Виды светодиодов: какие бывают типы и разновидности диодов в лампочки, мелкие и сверхмалые светодиоды для ламп и светодоидных светильников

Расчет гасящего конденсатора для светодиода

Подключение светодиодных светильников даже по самой удачной схеме выполняется после расчета характеристик резистора, дополнительных диодов, и, конечно, конденсатора. Емкость последнего вычисляют следующим образом.

Допустим, частота сети составляет обычные 50 Гц. Необходимо подсоединить светодиод в 20 мА, на который припадает 2 В. Необходимый коэффициент пульсаций составляет 2,5%.

1. Светодиод представляют как простой резистор. Коэффициент пульсаций разрешается заменить напряжением на конденсаторе. Получается следующее: Кп = (Umax — Umin) / (Umax + Umin) ⋅ 100%, где после подстановки данных получают 2.5% = (2В — Umin) / (2В + Umin) ⋅ 100% => Umin = 1.9В.
2. Используя типичную осциллограмму напряжения, можно вычислить время заряда конденсатора. tзар = arccos(Umin/Umax) / 2πf = arccos (1.9/2) / (2⋅1415⋅50) = 0.0010108 с. Остальной промежуток времени конденсатор разряжается. Так как в стандартной схеме используется двухполупериодный выпрямитель, этот показатель уменьшают вдвое.
3. Затем вычисляют емкость по формуле и получают C = ILED ⋅ dt/dU = 0.02 ⋅008989/(2-1.9) = 0.0018 Ф (или 1800 мкФ).

На деле ради 1 светодиодного светильника такой мощный конденсатор не устанавливают. Чтобы модифицировать схему, вместо обычного резистора в схему включают реактивное сопротивление – второй конденсатор.

Как устроена светодиодная лампа?

Близкое знакомство с конструкцией LED-светильника может потребоваться только в одном случае – если необходимо отремонтировать или усовершенствовать источник света.

Домашние умельцы, имея на руках комплект элементов, могут самостоятельно собрать лампу на светодиодах, но новичку это не по силам.

Учитывая, что приборы со светодиодами стали основой систем освещения современных квартир, умение разбираться в устройстве ламп и ремонтировать их может сохранить весомую часть семейного бюджета

Зато, изучив схему и имея элементарные навыки работы с электроникой, даже новичок сможет разобрать лампу, заменить сломанные детали, восстановив функциональность прибора. Чтобы ознакомиться с подробными инструкциями по выявлению поломки и самостоятельному ремонту светодиодной лампы, переходите, пожалуйста, по этой ссылке.

Имеет ли смысл ремонт LED-лампы? Безусловно. В отличие от аналогов с нитью накаливания по 10 рублей за штуку, светодиодные устройства стоят дорого.

Предположим, «груша» GAUSS – около 80 рублей, а более качественная альтернатива OSRAM – 120 рублей. Замена конденсатора, резистора или диода обойдется дешевле, да и срок службы лампы своевременной заменой можно продлить.

Существует множество модификаций LED-ламп: свечи, груши, шары, софиты, капсулы, ленты и др. Они отличаются формой, размером и конструкцией. Чтобы наглядно увидеть отличие от лампы накаливания, рассмотрим распространенную модель в форме груши.

Вместо стеклянной колбы – матовый рассеиватель, нить накала заменили «долгоиграющие» диоды на плате, лишнее тепло отводит радиатор, а стабильность напряжения обеспечивает драйвер

Если отвлечься от привычной формы, можно заметить только один знакомый элемент – цоколь. Размерный ряд цоколей остался прежним, поэтому они подходят к традиционным патронам и не требуют смены электросистемы. Но на этом сходство заканчивается: внутреннее устройство светодиодных приборов намного сложнее, чем у ламп накаливания.

LED-лампы не предназначены для работы напрямую от сети 220 В, поэтому внутри устройства заключен драйвер, являющийся одновременно блоком питания и управления. Он состоит из множества мелких элементов, основная задача которых – выпрямить ток и снизить напряжение.

Подключение диммера к светодиодам своими руками

Чтобы подключить светорегулятор собственноручно вам понадобится лишь приобретённое устройство, специальный динамометрический ключ и любое удобное режущее средство для зачистки проводов.

Пошаговая инструкция состоит из трёх этапов:

1. Перед началом всех монтажных работ необходимо обязательно выключить в доме всё электричество.
2. Далее следует зачистить провода на приборе и подключить их таким образом, чтобы фазовый провод был установлен в клемму под названием L, а второй был подключен к разъёму под названием N.
3. На завершающем этапе эти провода следует зажать и закрутить все имеющиеся болты, надев специальную рамку.

Почему лампа не светится?

90%
проблем всех вышедших из строя Led ламп – это один сгоревший светодиод.
Зачастую определить его можно даже по внешнему виду.

На
желтой поверхности будет четко видна черная точка.

Иногда
вместо нее может быть явная выпуклость или вздутость.

Так
как все диоды в лампе соединены последовательно, то выход из строя одного
автоматически влечет прерывание всей цепочки.

После того как нашли такой светодиод с точкой, снизу поддеваете его ножиком и просто вырезаете со своего места.

У
вас на площадке должно остаться только два контакта, все остальное соскабливаете.

Маленький
контакт — это “плюс”, большой – “минус”.

Собственно
говоря, для восстановления работоспособности лампы эти два контакта нужно будет
чем-нибудь замкнуть между собой.

Схема подключения светодиода к напряжению 220 вольт (гасящий конденсатор + резистор)

Здесь все тоже самое, за исключением того, что в цепочку добавили резистор. В целом влияние резистора способно сделать всю схему более предсказуемое, более надежной. Здесь будет меньше импульсных токов с высоким напряжением. Это хорошо!

(…как и н на схеме выше использован гасящий конденсатор + резистор)

Все плюсы и минусы сродни варианту с гасящим конденсатором, но надежности здесь тоже нет. Даже более, того, использование диода, а не стабилитрона, скажется на защите светодиода при разрядке конденсатора. То есть весь ток потечет именно через светодиод, а не как в предыдущем случае через светодиод и стабилитрон. Вариант этот так себе. И вот последний случай, с применением резистора.

smd 3014

Однокристальный компактный прибор умеренной (0.12 Вт) мощности и световым потоком до 11 лм. В зависимости от исполнения может излучать белый свет разной цветовой температуры, а также синий, желтый, зеленый, красный и оранжевый. Для защиты от окружающей среды и коррекции цветовой температуры кристалл покрывается компаундом с люминофором.

Основная область применения smd 3014: светодиодные ленты и модули для декоративной подсветки, точечные светильники и лампы к ним. Нередко используются для изготовления автомобильных ламп.

Если ты заинтересовался светодиодами типа 3014, то более подробно о них можешь почитать в этой статье.

Характеристики и особенности способов сборки

При сборке осветительных компонентов могут применять несколько технологий, каждая из которых имеет свои особенности. Рассмотрим их.

Тип корпуса COB

Самый совершенный тип сборки светодиода. Элемент представляет собой пластину (плату) с большим количеством диодов, каждый из которых помещен на основу по технологии поверхностного монтажа (SMD). На одной плате используют от 20 кристаллов. Чтобы обеспечить свечение в белом спектре, их покрывают люминофором.

Технология сборки COB.

Такие матрицы не используют для подсветки или декорирования. Они подходят только для освещения помещений, открытых пространств. Причина — угол рассеивания луча света 180 градусов. Применение осветительных элементов типа COB оправдано в уличных светильниках, люстрах или настольных лампах. Интенсивность свечения зависит от количества кристаллов.

Особенности:

• нет керамической подложки;
• не используется корпус, линза;
• повышенные показатели мощности;
• минимальная площадь свечения;
• большая плотность размещения диодов;
• равномерное свечение.

Тип корпуса SMD

Самая распространенная технология сборки источника света. Готовые лампы имеют мощность в диапазоне от 0,01 до 0,2 Вт. Диод крепится на основу, может дополняться рассеивающей линзой. На одной подложке используют 1-3 светодиода. Чтобы изготовить источник света с мощным световым потоком, такие SMD-элементы совмещают.

Технология сборки SMD.

Особенности:

• есть керамическая основа;
• дают направленное излучение света без линзы — 100-130(с линзой до 170);
• каждый диод покрывается люминофором отдельно;
• увеличенная толщина элемента;
• используется теплоотводящая подложка.

В числе недостатков — для равномерного освещения больших площадей потребуется увеличенное количество ламп. Этот тип источников подходит для переносных фонарей, бра, ночников, настольных светильников. Такие корпусы не подлежат ремонту. Если вышел из строя один кристалл, придется менять всю матрицу.

Тип корпуса DIP

Самая старая и редко применяемая сегодня технология сборки. Конструкция состоит из кристалла, который помещен на выводной корпус с двумя контактами и покрыт рассеивающей колбой (цилиндрические или прямоугольные). Применяют диоды диаметром 0,3, 0,5, 0,8 и 1 см.

Технология сборки DIP.

Особенности:

• слабый нагрев;
• различные цвета колбы;
• невысокая яркость свечения;
• низкая мощность.

Используется только в качестве подсветки.

Тип корпуса «Пиранья» 

Аналог предыдущей технологии, только с 4 контактами. Конструкция позволяет надежно закрепить излучающий кристалл на плате, что обеспечивает долгий срок службы. Выпускают изделия с линзой и без нее в разных цветах: зеленый, синий, красный и 3 белых (температура свечения отличается).

Технология сборки «Пиранья».

Особенности:

• достаточная интенсивность свечения;
• слабый нагрев;
• неплохое рассеивание луча света.

Ремонт драйвера

Прежде всего прозвони предохранитель, если он есть. Прибор должен показать нулевое сопротивление. Сделать это можно, не выпаивая предохранитель из платы. Прибор показал бесконечно большое сопротивление? Замени предохранитель и включи лампу в сеть для проверки. Светится? Ремонт окончен. Если же предохранитель в порядке, продолжаем ремонт. Проверь диодный мост. Как это сделать, ты можешь подробно узнать здесь.

Диодный мост рабочий? Тогда выпаивай сглаживающий электролитический конденсатор и прозвони его. Если конденсатор исправен, то в начальный момент прозвонки мультиметр покажет маленькое сопротивление, которое будет на глазах расти, пока не уйдет в бесконечность.

Если драйвер простой, как часто случается, то все эти манипуляции обязательно приведут к успеху и окончанию ремонта. Если драйвер сложнее, то все, что ты можешь сделать, это прозвонить остальные электролитические конденсаторы и диоды. Конденсаторы легче выпаять полностью, у диода можно выпаять лишь один вывод. Чтобы он потерял контакт с платой, прибор достаточно приподнять иголкой или пинцетом.

Если и тут все в порядке, то, увы, для дальнейшего более сложного ремонта придется воспользоваться помощью квалифицированного электронщика.

Как поменять лампочки

При переходе на другой тип осветительных устройств важно учитывать следующие особенности:

Цоколь LED должен совпадать с цоколем галогеновой лампы;
нужно выбирать светодиоды с линзами широкого рассеивания;
важно учитывать размеры плафона – некоторые светодиодные лампочки могут в него не поместиться, что будет заметно при выключенном свете;
в зависимости от предназначения помещения выбирается цветовая температура LED лампочек.

Замена трансформатора

Избежать многих трудностей можно, если поменять трансформатор, необходимый для галогенок, на подходящий по параметрам блок управления для диодов. Замену нужно проводить, учитывая напряжение на выходе и входе трансформатора. Если осветительных приборов в люстре много, надо поставить несколько трансформаторов.

Общую нагрузку блока питания рассчитывают следующим образом: мощность одной лампы умножается на количество осветительных приборов. Для люстры с 6 источниками света, в которую устанавливаются лампочки мощностью 1,5 Ватт, суммарная нагрузка будет равняться 9 Вт.

Для изменения узла нужно выпаять провода из платы блока питания и присоединить к новому устройству для светодиодов. Если установка невозможна, провода можно перекусить и правильно подключить заново.

Стоит ли менять галогеновые лампы на светодиодные лампы?

Итак, подведём итог все проделанной работе. Итого на модернизацию люстры я потратил 2053,50 руб. (17 LED ламп по 80 руб. + доставка 100 руб. + источники постоянного тока 593,50 руб.) и пару часов работы. И теперь моя люстра стала энергосберегающей и светит нейтральным белым светом, как я и хотел. Для меня решающим фактором стал цвет, а другим может понравиться экономичность (25,5 Вт в сумме для светодиодов против 340 Вт для галогенок) и время жизни светодиодов (30000 часов для светодиодов против 4000 часов для галогенных ламп). Но учтите, что галогеновая лампа 20 ватт светит примерно в два раза ярче, чем светодиодная лампа 1,5 ватт (300-440 люмен для галогеновых ламп 20 ватт против 150-230 люмен для светодиодных ламп 1,5 ватт). Если яркости не хватает, можно использовать более мощные лампы, например, 2,5 ватт, но физический размер таких ламп будет больше. Это нужно учитывать, т.к. лампа должна поместиться внутрь плафона.

Сила

Показатель мощности является одной из основных характеристик при выборе. Одна из данных технических характеристик ламп влияет на экономичность. Лучше всего отдавать предпочтение лампам, которые имеют показатель мощности 6 – 8 Вт, они отличаются качественным освещением.

Обратите внимание! Весомое значение при выборе того, какие светодиодные лампы лучше, является напряжение. Ведь выделяют от 12 до 220 В лампочки

Если помещение достаточно влажное, например, ванная комната, тогда лучше всего выбирать лампы мощностью 12 Вт. Но, такие приборы не смогут сэкономить денежные средства.

На фото светодиодных ламп отлично видно данную взаимосвязь.

Специалисты не советуют отдавать предпочтение светодиодным лампам, что имеют достаточно яркое дневное освещение. Их чаще всего используют для обустройства офиса, или же производства. Для квартиры, домашнего использования данный вариант не совсем подойдет.

Диапазон должен находиться в районе 2700-3000 К. Данный промежуток – это желтоватого оттенка свечение, которое напоминает дневной солнечный свет. Чаще всего на упаковке производитель указывает цвет.

Обратите внимание! Выбирайте «теплый белый», или же «мягкий белый» модели. Они лучше всего подходят для зрения и восприятия.

Cветодиодные лампы на 12 В: за и против

Преимущества ламп 12 В

Безопасность. Благодаря пониженному напряжению можно не боятся поражения электрическим током. Это дает возможность использовать лампочки в помещениях с повышенной опасностью, таких как котельные. Например, можно ставить светодиодные лампы капсульного типа Foton Lighting G4.

Не нужна дополнительная защита для проводки. Низкое напряжение не требует дополнительных мер защиты электропроводки, например, применения гофрированных трубок или кабель-каналов. 

Недостатки ламп 12 В

Необходимость использования трансформатора или блока питания. Для подключения низковольтных лампочек к сети 220 В нужен понижающий трансформатор (как вариант — отдельный блок питания). Стоимость такого трансформатора от 300 до 3000 рублей в зависимости от производителя. Плюс нужно найти место, куда его установить. При выходе из строя трансформатора перестанет работать и вся сеть освещения, подключенная через него. 

Потребление более высокого тока. Чем ниже напряжение, тем больший ток потребляет устройство. Для ламп на 12 В нужен более высокий ток, чем для изделий напряжением 220 В, поэтому проводка для осветительной группы должна быть выполнена проводом не менее 1,5 мм2 с минимальным количеством скруток.

12-вольтовые светодиодные лампы нашли широкое применение при организации точечных светильников в подвесных и натяжных потолках. Также они отлично подходят для освещения витрин, выставочных стендов, помещений магазинов и кафе. Например, создать уютную атмосферу можно с помощью лампочек софитовой формы Navigator.

История светодиодов

Капитан Генри Джозеф Раунд, один из пионеров радио, во время эксперимента заметил необычное свечение, испускаемое карбидом кремния. Свои наблюдения он опубликовал в General World, но объяснить природу явления он не мог.

Русский учёный Олег Лосев наблюдал излучение света кристаллами — диодами. В 1927 году он опубликовал подробности своей работы в российском журнале и оформил патент на «Световое реле».

В 1961 году инфракрасный диод создали Б. Биард и Г. Питмен. Однако отцом-основателем светодиода по праву считывается Ник Холоняк. Его ученик Дж. Крэфорд в 1972 г. создал светодиод жёлтого цвета. В конце 80-х годов благодаря исследованиям русского учёного Ж. И. Алферова были открыты новые светодиодные материалы, которые дали толчок дальнейшему развитию светодиодов.

В начале 70-х впервые были изобретены светодиоды зелёного цвета, в 1971 году появился синий светодиод, который был очень неэффективным. Прорыв сделали японские учёные только в 1996 году, которые изобрели дешёвый светодиод синего цвета.

Как прозвонить светодиодную лампу?

Любой электрик много раз «звонил» лампу накаливания, но как проверить ЛЕД-лампу тестером?

Для этого нужно снять рассеиватель, обычно он приклеен. Чтобы отделить его от корпуса вам нужен медиатор, или пластиковая карта, её нужно засунуть между корпусом и рассеивателем.

Если не удаётся этого сделать попробуйте немного погреть феном место склейки.

Как теперь проверить светодиодную лампочку мультиметром? Перед вами окажется плата со светодиодами, нужно прикоснуться щупами тестера к их выводам. Такие SMD в режиме проверки диодов загораются тусклым светом (но не всегда). Еще один способ проверки исправности — прозвонка от батареи типа «крона».

Крона выдает напряжение 9-12В, потому проверяйте диоды кратковременными скользящими прикосновениями к их полюсам. Если LED не загорается при правильно подобранной полярности — требуется его замена.

Материалы для самостоятельной сборки

Многокристальные светодиоды HK6

Делать самостоятельно источник света на диодах можно при помощи таких материалов:

• цоколя от сгоревшей люминесцентной лампочки;
• LED-элементов с силой тока 100-120 мА и напряжением 3-3,3 В – понадобится лента или отдельные светодиоды НК-6;
• диодного моста или диодов-выпрямителей с маркировкой 1N4007;
• предохранителя из цоколя сгоревшего источника света;
• конденсатора – параметры зависят от схемы сборки и числа светодиодов;
• пластикового каркаса для крепления светодиодов;
• суперклея или жидких гвоздей;
• электролитов и драйверов.

Составляйте список материалов заранее.

Выбор корпуса для лампы

С корпусом следует определиться еще до того, как выбрать схему. В данном случае можно воспользоваться несколькими вариантами:

• цоколь от лампы накаливания;
• самостоятельно изготовленное приспособление;
• использование корпуса от галогеновой или энергосберегающей лампы.

Мастера предпочитают последний вариант, так как он самый простой.

Корпус энергосберегающей лампы

Изготавливать корпус для светодиодной лампы, сделанной своими руками, рекомендуется только в том случае, если у мастера достаточно опыта. В большинстве случаев берется часть конструкции от энергосберегающей лампы или накаливания. Перегоревшую лампочку следует разобрать и достать преобразовательную плату. Схема устанавливается одним из следующих способов:

1. Спрятать в цоколь. Подойдет крышка от пластиковой бутылки.
2. Поместить диоды в отверстия, проделанные под колбой в крышке.
3. Расположить схемы внутри цоколя. Этот вариант отличается повышенными характеристиками теплообмена. Здесь чипы подключены через уже имеющиеся отверстия.

Цоколь с лампы накаливания

Некоторые мастера выбирают для установки схемы цоколь от лампы накаливания, так как он отличается важным преимуществом: после сборки у мастера не возникнет сложностей с закручиванием лампочки в патрон, что обеспечит теплообмен.

Рис.9 – цоколь лампы накаливания.

Цоколю от лампы накаливания свойственны и свои минусы. В готовом виде конструкция не будет иметь красивый внешний вид, также не удастся сделать качественную изоляцию.

Техника безопасности при ремонте светодиодных лампочек на 220 В

Поскольку мы проводим ремонт прибора, работающего от сети, то без техники безопасности никуда. Светодиодные лампы имеют бестрансформаторное питание, практически все элементы схемы во время работы прибора, включая светодиоды, находятся под опасным для жизни напряжением

Поэтому соблюдай следующие меры предосторожности:

• Все перепайки и измерения во время ремонта проводи только в отключенной лампе.
• Даже если конденсаторы зашунтированы разрядными резисторами, после выключения лампы разряди все конденсаторы вручную. Для этого достаточно на секунду закоротить выводы конденсатора любым металлическим инструментом с диэлектрической ручкой.
• Во время включения прибора после ремонта береги глаза. Если что-то пойдет не так, любой из элементов может взорваться. Лучше отвернись, включи и поворачивайся.
• Не оставляй без присмотра включенный паяльник и не клади его во время перерывов в ремонте на горючие предметы. 260 градусов – это относительно немного, но пожар устроить хватит.

На этом, пожалуй, можно закончить. Теперь ты знаешь, как устроена светодиодная лампа и как она работает. А при необходимости сможешь самостоятельно произвести ее ремонт.

Читаем между строк

Производители светодиодных светильников практически всегда публикуют информацию об используемых светодиодах, но редко когда раскрывают данные о БП. Тем не менее, можно составить свое представление о том, качественный или нет блок питания, по параметрам светильников, которые производитель открыто публикует.

В первую очередь, это коэффициент мощности λ (иногда его обозначают как cos φ, что для светодиодных светильников не совсем правильно). Чем больше этот параметр, тем лучше. Для качественного блока питания он должен быть не менее 0,85. Упрощенные БП, имеющие низкую надежность, обычно выдают себя низким значением λ.

БП от ведущих производителей характерно высокое значение коэффициента мощности, примером тому является данное устройство от Osram

Производители светильников, конечно, знают, что именно БП, а не светодиоды, ограничивает срок службы осветительного прибора. Поэтому, хотя и указывают «срок службы светодиодов 50000 ч», тем не менее, гарантийный срок устанавливают, исходя из цифр по всему светильнику. Обычно исходят из того, сколько лет проработает светильник, будучи включенным круглосуточно. Например, гарантийный срок на светодиодные светильники средней ценовой категории обычно составляет 3 года. Умножаем этот срок на 8760 ч в году, и получаем 26280 ч — именно столько гарантированно будет работать светильник

Обратите внимание, что этот показатель очень близок к сроку службы типичного БП средней ценовой категории — 30000 ч

Но, самое главное — где расположен блок питания и как он выглядит. Если он внешний и подключается к светильнику через разъем, то однозначно является изолированным (на прямое нарушение правил электробезопасности производители обычно не идут). В том случае, если БП внутренний, но выполнен в виде отдельного унифицированного модуля от одного из ведущих производителей БП, то, скорее всего, тоже изолированный. Неизолированные БП обычно выполнены как неотъемлемая часть конструкции светильника.

Советы по выбору LED-ламп

При покупке LED-устройств важно обращать внимание как на их технические характеристики, так и на ряд других нюансов. Лучший способ выбрать комфортную для глаз светодиодную лампу – включить одновременно несколько моделей в магазине и сравнить их светимость

Лучший способ выбрать комфортную для глаз светодиодную лампу – включить одновременно несколько моделей в магазине и сравнить их светимость

Представленные советы помогут приобрести качественный светильник, который прослужит долго и будет комфортен для глаз.

1. На упаковке LED-ламп должна быть надпись об отсутствии пульсации.
2. Световой поток должен быть больше, чем у заменяемой лампы накаливания.
3. Рекомендуется сравнивать свечение ламп одинаковой мощности ещё в магазине.
4. При наличии выключателя с индикатором желательно предварительно убедиться в корректной работе с ним LED-ламп.
5. Потолочные лампы с небольшим углом рассевания света могут слепить глаза.
6. Рекомендуется покупать лампы в крупных магазинах, предоставляющих минимум 2 года гарантии.

Желательно приобретать светильники только известных производителей, потому что изделия дешевых малоизвестных брендов зачастую не соответствуют заявленным на упаковке характеристикам.

Напряжение питания светодиодов

Несмотря на то что электрический параметр №1 для светодиода – это номинальный ток, часто для расчётов необходимо знать напряжение на его выводах. Под понятием «напряжение светодиода» понимают разницу потенциалов на p-n-переходе в открытом состоянии.

Оно является справочным параметром и вместе с другими характеристиками указывается в паспорте к полупроводниковому прибору. 3, 9 или 12 вольт… Часто в руки попадают экземпляры, о которых ничего не известно. Так как узнать падение напряжения на светодиоде?

Прекрасной подсказкой в этом случае является цвет свечения, внешняя форма и размеры полупроводникового прибора. Если корпус светодиода выполнен из прозрачного компаунда, то цвет его остаётся загадкой, разгадать которую поможет мультиметр.

Для этого переключатель цифрового тестера переводят в положение «проверка на обрыв» и щупами поочерёдно касаются выводов светодиода. У исправного элемента в прямом смещении будет наблюдаться небольшое свечение кристалла. Таким образом, можно сделать вывод не только о цвете свечения, но и о работоспособности полупроводникового прибора.

Светоизлучающие диоды разных цветов изготавливают из различных полупроводниковых материалов. Именно химический состав полупроводника во многом определяет напряжение питания светодиодов, точнее, падение напряжение на p-n-переходе.

В связи с тем, что в производстве кристаллов используют десятки химических соединений, точного напряжения для всех светодиодов одного цвета не существует. Однако есть определённый диапазон значений, которых зачастую достаточно для проведения предварительных расчетов элементов электронной цепи.

С одной стороны, размер и внешний вид корпуса не влияют на прямое напряжение светодиода. Но, с другой стороны. через линзу можно увидеть количество излучающих кристаллов, которые могут быть соединены последовательно. Слой люминофора в SMD светодиодах может скрывать целую цепочку из кристаллов.

Ярким примером является миниатюрные многокристальные светодиоды от компании Cree, падение напряжения на которых зачастую значительно превышает 3 вольта. В последние годы появились белые SMD светодиоды, в корпусе которых размещено 3 последовательно соединённых кристалла. Их часто можно встретить в китайских светодиодных лампах на 220 вольт.

Естественно убедиться в исправности LED-кристаллов в такой лампе при помощи мультиметра не удастся. Стандартная батарейка тестера выдаёт 9 В, а минимальное напряжение срабатывания трёхкристального белого светоизлучающего диода – 9,6 В. Также встречаются двухкристальная модификация с порогом срабатывания от 6 вольт.

Самые точные данные о прямом падении напряжения на светодиоде можно получить путём проведения практических измерений. Для этого понадобится регулируемый блок питания (БП) постоянного тока с напряжение от 0 до 12 вольт, вольтметр или мультиметр и резистор на 510 Ом (можно больше). Лабораторная схема для тестирования показана на рисунке.

Здесь всё просто: резистор ограничивает ток, а вольтметр отслеживает прямое напряжение светодиода. Плавно увеличивая напряжение от источника питания, наблюдают за ростом показаний на вольтметре. В момент достижения порога срабатывания светодиод начнёт излучать свет.

В какой-то момент яркость достигнет номинального значения, а показания вольтметра перестанут резко нарастать. Это означает, что p-n-переход открыт, и дальнейший прирост напряжения с выхода БП будет прикладываться только к резистору. Текущие показания на экране и будут номинальным прямым напряжением светодиода.

Если ещё продолжить наращивать питание схемы, то расти будет только ток через полупроводник, а разность потенциалов на нём изменится не более чем на 0,1-0,2 вольт. Чрезмерное превышение тока приведёт к перегреву кристалла и электрическому пробою p-n-перехода.

Если рабочее напряжение на светодиоде установилось около 1,9 вольт, но при этом свечение отсутствует, то возможно тестируется инфракрасный диод. Чтобы убедиться в этом, нужно направить поток излучения на включенную фотокамеру телефона. На экране должно появиться белое пятно.

В отсутствии регулируемого блока питания можно запитать светодиод «кроной» на 9 В. Также можно задействовать в измерениях сетевой адаптер на 3 или 9 вольт, который выдаёт выпрямленное стабилизированное напряжение, и пересчитать номинал сопротивления резистора.

Последовательное подключение светодиодов

При последовательном соединении через токоограничивающий резистор в одну цепочку собираются несколько светодиодов, причем катод предыдущего припаивается к аноду последующего:

В схеме, по всем светодиодам будет проходить один ток (20мА), а уровень напряжения будет состоять из сумм падения напряжения на каждом. Это означает, используя данную схему подключения, нельзя включить в цепь любое количество светодиодов, т.к. оно ограничено падением напряжения.

Падение напряжения – это уровень напряжения, которое светоизлучающий диод преобразует в световую энергию (свечение).

Например, в схеме падение напряжения на одном светодиоде составит 3 Вольта. Всего в схеме 3 светодиода. Источник питания 12В. Считаем, 3 Вольта * 3 led = 9 В — падение напряжения.

После несложных расчетов, мы видим, что не сможем включить в схему последовательного подключения более 4 светодиодов (3*4=12В), запитывая их от обычного автомобильного аккумулятора (или другого источника с напряжением 12В).

Если захотим последовательно подключить большее количество LEd, то понадобится источник питания с большим номиналом.

Данная схема довольно часто встречалась в елочных гирляндах, однако из-за одного существенного недостатка в современных светодиодных гирляндах применяют смешанное подключение. Что за недостаток, разберем ниже.

1. Недостатки последовательного подключения:
2. При выходе из строя хотя бы одного элемента, не рабочей становится вся схема.
3. Для питания большого количества led нужен источник с высоким напряжением.

Как расшифровать маркировку

Сверхъяркие smd светодиоды принято маркировать четырьмя цифрами, а линейка выпускаемых сегодня приборов выглядит примерно так:

Типов приборов, конечно, намного больше, но для разбора маркировки нам хватит и этих. Как же разобраться в этой маркировке и что обозначают цифры? Оказывается, ничего сложного тут нет: цифрами обозначены горизонтальные размеры корпуса smd светодиодов – длина и ширина в сотых миллиметра. К примеру, прибор 5050 имеет размеры 5.0х5.0 мм, а 3528 – 3.5х2.8 мм. Больше никакой информации маркировка не несет. Технические характеристики ты можешь узнать только из сопроводительной документации или же поверить на слово продавцу.