Интернет журнал о промышленности и технологиях

Все о светодиодах: основы светодиодного освещения высокой мощности

  1. Что такое светодиод?
  2. Типы светодиодов
  3. 5мм светодиоды
  4. Светодиоды для поверхностного монтажа (SMD)
  5. Вопросы полярности: проводка светодиодов
  6. Варианты цвета
  7. Белые светодиоды
  8. Цветные светодиоды
  9. Яркость светодиодов
  10. Зачем вести текущие дела ...
  11. Определение яркости
  12. Пример: определение яркости Cree XP-L при 2100 мА
  13. Угол обзора и оптика
  14. Как включить светодиоды
  15. Еще немного о светодиодных драйверах
  16. Какое напряжение мне нужно, чтобы загорелся светодиод?
  17. Контроль нагрева
  18. LED Binning & Качество

Светодиоды подходят для многих применений освещения, они предназначены для создания большого количества света с небольшим форм-фактором при сохранении фантастической эффективности. Здесь, в LEDSupply, есть множество светодиодов для всех видов освещения, и дело в том, как их использовать. Светодиодная технология немного отличается от других источников освещения, с которыми знакомо большинство людей. Этот пост здесь, чтобы объяснить все, что вам нужно знать о светодиодном освещении: как безопасно питать светодиоды, чтобы вы получили как можно больше света и максимально возможный срок службы.

Что такое светодиод?

Светодиод - это тип диода, который превращает электрическую энергию в свет. Для тех, кто не знает, диод - это электрический компонент, который работает только в одном направлении. По сути, светодиод - это электрический компонент, который излучает свет при прохождении электричества в одном направлении от анода (положительная сторона) к катоду (отрицательная сторона). Светодиод - это тип диода, который превращает электрическую энергию в свет LED - это сокращение, обозначающее L ight E mitting D iode. По сути, светодиоды похожи на крошечные лампочки, им просто требуется намного меньше энергии для освещения, и они намного более эффективны для получения высокой светоотдачи.

Типы светодиодов

В общих чертах, мы используем два разных типа светодиодов:

Сквозное отверстие 5 мм & Поверхностный монтаж.

5мм светодиоды

Светодиоды 5 мм - это диоды внутри линзы диаметром 5 мм с двумя тонкими металлическими ножками внизу Светодиоды 5 мм - это диоды внутри линзы диаметром 5 мм с двумя тонкими металлическими ножками внизу. Они используются в приложениях, где требуется меньшее количество света. 5-миллиметровые светодиоды также работают при гораздо меньших токах возбуждения, максимально до 30 мА, тогда как для светодиодов поверхностного монтажа требуется минимум 350 мА. Все наши 5-миллиметровые светодиоды от ведущих мировых производителей доступны в различных цветах, интенсивности и схемах освещения. Сквозные светодиоды отлично подходят для небольших фонариков, вывесок и всего, где вы используете макет, так как их можно легко использовать со своими проводами. Проверьте наш руководство по настройке 5мм светодиодов для получения дополнительной информации об этих крошечных источниках света.

Светодиоды для поверхностного монтажа (SMD)

Рисунок 1 - Голый излучатель

Светодиоды для поверхностного монтажа представляют собой диод (ы), которые могут быть размещены на подложке (монтажной плате) с кремниевым куполом над диодом для его защиты (см. Рис. 1). Мы поставляем мощные светодиоды для поверхностного монтажа от лидеров отрасли. Cree а также Luxeon , И то, и другое, на наш взгляд, отлично, поэтому мы их несем. Некоторые предпочитают одно другому, но это приходит с опытом и знанием того, что искать. Cree, как правило, имеет более высокие показатели выходной мощности Lumen и является лидером рынка в секторе мощных светодиодов. Luxeon, с другой стороны, имеет отличные цвета и терморегуляцию.

Светодиоды высокой мощности поставляются в виде оголенных излучателей (как показано на рис. 1) или монтируются на печатную плату с металлическим сердечником (MCPCB). Платы изолированы и содержат токопроводящие дорожки для удобного подключения. Наши 20-миллиметровые конструкции 1-Up и 3-Up Star Board являются бестселлерами. Мы также предлагаем QuadPod, который может содержать 4 мощных светодиода на плате, немного превышающей 20-миллиметровые звезды (см. Рис. 2). Все наши мощные светодиодные опции также могут быть построены на линейной конструкции. LuxStrip может вмещать 6 светодиодов на фут и легко подключается до 10 футов в длину.

LuxStrip   может вмещать 6 светодиодов на фут и легко подключается до 10 футов в длину

Рисунок 2 - Опции MCPCB

Вопросы полярности: проводка светодиодов

Электронная полярность указывает, является ли цепь симметричной или нет. Светодиоды являются диодами, поэтому ток может течь только в одном направлении. Когда нет тока, света не будет. К счастью, это означает, что если мы подключим светодиод в обратном направлении, он не сожжет всю систему, он просто не загорится.

Положительной стороной светодиода является анод, а отрицательной - катод. Ток течет от анода к катоду и никогда в другом направлении, поэтому важно знать, как отличить анод от катода. Для светодиодов поверхностного монтажа это легко, так как соединения помечены, но для светодиодов 5 мм для более длинного провода, который является анодом (положительный), взгляните на рисунок 3 ниже.

Рисунок 3 - Нахождение анода и катода светодиода

Варианты цвета

Одна из замечательных особенностей светодиодов - это различные варианты и виды света, которые вы можете получить от них.

Белые светодиоды

Коррелированная цветовая температура (CCT) - это процесс создания различного белого света при разных температурах. Цветовая температура указывается в градусах Кельвина (К), что представляет собой шкалу температур, в которой ноль находится на абсолютном нуле, а каждый градус равен одному Кельвину. Более низкие температуры от 3000 до 4500 К имеют тенденцию к повышению температуры до нейтрального белого. Более высокие температуры 5000K + - это холодные белые, также известные как «дневной свет».

Цветные светодиоды

Для цветов действительно важна длина волны в нанометрах (нм). Для определенных применений цвета необходимы для визуального эффекта, но иногда определенные длины волн необходимы для таких применений, как отверждение, выращивание, освещение рифовых резервуаров и многое другое. См. Рис. 4 для понимания того, какие длины волн и температуры дают определенные цвета.

4 для понимания того, какие длины волн и температуры дают определенные цвета

Рисунок 4 - Цвета светодиодов и цветовая температура

Мы стараемся нести одинаковые цветовые температуры и длины волн для каждой марки и типа светодиода. Вы всегда можете найти цвет или длину волны наших светодиодов в подразделе на странице продукта и даже выполнить поиск по цвету в раскрывающемся меню светодиодов на главной странице. В белом мы несем 3000K , 4000K , 5000K а также 6500K , Так далеко как цвета иди, мы носим с 400-660нм.

Яркость светодиодов

Светодиоды не только известны своими цветами, они также намного ярче, чем другие источники света. Иногда трудно сказать, насколько ярким будет светодиод, потому что он измеряется в люменах. Люмен - это научная единица измерения светового потока или общего количества видимого света от источника. Обратите внимание, что 5-миллиметровые светодиоды обычно указываются в милликанделах (мкд). Для светодиодов диаметром 5 мм их угол обзора также влияет на светоотдачу, которую они излучают, подробнее об этом см. Вот.

Зачем вести текущие дела ...

Количество света (люмен), которое излучает светодиод, зависит от того, сколько тока подается. Ток измеряется в миллиамперах (мА) или амперах (А). Мощные светодиоды могут принимать токи от 350 мА до 3000 мА. Светодиоды различаются по своим текущим номиналам, поэтому обязательно следите за этим при выборе светодиода и драйвера.

Определение яркости

Теперь самое сложное - выбрать комбинацию светодиодов и драйверов, которая будет выводить необходимый свет. Мы сделали много земляных работ Вот , в посте измерения яркости каждого мощного светодиода при разных токах возбуждения. Обратите внимание, что это меры для звезд 1-Up, поэтому, если вы хотите больше света, 3-Up светодиоды являются хорошим вариантом, поскольку они в три раза больше света в пределах одной и той же площади.

Вышеуказанный ресурс всегда можно использовать для определения светоотдачи от светодиода, но найти его вручную не очень сложно.

Для этого необходима информация из паспорта светодиода. На всех наших светодиодных страницах мы ссылаемся на таблицу данных производителей в нижней части страницы.

Пример: определение яркости Cree XP-L при 2100 мА

В этом примере мы используем Cree XP-L. Сначала найдите таблицу характеристик потока (рисунок 5). Позже мы коснемся биннинга, который отмечен в столбце «Группа», но давайте предположим, что мы собираемся использовать холодный белый XP-L из самого высокого бина (v5). Выделенное число является типичным потоком при 1050 мА, который является током, при котором измеряется XP-L. Справа от этого приведены типичные значения люмена для токов возбуждения 1500, 2000 и 3000 мА.

Справа от этого приведены типичные значения люмена для токов возбуждения 1500, 2000 и 3000 мА

Рисунок 5 - Светодиодная диаграмма светового потока

В качестве примера, скажем, мы хотим запустить этот светодиод с индикатором BuckBlock 2100 мА. В качестве примера, скажем, мы хотим запустить этот светодиод с индикатором BuckBlock 2100 мА водитель, и мы должны найти то, на что был бы похож световой поток. При управлении промежуточным током возбуждения, которого нет в списке, найдите график относительного потока в зависимости от тока на листе данных, который выглядит как график справа.

Стрелка показывает протестированный (базовый) выход (при относительном потоке 100%). Следуя кривой до 2100 мА (?), Мы видим, что это увеличение света на 75%. Взяв 460 люмен сверху и умножив его на 1,75, мы видим, что холодный белый XP-L, работающий при 2100 мА, выделяет около 805 люмен.

Может быть трудно найти светодиоды и люмен, необходимые для переключения на светодиоды. Это связано с тем, что свет всегда измерялся мощностью лампы. Светодиоды имеют гораздо лучшую эффективность, что делает практически невозможным их измерение таким образом, поскольку светодиод на 50 Вт будет значительно ярче, чем лампа накаливания на 50 Вт. На рисунке 7 мы показываем различные лампы накаливания и сколько люменов они дают на выходе. Это помогает лучше понять, какого света ожидать от светодиода, и будет ли он таким же, как и старое освещение.

Рисунок 6 - Мощность лампы накаливания в люменах

Угол обзора и оптика

Наши 5-миллиметровые светодиоды указали углы обзора для каждого, поэтому просто выберите тот, который подойдет вам. Что касается светодиодов для поверхностного монтажа, большинство из них излучают очень широкий угол при 125 градусах! К счастью, светодиодные платы совместимы и просты в использовании с Светодиодная оптика , Эта вторичная оптика используется для фокусировки света, она может отражать свет от светодиода в точечную, среднюю, широкую или эллиптическую и овальную формы.

Как видно на рисунке 8, оптика 1-Up имеет форму конуса и требует держателя для оптики. В случае наших светодиодных плат оптические держатели имеют четыре ножки, которые садятся в канавки звезды. Тройные светодиодные звезды также совместимы с оптикой Carclo, построенной с тремя отверстиями на плате для ног.

Рисунок 7 - Светодиодная оптика и держатели

Как включить светодиоды

Светодиоды, как известно, имеют лучшую эффективность из всех других источников света. Эффективность - это мера того, насколько хорошо источник света производит видимый свет, также называемый люменами на ватт. Другими словами, сколько света мы получаем за наш ватт мощности. Чтобы выяснить это, сначала выясните мощность используемого светодиода. Чтобы найти ватты, необходимо умножить прямое напряжение (напряжение, при котором ток начинает течь в нормальном проводящем направлении) на ток возбуждения в амперах (обратите внимание, что он ДОЛЖЕН быть в амперах… а не в миллиамперах). Давайте посмотрим на Кри XP-L 1-светодиодный В качестве примера.

Давайте посмотрим на   Кри XP-L 1-светодиодный   В качестве примера

Рисунок 8 - Прямое напряжение светодиода

Скажем, мы запускаем этот Cree XP-L при 2000 мА. Из рисунка 8 видно, что при этом токе привода прямое напряжение составляет 3,15. Таким образом, чтобы найти ватты, мы умножаем 3,15 (прямое напряжение) на 2 А (2000 мА = 2 А), что составляет 6,3 Ватт.

Так что теперь, чтобы найти эффективность, нам просто нужно разделить 742 люмен (проверенное количество люменов для этого светодиода при 2000 мА) на 6,3 Вт. Таким образом, КПД (люмен / ватт) этого Cree XP-L составляет 117,8. Это отличная эффективность, но также следует отметить, что Cree может похвастаться тем, что светодиод XLamp XP-L обладает прорывной эффективностью 200 люмен / ватт при 350 мА. Полезно знать, что эффективность снижается, когда вы подаете больше тока на светодиод, так как это увеличивает нагрев, что делает светодиод немного менее эффективным. Иногда вам нужно будет принять это, если вам нужно, чтобы светодиод был очень ярким, но если вы хотите добиться максимальной эффективности, вам следует использовать светодиоды с более низким током. Все это полезно для определения того, сколько энергии потребуется вашим приложениям, а также для определения экономии энергии в будущем.

Еще немного о светодиодных драйверах

Это означает, что вы нужно найти светодиодный драйвер у него есть возможность управлять светодиодами в нужном вам токе, чтобы получить желаемое количество люменов. Драйвер светодиода - это электрическое устройство, которое регулирует питание светодиода или цепочки светодиодов. Драйвер реагирует на изменяющиеся потребности светодиода, обеспечивая постоянное количество энергии для светодиода, когда его электрические свойства меняются в зависимости от температуры. Хорошая аналогия в понимании этого - это автомобиль на круиз-контроле. Поскольку автомобиль (светодиод) проходит через холмы и долины (изменения температуры), круиз-контроль (водитель) обеспечивает постоянную скорость (свет), регулируя газ (мощность), необходимый для этого. Драйвер так важен, потому что светодиоды требуют очень определенной электрической мощности для правильной работы. Если напряжение, подаваемое на светодиод, ниже требуемого, через переход проходит очень мало тока, что приводит к слабому освещению и плохой работе. С другой стороны, если напряжение слишком велико, слишком большой ток течет к светодиоду, и он может перегреться и получить серьезные повреждения или полностью выйти из строя ( тепловой побег ). Обязательно проверяйте таблицу данных светодиодов, чтобы знать, какой ток рекомендуется использовать, чтобы избежать этих проблем.

Какое напряжение мне нужно, чтобы загорелся светодиод?

Это часто задаваемый вопрос, и его довольно легко понять. Все, что вам нужно знать, это прямое напряжение ваших светодиодов. Если у вас есть несколько светодиодов последовательно, то вам необходимо учитывать все объединенные прямые напряжения, если у вас параллельная цепь, то вам нужно только учитывать прямое напряжение от того, сколько светодиодов у вас на строку. Для получения дополнительной информации о настройке проводки см. Вот , Рекомендуется использовать не менее 2 Вольт, поскольку некоторые драйверы (например, драйверы LuxDrive) требуют, чтобы драйвер работал правильно. Поэтому, если ваше общее прямое напряжение для последовательной цепи составляет 9,55, вы должны быть в безопасности с напряжением питания 12 В. Для автономных драйверов (вход переменного тока) просто знайте выходное напряжение, на которое они рассчитаны, и убедитесь, что вы защищены, поэтому драйвер ввода переменного тока с диапазоном выходного сигнала 3-12 В пост. Тока также подойдет для этого приложения.

Контроль нагрева

Поиск мощности вашей системы также поможет вам узнать больше о контроле тепла, который вам понадобится. Поскольку эти светодиоды являются мощными, они выделяют тепло, которое может быть очень плохим, как вы можете понять Вот , Слишком большое количество тепла приведет к тому, что светодиоды будут производить меньше света, а также сокращают срок службы. Мы всегда рекомендуем использовать радиатор и хотел бы сказать, чтобы использовать около 3 квадратных дюймов на каждый ватт светодиодов. Для больших мощностей я бы порекомендовал поиск радиатора, который рекомендуется для количества потребляемой мощности.

LED Binning & Качество

Сейчас, когда светодиодная индустрия растет довольно быстрыми темпами, важно понимать разницу между светодиодами. Это общий вопрос, так как светодиоды могут варьироваться от очень дешевых до очень дорогих. Я был бы осторожен при покупке дешевых светодиодов, так как вы всегда получаете то, за что платите, да, сначала светодиоды могут отлично работать, но обычно они не работают так долго или быстро сгорают из-за плохого тестирования.

Все светодиоды, представленные здесь на LEDSupply, тщательно отобраны. У нас только лучшие бренды и цветовые температуры. Наш огромный опыт работы в отрасли помог нам понять важность качественного производства и сборки светодиодов. При производстве светодиодов производительность варьируется в зависимости от средних значений в технических паспортах. По этой причине производители устанавливают светодиоды на световой поток, цвет и прямое напряжение. Мы выбираем ячейки с самым высоким световым потоком (видимым светом) и самым низким прямым напряжением, поскольку это гарантирует, что у нас есть светодиоды с наилучшей эффективностью. Большое количество светодиодной продукции производится дешево и не документировано правильно, что приводит ко многим неудачным проектам, а затем заставляет людей думать, что светодиоды на самом деле не работают так долго, как об этом говорят. С нашим опытом и покупательской способностью мы можем предложить лучшие продукты по разумным ценам.

Это должно дать вам хорошее начало для понимания светодиодов и того, что нужно искать, но если у вас есть дополнительные вопросы или вы хотели бы получить больше информации о конкретном продукте и о том, будет ли он работать для вас, мы здесь, чтобы помочь. Просто напишите нам на [email protected] или позвоните нам по телефону (802) 728-6031, чтобы пообщаться с нашей очень знающей командой технической поддержки.

Что такое светодиод?
Что такое светодиод?
Какое напряжение мне нужно, чтобы загорелся светодиод?