1. Rodzaje

Z pewną dozą umowności wszystkie diody LED można podzielić na dwie grupy:

  • wskaźnikowe;
  • oświetleniowe.

Ze względu na cechy konstrukcyjne nowoczesne diody dzielą się na 3 rodzaje: przewodowe, SMD (Surface Mount Device) i COB (Chip On Board). Dodatkowo wyróżnia się diody filamentowe, znane również jako filament. Są to diody, które przede wszystkim stosuje się w oryginalnych żarówkach, imitujących tradycyjne modele z żarnikami. Na tym typie nie będziemy się szczegółowo zatrzymywać, a trzy pozostałe grupy omówimy bardziej szczegółowo, ponieważ są one znacznie bardziej uniwersalne.

Żarówki Filament z diodami LED, imitującymi żarniki.

Diody przewodowe

Długie metalowe styki, wychodzące z półprzewodnikowego kryształu (chipa), są charakterystyczną cechą diod przewodowych. Dzięki „nóżkom” diodę łatwo przylutować do płytki drukowanej i zapewnić ukryty montaż — z wyprowadzeniem na zewnątrz tylko świecącej soczewki.

Główną dziedziną zastosowania diod przewodowych pozostaje wskazywanie. Jednak wiele chipów ma wystarczającą moc i jasność do użycia w urządzeniach oświetleniowych. Spotyka się je w girlandach, wskaźnikach laserowych, poziomicach, oświetleniu domowym i samochodowym.

W zależności od kształtu soczewki diody przewodowe dzielą się na 3 podgrupy:

  • Okrągłe. Przewidują różną średnicę główki — najczęściej 3, 5 lub 8 mm. Mniejsze produkty (3 i 5 mm) używane są do wskaźników, a te większe — do oświetlenia, w tym w reklamowych szyldach.
  • Cylindryczne. Różnią się od okrągłych diod zarówno kształtem, jak i dość wysoką intensywnością świecenia. Również występują w różnych średnicach — od 3 do 8 mm.
  • Prostokątne. Taki kształt soczewki ułatwia montaż. Specyficznym rodzajem tych diod są produkty typu Piranha LED (pirania). Mają 4 styki zamiast dwóch, co poprawia odprowadzanie ciepła, odporność na wibracje i ogólną niezawodność. Te produkty są aktywnie stosowane w oświetleniu samochodowym, w tym w kierunkowskazach, tylnych światłach itp.

Różne rodzaje diod przewodowych, w tym piranie — w środku z czterema nóżkami.

Według standardów nowoczesnych technologii LED diody przewodowe nie są uważane za najjaśniejsze i najbardziej energooszczędne. Ale są też tańsze od konkurencji.

Dioda LED SMD

Kolejny krok ewolucji — diody Surface Mount Device (SMD), czyli chipy montażu powierzchniowego. Tutaj półprzewodnikowy kryształ (jeden lub kilka) jest umieszczany bezpośrednio na płytce drukowanej i może mieć różne rozmiary (szerokość 3,5, 5 mm itp.). Zamiast dużych nóżek stosuje się małe paski kontaktowe. Istnieje również podłoże, które zapewnia odprowadzanie ciepła, zwiększa stabilność pracy i ogólną trwałość diody. Rolę soczewki zwykle pełni luminofor, ale może być również używana plastikowa osłona skupiająca — aby zapewnić skierowany strumień świetlny w mocnych modelach.

Diody LED SMD są dziś szeroko rozpowszechnione. Są używane zarówno do wskaźników, jak i do oświetlenia — zarówno jako dodatkowe podświetlenie, jak i główne światło. Występują w większości domowych lamp, taśm LED itp. Dzięki różnym zestawom opartym na diodach SMD można zapewnić urządzeniom oświetleniowym odpowiedni strumień świetlny (jasność) i inne parametry techniczne. Każdy element (chip) ma swoje kontakty na mikroukładzie, co pozwala na włączenie do zestawu różnych kryształów — niebieskiego, zielonego, czerwonego. W rezultacie można zrealizować wielokolorowe oświetlenie, czyli RGB, a także zapewnić elastyczne regulacje temperatury barwowej.

Dioda SMD z trzema kryształami i 6 kontaktami.

Diody SMD mogą być znacznie jaśniejsze niż przewodowe. Przewyższają je pod względem niezawodności i energooszczędności, ale są droższe.

Diody LED COB

Technologia COB, czyli Chip on Board, również zakłada umieszczenie kryształów na płytce drukowanej. Jednak w tym przypadku na wspólnym podłożu „napawane” jest od razu kilka diod i są one pokrywane jednolitą warstwą luminoforu. Układ COB jest bliski w swojej realizacji do zestawu z diod SMD, ale różni się zwiększoną gęstością kryształów na jednostkę powierzchni, co w praktyce zapewnia takie zalety:

  • bardziej jednolite świecenie (układ wygląda jak jednolity panel LED, a nie wiele miniaturowych żarówek);
  • zwiększona całkowita jasność;
  • wzrost energooszczędności dzięki jakościowemu odprowadzaniu ciepła.

Różnica między diodą COB a SMD.

Technologia COB zakłada istnienie jednego elektroobwodu z dwoma kontaktami. W rezultacie wewnątrz jednego układu, zazwyczaj, używane są identyczne kryształy i nie ma możliwości zmiany ani palety świecenia, ani temperatury barwowej.

Diody COB są stosowane w różnych urządzeniach oświetleniowych, w tym w lampach, żyrandolach, taśmach LED, latarkach itp. Ich wysoka jasność i energooszczędność najlepiej sprawdzają się w następujących scenariuszach:

  • do realizacji intensywnego świecenia, na przykład w reflektorach, latarkach pomocniczego oświetlenia;
  • w dużych pomieszczeniach, na obiektach komercyjnych i otwartych przestrzeniach;
  • w systemach oświetlenia samochodowego.

Dla lepszego porównania głównych typów diod LED zestawiliśmy w tabeli ich kluczowe cechy:

Parametr porównania Diody przewodowe SMD COB
Główna dziedzina zastosowania wskazywanie i podświetlenie oświetlenie oświetlenie
Jasność niska wysoka najwyższa
Kolor i temperatura barwowa można zmieniać można zmieniać nie można zmieniać
Jednorodność świecenia niska średnia wysoka
Energooszczędność średnia wysoka najwyższa
Ogólna niezawodność średnia wysoka wysoka
Cena minimalna średnia średnia i wysoka
Popularne lampki biurkowe LED

2. Parametry techniczne

Oprócz uwzględnienia typu diod LED przy wyborze różnych urządzeń oświetleniowych warto zwrócić uwagę na ich parametry techniczne. Do głównych cech należą:

  1. Strumień świetlny. Wskaźnik ten charakteryzuje jasność świecenia diod i w dużej mierze określa zasięg przestrzeni i odległość (ale tutaj ważne jest również uwzględnienie kąta rozproszenia). Strumień świetlny mierzony jest w lumenach, im wyższa wartość, tym jaśniejsze światło. W praktyce problemem może być zarówno niewystarczający, jak i wyraźnie nadmierny wskaźnik, jeśli urządzenie oświetleniowe nie ma dodatkowych regulacji.
  2. Moc. Jest to parametr określający ilość zużywanej energii na jednostkę czasu. Często diody dzieli się na 3 grupy — o niskiej mocy (do 0,5 W), średniej (do 3 W) i wysokiej mocy (od 3 W). Od mocy zależy ekonomiczność i jasność. Jednak na ostatni parametr wpływa również typ diody LED. Na przykład, SMD mogą generować strumień świetlny od 50 lumenów na 1 W, a COB — od 80 lm. A diody przewodowe mają znacznie skromniejsze możliwości, ale nadal są wyższe niż w przypadku żarówek. Przypominamy, że żarówka LED o mocy 5 W świeci jak tradycyjny model 40-watowy.
  3. Temperatura barwowa. Ten wskaźnik określa komfort odbioru i odpowiednią dziedzinę zastosowania diod. Tak, ciepłemu światłu odpowiadają wskaźniki do 3000 Kelvinów (K): taka temperatura barwowa sprzyja relaksowi — nadaje się do sypialni, lokali gastronomicznych itp. Neutralne świecenie — to zakres od 3000 do 6000 K, co uważa się za optymalne dla przestrzeni roboczych, biur, sal lekcyjnych, supermarketów. Wysokie wartości powyżej 6000 K oznaczają zimne białe światło, które sprzyja koncentracji i skupieniu. Taka temperatura barwowa jest optymalna dla galerii, sal operacyjnych i innych obiektów komercyjnych.
  4. Żywotność. Ten wskaźnik nazywany jest również okresem degradacji. Określa trwałość diody przy prawidłowej eksploatacji i zazwyczaj podawany jest w tysiącach godzin.
  5. Rozmiar diody. Od niego bezpośrednio zależą ogólne wymiary urządzenia oświetleniowego i specyfika montażu.
  6. Kąt rozproszenia. Ten parametr charakteryzuje spektrum oświetlanej przestrzeni i zazwyczaj dla diod znajduje się w zakresie od 100 do 120 stopni. Takie kąty odpowiadają skierowanemu świeceniu. Do rozszerzenia strumienia świetlnego mogą być stosowane rozpraszacze lub zestawy diod skierowanych w różnych kierunkach, a do skupienia — specjalne soczewki.
  7. Kolor świecenia. W tym parametrze wyróżnia się diody monochromatyczne i wielokolorowe (RGB). Do uzyskania różnych odcieni potrzebne są kryształy trzech kolorów — niebieskiego, zielonego i czerwonego, a do regulacji palety — specjalne kontrolery.

Żarówki o różnej temperaturze barwowej.

Do innych parametrów, które mogą być istotne, na przykład przy samodzielnym montażu taśm LED lub innych urządzeń oświetleniowych, należy siła prądu i napięcie. Od nich bezpośrednio zależy dobór dodatkowego sprzętu — rezystorów i driverów. Ponadto istnieje bezpośredni związek między napięciem roboczym a kolorem kryształu. Tak, jeśli dla białego chipa napięcie wynosi od 2,7 do 4,3 V, to dla czerwonego — od 1,5 do 2,6 V.

Popularne żarówki LED

3. Najlepsze marki

Poniżej przedstawiono liderów rynku i najbardziej renomowanych producentów diod LED:

  • Cree. Wiodąca światowa marka z USA, produkująca niezawodne, trwałe i wysokiej jakości produkty.
  • Osram. Niemiecka firma, która produkuje zarówno diody LED, jak i gotowe produkty — domowe urządzenia oświetleniowe i oświetlenie samochodowe.
  • Luminus. Kolejna amerykańska marka, będąca gwarantem wysokiej jakości i oferująca szeroki asortyment produktów LED w różnych przedziałach cenowych.
  • Lumileds. Holenderski producent, który słynie z zaawansowanych technologii kontroli jakości. Ta firma jest głównym dostawcą diod LED dla marki Philips.
  • Nichia. Japońska firma, której produkty wyróżniają się wzorcowymi parametrami stabilności temperaturowej i jednolitości światła. Należy do TOP-3 najlepszych producentów oświetlenia samochodowego na świecie.

Diody Cree są jak iPhone na rynku smartfonów.

Czy kupujący urządzenia oświetleniowe musi znać najlepszych producentów diod LED i znać się na tym temacie? Nie zawsze. Po pierwsze, można po prostu wybrać renomowane marki tych samych żarówek lub lampek — Eglo, Philips, Osram. Zazwyczaj podają szczegółowe parametry techniczne swoich produktów i ogólnie cieszą się dobrą opinią wśród użytkowników.

Po drugie, jeśli wybierasz urządzenie oświetleniowe, a jego główne parametry (jasność, moc, temperatura barwowa, żywotność) są podane na etykiecie lub na oficjalnej stronie, to nazwa producenta samych diod również nie jest konieczną informacją. Jest potrzebna tylko technicznym geekom.

Jednak w innych sytuacjach dane o marce diod LED są bardzo cenne i przydatne. Jeśli ta informacja jest znana, to mamy dodatkowy czynnik zaufania do produktu. Ponadto, na podstawie producenta diody można często uzyskać wyobrażenie o ogólnej niezawodności produktu. Tak, najlepsze marki gwarantują dla swoich chipów działanie do 50 tysięcy godzin.

Ważne! Nawet przy całej chęci uwzględnienia producentów diod przed zakupem urządzeń oświetleniowych nie zawsze się to udaje. Ta informacja jest podawana coraz rzadziej. Ale trzeba pamiętać, że firma Osram używa swoich chipów, a na przykład Philips ściśle współpracuje z Lumileds. I ogólnie, informacje o marce diody — to jeszcze jeden ważny argument na korzyść danego produktu. Tak, jeśli porównujesz dwie latarki i w jednej jest powiedziane, że używa się Cree, Nichia lub Luminus, a dla drugiej — dane są nieobecne, to pierwszy model, bez wątpienia, wygląda bardziej atrakcyjnie.
Popularne latarki

4. Oznaczenia

Na podstawie oznaczeń diod można uzyskać dodatkowe informacje o tych produktach w szczególności i urządzeniach oświetleniowych w ogóle. Tak, jeśli producent hipotetycznej żarówki podaje moc, temperaturę barwową i inne parametry, to nie trzeba zagłębiać się w szczegóły. Ale jeśli są luki, to umiejętność rozszyfrowania oznaczeń pozwoli je wypełnić.

Dla diod SMD stosuje się specyficzne oznaczenia, które zakładają podanie rozmiaru produktu i innych informacji. Rozważmy na przykładzie SMD 5050 UWC 5, gdzie:

  • SMD — rodzaj diody;
  • 5050 — rozmiar, który oznacza wymiary szerokości i długości — 5 na 5 mm;
  • UWC — Ultra White Color, czyli biały odcień świecenia (zimny). Zamiast UWC może być podany po prostu kolor (na przykład, Green lub inne cechy — UV — światło ultrafioletowe);
  • 5 — moc 0,5 W.

W przypadku kolorowych diod może występować parametr CRI, czyli indeks oddawania barw, a także inne symbole, oznaczające na przykład datę, producenta itp.

Dla diod COB nie ma ścisłych zasad oznaczeń. Chociaż można spotkać taki rodzaj oznaczenia produktu, jak COB-3W-5000K-110Lm, gdzie:

  • COB — typ diody;
  • 3W — moc;
  • 5000K — temperatura barwowa;
  • 110Lm — strumień świetlny.

Najlepsi producenci stosują własne oznaczenia. Rozważmy kilka wariantów nieco bardziej szczegółowo.

Oznaczenia Cree

Firma Cree oferuje szeroki asortyment diod i dzieli je na linie:

  • XP-E i XP-E2 — dwie serie chipów o średniej jasności (strumień świetlny od 250 lm) w kompaktowym formacie. Takie produkty często stosowane są w niedrogich latarkach. Liczba 2 oznacza drugą generację linii z punktowym ulepszeniem właściwości eksploatacyjnych. Zazwyczaj tutaj jest nieco wyższy strumień świetlny i niższe zużycie energii niż w XP-E;
  • XP-G i XP-G2 — linie, które również łączą diody o średniej jasności (około 300 lm);
  • MC-E — seria chipów o zwiększonej jasności (do 900 lm). Te diody LED są uważane za kolejny krok rozwoju w porównaniu do XP-E i XP-E2;
  • XP-L — linia jasnych chipów (ponad 1000 lm) w kompaktowym formacie;
  • XM-L, XM-L2 — serie diod wysokiej mocy ze strumieniem świetlnym powyżej 1000 lm. Stosowane w jasnych urządzeniach oświetleniowych i najlepszych latarkach.

Cree ma szeroki asortyment i wiele różnych linii diod.

Wszystkie diody przewodowe Cree reprezentują trzy duże rodziny P4, PLCC i STD z licznymi seriami. Nie ma sensu wymieniać ich wszystkich. Ważne jest to, że linia niezmiennie figuruje w oznaczeniach. Również w oznaczeniach diod podawana jest grupa (lub bin), która wpływa na jasność konkretnego chipa. Przykład oznaczenia diody Cree — XM-L2 U2, gdzie:

  • XM-L2 — zaktualizowana seria XM-L;
  • U2 — bin — jeden z najjaśniejszych — większy tylko U3. W Cree nieco mniej jasne są grupy od T2 do T6, a jeszcze niżej notowane są S-ki.

Opcjonalnie po binie może być podany kod temperatury barwowej. Na przykład, 1A to zimny biały, a 4C — neutralny.

Jeszcze warto zauważyć, że w ramach linii XHP zamiast bina w oznaczeniach występują numeryczne oznaczenia, będące odniesieniem do rozmiarów obudowy. Tak, XHP35 oznacza diodę serii XHP o wymiarach 3,5 na 3,5 mm.

Oznaczenia Luminus

Firma Luminus również oferuje szeroki asortyment produktów i wiele linii diod LED. Dla przykładu rozważmy dwa oznaczenia dla różnych typów produktów — SMD i COB.

Jak rozszyfrować oznaczenie SST-40-WxS:

  • pierwsza litera S — typ diody SMD;
  • druga S — oznacza kopułkową soczewkę (występuje również F — płaska i inne formy);
  • T — symbolizuje obecność jednego emitera;
  • 40 — strefa emisji światła (podawana w mm²);
  • Wx — biały kolor (White) bez podania temperatury;
  • S — kod kategorii CRI, czyli indeksu oddawania barw, w tym przypadku CRI>65.

Często spotyka się skrócone oznaczenie typu SST-40 lub SST-20.

W linii Luminus wiele rodzajów diod COB.

Dla układów COB Luminus można spotkać takie oznaczenie diod — CXM-9-30-90-36-PC32-F4-3 lub krótki wariant CXM-9, gdzie:

  • CXM — typ COB;
  • 9 — średnica powierzchni emitującej światło w mm;
  • 30 — oznaczenie temperatury barwowej — 3000 K;
  • 90 — indeks oddawania barw, CRI nie mniej niż 90;
  • 36 — napięcie 3,6 V;
  • PC32 — podstawowa konfiguracja;
  • F4-3 — biny, podgrupy, odzwierciedlające poziom jasności (w tym przypadku od 1155 lm).
Popularne żarówki samochodowe LED

5. Czego można dowiedzieć się o diodzie na podstawie jej wyglądu?

Na podstawie wyglądu można określić podstawowe informacje o diodach LED. Tak, w większości przypadków nawet wizualnie można rozpoznać typ — przewodowe po nóżkach łatwo odróżnić od jaśniejszych i bardziej zaawansowanych odpowiedników. Pojedyncza dioda SMD jest zazwyczaj mniejsza niż układ COB. Moduł ostatnich może mieć różne rozmiary od 1 do 15 cm, a jego kształt może być okrągły, owalny i niestandardowy, podczas gdy SMD znacznie częściej są prostokątne.

Zestaw z kilku SMD pod względem wymiarów jest zbliżony do układu COB, ale przewiduje wiele grup kontaktowych, podczas gdy ostatnie częściej mają tylko dwa kontakty. Dodatkowo, przy włączeniu światła można łatwo ocenić jednolitość i równomierność, która w SMD jest gorsza niż w Chip on Board.

Rozmiar SMD2835: wygląd i wymiary diody.

Chcesz jeszcze więcej informacji? Zmierz szerokość i długość diody SMD linijką lub suwmiarką. Jeśli uzyskasz najczęściej spotykane rozmiary, to można przypuszczać orientacyjne dane o strumieniu świetlnym i liczbie kryształów, korzystając z poniższej tabeli:

Wymiary, mm Liczba kryształów Strumień świetlny, lm
3,5x2,8 1 5 – 7
5x5 3 lub 4 18 – 20
5,6x3 1 58
5,7x3 1 lub 2 50 / 158
3x1,4 1 9 – 13
2,8x3,5 1 20 / 50 / 100

Na podstawie rozmiarów układów COB nie można jednoznacznie określić mocy ani innych danych. Można jedynie przypuszczać, że większe moduły mają wyższą moc, chociaż często diody o mocy 1, 3 lub 5 W są wizualnie identyczne.

Dziękujemy za uwagę! Mamy nadzieję, że nasz krótki przewodnik po diodach LED okazał się dla Ciebie przydatny.