Андрей Смирнов
Время чтения: ~15 мин.
Просмотров: 0

Какие светодиоды самые яркие и мощные

Мощный светодиод Малыш ML-E

Еще одна модель мощных и ярких светодиодов от американского производителя класса XLamp, которая называется ML-E.

Новые светодиоды ML-E

Мощностные параметры этого образца – всего 0,5W. Но основываясь на факты и практические исследования, этот LED светоизлучающий элемент характеризуется отличными светотехническими показателями:

  • номинальное значение напряжения – 12 Ватт;
  • тип исполнения – корпусная часть PLCC4 (поверхностное крепление);
  • типоразмеры – 3,5*3,5*1,2 мм;
  • энергоэффективность – 112 Люм/Вт (достаточно высокие показатели);
  • показатели теплового сопротивления – 11° на Ватт, чем не могут похвастать аналогичные по эксплуатационным параметрам светоизлучающие изделия;
  • допустимый ток – 175 мА (оптимальное значение – 150 мА);
  • температура света – 2600-8300°К;
  • показатели яркости – 30 lum и 51 lum.

Перечислять все модели мощных светодиодов можно очень и очень долго, поскольку нами были рассмотрены всего два самых популярных образца в своих категориях, которых не так уж и мало. Есть еще светодиодки на 3W, 20W, 50W, 100W и т.д. И в каждой из этих категорий есть свой самый мощный и ярких образец. Так, к примеру, есть мощные светодиоды 10W 12V 800 lum, которые пользуются огромной популярностью среди автовладельцев при устройстве осветительной системы.

Подключение

Со светодиодами Кри используются блоки питания на 9-12 В, но вольт может быть и больше, если правильно подбирается ток.

При подключении большое значение имеет вид чипа:

  • с одним кристаллом;
  • с четырьмя кристаллами;
  • мощный (от 1 Вт).

Единичные светодиоды с одним кристаллом всегда
подключаются к источнику питания через резистор. Для того, чтобы определить его
сопротивление, от напряжения питания отнимается падение вольтажа на диоде,
полученный результат делится на ток.

Если необходимо соединить 2 или 3 диода, можно
использовать как последовательную, так параллельную схему.

Если в чипе 4 кристалла, соединенных параллельно, можно
использовать как резистор, так драйвер. Сопротивление резистора определяется
так же, как для изделия с одним кристаллом.

Падение напряжения мощных светодиодов указана в
технической документации. Но более важен ток, поэтому эти изделия подключаются
к батарейкам (в саду или автомобиле) или драйверу (в жилых помещениях).

При подключении блока к бытовой электросети в схему включается электролитический конденсатор и диодный мост. Другой вариант – специальный драйвер, содержащий все необходимые элементы.

Виды лампочек для дома и их сравнение

На сегодняшний день существует три варианта лампочек, в корне отличающихся по способу работы:

  • Лампа накаливания.
  • Люминесцентная.
  • Светодиодная.
  • Лампа накаливания состоит из вольфрамовой спирали, находящейся в колбе с инертным газом. Основные преимущества — стоимость и нечувствительность к перепадам температуры, устойчивость к конденсату, простота исполнения. Но она имеет существенный недостаток — высокое потребление электроэнергии. Принцип действия основан на том, что при протекании тока спираль нагревается и начинает излучать световой поток.
  • Существует и другая разновидность такой лампы — галогенная. В качестве газа используется бром или йод. Такое осветительное устройство дорогое, имеет высокое энергопотребление и нагрев.
  • Люминесцентная лампа состоит из колбы, внутри которой по основанию нанесён люминофор, а весь объём заполнен ртутными парами. При возникновении пробоя появляется ультрафиолетовое излучение, которое, проходя через слой люминофора, преобразуется в видимый свет. Такие приборы имеют низкое энергопотребление и довольно высокий срок службы. Недостатком является цена, неравномерная цветопередача, сложность в утилизации (содержит ядовитые пары ртути).
  • Работа светодиодной лампы основана на использовании ярких светодиодов. Светодиод — это полупроводниковый прибор, при подаче напряжения на который происходит оптическое излучение. Главное преимущество в том, что такой прибор можно изготовить любого размера и у него очень высокая степень энергосбережения. Такая лампа имеет самый большой срок службы и хорошую цветопередачу. К тому же LED-лампа не нагревается, её основные минусы — это цена и неравномерное освещение.

Какие лампочки выбрать для дома, можно решить, сравнивая различного рода параметры. Основной показатель — это световая отдача. Этот параметр характеризует яркость лампы

Именно на него необходимо в первую очередь стоит обращать внимание при выборе:

  • накаливания: 10−20 лм/Вт;
  • галогенная: 15−20 лм/Вт;
  • люминесцентная: 50−80 лм/Вт;
  • светодиодная: 50−150 лм/Вт.

По сроку службы, заявленному изготовителями:

  • накаливания: 1000 часов;
  • галогенная: 2000−4000 часов;
  • люминесцентная: 15000−20000 часов;
  • светодиодная: 50000 часов.

Правда, необходимо отметить, что срок службы приведён при идеальных условиях.

Немаловажным при выборе будет и ценообразование. Но если сравнивать самую дешёвую лампу накаливания со светодиодной одинаковой эквивалентной мощности, то окупаемость второй составит примерно один год.

Это говорит о том, что светодиодные лампы расходуют намного меньше энергии при такой же величине мощности. Значит, при установке светодиодных ламп за освещение придётся платить в 8−9 раз меньше.

Современные светодиодные лампы по комфорту света практически уже ничем не отличаются от накаливания. При уменьшении напряжения лампа накаливания начинает светить тусклее, а использующая светодиоды яркость не изменит. Так и по нагреву: светодиодный осветитель внагревается в несколько раз меньше, чем вольфрамовый. При сравнении светодиодного и люминесцентного источника освещения в пользу первого говорят следующие факторы:

  • светодиодный прибор не имеет вредных веществ;
  • светодиодный прибор расходует меньше энергии;
  • светодиодный прибор при включении выдаёт сразу максимальную яркость;
  • люминесцентные устройства имеют намного хуже спектр свечения.

Необходимо также сказать, что по исполнению светодиодные конструкции изготавливаются качественнее своих предшественников. Их можно ронять, трясти, сжимать без риска испортить и, что самое замечательное — на них никак не влияет многократное включение/выключение света. Они не имеют эффекта пульсации, т. е. совсем не моргают.

Классификация

В общем случае светодиоды CREE можно разбить на две группы: мощные под названием XLamp и сверхъяркие – High-Brightness.

Светодиоды XLamp делятся на следующие подгруппы:

  • ML – мощность от 0.25 до 1.6 Вт. Предназначены, в основном, для дежурной подсветки небольших помещений;
  • MX – мощность от 2 до 4 Вт. Используются при подсветке жилых помещений;
  • XB – мощность 3-5 Вт. Сфера применения достаточно широка – от портативных фонарей до подсветки больших складских помещений;
  • XH – керамические LED мощностью от 0.6 до 1 Вт. Благодаря высокому показателю отношения световой поток/мощность (150-180 Лм/Вт) могут использоваться при освещении домов, офисов и т.д;
  • XHP35 – мощные (13 Вт) светодиоды. Предназначены для направленного излучения, например, при световой сигнализации на дорогах и подсветке парковок;
  • XM – мощность 10 Вт. Используются в портативных фонарях и фарах;
  • XP – самая обширная линейка. Мощность от 2 до 10 Вт. Производятся как белые, так и цветные. Ввиду многообразия моделей, могут использоваться практически в любом приложении;
  • XQ – миниатюрные LED мощностью от 1 до 3 Вт. Выпускаются как в белом, так и в цветном исполнении. Используются для ночной подсветки архитектурных сооружений, а также теплиц и крупногабаритного транспорта;
  • XR – белые и цветные диоды мощностью от 2 до 4 Вт. Предназначены для подсветки ночных зданий, транспорта, концертных площадок;
  • XT-E – led мощностью 5 Вт. Выпускаются в белом и синем исполнении. Сфера применения достаточно широка – от бытовых фонариков до подсветки складов и жилых помещений.

Ниже представлен модельный ряд наиболее распространенных светодиодов XLamp:

Сверхъяркие светодиоды High-Brightness делятся на следующие группы:

  • Р2 Oval 4-mm – цветные, представленные в красном, синем и зеленом исполнении. Предназначены для использования в различных RGB – устройствах, например, для подсветки мониторов и биллбордов;
  • P2 Oval 5-mm – цветные светодиоды, разработанные специально для использования в LED-модулях типа «бегущая строка» и различных информационных указателях на дорогах, в аэропортах и т.д. Представлены в красном, зеленом, синем и желтом (янтарном) цветах;
  • P2 Round 5-mm – здесь представлены как цветные, так и белые, предназначенные для работы в условиях повышенной влажности и при перепадах температуры, поэтому могут использоваться на открытом воздухе. Цветные светодиоды доступны в красном, синем, зеленом и желтом цветах. Белые светодиоды разделяются на два типа: cool white и warm white, то есть холодный и теплый оттенки;
  • SMD – цветные и белые светодиоды в корпусе для поверхностного монтажа. Имеют маркировку типа CLx. Цветные LED можно разделить на single-color, то есть имеющие одну пару анод-катод и светящиеся одним цветом, и full-color, которые имеют три пары анод-катод и представляют собой, по сути, три разноцветных (RGB) светодиода в одном корпусе. Белые светодиоды, аналогично выводным LED типа Р2 Round, имеют разновидности cool white и warm white;
  • P4 – белые и цветные светодиоды, предназначенные для создания направленного излучения, поэтому могут быть использованы при подсветке вывесок магазинов, сигнальных фонарей транспорта и др.

Внешний вид светодиодов High-Brightness показан на рисунке ниже:

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.

Характеристика сверхъярких светодиодов

Светодиоды высокой яркости (так более точно следует их называть) представляют собой результат развития технологий и научных изысканий. К этой группе светильников принято относить элементы мощностью от 1 Вт и силой тока от 300 мА. Поскольку четкой классификации LED приборов не вводилось, для обозначения этих устройств используются разные синонимы — суперяркие, ультраяркие или сверхяркие светодиоды.

Все эти термины являются следствием вольного перевода английского HB LED (High Brightness LED) — светодиоды высокой яркости. Никакого принципиального различия между ними нет, все эти названия относятся к единой группе светильников.

Более точную идентификацию можно произвести по анализу технологии изготовления. В производстве сверхярких светодиодов используются два типа полупроводников:

  • AlInGaP. На базе этого материала создают
    красные, оранжевые, желтые и зеленые элементы;
  • InGaN. Служит основой для изготовления синих,
    сине-зеленых, зеленых и белых светодиодов. Для производства последних
    дополнительно используется фосфор.

Самодельный светодиодный драйвер

Предоставим вашему вниманию несколько вариантов драйверов на основе специализированных микросхем компании Monolithic Power System, использование которых существенно упрощает конструкцию. Схемы приводятся в качестве примера, полное описание типового включения можно найти в даташит на микросхемы.

Вариант первый на базе понижающего преобразователя МР4688.

Пример включения МР4688

Данный драйвер может работать с напряжениями от 4,5 до 80 В, порог максимального выходного электротока 2 А, что позволяет запитать светильник на сверхярких светодиодах большой мощности. Уровень электротока, проходящего через светодиоды, регулируется сопротивлением RFB . Реализация ШИМ-диммирования с частотой 20 кГц позволяет плавно изменять протекающий через светодиод электроток.

Второй вариант драйвера на базе микросхемы МР2489. Ее компактный корпус (QFN8 или TSOT23-5) делает возможным размещение драйвера в цоколе MR16, используемый галогенными лампами, что позволяет заменить последние светодиодными. Типовая схема подключения МР2489 показана на рисунке.

Драйвер на базе МР2489

Приведенная выше схема позволяет включать два параллельных светодиода, у каждого из которых рабочий ток 350 мА.

Последний вариант драйвера на базе микросхемы МР3412, который может быть использован в переносных фонариках. Отличительная особенность такой схемы – возможность работы от пальчикового элемента питания АА.

Драйвер для фонарика на базе МР3412

Особенности монтажа

На работу сверхярких светодиодов оказывает влияние степень нагрева кристалла и самого p-n перехода. От первого напрямую зависит срок эксплуатации устройства, от второго – уровень светового потока. Поэтому для длительной службы сверхярких светодиодов необходимо организовать надежный теплоотвод, делается это при помощи радиатора.

Следует принять во внимание, что теплопроводящие основания этих полупроводников, как правило, проводят электричество. Поэтому когда устанавливается несколько элементов на один радиатор,  следует позаботиться о надежной электроизоляции оснований

Хороший теплоотвод значительно увеличивает срок службы сверхярких светодиодов

Остальные правила монтажа практически такие же, как у обычных диодов, то есть необходимо соблюдение полярности, как при установке самой детали, так и подключении питания.

Особенности монтажа

Основным условием при установке и подключении led является необходимость соблюдения полярности питания.

В мощных ультраярких  led температура нагрева кристалла влияет на нормальную работу сверхяркого светодиода, поэтому при его монтаже необходимо сделать теплоотвод, который можно осуществить с помощью радиатора.

Применяемые теплопроводящие основания являются проводниками электричества, поэтому при установке светоизлучающего диода необходимо обеспечивать их электроизоляцию.

Кроме того, светоизлучающий диод — хрупкое изделие, следует осторожно устанавливать во избежание деформации его корпуса. Автор видео рассказывает про виды и применение мощных светодиодов, а в конце дает не большой, но познавательный урок по монтажу smd led, показывает, как определить полярность и припаять

Автор видео рассказывает про виды и применение мощных светодиодов, а в конце дает не большой, но познавательный урок по монтажу smd led, показывает, как определить полярность и припаять.

Область применения

Использование мощных светодиодов особенно актуально
в тех областях, где нужно создать яркое освещение или подсветку, не повышая при
этом энергопотребление и не снижая рабочий ресурс самого светильника. Это
прежде всего такие сферы, как:

  1. Подсветка улиц, дорог, магистралей.
  2. Освещение больших площадей различного назначения – культурно-массовых объектов, аэропортов, вокзалов, стадионов.
  3. Создание достаточной видимости в цехах в соответствии с нормативами на производстве.
  4. Декоративная иллюминация зданий, мостов, строений, садов.
  5. Обеспечение системы сигнальных фонарей, светофоров на транспорте, взлетно-посадочных полосах, морских портах.
  6. Проведение охранных, поисковых мероприятий с созданием максимально возможной засветки местности в темное время суток.
  7. Освещение частных территорий.
  8. Оптические системы транспортных средств передвижения.

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.

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.

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.

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.

Типы ламп

Любой автолюбитель знает о первостепенном значении качестве головной оптики. В фарах ближнего света устанавливаются лампы следующих видов:

Галогенные:

  • плюсы: ровный спектр излучения, бюджетность;
  • минусы: большой нагрев (до 150 °С).

Ксеноновые:

  • плюсы: устойчивость к вибрациям, световой спектр приближен к дневному;
  • минусы: сложная установка.

Светодиодные:

плюсы: усиленная светоотдача при меньших энергозатратах (12 в), независимость качества света от погодных условий, простой монтаж, длительная эксплуатация.

С каждым днем led лампочки для авто все больше вытесняют с рынка галогены. Немало новых образцов авто вип-класса и признанных моделей комплектуются лампочками со светодиодами. Благодаря этим устройствам на разряд выше вырастает освещаемость проезжей части ближним светом. С учетом роста репутации LED изделий H7, H4, H11 и других появилась тенденция выпуска форм для большинства видов ближнего света. Такие всепогодные лампы выпускают даже известные марки: Филипс, Оптима, Нарва, Осрам.

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.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации