Этот вид светодиодов – плата, на поверхности которой закреплен кристалл, выращенный при помощи технологии металлоорганической эпитаксии. Самый важный этап производства – создание контактов и их покрытие пленками из металла.
Каждый диод монтируется в корпус, оснащается выводами, покрывается составом, отводящим или излучающим свет. Белые светодиоды покрываются люминофором. На кристалл устанавливается купол, фокусирующий свет. Тепло отводится через подложку, если диод мощный, устанавливается радиатор. Электрический ток превращается в свет в p-n- переходе (так же, как в любом другом диоде).
Основное преимущество СМД конструкции – максимальное приближение кристалла к подложке, отводящей тепло. На одну плату монтируется один или несколько светодиодов. Если в одном осветительном приборе их большое количество, свет достаточно мощный без установки дополнительных оптических систем. Достаточно обыкновенного стекла, потери из-за которого не превышают 8%.
Корпуса SMD отличаются по форме и размерам, они напрямую соединяются с монтажной платой при помощи контактной площадки.
Внимание! Благодаря простоте установку может выполнить неспециалист.
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.
Покупая светодиоды, обязательно ознакомься с сопроводительной документацией – наши “друзья” из Китая имеют привычку встраивать в стандартный корпус кристаллы самой различной мощности (обычно меньшей). Если продавец об этом умолчит, то ты запросто можешь получить светодиод мощностью, к примеру, 0.09 Вт вместо одноваттного, но маркировка и внешний вид у него будут тот же!
Краткие технические характеристики
Хотя никакой информации о характеристиках smd светодиодов их цифровая маркировка не несет, все же некоторая связь между типоразмерами и параметрами приборов есть. Рассмотрим параметры самых распространенных видов светоизлучающих smd полупроводников:
Основные технические характеристики светодиодов smd
| Тип прибора | Размеры корпуса, мм | Количество кристаллов | Мощность, Вт | Световой* поток, лм | Рабочий ток, мА | Температура эксплуатации, °С | Телесный угол, ° | 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, RGBW |
| 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 |
* – зависит от цвета свечения кристалла
А теперь рассмотрим каждый из этих типов более подробно.
smd 3528
smd светодиод этого типа может быть однокристальным (белый, нейтральный, теплый, синий, желтый, зеленый, красный) или трехкристальным (RGB). В первом случае прибор имеет два вывода для подключения, во втором – четыре: один общий (катоды) и три анода. Кристаллы для защиты от окружающей среды заливаются прозрачным компаундом или компаундом с добавлением люминофора, выравнивающего цветовую характеристику диода.
Как видно из таблички, 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 lcd лент подсветки. Такая лента с smd-светодиодами используется чаще всего в декоративных целях.
smd 5630 и 5730
smd 5630 представляет собой однокристальный мощный прибор (см. таблицу выше), 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.
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 5050
В отличие от 3528, 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 его однокристальный собрат smd 3528. Как и в первом случае, кристаллы защищены компаундом с люминофором или без него.
Это, пожалуй, наиболее популярный прибор, используемый 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.
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.
Применение SMD светодиодов
В качестве элементов общего освещения светодиоды СМД стали использовать недавно (после достижения интенсивности излучения 120 лм/Вт). Это позволила производить светодиодные лампы, способные заменить люминесцентные и с нитью накала. Производители заботятся о том, чтобы потребителям при замене не нужно было менять или перестраивать систему освещения, покупать другие светильники и прожекторы. Из СМД Led просто собрать любые матрицы и встроить в стандартные корпуса люминесцентных и галогеновых ламп.
Широко используются:
- конструкции SMD-Led-прожектор-датчик движения в подъездах многоквартирных домов, на территориях частных домов, в бытовых помещениях;
- ленты из СМД 5050 — освещение помещений различного назначения;
- ленты из СМД 5630 в подвесных и натяжных потолках;
- компактные СМД 3014 и СМД 3528 в декоративной подсветке жилых и коммерческих помещений;
- СМД 2825 – в основной источник и подсветка;
- в системах аварийного освещения.
Диоды в узком корпусе крепятся на любые поверхности, для корпуса 3-5 мм требуется алюминиевый профиль, хорошо отводящий тепло. Мощность и цвет света подбирается для каждой сферы. Благодаря широкому углу освещения SMD используются на производствах ламп с самыми распространенными видами цоколей и прожекторов.
Любую ленту из СМД можно разделить и прикрепить как в помещении, так снаружи (в декоративных конструкциях, различных коробах, рекламных конструкциях).
СМД Led монтируются так же:
- в карманные фонарики;
- автомобили (поворотники);
- указатели, светофоры, вывески;
- ЖК-телевизоры;
- дисплеи;
- индикаторные панели.
Справка! Самую большую популярность эти источники света приобрели у ландшафтных дизайнеров благодаря способности работать при любой температуре и уровне вибраций.
Плюсы и минусы светодиодов SMD
Небольшие габариты диодов СМД и большой поток света при минимальном энергопотреблении позволило осуществлять сборку плат автоматизированно.
Кроме таких качеств как экономичность, удобство, надежность, у этих источников света есть и другие достоинства:
- независимость от циклов включения/выключения;
- моментальный розжиг;
- высокая устойчивость к механическим повреждениям и вибрациям благодаря плотному прилеганию (без отверстий) к плате и компактности;
- широкий выбор по цвету (2600К-10000 К);
- цветопередача 75-85 Ra;
- бесшумная работа;
- минимизация риска поражения током благодаря низкому напряжению питания;
- экологическая безопасность (в составе нет вредных веществ, в потоке света нет ультрафиолетовых лучей);
- отсутствие мерцания (при условии, что диод качественный);
- максимальная температура нагрева 90оС;
- колбы ламп с цоколем производятся из пластиков, не создающих осколков при повреждении;
- возможность регулировать не только яркость, но и цвет света;
- простой монтаж и обслуживание;
- стандартная утилизация.
Как у любого источника света, у СМД диодов имеются и недостатки. Основным рядовые потребители считают высокую стоимость. В модули диоды устанавливаются на значительном расстоянии друг от друга, светятся отдельные точки, что не может обеспечить равномерность светового потока. Еще один недостаток – низкая ремонтопригодность осветительных приборов. СМД только теоретически можно перепаять, на практике модуль необходимо отправлять на завод, выпустивший его. В результате ремонт обходится дороже, чем замена модуля.
Для того, чтобы СМД-диод отработал заявленный производителем срок службы, требуются дорогие системы питания и охлаждения (без них кристаллы быстро деградируют).
Требования к подключению
Устанавливать диоды можно на любой поверхности: на бетонном потолке, оклеенном обоями, на пластиковой панели, рядом с натяжными пленками. Благодаря хорошему теплоотводу исключается возможность повредить материал. Но хотя монтаж приборов весьма прост по сравнению с выводными, установка требует выполнения нескольких рекомендаций:
- чтобы подключить изделие к источнику питания, нужно использовать драйвер, в противном случае светодиод может выйти из строя или работать в некорректном режиме;
- если используют только 1 резистор, элементы следует соединять последовательно, чтобы избежать разброса параметров;
- запрещается соединять последовательно диоды с разными показателями по рабочему току, в этом случае часть элементов будет светить тускло;
- при слишком высоком токе светодиод перегревается и перегорает, соответственно, допускается установка резистора только с достаточным сопротивлением.
Если предполагается монтаж садовой подсветки, следует выбирать изделия, защищенные от действия влаги и пыли.
Проверка и пайка светодиодов SMD
Самое простое – это проверка светодиода при подключении к источнику тока. Так можно оценить не только работоспособность, но и качество. Ошибочная полярность не причинит вреда – он просто не загорится. При правильной полярности свечение должно быть без вспышек. Если наблюдаются периодические вспышке, то это говорит, о том, что было превышено номинальное значение силы тока, либо был перегрев. К эксплуатации этот полупроводник уже не пригоден.
Проверка светодиода подачей питания Проверить светоизлучающий диод можно и при помощи мультиметра. В одном направлении сопротивление должно быть намного больше, чем в обратном. Если в двух направлениях тестер показывает низкое сопротивление – это означает пробой, если сопротивление – бесконечность, то – обрыв. Стоит отметить что сейчас на рынке есть современные модели SMD у которых сопротивление в обоих направлениях составляет сотни кОм. Это связано с тем, что в составе таких SMD-светодиодов присутствуют различные транзисторы и полупроводниковые резисторы.
Ручная пайка светодиодов требуется в основном для ремонта. Качественная пайка светодиодов – половина успеха сборки схемы. Следует учитывать, что перегрев может не очень хорошо сказаться на кристалле светодиода, поэтому очень важно выдержать температуру. При температуре 200 C° SMD-диод начинает деформироваться, а при 230 С° вовсе расплавиться.
Замена состоит из нескольких этапов:
- демонтаж неисправного smd led;
- подготовка площадки;
- установка диода;
- пайка выводов;
- промывка и иногда нанесение защитного слоя.
Некоторые светодиоды могут иметь теплоотвод — подложку, которая тоже паяется к плате. Это затрудняет демонтаж элемента. Неисправный светодиод наиболее удобно демонтировать при помощи паяльного фена. При этом желательно использовать насадку с небольшим диаметром. Поток воздуха должен быть небольшим и направлен под светодиод, чтобы не сдуть соседние элементы и не деформировать сам светоэлемент. Температуру фена желательно выставить 300 С°. Излишки припоя (если они будут) можно удалить при помощи оплетки.
Для пайки потребуется флюс и припой. Некоторые в качестве флюса используют таблетку аспирина. Этого категорически делать нельзя. Аспирин – это кислота, а кислота разрушает пайку. В качестве припоя можно использовать паяльную пасту. Она представляет собой мелкие шарики припоя и флюса. Для удобства плату желательно зафиксировать.
Пайку можно производить как паяльником, так и при помощи термофена (компонент паяльной станции). Паяльная паста наносится только на контактные площадки, всю плату не надо обмазывать. LED в правильной полярности устанавливается на место пайки при помощи пинцета. Поток воздуха направляется к месту пайки. Обычно хватает нескольких секунд, чтобы светодиод был надежно припаян к плате. При этом паста начинает плавится. Флюс испаряется достаточно быстро. В итоге получается качественное соединение выводов диода и контактной площадки. Для защиты от перегрева корпус smd-компонентов прикрывают металлической фольгой. Использование ИК паяльной станции аналогично.
Использования термофена для пайки Если термофена нет, то можно воспользоваться паяльником. Однако, это не лучший способ. Большие мощности не нужны. 15-20 Вт – вполне достаточно. Очень важно, чтобы жало паяльника не было толстым и было хорошо пролужено. Если применяется обычный припой, то пайка должна производиться быстро. В качестве флюса удобно применять спиртовой раствор канифоли. Прикладывать жало паяльника следует только к контактам. Излишки припоя можно удалить паяльником, излишки флюса смываются спиртом. Лучше использовать изопропанол.
Пайка светодиода паяльником -
- Используйте качественные припой и флюс.
- Не перегревайте корпус smd-светодиода. Время нагрева или контакта с паяльником не должно превышать минимально необходимое.
- Температуру ограничивайте не более 2600 С
Итоги
Большинство потребителей при покупке источников света ориентируются на срок службы. При выборе светодиодов решающую роль играет стоимость.
Эффективность этих источников света зависит от многих факторов, в том числе качества охлаждения и пускорегулирующего устройства. На практике модули из СМД-диодов часто проигрывают люминесцентным лампам с цоколем по соотношению цены и срока службы.
По-другому складывается ситуация с прожекторами с датчиками движения. Они экономят электроэнергию и удобны в использовании благодаря отсутствию выключателя. Такие приборы служат долго, если изготовлены одним из ведущих производителей. Эти осветительные приборы достаточно широко используются дизайнеры ландшафта.
При покупке любого светодиодного оборудования не стоит ориентироваться на цены, основной критерий – изготовитель. При выборе в интернет-магазине заказывать светодиоды нужно у производителя. Если изделие качественное, обязательно есть описание с указанием размеров, тока, напряжения, массы.
Необходимо так же учесть, что заявленный срок службы чаще всего далек от реального. Этот параметр зависит от пропускаемого через диод тока и качества системы охлаждения. Чем выше ток, тем быстрее деградирует кристалл, поэтому самые мощные изделия служат не более 40-50 тыс. часов. При снижении яркости на 30% осветительное оборудование меняется.
Источники: https://LampaExpert.ru/svetodiodnaya-lenta/svetodiody/smd-markirovka-vidy-tehniceskie-harakteristiki%20, https://2proraba.com/elektrika/smd-svetodiody-markirovka-i-xarakteristiki.html%20, https://svetilnik.info/svetodiody/smd-svetodiody.html, https://vamfaza.ru/vse-o-svetodiodah-smd/,