Ультраяркие светодиоды компании CREE. Классификация светодиодной продукции CREE

Ультраяркие светодиоды компании CREE. Классификация светодиодной продукции CREE

Все светодиоды, выпускаемые компанией CREE, делятся на две большие группы — мощные, под общим названием XLamp и сверхъяркие ( High-Brightness ) (см. рис. 1). Каждая из этих групп продукции в свою очередь делится на подгруппы или семейства, отличающиеся типом корпуса и параметрами. Разделение на группы определяется допустимой величиной тока через кристалл светодиода. К группе мощных относятся светодиоды с допустимой величиной тока 350 мА и выше. Сверхъяркие рассчитаны на меньший рабочий ток, типовое значение для них составляет 30…50 мА.

Рис. 1. Общая классификация светодиодной продукции CREE

Светодиоды XLamp выпускаются в трех вариантах исполнения — XR, XP и MC. Все эти варианты исполнения предназначены для поверхностного монтажа и отличаются формами и размерами корпусов. В настоящее время мощные светодиоды XLamp производятся на базе кристаллов двух типов, отличающихся размерами и рабочим током. Соответствующие этим типам кристаллов серии светодиодов обозначаются буквами С и Е. На данный момент компания CREE серийно производит пять серий мощных светодиодов, различающихся вариантом исполнения и типом используемого кристалла: XR-C, XR-E, XP-C, XP-E и MC-E.

Сверхъяркие светодиоды делятся на три большие группы, различающиеся вариантами исполнения. В первую группу входят светодиоды в стандартных выводных корпусах круглого или овального сечения, диаметром от 3 до 5 мм. Вторую группу составляют светодиоды в корпусе квадратного сечения с четырьмя выводами для монтажа в отверстия. Данное исполнение обозначается у CREE как Р4. Подобный тип корпуса также известен под названием Пиранья (Piranha). В третью группу вошли светодиоды для поверхностного монтажа в корпусах типа PLCC.

Очень мощные светодиоды. Какие бывают сверхяркие светодиоды

Сверхяркие светодиоды – это источники светодиодного освещения мощностью от 1 Ватта с силой тока 300 мА и выше, обладающие высокой яркостью свечения. Светодиод мощностью 10 Ватт получают при использовании 10 таких светоизлучающих диодов в виде матрицы.

Светодиодная матрица мощностью 80 Ватт.

Как устроен сверхъяркий светодиод

Ультраяркий светодиод имеет такую же конструкцию, как и обычный, c той лишь разницей, что светоизлучающие кристаллы в нем устанавливаются на специальное основание, а в мощном сверхъярком led в конструкции предусмотрен теплоотвод. Во всем остальном – это такой же светоизлучающий диод с p-n переходом, который в результате протекания электрического тока создает оптическое излучение.

Разновидности

Деление сверхярких  светодиодов на виды является довольно условным, т.к. каждый имеет свои уникальные характеристики.

На сегодняшний день основными странами-производителями ультраярких светодиодов являются США (компания « CREE »), Тайвань (компания «Epistar») и, конечно же, Китай.

Наиболее полную классификацию таких светоизлучающих диодов предоставила компания «CREE», в  соответствии с которой их можно разделить на следующие типы:

• в стандартных корпусах круглого (3 и 5мм) или овального (4 и 5мм) сечения с двумя выводами STD (серии 374, 503, 512, 535, 4SM, 5SM и т.д.);
• в корпусе типа P4 (« Пиранья ») (серии Р41, Р42, Р43);
• в корпусах для поверхностного монтажа PLCC (серии LM1, LM3, LM4, LA1, LN6, LP6 и т.д.).

Последняя группа led является наиболее разнообразной и востребованной. В нее входят светодиоды разных цветов с различным количеством кристаллов. Они также отличаются углами рассеивания и размерами.

На фото показан внешний вид ультраярких и мощных светоизлучающих диодов согласно классификации фирмы «CREE».

Мощные сверхяркие

В отдельную группу можно выделить мощные сверхяркие светодиоды XLamp. Их главной конструктивной особенностью является наличие радиатора для отвода тепла, вызванного большим рабочим током (350мА и выше).

Чем эффективнее отвод тепла – тем больше время работы сверхъяркого мощного светодиода.

Данная группа имеет три варианта исполнения – XR, XP и MC. Они отличаются между собой формами и размерами корпусов. Именно они нашли широкое применение во внутреннем и наружном освещении автомобилей.

Светодиоды SMD

LED SMD также можно условно отнести к мощным сверхъярким светоизлучающим диодам. Они имеют несколько серий (3528, 5050,3014, 3020, 2835 и т.д.). Но самым востребованным на рынке светодиодного освещения является SMD 5050 .

Он нашел широкое применение в светильниках благодаря белому цвету свечения. Мощность такого led может достигать 1Вт, поэтому его корпус имеет теплоотвод.

На фото мы можем увидеть, как выглядит LED SMD 5050.

Характеристики

Самой важной из всех характеристик является рабочий ток. Ультраяркие мощные светодиоды работают на постоянном токе, и превышение его значения приводит к выходу из строя led. Средний рабочий ток сверхъяркого равняется 15 – 20мА, ток мощного ультраяркого светодиода может достигать и 1А.

Рабочим напряжением (далее U) называют величину падения напряжения на светодиоде. Светоизлучающие диоды выпускаются с рабочим U равным 1,5 – 4 В. Диоды разных цветов имеют различное U(самое низкое имеют диоды инфракрасного цвета – 1,5-1,9В, а самое высокое – белый диод – 3-3,7В). Одним драйвером с постоянным выходным U = 12В возможно подключение, например, четырех светоизлучающих диодов с рабочим U = 3В или двенадцати светодиодов с рабочим U = 1В.

Средний показатель мощности для ультраярких светодиодных источников составляет 0,2-0,3Вт, а для мощных сверхярких источников — 1 Вт.

Если на коробке мощного светодиода указаны ток и напряжение, но не указана мощность, определить ее довольно легко,  перемножив указанные значения между собой.

Для получения необходимой интерьерной подсветки важными показателями будут: цвет свечения, угол рассеивания, световой поток.

Сверхяркие мощные светодиоды представлены в следующей цветовой гамме: янтарный, оранжевый,  синий, зеленый, красный и белый. В свою очередь белый цвет может выдавать холодный белый свет (5000 – 7000K), белый (3500-5000К), теплый белый (2700-3500К).

Угол рассеивания варьируется от 15º до 120º в зависимости от типа. Самый маленький угол рассеивания имеет серия в стандартном корпусе круглого сечения, а самый большой – серия PLCC. Использование сверхярких светодиодов с разными углами рассеивания дает возможность расставлять необходимые акценты в интерьере.

Световой поток играет важную роль для получения заданного уровня освещенности помещения.

Особенности питания

Перед подключением светодиода необходимо внимательно изучить, на какой ток и напряжение он рассчитан. Ультраяркие подключают через драйвер, который дает возможность стабилизировать ток, необходимый для нормальной работы LED. Драйвер с выходным напряжением 12В подключается к сети 220В.

Ниже приведена простейшая схема подключения нескольких светодиодов через драйвер.

Самые лучшие светодиоды. Хаpaктеристики мощных светодиодов

Большую часть современных светодиодов принято считать очень яркими при мощности от 0,5 ватт. Однако существуют экземпляры силой и в 10 и 100 и даже 500 Вт (полукиловаттные лэд-лампы способны плавить лед с расстояния нескольких метров). При этом работают они от сети напряжением 12 вольт, хотя есть модели с низким номиналом от 5 вольт и ниже и, напротив, с большим – от 24 вольт и выше. Наиболее полную хаpaктеристику конкретного мощного лед-элемента дает обзор самых важных его параметров, среди которых можно выделить:

1. Габариты. Нередко производитель отображает эту величину в «mil», что соответствует двум сотым миллиметра.
2. Мощность, в ваттах.
3. Номинальное напряжение, в вольтах.
4. Светимость, в люменах.
5. Ток, в миллиамперах.
6. Материал. Хороший – медный (более теплопроводный), не очень – на базе алюминиевых сплавов (как правило, китайских производителей).
7. Количество и качество проводников для подключения кристаллов. На фирменных используются до 4 золотых электродов, на плохих – не более 2 медных проводка.
8. Температура цвета.
9. Производитель.
10. Стоимость.

Рекомендация! Матрицы мощных светодиодов состоят из набора одноваттных кристаллов, размер которых задан стандартными параметрами – 30 на 30 или 45 на 45 mil с значением номинального тока в 300 мА. Чтобы определить, какова будет действительная мощность лед-светильника, необходимо подсчитать количество этих чипов. На цветных и RGB-версиях их можно видеть невооруженным глазом под люминофором – они ничем не прикрыты. К примеру, если их количество будет равно 40, значит действительная сила источника будет равна 40 Вт.

Новые светодиоды XLAMP компании CREE

Светодиоды (СД), в сравнении с лампами накаливания, прошли обратный путь развития, став вначале индикаторными приборами, а впоследствии эволюционировав до полноценных осветительных приборов. Современные сверхъяркие СД с уровнем светоотдачи более 90 лм/Вт способны конкурировать с большинством выпускаемых ламп. Число прочих преимуществ светодиодов дополняют высокая надежность и механическая прочность, полная экологическая безопасность, отсутствие проблем с запуском при низких температурах. Кроме того, благодаря таким особенностям СД, как простота электрического управления и доступность во множестве исполнений с различными углами обзора и цветами свечения, они могут использоваться в сферах, где применение иных источников света либо невозможно, либо непрактично. К числу таких областей применения относятся иллюминационные и светодинамические системы, архитектурная подсветка, освещение помещений по дизайн-проекту, информационные дисплеи и табло. Развитию светодиодных технологий способствует не только расширение областей применения, но и введение разнообразных регуляторных норм, направленных на удаление с рынка источников света с низкой эффективностью. Тому примером может служить недавно принятая Европарламентом директива 244/2009/EC, которая направлена на постепенное удаление с рынка Евросоюза ламп накаливания и малоэффективных галогеновых ламп. В таких условиях, чтобы укрепить свои позиции на рынке, ведущие производители твердотельных источников света вынуждены непрерывно совершенствовать свою продукцию по всем направлениям: конструкция, электрические, оптические и тепловые характеристики, функциональность, цветовые исполнения. Свою ставку в борьбе за укрепление позиций на рынке уже сделал известный новатор в области светодиодных технологий — компания Cree. Она существенно обновила ассортимент выпускаемых сверхъярких светодиодов XLAMP , которые позиционирует как светодиоды светотехнического класса.

Светодиод v6 характеристики. Многообещающая новинка от Cree – светодиод серии XP-L

Однокристальный светодиод компании Cree серии XP-L – мощный (10 Вт), но, пожалуй, самый миниатюрный в своем классе. Светодиод выполнен в том же форм-факторе, что и приборы других популярных серий – XT-E и XP-G , что позволяет без проблем применить светодиоды XP-L в изделиях, разработанных для других серий. Высокая плотность излучения позволяет повысить светоотдачу, при этом уменьшив размер и стоимость конечного изделия.

Сейчас ни у кого не вызывает сомнений, что на данном этапе развития технологий единственной альтернативой традиционным источникам света является мощный осветительный светодиод. Современные светодиоды, используемые в осветительных приборах, по основным техническим и эксплуатационным характеристикам заведомо превосходят большинство широко применяемых в настоящее время источников света, таких как лампы накаливания, галогенные, ртутные лампы высокого и низкого давления, люминесцентные и металлогалогенные лампы. И хотя светодиоды все еще несколько уступают по световой отдаче лучшим образцам натриевых ламп, применяемых, главным образом, в уличном освещении, они значительно лучше последних по индексу цветопередачи и сроку службы.

Фактор длительности срока службы приобретает особо важное значение именно в области уличного освещения, где стоимость обслуживания (замена вышедших из строя источников света) весьма высока, особенно в условиях магистралей федерального значения. Поэтому здесь, даже с учетом более высокой светоотдачи натриевых источников света, переход на светодиодное освещение может привести к значительной экономии средств и ресурсов благодаря увеличению (примерно в 3…5 раз) интервала обслуживания и, соответственно, сокращению расходов на эксплуатацию, содержание обслуживающего персонала и парка специальной техники. Кроме того, говоря о превосходстве натриевых ламп в сравнении со светодиодами в плане светоотдачи, следует уточнить, что речь в данном случае идет в основном о натриевых лампах низкого давления (НЛНД), имеющих достаточно ограниченное применение. Эти лампы действительно характеризуются высокими значениями световой отдачи, достигающей у лучших образцов величин порядка 200 лм/Вт. Но в то же время этим лампам свойственен целый ряд недостатков, а именно: очень плохая цветопередача (индекс цветопередачи меньше 20), большие пульсации светового потока (до 100%), длительное время выхода на полную мощность (10…15 минут), большие габариты (18-ваттная лампа имеет длину более 200 мм, а 185-ваттная – больше метра), сильная зависимость от температуры окружающей среды и многое другое. Так что говорить о «преимуществах» данных ламп в сравнении со светодиодными можно лишь с большой натяжкой. Тем более, что теоретический предел эффективности в 200 лм/Вт уже преодолен светодиодами (в том числе и тем, о котором пойдет речь ниже). Правда, подобная светоотдача достижима только на достаточно малых токах (10% от максимального и менее), что, конечно же, не соответствует оптимальному режиму работы. Тем не менее, в целом можно сделать вывод, что достойной альтернативы светодиоду, как источнику света, в настоящее время не существует. Перед современным разработчиком осветительного оборудования при выборе источника света может стоять только один вопрос – какой именно светодиод применить в изделии. Если речь идет о достаточно мощном осветительном приборе, таком, как уличный светильник, то наиболее оптимальным вариантом будет выбор в пользу нового осветительного светодиода компании Cree серии XP-L – очень мощного, но, при этом, пожалуй, самого маленького в своем классе.