Caratteristiche del LED: consumo di corrente, tensione, potenza e potenza luminosa

I tempi in cui i LED venivano usati solo come indicatori di accensione dei dispositivi sono ormai lontani. I moderni dispositivi a LED possono scambiare completamente le lampade ad incandescenza nelle lampade domestiche, industriali e stradali. Questo è facilitato dalle varie caratteristiche dei LED, sapendo che è possibile scegliere il giusto LED-analogico. L’uso dei LED, dati i loro parametri di base, apre molte opportunità nel campo dell’illuminazione.

Quali sono i LED

Il LED (indicato da LED, LED, LED in inglese) è un dispositivo basato su un cristallo semiconduttore artificiale. Passando attraverso di essa una corrente elettrica, si genera il fenomeno dell’emissione di fotoni, che porta alla luminescenza. Questo bagliore ha una gamma molto ristretta dello spettro e il suo colore dipende dal materiale semiconduttore.

I LED con un bagliore rosso e giallo sono realizzati con materiali semiconduttori inorganici a base di arseniuro di gallio, il verde e il blu sono realizzati sulla base di nitruro di gallio indio. Per aumentare la luminosità del flusso luminoso, vengono utilizzati vari additivi o un metodo multistrato quando uno strato di nitruro di alluminio puro viene posto tra i semiconduttori. Come risultato della formazione di diverse transizioni di elettrone-foro (p – n) in un cristallo, la sua luminosità aumenta.

Esistono due tipi di LED: per display e illuminazione. Il primo è utilizzato per indicare l’inclusione di vari dispositivi nella rete, nonché fonti di illuminazione decorativa. Sono diodi colorati posizionati in una custodia traslucida, ognuno dei quali ha quattro derivazioni. Dispositivi che emettono luce a infrarossi, utilizzati in dispositivi per dispositivi di controllo remoto (controllo remoto).

Nel campo dell’illuminazione, vengono utilizzati LED che emettono luce bianca. I LED si distinguono per il colore con un bianco freddo, bianco neutro e una luce bianca calda. Esiste una classificazione utilizzata per l’illuminazione dei LED con il metodo di installazione. La marcatura LED SMD indica che il dispositivo è costituito da un substrato in alluminio o rame su cui è posizionato un cristallo diodo. Il substrato stesso si trova nell’alloggiamento, i contatti dei quali sono collegati ai contatti del LED.

Un altro tipo di LED è indicato da OCB. In tale dispositivo su una scheda è posto un sacco di cristalli rivestiti di fosforo. Grazie a questo design, si ottiene un’elevata luminanza. Questa tecnologia è utilizzata nella produzione di lampade a LED con un elevato flusso luminoso in un’area relativamente piccola. A sua volta, questo rende la produzione di lampade a LED il più conveniente e poco costoso.

Fai attenzione! Confrontando le lampade sui LED SMD e COB, si può notare che i primi possono essere riparati sostituendo un LED guasto. Se la lampada non funziona sui LED COB, sarà necessario cambiare l’intera scheda con i diodi.

Quando si sceglie una lampada LED adatta per l’illuminazione, è necessario tenere conto dei parametri dei LED. Questi includono la tensione di alimentazione, la potenza, la corrente operativa, l’efficienza (emissione luminosa), la temperatura di luminescenza (colore), l’angolo di radiazione, le dimensioni, il termine di degradazione. Conoscendo i parametri di base, sarà possibile scegliere facilmente gli strumenti per ottenere uno o l’altro risultato di illuminazione.

Di norma, per i LED ordinari, viene fornita una corrente di 0.02A. Tuttavia, ci sono LED progettati per 0.08A. Questi LED includono dispositivi più potenti in cui sono coinvolti quattro cristalli. Si trovano nello stesso edificio. Poiché ciascuno dei cristalli consuma 0,02 A, in totale, un dispositivo consumerà 0,08 A.

La stabilità dei dispositivi LED dipende dalla quantità di corrente. Anche un leggero aumento della forza corrente contribuisce a ridurre l’intensità della radiazione (invecchiamento) del cristallo e un aumento della temperatura del colore. Questo alla fine porta al fatto che i LED iniziano a lanciare in blu e falliscono prematuramente. E se l’indicatore corrente aumenta in modo significativo, il LED si spegnerà immediatamente.

Al fine di limitare il consumo di corrente, i regolatori di corrente per LED (driver) sono forniti nella progettazione di lampade a LED e apparecchi di illuminazione. Converte la corrente, portandola al valore desiderato dei LED. Nel caso in cui si desideri collegare un LED separato alla rete, è necessario utilizzare resistori di limitazione della corrente. Il resistore per il LED è calcolato in base alle sue caratteristiche specifiche.

Buon consiglio! Per scegliere la resistenza corretta, è possibile utilizzare la calcolatrice per calcolare la resistenza per il LED, che si trova su Internet.

Come sapere la tensione dei LED? Il fatto è che il parametro di tensione LED in quanto tale non è presente. Invece, viene utilizzata la caratteristica di caduta di tensione sul LED, il che significa l’entità della tensione all’uscita del LED quando la corrente nominale passa attraverso di essa. Il valore di tensione indicato sulla confezione riflette la caduta di tensione. Conoscendo questo valore, è possibile determinare la tensione residua sul cristallo. Questo valore è preso in considerazione nei calcoli.

Dato l’uso di diversi semiconduttori per LED, la tensione su ciascuno di essi potrebbe essere diversa. Come scoprire quanti volt il LED? È possibile determinare il colore dei dispositivi glow. Ad esempio, per i cristalli blu, verde e bianco, la tensione è di circa 3 V, per il giallo e il rosso – da 1,8 a 2,4 V.

Quando si utilizza la connessione parallela di LED di identica potenza con una tensione di 2 V, è possibile che si verifichi quanto segue: a causa della variazione dei parametri, alcuni diodi emittenti non funzioneranno (brucia), mentre altri si illumineranno molto debolmente. Ciò avverrà a causa del fatto che con un aumento della tensione anche di 0,1 V, un aumento della corrente che passa attraverso il LED è osservato di un fattore di 1,5. Pertanto, è importante assicurarsi che la corrente corrisponda al LED nominale.

Il confronto del flusso luminoso dei diodi con altre sorgenti luminose viene effettuato, data la forza della radiazione che emettono. Gli strumenti che misurano circa 5 mm di diametro producono da 1 a 5 lm di luce. Mentre il flusso luminoso di una lampada a incandescenza da 100 W è di 1000 lm. Ma quando si confronta è necessario tener conto che la luce della lampada ordinaria è diffusa, mentre quella del LED è diretta. Pertanto, è necessario prendere in considerazione l’angolo di dispersione dei LED.

L’angolo di diffusione dei diversi LED può variare da 20 a 120 gradi. Quando sono illuminati, i LED danno una luce più brillante al centro e riducono l’illuminazione ai bordi dell’angolo di dispersione. Pertanto, i LED illuminano meglio uno spazio particolare, mentre utilizzano meno energia. Tuttavia, se si desidera aumentare l’area di illuminazione nel design della lampada utilizzando lenti diffondenti.

Come determinare la potenza dei LED? Per determinare la potenza della lampada a LED necessaria per sostituire la lampada ad incandescenza, è necessario applicare un fattore di 8. Quindi, è possibile sostituire una normale lampada da 100 W con un dispositivo LED di almeno 12,5 W (100 W / 8). Per comodità, è possibile utilizzare i dati della tabella di potenza delle lampade a incandescenza e delle sorgenti di luce a LED:

Quando si usano i LED per l’illuminazione è un indicatore molto importante dell’efficienza, che è determinata dal rapporto tra il flusso luminoso (lm) e la potenza (W). Confrontando questi parametri con diverse sorgenti luminose, troviamo che l’efficienza di una lampada a incandescenza è 10-12 lm / W, fluorescente – 35-40 lm / W, LED – 130-140 lm / W.

Sorgenti di temperatura a colori LED

Uno dei parametri importanti delle sorgenti LED è la temperatura del bagliore. Le unità di questa grandezza sono gradi Kelvin (K). Va notato che, in base alla temperatura di luminescenza, tutte le sorgenti luminose sono suddivise in tre classi, tra le quali il bianco caldo ha una temperatura di colore inferiore a 3300 K, il bianco giorno è da 3300 a 5300 K e il bianco freddo è superiore a 5300 K.

Fai attenzione! La percezione confortevole dell’occhio umano della radiazione LED dipende direttamente dalla temperatura del colore della sorgente LED.

La temperatura del colore è solitamente indicata sulla marcatura delle lampade a LED. È indicato da un numero di quattro cifre e dalla lettera K. La scelta delle lampade a LED con una temperatura di colore specifica dipende dalle caratteristiche del suo utilizzo per l’illuminazione. La tabella seguente mostra l’utilizzo di sorgenti LED con diverse temperature luminose:

La natura ondulatoria del colore consente di esprimere la temperatura del colore dei LED utilizzando la lunghezza d’onda. La marcatura di alcuni dispositivi LED riflette la temperatura del colore come un intervallo di diverse lunghezze d’onda. La lunghezza d’onda è designata? ed è misurato in nanometri (nm).

Dimensioni standard dei LED SMD e loro caratteristiche

Data la dimensione dei LED SMD, i dispositivi sono classificati in gruppi con caratteristiche diverse. I diodi a emissione di luce più diffusi con dimensioni del telaio sono 3528, 5050, 5730, 2835, 3014 e 5630. Le caratteristiche dei LED SMD variano a seconda delle dimensioni. Pertanto, i diversi tipi di LED SMD si differenziano per luminosità, temperatura del colore, potenza. Nella marcatura dei LED, le prime due cifre indicano la lunghezza e la larghezza del dispositivo.

I principali parametri dei LED SMD 2835

Le principali caratteristiche dei LED SMD 2835 includono una maggiore area di radiazione. Rispetto al dispositivo SMD 3528, che ha una superficie di lavoro circolare, l’area di radiazione dell’SMD 2835 ha una forma rettangolare, che contribuisce a una maggiore emissione luminosa con un’altezza dell’elemento inferiore (circa 0,8 mm). Il flusso luminoso di un tale dispositivo è di 50 lm.

Il case dei LED SMD 2835 è realizzato in polimero resistente al calore e può resistere a temperature fino a 240 ° C. Va notato che il degrado delle radiazioni in questi elementi è inferiore al 5% durante 3000 ore di funzionamento. Inoltre, il dispositivo ha una resistenza termica piuttosto bassa della transizione cristallo-substrato (4 C / W). La massima corrente operativa è 0,18 A, la temperatura del cristallo è 130 ° C.

Per il colore della luminescenza, il bianco caldo viene emesso con una temperatura di luminescenza di 4000 K, il bianco diurno è 4800 K, il bianco puro è da 5000 a 5800 K e il bianco freddo con una temperatura di colore di 6500-7500 K. Vale la pena notare che il flusso luminoso massimo di bianco freddo una luminescenza, minimo – a LED di colore bianco caldo. Il design del dispositivo ha aumentato le piazzole di contatto, il che contribuisce a una migliore dissipazione del calore.

Buon consiglio! I LED SMD 2835 possono essere utilizzati per qualsiasi tipo di installazione.

Caratteristiche del LED SMD 5050

Il design dell’alloggiamento SMD 5050 contiene tre dello stesso tipo di LED. Le sorgenti LED di blu, rosso e verde hanno caratteristiche tecniche simili a quelle dei cristalli SMD 3528. Il valore della corrente operativa di ciascuno dei tre LED è 0,02 A, quindi il valore di corrente totale dell’intero dispositivo è 0,06 A. Affinché i LED non si guastino, si raccomanda di non superare questo valore.

I dispositivi SMD 5050 LED hanno una tensione diretta di 3-3,3 V e un’emissione luminosa (flusso di rete) 18-21 lm. La potenza di un LED è composta da tre valori della potenza di ciascun cristallo (0,7 W) ed è 0,21 W. Il colore della luce emessa dai dispositivi può essere bianco in tutte le tonalità, verde, blu, giallo e multicolore.

La vicinanza dei LED di diversi colori in un unico pacchetto SMD 5050 consentiva LED multicolore con controllo separato di ciascun colore. Per la regolazione degli apparecchi che utilizzano LED SMD 5050, vengono utilizzati i controller, in modo che il colore del bagliore possa essere facilmente modificato da uno all’altro dopo un determinato periodo di tempo. Tipicamente, tali dispositivi hanno diverse modalità di controllo e possono regolare la luminosità dei LED.

Specifiche tipiche dei LED SMD 5730

I LED SMD 5730 sono i moderni rappresentanti di dispositivi a LED, il cui involucro ha dimensioni geometriche di 5,7×3 mm. Appartengono a LED ad alta luminosità, le cui caratteristiche sono stabili e qualitativamente diverse dai parametri dei predecessori. Realizzati con l’uso di nuovi materiali, questi LED sono caratterizzati da una maggiore potenza e da un flusso luminoso altamente efficiente. Inoltre, possono lavorare in condizioni di elevata umidità, resistenti alla temperatura e alle vibrazioni, hanno una lunga durata.

Esistono due tipi di dispositivi: SMD 5730-0,5 con una potenza di 0,5 W e SMD 5730-1 con una potenza di 1 W. Una caratteristica distintiva dei dispositivi è la possibilità del loro funzionamento su una corrente di impulso. Il valore della corrente nominale SMD 5730-0,5 è 0,15 A, con funzionamento a impulsi, il dispositivo può sopportare una corrente fino a 0,18 A. Questo tipo di LED fornisce un flusso luminoso fino a 45 lm.

I LED SMD 5730-1 funzionano a una corrente costante di 0,35 A e nella modalità a impulsi, fino a 0,8 A. L’emissione luminosa di un dispositivo del genere può arrivare a 110 lm. Grazie al polimero resistente al calore, la custodia dello strumento resiste a temperature fino a 250 ° C. L’angolo di diffusione di entrambi i tipi di SMD 5730 è 120 gradi. Il grado di degradazione del flusso luminoso è inferiore all’1% quando si lavora per 3000 ore.

Cree Caratteristiche LED

La società Cree (USA) è impegnata nello sviluppo e nella produzione di LED super luminosi e potenti. Uno dei gruppi di LED Cree è rappresentato da una serie di dispositivi Xlamp, che sono suddivisi in single-chip e multichip. Una delle caratteristiche delle sorgenti monocristalline è la distribuzione delle radiazioni ai bordi del dispositivo. Questa innovazione ha permesso di produrre lampade con un ampio angolo di illuminazione, utilizzando una quantità minima di cristalli.

Nella serie di sorgenti LED ad alta intensità XQ-E, l’angolo luminoso varia da 100 a 145 gradi. Avendo una piccola dimensione geometrica di 1,6 x1,6 mm, la potenza dei LED superluminosi è di 3 volt e il flusso luminoso è di 330 lm. Questo è uno dei più recenti sviluppi di Cree. Tutti i LED, il cui design è sviluppato sulla base di un singolo cristallo, hanno una riproduzione del colore di alta qualità all’interno di CRE 70-90.