Сравнение smd светодиодов. SMD диоды — характеристики и внешний вид, установка SMD диодов. Чем хороши светодиоды и есть ли в них минусы

В большинстве осветительных приборов последнего поколения в качестве источников используются светодиоды поверхностного монтажа - SMD LED. Они могут различаться по мощности, размерам, параметрам. Но среди всего ассортимента стоит выделить светодиоды 5050 SMD, технические параметры которых мы и будем изучать.

Общая информация

Эта разновидность выпускается исключительно в квадратном корпусе толщиной 1,6 мм и размерами 5х5 мм. Указанная информация в виде маркировки наносится на сам корпус и дополнительно указывается в паспорте.

В отличие от всех других разновидностей светодиодов, модуль smd 5050 led включает в себя сразу 3 источника, которые могут быть:

• белыми - сверхъяркие мощные лампы, на которые нанесен тончайший слой люминофора;;
• цветными - в зависимости от типа модуля цвета могут отличаться. Также нанесен слой люминофора;
• цветными - RGB 5050 из красного, зеленого и голубого цветов.

Для справки. Что такое люминофор? Это химический состав, способный накапливать световую память и преобразовывать поглощаемую тепловую энергию в излучение.

Все световые приборы люминесцируют, то есть поглощают свет лампы и преобразуют его в свечение, подобное солнечному. Цветовая температура может варьироваться от 2800°К до 12000°К в зависимости от типа лампы. Для информации - цветовая температура Солнца составляет 5000°К.

Цветные источники SMD 5050 излучают только один цвет, почему их и именуют монохромными - это может быть теплый желтый, красный, зеленый или синий.

Монохромные источники

Конфигурация RGB SMD уже состоит из светодиодов сразу трех цветов - красного (R), зеленого (G) и синего (B), которые при одновременно включении выдают белый свет. При регулировании интенсивности каждого отдельного элемента можно получить любой цвет из видимого человеческим глазом спектра.

Как определить цвет по маркировке

На каждом приборе подобного типа отражается определенная информация, которая содержит данные о типе, цвете, цветовой температуре и длине волны.

В данном случае обозначение «хх» содержит информацию о цветовой температуре в Кельвинах (градусы см. на рисунке) и длину световой волны.

Конструктивные особенности

Параметры изделия всегда одинаковы - корпус 5х5х1,6 мм, квадратный. Изготавливают в большинстве случаев из термоустойчивого пластика, единичные модели - из стекла. С обратной стороны рамки есть выходы LED-лампочек, между которыми закреплены подложки из металла для равномерного рассеивания тепла.

Без металлической подложки чипа лампы начнут перегреваться и выходить из строя.

Для того, чтобы разобраться в выводе, инженеры разработали специальный ledключ в виде скошенного угла, указывающего на катод. Закрывающую кристаллы линзу изготавливают из оптически прозрачного герметизирующего и заливочного эпоксидного компаунда.

Технические показатели

Светодиод 5050, характеристики которого не являются едиными, входит в сортамент всех производителей, специализирующихся на лед освещении. Единственным общим параметром является только форма корпуса - квадрат, и его размеры - 5х5х1,6 мм. Все остальные показатели зависят от типа и цвета самой лампы. Выделим лишь лимитированные технические характеристики (допустимый предел):

• потребляемый ток - до 25 мА;
• разница напряжения - 1,8-3,4 В;
• интенсивность потока - 500-4500 мКд;
• угол излучения - 90-120°;
• максимальная температура - 60°С.

Покупая такую продукцию, необходимо обязательно обращать внимание на технические параметры. Серьезные крупные производители очень точно и четко дают всю исчерпывающую информацию, тогда как некоторые преимущественно китайские компании, наоборот, сильно искажают ее.

Если лед лампы нужны для массового приобретения, а даташит вызывает сомнения, рекомендуем проводить фотометрические тесты для нескольких отдельно взятых образцов.

Даже в одной партии технические параметры могут значительно изменяться, не говоря уже о продукции разных компаний. Независимо от количества светодиодов, старайтесь заказывать их у одного поставщика и одновременно.

ВИДЕО: Диодные ленты на SMD 5050 И 3528 - сравнение

Белые и цветные светодиодные ленты

Интенсивность потока, температура и длина волны позволили расширить сферу применения SMD 5050 и изготавливать на их основе светодиодные ленты. Они также могут быть белыми, монохромными (цветными) или RGB. Этот вариант пользуется просто огромной популярность, так как счет комбинации позволяет упростить монтаж и сократить время на установке. При этом подключать ленту без контроллера RGB не рекомендуется.

Что лучше - 5050 или 5730

Ответить на этот вопрос сложно, так как это вариант - что лучше - теплое или мягкое. Мощность 5730 на несколько порядков выше - в готовой конструкции каждый светодиод выглядит как отдельная яркая точка. 5050, наоборот, именно благодаря сниженной мощности, дает равномерное свечение, которое визуально воспринимается как целостная полоса.

Разнится также и выдаваемый 5730 поток, поэтому такие источники рационально использовать для отдельных светильников, ламп и даже прожекторов. Для изготовления светодиодных лент этот тип модуля не подходит.

Светодиоды smd по схеме и способу подключения не отличаются от аналогичных образцов. На каждом отдельном элементе напряжение составляет 3,5V, соответственно, подключать нужно только последовательно с обязательным использованием соответствующего резистора.

При параллельном подключении с учетом разницы в параметрах, весь будет принимать на себя один светодиод и быстро сгорит. Дальше наступит очередь следующего и так до конца. Только последовательное подключение.

Есть разница в подключении монохромных и RGB образца. Если первые подключают последовательно каждый модуль по порядку, то во втором - также последовательно, но каждый отдельный цвет сразу из 3-х модулей. И в том, и в другом случае обязательно применение токогасящего резистора - по одному на каждую цепь.

У такого способа подключения есть только один минус - если вышел из строя один светодиод, гаснет вся цепь. То же самое наблюдается, если резистор перегорел. Это напоминает старые советские гирлянды, когда приходилось прозванивать каждую лапочку в поисках перегоревшей.

Как правильно паять

На производстве точечное паяние не практикуется, только сразу весь комплект. Дома такой возможности нет, поэтому можно воспользоваться паяльником с учетом следующего:

• температура жала не выше 300°;
• температура корпуса в момент спайки до 260°;
• время контакта - 7-9 секунд;
• до того, как начать работу, определяют полярность.

Кто-то пытается соединить лед элементы феном, но честно скажем, затея не самая удачная, тем более, что придется искать низкотемпературную паяльную пасту. Слишком большая зона покрытия, паяльник в этом случае срабатывает более ювелирно.

В заключение отметим, что хотя по характеристикам диоды smd 5050 и уступают современным образцам, их не снимают с производства. Уже нет лам и светильников на их основе, в основном производстве перешло на выпуск светодиодных лент с такими элементами. Они показывают хороший технически и энергетический результат, поэтому и остаются востребованными и популярными в бытовой и развлекательной сфере.

ВИДЕО: Как паять мелкие светодиоды

Светодиодные осветительные приборы известны своей производительностью, мощностью, экономичностью и долговечностью. В последние годы популярность стали завоевывать SMD светодиоды. Благодаря лучшему теплоотводу элементы можно монтировать на любую поверхность.

SMD светодиоды – что это такое

LED SMD – светодиодные лампы поверхностного монтажа. Главное их отличие от обычных диодов – способ установки, что обуславливает конструкционные особенности. В стандартном выводном варианте имеются длинные выводы для установки лампы через отверстия в плате. В SMD устройстве есть только контактные площадки – планерные выводы, поэтому изделие закрепляют прямо на плату. Этот способ и называют поверхностным монтажом. Установка диодов очень проста и может выполняться неспециалистом.

Такое решение имеет еще один существенный плюс. Характеристики SMD светодиодов включают большую световую мощность при низком потреблении электричества. Однако реализация такого достоинства требует очень хорошего теплоотведения. Массивные короткие выводы более эффективны и лучше отводят тепло. Кроме того, диод практически сидит на плате и передает тепло и ей.

SMD светодиоды более устойчивы к вибрациям и механическим повреждениям за счет более плотной «посадки».

Расшифровка маркировки SMD светодиодов

Марки светодиодов обозначают для того, чтобы сделать их применение более удобным. Используются для этого только 4 цифры, так что «разгадать» обозначение несложно.

Устройства классифицируют по размерам, и маркировка, по сути, указывает на величину изделия. Цифры обозначают длину и ширину в миллиметрах. Например, модель 3528 имеет размеры 3,5*2,8 мм. Остальные сведения о приборе можно получить из инструкции.

Важно! Изучать инструкцию полезно, поскольку многие китайские производители устанавливают в типичный корпус чипы меньшей мощности. При этом легко приобрести светодиод мощностью в 0,1 Вт вместо 1 Вт.

Размеры SMD светодиодов

Типоразмеры SMD светодиодов, в какой-то мере определяют параметры изделия. Видов их существует множество, но к наиболее популярным относят следующие 6.

Таблица включает лишь основные параметры, но позволяет сравнить световой поток и мощность прибора.

Важно! Мощность светового потока зависит от цвета светодиода.

Помимо перечисленных, выпускают еще и множество светодиодов в 3 и 6 вольт, использующихся для подсветки LED-телевизоров, компьютерных мониторов, планшетов, смартфонов.

Характеристики СМД светодиодов

Каждый вид SMD светодиода характеризуется не только величиной излучения и количеством потребляемого тока, но и другими параметрами. Тип изделия определяет применение прибора и особенности монтажа.

Характеристики светодиода 3528

Как видно из таблицы, светодиод SMD 3528 бывает однокристальным и трехкристальным. В первом случае он может генерировать белый нейтральный и теплый свет, а также желтый, синий, зеленый и красный. Во втором подает сразу несколько цветов. Однокристальный вариант оборудован 2 выводами для подсоединения, а трехкристальный – 4 (1 катод и 3 анода). Чтобы предупредить влияние окружающей среды, кристаллы заливаются прозрачным компаундом. Материал может включать люминофор: так выравнивают цветовые показатели прибора.

Световой поток, который излучает прибор, невелик. Зато SMD 3528 обладает миниатюрными размерами и регенерирует разные цвета. Благодаря этому светодиоды используют в лентах подсветки и недорогих декоративных светильниках.

Характеристики светодиода 5050

Светодиод SMD 5050 может включать 3 или 4 кристалла. Для одноцветного светильника выбирают одинаковые или близкие по оттенку кристаллы. 5050 отличается более высокой яркостью – в 3 раза больше, чем 3528. В диодах предусмотрена такая же защита: прозрачный компаунд или люминофор.

Прибор отличается лучшим соотношением мощности и цены и обеспечивает любой цвет светового потока. Как правило, 5050 устанавливают на декоративные осветительные ленты – одноканальные, RGB, RGBW. Если увеличить плотность крепления – до 60 штук на 1 м, светодиодную ленту можно использовать не только как украшение, но и для освещения интерьерных элементов. Ленты оснащены контроллерами, что позволяет регулировать оттенок и интенсивность света.

Характеристики светодиода 5630

Элемент 5630 имеет только однокристальное исполнение, но отличается высокой мощностью: генерирует световой поток в 57 люменов. Цвет белый, с разной температурой: холодный, дневной, теплый. Прибор защищен 2 старисторами и может выдерживать импульс тока до 400 мА.

У светодиода 4 вывода, но работу элемента обеспечивает только 2. 2 других вместе с подложкой требуются для отвода тепла. Применяют диод при изготовлении мощных ламп и прожекторов.

Важно! Яркость диода зависит от температуры воздуха. При +85 градусов показатель падает на 25%.

Характеристики светодиода 5730

Однокристальный вариант обладает такой же мощностью, что и 5630, а вот трехкристальный SMD светодиод 5730 втрое мощнее: изучает свет яркостью до 158 люменов. Также предназначен для получения светового потока белого цвета, но с разной цветовой температурой.

Модификация отличается очень низким тепловым сопротивлением, что позволяет обойтись без двух дополнительных выводов, как в 5630. При этом она выдерживает также импульсный ток.

Элемент отличается высокой производительностью и используется также как и 5630 – при производстве мощных светодиодных светильников.

Характеристики светодиода 3014

Однокристальный элемент умеренной мощности – до 11 люменов, и очень небольших размеров. В качестве защиты используется компаунд. Светодиод генерирует белый свет – теплый, холодный, основные цвета, а также оранжевый. Эту относительно недавно появившуюся модификацию относят к категории слаботочных.

При монтаже изделия нужно учитывать его особенность: выводы у него нетипично длинные и достигают нижней части корпуса. Таким образом, улучшается теплоотвод.

Главное назначение 3014 – модули и ленты декоративной подсветки. Нередко диоды применяют при производстве автомобильных ламп и настольных приборов.

Характеристики светодиода 2835

Из всех типов SMD светодиодов модель является самой мощной: излучает примерно на 20% больше света, чем 5730. Так можно уменьшить энергопотребление. Однокристальный прибор производят в трех версиях разной мощности. Он излучает белый свет разной температуры. По размерам близок к элементу 3528, но имеет круглую линзу.

Этот вариант наиболее популярен, так как применяют его при изготовлении буквально любых осветительных приборов: ламп на улице, прожекторов, бытовых светодиодных светильников. А это означает большое количество подделок, где вместо одноваттного диода устанавливают элемент меньшей мощности.

Применение SMD светодиодов

Используют светодиодные лампы настолько широко, что перечислить все сферы применения невозможно.

Чаще всего приборы такого рода встречаются в следующих изделиях:

• карманные и тактические фонарики – здесь ставят светодиодные лампы в 6 вольт;
• лампы и поворотники на автомобилях;
• бытовые осветительные изделия разных видов;
• декоративная подсветка, монтируемая как внутри здания, так и снаружи, применяют кристаллы, генерирующие разный цвет;
• вывески, указатели, светофоры, рекламные щиты;
• необыкновенно популярны SMD светодиоды в ландшафтном дизайне, элементы не боятся вибрации и низкой температуры, что позволяет организовать самые интересные варианты подсветки;
• слаботочные модификации активно используют для индикации.

В каждом случае подбирают диоды необходимой мощности. При этом учитывают цвет светового потока.

Требования к подключению

Устанавливать диоды можно на любой поверхности: на бетонном потолке, оклеенном обоями, на пластиковой панели, рядом с натяжными пленками. Благодаря хорошему теплоотводу исключается возможность повредить материал. Но хотя монтаж приборов весьма прост по сравнению с выводными, установка требует выполнения нескольких рекомендаций:

• чтобы подключить изделие к источнику питания, нужно использовать драйвер, в противном случае светодиод может выйти из строя или работать в некорректном режиме;
• если используют только 1 резистор, элементы следует соединять последовательно, чтобы избежать разброса параметров;
• запрещается соединять последовательно диоды с разными показателями по рабочему току, в этом случае часть элементов будет светить тускло;
• при слишком высоком токе светодиод перегревается и перегорает, соответственно, допускается установка резистора только с достаточным сопротивлением.

Если предполагается монтаж садовой подсветки, следует выбирать изделия, защищенные от действия влаги и пыли.

Заключение

SMD светодиоды отличаются очень хорошим теплоотводом, что, с одной стороны, обеспечивает их работу при довольно высоких температурах, а с другой – позволяет монтировать на любую поверхность. Видов элементов очень много, так что для любого случая – от прожектора до индикации, можно подобрать соответствующую модификацию.

Наиболее распространенными светодиодами типа SMD в настоящее время являются LED SMD 5050. Не смотря на то, что их нашествие по миру началось достаточно давно и уже появились более эффективные диоды, 5050 остаются самыми востребованными на рынке твердотельного освещения. Данный тип диодов начал свое "шествие" после SMD 3528. По сравнению с ними 5050 имеют более сильное свечение (световой поток). После своего появления на свет, производители ринулись их широко применять в лампах местного освещения, благо за счет своих размеров они с легкостью (в большом количестве) умещались в размеры обыкновенной лампы. Дальнейшее использование - светодиодные ленты.

Если посмотреть на сегодняшний рынок, то ЛЕД SMD 5050 в основном уже используют только в диодных лентах. Лампы общего освещения с ними уходят на второй план (чаще можно наблюдать на прилавке декоративные лампочки). Оно и понятно, сейчас для ламп наиболее эффективно применение 5630 и 5730 SMD, а также COB.

Однако, и тут не все так "благополучно". Ведь на хвост им уже семимильными шагами наступают . Которые имеют меньший нагрев, по сравнению с SMD, а соответственно больший срок службы из-за маленькой деградации кристаллов. О филаментных лампах и самих филаментах у нас на сайте есть отдельная статья, с которой Вы можете ознакомиться, воспользовавшись нашим новым "живым" поиском. Что это такое - лучше проверить самим. Ну это лирическое отступление. А мы же вернемся непосредственно к обсуждению характеристик светодиодов SMD 5050.

Для тех, кто не сильно хочет копаться во всех этого типа диодов я приведу сводную таблицу, в которой покажу наиболее "востребованные" и необходимые данные. И вообще, получив задание от командиров этого сайта по написанию ряда статей с характеристиками наиболее востребованных светодиодов буду придерживаться следующего плана: во всех статьях будет небольшая описательная часть, основные краткие характеристики и полный Datasheet SMD 5050 (и других диодов) переведенная на русский язык. Итак, приступим к краткой характеристике основных данных.

Основные характеристики LED SMD 5050

SMD 5050 разрабатывались для применения в разнообразных источниках света. Основным преимуществом, как показала практика, являются: продолжительный срок службы, стабильность характеристик и качественное исполнение. Практически не подвержены вибрации, перепадам температур. Кристаллы не подвержены воздействию влаги и предназначены для автоматического монтажа. Хотя и ручной монтаж вполне возможен при определенной сноровке. Основное применение - светильники общего назначения, индикаторные устройства, декоративные лампы, автомобили и дорожные знаки. 5050 состоит из трех кристаллов, одинаковой мощности. Выпускают как одноцветный (белый), так и в цветном варианте. Мы будем рассматривать и те и другие характеристики.

Могу понять, что сейчас у многих возникнет вопрос по поводу цветных LED SMD 5050 характеристиках. Особенно на тех позициях, где указано, что они зависят от цвета. Повторюсь еще раз, что это общая информация к сведению. Более точные и подробные сведения можете прочитать ниже.

К особенностям этого типа диодов отнесу следующее:

• Низкая деградация светового потока (менее 4% за 3000 часов эксплуатации)
• Корпус производят из термостойкого полимера, который способен выдерживать длительную температурную "нагрузку" до 250 градусов Цельсия
• Максимальная температура кристалла, при которой он не слишком быстро будет терять свои свойства - не более 110 градусов

В принципе, для простого обывателя хватит и трех основных характеристик - это максимальный рабочий ток, световой поток, напряжение и мощность. Хм... Оказывается не три, а четыре характеристики. Именно на них и стоит обращать внимание при выборе любых светодиодов, если Вы только начинаете свои познания в мире диодного освещения. Для более детального и глубокого изучения стоит все-таки обратиться к полным характеристикам и графикам зависимости SMD 5050. Что касается меня, то я при выборе, подборе диодов в основном использую только напряжение, мощность и световой поток. Остальное изучаю по графикам зависимости. Мне так проще. Да и понятнее. Цифры, таблицы и описания составляют люди, а следовательно не редки ошибки, опечатки. Знаю по себе.

Оригинальный Datasheet LED SMD светодиода 5050

Основные технические характеристики LED SMD 5050 белого и других цветов

Максимальная температура пайки указана при нагреве не более 2 секунд

Оптико-электронные характеристики SMD 5050

Что касается цветовой температуры белых SMD 5050, то кристаллы при 60 мА могут давать следующие оттенки:

Теплый белый: 3000 - 4000 K (CRI80)

Нейтральный белый: 4300 - 4800 K (CRI80)

Чистый белый: 5000 - 5800 K (CRI75)

Холодный белый: 6000 - 7500 K (75)

Кстати, забыл очень важную деталь. Световой поток в таблице для белых диодов указан для 5500К цветовой температуры. Для других цветов действует поправка следующего характера: в диапазонах от 3000-4800К световой поток уменьшается на 10 процентов, а вот в диапазоне от 6000-7000К увеличивается на 10 процентов. Для цветных кристаллов в таблице находятся данные без поправок. Исходя из этого и стоит выбирать светодиоды по яркости. Здесь обратите внимание, что данные характеристики имеют "место быть" только на качественных диодах. На китайском рынке мне пока известны только три продавца (с которыми плотно сотрудничаю), предлагающих купить SMD 5050 с наиболее приближенными характеристиками к "именитым, настоящим". Разница в ТТХ составляет не более 4 процентов. Самый адекватный и наиболее расторопный . Скажем так, что можно заказывать, но цена тоже не из самых дешевых. Можно найти и более дешевые. Но тут могу всех заверить, что диоды не будут иметь заявленные характеристики. Хорошее не может быть дешевым. Проверено.

Графики основных характеристик SMD 5050 белого цвета

Графики оптико-электронных характеристик белых SMD 5050

1 of 7

Основные характеристики красного, синего, зеленого и желтого цвета SMD 5050 в графиках

Графики оптико-электронных характеристик цветных SMD 5050

1 of 7

Основные характеристики RGB SMD 5050 светодиода

Думал заканчиваю уже статью, но тут вспомнил... А про RGB диоды-то не написал. В срочном порядке пришлось открывать Datasheet и на скорую руку переводить. В принципе, в этих чипах, ничего сложного нет. Все до безобразия просто.

В плане применения также мало, что меняется. Наиболее предпочтительно использовать диоды в светильниках общего назначения, индикаторных устройствах, декоративных лампах, автомобилях.

Оригинальный Datasheet LED RGB SMD 5050

Оптико-электронные характеристики RGB 5050 при IF=20mA и Ta(температура окружающего воздуха) = 25℃

Характеристики при пайке SMD 5050

Очень часто возникает среди любителей вопрос, "как правильно паять диоды SMD 5050". Для меня сложного в этом уже ничего нет. Но Для полной картины приведу ряд тезисов, которым нужно следовать, чтобы получить качественный результат быстро, без переделок.

• Паять SMD 5050 следует не более одного раза
• Не давите сильно на корпус
• Запрещено переворачивать монтажную плату до момента, пока полностью не остынет припой
• В своей работе используйте только низкотемпературную паяльную пасту
• В ручном режиме температура паяльника не должна превышать 300 градусов по Цельсию
• Максимальное время пайки составляет не более 2-3 секунд

Размер светодиодов 5050

Все размеры приведены в миллиметрах, точность измерения составляет +- 0,1мм. Во время производства диодов размеры могут очень незначительно изменяться.

Линза, используемая в производстве - прозрачная. Чип выполнен на основе InGaN. Как правило, линза состоит из силиконового компаунда. Сам корпус производят из термостойкого пластика.

Светодиоды этой марки поставляются в катушках.

Ну вот вроде и все... Я постарался максимально полно описать SMD 5050. Получилось много букофф, но по беглому взгляду, вроде ничего не упустил. Если что-то не так, сильно "не пинайте". Готов к конструктивному общению))) На последок, кто не сильно устал, можно посмотреть ролик о правильном монтаже, пайке SMD 5050.

Светодиоды этой серии выпускаются уже давно, появилось много более современных моделей, спрос на них не снижается, конструктивные решения в SMD LED-технологии постоянно совершенствуются. Диоды обладают большой мощностью, успешно используются для производства световых лент и ламп.

В корпус старого формата устанавливают современные, более яркие кристаллы, цена на эти изделия немалая, но это компенсируется долгосрочным ресурсом эксплуатации и экономичным режимом потребления электроэнергии.

Конструкция адаптирована для автоматической пайки в заводских условиях производства светотехники, но это не исключает возможности паять диоды вручную. Модель SMD 5730 рассчитана на поверхностный, открытый монтаж в светодиодных осветительных приборах. Для стабильности параметров в процессе эксплуатации светодиоды подключаются через драйвер.

В идеальных условиях при температуре окружающей среды 18–22 ̊С светодиод способен при потреблении 1,1 Вт мощности излучать световой поток в 110 лм. Сила тока достигает 350 мА при напряжении 3,1–3,3 В, в импульсном режиме еще большие показатели – сила тока 800 мА, и свойства кристалла при этом не ухудшаются.

Температура окружающей среды имеет большое влияние на технические характеристики, она оказывает воздействие на величину тока и светового потока, излучаемого диодами. Чем выше температура кристалла, тем меньше световой поток. Поэтому светильники должны иметь хороший радиатор для теплоотвода.

Производители часто экономят на установке полноценных радиаторов в конструкцию осветительных приборов, снижая цену в ущерб качеству. Радиатор делается из расчета максимально допустимой рабочей температуры 65 ̊С. Из приведенных ниже диаграмм зависимости параметров от температуры хорошо видно, что световой поток при снижении температуры можно существенно увеличить.

Чтобы кристаллы светодиода не разрушались, прямой ток устанавливается на уровне 170 мА, что значительно снижает его реальные возможности для создания мощного светового потока. На графиках видно, что максимального светового потока можно достичь при токе в 350 мА, но для этого потребуется хороший радиатор или минусовая температура окружающей среды. Климатические условия от производителей не зависят, а конструктивно в компактной форме на осветительном приборе создать такой радиатор нет возможности.

По цветовой температуре светодиоды SMD 5730 разделяют на четыре интервала по всему спектру излучения:

• теплый – от 3 000 до 4 000 K (желтоватый спектр);
• нейтральный – от 4 300 до 4 800 K;
• чистый – от 5 000 до 5 800 K (белый свет);
• холодный – от 6 000 до 7 500 K (голубоватый оттенок).

Конструктивные особенности

В самом обозначении заложены конструктивные показатели – SMD и 5730, первая аббревиатура в переводе с английского обозначает, что прибор предназначен для поверхностного монтажа. 57 и 30 – это габаритные размеры в миллиметрах. Для излучения света используются кристаллы различных материалов:

• индий (In);
• галлий (Ga);
• нитроген (N).

От этого зависит спектр излучаемого света: желтый, белый или с голубоватым тоном. Корпус представляет собой линзу из термостойкого пластика, закрепленную на подложке эпоксидной смолой.

Конструкция корпуса SMD 5730 считается аналогом предыдущей модели 5630, но новые диоды имеют два варианта:

• SMD 5730-05 – Потребляемая мощность ½ Вт, максимально допустимый ток 180 мА, при этом вся мощность почти без потерь расходуется на световой поток. В импульсном режиме амплитуда тока достигает 400 мА, создавая мощность светового потока 45 лм.

• SMD 5730-1 – имеют лучшие показатели: максимальный рабочий ток 350 А, в импульсном режиме до 800 А при напряжении 3,2 В, обеспечивается световой поток 110 лм, потребляемая мощность 1,1 Вт. Встроенный в кристалле р-n-переход способен выдерживать температуру до 130 ̊С, интервал рабочей температуры от -40 до +65 ̊С. Если сравнивать с диодами SMD 5050, то SMD 5730 обеспечивает световой поток в 6 раз сильнее.

Есть уже более современные модели с кристаллом, обеспечивающим лучшие показатели – 158 люмен/Вт.

В нижней части корпуса расположена подложка из теплоотводящего материала, технология производства такова, что она припаивается с контактами + и – (катодом и анодом) одновременно. Со стороны катода для визуального определения полярностей делается на углу корпуса срез (ключ).

Требования к пайке диода

Диоды рекомендуется припаивать легкоплавким припоем JEDEC J-STD-020C, это связано с тем, что максимальная температура, которую кратковременно может выдерживать кристалл – 300 ̊С. При этом надо соблюдать ряд требований:

• температура жала паяльника не должна быть более 300 ̊С;
• продолжительность прикосновения жала к контактам диода не более 2–3 сек.;
• корпус впаивается в осветительный прибор один раз, повторную пайку кристалл может не выдержать;
• не передвигайте и не переворачивайте плату до тех пор, пока олово на контактах не остынет;
• не давите сильно на корпус светодиода, особенно в момент нагрева паяльником.

Приобретая осветительные приборы или отдельные светодиоды SMD 5730, просматривая datasheet, надо обращать особое внимание на производителя. SMD 5730 удачно совместили в своей конструкции малые габариты и мощный световой поток, поэтому сейчас многие производители в корпусе SMD 5730 размещают кристаллы низкого качества; пользуясь datasheet, вы увидите характеристики от производителя Samsung. По внешнему виду различия определить практически невозможно. Надо проводить измерения параметров на соответствие заявленным характеристикам. Поэтому будьте внимательны и приобретайте изделия в торговых центрах, имеющих лицензию от производителей LG, Philips, Samsung, других западных фирм. Диоды китайских производителей дают освещение в 4–5 раз меньше, чем фирменные изделия.

Преимущества технологии SMD

SMD-светодиод является одним из представителей многочисленной светоизлучающей продукции, выгодно отличающийся по многим параметрам. Превосходное сочетание полезной мощности и миниатюризации открывает широкие возможности перед данной технологией изготовления. На сегодня ведущими производителями достигнуты высокие технические показатели в области развития излучающих диодов (SMD). Ниже приведён основной перечень преимуществ, наглядно характеризующий их доминирующее положение:
- компактность и высокая плотность монтажа, которая достигается благодаря отсутствию отверстий в печатной плате;
- широкий спектр цветов, позаимствованный у предшественников (корпусных диодов);
- длительный срок службы. Фирменные образцы достигают значений в 100 тысяч часов;
- экономическая выгода, которую уже на практике ощутили многие миллионы людей, не требует дополнительных примеров;
- низкое напряжение питания защищает от смертельного поражения электрическим током и значительно расширяет сферу применения;
- повышенные прочностные характеристики упрощают монтаж и обслуживание в период эксплуатации.

Развитие LED технологий 21-го века

Светоизлучающий диод или, как его принято именовать по-английски LED (light emitting diode), за первое десятилетие нового века смог внести коренные изменения в производство источников искусственного освещения. Плавное развитие маломощных светодиодов стремительно перешло в следующую фазу – разработку «мощных» ламп, основанных на выделении световой энергии за счёт процессов в полупроводниках.

Главным толчком к действиям послужило открытие белого свечения, первоначально основанного на суммировании трёх основных цветов в определённом процентном соотношении. Крупные мировые производители электронной техники быстро поняли экономическую суть этого вопроса и, до сих пор, не жалеют финансовых средств на развитие светоизлучающей техники. Многомиллионные установки по разработке новых образцов и выпуску серийных экземпляров уже оправдывают себя, доказывая своё преимущество на практике. Сегодня каждый магазин, специализирующийся на продаже «электрики» способен предложить потенциальным покупателям светодиодную продукцию. Как правило, ассортимент представлен карманными фонариками, лентами для декора, прожекторами и лампами под цоколь стандарта Е14 и Е27. Но, вернёмся к технологии. Обычные излучающие диоды в корпусе 5 мм не могли реализовать все технические задумки инженеров по увеличению светового потока и равномерному отводу тепла. Требовалось создать новый формат полупроводникового элемента, способный удовлетворить все пожелания разработчиков. Таким образом, появился SMD-светодиод, который смог на порядок обойти своих предшественников по всем показателям. Технология поверхностного монтажа или SMD-технология (surface mounted device) зародилась ещё в 60-х годах прошлого века, но производственные обороты набрала лишь спустя 25 лет. Минимизация электронной техники и развитие нано технологий способствовало отказу от привычных радиоэлементов с выводами и переходу к поверхностному монтажу. Создателям излучающих диодов нового типа нужно было лишь правильно расположить полупроводниковый кристалл на подложке. Совершенствование технологических приёмов и методов конструирования печатных плат расширение элементной базы оставило отпечаток и на конструировании SMD-диодов, расширив область их применения. В частности, они первыми пришли на смену корпусных диодов, применяемых в наружных рекламных экранах. Трёхцветные SMD-светодиоды в несколько раз увеличили разрешающую способность изображения. К тому же они не боятся влаги, что привело к снижению себестоимости рекламных щитов.

Технология изготовления SMD светодиодов

Изначально наибольшую популярность в производстве LED получила металлоорганическая эпитаксия. К её отличительным особенностям относится полная автоматизация производственного процесса в условиях чистых газов. Выращивание кристаллов происходит под максимальным контролем всех имеющихся факторов с целью получения на выходе однородной структуры на поверхности подложки. После доработки плёнка разрезается на заданные размеры, устанавливается в корпус и присоединяется к контактным выводам. Кроме основных процедур по сборке готового радиоэлемента существует несколько минусов, ограничивающих возможности данной технологии. Главный недостаток – слабый отвод тепла от кристалла при возрастающих токах. В связи с невозможностью преодолеть этот недостаток простыми способами наступила эра SMD-технологии в выпуске излучающих радиокомпонентов. На первое место выходит метод СОВ (chip on board). Светодиодная пленка, выполненная по СОВ-технологии, приклеивается к металлической подложке, которая выполняет функцию радиатора. Далее создаётся LED-модуль в соответствии с заданными геометрическими размерами. В настоящее время размер одного модуля может достигать 75-ти мм. И это не предел.

На рисунке слева представлена модель SMD 3528 в корпусе из термостойкого пластика. Линза изготавливается из поликарбоната, а отвод тепла достигается путём непосредственного контакта с печатной платой. Рабочий ток SMD 3528 не превышает 20-ти мА, а КПД значительно выше пятимиллиметровых аналогов.

Подключение SMD светодиодов

Если Вы решили самостоятельно произвести монтаж SMD светодиодов, то необходимо знать и соблюдать законы электротехники и следующие правила:
- нельзя использовать SMD диод в качестве единственного элемента нагрузки для блока питания. Правильное включение предусматривает установку ограничителя тока в виде резистора или определённого драйвера.
- последовательное включение нескольких LED нужно производить через один резистор. Сопротивление ограничительного резистора должно быть рассчитано в соответствии с номинальным током SMD элемента и иметь высокую термическую устойчивость.
- параллельное включение нескольких LED через один резистор недопустимо, ввиду разброса параметров каждого элемента. Даже небольшая токовая перегрузка (несколько мА) приведёт к перегреву и резкому снижению срока службы.
- исключайте последовательное соединение излучающих диодов разного типоразмера, так как они отличаются рабочими токами. Практическая реализация такого варианта приведёт к перекосу напряжений и, как следствие, отразится на яркости свечения. Чрезмерное отличие параметров может стать причиной выхода из строя SMD компонента.
- не следует завышать рабочий ток VD при расчёте резистора, даже в незначительных масштабах. Кратковременное повышение яркости вызовет перегрев подложки с постепенным эффектом падения светоотдачи.

Импульсные блоки питания для SMD светодиодов

Многообразие форм и технологических отличий спровоцировало выпуск такого же широкого ассортимента преобразователей. Их главное назначение состоит в поддержании выходного сигнала на заданном уровне в соответствии с паспортными данными. По конструктивному исполнению наибольшим спросом среди потребителей пользуются компактные унифицированные блоки питания, приведенные ниже.

Их действие основано на импульсном способе преобразования сигнала. Главные отличия друг от друга – это функциональные возможности и степень защищённости от пыли и влаги. Основное применение они нашли в качестве источника стабилизированного тока для светодиодных лент, которые наглядно демонстрируют достоинства SMD-технологии. Использование ленты в качестве нагрузки не требует введения в электрическую цепь дополнительных звеньев в виде драйверов и компенсирующих резисторов. Для подключения слаботочных LED элементов и лент форм-фактора 3528 небольшой длины достаточно будет малогабаритного импульсного блока питания (ИБП) в пластиковом корпусе. Для домашнего применения, но с большей нагрузочной способностью, отлично подойдут ИБП открытого типа с выведенными клеммами. В уличных условиях и при повышенной влажности следует применять ИБП со степенью защиты не менее IP67 в алюминиевом корпусе. Большинство моделей имеют выходное напряжение +12В, редко +24В. Обязательно нужно предусмотреть запас по мощности в пределах 10-15% от номинала. Зачастую это связано с отсутствием перегрузочной способности у электроники китайского производства. Кстати, оставлять без нагрузки ИБП тоже не рекомендуется, ввиду электромагнитных особенностей трансформатора.

Преобразователи сигнала для питания SMD светодиодов

В более сложных устройствах с SMD-светодиодами и LED-модулях широкое применение нашли преобразователи постоянного сигнала (тока) под аббревиатурой DC/DC. Данный вид драйверов стал неотъемлемой частью систем искусственного освещения в таких областях:
-интерьерная многоуровневая подсветка;
-автотранспорт;
-инновационное уличное освещение;
- украшение фонтанов, бассейнов, водного транспорта (IP67).

Они выпускаются в виде отдельных электронных компонентов в корпусе DIP (монтаж в отверстия) или SD – под монтаж на поверхность платы. На рисунке слева наглядно изображены, распространённые модульные драйверы компаний Mean Well и PEAK, рассчитанные на 600мА и 500мА соответственно. Выходное напряжение может варьироваться в пределах 2…32В и автоматически подстраивается под количество включенных элементов. Входное напряжение может составлять 5,5…36В (9…56В), подстраиваясь под первичный источник питания. Широкие диапазоны напряжений обусловлены прекрасным эффектом широтно-импульсной модуляции (ШИМ), имеющей высокий КПД (95%). Благодаря высокому КПД модулю не требуется дополнительный отвод тепла, и он может размещаться непосредственно на плате управления. Также достоинством является встроенная защита от токов короткого замыкания. Встраивая модульный драйвер в непосредственной близости от ультра ярких LED, всё-таки, следует позаботиться о достаточной вентиляции внутри корпуса.

Примеры искусственного освещения на основе SMD

Совсем недавно светодиодные технологии перешагнули границу, которая отделяла их от источников общего освещения. Достижением ученых стал рубеж в 120 Лм/Вт, что не намного, но выше среднего показателя люминесцентных источников. Этот факт объясняет быстрое завоевание рынка светотехники светодиодными лампами и светильниками самой разнообразной конфигурации. Причём потребителю нет нужды полностью перестраивать осветительную систему, меняя прожекторы, потолочные крепления и люстры. Производители, в первую очередь, об этом позаботились. SMD-светодиоды легко собираются в матрицу нужной формы и встраиваются в стандартные корпуса, аналогично лампам накаливания, галогенным и люминесцентным лампам.

Основной критерий перехода на светодиодное освещение – это намного больший срок службы по сравнению с привычными лампами. Тем не менее, основную часть потенциальных покупателей останавливает высокая цена изделия. Следует понимать, что эффективность – понятие относительное. Всё зависит от типа пускорегулирующей аппаратуры, применяемой для сравниваемых изделий. К сожалению, о быстром переходе на новые технологии речь пока не идёт. Новые образцы линейных LED-светильников пока проигрывают люминесцентным собратьям с цоколем Т8 в соотношении «цена-эффективность», что принципиально важно в большинстве случаев. Тем не менее, передовая светотехника продолжает диктовать свои условия, постепенно вытесняя галогенные, ртутные и прочие лампы. На полках магазинов свободно можно найти аналоги низковольтных галогенных ламп, экономичных ртутных, фонарей любой мощности. Прожекторы на LED-светильнике стали изготавливать на одном мощном SMD-светодиоде с заранее отстроенным телесным углом. Хорошо зарекомендовали себя небольшие LED-прожекторы с датчиком движения. Такая система даёт несколько плюсов одновременно:
-экономия электроэнергии за счёт светодиодного источника;
-экономия электроэнергии за счёт выставленного таймера датчика;
-удобство в пользовании за счёт отсутствия выключателя.

Кроме этого, на все светодиодные лампы не оказывает влияние количество циклов переключения, что очень важно при частом включении/выключении. Область применения системы SMD-LED-прожектор – датчик очень широка. Это подъезды многоэтажных домов, коридоры, бытовые помещения, частное хозяйство. Ещё один нашумевший представитель на SMD-кристаллах – это светодиодная лента. Для её изготовления используют элементы размером 35х28 и 50х50. О разнообразии и способах подключения лент много сказано в других статьях. Отметим только, что эти два типа отличаются в монтаже. Если узкополосный вариант 3528 можно крепить на любую поверхность, то 5050 нужно клеить на специальный профиль из алюминия. Он прекрасно отводит тепло и достаточно легко встраивается мебельные конструкции. Только так можно гарантировать заявленный срок службы лент формата 5050.

Современная модель светодиодного прибора

Пришло время подвести итоги, объединив всё вышесказанное в единую картину, наглядно представленную на рисунке ниже.

Представленная система отображает все процессы, происходящие на пути преобразования электрической энергии в световой поток. Функцию питания и преобразования выполняют источники тока, реже источники напряжения. Они же в большинстве случаев являются драйверами. Контроль и управление может реализовываться автоматически (путём введения отрицательной обратной связи) и вручную (с помощью диммера и пульта ДУ). Отвод тепла, кроме радиаторов, подразумевает наличие технологических отверстий мощных в светильниках. От материала и формы линзы напрямую зависит направление светового потока: будет он точечным или рассеиваться по периметру. Кроме этого, модель дополняется соединительными проводами, разъёмами, креплениями и прочей периферией.