Как проверить двух трехкристальные светодиоды: Виды SMD светодиодов. Расшифровка маркировки.

Виды SMD светодиодов. Расшифровка маркировки.

Теоретически все светодиоды можно классифицировать по видам и типам, а вот практически…..Быстрое развитие «светодиодного» рынка выбросило в продажу большое кол-во типов, видов и подвидов светодиодов, да и производители зачастую  ведут собственную классификацию, поэтому однозначно классифицировать светодиоды получается слегка проблематично. А если не существует научно обоснованной системы классификации LED, то мы постараемся в нашей статье рассказать про типы и виды светодиодов, опираясь на собственный опыт работы с LED продукцией, а также на опыт и знания наших коллег по рынку.

​Грубо говоря, светодиоды можно разделить на два типа: осветительные и индикаторные.

Индикаторные светодиоды

Осветительные светодиоды

Осветительные светодиоды — это те, которые могут обеспечить световой поток, как у традиционных источников света или даже превзойти его.

К ним можно отнести 4 популярных вида: SMD, COB, Filament и PCB STAR.

Но мы подробно остановимся на самых-самых популярных  осветительных светодиодах — SMD

SMD переводится с английского = Surface-Mount-Device (устройство для поверхностного монтажа). В своей конструкции они имеют полупроводниковый чип или кристалл, установленный на подложку. Снизу расположены контакты для подключения. Каждый такой светодиод закрывается в корпусе, который напрямую можно припаивать к любой поверхности. Поэтому их и называют «изделиями поверхностного монтажа».

Их популярность – это следствие малой стоимости, высокой надежности, продолжительного срока службы, ну а самое главное – высокой светоотдачи. Именно SMD вид используется в большинстве светодиодных лампочек и светильников.

Как расшифровать маркировку SMD?

 Цифрами обозначены горизонтальные размеры корпуса smd светодиодов – длина и ширина в сотых миллиметра. Например, светодиод smd 5050 имеет размеры 5. 0х5.0 мм, а 3528 – 3.5х2.8 мм. Технические же характеристики можно узнать только из сопроводительной документации или у продавца-консультанта.
 

Рассмотрим подробно все типы SMD светодиодов

Тип	Размер корпуса,  мм	Кол-во  кристаллов	Мощность, Вт	Световой поток,  ЛМ	Рабочий ток,  мА	Температура  эксплуатации	Угол  свечения	Цвет свечения
3528	3.5х2.8	1 или 3	0.06 или 0.2	0.6 — 5.0	20	-40. ..+85	120 — 140	белый, нейтральный, теплый, синий, желтый, зеленый, красный, RGB
5050	5.5х1.6	3 или 4	0.2 или 0.26	2 — 14	60 или 80	-20…+60	120 — 140	белый, теплый, синий, желтый, зеленый, красный, RGB,  WRGB
5630	5.6х3.0	1	0.5	57	150	-25…+85	120	холодный, нейтральный, теплый
5730	5.7х3.0	1 или 2	0.5 или 1	50 или 158	150 или 300	-40…+65	120	холодный, белый, нейтральный, теплый
3014	3. 0х1.4	1	0.12	9 — 11	30	-40…+85	120	холодный, нейтральный, теплый, синий, желтый, зеленый, красный, оранжевый
2835	2.8х3.5	1	0.2 или 0.5 или 1	20 или 50 или 100	60 или 150 или 300	-40…+65	120	холодный, нейтральный, теплый

SMD 3528

SMD 3528 может быть однокристальным (белый, нейтральный, теплый, синий, желтый, зеленый, красный) или трехкристальным (RGB). Кристаллы для защиты от окружающей среды заливаются прозрачным компаундом или компаундом с добавлением люминофора, выравнивающего цветовую характеристику диода.  

Этот тип светодиода имеет относительно малый световой поток. Но благодаря небольшим габаритам, умеренной стоимости и способности светить разными цветами, включая RGB, он все же нашел широкое применение в недорогих осветительных приборах и приборах декоративной подсветки. Очень часто светодиоды 3528 входят в состав светодиодных лент.

Примеры товаров с SMD3528
Светодиодная лента 4.8Вт 60LED 240Lm 12V IP22 (цвет желтый)
Светодиодная лента 4.8Вт 60LED 240Lm 12V IP65 (цвет зеленый)
Светодиодная лента 9.6Вт 120LED 480Lm 12V IP65 (цвет синий)



SMD 5050

SMD 5050 имеет исключительно трехкристальное или четырехкристальное (RGBW) исполнение. Если прибор одноцветный, то все три кристалла имеют одинаковый или близкий (для выравнивания цветовой характеристики) цвет светового излучения. Это значит, что диод 5050 имеет втрое большую яркость, чем однокристальный smd 3528. Кристаллы также защищены компаундом с люминофором или без него.

SMD 5050 наиболее популярен и используется для декоративной подсветки и освещения. Он имеет оптимальное отношение стоимость/мощность и может обеспечить любой цвет подсветки (в случае использования rgb5050), включая белый повышенной яркости (четырехкристальный вариант), за счет простого изменения мощности на каждом из кристаллов.

Чаще всего такие светодиоды встраивают в такие светодиодные декоративные ленты, как: одноканальная, где три кристалла соединены параллельно и питаются одним напряжением; RGB и RGBW, имеющие три и четыре канала соответственно.

Благодаря достаточно высокой мощности диодов уже при их плотности 60 шт. на 1 метр светодиодной ленты она может успешно использоваться не только для декоративной подсветки, но и для освещения интерьера. При этом цветовую температуру и даже цвет освещения пользователь может изменять самостоятельно, для этого достаточно установить соответствующий контроллер. 

Примеры товаров с SMD5050

Светодиодная лента 14.4Вт 60LED 840Lm 12V IP33 6500K (холодный белый) Oreol

Светодиодная лента влагозащищенная 14.4Вт 60LED 840Lm 12V IP65 6500K (холодный белый) OREOL
 

SMD 5630 и 5730

SMD 5630 представляет собой однокристальный мощный прибор, способный создать световой поток до 57 люмен. Благодаря встроенной защите, собранной на двух стабисторах, прибор в состоянии выдерживать импульсный ток до 400 мА и переполюсовку. Светодиод имеет 4 вывода, но в работе кристалла участвуют только два. Оставшиеся два и металлическая подложка используются для лучшего теплоотвода. Цвет свечения светодиода — белый разной цветовой температуры. 

Приборы 5730 могут быть как одно, так и двухкристальными. Первые имеют сходные с 5630 характеристики, вторые вдвое мощнее (1 Вт) и в состоянии создавать световой поток до 158 лм.

Оба типа приборов излучают белый свет различной цветовой температуры и могут использоваться для изготовления мощных светодиодных лент, ламп, прожекторов. 

Примеры товаров с SMD5630 и SMD5730
Светодиодная линейка 25Вт SMD5630-72LED 2500Lm 12V IP33 6000K (холодный белый) OREOL

Комплект Alluminium Sanan 5730 520*12/0.5W*16chips 32W-3500Lm 5000K PF:0.75 AC:160-265V DC:105V 280mA

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

SMD 2835

Однокристальный светодиод повышенной мощности. Выпускается в трех исполнениях: 0.2, 0.5 и 1 Вт. Излучает белый свет различной цветовой температуры, по размерам корпуса совпадает с прибором 3528, но отличается от последнего прямоугольной линзой (у 3528 она круглая). 

Из-за высокой популярности приборов выпускается очень много подделок, в которые устанавливаются кристаллы меньшей мощности. Так, хотя китайский SMD 2835 и выпускается официально, но оснащается он кристаллом всего 0.09 Вт. Внешне отличить его от одноваттного бывает невозможно из-за добавленного в компаунд люминофора, поскольку он непрозрачен, соответственно, оценить размеры кристалла на глаз не получится.  Прибор используется в мощных осветительных лампах, бытовых и уличных светильниках, прожекторах, светодиодных лентах.

Примеры товаров с SMD2835 

Светодиодная лента 9.6Вт SMD2835-120LED 820Lm 12V IP33 6500K (холодный белый) OREOL

СД лента 19Вт SMD2835-240LED 1900Lm 12V IP33 4000K (нейтральный белый) OREOL
Светодиодная лента 9.6Вт SMD2835-120LED 800Lm 12V IP33 СИНИЙ OREOL


*

Вообще проще перечислить те сферы нашей жизни, где smd-светодиодов нет, чем те, где они используются. Белые диоды можно встретить: в тактических и карманных фонариках; в автомобильных лампах; в бытовых лампочках различной мощности; в декоративной внутренней и наружной подсветке. Разноцветные RGB и RGBW применяются не менее широко: в вывесках, дорожных знаках, светофорах, указателях, рекламе; в лампах освещения, с изменяемой цветовой температурой; в ландшафтном дизайне; в декоративной внутренней и наружной подсветке; в приборах индикации.

Для справки: общая светодиодная технология существует не так уж и давно. Первый светоизлучающий диод видимого спектра был изобретен в 1962 году в General Electric. Первые светодиоды стоили более 200 долларов за диод и до 70-х годов единственным цветом, который мог создавать светодиод, был красный. Использование светодиодов в лампочках является довольно. Первые массовые установки светодиодного освещения произошли всего за последние несколько лет, и технология постоянно совершенствуется

расшифровка, характеристики 3528, 5050, 5630, 5730, 3014, 2835, 0805, 1206, 0603, 4014, 1608, 3014, 7020, 3020, сводная таблица

Светодиод – полупроводниковый элемент, который создает оптическое излучение в результате прохождения через него электрического тока. Будучи изобретенным еще в 1963 году, он прошел долгий этап эволюции, венцом которой и стал светодиод типа SMD. Об их типах, устройстве и предназначении пойдет речь в сегодняшней статье.

Содержание

1. Что такое
2. Как расшифровать маркировку
3. Разновидности SMD
4. 3528 — самый популярный
5. 5050 — второй по популярности
6. 5630 — в основе стабисторы
7. 5730 — лучший по яркости
8. 3014 — хорошая цветопередача
9. 2835 — третий по популярности
10. 0805 — компактность его коронка
11. 1206 — еще один мини led
12. 0603 — самый маленький
13. 4014 — ультратонкий
14. 1608 — экономичное энергопотребление
15. 3014 — лучший угол рассеивания света
16. 7020 — больше всех кристаллов
17. 3020 — силиконовое покрытие
18. Сравнительная таблица рассмотренных LED SMD
19. Плюсы и минусы SMD перед другими типами LED
20. Выводы

Что такое

Основой конструкции является полупроводниковый кристалл или чип, который расположен на специальном основании и заключен в пластиковый корпус. В нижней части находятся контакты, позволяющие закрепить светодиод на любой поверхности. За эффективное рассеивание света отвечает линза, установленная поверх кристалла.

Полупроводниковый кристалл, установлен на массивном основании, которое в совокупности с широкими контактами эффективно отводят тепло, образующееся во время работы.

В результате такой компоновки стало возможным их установка непосредственно на печатную плату.

Как расшифровать маркировку

SMD светодиод маркируется набором цифр и букв. Буквы означают принадлежность диода к тому или иному типу, четыре цифры, расположенные следом – размер корпуса, который измеряется в миллиметрах. Например, SMD 5630 расшифровывается следующим образом:

• SMD – тип светодиода, который подразумевает поверхностное нанесение на печатную плату, т.е. без впайки в сквозные отверстия;
• 5630 – размер корпуса, равный 5,6х3,0 мм.

Другие технические характеристики, можно узнать из технической документации, поставляемой со светодиодом.

Разновидности SMD

В зависимости от размера изделия, количества полупроводников, силы светового потока и количества кристаллов SMD разделяют на несколько видов. Рассмотрим основные из них.

3528 — самый популярный

В конструкции светодиода SMD 3528 может использоваться как один, так и три кристалла одновременно. В случае с единственным полупроводниковым кристаллом светодиод излучает один цвет. Поликристаллическое исполнение дает RGB эффект, это так называемые RGB светодиоды.

Для защиты от воздействия внешних факторов и улучшения цветопередачи, верхняя часть диода покрывается прозрачной полимерной смолой.

Благодаря компактным габаритам, возможности светить в RGB диапазоне и невысокой стоимости, широко используются в осветительных лентах при создании элементов интерьера будущего жилья, изготовлении недорогих ламп и фонарей.

К основным техническим характеристикам относятся:

• габариты корпуса – 3,5х2,8 мм;
• количество кристаллов – 1 или 3;
• потребляемая мощность – 0,06 или 0,2 Вт;
• световой поток – 0,6 – 5 Лм;
• угол свечения — 120⁰ – 140⁰.

Кстати, на этих светоизлучающих диодах собирают одни из самых популярных в мире светодиодные ленты SMD 3528.

5050 — второй по популярности

Светодиод SMD 5050 изготавливается в трех или четырехкристальном вариантах исполнения. Улучшение цветопередачи достигается благодаря покрытию диода силиконом, в состав которого входит люминофор. В случае параллельного подключения кристаллов, излучает довольно яркий холодный белый свет. При последовательном соединении он работает в RGB и RGBW диапазонах.

Высокие показатели мощности излучения, возможности изменения цветовой температуры и работе в RGB и RGBW диапазонах позволили данному типу использоваться не только как элемент декоративной подсветки, например потолка, но и как основной источник света.

К основным техническим характеристикам относятся:

• габариты корпуса – 5,0х5,0 мм;
• количество кристаллов – 3 или 4;
• потребляемая мощность – 0,2 или 0,26 Вт;
• световой поток – 2 – 14 Лм;
• угол свечения — 120⁰ – 140⁰.

5630 — в основе стабисторы

В основе конструкции светодиода SMD 5630 лежит использование одного полупроводникового кристалла высокой мощности. Работает исключительно в белом цветовом диапазоне, с возможностью изменения температуры свечения.

Благодаря сборке кристалла на двух стабисторах и четырем широким контактам, обеспечивается эффективный отвод тепла. Кроме того, он не боится изменения полярности подключения.

Мощный световой поток, встроенная защита от перепадов напряжения и эффективный отвод тепла позволили использовать светодиоды в мощных светодиодных лентах, лампах и прожекторах наружного освещения.

Основными техническими характеристиками светодиода являются:

• габариты корпуса – 5,6х3,0 мм;
• количество кристаллов – 1;
• потребляемая мощность – 0,5 Вт;
• световой поток – 57 Лм;
• угол свечения — 120⁰.

5730 — лучший по яркости

Выпускаются LED SMD 5730 в одно и двухкристальном вариантах исполнения. Могут излучать теплый, нейтральный и холодный белый свет. Поверхность кристалла, для лучшей цветопередачи, покрывается полимерной смолой с люминофором.

Оснащаются четырьмя широкими контактами. Для питания используются только два, остальные служат для отвода тепла.

Двухкристальные светодиоды способны создавать световой поток равный 158 Лм. Благодаря этому, а также хорошей защите от воздействия влаги и пыли часто используется в прожекторах и светильниках наружного освещения, в помещениях с повышенным содержанием влаги и пыли в воздухе.

К техническим характеристикам светодиода относятся:

• габариты корпуса – 5,7х3,0 мм;
• количество кристаллов – 1 или 2;
• потребляемая мощность – 0,5 или 1 Вт;
• световой поток – 50 или 158 Лм;
• угол свечения — 120⁰.

3014 — хорошая цветопередача

Однокристальный светодиод умеренной мощности. В зависимости от исполнения может излучать белый, красный, синий или зеленый цвет.

Покрытие кристалла полимерной смолой с люминофором позволило улучшить цветопередачу.

Компактные размеры, небольшой уровень энергопотребления и хороший уровень защиты от воздействий окружающей среды позволили использовать его в качестве осветительного элемента в автомобильных лампах и точечных светильниках.

Основными техническими характеристиками светодиода являются:

• габариты корпуса – 3,0х1,4 мм;
• количество кристаллов – 1;
• потребляемая мощность – 0,12 Вт;
• световой поток – 9 или 11 Лм;
• угол свечения — 120⁰.

2835 — третий по популярности

Монокристаллический компактный светодиод. Внешне похож на SMD 3528, но отличается от последнего прямоугольной линзой, выполненной из полупрозрачного силикона с добавлением люминофора. В зависимости от варианта исполнения излучает белый свет с различной цветовой температурой.

Высокие показатели насыщенности светового потока, надежности в совокупности с небольшой стоимостью позволили использовать его как источник света в лампах и прожекторах бытового и уличного освещения, а также в светодиодных лентах.

К его основным техническим характеристикам относятся:

• габариты корпуса – 2,8х3,5 мм;
• количество кристаллов – 1;
• потребляемая мощность – 0,5 или 1 Вт;
• световой поток – 50 или 100 Лм;
• угол свечения — 120⁰.

Также рекомендуем почитать интересную статью про светодиод SMD 2835, в которой мы подробно рассматривали от назначения и характеристик до плюсов с минусами.

0805 — компактность его коронка

Компактный светодиод невысокой мощности. В качестве источника света используется один полупроводниковый кристалл. В зависимости от материала изготовления, может излучать белый, синий, красный, зеленый и оранжевый свет.

Размер диода составляет 0,8х0,5 мм. Для удобства монтажа и лучшего отведения тепла, возникающего в процессе работы, его установили на платформу 2,0х1,2 мм.

Они имеют компактные размеры, небольшую мощность энергопотребления и неплохую силу светового потока. Они используются в качестве индикаторов в бытовой и промышленной технике, приборной панели автомобилей, а также как источники света на информационных табло.

Основные технические характеристики:

• габариты корпуса – 2,0х1,2 мм;
• количество кристаллов – 1;
• потребляемая мощность – 0,125 Вт;
• световой поток – 0,35 Лм;
• угол свечения — 120⁰.

1206 — еще один мини led

Для получения светового потока используется один небольшой полупроводниковый кристалл. От материала его изготовления зависит излучаемый им цвет. Обладает качественной цветопередачей, что достигается благодаря применению рассеивателя из полимерной смолы с добавлением люминофора.

Размеры источника света равны 1,2х0,6 мм, как и указанно в маркировке. Но они не позволяют быстро отводить тепло, получаемое во время работы. Кроме того, возникают сложности при установке диода. Именно поэтому его устанавливают на более массивное основание, равное 3,2х1,6 мм.

Светодиод характеризуется небольшими габаритами, низким уровнем энергопотребления, а также высокой надежностью. Благодаря этому его применяют, как индикатор в бытовых приборах, промышленных агрегатах и дорожных указателях.

Основные технические характеристики:

• габариты корпуса – 3,2х1,6 мм;
• количество кристаллов – 1;
• потребляемая мощность – 0,25 Вт;
• световой поток – 0,35 Лм;
• угол свечения — 120⁰.

0603 — самый маленький

В основе конструкции светодиода лежит полупроводниковый кристалл малой мощности, покрытый полимерной смолой с люминофором. В зависимости от назначения и материала изготовления кристалла, излучает различные цвета.

Согласно маркировке, диод имеет размеры 0,6х0,3 мм. На практике они немного больше и составляют 1,6х0,8 мм. Такие габариты – не ошибка в обозначении. Просто такой маленький диод сложнее производить и монтировать. Кроме того, возникают проблемы с отводом тепла. Чтобы устранить все эти недочеты производитель монтирует его на более массивную платформу с металлизированным основанием.

LED SMD 0603 отличают миниатюрные размеры, устойчивость к ударам и механическим повреждениям, а также низкое энергопотребление. Благодаря этому их используют, как подсветку кнопок в телефонах и рациях, а также при создании особых элементов интерьера в квартирах.

К основным техническим характеристикам относятся:

• габариты корпуса – 1,6х0,8 мм;
• количество кристаллов – 1;
• потребляемая мощность – 0,1 Вт;
• световой поток – 0,35 Лм;
• угол свечения — 120⁰.

4014 — ультратонкий

Компактный светодиод фронтального свечения. В качестве источника света используется мощный полупроводниковый кристалл, дающий ровное белое свечение. Использование полимерной смолы с люминофором позволило добиться широкого угла свечения.

Благодаря инновационным технологиям он обладает ультратонким дизайном. Характеризуется ярким, ровным свечением. Благодаря этим показателям светодиоды часто применяют для увеличения яркости матричных телевизоров и мониторов, а также как источник света в промышленных лампах и рефлекторах.

Основными техническими характеристиками являются:

• габариты корпуса – 4,0х1,4 мм;
• количество кристаллов – 1;
• потребляемая мощность – 0,2 Вт;
• световой поток – 120 Лм;
• угол свечения — 120⁰.

1608 — экономичное энергопотребление

Светодиод выполнен по монокристаллической технологии. Различные материалы его изготовления позволяют получать синий, красный, желтый и зеленый цвет излучения. Широкий угол обзора достигается благодаря использованию прямоугольной линзы из силикона с добавлением люминофора.

SMD 1608 характеризуется компактными габаритами и низким уровнем энергопотребления. Применятся в светодиодных лентах для декоративного освещения, подсветки и индикации различного рода приборов.

К основным характеристикам относятся:

• габариты корпуса – 1,6х0,8 мм;
• количество кристаллов – 1;
• потребляемая мощность – 0,35 Вт;
• световой поток – 0,25 Лм;
• угол свечения — 120⁰.

3014 — лучший угол рассеивания света

Компактный светодиод фронтального свечения. Для создания светового потока используется одиночный полупроводниковый кристалл средней мощности.

Благодаря использованию в качестве линзы полимерной смолы с люминофором достигается широкий угол рассеивания света и точная цветопередача.

Металлическая подложка, расположенная в нижней части корпуса, позволяет эффективно отводить тепло, продлевая срок безотказной эксплуатации. Небольшие размеры корпуса и достаточно яркий световой поток позволили использовать его в различных типах светодиодных лент, бытовых светильниках, а также в автомобильных лампах.

Технические характеристики SMD 3014:

• габариты корпуса – 3,0х1,4 мм;
• количество кристаллов – 1;
• потребляемая мощность – 0,1 Вт;
• световой поток – 11 Лм;
• угол свечения — 120⁰.

7020 — больше всех кристаллов

Монокристаллический светодиод фронтального свечения. Использование кристалла с высоким уровнем мощности, эффективный отвод тепла и полимерная прямоугольная линза с люминофором позволили добиться яркого и ровного белого свечения.

SMD 7020 относительно недавно появился на отечественном рынке, но уже успел зарекомендовать себя как яркий и надежный светодиод. Его используют для освещения витрин, бытовых помещений, а также салонов автобусов и багажных отделений легковых автомобилей.

Основными характеристиками светодиода SMD 7020 являются:

• габариты корпуса – 7,0х2,0 мм;
• количество кристаллов – 1;
• потребляемая мощность – 0,5 Вт;
• световой поток – 70 Лм;
• угол свечения — 120⁰.

3020 — силиконовое покрытие

Для создания светового потока в светодиоде SMD 3020 используется мощный единичный полупроводниковый кристалл. Он создает ровный и комфортный световой поток белого цвета. Защиту от воздействия внешних факторов обеспечивает полимерный силикон, который также выполняет роль рассеивающей линзы.

Небольшие размеры корпуса, низкий уровень энергопотребления в совокупности с ярким световым потоком позволили эффективно использовать SMD для создания бытовых и промышленных ламп и прожекторов.

Технические характеристики светодиода SMD 3020:

• габариты корпуса – 3,0х2,0 мм;
• количество кристаллов – 1;
• потребляемая мощность – 0,06 Вт;
• световой поток – 10 Лм;
• угол свечения — 120⁰.

Сравнительная таблица рассмотренных LED SMD

В сводной таблице приведены характеристики всех рассмотренных светодиодов.

№ п/п	Наименование изделия	Габариты корпуса, мм	Количество кристаллов, шт	Мощность, Вт	Световой поток, Лм	Угол свечения, ⁰
1	SMD 3528	3,5х2,8	1 или 3	0,06 или 0,2	0,6 – 5	120 или 140
2	SMD 5050	5,0х5,0	3 или 4	0,2 или 0,26	2 – 14	120 или 140
3	SMD 5630	5,6х3,0	1	0,5	57	120
4	SMD 5730	5,7х3,0	1 или 2	0,5 или 1	50 – 158	120
5	SMD 3014	3,0х1,4	1	0,12	9 -11	120
6	SMD 2835	2,8х3,5	1	0,5 или 1	50 -100	120
7	SMD 0805	2,0х1,2	1	0,125	0,35	120
8	SMD 1206	3,2х1,6	1	0,25	0,35	120
9	SMD 0603	1,6х0,8	1	0,1	0,35	120
10	SMD 4014	40х1,4	1	0,2	120	120
11	SMD 1608	1,6х0,8	1	0,25	0,35	120
12	SMD 3014	3,0х1,4	1	0,1	11	120
13	SMD 7020	7,0х2,0	1	0,5	70	120
14	SMD 3020	3,0х2,0	1	0,06	10	120

Плюсы и минусы SMD перед другими типами LED

Кроме компактности и низкого уровня энергопотребления, которыми обладают все светодиоды, у SMD есть свои достоинства. К ним относится:

• возможность монтажа непосредственно на печатную плату:
• отличное отведение тепла;
• моментальный розжиг кристалла;
• независимость от количества включений и выключений;
• высокий уровень цветопередачи;
• возможность выбора цветовой температуры.

Несмотря на все преимущества у SMD светодиодов существуют и недостатки, к которым можно отнести:

• высокую стоимость;
• низкие показатели ремонтопригодности.

Также рекомендуем почитать интересную статью про самые популярные виды светодиодов.

Выводы

SMD светодиоды плотно вошли в нашу повседневную жизнь, они используются повсюду от лампочки в квартире, до подсветки приборной панели автомобиля. Разобраться в их многообразии неподготовленному человеку порой бывает сложно.

Надеемся, прочитав статью, вам будет проще понять назначение, область применения и определиться с выбором необходимого светодиода. Если, все же остались какие-то вопросы, то задавайте их с помощью формы комментариев, расположенной сразу под этой статьей.

Устранение неполадок со светодиодной лентой | Waveform Lighting

Светодиодные ленты бывают самых разных размеров, плотности и качества цвета, но их всех объединяет то, что в какой-то момент вы можете столкнуться с трудностями при их работе. За многие годы работы со светодиодными лентами мы собрали некоторые из наиболее распространенных причин проблем со светодиодными лентами и способы их решения.

ОСТОРОЖНО : Низковольтная электроника постоянного тока обычно считается безопасной и представляет относительно низкую опасность поражения электрическим током. Однако, когда это возможно, мы настоятельно рекомендуем отключать питание или отсоединять блок питания перед тестированием или настройкой любых светодиодных лент или аксессуаров.

Обратите внимание, что в некоторых шагах по устранению неполадок, которые мы предлагаем ниже, вам потребуется подключить и включить источник питания для завершения теста. Будьте осторожны и обратитесь за советом к квалифицированному специалисту, если вы не знаете, как безопасно выполнять эти тесты.

Вы подключили блок питания к светодиодной ленте, включили выключатель и… ничего. Что дает?

Для устранения неполадок выполните следующие действия:

1) Убедитесь, что напряжение и ток вашего источника питания совместимы со светодиодной лентой.

Если, например, ваш источник питания 12 В постоянного тока, он не будет работать со светодиодной лентой 24 В. Проверьте заднюю часть блока питания, на которой будет указано выходное напряжение. Затем проверьте саму светодиодную ленту, у которой в точках подключения светодиодной ленты будет указано входное напряжение.

2) Убедитесь, что ваш блок питания работает правильно.

Быстрый тест с использованием мультиметра для проверки напряжения на двух выходных проводах или напряжения между внутренним контактом вилки постоянного тока и внешним цилиндром должен показать разницу напряжений. Если он показывает напряжение меньше, чем его номинальное напряжение, у вас может быть неисправный блок питания.

Обратите внимание, что для этого теста источник питания должен быть включен.

3) Проверьте и изолируйте другие принадлежности на той же цепи.

Удалите все дополнительные диммеры и контроллеры из схемы и определите, сможете ли вы заставить светодиодную ленту светиться без дополнительных аксессуаров. Если светодиодная лента работает, это означает, что у вас проблема с диммером или контроллером, или с соединением, ведущим к этим аксессуарам или от них.

Обратите внимание, что для этого теста источник питания должен быть включен.

Это само собой разумеется, но никогда не подключайте светодиодную ленту низкого напряжения постоянного тока (например, 12 В/24 В) непосредственно к сетевой розетке (например, 120 В/240 В)!

4) Проверьте наличие видимых ослабленных соединений

Убедитесь, что все разъемы и провода на месте и не выпали. Попробуйте затянуть винты на адаптерах постоянного тока и повторно вставить светодиодные ленты в разъемы без пайки, которые являются распространенными точками отказа контактов.

Если у вас есть мультиметр, проверьте каждую точку цепи на разность напряжений между положительным и отрицательным (заземлением) проводами/клеммами. Начните с выхода постоянного тока блока питания и пройдите к светодиодной ленте. Если положительные и отрицательные медные контактные площадки светодиодной ленты не имеют перепада напряжения, питание не подается на светодиодную ленту из-за неисправности еще до того, как питание достигнет секции светодиодной ленты.

5) Проверьте наличие видимых признаков короткого замыкания

Особенно, если вы припаиваете свои собственные провода вместо беспаечных принадлежностей, возможно, вы непреднамеренно создали короткое замыкание, позволив положительному и отрицательному проводам соприкоснуться.

Выполните быструю визуальную проверку всех соединений светодиодной ленты и убедитесь, что эти провода достаточно разделены.

Короткие замыкания этого типа особенно вероятны при работе с многоканальными лентами, такими как 5-цветные светодиодные ленты, имеющие 6 точек подключения.

6) Проверка на наличие невидимых признаков короткого замыкания

Если после визуальной проверки вы не обнаружили никаких видимых коротких замыканий, вы можете затем проверить наличие невидимых коротких замыканий. Самый быстрый способ проверить это — снова использовать мультиметр.

Подсоедините контакты мультиметра к положительным (+) и отрицательным (-) медным контактам светодиодной ленты и проверьте значение сопротивления. Если короткого замыкания нет, мультиметр должен показывать бесконечное сопротивление. Если он показывает какое-либо значение сопротивления, это указывает на короткое замыкание.

При наличии признаков короткого замыкания отсоедините все аксессуары и провода и проверьте, сохраняется ли короткое замыкание на светодиодной ленте. Если это так, это указывает на проблему со светодиодной лентой.

Одним из распространенных мест короткого замыкания является линия разреза светодиодной ленты, где использовались ножницы. Светодиодные ленты обычно состоят из двух медных слоев, разделенных тонким слоем изоляции. В некоторых случаях, если ножницы не делают ровный разрез, изолирующий слой может выйти из строя в месте разреза, что приведет к короткому замыканию.

Если вы обнаружили короткое замыкание на сегменте светодиодной ленты, но не можете найти никаких видимых признаков места короткого замыкания, попробуйте отрезать последние 1-2 дюйма светодиодной ленты на обоих концах, чтобы удалить потенциально поврежденный участок. отрезок. Мы рекомендуем использовать острые ножницы, чтобы обеспечить чистый срез, так как затупленные, тупые ножницы с большей вероятностью «раздавят» медный и изоляционный слои, создав короткое замыкание.

Ваша светодиодная лента работает нормально, но имеет заметно меньшую яркость на одном конце? Это часто наблюдаемая проблема со светодиодными лентами более низкого качества, и ее основной причиной является падение напряжения.

Падение напряжения в основном вызвано чрезмерным электрическим током для данной схемы, чрезмерным сопротивлением в цепи или их комбинацией.

Проверьте свою схему

Большинство светодиодных лент имеют рекомендуемую максимальную длину пробега, основанную на потребляемой мощности на фут и конструкции внутренней схемы. Поскольку каждая секция светодиодной ленты должна пропускать ток для всех «нисходящих» сегментов светодиодной ленты, подключение слишком длинной светодиодной ленты приведет к превышению номинальной мощности секций светодиодной ленты, подключенных ближе всего к источнику питания.

Самым непосредственным последствием перегрузки светодиодной ленты слишком большой мощностью является падение напряжения, при котором напряжение, подаваемое на каждую секцию светодиодной ленты, постепенно уменьшается по мере удаления от источника питания. Причина снижения напряжения связана с внутренним сопротивлением медных дорожек печатной платы.

Не забывайте, что провода, соединяющие светодиодные ленты или между ними, также имеют внутреннее сопротивление, и использование проводов недостаточной толщины также может привести к чрезмерному падению напряжения. Воспользуйтесь нашим онлайн-калькулятором сечения проводов, чтобы узнать, подходят ли характеристики провода для вашей установки.

Возможно, вы сможете перестроить свою схему, сконфигурировав ее «параллельно», а не «последовательно».

Проверка электрического сопротивления

Чрезмерное электрическое сопротивление может быть вызвано плохим электрическим контактом и коррозией меди. Проверьте проводку светодиодной ленты и убедитесь, что все контакты чистые и достаточные.

В экстремальных случаях места плохого контакта могут нагреваться, что может привести к пожару, поэтому определение и устранение таких ситуаций может быть важной мерой безопасности.

Диагностика падения напряжения

Наиболее точный способ определить, вызывает ли падение напряжения проблемы с вашей светодиодной лентой, — это просто измерить напряжение между медными контактными площадками в различных точках вдоль светодиодной ленты. Если напряжение постепенно снижается по мере удаления от источника питания, это признак падения напряжения.

Почти все светодиодные ленты имеют некоторое падение напряжения, и станет ли это серьезной проблемой или нет, в первую очередь зависит от степени падения напряжения. Например, 12-вольтовая светодиодная лента может упасть до 11,5 В на самом дальнем конце от источника питания, но обычно это недостаточно значительное падение напряжения, чтобы вызывать какие-либо опасения. Если, с другой стороны, напряжение падает ниже 10 В, это признак того, что имеет место значительное падение напряжения, которое, скорее всего, приводит к очень заметному падению яркости.

Если ваши светодиодные ленты теряют яркость по всей полосе, это может быть вызвано двумя причинами:

1) Входное напряжение светодиодной ленты упало ниже расчетного напряжения

Чтобы определить, какая из этих двух проблем виновата , сначала определите входное напряжение в точке подключения светодиодной ленты к источнику питания (т.е. первая пара медных контактных площадок).

Если входное напряжение здесь ниже ожидаемого напряжения (например, 10 В для 12-вольтовой светодиодной ленты), вы, вероятно, столкнулись с проблемой с блоком питания или ослабленным/окисленным соединением между светодиодной лентой и блоком питания.

Хорошей новостью является то, что ваша светодиодная лента, скорее всего, в порядке, и проблема может быть решена простым исправлением проводки или заменой блока питания.

2) Сами светодиоды теряют яркость

Если при первом тесте вы определили, что на светодиодные ленты подается полное расчетное входное напряжение (например, 12 В для 12-вольтовой системы), но вы все еще видите падение яркости, у вас может быть серьезная проблема со светодиодной лентой. Светодиоды

, как правило, рассчитаны на срок службы более 36 000 часов, но некоторые продукты более низкого качества будут экономить на проектировании и производстве, что приведет к преждевременному выходу из строя. В таких ситуациях единственным выходом может быть полная замена светодиодной ленты.

Если части вашей светодиодной ленты падают с установленной поверхности, возможно, вы использовали светодиодную ленту с недостаточной двухсторонней лентой. Вы можете рассмотреть возможность повторного нанесения нового слоя двусторонней ленты или использования монтажных кронштейнов и винтов для более надежного метода крепления.

Мы рекомендуем «приклеивать» светодиодные ленты более высокого качества, для которых, скорее всего, требуется двухсторонняя лента с более высокой адгезией, например 3M VHB.

Если у вас горит весь сегмент светодиодной ленты, но вы заметили, что секция из 3 светодиодов (или 6 светодиодов для 24 В) остается темной, возможно, у вас есть «разомкнутая цепь» в одной из секций.

Это означает, что из-за производственного дефекта или какого-либо механического повреждения во время транспортировки или установки один из светодиодов или компонентов одной секции отсоединился, что привело к полному электрическому отсоединению только этой секции светодиодов.

Если вы знакомы с тем, как паять, вы можете попробовать повторно нагреть паяные соединения для каждого из светодиодов и компонентов вдоль этого мертвого участка. Если нет, лучше всего обратиться к поставщику за заменой (если он предоставляет гарантию) или просто удалить неисправную секцию, разрезав по линиям разреза и соединив два сегмента вместе с помощью соединительных зажимов.

 

Компания Waveform Lighting производит светодиодные ленты в соответствии со строгими требованиями к качеству и надежности, чтобы избежать распространенных проблем, подобных описанным выше. К сожалению, этого нельзя сказать о многих других «бюджетных» светодиодных лентах, доступных для покупки.

Немедленно свяжитесь с нами, если у вас возникли проблемы со светодиодной лентой, которую вы приобрели у нас. Даже если у вас возникли проблемы со светодиодной лентой, которую вы приобрели в другом месте, мы будем более чем рады помочь и обсудить варианты замены.

Other Posts

Какой показатель CRI у светодиодных лент?

Просматривая характеристики светодиодных лент, вы, возможно, сталкивались с показателем, называемым CRI. В отличие от цветовой температуры, CRI связан с цветом… Подробнее

Затемнение светодиодных лент и светодиодных ламп с помощью интеллектуальных систем освещения

В последние годы наблюдается быстрый рост интеллектуальных систем освещения, которые позволяют пользователям управлять их освещением с помощью приложений для смартфонов и хо. .. Подробнее

Выбор между 2700K и 3000K

При поиске продуктов для домашнего и жилого светодиодного освещения, вы часто сталкиваетесь с выбором в C … LED

. 12V

Если вы планируете приобрести лампы для низковольтной системы освещения или установить ее, вы, вероятно, столкнетесь как с 12V DC, так и с 2… Подробнее

Назад к блогу Waveform Lighting

Просмотрите нашу коллекцию статей, инструкций и руководств по различным применениям освещения, а также подробные статьи по науке о цвете.

Обзор продуктов освещения Waveform

Светодиодные лампы серии A

Наши лампы A19 и A21 подходят для стандартных светильников и идеально подходят для напольных и настольных светильников.

Светодиодные лампы-канделябры

Наши светодиодные лампы-канделябры обеспечивают мягкий и теплый свет в декоративном стиле, который подходит для светильников E12.

Светодиодные лампы BR30

Лампы BR30 — это потолочные светильники, которые подходят для жилых и коммерческих светильников с отверстиями шириной 4 дюйма или шире.

Светодиодные лампы T8

Непосредственно замените 4-футовые люминесцентные лампы нашими светодиодными трубчатыми лампами T8, совместимыми как с балластами, так и без них.

Светодиодные светильники T8

Светодиодные трубчатые светильники, предварительно смонтированные и совместимые с нашими светодиодными лампами T8.

Линейные светодиодные светильники

Линейные светильники длиной 2 и 4 фута. Подключается к стандартным настенным розеткам и крепится с помощью винтов или магнитов.

Магазинные светодиодные светильники

Потолочные светильники с подвесными цепями. Включается в стандартные настенные розетки.

Светодиодные лампы UV-A

Мы предлагаем светодиодные лампы с длиной волны 365 нм и 395 нм для флуоресцентных и полимеризационных применений.

Светодиодные лампы УФ-С

Мы предлагаем светодиодные лампы УФ-С с длиной волны 270 нм для бактерицидного применения.

Светодиодные модули и аксессуары

Светодиодные печатные платы, панели и другие форм-факторы для различных промышленных и научных приложений.

Светодиодные ленты

Яркие светодиодные излучатели, установленные на гибкой печатной плате. Может быть отрезан по длине и установлен в различных местах.

Диммеры светодиодной ленты

Диммеры и контроллеры для регулировки яркости и цвета системы освещения светодиодной ленты.

Блоки питания для светодиодных лент

Блоки питания для преобразования линейного напряжения в низкое постоянное напряжение, необходимое для систем светодиодных лент.

Швеллеры алюминиевые

Швеллеры из экструдированного алюминия для монтажа светодиодных лент.

Соединители для светодиодных лент

Непаянные соединители, провода и адаптеры для соединения компонентов системы светодиодных лент.

Электрическое перенапряжение — как предотвратить выход светодиода из строя раньше, чем ожидалось — LED professional

Технология полупроводникового освещения стала важным игроком в светотехнической промышленности благодаря многочисленным преимуществам производительности, которые предлагают светодиоды. Повышение производительности этой технологии восходящей звезды, в частности ее преимущества в эффективности, привели к появлению множества новых приложений и широкому внедрению светодиодов.

Распространение твердотельных источников света подвергает светодиоды воздействию целого ряда новых и суровых условий работы и демонстрирует, что их теоретический «большой срок службы» может быть легко поставлен под угрозу различными факторами окружающей среды. Химическая несовместимость является одной из первых проблем, с которыми сталкиваются клиенты, но, к счастью, в большинстве случаев эта проблема становится очевидной довольно быстро, если она вызвана дефектом конструкции приспособления.

Скорость, с которой эти неисправности становятся очевидными, означает, что отрасль все больше осознает, что ожидаемый срок службы светодиодов может быть серьезно снижен, если они будут подвергаться воздействию летучих веществ, несовместимых с твердотельными конструкционными материалами. К сожалению, не все угрозы для светодиодов достаточно очевидны, чтобы пользователи могли предпринять необходимые шаги для устранения проблемы до того, как произойдет массовый сбой в полевых условиях.

Наиболее серьезная угроза исходит от того же источника, который питает светодиоды, и известен как «электрическое перенапряжение» (EOS). EOS возникает каждый раз, когда ток или напряжение питания светодиода превышают максимальные номинальные значения компонента. Существует много различных типов EOS — некоторые генерируются в процессе сборки или тестирования светодиодов, а другие создаются источником питания или поступают из окружающей среды, вызванной электромагнитным полем.

EOS представляет собой наиболее опасную угрозу для технологии полупроводникового освещения, поскольку он использует тот же путь, что и светодиод. Кроме того, ущерб, который он наносит, часто не является немедленным. Во многих случаях светодиод может перестать работать через несколько дней или даже месяцев после установки. Эти две характеристики EOS означают, что предотвратить ее невероятно сложно, а решить дорого. Промежуток времени между возникновением EOS и неспособностью обнаружить неисправность может быть довольно длительным и иметь серьезные последствия, поскольку может быть произведено и установлено больше светильников, что увеличивает стоимость гарантийной замены.

Почему возникает электрическое перенапряжение

Существует множество различных причин и способов, которыми может произойти EOS, но результат один: отказ светодиода. EOS повреждает структуру светодиодного чипа, из-за чего он выходит из строя быстрее ожидаемого срока службы.

EOS вызван внешними источниками, такими как рабочая среда, процедура тестирования или взаимодействие с человеком, а также внутренними факторами, такими как плохой или неправильный источник питания, компоновка печатной платы или неисправные компоненты, которые генерируют напряжение или ток на светодиодах превышает максимальное напряжение, указанное в паспорте.

Когда напряжение или ток превышают максимальные номинальные значения компонента, это называется «нагрузкой». Чтобы лучше понять, почему происходит EOS — как при обрыве, так и при коротком замыкании — и время, которое потребуется для выхода из строя светодиода, важно учитывать энергоемкость напряжения. Каждый раз, когда к твердотельному световому изделию прикладывается напряжение, оно создает напряжение и ток, которые протекают через полное сопротивление всей цепи (приспособление плюс окружающая среда). Это означает, что к светодиодам прикладывается определенное энергетическое напряжение.

Если сигнал энергетического стресса интегрирован, с течением времени энергетический стресс будет измеряться в джоулях. Низкое энергетическое напряжение приводит к незначительным повреждениям, а иногда и вообще к их отсутствию, в то время как среднее энергетическое напряжение повреждает светодиод, но отказ происходит только спустя долгое время после этого. С другой стороны, высокое энергетическое напряжение немедленно приводит к поломке светодиода либо из-за разрыва проводных соединений, либо из-за расплавления кристалла, прикрепленного к контактным площадкам припоя.

Важно отметить, что даже отсутствие отказа после нагрузки не означает, что светодиод не поврежден. Низко- и среднеэнергетические нагрузки могут привести к микроповреждениям (рис. 1), которые не видны сразу (рис. 3), но могут закончиться катастрофическим отказом через несколько часов работы. Вот почему каждый светодиод, подвергающийся воздействию электрического перенапряжения, следует рассматривать как устройство с риском выхода из строя.

Рисунок 1: Стресс низкой и средней энергии приводит к длительному отказу от короткого замыкания из-за микроповреждений

Рисунок 2: Высокая энергия вызывает немедленный отказ в разомкнутой цепи

9000 5 Рис. 3: Светодиод с невидимыми микроповреждениями

Различные типы электрических перенапряжений и способы предотвращения отказов

Существует много возможных источников EOS, которые могут быть вызваны проблемами конструкции светильника, человеческими ошибками и даже ограничениями правил, действовавших ранее твердотельные световые технологии ворвались в осветительную промышленность.

Ниже описаны все возможные обстоятельства, которые могут вызвать EOS, а также даны указания и рекомендации по предотвращению проблем в полевых условиях. В некоторых случаях на решения сильно влияет пользовательский дизайн, поэтому производителям светодиодов важно тесно сотрудничать с клиентами, чтобы гарантировать, что их конструкции светильников защищены от EOS.

Электростатический разряд

Первый возможный источник EOS создается операторами, работающими со светодиодами или печатными платами. Этот тип EOS генерируется электростатическим разрядом (ESD). Электростатический разряд — это событие с низким энергопотреблением и очень короткой продолжительностью — всего несколько микросекунд. Электростатический разряд обычно генерируется в рабочей среде, не защищенной от электростатического разряда. Например, электрический потенциал тела оператора может сильно отличаться от электрического потенциала платы светодиодов, и когда они вступают в контакт со светодиодами, может произойти электростатический разряд.

Однако, как правило, электростатический разряд не является проблемой для светодиодов, поскольку большинство светодиодов оснащены подавителем электростатического разряда, который защищает светодиодный чип. Тем не менее, некоторые очень маленькие новые светодиоды, предназначенные для максимальной плотности света, не оснащены подавителями электростатического разряда, поэтому необходимо использовать внешний подавитель электростатического разряда. Эти дополнительные компоненты должны быть расположены очень близко к светодиоду, чтобы защитить его должным образом. Эти подавители электростатического разряда десятилетиями использовались для защиты других электронных устройств и при необходимости могут использоваться для решения этой возможной проблемы EOS.

Блок питания

Другой возможный источник электрического перенапряжения — блок питания, используемый в светильнике. Существует несколько возможных условий, которые могут привести к повреждению светодиодов даже при отсутствии каких-либо неправильных действий со стороны пользователя. Каждый раз, когда выбирается новый источник питания постоянного тока, обязательно проверяйте допуски на выходе, пульсации тока, переходные пики во время фазы включения и выключения и, наконец, ток горячей замены. Допуски, пульсации и всплески могут быть тихими убийцами светодиодов, которые нарушают целостность компонентов без каких-либо явных признаков. На рис. 4 показан коммерческий источник питания постоянного тока 1050 мА, представляющий множество возможных источников EOS.

Рисунок 4: Пульсации коммерческого источника постоянного тока 1050 мА, представляющие различные возможные источники EOS 2 А за несколько миллисекунд. Если используемый здесь тип светодиода рассчитан на 2 А или более, проблем быть не должно. Однако, если используемые устройства имеют максимальный номинальный ток 1,2 А, при постоянном токе 1,05 А источник питания может подвергаться большому риску.

Если светильник будет включаться и выключаться один или два раза в день, светодиод, скорее всего, проработает ожидаемое время. Однако в тех случаях, когда датчик присутствия или движения включает и выключает наш прибор, многие всплески в час будут нагружать наш светодиод, тем самым ставя под угрозу его срок службы.

Еще одним важным аспектом этого источника питания являются пульсации. Здесь примерно ± 40% пульсаций. Помимо нескольких потенциальных неприятных эффектов, таких как мерцание и уменьшение потока, эта пульсация может привести к тому, что светодиод будет работать не по спецификации и подвергаться нагрузке в течение непрерывных повторяющихся циклов.

Как обсуждалось ранее, при использовании светодиода с номинальным током 2 А или выше ничего не произойдет. Однако с устройством с максимальным током 1,2 А срок службы светодиода будет серьезно снижен из-за источника питания постоянного тока. Также важно учитывать допуск среднего выходного тока, который может ухудшить ситуацию, увеличив все эти значения на процент допуска.

Чтобы предотвратить сбой EOS в описанных выше сценариях, важно использовать блоки питания с ограниченным пиковым переходным процессом во время фазы включения и выключения. Эти источники питания не должны превышать максимальный номинальный ток светодиода. Кроме того, типичный ток в сочетании с пульсацией и положительным допуском не должен превышать максимальный номинальный ток светодиода. При соблюдении всех этих условий блок питания не приведет ни к какому EOS.

Еще один возможный источник неисправности — неправильная полярность подключения блока питания или отрицательные импульсы. Если оператор поменяет полярность на этапе тестирования или производства, этот EOS серьезно повредит светодиод. Чтобы этого не произошло, рекомендуется использовать источник питания с защитой от короткого замыкания и оборудовать плату светодиодов диодом параллельно цепочке светодиодов в обратной полярности. Если блок питания подключен к плате светодиодов с помощью разъема, лучшим решением будет поляризованный разъем.

Последний тест, который всегда полезно провести, это «разрушающий тест» на нескольких светодиодных платах для измерения тока горячей замены. Этот тест состоит из включения источника питания (без подключения каких-либо светодиодов), а затем горячего подключения к плате светодиодов. Таким образом можно измерить пик тока при горячем подключении (рис. 5), который представляет собой возможное электрическое перенапряжение в случае плохого или неправильного электрического контакта во время сборки или испытания светильника. Пик, как видно на рисунке 5, пропорционален разнице между максимальным выходным напряжением источника питания без нагрузки и общим прямым напряжением цепочки светодиодов. Это означает, что чем больше зазор, тем выше вероятность повреждения светодиода, вызванного неправильной работой или плохим электрическим контактом.

Рисунок 5: Тест «пикового тока горячего подключения» представляет собой возможное перенапряжение, и можно оценить вероятность повреждения светодиода, вызванного неправильной операцией.

следовать процедурам сборки, исключающим потенциальные сценарии горячей замены, и выбирать соответствующий источник питания и разъемы.

В процессе сборки блок питания не должен подключаться к электричеству, пока плата светодиодов не будет надежно подключена. Кроме того, светодиодная плата не должна быть отключена от источника питания до отключения питания. Использование источника питания со встроенным ограничителем тока также сделало бы сборку более безопасной, а также предотвратило бы любую возможную человеческую ошибку.

Наконец, качество разъема имеет решающее значение. Некачественные разъемы с ослабленным электрическим контактом действуют как горячая вилка — даже если плата электрически подключена к источнику питания. Как правило, если светодиод излучает вспышки или мигает, за ним, вероятно, стоит импульс тока, что может быть признаком EOS и требует дальнейшего изучения. Соблюдая эти простые правила, можно избежать любых возможных EOS во время сборочных операций.

Испытания

Другие потенциальные проблемы производственной деятельности, которые могут привести к перенапряжению, включают внутрисхемные и лабораторные испытания. Эти тесты демонстрируют высокий потенциал для EOS, в частности для EOS с возможностью горячей замены.

Внутрисхемные испытания, как правило, являются автоматизированными процессами и могут быть полезны при правильном выполнении. Чтобы избежать риска EOS, важно, чтобы программное обеспечение машины, выполняющее тест, было запрограммировано для выполнения этого пошагового процесса: прежде всего, подключите датчики; подать энергию на тестовую цепь; удалить энергию из цепи и, наконец, удалить контакт щупов. Следуя этому процессу, управляющая схема успешно проверит светодиод, не причинив ему вреда.

Чтобы убедиться, что программная ошибка не повредит светодиод, лучше всего использовать источник постоянного напряжения с последовательным резистором для ограничения испытательного тока. Этот тип испытаний нельзя проводить при измерении потока светодиодов, CCT и Vf, так как изменение прямого напряжения от светодиода к светодиоду может повлиять на эти параметры. Однако во всех остальных случаях это очень безопасный способ проверки светодиодов в цепи.

Лабораторные испытания более важны, так как платы обычно проверяются вручную, и вероятность человеческой ошибки очень высока. В некоторых случаях используется источник постоянного тока, в то время как в других предпочтительным выбором клиента является лабораторный источник питания с ограничителями тока, оба из которых очень опасны. В случае источника питания постоянного тока, если последовательность не будет выполняться каждый раз идеально, светодиод будет поврежден, тогда как во втором случае существует ряд вариантов, которые могут повредить светодиоды.

При использовании источника питания постоянного тока рекомендуется поместить две кнопки на шнур, соединяющий источник питания с вилкой. При этом любой оператор, даже неподготовленный, будет вынужден сначала подключить плату светодиодов к источнику питания, а затем нажать две кнопки.

Даже если источник питания подключен, первичный каскад не электризуется двумя кнопками, размыкающими цепь. Можно было бы запустить этот тест с помощью всего одной кнопки, но установка второй избавляет оператора от необходимости нажимать кнопку при одновременном подключении платы к другой, и просто обеспечивает более безопасный процесс.

При использовании лабораторного блока питания с ограничителем тока существует два основных риска. Первый заключается в том, что кто-то может непреднамеренно переместить одну из ручек, что вызовет перегрузку светодиода из-за изменения настройки. Второй риск заключается в том, что источник питания работает постоянно, а выходной каскад находится под напряжением, и если схема ограничения тока расположена перед выходными конденсаторами, то ограничитель тока начнет работать, как только светодиоды уже будут повреждены. Несмотря на то, что это воспринимается как очень безопасный режим тестирования светодиодов, это не так.

Горячая замена и длинные кабели на месте

Но твердотельные светильники не предназначены только для хранения на складах, и многие риски EOS существуют и после этапа производства. Вот почему технические специалисты стремятся предвидеть потенциальные триггеры EOS после установки прибора. Для наружного применения это означает учет различных погодных условий и электромагнитных полей, а также циклов включения/выключения и других наведенных магнитных полей для внутреннего применения.

Сегодня большинство светодиодных светильников оснащены встроенным драйвером, который защищает от горячего подключения на этапе установки. В эпоху раннего внедрения светодиодов три светодиодные лампы MR16 были уничтожены на этапе установки путем горячего подключения. Наличие драйвера на плате или вместе в корпусе светильника также предотвращает EOS, вызванный длинными кабелями, которые соединяют платы светодиодов с источником питания и действуют как антенны. Они соединяют все электромагнитные поля, создаваемые радиосистемами, подъемными двигателями и т. д.

В некоторых случаях клиенты размещают ограничитель переходного напряжения (TVS) на плате светодиодов, чтобы предотвратить этот тип EOS и горячих подключений, но это неэффективно по двум причинам. Во-первых, эти ЭОС представляют собой высокочастотные сигналы, которые обходят эти подавители, а во-вторых, электрические характеристики светодиода и ТВС не совпадают.

На рис. 6 показан ряд из 12 светодиодов «типичное» и «максимальное» прямое напряжение. TVS следует выбирать с минимальным напряжением пробоя, превышающим максимальное прямое напряжение светодиода при максимальных условиях работы. Это важно, потому что TVS, параллельный цепочке светодиодов, не должен потреблять никакой энергии в стандартных рабочих условиях.

Рисунок 6: Плохо спроектированный ограничитель переходного напряжения, который никогда не защищает светодиод, поскольку он не пересекает кривые светодиодов

На рисунке 6 зеленая кривая TVS никогда не пересекает кривые светодиодов, что означает, что TVS никогда не защитить светодиод. Вместо этого светодиод поглощает весь EOD.

Мы подробно рассмотрим, как спроектировать схему для защиты от синфазного или дифференциального режима EOS, но сначала мы обсудим лучший дизайн печатной платы.

Конструкция печатной платы

Во избежание любого потенциально опасного токопроводящего пути между корпусом прибора или радиатором и светодиодными площадками очень важно, чтобы печатная плата (PCB) была сконструирована таким образом, чтобы обеспечить соответствующее расстояние утечки от медные площадки и края других металлических деталей, соединенных с корпусом. На рис. 7 любой медный путь, расположенный близко к краю, должен находиться на расстоянии, превышающем изоляционное расстояние. Минимальное предлагаемое расстояние составляет 3 мм, хотя рекомендуемое расстояние обычно составляет от 5 до 7 мм, когда это возможно.

Еще одним важным моментом при проектировании печатной платы являются медные дорожки рядом с винтами. Расстояние необходимо рассчитывать с учетом диаметра головки винта, а не отверстия печатной платы. Когда провода приплавляются к печатной плате, а не через разъем, очень важно, чтобы изоляция проводов кабеля закрывала контактную площадку и не уменьшала путь утечки.

Печатная плата, используемая для светодиодных плат, обычно изготавливается на основе алюминия. Алюминий и медь разделены диэлектрическим материалом, который обеспечивает электрическую изоляцию между обоими металлами. Этот диэлектрик должен быть достаточно тонким, чтобы гарантировать хорошую теплопередачу от светодиода к корпусу светильника, но достаточно толстым, чтобы обеспечить достаточную электрическую изоляцию. Обычно алюминий печатной платы находится в непосредственном контакте с радиатором крепления, поэтому уникальная изоляция гарантируется диэлектриком печатной платы. По этой причине крайне важно, чтобы поставщик печатных плат гарантировал минимальное значение напряжения пробоя печатной платы для всех поставляемых печатных плат.

Если какой-либо из путей утечки или напряжения пробоя печатной платы недостаточно, чтобы выдержать скачки напряжения окружающей среды, существует риск возникновения электрических дуг и разрядов, а также повреждения светодиода EOS (рис. 7).

Рис. 7: Если какой-либо из путей утечки или напряжения пробоя печатной платы недостаточно, риск повреждения EOS очень высок

Импульсные перенапряжения в общем и дифференциальном режимах

Большинство пользователей светодиодов, вероятно, знакомы с описанными выше сценариями. Прежде чем исследовать дальнейшие ситуации, вызывающие EOS, важно понять отраслевые нормы и классы защиты.

Международная электротехническая комиссия (IEC) и IEC61140:2016 определяют правила защиты людей от поражения электрическим током. В зависимости от страны и типа продукта существуют различные требования к уровню изоляции для устройств, продаваемых на каждом рынке.

Наиболее часто используемыми классификациями изоляции являются Класс I и Класс II. Корпус светильников класса I должен быть соединен с заземлением специальным кабелем. С другой стороны, светильники класса II предназначены для обеспечения требуемого уровня безопасности без какого-либо электрического заземления.

Символы классов защиты
Класс I	Класс II

Таблица 1: Символы классов защиты

Благодаря этим двум различным классификациям твердотельные светильники ведут себя совершенно по-разному при воздействии окружающей среды. В целом, если электрическое заземление выполнено эффективным и надежным способом, светильники класса I меньше страдают от отказа EOS, но на самом деле оба типа светильников должны быть спроектированы эффективно, чтобы предотвратить повреждение EOS. Еще одним важным правилом, которое следует учитывать, является IEC6059.8-1:2014, определяющий общие требования и испытания для светильников, в том числе твердотельных светильников. Эта редакция 2014 г. заменила версию 2008 г. и содержит соответствующие изменения для продуктов класса II.

Пункт 10; Раздел 4 стандарта IEC 60598-1:2014 «Конструкция» касается светильников класса II с двойной изоляцией. В подпункте 4 (IV.10.4) этой главы указывается устройство защитного импеданса, в котором указывается, что доступные проводящие части, разделенные двойной изоляцией, могут действовать как проводящий мост с использованием резисторов или конденсаторов Y2. Они должны состоять как минимум из двух отдельных компонентов с одинаковым номинальным значением.

Эти компоненты должны соответствовать требованиям IEC. В светильниках класса II можно добавить специальные компоненты, соединяющие платы светодиодов с корпусом светильника. Это позволяет анализировать, как выглядит схема светодиода во время быстрой переходной нагрузки. На рис. 8 показаны последовательно соединенные два светодиода в простой модели, на которой показаны светодиод и защита от статического электричества, встроенные в их корпус. Эта модель не учитывает все паразитные компоненты или влияние светодиодной термопрокладки. Термопрокладка является жизненно важной прокладкой, которая позволяет светодиоду эффективно передавать тепло от источника (перехода) в воздух через множество металлических деталей.

Рис. 8: Простая модель из двух последовательно соединенных светодиодов с защитой от электростатического разряда

Для очень хорошей теплопередачи термопрокладка должна быть подключена к очень большому медному участку на печатной плате. Это распределяет тепло по горизонтали, а затем эффективно передает его по вертикали алюминиевому слою печатной платы благодаря большой площади передачи. Два металла, разделенные изолятором, образуют конденсатор, а это означает, что ПХБ являются конденсаторами, которые следует учитывать в данном конкретном анализе. Эта паразитная емкость может быть большой или малой в зависимости от конструкции печатной платы и используемого материала. Его нельзя игнорировать, и важно понимать, как им управлять, чтобы избежать проблем с EOS.

Светодиоды и телевизоры могут быть смоделированы очень сложным образом, и для людей, которые любят проводить часы за симуляциями, это отличный способ развлечься. Для целей данной статьи используется упрощенная модель с конденсатором, подключенным электронным способом параллельно другим компонентам, как показано на рис. 9. Из-за паразитной емкости между каждой термопрокладкой и землей важно понимать, как соедините их. Есть два варианта: оставить их отдельными или соединить их.

Рисунок 9: Упрощенная модель светодиода и TVS с конденсатором

Существует также возможность оставить их плавающими или подключить к потенциалу электрического напряжения. Оставлять их плавающими — относительно небезопасный вариант, так как любое синфазное напряжение применяется непосредственно между термопрокладкой и электрическими прокладками светодиода — анодом и катодом. Это создает фатальный EOS, как только падение напряжения между точками, отмеченными синими стрелками (рисунок 10), превышает изоляцию корпуса светодиода. Что касается материала корпуса светодиода, керамика обеспечивает гораздо лучшую изоляцию, чем пластик, и в зависимости от расстояний между контактными площадками возможно иметь напряжение изоляции корпуса в диапазоне от нескольких десятков до сотен вольт. В любом случае синфазные сигналы могут легко достигать тысяч вольт, тем самым создавая электрическое перенапряжение для светодиодов.

Рис. 10. Оставлять светодиоды и TVS плавающими — относительно небезопасный вариант. Сигнал следует по пути к земле через паразитную емкость термопрокладки, а напряжение на корпусе светодиода ограничено. Теперь необходимость подключения термопрокладки к какому-то электрическому потенциалу ясна, но остается вариант держать их отдельно или соединить их все.

На рис. 11 показана схема светильника, нагруженного дифференциальным режимом. Красная стрелка показывает направление сигнала стресса при положительном всплеске, а синяя стрелка — при отрицательном всплеске. В целях этого обсуждения будет рассмотрено подключение термопрокладки к аноду, а также ее подключение к катоду.

Рисунок 11: Нагрузка на светильник, вызванная дифференциальным режимом (красная стрелка показывает направление сигнала нагрузки при положительном выбросе, а синяя стрелка указывает на
отрицательный выброс)

В случае положительного выброса, когда термопрокладка подключена к аноду, напряжение будет разделено между стандартным путем через цепочку светодиодов и паразитной емкостью между термопрокладкой и землей . Коэффициент разделения определяется отношением импеданса пути светодиода к земле и первой паразитной емкостью термопрокладки. Видно, что при подключении термопрокладки паразитная емкость в n раз больше (где n — количество светодиодов), а импеданс в n раз меньше — поглощая большую часть напряжения.

Это означает, что лучше соединить все термопрокладки, чем оставлять их по отдельности. В случае отрицательного сигнала напряжения весь сигнал будет проходить через CLED, поляризуя светодиод в обратном порядке. Импеданс CLED достаточно высок, поэтому падение обратного напряжения тоже будет достаточно велико. ESD TVS способствует ограничению сигнала, но поскольку напряжение больше в среднем диапазоне энергии, светодиод EOS повреждается этой обратной поляризацией.

Когда сигнал возникает после первого светодиода, он находит паразитную емкость термопрокладки для достижения электрического заземления. Другие светодиоды в цепочке подвергаются нагрузке, но все меньше и меньше, так как каждая термопрокладка C в серии поглощает часть сигнала нагрузки.

При подключении термопрокладки к катоду положительное напряжение полностью проходит через первый светодиод, повреждая его больше, чем в предыдущем случае с подключением анода. Однако в случае отрицательной нагрузки последний светодиод серии подвергается меньшей нагрузке.

Благодаря этому первому анализу светодиодная термопрокладка должна быть соединена все вместе, а затем подключена к аноду для положительного напряжения и к катоду для отрицательного напряжения. Невозможно узнать, с каким типом нагрузки (положительной или отрицательной) сталкивается светильник; поэтому наилучшей конфигурацией является симметричная, которая делит цепочку светодиодов на две группы с зеркальной конфигурацией (рис. 12). Термопрокладка светодиода с положительной стороны должна быть подключена к аноду, а с отрицательной стороны — к катоду.

Рисунок 12: Разделение цепочки светодиодов на две группы с зеркальной конфигурацией является наилучшей конфигурацией, поскольку неизвестно, какое напряжение (положительное или отрицательное) возникнет

Для улучшения защиты этого надежного решения кроме того, добавлены два дополнительных конденсатора CP и CN на положительной и отрицательной группах светодиодов.