Маркировка различных видов диодов

Какая полярность светодиодов

Если диод не светится, значит ток не движется по прямой. Это значит, что при производстве диода не были учтены катод и анод. Полярность светодиодов практически не подлежит визуальному определению. Выявить ее можно при помощи мультимера, технической документации и простого монтажа по схеме.

P-n переход подключают к источнику постоянного напряжения в зависимости от полярности выводов. Под действием напряжения начинают двигаться свободные отрицательно заряженные электроны и дырки с положительным зарядом в направлении к полюсам.

В p-n переходе заряды создают рекомбинацию, электроны перемещаются из зоны проводимости в зону валентности, преодолевая уровень Ферми. Часть энергии выходит с выделением волн света разного спектра и яркости.

Виды и характеристики светодиодов.

Светоизлучающие диоды различают по конструкции корпуса:

1. DIP – маломощные индикаторные цилиндрические элементы. Востребованы для подсветок экранов, индикации, световых гирлянд.
2. «Пиранья» — четырехконтактный DIP. Они крепче держатся на своем месте и меньше греются. Востребованы в автомобильной промышленности для подсветок.
3. SMD – внешне выглядит, как параллелепипед. За счет своей надежности и универсальности востребованы во многих отраслях светотехнической промышленности.
4. PCB Star светодиоды. Разновидность SMD.
5. СОВ – плоский SMD. Новейший тип.

Независимо от исполнения корпуса выделяют светодиоды:

1. Двухцветные. Они излучают одновременно два цвета. Обладают тремя контактами, один из которых общий.
2. Полноцветные RGB (красный-зеленый-синий). Изготавливаются из трех полупроводниковых кристаллов под общей линзой, обладают четырьмя электродами. По одному выводу для каждого полупроводникового элемента и один общий вывод. В SMD у прибора будет шесть выводов.

Пропорциональное смешение цветов дает всевозможные оттенки света. Например, при включении на 100% красного и зеленого получится желтый.

1. Адресные светодиоды − разновидность полноцветных. Отличаются от обычных RGB тем, что включаются по собственному индивидуальному коду. Востребован в лентах, где на адресном светодиоде можно задать неповторяющийся цветовой оттенок. При этом led-диод обладает собственным адресом, на который поступают команды от специального управляющего драйвера. Управление цветами происходит через микрочипы, которые встраиваются рядом с адресными светодиодами.
2. Сверхмощные (сверхяркие) светодиоды – элементы мощностью выше 1 Вт с силой тока от 300 мА. (Мощность обычных светодиодов измеряется чаще всего в милливаттах). Такие устройства светят очень ярким светом. Используются в фонариках, фарах, прожекторах и т.п.

Также led-элементы подразделяются на:

1. Индикаторные — маломощные.
2. Осветительные — приборы большой мощности.
3. Инфракрасные – излучают невидимый человеческому глазу инфракрасный спектр.

Инфракрасные диоды. Благодаря специально подобранным материалам проводников они испускают невидимые глазу инфракрасные лучи. Они безвредны для живых существ, но заметны для электронных систем регистрации. Востребованы во многих технических устройствах  и станках во всевозможных отраслях промышленности.

Индикаторные led-диоды. Выступают в роли индикаторов для техники,  подсветок дисплеев и т.п. Их делят по типу используемых полупроводников на:

• двойные – светят зеленым и оранжевым;
• тройные – светят желтым и оранжевым;
• тройные – светят красным и желто-зеленым.

Независимо от вида светодиоды характеризуются некоторыми параметрами.

Цвет излучения. Обусловлен химическим составом полупроводников. Некоторые вещества и соответствующие им цвета обозначены в таблице.

Яркость. Она пропорциональна силе тока, текущей сквозь элемент. Среди led-диоды, которые светят белым светом, выделяют яркие (20-25 милликандел) и сверхяркие (свыше 20 тысяч милликандел).

Сила тока. Светодиоды весьма чувствительны к силе тока. При превышении ее значения выше номинального led может перегореть. Поэтому не рекомендуется превышать максимальный прямой ток элемента. Точные значения для конкретного светодиода приводятся в техническом описании.

Падение напряжения. Характеризует допустимую разницу между величинами входного и выходящего напряжения. У значения напряжения для светодиодов есть максимальное значение, превышение которого приведет к поломке led. Значения указываются в техническом описании.

Полярность. Поскольку ток в светодиоде течет только от p -слоя к n -слою, для предотвращения поломок стоит полярность. Обычно ее определяют по внешнему виду, маркировке или особым пометкам на корпусе. (Подробнее смотрите в статье «определение полярности»). Также узнать полярность можно из технической документации.

Угол рассеивания света. Определяется формой линзы, конструкцией кристалла и от используемых для изготовления кристалла веществ. Может меняться от 15 до 180 градусов.

Плюсы и минусы светодиодов SMD

Небольшие габариты диодов СМД и большой поток света при минимальном энергопотреблении 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 практике 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).

Упаковка светодиодной лампы

Первое место, где будет размещена маркировка, естественно, это упаковка самой лампы. Здесь находится вся необходимая нам информация. Правда, не всегда понятно что с ней делать и как понимать.

Рассмотрим несколько примеров упаковок:

Как видите, на каждой из них есть похожие показатели, это яркость лампы в люменах, ее потребляемая мощность, цветопередача, температура цвета, а также еще несколько непонятных пиктограмм. Но давайте обо всем по порядку.

Мощность

На этикетке светодиодной лампы обязательно указывается мощность. Это количество тока, которое лампа будет потреблять за час. Например, мощность 15 Ватт значит, что эта лампочка за один час работы использует только 15 Ватт энергии, а чтобы набрать один Киловатт, ей понадобится работать аж 66 часов. Обычно мощность светодиодных ламп находится в пределах 1 — 25 Ватт. Это те же самые Ватты, к которым мы привыкли при использовании ламп накаливания. Но теперь мы не можем оценивать по ним яркость как раньше. Светодиоды от разных производителей могут потреблять разное количество тока при одной и той же ярости, поэтому для измерения этого параметра теперь используются люмены, а Ватты означают только то, что они на самом деле означают — потребление энергии.

Тип колбы и цоколя

Предлагаемые покупателям светодиодные лампы различаются формой и размерами колбы. Данные параметры определяются конкретными значениями на коробке.

Рисунок 2. Типы колб

Наиболее популярные маркировки колб и их расшифровка:

• A– традиционная форма, напоминающая грушу (схожа с лампами накаливания);
• C – форма свечи;
• R – напоминает гриб;
• G – шарообразная колба;
• T – трубчатая конструкция;
• P– сферическая форма.

Для подсоединения прибора в осветительную систему используется цоколь. Самыми популярными считаются традиционные цоколи с маркировкой «Е».  В них предусмотрено соединение с патроном при помощи резьбы.

Рисунок 3. Цоколи осветительных приборов

Рядом с буквой стоит цифра, определяющая диаметр резьбы. Многие приборы имеют цоколь с сокращением Е27. Они подойдут для замены традиционных ламп накаливания. Чуть менее распространены модели с аббревиатурой Е14, предполагающей уменьшенный диаметр резьбы.

В уличных фонарях часто можно встретить приборы с цоколем увеличенного диаметра Е40. Сама колба в этом случае также значительно увеличивается.

Маркировки «G» и «U» можно расшифровать как штырьковое соединение с патроном. Следующая за буквой цифра означает расстояние между двумя штырьками. Такие модели чаще всего встречаются в потолочных светильниках.

Нередко помещения оснащаются светодиодными светильниками в качестве дополнительной подсветки. При этом используются накладные приборы с цоколем типа «GX53».

Достоинства и недостатки светодиодов

Плюсы

• Высокая механическая и вибрационная стойкость.
• Небольшой разогрев.
• Маленькие габаритные размеры, легкий
• Долговечность.
• Низкое энергопотребление и мощность.
• Возможность регулирования интенсивности свечения.
• Высокие декоративные качества: разнообразие цветов и оттенков свечения.
• Безынерционность: включаются сразу на полную мощность.
• Возможность работы при низких температурах.
• Низкая цена индикаторных светодиодов.
• Безопасность: низкие рабочие значения напряжения и тока.

Минусы

• Высокая цена SMD.
• Ухудшения со временем качества кристалла: чем дольше светодиод работает, тем он тусклее.
• Повышенные требования к источнику питания.
• Недопустимы даже небольшие превышения минимальных и максимальных значений электрических параметров.

Как правильно подобрать нужный цоколь к патрону

Чтобы не ошибиться в выборе, нужно учитывать параметры осветительного устройства, под который вы выбираете цоколь.

Выбирая разъемное соединение, учитывайте следующие нюансы:

1. Параметры сети для разных видов цоколей отличаются. Некоторые устройства работают при напряжении 12 – 24 ВB, а другие – 220 B.
2. Определитесь с выбором источника света: галогенные, люминесцентные или светодиодные (LED) лампы. Последний вариант считается самым лучшим.
3. Для LED-ламп с выключателями или диммерами нельзя использовать лампочки с цоколями Е14 или Е27.
4. Ассортимент штырьковых ламп большой, поэтому легко запутаться. Чтобы этого не случилось, не выбрасывайте перегоревший элемент.

Светодиодные лампы подходят практически под все типы цоколей. Однако при выборе устройства, учитывайте номинальную мощность осветительного устройства.

Размер кристалла

В общих характеристиках светоизлучающих диодов можно встретить значение размера кристалла. Эта величина измеряется в Милах (mil), 1 mil соответствует 0,0254 мм. Стандартные размеры квадрата кристалла 24×24, 24×40, 35×35 и 40×40 mil. Считается, чем больше его площадь, тем больше потребляемая мощность, при этом снижается нагрев при работе и увеличивается предел перегрузки. Для сравнения размеры 40×40mil соответствуют 1,143 × 1,143 мм и потребляют около 1 Вт.

Естественно, большое значение имеет материал для изготовления и условия, при которых кристалл выращивался. Также значение имеет качество калибровки. Это к тому, что себе дешевле приобретать светодиоды известных брендов, показатели многих китайских лед источников света завышены.

Применение светодиодов

Сферы применения светодиодов постоянно расширяются. Первоначально они использовались как световые индикаторы в схемах включения или работы электронной аппаратуры. Например, включение передатчика, переход на повышенную или пониженную мощность и т.д. Могли фиксировать автоматическое включение, например, при появлении сигнала вызова или для привлечения внимания. Использовались мигающие или одноцветные светодиоды – красные, желтые, зеленые, синие.

Высокая энергетическая эффективность и потребность в экономичном освещении заставила производителей увеличивать световой поток. Стали использовать включение корпусных светодиодов в автономные конструкции в виде линеек или модулей.

Малогабаритные сверхъяркие DIP-светодиоды соединяли в последовательно-параллельные цепочки и питали их прямо от сети 220 В. Поместив такие последовательные группы диодов в прозрачную гибкую ПВХ-трубку и залив их прозрачным герметиком, получили «гибкий неон» – светящийся «жгут». Его можно проложить по бортику бассейна, бордюру дорожки, украсить крышу дома или дерево в саду.

Вначале это были средства декоративной отделки интерьера помещений. Увеличение мощности SMD-диодов и плотности их размещения на плате позволило начать использование светодиодных лент вначале для вспомогательного, а потом и основного освещения. Увеличение степени пылевлагозащиты лент привело к их использованию для декоративной подсветки, а потом и основного освещения в условиях улицы.

Светодиодная лента с боковым свечением.

Одновременно шла разработка светодиодных ламп для замены ламп накаливания в светильниках – бра, люстрах, настольных лампах. Появились лампы-ретрофиты – полные аналоги ламп накаливания и люминесцентных трубок по форме, размерам колб, напряжению питания. Началась постепенная замена ламп накаливания на светодиодные ретрофиты. При этом прекращалось производство ЛН – вначале 100 Вт и более, потом 75, 60 и т.д.

Светодиодное освещение появилось на улицах, перекрестках, площадях, автомобильных магистралях и стоянках.

Разработка мощных единичных светодиодов, особенно в корпусе Emitter или PCB Star, способствовала появлению фонариков со встроенным аккумулятором. Яркость и длительность свечения после одного цикла заряда в разы превосходила прежние модели.

Появились малогабаритные прожекторы как белого света, так и цветного.

Отличная управляемость светодиодов электронными средствами — контроллерами и диммерами – регуляторами яркости, позволила использовать мощные прожекторы в светодинамической иллюминации улиц и площадей городов и поселков в любом регионе страны.

Светодиодные ленты типа RGB, RGBW и RGBWW дали возможность не только получить мощные потоки белого света, но и в широких пределах изменять его белый оттенок от желтоватого теплого до синеватого и голубого холодного.

Управляемость новых источников света позволяет широко использовать их в световой рекламе – «бегущих строках», световых табло, информационных экранах и т.п.

Используют эти яркие цветные и белые источники света в фасадной рекламе и на крышах – плоские и объемные буквы и рисунки, фирменные названия, изображения товарных знаков и многое другое.

И все эти конструкции работают много дольше аналогов на обычных лампах, почти не требуя обслуживания и потребляя при этом в разы меньше электроэнергии.

Технические возможности светодиодов и светотехнической аппаратуры постоянно растут. Стоимость светодиодов уменьшается, а применение расширяется.

Лазерные диоды

Лазерные устройства – это отдельный вид светодиодов, который не относиться ни к индикаторным, ни к осветительным. Да и технология его создания мало чем напоминает производство стандартных led-элементов.

По сути, это полупроводниковый лазер, который построен на базе светодиода. При включении они излучают очень узкий световой пучок. Современные устройства имеют угол рассеяния от 5 до 10°. В продаже имеются устройства, которые работают в видимом диапазоне, а также инфракрасные и ультрафиолетовые лазерные диоды.

Такие кристаллы устанавливают в лазерные указки, целеуказатели, приводы оптических дисков, оптические мыши и т. д.

Световой поток

Вот мы и добрались к самому интересному. Именно с помощью этого параметра определяется яркость света, который будет излучать лампа. Световой поток определяется в люменах, обозначается сокращением Lm. Эта величина показывает сколько света попадет на один квадратный метр поверхности помещения. Светодиодные лампы способны давать очень большую яркость и требуют для этого намного больше энергии. Возможно, вам будет сложно сориентироваться сразу во сколько вам нужно яркости в люменах. Но чтобы было легче можете посмотреть таблицу аналогов яркости в люменах для привычной нам яркости в Ваттах для ламп накаливания:

Вообще, нормой для помещений считается 50 — 300 люмен на метр квадратный помещения. Понятно, что это еще зависит от цвета стен и потолка. А там уже прикидывайте.

Как узнать где у конденсатора полярность

У большинства элементов принята боле-менее однообразная система маркировки полярности. Обозначение полярности конденсатора имеет несколько типов, которые нетрудно запомнить:

• Внешний вид (форма корпуса, длина и толщина ножек);
• Маркировка (нанесение соответствующих символов у выводов или на корпусе);
• Обозначения на электронных схемах.

По внешнему виду

Как определить полярность конденсатора по внешнему виду? Наиболее просто это сделать для приборов с цилиндрическим корпусом, у которых выводы расположены на противоположных торцах (аксиальный тип корпуса). Даже если маркировка полностью стерта, то тот вывод, который присоединен напрямую к металлическому корпусу, имеет знак «минус».

Вывод, установленный на корпусе через изолятор (в данном месте обычно имеется утолщение или изменение формы корпуса) соответствует положительной полярности, то есть «плюс».

Аксиальная форма корпуса

Новые, не спаянные типы алюминиевых конструкций с ножками, расположенными в непосредственной близости друг к другу (радиальный корпус), имеют более длинный положительный вывод.

Иногда в старой аппаратуре можно встретить электролитические конденсаторы с одним выводом, которые крепятся к корпусу конструкции при помощи гайки. Здесь гайка – «минус», вывод «плюс».

Вам это будет интересно Перевод ватт в киловатты

Гаечное крепление

Еще реже попадаются элементы также с гаечным креплением, но с двумя выводами. Принцип маркировки во многом схож с предыдущим случаем, но здесь мы имеем дело со сдвоенным конденсатором, у которого общий «минус» находится на корпусе, а «плюс» расположен на выводах (каждый вывод соответствует отдельной емкости).

По маркировке

Производители также наносят маркировку на корпусе элементов. Здесь может быть несколько вариантов:

• Знак «минус» на боковой поверхности цилиндра со стороны отрицательного вывода;
• Знак «плюс» непосредственно у положительной ножки элемента;
• Широкая темная полоса на торце напротив отрицательного вывода (обычно у твердотельных электролитических конденсаторов.

Обратите внимание! Для SMD компонентов обозначение обратное – широкая светлая или темная полоса возле положительной площадки. Маркировка твердотельных и SMD компонентов

Маркировка твердотельных и SMD компонентов

По схеме

На электрических схемах конденсаторы обозначаются в виде двух параллельных линий, которые символизируют обкладки. Возле положительного вывода ставят символ «+», или этот вывод обозначают более толстой линией, либо в виде узкого прямоугольника.

Некоторые производители электроники рисуют на схемах отрицательный вывод в виде отрезка дуги.

Обозначение на принципиальных схемах

Не печатных платах электролитический конденсатор имеет такие обозначения полярности:

• Как на электрических принципиальных схемах;
• В виде круга, у которого закрашен узкий сегмент в месте пайки отрицательного вывода.

CREE

Мощные осветительные светодиоды имеют следующую систему маркировки:

SSSCCC-BD-0000-NNNNN

• первые три буквы обозначают серию светодиодов, например XPG для серии XP-G;
• затем идут три буквы обозначения цветности, закодированные с помощью английских аббревиатур соответствующих цветов:
  • WHT – белый;
  • HEW – высокоэффективный (high efficiency) белый;
  • BWT – белый второго поколения (речь идет о втором поколении светодиодов белого цвета, например, если серия XP-G обозначалась XPGWHT…, то серия XP-G2 будет обозначаться XPGBWT…);
  • ROY – королевский (яркий) синий;
  • BLU – синий;
  • GRN – зеленый;
  • AMB – оранжевый;
  • RED – красный и т.д.
• два знака – характеристика качества цвета, индекс цветопередачи CRI:
  • 01 – белый для наружного освещения;
  • B1 – CRI min 70 (индекс цветопередачи не менее 70);
  • L1 – стандартный (типовой) CRI – зависит от конкретного типа светодиода и его цветовой температуры;
  • H1 – CRI min 80;
  • P1 – CRI min 85;
  • U1 – CRI min 90;
• четыре нуля – цифры внутреннего кода производителя, назначение которого логическому объяснению не поддается (по крайней мере, на практике никогда не встречалась иная комбинация этих цифр);
• пять знаков – номер набора по коррелированной цветовой температуре и световой отдаче. Огромное количество вариаций этого номера (равно как и модификаций светодиодов данного производителя) не позволяет охватить эти обозначения в рамках одной статьи, поэтому для однозначной идентификации по номеру набора следует обратиться к data sheet производителя разработанному для этой серии светодиодов.

Пример обозначения светодиода серии XP-E2 с индексом цветопередачи не менее 80, цветовой температурой 4300 К, и световым потоком не менее 87,4 лм при токе 350 мА: XPEBWT-H1-0000-00AE7.

Расшифровка кода маркировки светодиодной ленты

Для того, чтобы понять, как маркируется лента, нужно обратить внимание на таблицу:

Позиция в коде	Назначение	Обозначения	Расшифровка обозначения
1	Источник света	LED	Светодиод
2	Цвет свечения	R	Красный
G	Зеленый
B	Синий
RGB	Любой
CW	Белый
3	Способ монтажа	SMD	Surface Mounted Device (Устройство, монтируемое на поверхность)
4	Размер чипа	3028	3,0 х 2,8 мм
3528	3,5 х 2,8 мм
2835	2,8 х 3,5 мм
5050	5,0 х 5,0 мм
5	Количество светодиодов на метр длины	30
60
120
6	Степень защиты:	IP	International Protection
7	От проникновения твердых предметов	0-6	Согласно ГОСТ 14254-96 (стандарт МЭК 529-89) «Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (код IP)»
8	От проникновения жидкости	0-6

Для примера возьмем конкретную маркировку LED CW SMD5050/60 IP68. Из нее можно понять, что перед нами светодиодная лента белого цвета для поверхностного монтажа. Элементы, установленные на ней, имеют размер 5х5мм, в количестве 60 шт/м. Степень защиты позволяет ей длительное время работать под водой.

Ассортимент ламп для дома на световых диодах довольно широк

Разновидности белого цвета

Чаще всего в быту, для декораций и освещения используются белые светодиоды, характеристики которых зависят от их тона.

Теплый белый свет: его цветовая температура составляет 2700 К, и он отличается небольшим желтоватым оттенком, похожим на пламя, которое излучает свеча. Именно такой оттенок характерен для ламп накаливания, он успокаивает и расслабляет

Важно отметить, что использование матового или прозрачного плафона будет менять оттенок на более мягкий либо насыщенный. Этот вид света не основной, но он прекрасно подойдет для дополнительного и декоративного освещения, будет идеальным для установки в спальнях

Благодаря ему можно создать в помещении гармонию и домашнее тепло.

Натуральный белый свет: его цветовая температура составляет 4200 К, он является самым популярным и чаще всего используемым. Подходит для применения в качестве основного источника освещения помещений как коммерческого характера, так и бытового. Можно использовать для всех типов поверхностей, таких как кухонная столешница либо рабочий стол в кабинете. Как и теплый свет, натуральный имеет несколько оттенков. Светильники и лампы с матовым рассеиванием будут иметь совсем другой спектр насыщенности, чем приборы с прозрачной колбой. Он способствует получению более точного и направленного света, нежели матовый, через который излучаются мягкие блики ненавязчивого оттенка.

Холодный белый свет: его цветовая температура составляет 6000 К. Имеет своеобразный голубоватый оттенок. Этот тон является очень ярким и чаще всего используется для офисов, а также как локальное освещение. Достаточно широкое распространение получил на парковках, в подъездах, на придомовой территории, а также в парках, алеях и скверах. Часто устанавливается для подсветки уличных реклам, коммерческих вывесок и прочего.

Расчет длины

Дина светодиодной полосы определяется
измерением участка, на который она будет установлена. При монтаже по периметру
измеряется длина и ширина помещения, цифры нужно сосчитать и умножить на 2.

При подборе полосы к блоку, который уже имеется, длина определяется не измерением, а расчетом.

Например, для блока на 12 В с мощностью 60 Вт мощность отрезка должна быть на 20% меньше, то есть 48 Вт. Размер полосы зависит от мощности одного чипа. Например, у светодиода SMD 5050, мощность чипа 0,24 Вт, к источнику можно подключить отрезок, содержащий 200 диодов (48/0,24).

Блок питания не требуется, если подключается светодиодная лампа или прожектор со встроенным драйвером.