высокие показатели мощности

Этот тип светодиодов, достаточно часто используется и их имеется возможность разделить на несколько определенных типов:

— Фирменные элементы Nichia, Osram, CREE и прочие;

Если сравнивать светодиоды, которые производятся известными компаниями и китайскими, тогда первые достаточно качественно изготовлены, а также имеют высокие показатели эффективности и надежности в использовании, но стоят дорого. Самые часто используемые элементы, которые производятся в Китае, имеют показатели мощности от 2 до 2,5 Вт. Китайскими производителями производятся элементы, которые имеют увеличенный по размерам кристалл. Помните о том, что потребляемая мощность зависит от тока. К примеру, если Вы желаете получить светильник, который будет иметь высокие показатели экономичности, тогда используйте элементы способные давать 110 Лм на 1 Вт. Для этих видов светодиодов параметры тока должны находиться в пределах 250-300 мА.

Если правильно выполнить отвод тепла, тогда эти светодиоды смогут проработать достаточно большой промежуток по времени. Если для вас, самым важным показателем является яркость освещения, тогда элементы на ток выше 500 мА отлично для этого подойдут. Многих людей интересует, как измерить мощность светодиода, от показателей зависит эффективность и срок использования этого прибора. Для измерения этих значений, потребуется собрать относительно простую схему, которую мы рассмотрим дальше. На некоторых типах этих приборов имеется индикатор выходной мощности, что облегчает процесс их использования.

Расчет показателей мощности

Чтобы рассчитать мощность светодиода, когда на нем отсутствуют обозначения этого параметра, Вам потребуется его подключить последовательно с резистором в 1,5 кОм. Это позволяет ответить на вопрос, как померить мощность светодиода. При этом, подключать данный элемент необходимо будет в низковольтную сеть. Если Вам требуется точно определить мощность светодиодов, тогда для этого можно использовать следующую таблицу мощности светодиодов на 5 мм:

— Инфракрасный (параметры мощности ниже 2 Вт, ток: 20 мА);

— Красный (параметры составляют значение от 1,7 до 2 Вт, ток: 15-20 мА);

— Оранжевый (параметры мощности: 2 Вт, значение тока: 25 мА);

— Желтый (2,1-2,2 Вт, ток: 20 мА);

— Зеленый (1,9-3,6 Вт, ток: 25 мА);

— Голубой (2,5-3,6 Вт, ток: 20 мА);

— Фиолетовый (2,7-4 Вт, ток: 20 мА).

— Желтый (имеет в конструкции специальный радиатор). Мощность от 2,1 до 2,2 Вт, ток: 30 мА;

— Белый, а также розового цвета (мощность составляет значение 3,2-3,6 Вт, ток: 20 мА).

Зная, какая мощность светодиода, имеется возможность использовать его наиболее эффективно и без перегрузок, что в значительной степени увеличит срок эксплуатации этого прибора.

Справочная таблица параметров
популярных SMD светодиодов с даташитами

Воспользовавшись справочными данными из нижеприведенной таблицы с техническими характеристиками наиболее популярных SMD светодиодов, Вы сможете при самостоятельном изготовлении подсветок и светильников, или, покупая готовые источники света, рассчитать и оценить их светотехнические возможности. С помощью данных из таблицы сможете определить параметры светодиодной ленты в случае отсутствия на ней маркировки.

Кликнув по надписи синего цвета, обозначающей типа светодиода, Вы можете ознакомиться с даташитом от производителя, хранящегося непосредственно на сайте. В даташитах приведены более подробные технические характеристики обыкновенных и сверхярких светодиодов с учетом величины протекающего через них тока и температуры окружающей среды.

Справочная таблица основных технических характеристик и типоразмеров
наиболее популярных марок SMD светодиодов используемых для освещения с даташитами от производителей
Внешний видТип светодиодаЦвет свеченияРазмер, ммСветовой поток, лмУгол, град.Ток, мАНапряжение, В
LED-508H184WC-HDбелый∅5,00,515202,8-3,6
LED-508H238WC-HD
LED-508H256WC-HD
LED-HK5H4ULC-WWбелый теплый∅5,92,5-10,4160202,1-3,4
LED-HK5H4ULC-Wбелый2,5-10,4
LED-HK5H4UBCсиний3,1-4,4
LED-HK5H4UGCзеленый2,6-10,4
LED-HK5H4URCкрасный3,1-4,4
LED-HK5H4UYCжелтый3,1-4,4
LED-HK5H4UOCоранжевый3,1-4,4

Сверхяркие
LED-WW-SMD2835белый теплый2,8×3,5501201502,9-3,3
LED-NW-SMD2835нейтральный белый55
LED-PW-SMD2835чистый белый60
LED-CW-SMD2835холодный белый60

Сверхяркие
LED-WW-SMD3014белый теплый3,0×1,411,5120302,1-3,4
LED-NW-SMD3014белый11,5
LED-CW-SMD3014холодный белый12,0
LED-B-SMD3014синий0,85
LED-G-SMD3014зеленый2,5
LED-Y-SMD3014желтый1,88
LED-R-SMD3014красный2,45
LED-O-SMD3014оранжевый0,66
LED-WW-SMD3020белый теплый3,0×2,05,0120202,1-3,4
LED-NW-SMD3020белый5,5
LED-CW-SMD3020холодный белый5,5
LED-B-SMD3020синий0,87
LED-G-SMD3020зеленый3,1
LED-Y-SMD3020желтый0,7-2,2
LED-R-SMD3020красный0,85
LED-O-SMD3020оранжевый0,5
LED-WW-SMD3528белый теплый3,5×2,84,5-5,0120-140202,8-3,2
LED-CW-SMD3528белый4,5-5,02,8-3,2
LED-B-SMD3528синий0,6-0,852,8-3,2
LED-G-SMD3528зеленый2,8-3,52,8-3,2
LED-Y-SMD3528желтый1,2-1,61,8-2,0
LED-R-SMD3528красный1,2-1,61,8-2,0
LED-RGB-SMD3528R G B3,5×2,80,6120-140202,0-2,8
1,6203,2-4,0
0,3203,2-4,0
LED-WW-SMD4008UWC
Бокового свечения
белый4,0×0,85120203,0-3,6
LED-WW-SMD4014белый теплый4,0×1,422120602,8-3,4
LED-PW-SMD4014белый23
LED-CW-SMD4014холодный белый23
LED-SMD4020белый4,0×2,072120-1401506,0
LED-WW-SMD4530-1белый теплый4,5×3,070120-1406002,9-3,8
LED-WW-SMD5050белый теплый5,0×5,010,0-12,0120-1403×203,2-3,4
LED-W-SMD5050белый11,0-14,03,2-3,4
LED-B-SMD5050синий2,0-2,53,1-3,6
LED-G-SMD5050зеленый8,0-8,53,1-3,5
LED-Y-SMD5050желтый4,5-5,01,9-2,2
LED-R-SMD5050красный4,5-5,01,8-2,2
LED-RGB-SMD5050R G B5,0×5,01,6120-140201,6-2,0
2,5202,8-3,2
0,6202,8-3,2
LED-WS2812S
с ШИМ-контроллером WS2811
R G B5,0×5,02,5120-140201,8-2,2
5,4203,0-3,2
1,2203,2-3,4
LED-WS2812B
с ШИМ-контроллером WS2811
R G B5,0×5,02,5120-140201,8-2,2
5,4203,0-3,2
1,2203,2-3,4
LED-SMD5630-05белый5,6×3,0401201503,3
LED-SMD5730-05белый5,7×3,0451201803,1-3,3
LED-SMD5730-1110350
LED3500Am1W-A120белый теплый∅8,040-60120-1403503,2-4,0
LED6000Am1W-A120белый75-853,0-4,0
LED470Am1W-A120синий15-203,2-4,0
LED515Am1W-A120зеленый40-503,2-4,0
LED625Am1W-A120красный30-402,0-2,8
LED Luminus SST-50белыйплаты
∅21
10012517503,2
LED Luminus SST-90белыйплаты
10×11
130012031503,25
LED Luminus CSM-360
Состоит из 4 SST-90
белыйплаты
36×36
2100115315013,14
LED Cree-XHP50
Состоит из 4 led
белый5×5254612030006
150012
LED Cree-XHP70
Состоит из 4 led
белый7×7402212048006
240012

Электрическая схема расположения кристаллов в светодиоде LED-RGB-SMD5050 и схема его включения в светодиодной ленте приведена в статье сайта Подключение R G B светодиодных лент.

В настоящее время подавляющее число ламп, светильников, светодиодных лент и модулей изготовлены с использованием одного из типов светодиодов, приведенных в таблице. Срок службы SMD светодиодов по заявлению производителей составляет не менее 80000 часов.

Калькулятор для расчета
параметров токоограничивающего резистора для LED

При самостоятельном изготовлении светодиодных источников света и светильников необходимо рассчитать номинал и мощность токоограничивающего резистора. Для упрощения этой задачи представляю в помощь специальный онлайн калькулятор, с помощью которого Вы сможете рассчитать сопротивление и мощность требуемого резистора в зависимости от типа светодиода, их количества и напряжения источника питания. Параметр «Напряжение падения на одном LED» берется наибольшее значение из последней колонки таблицы, «Максимально допустимый ток через LED» из предпоследней колонки.

Онлайн калькулятор для расчета номинала и мощности токоограничивающего резистора
Напряжение источника питания U, В:
Напряжение падения на одном LED, В:
Кол-во последовательно включенных LED, шт:
Максимально допустимый ток через LED, мА:

Если в наличии нет резистора нужной мощности, то его можно заменить несколькими резисторами одинакового номинала меньшей мощности, включив их последовательно или параллельно. При этом мощность, рассеиваемая на одном резисторе, будет равна расчетной мощности, деленной на количество резисторов. Величина резисторов при последовательном включении уменьшится и будет равна расчетной величине, деленной на количество резисторов. При параллельном включении нужно брать резисторы, номиналом, равным требуемому умноженному на количество резисторов.

Например, в результате расчета необходим резистор мощностью 1 ватт и номиналом 200 Ом. Этот резистор можно заменить четырьмя включенными последовательно резисторами мощностью 0,25 ватт номиналом по 50 Ом. При этом если светодиодов, например, пять, то впаять резисторы можно по одному между диодами.

Подключать непосредственно к источнику питания, батарейке или аккумулятору один или несколько соединенных последовательно светодиодов без токоограничивающего резистора недопустимо, так как это приведет к выходу их из строя.

При питании светодиодов от аккумулятора (батарейки), необходимо учесть, что во время работы светодиодов происходит, в зависимости от степени разряда и емкости аккумулятора, снижение напряжения на его выводах до 20%. Если напряжение холостого хода аккумулятора будет близко к напряжению падения на светодиоде, то он будет светить с пониженной яркостью.

Онлайн калькуляторы для определения номинала резисторов
по цветовой маркировке

Если номинал резистора на корпусе обозначен в виде четырех или пяти цветных колец, то величину его можно определить с помощью одного из нижеприведенного онлайн калькулятора.

Как определить параметры светодиода

Разбирая на детали старые или нерабочие устройства часто можно найти светодиоды. Однако в большинстве случаем на них отсутствует какая-либо маркировка или другие опознавательные знаки. Поэтому определить их параметры по справочнику попросту невозможно. Отсюда возникает вполне естественный вопрос: как определить параметры светодиода?

Опытные электронщики таким вопросом практически не задаются, поскольку могут с достаточной точностью определить параметры такого полупроводникового прибора, ориентируясь лишь на его внешний вид и зная некоторые нюансы, присущие большинству светодиодов. Эти нюансы рассмотрим и мы.

Электрические параметры светодиодов

Первым делом заметим, что светодиод характеризуется тремя электрическими параметрами (световые характеристики мы рассматривать не будем):

1) падение напряжения, измеряемое в вольтах. Когда говорят 2-х вольтный или 3-х вольтный светодиод, то это имеется в виду данный параметр;

2) номинальный ток. Часто его значение приводится в справочниках в миллиамперах. 1 мА = 0,001 А;

3) мощность рассеяния – это мощность, которую способен рассеять (выделить в окружающую среду) полупроводниковый прибор не перегреваясь. Измеряется в ваттах. Значение данного параметра с высокой точностью можно определить самостоятельно, умножив ток на напряжение.

В большинстве случае достаточно знать два первых параметра, а то и вовсе только номинальный ток.

Условно я выделил два основных способа, с помощью которых можно с высокой долей вероятности узнать или определить указанные параметры. Первый способ – информационный. Это наиболее быстрый и простой способ. Одна он не всегда дает положительный результат. Второй способ, нам – электронщикам, более интересный. Я назвал его «электрический», так как ток и напряжение будут определяться с помощью мультиметра (тестера). Рассмотрим подробно оба варианта.

Как определить параметры светодиода по внешнему виду?

Самый легкий путь – это узнать характеристики светодиода по его внешнему виду. Для этого достаточно набрать в строке поисковой системы такую фразу: «купить светодиод». Далее из предоставленного списка следует выбрать наиболее крупный интернет магазин и найти соответствующий раздел каталога. После чего внимательно просмотреть все имеющиеся позиции и если вам улыбнется удача, то вы найдете то, что ищете. Как правило, в серьёзных интернет-магазинах, где продаются радиоэлектронные элементы, на каждую позицию имеется соответствующая документация, даташит или приводятся основные характеристики. Сопоставив по внешнему виду имеющийся светодиод с тем, что в каталоге, можно таким образом узнать его характеристики.

Следующим подходом пользуются более опытные электронщики. Однако в нем нет ничего сложного. Преимущественное большинство светодиодов разделяется на индикаторные и общего назначения. Индикаторные, как правило, менее ярко светят, чем остальные. Это и понятно, ведь для индикации очень яркий свет не нужен. Индикаторные светодиоды применяются для сигнализации работы различных электронных устройств. Например, при включении в розетку, они показывают, что устройство находится под напряжением. Они встречаются в чайниках, ноутбуках, выключателях, зарядных устройствах, компьютерах и т.п. Электрические параметры их вне зависимости от внешнего вида следующие: ток – 20 мА = 0,02 А; напряжение в среднем 2 В (от 1,8 В до 2,3 В).

Светодиоды общего назначения светят ярче предыдущих, поэтому могут использоваться в качестве осветительных приборов. Однако для индикации тоже пойдут, если снизить ток. Как ни странно, но преобладающее большинство и таких светодиодов имеют значение номинального тока потребления тоже 20 мА. А вот напряжение их может находиться в пределах от 1,8 до 3,6 В. В этом классе находятся и сверхяркие светодиоды. При том же токе напряжение у них, как правило выше – 3,0…3,6 В.

В целом светодиоды подобного типа имеют стандартный размерный ряд, основным параметром которого есть диаметр круга линзы или ширина и толщина стороны, если линза прямоугольной формы.

Читать еще:  Сколько сохнет стяжка пола

Диаметр линзы, мм: 3; 4,8; 5; 8 и 10.

Стороны прямоугольника, мм: 3×2; 5×2.

Как определить параметры светодиода мультиметром?

Теперь, когда мы знаем, что номинальный ток многих светодиодов 20 мА, то достаточно просто определить их напряжение опытным путем. Для этого нам понадобится блок питания с регулировкой напряжения и мультиметр. Соединяем последовательно блок питания со светодиодом и мультиметром, предварительно установленным в режим измерения тока.

Блок питания изначально должен быть установлен на минимальное значение. Далее, изменяя величину подводимого к светодиоду напряжения, устанавливаем по показанию мультиметра ток 20 мА. После этого фиксируем значение величины подводимого напряжения либо по штатному вольтметру блока питания либо с помощью мультиметра, установленного в режим измерения напряжения.

Для страховки светодиода лучше последовательно к нему подсоединить резистор ом на 300. Но в этому случае напряжение необходимо фиксировать непосредственно на нем.

Поскольку не у всех есть блок питания с регулировкой напряжения, то можно определять параметры и исправность маломощных светодиодов с помощью следующих элементов:

  1. Крона (батарейка на 9 В).
  2. Резистор ом на 200.
  3. Переменный резистор, он же потенциометр на 1 кОм.
  4. Мультиметр.

Испытуемый светодиод соединяем последовательно с постоянным резисторов, потом с переменным, далее с кроной и щупами мультиметра, установленного в режим измерения постоянного тока.

Очередность соединения всех элементов не имеет никакого значения, поскольку цепь последовательная, а это значит, что через все компоненты протекает один и тот же ток.

Изначально переменным резистором следует установить минимальное напряжение, а потом постепенно увеличивать до тех пор, пока ток не достигнет 20 мА. После этого выполняется измерение напряжения.

С помощью рассмотренного способа не получится определить параметры мощного светодиода вследствие протекания значительного тока через резисторы. В результате чего последние могут перегреться. Однако определить исправность его вполне возможно.

Рынок светодиодов многолик и разнообразен. Прогресс на месте тоже не стоит. Даже специалисты подчас затрудняются с первого раза определить тип и мощность светодиода — чего уж говорить о новичках. С каждым годом производителей становится все больше, каждый из них придумывает свою маркировку и подразделение по типам. Эта статья, возможно, поможет вам разобраться в самых распостраненных типах светодиодов.

— У вас есть светодиоды на сто ватт ?
— Нет, таких светодиодов не бывает.
— Ты, лошара, торгуешь светодиодами и не разбираешься !

Разговор в радиомагазине

Маломощный (индикаторный) светодиод

Самый распостраненный вид светодиодов, встречающийся повсеместно. Диаметр может колебаться от 2 до 20 мм. Слово «индикаторный» к нынешним, даже маломощным, светодиодам можно применить лишь достаточно условно — иные могут запросто засветить вам «зайчика» в глаз. Однако и само слово «индикатор» тоже со временем приняло уродливые формы. Например, мне пришлось заклеить изолентой индикатор сети нового музыкального центра — а то ночью можно читать под ним было, но вот заснуть — увы 🙂
Типовые параметры белого светодиода : ток 20 мА, напряжение 3,2 В. Таким образом, его мощность составляет 0,06 Вт. Чтобы заменить один мощный 1 Вт светодиод, индикаторных понадобится 20-25 штук.
Также к маломощным относят некоторые типы светодиодов поверхностного монтажа — SMD. Он подсвечивают кнопки в вашем сотовом, экран вашего монитора, если он с LED-подсветкой, из них изготовлены декоративные светодиодные ленты на самоклеющейся основе и многое другое. Есть два наиболее распостраненных типа : SMD 3528 и SMD 5050. Первые содержат такой же кристалл, как и индикаторные светодиоды с выводами, то есть его мощность примерно 0,06 Вт. А вот второй — три таких кристалла, поэтому его нельзя уже называть светодиодом — это светодиодная сборка. Принято называть SMD 5050 светодиодами, однако это не совсем правильно. Это — сборки. Их общая мощность, соответственно, около 0,2 Вт. На этом рассмотрение маломощных диодов можно прекратить — про них и так уже достаточно написано.

Мощный светодиод


В этой сфере царит изрядный винегрет. Попробуем условно разбить его на буквально две категории. Первая — это светодиоды производства американской фирмы CREE. Эта контора, безусловно, заслужила право быть отдельной категорией. Да, да, я знаю, что есть и суперпроизводитель Nichia — родоначальник белого светодиода, есть Osram и еще изрядное количество брэндов. Все они выпускают весьма неплохие мощные светодиоды, однако Кри — это Кри. Есть всякие вкусные шипучки, а есть Кока-Кола 😉 Обсуждать тут особенно нечего, светодиоды Cree весьма известны, также известны их характеристики. Поэтому мы их и не будем обсуждать. Отметим только, что светодиоды серий XRE, XPG, XML — это действительно светодиоды. MCE,MX, MPL — многокристальные сборки. К ним применимы основные принципы, которые мы рассмотрим чуть ниже.
Вторая категория — светодиоды noname, а именно — китайского производства. Ни для кого уже не секрет, что за последние пару лет китайцы сильно шагнули вперед в теме полупроводникового освещения. Поэтому покупка китайского мощного светодиода уже не такая лотерея, как два или три года назад. Наличие ebay.com и множества интернет-магазинов сделало китайские светодиоды весьма доступными.
При всех достоинствах «брэндов», у них есть некоторые существенные недостатки. Первый и главный — цена. Китайский светодиод в среднем в два-три раза дешевле своего заокеанского собрата. Второй — гораздо более широкий ассортимент. Особенно это касается светодиодов с различной длиной волны и цветовой температурой.
Третий недостаток, если его можно считать таковым — тип корпуса. Фирма Cree изначально ориентировалась на средних и крупных производителей светодиодной техники. Корпус светодиодов рассчитан на автоматический монтаж, что позволяет производить светодиодные светильники сотнями и тысячами. Но если вы еще не доросли до таких объемов или хотите использовать светодиоды в своих домашних поделках — увы, вас ждут сложности. Светодиоды Cree позволяют использовать ручной монтаж с большими оговорками, ни о какой производительности труда говорить не приходится, да и отвод тепла — серьезная проблема. Единственный выход — приобретение светодиодов на алюминиевой печатной плате, что отнюдь не удешевляет проект.
Львиная доля китайских светодиодов изготавливается в так называемом корпусе «эмиттер». Он несколько архаичен по нынешним временам, но при этом весьма удобен для ручного монтажа, эффективно отводит тепло и позволяет использовать множество типов оптики. Большая медная подложка прощает мелкие огрехи монтажа, линзу из поликарбоната легко очищать от загрязнений в отличии от «фирменной» силиконовой, большие вывода не создают сложностей при пайке.
Самый главный минус китайского светодиода по сравнению с брэндом — скудная техническая документация и отсутствие какого-либо стандарта. Ну и известное головотяпство китайцев. К примеру, у некоторых китайских производителей минус — это плюс. Не поленитесь проверить полярность светодиода, если заказываете первый раз. Давайте попробуем разобраться — можно ли на вид определить качество светодиода и его мощность.
Первое, и самое главное — правильно понимать, что такое мощность светодиода. Существует распостраненное заблуждение, что бывают одноваттные, трехваттные и т.д. светодиоды. Это не совсем так. У каждого светодиода существует понятие — максимальный рабочий ток. Вот он и определяет максимальную мощность светодиода. При этом его фактическая мощность зависит от тока, на который вы его включите. Для типового китайского «эмиттера» максимальный рабочий ток — 700 мА. Это означает, что его максимальная мощность равна произведению напряжения на ток, то есть примерно 3,7 В*0,7А=2,6 ватта. Фактически при продаже часто округляют до трех ватт. К тому же у недорогих кристаллов падение напряжения выше, и на токе 0,7А может достигать 4-4,5 вольт, а это уже полноценные три ватта. Чем меньше падение напряжения на токе 700 мА, тем экономичнее светодиод.

Для того, чтобы светодиод выдержал максимальный ток, необходимо соблюдение следующих условий :

1. Кристалл светодиода не должен содержать дефектов. Другими словами, очень важен производитель светодиодного чипа. 90% китайских производителей закупают чипы в Корее и на Тайване, иногда даже у Cree и других брэндов. Однако китайский светодиод с «брэндовым» чипом — сомнительное приобретение, так как цена ненамного ниже оригинала, а качество все-же не то. Последние два года китайцы начали выращивать свои кристаллы, но пока их качество не на уровне. Основная проблема — их трудно определить, остается уповать на честность поставщика.К сожалению, они получают все большее распостранение благодаря низкой цене.
2. Размер кристалла. Минимальный размер кристалла типового «эмиттера» 35×35 mil. Это чуть меньше 1х1 мм. Обычный размер — 38х38 либо 45х45 mil, то есть несколько больше 1х1 мм. (1 мил = 1/1000 дюйма = 0,0254 мм = 25,4 микрона)

Есть разновидность светодиодов с увеличенным кристаллом. Чем больше размер кристалла, тем выше световой поток, максимальный рабочий ток и максимальная мощность. Соответственно, визуально различить стандартный светодиод и светодиод с увеличенным кристаллом достаточно легко.

Подытоживая, можно сказать, что практически любой однокристальный качественный китайский эмиттер является трехваттным, что, несомненно, будет хорошей новостью для любителей поразгонять кристаллы 🙂 Некоторые экземпляры сносно себя чувствуют при токе до 1500 мА.

Ложку дегтя в эту новость добавляют следующие нюансы :
1. Вам сложно установить качество кристалла, если поставщик неизвестен. Как минимум желательно спросить продавца о том, чьи чипы стоят в светодиодах. Заминка с ответом косвенно может сказать, что продавец плохо разбирается в своем товаре.
2. Часто кристалл залит люминофором так, что его самого и не видно. Это не очень хороший признак. Если люминофора не жалеют — значит он дешевый. К тому же такая заливка может скрывать кристалл меньшего размера. Ко всему прочему, дешевый люминофор способен потемнеть или даже отслоиться на повышенном токе.
3. Неизвестно — из какого материала изготовлены проводники к кристаллу, и какова их толщина. Изначально они изготавливаются из золотой проволоки и должны быть рассчитаны на ток не менее 1000-1500 мА. На практике для удешевления светодиода применяют проволоку меньшей толщины либо из позолоченного серебра, а то и вовсе из меди или других металлов.
4. Неизвестно качество приклейки кристалла к теплоотводящему основанию. Если ток 300-350 мА терпим для большинства «эмиттеров», то 700 мА предъявляют непропорционально повышенные требования к качеству изготовления. Иными словами, при увеличении тока в два раза, требования к качеству приклейки и пайки кристалла к выводам возрастают в четыре раза.
5. Нельзя забывать, что с увеличением рабочего тока падает общая эффективность светодиода. Если на токе 350 мА он, условно говоря, выдаст 100 люмен, то на токе 700 мА — только 160-170, но никак не 200 люмен. И чем выше ток, тем ниже эффективность.

Также на стоимость светодиода влияет биновка по цветовой температуре и отбор по падению напряжения. Если цветовая температура мало влияет на надежность, то большой разброс в падении напряжения при параллельном соединении способен вызвать серьезную разницу в свечении и неравномерность распределения тока. Отсутствие этих операций в технологической цепочке при изготовлении светодиода удешевляет его, но о стабильности характеристик готового изделия говорить не приходится.

Другими словами, использовать ток выше 350 мА при отсутствии внятной информации о происхождении, либо гарантий поставщика, не стоит. Если уж очень хочется — обеспечьте избыточный теплоотвод и проконтролируйте температуру. Все-таки почти в два раза больше света за те же деньги — стоит рискнуть 🙂 На токе 700 мА светодиоду потребуется около 70-80 кв.см площади радиатора. Контролировать температуру лучше всего термопарой на выводе работающего светодиода, подвесив этот вывод в воздухе. Это если есть такая возможность. Если нет — измерять максимально близко к подложке светодиода со стороны радиатора. Температуру выше 70 градусов на радиаторе можно считать критической. На выводе может быть до 75 С. Однако оптимум — до 60 С.

На каком же токе оптимально использовать светодиод ? Это зависит от поставленной задачи. Если задача — создать максимально экономичный источник света — лучше обратить внимание на высокоэффективные светодиоды, выдающие более 120-130 Лм на ватт. При этом эксплуатировать их на токе выше 300 мА не стоит. В итоге вы получите, во-первых, максимум энергоэффективности, во-вторых, светодиод будет вечным при достаточном теплоотводе. Да, такие светодиоды ощутимо дороже своих собратьев с производительностью 100 Лм/ватт. Но при этом в долгосрочной перспективе более дорогие диоды окупятся быстрее. Если же задача максимальной экономии не стоит, вполне можно обойтись 35-38 mil чипами, разогнанными до 600-700 миллиампер. С точки зрения себестоимости готового изделия это ощутимо выгоднее использования высокоэффективных светодиодов.

Напоследок коснусь разницы между мощными однокристальными светодиодами и сборками. Основной недостаток сборок — бОльшая уязвимость по сравнению с однокристаллками. К примеру, светодиод Cree MX3 содержит три кристалла, соединенных параллельно. Как известно, светодиодные кристаллы имеют некоторый технологический разброс. При параллельном подключении один из кристаллов практически всегда будет пропускать через себя бОльший ток и, как следствие, нагрузка на него будет выше. В процессе эксплуатации выход из строя одного кристалла повлечет за собой увеличение тока через оставшиеся два. Эта же особенность делает светодиод более критичным к кратковременным перегрузкам. Следующий минус — точки пайки. Как показала практика, очень часто светодиод выходит из строя вследствие потери контакта с кристаллом из-за многократных циклов нагрева-остывания. Соответственно, если мощный светодиод содержит три кристалла — вероятность выхода из строя по этой причине возрастает в три раза. Тем не менее, разница в цене зачастую компенсирует этот недостаток. Также к преимуществам можно отнести уменьшение «точечного эффекта».
Хотелось бы отметить, что китайские производители часто хитрят при продаже мощных светодиодных сборок (матриц). Первая из основных хитростей — заявление более высокого рабочего тока. К примеру, если матрица содержит 9 кристаллов 38 mil, включенных по схеме три последовательно-три параллельно, типовым считается ток 300 мА*3=900 мА, а мощность матрицы, соответственно, около 10 Вт. Предприимчивый производитель (продавец) заявляет ток 600*3=1800 мА и вуаля — матрица становится 20-ваттной ! И формально вроде никаких проблем — 35-38 mil кристалл, по идее, выдерживает такой ток без особых последствий. Но 9 таких кристаллов, собранных на единой подложке, могут дать непредсказуемый результат и по нагреву, и по деградации (необратимому уменьшению светового потока в процессе эксплуатации).
Вторая хитрость — установка в матрицу кристаллов менее 35-38 mil. Это делает матрицу дешевле, но отнюдь не лучше.
Ну и третья хитрость — совмещение двух предыдущих. Дает фантастические результаты при фантастически низкой цене 🙂
Таким образом, при покупке следует убедиться в том, что вам не подсовывают плоды деятельности таких хитрых предпринимателей.

Стоимость китайских светодиодов вполне располагает к попыткам выжать из них больше, чем заявлено. Если вы решились на этот шаг и разогнали свои «светики» — не поленитесь проконтролировать их визуально после пары недель работы. Если они выглядят также, как и при монтаже — есть надежда, что они себя хорошо чувствуют. Если же вокруг кристалла образовалось темное пятно — значит, тепло отводится от светодиода недостаточно эффективно. Думайте над конструкцией радиатора.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector