Види світлодіодів: поділ за класами і типами

В даний час світлодіоди знайшли широку популярність. При цьому чітко розділити їх по потужності, яскравості світіння, області застосування, форм-фактором і іншим параметрам не представляється можливим, оскільки у кожного виробника своя класифікація. Проте, різні види світлодіодів можна об’єднати в класи за деякими характерними ознаками.

Індикаторні й освітлювальні LED

Аби краще представляти, які бувають світлодіоди, їх можна розділити на дві великі групи: індикаторні та освітлювальні.

Індикаторні використовуються в основному з метою колірної індикації, а також при підсвічуванні дисплеїв, приладових панелей і інших приладів. Тобто це світлодіоди порівняно невеликої потужності (до 0.2 Вт) з помірною яскравістю.

Освітлювальні LED використовуються при освітленні приміщень в складі світлодіодних ламп і стрічок, в автомобільних фарах і всюди, де потрібно отримати високу інтенсивність світіння. Потужність таких світлодіодів може досягати десятків ват.

індикаторні LED

Індикаторні світлодіоди, в свою чергу, можна розбити на кілька груп.

DIP світлодіоди

Світлодіоди цього типу являють собою светоизлучающий кристал в вивідному корпусі, часто з опуклою лінзою. Типи корпусів: циліндричні, діаметром 3, 4, 5, 8, 10 … мм, і прямокутні.

Випускаються в дуже широкому діапазоні кольорів – аж до ІК і УФ діапазонів. Можуть бути як одноколірними, так і кольоровими (коли в одному корпусі зосереджено кілька кристалів різних кольорів), – наприклад, RGB.

Одним з недоліків цих LED можна відзначити невисокий кут розсіювання світлового потоку: зазвичай не більше 60 ?.

Super Flux “Piranha”

Конструктивно світлодіоди Піранья є над’яскравих світлодіодів в прямокутному корпусі з чотирма висновками. Така конструкція дозволяє надійно закріпити світлодіод на платі.

Доступні різновиди: червоний, зелений, синій і три білих (розрізняються температурою свічення). Випускаються в корпусах з лінзою (3 і 5 мм) і без неї. Кут розсіювання варіюється в межах від 40? до 120 ?.

Область застосування Piranha – підсвічування автомобільних приладів, денних ходових вогнів, рекламних вивісок і т.д.

Straw Hat

Поряд з Piranha, великим кутом розсіювання світлового потоку мають світлодіоди типу Straw Hat ( «солом’яний капелюх»). Зовні вони нагадують звичайні циліндричні двухвиводнине LED, але з меншою висотою і збільшеним радіусом лінзи, за що і отримали свою назву.

Випромінює кристал в цих світлодіодах розташований ближче до передньої стінки лінзи (не забудьте почитати про призначення лінзи для світлодіода), завдяки чому досягається кут розсіювання порядку 100-140 ?.

Випускаються червоні, сині, зелені, жовті та білі LED. Завдяки здатності створювати ненаправленої випромінювання, можуть використовуватися в декоративних цілях, в якості заміни ламп аварійної тривоги і інших місцях, де потрібно рівномірне підсвічування з низьким енергоспоживанням.

SMD світлодіоди

Крім вивідних LED, випускаються світлодіоди типу SMD. Сюди слід віднести надяскравих кольорові і білі світлодіоди потужністю близько 0.1 Вт в корпусі для поверхневого монтажу. Розміри корпусів зазвичай стандартні для будь-яких елементів типу SMD: 0603, 0805, 1210 і т.д., де маркування позначає довжину і ширину в сотих частках дюйма або в міліметрах. При цьому існують як різновиду з опуклою лінзою, так і без неї.

Завдяки простоті монтажу, на основі цих LED випускаються світлодіодні стрічки. Наприклад, широку популярність в цій області придбав світлодіод Cree SMD 3528.

освітлювальні LED

Ці світлодіоди застосовуються при освітленні приміщень і вулиць в складі ліхтарів, автомобільних фар, світлодіодних стрічок і т.д. У зв’язку з цим мають велику потужність, високою інтенсивністю випромінювання, і випускаються тільки в білому кольорі в корпусах для поверхневого монтажу.

Зазвичай виробляються два різновиди, що розрізняються колірною температурою: cool white (холодний білий) і warm white (теплий білий).

Оскільки кристалів, випромінюючих білий світ, в природі не існує, при виробництві освітлювальних світлодіодів вдаються до різних технологій змішання трьох базових кольорів (RGB). Від способу їх складання залежить колірна температура одержуваного білого світла.

Одним із способів отримання білого світіння є покриття випромінює кристала трьома шарами люмінофора, причому кожен шар відповідає за свій базовий колір. Інший метод полягає в нанесенні двох шарів люмінофора на кристал блакитного кольору.

Освітлювальні SMD LED

Більшість освітлювальних світлодіодів також випускаються в корпусах SMD. На відміну від індикаторних, характеризуються більшою потужністю і виробляються тільки в білому кольорі.

Варто відзначити, що деякі освітлювальні LED невеликої потужності, наприклад згадані вище SMD 3528, можуть використовуватися в якості індикаторних, тому тут поділ на типи досить умовне.

Основна область застосування SMD – світлодіодні стрічки і лампи, переносні ліхтарі, фари автотранспорту. При цьому вони дають досить направлене випромінювання (порядку 100? -130?), Тому при освітленні великих територій доводиться використовувати велику кількість цих LED для рівномірної засвічення площі.

Конструктивно освітлювальні SMD є покритий люмінофором випромінює кристал на тепловідводної підкладці, зазвичай мідної або алюмінієвої. Зустрічаються як різновиду з лінзою, так і без неї.

COB світлодіоди

Великого поширення набули світлодіоди типу COB (Chip On Board, чіп на платі). По суті, це інтеграція великої кількості (зазвичай кілька десятків) кристалів SMD в одному корпусі, які потім покриваються люмінофором.

На зображенні вгорі показані для порівняння Cree SMD 5050 (ліворуч) і COB – матриця з 36 чіпів (праворуч).

COB використовуються тільки для освітлення. Їх світловий потік на порядок більше, ніж у одиночних SMD. Однак слід врахувати, що ці світлодіоди не підійдуть для створення узконаправленного випромінювання зважаючи на великий кута розсіювання світлового потоку. При цьому створити абсолютно ненаправленої випромінювання теж не вийде – кут розсіювання світлодіодів менше 180 ?.

Помічено, що деяким людям неприємний спектр світіння світлодіодів типу SMD або COB. Крім того, недостатня кількість світлодіодів при засветке великих площ призводить до того, що освітленість носить дискретний характер, тобто сильно освітлені ділянки чергуються зі слабо освітленими. Це потрібно враховувати при виборі освітлювальних LED.

Filament LED

Цей тип світлодіодів також використовується поки тільки для освітлення. Широке поширення отримали в якості декоративного підсвічування приміщень. Спектр світіння, на відміну від SMD і COB, набагато приємніше для людського ока і нагадує світло лампи розжарювання. При цьому зберігаються всі властиві LED гідності: низьке енергоспоживання і довгий термін служби.

У цьому ролику демонструється порівняння декоративної лампи розжарювання потужністю 40 Вт і лампи Filament на 4 Вт:

Тут видно, що при потужності в 10 разів менше, світловий потік, що віддають лампою Filament, в 3-4 рази більше.

У той же час ККД Filament навіть вище, ніж у тих же SMD, – при однаковій потужності перші дозволяють отримати більшу освітленість. Це досягається за рахунок технології COG (Chip On Glass, чіп на склі), при якій светоизлучающие кристали встановлюються на скляну підкладку, а потім покриваються люмінофором.

Сама підкладка має циліндричну форму, що дозволяє отримати кут розсіювання світлового потоку 360 ?. Тобто такі LED дуже хороші при створенні ненаправленного випромінювання.

лазерні діоди

І наостанок ще про один тип, який не можна віднести ні до індикаторним, ні до освітлювальних LED, – лазерний діод. Власне, светодиодом його можна вважати з натяжкою, оскільки за технологією виробництва він не має нічого спільного зі звичайними LED.

Лазерні діоди представляють собою особливим чином оброблені напівпровідникові кристали, які при подачі напруги генерують дуже вузький пучок світла. При цьому зразки нового покоління дозволяють отримати кут розбіжності променя в межах 5-10 ?. Зустрічаються як моделі, що працюють у видимому діапазоні, так і поза ним (УФ та ІЧ).

Широке застосування ці діоди знайшли в лазерних указка, целеуказателя, DVD-приводах, оптичних комп’ютерних мишах, лініях оптоволоконного зв’язку.

висновок

Чітко класифікувати все різноманіття світлодіодів досить складно, оскільки рідко ті чи інші LED виробляються для якихось конкретних цілей. Проте, основні напрямки їх застосування, – індикація і освітлення, – поки залишаються колишніми, і наведена тут класифікація підійде для створення загального уявлення про видах світлодіодів.

Ссылка на основную публикацию