Сверхяркие – Сверхяркие светодиоды — что это такое, разновидности и применение

Сверхяркие светодиоды. Типы и устройство. Работа и применение

Сверхяркие светодиоды – это специальные полупроводниковые приборы, которые выделяются высочайшей яркостью свечения. Подобные изделия появились в результате развития технологического процесса в светодиодной технике. Благодаря этому образовалась отдельная ниша, в которой стали использоваться светодиоды высокой яркости. Эти изделия имеют свои специфические характеристики, плюсы и минусы, которые выделяют их среди остальных элементов. К примеру, они отличаются высокой мощностью и светоотдачей.

Однако подобные светодиоды все еще остаются достаточно дорогими вследствие их конструктивных особенностей. Поэтому еще сравнительно недавно такие светодиоды использовались ограниченно. Однако сегодня они находят все большее применение в самых разных областях. Спрос на данные изделия растет с каждым днем. Планируется, что лет через 5-10 подобные светодиоды будут применяться повсеместно.

Виды

Сверхяркие светодиоды в большинстве случаев имеют следующую классификацию:

• Epistar. Представляют диоды высокого качества, которые выделяются компактными габаритами. Их особенностью являются длительный период работы. Такие изделия широко применяются в различных областях.

• Cree. Подобные световые диоды действуют на базе карбида кремния, а также нитрида галлия. Эти изделия также выделяются продолжительным временем работы. К тому же диоды этого вида потребляют минимум электрической энергии, в частности это 12 вольт. В большинстве случаев их применяют для освещения пешеходных и подземных переходов, автомобильных дорог. К тому же производители используют их в осветительных приборах, к примеру, в фонарях. Необходимо отметить, что светодиоды cree выделяются высоким качеством, вследствие чего их стоимость несколько выше моделей других разновидностей.

• Smd. Относятся к распространенной светодиодной продукции. Эти изделия часто встречаются в различных областях. В особенности они популярны для подсветки зданий и сооружений, в том числе интерьерного дизайна внутри помещений. К примеру, при помощи светодиодных лент smd создаются уникальные в дизайнерском плане интерьеры помещений. Однако подобные ленты чаще всего используются совместно со специальными драйверами, то есть блоками питания. Подобные приборы снижают действующее напряжение с 220 до 12 вольт.

На данный момент главными производителями указанных светодиодов являются американские, тайванские и китайские компании.

Отдельной группой выступают светодиоды XLamp, которые выделяются особой мощностью. Их конструктивное исполнение предполагает присутствие теплоотводящего радиатора, что вызвано большим током в 350мА и выше. Благодаря эффективному отводу тепла данный вид светодиода также может работать длительное время. Данная группа делится на три вида: MC, XP и XR. Отличие указанных видов изделий заключается в разных габаритах и формах. Светодиоды XLamp в большинстве случаев применяются для наружного и внутреннего освещения автомобилей.

Устройство

Сверхяркие светодиоды практически всегда имеют конструкцию, которая практически полностью повторяет устройство стандартного светодиода. Типичные изделия монтируются на стандартное основание, тогда как продукция высокой яркости монтируется на теплоотводящую подложку. В остальном – это типичный диод с p-n переходом.

Так, благодаря техническим новациям компании CREE, устройство светодиодов группы XR имеет следующее строение:

• В виде корпусного основания выступает подложка, выполненная из металла и керамики, которая выделяется высокой теплопроводностью. В результате обеспечивается минимальное тепловое сопротивление, в том числе электроизоляция корпуса кристалла от теплоотводящего элемента.
• Кристаллы создаются из кристаллов карбида кремния.
• Материал подложки выполнен из карбида кремния, а также нитрида алюминия. Благодаря этому решается проблема появления механических напряжений в кристалле вследствие смены температуры.
• Металлический корпус также выступает в качестве рефлектора.
• Плавающая линза выполнена из кварцевого стекла. Она установлена в корпусе не жестко и сохраняет свое положение благодаря адгезии к желеобразному герметику. В результате она как бы плавает. Использование такой конструкции дает возможность исключить появление механических напряжений. Также это дает возможность выполнить автофокусировку в широчайшем диапазоне температур;

Показатели указанных светодиодов находятся в прямой зависимости от вида кристаллов, которые установлены в них. Ранее кристаллы были небольшого размера, однако в последнее время промышленность использует новые кристаллы, которые выделяются достаточно большой площадью, в том числе высокой световой отдачей. Они способны действовать при больших токах, а значит светить очень ярко.

Принцип действия

Сверхяркие светодиоды вне зависимости от вида действуют по одинаковому принципу. Диоды выполнены в виде чипа, из полупроводникового материала. Для образования р-n перехода чип покрывается легированными примесями. Подобная конструкция свойственна моделям светодиодов типа cree и smd. Принцип действия в данном случае базируется на перетекании электрического тока от р-анода к n-катоду. В результате напряжение передается в одном направлении.
Цвет и длина волны светового излучения зависит от ширины рабочей зоны р-n перехода. Довольно часто для изготовления подобного перехода применяется германий и кремний. Для создания высокой яркости применяется сапфир в виде подложки.

Применение

Сверхяркие светодиоды находят довольно широкое применение.

• Они применяются для подсветки в жидкокристаллических дисплеях мобильников и коммутаторов.
• Для производства светодиодной рекламы.
• Для автомобильной светотехники, в частности для подсвечивания салона, а также индикации поворотов, элементов торпеды. Они часто монтируются в фарах, стоп-сигналах и габаритных огнях.
• Они выступают в качестве светоизлучающих элементов в дорожных указателях и светофорах.
• Довольно часто их используют для освещения помещений мастерских, различных производств, в том числе домов, квартир, подсобных помещений и так далее.
• В качестве сигнальных излучающих элементов в авиации, судоходстве и на железной дороге.
• Для подводного освещения.
• Для ландшафтного освещения.
• Сверхяркие светодиоды широко применяются в медицинской отрасли. В частности, их используют в эндоскопических приборах, дерматоскопах, лампах и ином оборудовании.
• Подобные светодиоды часто используются для тюнинга машин. При помощи них можно заменить практически все стандартные лампочки. К примеру, в автомобильных магазинах продаются готовые комплекты, которые можно сразу включить в электрическую схему машины без каких-либо усовершенствований.
• Для рекламной сферы и так далее.

Светодиоды высокой яркости создают значительный световой поток при небольшом потреблении электрической энергии. Благодаря указанным свойствам можно решать проблемы значительных затрат электрической энергии на освещение, которые на данный момент все еще являются существенными. К тому же при помощи подобных светодиодов можно создать требуемый уровень освещения помещений.

Плюсы и минусы

Сверхяркие светодиоды за последние несколько лет стали невероятно востребованными. Причин тому несколько:

• Энергоэффективность. На данный момент это наиболее экономичные источники света, потребляющие минимум электрической энергии. При применении подобных изделий удается сэкономить порядка 80% электрической энергии.
• Существенный срок службы.
• Возможность функционирования в широких температурных режимах.
• Минимальный нагрев.
• Наличие ударопрочности, в том числе в ряде случаев и влагостойкости.

Как выбрать

• Если Вы хотите приобрести сверхяркие светодиоды, то для начала следует определиться, где Вы их будете применять. Эти изделия могут иметь разное напряжение, что определяется назначением и моделью. В большинстве случаев оно составляет в пределах 1,5-4 В, но может быть и 12 В. В большинстве случаев это влияет на цвет излучения. К примеру, низкое напряжение, как правило, обеспечивает инфракрасный цвет, тогда как высокое обеспечивает создание белого цвета. Средняя мощность для весьма сильных диодов равняется 1 Вт, для типичных представителей – порядка 0,3 Вт.
• В магазине можно приобрести светодиоды в разных цветовых решениях: белые, синие, красные, оранжевые и другие модели.
• Не стоит прельщаться дешевыми изделиями. Вызвано это тем, что яркие светодиоды, произведенные с нарушением технологии или некачественных материалов, через определенное время понизят свою светоотдачу. К примеру, дешевые модели спустя 4 тысячи часов работы лишаются порядка 35% яркости. Тогда как качественные светодиоды даже через 50 тысяч часов работы сохраняют свою яркость практически на прежнем уровне. Колебания яркости могут быть не более 20%

Экономия в будущем

На данный момент широкое внедрение указанных светодиодов невозможно, так как они стоят довольно дорого. Однако в будущем внедрение новых разработок и технологий позволит внедрить их повсеместно. К примеру, города и каждый житель смогут значительно экономить электроэнергию, расходы снизятся в 14-18 раз.

Похожие темы:

electrosam.ru

типы, характеристики, назначение :: SYL.ru

Сейчас светодиоды используются довольно часто, причем в большинстве сфер. Они бывают совершенно разных типов и отличаются между собой многими факторами. Конкретно в данной статье речь пойдет о сверхярких светодиодах. Эта продукция несколько специфическая, имеет собственные плюсы и минусы и используется в определенных условиях. Все вопросы будут раскрыты далее в статье.

Общее описание

По названию продукции можно понять, что такие диоды являются источниками, дающими довольно яркое излучение. Они были разработаны для ситуаций, когда обычные ленты стандартного типа не способны обеспечить нужный уровень света. Характеристиками таких изделий позволяют часто использовать их в автомобилях.

Сверхяркие светодиоды – источники света, которые имеют особенные показатели и свойства работы. Для функционирования такой продукции присущи следующие нюансы: лента экономична, дает высокий уровень свечения, имеет длительный эксплуатационный срок, позволяет использовать изделие в различных условиях.

Нужно обратить внимание на то, что часто сверхяркие диоды выпускаются с напряжением, равным 12 Вольт. Все источники данного типа функционируют на одном принципе. Изделие имеет чип, который производится из полупроводникового материала. Он покрыт специальными примесями для более эффективной работы. Вкратце: принцип функционирования заключается в том, что ток переходит с анода на катод. Одновременно с этим проходит передача напряжения лишь в одном направлении.

Цвет получаемого в результате освещения и длина волн определяются за счет того, насколько широка рабочая зона, передающая сигнал составляющим. Часто используется кремний и германий, позволяющие облегчить переход.

Светодиоды разделяются на два типа: инфракрасные, ультрафиолетовые. В их перечень входят модели как с напряжением 12 Вольт, так и другим. Подложкой выступает сапфир. Кроме такой классификации, существует еще несколько. Ниже рассмотрим их более подробно.

Типы сверхярких светодиодов

На данный момент существует популярная классификация моделей. Рассмотрим то, на какие виды делятся сверхяркие диоды.

• Cree. Изделия такого типа работают за счет особого состава, в который входят нитрид галлия и карбид кремния. Соедние их характеристик в итоге дает довольно длительный период работы самого диода. Как и все другие, этот вид потребляет немного электроэнергии (не более 12 Вольт). Зачастую, диоды используются на улице, где необходимо освещать дороги, переходы (как подземные, так и надземные), автомагистрали. Более того, их часто применяют для фонарных столбов. Чипы этих устройств оцениваются довольно дорого, так как имеют высокий уровень качества. Часто применяют такие сверхяркие светодиоды для фонариков обычного типа.
• Epistar. Диоды этого вида характеризуются небольшими размерами. Качество устройств хорошее. Имеют длительный эксплуатационный срок. В современное время используются практически везде.
• Smd. Также довольно распространены. Часто используются для наружной подсветки здания. Также могут применяться для подсветки различных предметов в помещении. Эти ленты характеризуются плотным свечением, поэтому и получили популярность во всем мире.

Используя любое из описанных изделий, нужно обязательно применять специальные драйвера, которые позволят подключить их к сети напряжением 220 Вольт. Это связано с низким потреблением ресурса (12 Вольт). Имеющийся драйвер сможет снизить нагрузку, чтобы изделие не сгорело.

Преимущества

За небольшое количество времени сверхяркие и другие диоды стали довольно популярными и востребованными в различных сферах. Причина же скрывается именно в преимуществах, которые сейчас рассмотрим.

• Изделия энергоэффективные. Среди всех имеющихся источников света данный вид считается максимально экономичным. Как правило, использование диодов позволяет снизить запросы на электричество до 80 %. Светодиод сверхяркий белый потребляет больше всего по сравнению с остальными.
• Продукт способен долго работать, не требуя особенного обслуживания или профилактического осмотра.
• Диод не сильно избирателен, что касается температурного режима. Поэтому использовать его можно в любых условиях.
• Если необходим источник света, который защищен от попадания влаги и способен выдерживать удары, то среди сверхярких диодов есть такие модели.
• При работе изделие не нагревается. Единственное, за чем необходимо следить – блок питания. Именно он принимает всю нагрузку на себя и нагревается.

Недостатки

Параметры работы изделий довольно хороши и выгодны. Однако нужно учитывать, что имеются еще и недостатки. Какие?

• Из-за того, что со временем ухудшается проводимость света, падает яркость излучения.
• Если совершается процесс изменения мощности сигнала, то чип может сгореть. Такие ситуации происходят не сильно часто, однако вероятность поломки имеется.
• К чересчур высокой температуре диоды все же восприимчивы. К каким именно показателям тепла — необходимо узнавать конкретно по отношению к приобретенной модели.
• Для того чтобы диод работал, необходимо устанавливать специальный радиатор.
• Если изделие используется в открытом пространстве, придется обеспечивать дополнительную защиту от влаги, грязи, повреждений.

Сфера использования

Сейчас сверхяркие диоды используются широко в промышленной сфере, рекламной, бытовой и в качестве подсветки на различных транспортных средствах. Касательно бытовой — речь идет о свечении LCD техники и других объектов. Также наиболее известный пример использования данного изделия – светофор. Светодиоды сверхяркие – для авто самый востребованный источник света.

Даже с имеющимися недостатками достаточно правильного монтажа, способного снизить минусы до минимума. Как понятно, используется данный продукт довольно много и часто, поэтому приходится говорить о его незаменимости. Такой диод с легкостью создаст нужный уровень света в доме или на улице. Главное, правильно подобрать модель.

Сверхяркие светодиоды — характеристики

Самой важной и определяющей характеристикой можно назвать рабочий ток. Из-за того, что диоды функционируют на постоянном получении ресурса, его превышение может привести к поломке всей конструкции. Средним значением сверхяркого изделия считается 15-20 мА. Ток одного из наиболее мощных диодов может достигать 1 А.

Сверхяркие светодиоды имеют различное напряжение. Оно, в зависимости от модели и назначения, может колебаться от 1.5 до 4 В. Как правило, именно этот показатель влияет на то, какой цвет излучения получается в результате. Например, низкое напряжение позволяет добиться инфракрасного цвета (1.5 В), тогда как наиболее высокое – белого (3.7 В).

Средняя мощность для довольно сильных диодов составляет 1 Вт, для стандартных изделий – 0.3 Вт.

Сверхяркие изделия продаются в различных цветовых решениях. В магазинах имеются янтарные, оранжевые, синие, зеленые, красные и белые модели. Последний вариант можно найти в трех различных оттенках: холодный, теплый и средний.

Особенности монтажа

Для того чтобы сверхяркие светодиоды работали долго и выдавали яркий свет постоянно, необходимо при монтаже организовать теплоотвод. Сделать это можно при помощи радиатора. Из-за того, что основание диодов, изготовленное из полупроводников, способно проводить ток, нужно позаботиться о создании электроизоляции. Основные процессы такие же, как и при монтаже обычных изделий, поэтому проблем не должно возникнуть.

Итог

Сверхяркие диодные ленты способны создать мощное освещение при минимальном затрачивании электричества. За счет этого можно решить вопрос о сильно большом расходе средств на оплату за потребляемый ресурс. На сегодняшний день сверхяркие светодиоды являются важными, незаменимыми и значительными источниками, которые с легкостью создадут нужное освещение в любых условиях.

www.syl.ru

Сверхяркие светодиоды: особенности и характеристики

С целью повышения рейтинга продаваемой продукции, а также увеличения продаж, производители и маркетологи взяли на вооружение термин «сверхяркий светодиод». Отсутствие каких-либо норм и стандартов даёт право применять его ко всем видам современных светодиодов без исключения.

Немного теории

Понятие «сверхяркий светодиод» возникло в 90-х годах прошлого века, когда были изобретены дешёвые синие и белые светоизлучающие диоды, световой поток которых стал в несколько тысяч раз больше, чем у диффузных аналогов. Сегодня технология производства кристаллов продолжает совершенствоваться, что наглядно демонстрирует ежегодный рост светоотдачи.

Световая отдача серийно выпускаемых светодиодов перешагнула рубеж в 100 лм/Вт, а в лабораторных образцах достигает 140 лм/Вт. И это не предел. Получается, что каждый вновь изобретенный кристалл светит ярче своего предшественника, а значит, может называться сверхярким.

Разновидности

Чтобы внести ясность в постоянно прогрессирующий рынок светодиодной продукции, было решено разделить все светодиоды на группы и серии. Основным критерием такого деления является потребляемая мощность. Например, крупнейший производитель светодиодов в США, компания Cree, разделяет всю свою продукцию на две группы. В первую группу вошли мощные светоизлучающие диоды (XLamp) с потреблением более 300 мА (1 Вт), а во вторую – сверхяркие светодиоды (High Brightness), потребляющие до 0,5 Вт, но обладающие высокой светоотдачей. Группа сверхярких светодиодов Cree насчитывает несколько семейств, наиболее известными из которых являются PLCC, P4, известные как пиранья, а также светоизлучающие диоды в круглом корпусе с диаметром в 5 мм.

Другие компании-изготовители также придерживаются определённой градации, в которой есть место сверхярким светодиодам. Как правило, они образуют группу элементов малой и средней мощности. Компания Samsung известна на российском рынке своими высокоэффективными smd 5630 серии 541, а также smd 2835 серии 228F. Линейка сверхярких светодиодов Lumileds состоит из серий: Luxeon 3014, Luxeon 3020, Luxeon 3030.

Технические характеристики

Ввиду разнообразия моделей, рассматривать все технические характеристики не имеет смысла. Всем светодиодам, в том числе и сверхярким, присущи одни и те же параметры, которые подробно описаны в данной статье. Поэтому кратко затронем только основной важных параметр и рассмотрим несколько наиболее популярных моделей.

Основной технической характеристикой сверхяркого светодиода средней мощности является световой поток (лм). Среди параметров слаботочных моделей вместо него часто фигурирует сила света (кд).

Например, двухвыводные круглые светодиоды от Cree серии С503 с минимальным углом свечения 15° характеризуются силой света 11-40 кд, что примерно в 10 тыс. раз больше, чем у советского АЛ307. Светодиоды с такой яркостью, измеренной при токе в 20 мА, поистине заслуживают звания High Brightness.

Дополнительно увеличить световую отдачу (силу света) можно при помощи оптического коллиматора.

Всем известные четырёхвыводные P4-пиранья, от компании Cree, обладают световым потоком в 5–8 лм (I=70 мА) с углом свечения 40-120°. Несколько лет назад это считалось огромным достижением. Размещенные в квадратном корпусе со встроенной линзой и, благодаря устойчивости к вибрации, они до сих пор находят применение.

Семейство PLCC является самым многочисленным из группы сверхярких светодиодов от Cree и насчитывает более 20 моделей. Весь модельный ряд предназначен для поверхностного монтажа и отличается высокими цветовыми характеристиками (разнообразием бинов). В самой яркой модели (однокристальный белый PLCC-4) световой поток равен 7 лм при номинальном токе 30 мА. За рубежом PLCC часто используются в архитектурном освещении.

Белые яркие SMD светодиоды от Samsung серии 541 с углом рассеивания 120° способны произвести до 38 лм при токе 65 мА. Не отстаёт от них и продукция Lumileds. Например, линейка Luxeon 3030 выделяется световым потоком 72–109 лм, в зависимости от цветовой температуры. Стоит учесть, что столь высокие значения светоотдачи Luxeon 3030 измерены на токе 120 мА.

Читайте так же

ledjournal.info

конструкция и принцип работы, где используются, виды сверхярких ламп

Благодаря современным технологиям, за последнее время произошла серьёзная модернизация осветительных приборов. Привычные лампы накаливания сменились более экономичными и долговечными. Особым этапом является появление светодиодных ламп, характеризующихся высокой яркостью. Яркие светодиоды нашли применение в разных сферах.

Разновидности ламп

Сегодня спектр ламп для освещения представлен различными моделями от стандартных до суперсовременных.

Все они обладают разными характеристиками:

• Лампы накаливания. Долгое время они были единственными источниками освещения, имели мощность от 15 до 300 Вт. Современные лампы разделяются на два вида. В криптоновых применяется инертный газ криптон, обеспечивающий хорошую светоотдачу. Их минимальная мощность равна 40 Вт, максимальная — 100 Вт. Биспиральные модели функционируют за счёт дугообразной нити из вольфрама, могут иметь зеркальную, прозрачную либо опаловую поверхность.
• Люминесцентные. Излучают свет благодаря люминофорному покрытию, на которое действуют ультрафиолетовые лучи газового разряда. Обеспечивают мягкий рассеянный свет разной мощности (от 8 до 80 Вт). Дают в 7−8 раз больше светового потока, чем лампы накаливания, служат в 10−20 раз дольше. Отличаются мерцающим светом и чувствительностью к температурным перепадам.
• Галогенные. Выпускаются в разных формах и размерах. Излучаемый ими свет может быть рассеянным или в виде концентрированных пучков. Благодаря возможности светить очень яркими насыщенными оттенками, галогенные светильники широко применяются в современном дизайне для создания оригинальных световых решений в жилых помещениях и уличных пространствах. Лампы галогенного типа имеют множество вариантов установки. Их можно подвесить вверху или на стенах, встроить в подвесной потолок в виде точечных приборов, закрепить на мебели. В поворотных моделях имеется специальный вращающийся держатель, позволяющий направлять лучи света в нужную сторону.

Среди всего ряда осветительных ламп светодиоды выделяются самым низким потреблением электроэнергии, поэтому пользуются большой популярностью среди потребителей. Они характеризуются высокой яркостью, светопередачей порядка 60 — 80 Лм/Вт. Срок службы приборов мощностью от 7 до 21 Вт/час может достигать 100 тысяч часов.

Отдельной разновидностью светодиодов являются автономные лампы, работающие за счёт аккумуляторных и солнечных батарей. Такие светильники эффективны, как при высоких (+50), так и низких (-30) температурах. Имеют свойство включаться самостоятельно с наступлением темноты, поэтому успешно применяются для уличного освещения.

Конструкция светодиода

Светодиодный светильник имеет довольно сложное устройство. В его конструкцию входит несколько элементов, каждый из которых выполняет определённую функцию:

• Светодиодные чипы. Выступают в роли основных деталей, обеспечивающих свечение. В зависимости от размера светильника и желаемой мощности, в нём может содержаться от одного до нескольких десятков взаимосвязанных между собой чипов. При поломке одного из них другие также перестают работать. От качества чипов зависят характеристики лампы и срок ее службы.
• Печатная плата. Производится из сплавов алюминия, хорошо отводящих тепло и обеспечивающих температуру, необходимую для функционирования чипов.
• Радиатор. На него отводится тепло от печатной платы с чипами. Изготавливаются из алюминиевых сплавов и форм с множеством отдельных пластин. С помощью этих пластин увеличивается площадь теплоотведения радиатора.
• Драйвер. Сглаживает, уменьшает и стабилизирует напряжение на входе электрической цепи. Бывает выносным или встраиваемым. Второй тип используется чаще.
• Конденсатор. Ликвидирует пульсацию напряжения, которое поступает с драйвера на светодиодные кристаллы.
• Цоколь. Служит для подключения патронов. Для его производства применяется латунь с покрытием из никеля. Эти материалы обеспечивают хорошее соединение и долговременную защиту от коррозии.
• Полимерное основание. Вплотную прилегая к цоколю, гарантирует защиту корпуса от электрических пробоев. Также основание предохраняет пользователей от электротравм при замене лампочек.
• Рассеиватель. Имеет форму полусферы, изготавливается из матированного поликарбоната или прозрачной пластмассы, исключающей риск повреждения при падении. Предназначается для увеличения угла равномерного рассеивания светового пучка. Практически не нагревается во время свечения лампы.

Особенность светодиодов заключается в расположении области максимального нагрева. Если в других видах осветительных лампах тепловая энергия распространяется от внешней стороны поверхности, то в диодных светильниках печатная плата нагревается изнутри. Поэтому для обеспечения эффективной и безопасной работы необходимо регулярное отведение тепла из лампы.

Виды и характеристики

С развитием технологий на основе обычных светодиодных лампочек началось производство полупроводниковых приборов, характеризующихся очень высокой яркостью свечения. Сверхяркие светодиоды имеют определённую классификацию.

Лампы тайваньского производителя Epistar характеризуются компактными размерами и высокими качественными показателями. Имеют очень долгий срок эксплуатации.

Продукция бренда Smd имеет несколько серий (3528,3014, 3020, 2835 и д. р.). Наиболее востребованы яркие светодиоды серии SMD 5050, отличающиеся белым мощным свечением (мощность доходит до 1 Вт). Часто используются в комплекте со специальными блоками питания, снижающими действующее напряжение до 12 В.

Модельный ряд компании XLamp состоит из трёх вариантов сверхярких светодиодов — XR, XP и MC. Каждый из них имеет индивидуальный размер и форму, но все используют большой рабочий ток, превышающий 350 мА, и имеют высокоэффективную систему теплоотвода. Применяются для внутреннего и наружного освещения современных автомобилей.

Одним из ярких примеров мощных светодиодов являются лампы американской компании Cree. Она выпускает осветительные приборы в разных корпусах:

• С выводами STD (серии 374, 512, 503, 4SM, 5SM и д. р.). Стандартные корпуса имеют круглое сечение размером 3 и 5 мм и овальное сечение размером 4 и 5 мм.
• В корпусе «Пиранья» типа P4 (серия Р41, Р42, Р43).
• В корпусе типа PLCC (серии LM1, LM3, LM4, LP6, LN6, LA1 и т. д. ). Подходят для поверхностного монтажа.

Вне зависимости от типа сверхяркие светодиоды функционируют по одному принципу протекания направленного потока электронов от p-анода к n-катоду. Для образования перехода светодиодные чипы внутри лампы покрываются легированными примесями. Оттенок и длина волны светового потока в каждом светильнике повышенной яркости определяются шириной рабочей p-n зоны.

Качество работы диодов определяется по яркости светового потока и углу рассеивания. В зависимости от температуры, свечение бывает оранжевым, янтарным, зелёным, синим, красным или белым. Белый свет делится на холодный (5000 — 7000K) и тёплый (2700−3500К).

Угол рассеивания также бывает различным от 15 до 120 градусов. За счёт лампочек с разными углами рассеивания создаются оригинальные световые решения с подсвечиванием разных зон.

Особенности монтажа

Прежде чем устанавливать сверхяркий светодиод, следует обратить внимание на то, какие токовые характеристики он имеет. Основной величиной является его постоянный рабочий ток. Средний показатель для большинства сверх ярких приборов находится в диапазоне 15 — 20 мА. Максимальные значения ультраярких ламп достигают 1 А.

Следующий важный показатель — рабочее напряжение — зависит от оттенка излучаемого света. Для инфракрасного цвета характерна минимальная величина от 1,5 до 1,9 В, для белого — максимальная, достигающая 3,7 В. К одному драйверу с постоянным выходным напряжением 12 В можно присоединить 4 ярких диода с напряжением по 3 В либо 12 диодов по 1 В каждый. Драйвер, выходное напряжение которого равно 12 В, следует подключать к сети 220 В.

Главным условием установки любой диодной лампы считается соблюдение полярности питания. Поскольку в светильниках с большой яркостью происходит сильный нагрев световых кристаллов, необходимо обеспечить эффективную систему охлаждения. В большинстве сверхярких моделей она реализована с помощью теплоотводящих радиаторов. Если такие радиаторы не предусмотрены производителем, об охлаждении нужно позаботиться самостоятельно. В процессе установки нужно обеспечить качественную электроизоляцию.

Правильно установленный LED-светильник может проработать не менее 50 тысяч часов. При этом его использование будет экономически выгодным и не нанесёт вреда окружающей среде ввиду отсутствия паров газов, ртути и других опасных компонентов. Ярким светодиодам присущи такие качества, как невосприимчивость к скачкам напряжения и температуры, виброустойчивость и ударопрочность. Компактные лампы способны выдержать большое количество включений.

Все преимущества, которыми обладают сверхяркие диоды, отражаются на их стоимости. Их цена достаточно высокая, но долгий срок эксплуатации и качественные характеристики позволяют добиться окупаемости приборов.

Каждый LED-светильник обладает индивидуальными характеристиками. Поэтому при помощи нескольких диодных ламп трудно добиться равномерной освещённости (даже если они изготовлены одним производителем и относятся к одной серии). Заявленная цветопередача также не всегда соответствует реальной. Регуляторами яркости оснащаются не все осветительные приборы.

Область применения

Высокие технические и эксплуатационные показатели позволяют широко использовать сверхяркие светодиоды. Самыми распространёнными сферами применения являются:

• Мобильные устройства. Выполняют роль подсветки как в одноцветных, так и в многоцветных дисплеях, работающих на жидких кристаллах.
• Дорожные знаки. Применяются в светофорах, уличных указателях, поскольку не требуют частого технического обслуживания после установки.
• Световая реклама. Используются для освещения объёмных букв, световых коробов, рекламных вывесок и ультратонких лайтбоксов. Белый свет, излучаемый диодами, является более эффективной альтернативой применяемому ранее неону.
• Алфавитно-цифровые табло. Прямой свет служит инструментом для передачи информации на одноцветных табло и полноцветных видеодисплеях в торговых центрах и на спортивных стадионах.
• Транспорт. За счёт малых размеров и сверхвысокой яркости обеспечивают работу внешних сигнальных устройств (индикаторов поворота, стоп-сигналов) и приборных панелей, установленных в салонах транспортных средств (автомобилях, автобусах, мотоциклах, самолётах).
• Архитектура и ландшафт. Показывают высокую эффективность при освещении фасадов зданий и различных ландшафтных композиций.

Диоды высокой яркости находят применение не только в сферах общего пользования, но и в быту. К примеру, ими всё чаще заменяют традиционное освещение при установке натяжных потолков.

220v.guru

Самые яркие и мощные светодиоды от компании Cree

Основанная в 1987 году в Соединённых Штатах Америки (США) компания Cree, взяла курс на создание полупроводниковых приборов на базе карбида кремния (SiC) и нитрида галлия (GaN). Совместная работа с японскими коллегами способствовала быстрому развитию новой технологии и как результат, появлению первых мощных светодиодов серии XLamp. В 2006 году разработчиками был взят рубеж в 100 лм/Вт, в 2010 г – 200 лм/Вт, а в 2012 г – 250 лм/Вт, преодолев очередной теоретический максимум для кристаллов данного типа. Сегодня Cree удаётся регулярно доказывать теоретикам неисчерпаемые возможности в совершенствовании твердотельных источников света.

Кроме всемирно известных XLamp, американская корпорация удерживает лидерские позиции в производстве слаботочных сверхъярких светодиодов High-Brightness, которые не менее востребованы в конструировании электронной техники. Продукция Cree не ограничена светоизлучающими диодами. В её лабораториях успешно реализуют проекты по созданию высоковольтных диодов Шоттки и СВЧ полевых транзисторов.

Мощные светодиоды

Сделав несколько новаторских открытий за последние 5 лет и предложив миру новые модели светодиодов и светодиодных COB матриц, компании Cree и сейчас удается повышать мощность и эффективность своей продукции. Первая группа светодиодов представлена мощными образцами серии XLamp, которая состоит из нескольких семейств, отличающихся технологией производства, форм-факторами и некоторыми техническими параметрами. В серии XLamp можно выделить две большие группы светоизлучающих диодов: однокристальные и многокристальные.

Однокристальные

Однокристальные светодиоды Cree являются самыми малогабаритными представителями семейства XLamp. Обладая высокой плотностью и интенсивностью свечения, геометрические размеры LED серии XQ составляют 1,6х1,6 мм. Светодиоды данной серии изменили представление о стандартном шаблоне распределения светового потока, направив его ближе к краям. Такой инновационный подход позволяет реализовывать светильники с широким углом свечения, затрачивая меньшее количество светодиодов. Угол свечения LED серии XQ лежит в пределах 100–145°. Одной из последних разработок компании Cree — светодиоды XQ-E High Intensity. Американским инженерам удалось выжать из кристалла крошечного размера мощность в 3 Вт, преобразовав её в световой поток 334 Лм.

Вся линейка светоизлучающих диодов, построенная на одном кристалле, имеет превосходную цветопередачу (CRI 70–90).

Многокристальные

Достигнув отметки в 3000 мА, производители твердотельных источников света стали наращивать мощность путём увеличения напряжения. Американская компания Cree достигла больших результатов и в этом направлении, предложив миру новые стандарты напряжения питания LED. Cree предлагает несколько серий многокристальных светодиодов, рассчитанных на питание от 6 до 72 вольт. Все многокристальные SMD светодиоды с белым свечением от компании Cree можно разделить на три большие подгруппы: с высоким напряжением питания, мощностью до и свыше 4 Вт. В отдельные подгруппы многокристальных светоизлучающих диодов относят мощные COB матрицы, цветные и Royal Blue светодиоды.

До 4 Вт

Линейку светодиодов на нескольких кристаллах, суммарной мощностью до 4 Вт, представляют 6 светоизлучающих диодов в корпусах: MX и ML. По техническим параметрам их объединяет угол свечения, равный 120°, и два возможных цветовых оттенка: холодный и теплый белый. В серии MX найден компромисс между светоотдачей и потребляемой мощностью. Увеличив напряжение питания, разработчикам удалось добиться высокой надёжности без снижения качества света.

Светодиоды серии ML и MX позиционируется на рынке как приборы со средней ценовой стоимостью.

Свыше 4 Вт

Не останавливаясь на достигнутом, Cree продолжила «гонку за люменами» и презентовала новое поколение многокристальных светодиодов мощностью более 4 Вт. Кристаллы серии MT-G – самые крупные представители группы, имеют мощность до 25 Вт. Новинкой от Cree стали светодиоды серии XHP (Extreme High Power), которая представлена 4 моделями. Самый крупный представитель изготовлен в корпусе 7х7 мм и, потребляя 12 Вт, отдаёт 1710 лм. Появление XHP дало толчок развитию новых осветительных конструкций с меньшими затратами на вторичную оптику и систему охлаждения.

Высокого напряжения питания (12–46 В)

Высоковольтные светодиоды HVW (High-Voltage White) от Cree – это тандем огромного светового потока и небольшого размера корпуса. Имея компактные габариты, они на порядок превзошли светодиодные сборки, благодаря чему стали применяться в производстве ламп-ретрофитов. Лампы с цоколем Е14, Е27 на основе HVW имеют высокий КПД, меньшие габариты драйвера и радиатора, чем аналоги на низковольтных светоизлучающих диодах.

Цветные

Параллельно с модернизацией белых светодиодов, Cree наращивает потенциал цветных LED, которые пользуются спросом в декоративной подсветке интерьеров, внешней подсветке архитектурных объектов и в искусственном освещении растений. Серия XP-E с широким выбором цветов характеризуется высокой светоотдачей в корпусе 3,45х3,45 мм. Серия XQ-E имеет ещё меньшие размеры 1,6х1,6 мм, чем привлекла внимание растениеводов. Компактность и отсутствие куполообразной линзы XQ-E HI позволяет получить направленный пучок света, необходимый для эффективного роста тепличных растений. LED серии MC-E RGB+W и XM–L RGB+W обладают регулировкой цветовой температуры и яркости, а также возможностью излучения холодного белого света.

Royal Blue

Светодиоды XLamp Royal Blue от Cree сведены в отдельную группу ввиду своих конструктивных особенностей, а именно, технологии «удалённого люминофора». Её суть состоит в нанесении люминофора не на кристалл, а на внутреннюю поверхность вторичной оптики. В результате формируется высокоэффективный пучок света с узким «глубоким синим» спектром излучения. Производство XLamp Royal Blue осуществляется в стандартных корпусах XP, XR, XQ, XB, XT, ML и отличается меньшей себестоимостью.

COB матрицы

Технология COB (Chip-on-Board) продолжает совершенствоваться, наращивая мощность за счет совершенствования технологий и увеличения плотности монтажа светодиодов. Компанией Cree линейка COB представлена сериями CXA и CXB. Размер самой большой матрицы CXA равна 34,85х34,85 мм, а её световой поток составляет 12000 лм. Усовершенствованные матрицы CXB изготавливают на новой платформе CS5, но полностью взаимозаменяемы с CXA. Например, специализированный светодиод CXB 3590 Studio – новое поколение линейки COB с индексом CRI больше 95, предназначенный для построения фотоаппаратуры.

Светодиоды High-Brightness

Сверхъяркие светодиоды Cree составляют вторую крупную группу — High-Brightness, представители которой отличаются малой величиной тока от 20 до 70 мА. В группе выделяют 4 линейки светодиодов, которые отличаются вариантом исполнения. Благодаря такой унификации производителям удаётся конструировать конструкции разного форм-фактора и назначения.

PLCC

Линейка PLCC от компании Cree состоит из светодиодов, предназначенных для поверхностного монтажа. Независимо от цвета свечения их собирают на одном или нескольких кристаллах. В линейке представлен большой ассортимент светоизлучающих SMD диодов разных цветов и размеров. Среди новинок стоит выделить RGB диод CLYBA-FKA в корпусе PLCC-6, которые применяют в формировании табло с бегущей строкой.

P4

Следующий представитель сверхъярких светодиодов – SuperFlux, более известный под названием «Пиранья». Корпус из эпоксидного компаунда квадратной формы с вогнутой, выпуклой или овальной линзой равномерно распределяет световой поток под заданным углом рассеивания. Четыре металлических вывода гарантируют надёжность крепления в условиях повышенной вибрации. LED P4 от Cree устанавливают в прожекторах, сигнальных огнях авто и пр.

Круглые

Новое поколение круглых слаботочных светодиодов от Cree обеспечивает превосходное свечение. Их корпус выполнен из оптической эпоксидной смолы диаметром 5 мм. Потребляемый ток составляет всего 20 мА. Цветные круглые светодиоды имеют несколько модификаций, различных по силе света и углу свечения. Белые C535A-WJN и C503D-WAN выпускаются без стопперов, остальные модели оснащены ограничителями на выводах.

Овальные

Производство овальных светодиодов ориентировано на создание LED-экранов больших габаритов, что востребовано при создании рекламных щитов во всем мире. Овальные светодиоды Cree отличаются размером корпуса в 4 мм. Их уникальная конструкция позволяет излучать свет в двух направлениях: по оси X и по оси Y, что отображено в технических характеристиках. Наравне с круглыми аналогами они рассчитаны на ток 20 мА, устойчивы к солнечному свету, перепаду температур и влажности. Овальные светодиоды имеют меньшую силу света из-за большого угла рассеивания.

Американская компания Cree более чем на три четверти обеспечивает мировую потребность в карбиде кремния, пригодном для производства полупроводников, в том числе и светодиодов. Имея полный производственный цикл от выращивания кристаллов до создания светильников, корпорация прямо или косвенно участвует в техническом перевооружении осветительных систем многих предприятий мира.

Снижение себестоимости мощных светодиодов и уменьшение промежутка между разработкой и серийным выпуском – два неоспоримых факта, подтверждающих надёжность сотрудничества с Cree. Компания работает в соответствии с директивой RoHS, которая ограничивает содержание вредных веществ в продукции, поставляемой на рынок.

Читайте так же

ledjournal.info

Сверхяркие светодиоды. Характеристики и параметры

На заре эры светодиодов даже несильное свечение элемента казалось прорывом, ведь даже несколько штук, объединенных воедино, практически не расходовали энергию. Время шло, а вместе с ним развивались и подобные изделия. Сегодня уже никого не удивишь сверхяркими светодиодами, которые стали использоваться повсеместно. Но несмотря на их распространенность, люди мало что знают о таких LED-элементах. Сегодняшняя статья исправит это упущение.

Светодиоды повышенной яркости: общая информация

Подобные элементы формально можно разделить на 2 категории. Одни имеют повышенную мощность, другие сконструированы таким образом, что при невысоком потреблении электроэнергии способны выдавать световой поток, который в несколько раз больше, чем у обычных аналогов.

Одними из представителей подобных сверхярких светодиодов являются изделия фирмы Cree. Стоимость подобных чипов довольно высока, что приводит к появлению множества подделок. Особенно отличились на этом поприще китайские производители. Зачастую их изделия поначалу светят даже ярче оригинала, однако фальсификат быстро деградирует. Уже через 10-15 часов беспрерывной работы диод тускнеет вплоть до полного отказа.

Если говорить об SMD-компонентах, то среди них также можно найти сверхяркие светодиоды, но потребляемая мощность у них будет значительно выше, как и габариты. А вот элементы небольших размеров можно найти под маркой Epistar. Довольно неплохое качество и долгий срок службы – вот причины популярности этих светодиодов.

Типы подобных элементов и их характеристики

При изготовлении таких светодиодов применяются определенные полупроводники. Если разделить их по типам, можно выделить 2 основных:

1. AlInGaP – из него изготавливаются элементы желтого, зеленого, оранжевого и красного цветов.
2. InGaN – белые, синие, зеленые и сине-зеленые LED-элементы.

Характеристики сверхярких светодиодов позволяют их использовать в совершенно различных областях. Они применяются для освещения цехов, улиц, квартир. Устанавливаются такие элементы и на автомобили в качестве дневных ходовых огней, габаритов или ближнего света фар. Однако последний вариант все больше теряет популярность.

Дело в том, что при работе ультраяркие светодиоды сильно нагреваются. После их установки в корпус фары работать им приходится практически постоянно, что приводит к повышению температуры и быстрой деградации. А вот в качестве габаритов, включаемых лишь в темное время суток, когда на улице значительно прохладнее, они себя зарекомендовали неплохо.

Но самой распространенной областью применения сверхярких светодиодов можно назвать фонари. Такой прибор с установленными в нем элементами, к примеру Cree, способен пробить лучом темноту на расстояние до 2-3 км. При этом его энергопотребление будет оставаться на достаточно низком уровне. Наиболее часто налобные варианты используют рыбаки при ночной ловле – световой поток достигает дна сквозь толщу воды в 3-4 метра.

Применение светодиодов в автомобильной промышленности

Для автомобилей подходят не все LED-элементы. Многим видам необходимо питание всего 2-3 В, в то время как в бортовой сети машины — 12 В. Именно поэтому производитель предлагает специализированные LED-элементы для авто. Здесь главное — понять, куда можно поставить сверхяркие светодиоды в 12 вольт, а куда их монтировать не следует. Ведь если подобные элементы будут стоять на стоп-сигналах, велика вероятность того, что они ослепят водителя идущей сзади машины, а это ни к чему хорошему не приведет. Также не стоит их устанавливать и в подсветку панели – ехать в темное время суток с подобным «тюнингом» будет невозможно.

Приемлема установка сверхярких светодиодов в 12 вольт в фонари заднего хода, габариты, а также в качестве подсветки салона. В этих случаях монтаж подобного оборудования будет оправдан. Возможно включение светодиодов в схему в качестве ближнего света, но в этом случае необходима организация качественного воздушного охлаждения. Примером подобного применения ультраярких элементов служат автомобили Lexus.

Рабочее напряжение LED-элементов

Этому параметру многие уделяют слишком большое значение, не понимая его сути. Дело здесь вот в чем. Если, к примеру, написано, что номинал сверхяркого светодиода — 3 вольта, эта цифра означает всего лишь падение напряжения на нем. Более важным параметром является рабочий ток элемента, который может достигать 1 А.

Что следует учитывать при выборе и монтаже

Выбирая сверхяркие светодиоды для авто или иного применения, стоит обратить внимание не только на заявленные производителем характеристики, но и на внешний вид изделия, качество его изготовления. Часто подделку можно выявить даже при визуальном осмотре невооруженным глазом. На фальсифицированных светодиодах могут быть неровные края, чип под линзой часто располагается несимметрично.

Заниженная стоимость по сравнению со среднерыночной также должна насторожить покупателя. Перед походом в магазин лучше ознакомиться с ценами на официальных сайтах производителей подобной продукции – это убережет от приобретения некачественного товара.

Установка ультраярких светодиодов тоже требует соблюдения определенных правил. Даже при наличии хорошей вентиляции, если есть возможность дополнительного радиатора, это стоит сделать. Для соединения чипа с охладителем следует использовать термопасту.

За и против использования сверхъярких элементов

Как и у любого оборудования, у подобных светодиодов есть сторонники и противники. Согласно проведенным независимой компанией опросам, «против» использования подобных LED-элементов высказалось около 30 % респондентов. Самое интересное, что причиной возникновения негативного отношения стало применение сверхярких светодиодов для фонариков. Люди говорили, что очень вредно, когда таким лучом светят в глаза. Странное мнение поступило от жителей Соединенных Штатов Аамерики, где и проводились опросы по данной теме.

В основном же применение подобных элементов в осветительных приборах имеет больше положительных, чем отрицательных качеств. Конечно, если приобретать качественное, фирменное изделие, стоимость его будет высока, однако и прослужит оно намного дольше, чем низкосортный дешевый диод. Главное в этом вопросе – сопоставить свои возможности с уровнем необходимости подобного приобретения.

Подводя итог вышесказанному

Сверхяркие светодиоды – это действительно вершина развития LED-элементов на сегодняшний день. Не стоит сетовать на то, что стоимость их довольно высока. Как и любые другие устройства, со временем они упадут в цене. Хотя возможно, что инженеры разработают еще какую-нибудь новинку, которая затмит ультраяркий светодиод. Исходя из темпов прогресса во всех технических областях, этого исключить нельзя.

fb.ru

МОЩНЫЕ СВЕРХЯРКИЕ СВЕТОДИОДЫ

   Сейчас в продаже на рынках и интернет магазинах стали появляться светодиоды повышенной мощности от 1 до 10 Ватт, которые отличаются высокой светоотдачей — до 1000 lumen. Количество кристаллов в таких LED приборах, от 1 до 8. В некоторых моделях, основой выступает мощный чип, а его окружают более слабые светодиоды типа 1210SMD или 5050SMD.

   Качественные светодиоды фирмы Cree дают больше всего света, но заметно дороже и встречаются только в брендовых линейках светодиодной продукции. Чипы 1210, 3528 отличаются более низким показателями светоизлучения и ценой, но их количество на лампе, как правило больше, поэтому лампа на 30-ти SMD на чипе 1210 по световой яркости может быть индентична 12-ти SMD на чипе 5050. Многокристальные новые мощные светодиоды обеспечивает в 4 раза больший световой поток, чем светодиоды более старой однокристальной серии — при одинаковых габаритных размерах.

   Специальные светодиодные кластеры предназначены для моделирования устройств на основе мощных светодиодов CREE. Кластеры представляют собой небольшую печатную плату на алюминиевой пластинке — радиаторе, с посадочным местом для одного или нескольких мощных светодиодов CREE XLamp. При эксплуатации приборов на основе мощных светодиодов CREE необязательно использовать вторичную оптику, данные светодиоды благодаря широкому и равномерному углу светоизлучения могут работать и без линзы.

   Для питания от сети переменного тока 220В используют светодиодные драйверы, специально предназначенные для сверхярких светодиодных ламп. Драйверы питания представляют собой источники стабилизированного тока со всеми необходимыми защитами.

   Форум по мощным светодиодам

   Обсудить статью МОЩНЫЕ СВЕРХЯРКИЕ СВЕТОДИОДЫ

radioskot.ru