SMD светодиоды: типы, виды, маркировка, размеры, и их хаpaктеристика, основные технические параметры светодиодных смд ламп для внешнего освещения


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

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

Справочная таблица основных технических характеристик и типоразмеров наиболее популярных марок SMD светодиодов используемых для освещения с даташитами от производителей
Внешний видТип светодиодаЦвет свеченияРазмер, ммСветовой поток, лмУгол, град.Ток, мАНапряжение, В
LED-508H184WC-HDбелый∅5,00,515202,8-3,6
LED-508H238WC-HD
LED-508H256WC-HD
LED-HK5H4ULC-WWбелый теплый∅5,92,5-10,4160202,1-3,4
LED-HK5H4ULC-Wбелый2,5-10,4
LED-HK5H4UBCсиний3,1-4,4
LED-HK5H4UGCзеленый2,6-10,4
LED-HK5H4URCкрасный3,1-4,4
LED-HK5H4UYCжелтый3,1-4,4
LED-HK5H4UOCоранжевый3,1-4,4
СверхяркиеLED-WW-SMD2835белый теплый2,8×3,5501201502,9-3,3
LED-NW-SMD2835нейтральный белый55
LED-PW-SMD2835чистый белый60
LED-CW-SMD2835холодный белый60
СверхяркиеLED-WW-SMD3014белый теплый3,0×1,411,5120302,1-3,4
LED-NW-SMD3014белый11,5
LED-CW-SMD3014холодный белый12,0
LED-B-SMD3014синий0,85
LED-G-SMD3014зеленый2,5
LED-Y-SMD3014желтый1,88
LED-R-SMD3014красный2,45
LED-O-SMD3014оранжевый0,66
LED-WW-SMD3020белый теплый3,0×2,05,0120202,1-3,4
LED-NW-SMD3020белый5,5
LED-CW-SMD3020холодный белый5,5
LED-B-SMD3020синий0,87
LED-G-SMD3020зеленый3,1
LED-Y-SMD3020желтый0,7-2,2
LED-R-SMD3020красный0,85
LED-O-SMD3020оранжевый0,5
LED-WW-SMD3528белый теплый3,5×2,84,5-5,0120-140202,8-3,2
LED-CW-SMD3528белый4,5-5,02,8-3,2
LED-B-SMD3528синий0,6-0,852,8-3,2
LED-G-SMD3528зеленый2,8-3,52,8-3,2
LED-Y-SMD3528желтый1,2-1,61,8-2,0
LED-R-SMD3528красный1,2-1,61,8-2,0
LED-RGB-SMD3528RGB3,5×2,80,6120-140202,0-2,8
1,6203,2-4,0
0,3203,2-4,0
LED-WW-SMD4008UWC Бокового свечениябелый4,0×0,85120203,0-3,6
LED-WW-SMD4014белый теплый4,0×1,422120602,8-3,4
LED-PW-SMD4014белый23
LED-CW-SMD4014холодный белый23
LED-SMD4020белый4,0×2,072120-1401506,0
LED-WW-SMD4530-1белый теплый4,5×3,070120-1406002,9-3,8
LED-WW-SMD5050белый теплый5,0×5,010,0-12,0120-1403×203,2-3,4
LED-W-SMD5050белый11,0-14,03,2-3,4
LED-B-SMD5050синий2,0-2,53,1-3,6
LED-G-SMD5050зеленый8,0-8,53,1-3,5
LED-Y-SMD5050желтый4,5-5,01,9-2,2
LED-R-SMD5050красный4,5-5,01,8-2,2
LED-RGB-SMD5050RGB5,0×5,01,6120-140201,6-2,0
2,5202,8-3,2
0,6202,8-3,2
LED-WS2812S с ШИМ-контроллером WS2811RGB5,0×5,02,5120-140201,8-2,2
5,4203,0-3,2
1,2203,2-3,4
LED-WS2812B с ШИМ-контроллером WS2811RGB5,0×5,02,5120-140201,8-2,2
5,4203,0-3,2
1,2203,2-3,4
LED-SMD5630-05белый5,6×3,0401201503,3
LED-SMD5730-05белый5,7×3,0451201803,1-3,3
LED-SMD5730-1110350
LED3500Am1W-A120белый теплый∅8,040-60120-1403503,2-4,0
LED6000Am1W-A120белый75-853,0-4,0
LED470Am1W-A120синий15-203,2-4,0
LED515Am1W-A120зеленый40-503,2-4,0
LED625Am1W-A120красный30-402,0-2,8
LED Luminus SST-50белыйплаты ∅2110012517503,2
LED Luminus SST-90белыйплаты 10×11130012031503,25
LED Luminus CSM-360 Состоит из 4 SST-90белыйплаты 36×362100115315013,14
LED Cree-XHP50 Состоит из 4 ledбелый5×5254612030006
150012
LED Cree-XHP70 Состоит из 4 ledбелый7×7402212048006
240012

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

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

Общее устройство и принцип работы SMD светодиодов

Этот вид светодиодов – плата, на поверхности которой закреплен кристалл, выращенный при помощи технологии металлоорганической эпитаксии. Самый важный этап производства – создание контактов и их покрытие пленками из металла.

Каждый диод монтируется в корпус, оснащается выводами, покрывается составом, отводящим или излучающим свет. Белые светодиоды покрываются люминофором. На кристалл устанавливается купол, фокусирующий свет. Тепло отводится через подложку, если диод мощный, устанавливается радиатор. Электрический ток превращается в свет в p-n- переходе (так же, как в любом другом диоде).

Основное преимущество СМД конструкции – максимальное приближение кристалла к подложке, отводящей тепло. На одну плату монтируется один или несколько светодиодов. Если в одном осветительном приборе их большое количество, свет достаточно мощный без установки дополнительных оптических систем. Достаточно обыкновенного стекла, потери из-за которого не превышают 8%.

Корпуса SMD отличаются по форме и размерам, они напрямую соединяются с монтажной платой при помощи контактной площадки.

Внимание! Благодаря простоте установку может выполнить неспециалист.

Вольт-амперная характеристика стабилитрона

Вольт-амперная характеристика (ВАХ) стабилитрона аналогично ВАХ диода и имеет две ветви: прямую и обратную. Прямая ветвь является рабочей для диода, а обратная ветвь характеризует работу стабилитрона, поэтому он включается в электрическую цепь в обратном направлении (катодом к плюсу, а анодом к минусу) по сравнению с диодом. Поэтому стабилитрон называю опорным диодом, а источник питания с данным полупроводниковым элементом называют опорным источником напряжения. Такой терминологий будем пользоваться и мы.

На обратной ветви вольт-амперной характеристик опорного диода выделим две характерные точки 1 и 3. Точка 1 отвечает минимальному значению тока стабилизации, который находится в пределах единиц миллиампер. Если ток, протекающий через стабилитрон, будет ниже точки 1, то он не сможет выполнять свои функции (не откроется). В случае превышения тока выше точки 3 опорный диод перегреется и выйдет из строя. Поэтому оптимальной точкой в большинстве случае будет точка посредине обратной ветви ВАХ, то есть точка 2. Тогда при изменении тока в широких пределах (смотрите ось Y) точка 2 будет изменять свое положение, перемещаясь вверх или вниз по обратной ветви, а напряжение будет изменяться незначительно (смотрите ось X).

Краткие технические хаpaктеристики

При изготовлении осветительных приборов производители руководствуются несколькими хаpaктеристиками:

  • габаритами платы;
  • количеством кристаллов;
  • вольтажом и током;
  • светопотоком;
  • температурой среды эксплуатации.

Таблица самых распространенных SMD светодиодов:

Тип SMDКоличество кристалловГабариты (мм)Мощность (Вт)Ток (мА)Светопоток (лм)Температура среды
352813,5х2,8х1,40,02 или 0,06205-7-40 – +85
50503 или 45х5х1,60,0260 или 8018-20-40 – +60
563015,6х3х0,750,2-0,415058-25 – +65
57301 или 25,7х3х0,750,5 или 1150 или 30050 или 158-40 – +65
301413х1,4х0,750,1-0,12309-13-40 – +85
283512,8х3,5х0,80,2, 0,5 или 160, 150 или 30020, 50 или 100-40 – +85

Эти лампочки могут быть одно-, двух- и многоцветные. Из них можно создавать жесткие и гибкие модули любой формы (круглые, прямоугольные, линейные, с цоколем). Круглый радиатор используется в прожекторах.

Справка! Количество диодов в модуле постепенно уменьшается благодаря появлению высоковольтных SMD (на 15 и даже 45 В).

Как расшифровать маркировку

SMD светодиод маркируется набором цифр и букв. Буквы означают принадлежность диода к тому или иному типу, четыре цифры, расположенные следом – размер корпуса, который измеряется в миллиметрах. Например, SMD 5630 расшифровывается следующим образом:

  • SMD – тип светодиода, который подразумевает поверхностное нанесение на печатную плату, т.е. без впайки в сквозные отверстия;
  • 5630 – размер корпуса, равный 5,6х3,0 мм.

Другие технические характеристики, можно узнать из технической документации, поставляемой со светодиодом.

SMD 5630 и 5730

SMD 5630 обозначили новую ступень развития технологии. На производствах используются другие материалы, позволяющие увеличить мощность и световой поток, доступны изделия RGB. В ленты на один метр монтируется 60 шт., в металлические линейки – 72 шт.

SMD 5730 конструктивно похожи на 5630, основные отличия – увеличенный поток света и всего 2 контакта. Модификация с током 300 мА может работать в импульсном режиме, температура кристалла может достигать +130оС. Для повышения мощности СМД 5630 и 5730 устанавливаются на металлическую плату, эффективно отводящую тепло.

Недостатки

  • Понижение эффективности. КПД SMD-диодов уменьшается с увеличением электрического тока. Уровень нагрева также возрастает с увеличением тока, что снижает срок службы устройства. Эти эффекты накладывают практические ограничения на ток, пропускаемый через светодиод.
  • Влияние насекомых. Светодиоды гораздо более привлекательны для насекомых, чем лампы накаливания или натриевые газоразрядные лампы.
  • Использование в зимних условиях. Они не выделяют большое количества тепла в сравнении с традиционными электрическими лампами, светофоры с SMD-диодами остаются покрыты снегом.

SMD 2835

У Led 2835 прямоугольная площадка, покрытая люминофором, яркость в 2-3 раза превышает показатели 3528. Корпус тоньше (если сравнивать с 5050), площадки контактов больше. На метр ленты устанавливается 30, 60 или 120 таких диодов.

Справка! Led SMD 3528, 2835, 5050 и 5630 – это один светодиод, отличающийся по количеству кристаллов и форме корпуса. Именно эти параметры определяют яркость и мощность. У 5050 и 5630 (5730) для вывода светового потока более широкое окно, обеспечивающее повышенные показатели эффективности в расчете на лм/Вт.

Корпуса чип-компонентов

Достаточно условно все компоненты поверхностного монтажа можно разбить на группы по количеству выводов и размеру корпуса:

выводы/размерОчень-очень маленькиеОчень маленькиеМаленькиеСредние
2 выводаSOD962 (DSN0603-2) , WLCSP2*, SOD882 (DFN1106-2) , SOD882D (DFN1106D-2) , SOD523, SOD1608 (DFN1608D-2)SOD323, SOD328SOD123F, SOD123WSOD128
3 выводаSOT883B (DFN1006B-3) , SOT883, SOT663, SOT416SOT323, SOT1061 (DFN2020-3)SOT23SOT89, DPAK (TO-252) , D2PAK (TO-263) , D3PAK (TO-268)
4-5 выводовWLCSP4*, SOT1194, WLCSP5*, SOT665SOT353SOT143B, SOT753SOT223, POWER-SO8
6-8 выводовSOT1202, SOT891, SOT886, SOT666, WLCSP6*SOT363, SOT1220 (DFN2020MD-6) , SOT1118 (DFN2020-6)SOT457, SOT505SOT873-1 (DFN3333-8), SOT96
> 8 выводовWLCSP9*, SOT1157 (DFN17-12-8) , SOT983 (DFN1714U-8)WLCSP16*, SOT1178 (DFN2110-9) , WLCSP24*SOT1176 (DFN2510A-10) , SOT1158 (DFN2512-12) , SOT1156 (DFN2521-12)SOT552, SOT617 (DFN5050-32) , SOT510

Конечно, корпуса в таблице указаны далеко не все, так как реальная промышленность выпускает компоненты в новых корпусах быстрее, чем органы стандартизации поспевают за ними.

Корпуса SMD-компонентов могут быть как с выводами, так и без них. Если выводов нет, то на корпусе есть контактные площадки либо небольшие шарики припоя (BGA). Также в зависимости от фирмы-производителя детали могут могут различаться маркировкой и габаритами. Например, у конденсаторов может различаться высота.

Большинство корпусов SMD-компонентов предназначены для монтажа с помощью специального оборудования, которое радиолюбители не имеют и врядли когда-нибудь будет иметь. Связано это с технологией пайки таких компонентов. Конечно, при определённом упорстве и фанатизме можно и в домашних условиях паять .

Типы корпусов SMD по названиям

НазваниеРасшифровкакол-во выводов
SOTsmall outline transistor3
SODsmall outline diode2
SOICsmall outline integrated circuit>4, в две линии по бокам
TSOPthin outline package (тонкий SOIC)>4, в две линии по бокам
SSOPусаженый SOIC>4, в две линии по бокам
TSSOPтонкий усаженный SOIC>4, в две линии по бокам
QSOPSOIC четвертного размера>4, в две линии по бокам
VSOPQSOP ещё меньшего размера>4, в две линии по бокам
PLCCИС в пластиковом корпусе с выводами, загнутыми под корпус с виде буквы J>4, в четыре линии по бокам
CLCCИС в керамическом корпусе с выводами, загнутыми под корпус с виде буквы J>4, в четыре линии по бокам
QFPквадратный плоский корпус>4, в четыре линии по бокам
LQFPнизкопрофильный QFP>4, в четыре линии по бокам
PQFPпластиковый QFP>4, в четыре линии по бокам
CQFPкерамический QFP>4, в четыре линии по бокам
TQFPтоньше QFP>4, в четыре линии по бокам
PQFNсиловой QFP без выводов с площадкой под радиатор>4, в четыре линии по бокам
BGABall grid array. Массив шариков вместо выводовмассив выводов
LFBGAнизкопрофильный FBGAмассив выводов
CGAкорпус с входными и выходными выводами из тугоплавкого припоямассив выводов
CCGAСGA в керамическом корпусемассив выводов
μBGAмикро BGAмассив выводов
FCBGAFlip-chip ball grid array. М ассив шариков на подложке, к которой припаян кристалл с теплоотводоммассив выводов
LLPбезвыводной корпус

Из всего этого зоопарка чип-компонентов для применения в любительских целях могут сгодиться: чип-резисторы, чип-конденсаторы, чип-индуктивности, чип-диоды и транзисторы, светодиоды, стабилитроны, некоторые микросхемы в SOIC корпусах. Конденсаторы обычно выглядят как простые параллелипипеды или маленькие бочонки. Бочонки — это электролитические, а параллелипипеды скорей всего будут танталовыми или керамическими конденсаторами.

Применение SMD светодиодов

В качестве элементов общего освещения светодиоды СМД стали использовать недавно (после достижения интенсивности излучения 120 лм/Вт). Это позволила производить светодиодные лампы, способные заменить люминесцентные и с нитью накала. Производители заботятся о том, чтобы потребителям при замене не нужно было менять или перестраивать систему освещения, покупать другие светильники и прожекторы. Из СМД Led просто собрать любые матрицы и встроить в стандартные корпуса люминесцентных и галогеновых ламп.

Широко используются:

  • конструкции SMD-Led-прожектор-датчик движения в подъездах многоквартирных домов, на территориях частных домов, в бытовых помещениях;
  • ленты из СМД 5050 – освещение помещений различного назначения;
  • ленты из СМД 5630 в подвесных и натяжных потолках;
  • компактные СМД 3014 и СМД 3528 в декоративной подсветке жилых и коммерческих помещений;
  • СМД 2825 – в основной источник и подсветка;
  • в системах аварийного освещения.

Диоды в узком корпусе крепятся на любые поверхности, для корпуса 3-5 мм требуется алюминиевый профиль, хорошо отводящий тепло. Мощность и цвет света подбирается для каждой сферы. Благодаря широкому углу освещения SMD используются на производствах ламп с самыми распространенными видами цоколей и прожекторов.

Любую ленту из СМД можно разделить и прикрепить как в помещении, так снаружи (в декоративных конструкциях, различных коробах, рекламных конструкциях).

Параметры качественного светодиодного фонаря

На сегодняшний день на рынке можно приобрести большое количество и обычных фонарей, но их активно вытесняют светодиодные. Произошло это в первую очередь из-за того, что последние дают намного более яркий свет.

Для того чтобы правильно подобрать светодиоды для фонариков, характеристики которых весьма разнообразны, необходимо при выборе учесть все основные требования покупателя

То, на что нужно обратить внимание – это тип луча, он может быть широким или узким. Какому виду отдать предпочтение, зависит от будущего применения

К примеру, чтобы можно было видеть предметы на расстоянии 30 метров, лучше подобрать фонарик с широким лучом, а модели с узким могут хорошо подсветить удаленные объекты. Чаще всего такое освещение имеют тактические приборы, которыми пользуются туристы, охотники и велосипедисты.

Еще одним важным фактором, влияющим на работу фонаря, является тип его питания. Для самых простых бытовых приборов используются обыкновенные батарейки типа АА или ААА, но для сильных и мощных устройств такого объема будет недостаточно. В этом случае необходимо воспользоваться литий-ионными аккумуляторами, которые могут работать беспрерывно в течение 5 часов.

Стоит обратить свое внимание и на светодиоды для фонариков, характеристики яркости которых отличаются между собой не более чем на 40%. Гарантией качества выбранных устройств служит наличие маркировки

В случаи ее отсутствия можно говорить о несертифицированном изделии, чаще всего китайского производства.

Плюсы и минусы светодиодов SMD

Небольшие габариты диодов СМД и большой поток света при минимальном энергопотрeблении позволило осуществлять сборку плат автоматизированно.

Кроме таких качеств как экономичность, удобство, надежность, у этих источников света есть и другие достоинства:

  • независимость от циклов включения/выключения;
  • моментальный розжиг;
  • высокая устойчивость к механическим повреждениям и вибрациям благодаря плотному прилеганию (без отверстий) к плате и компактности;
  • широкий выбор по цвету (2600К-10000 К);
  • цветопередача 75-85 Ra;
  • бесшумная работа;
  • минимизация риска поражения током благодаря низкому напряжению питания;
  • экологическая безопасность (в составе нет вредных веществ, в потоке света нет ультрафиолетовых лучей);
  • отсутствие мерцания (при условии, что диод качественный);
  • максимальная температура нагрева 90оС;
  • колбы ламп с цоколем производятся из пластиков, не создающих осколков при повреждении;
  • возможность регулировать не только яркость, но и цвет света;
  • простой монтаж и обслуживание;
  • стандартная утилизация.

Как у любого источника света, у СМД диодов имеются и недостатки. Основным рядовые потребители считают высокую стоимость. В модули диоды устанавливаются на значительном расстоянии друг от друга, светятся отдельные точки, что не может обеспечить равномерность светового потока. Еще один недостаток – низкая ремонтопригодность осветительных приборов. СМД только теоретически можно перепаять, на пpaктике модуль необходимо отправлять на завод, выпустивший его. В результате ремонт обходится дороже, чем замена модуля.

Для того, чтобы СМД-диод отработал заявленный производителем срок службы, требуются дорогие системы питания и охлаждения (без них кристаллы быстро деградируют).

Показатели качества

О показателях качества светодиодного изделия можно судить, исходя из следующих критериев:- производитель (предпочтительнее продукция известных компаний, которые публикуют открытые данные о надежности их приборов);- использование специально разработанного конструктива и формы для максимально быстрого отвода тепла, регулирующих температурный режим при работе чипа;- оптические (светотехнические) спецификации LED-лампы, которые можно получить от независимой лаборатории либо изготовителя;- высококачественные гарантийные обязательства;- итоги результатов долгосрочных испытаний функционирования приборов.

Основные выводы

Большинство потребителей при покупке источников света ориентируются на срок службы. При выборе светодиодов решающую роль играет стоимость.

Эффективность этих источников света зависит от многих факторов, в том числе качества охлаждения и пускорегулирующего устройства. На пpaктике модули из СМД-диодов часто проигрывают люминесцентным лампам с цоколем по соотношению цены и срока службы.

По-другому складывается ситуация с прожекторами с датчиками движения. Они экономят электроэнергию и удобны в использовании благодаря отсутствию выключателя. Такие приборы служат долго, если изготовлены одним из ведущих производителей. Эти осветительные приборы достаточно широко используются дизайнеры ландшафта.

При покупке любого светодиодного оборудования не стоит ориентироваться на цены, основной критерий – изготовитель. При выборе в интернет-магазине заказывать светодиоды нужно у производителя. Если изделие качественное, обязательно есть описание с указанием размеров, тока, напряжения, массы.

Необходимо так же учесть, что заявленный срок службы чаще всего далек от реального. Этот параметр зависит от пропускаемого через диод тока и качества системы охлаждения. Чем выше ток, тем быстрее деградирует кристалл, поэтому самые мощные изделия служат не более 40-50 тыс. часов. При снижении яркости на 30% осветительное оборудование меняется.

Принцип функционирования стабилизационных диодов

Несмотря на то, что смд похож на диод, он по сути является иным элементом электросхемы. Конечно, он может выполнять функцию выпрямителя, но обычно используется для стабилизации напряжения. Данный элемент способен поддерживать в цепи постоянного тока постоянное напряжение. Этот его принцип работы применяется в питании различного радиотехнического оборудования.

Стабилитрон и диод

Внешне смд очень похож на стандартный полупроводник. Схожесть сохраняется и в конструкционных особенностях. Но при обозначении такого радиотехнического элемента, в отличие от диода, на схеме ставится буква Г. Если не вникать в математические расчеты и физические явления, то принцип функционирования smd будет достаточно понятным.

Проходя через этот элемент, небольшое напряжение цепи провоцирует сильный ток. При увеличении обратного напряжения ток так же растет, только в этом случае его рост будет наблюдаться слабо. Доходя до отметки, она может быть любой. Все зависит от типа устройства. При достижении отметки происходит «пробой». После случившегося «пробоя» через smd начинает течь обратный ток большого значения. Именно в этот момент и начинается работа данного элемента до времени превышения его допустимого предела.

О многослойных платах

Монтаж в аппаратуре с SMD компонентами часто бывает достаточно плотным. Поэтому и дорожек самим платам надо больше, чтобы при дальнейшей эксплуатации не возникало проблем. На одну поверхность все дорожки влезть не могут, потому и был разработан многослойный вариант плат.

В плате будет больше слоёв, если само оборудование применяют достаточно сложное. Прямо внутри платы размещаются сами дорожки, увидеть их практически невозможно. Платы компьютеров и мобильных телефонов — пример использования подобных технологий на практике.

Обратите внимание! При перегреве многослойных плат они просто вздуваются, как пузырь. Межслойные связи начинают рваться, из-за чего главный компонент выходит из строя

Правильно подобранная температура — самый важный фактор при любом ремонте.

Иногда применяют обе стороны печатной платы для работы. Из-за этого плотность монтажа становится в два раза больше. Ещё одно преимущество современных SMT технологий. Материала для производства таких компонентов тоже уходит в несколько раз меньше. Себестоимость благодаря такой конструкции уменьшают.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 4 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Для любых предложений по сайту: [email protected]