LED-kenmerken: stroomverbruik, spanning, vermogen en lichtopbrengst

De tijden dat de LED’s alleen als indicatoren voor het inschakelen van apparaten werden gebruikt, zijn lang verstreken. Moderne LED-apparaten kunnen gloeilampen in huishoudelijke, industriële en straatlampen volledig uitwisselen. Dit wordt mogelijk gemaakt door de verschillende kenmerken van LED’s, wetende dat u de juiste LED-analoog kunt kiezen. Het gebruik van LED’s biedt, gezien hun basisparameters, een overvloed aan mogelijkheden op het gebied van verlichting.

Wat zijn de LED’s

De LED (aangegeven met LED, LED, LED in het Engels) is een apparaat dat is gebaseerd op een kunstmatig halfgeleiderkristal. Door er een elektrische stroom doorheen te leiden, wordt het fenomeen van fotonenemissie gecreëerd, wat leidt tot luminescentie. Deze gloed heeft een zeer smal bereik van het spectrum en de kleur ervan hangt af van het halfgeleidermateriaal.

LED’s met een rode en gele gloed zijn gemaakt van anorganische halfgeleidende materialen op basis van galliumarsenide, groen en blauw zijn gemaakt op basis van indium-gallium-nitride. Om de helderheid van de lichtstroom te verhogen, worden verschillende additieven gebruikt of wordt een meerlagige methode gebruikt wanneer een laag puur aluminiumnitride tussen de halfgeleiders wordt geplaatst. Als gevolg van de vorming van verschillende elektron-gat (p – n) overgangen in één kristal, neemt de helderheid ervan toe.

Er zijn twee soorten LED’s: voor weergave en verlichting. De eerste worden gebruikt om de opname van verschillende apparaten in het netwerk aan te geven, evenals bronnen van decoratieve verlichting. Het zijn gekleurde diodes geplaatst in een doorzichtig omhulsel, elk met vier uitgangen. Apparaten die infrarood licht uitstralen, gebruikt in apparaten voor afstandsbedieningen (afstandsbediening).

Op het gebied van verlichting worden LED’s gebruikt die wit licht uitstralen. LED’s onderscheiden zich door kleur met een koel wit, neutraal wit en een warm witte gloed. Er is een classificatie gebruikt voor het verlichten van LED’s door de installatiemethode. SMD LED-markering betekent dat het apparaat bestaat uit een aluminium of koperen substraat waarop een diodekristal is geplaatst. Het substraat zelf bevindt zich in de behuizing, waarvan de contacten zijn verbonden met de contacten van de LED.

Een ander type LED wordt aangegeven door OCB. In zo’n apparaat op een bord worden veel kristallen met fosfor aangebracht. Dankzij dit ontwerp wordt een hoge lichtsterkte bereikt. Deze technologie wordt gebruikt bij de productie van LED-lampen met een hoge lichtstroom in een relatief klein gebied. Dit maakt op zijn beurt de productie van LED-lampen het meest betaalbaar en goedkoop.

Let op! Als we de lampen vergelijken op SMD- en COB-LED’s, kunnen we de lampen laten repareren door een defecte LED te vervangen. Als de lamp niet werkt op de COB-led’s, moet u het hele bord met diodes vervangen.

Bij het kiezen van een geschikte LED-lamp voor verlichting, moet u rekening houden met de parameters van de LED’s. Deze omvatten de voedingsspanning, stroom, bedrijfsstroom, efficiëntie (lichtopbrengst), luminescentietemperatuur (kleur), stralingshoek, afmetingen, degradatieperiode. Als u de basisparameters kent, is het mogelijk om eenvoudig instrumenten te kiezen voor het verkrijgen van een of ander verlichtingsresultaat.

In de regel is voor gewone LED’s een stroom van 0,02A voorzien. Er zijn echter LED’s ontworpen voor 0,08A. Deze LED’s bevatten krachtigere apparaten waarin vier kristallen zijn betrokken. Ze bevinden zich in hetzelfde gebouw. Omdat elk van de kristallen 0,02A verbruikt, verbruikt één apparaat in totaal 0,08A.

De stabiliteit van de LED-apparaten hangt af van de grootte van de stroom. Zelfs een lichte toename van de stroomsterkte draagt ​​bij aan een afname van de intensiteit van straling (veroudering) van het kristal en een toename van de kleurtemperatuur. Dit leidt uiteindelijk tot het feit dat de LED’s blauw beginnen te gieten en voortijdig mislukken. En als de indicator van de huidige intensiteit aanzienlijk toeneemt, zal de LED onmiddellijk doorbranden.

Om het stroomverbruik te beperken, worden stroomregelaars voor LED’s (drivers) geleverd in LED-lamp- en armatuurontwerpen. Ze zetten de stroom om naar de gewenste waarde van de LED’s. In het geval dat u een afzonderlijke LED op het netwerk moet aansluiten, moet u stroombeperkende weerstanden gebruiken. De weerstand voor de LED wordt berekend op basis van zijn specifieke kenmerken.

Goed advies! Om de juiste weerstand te kiezen, kunt u de calculator gebruiken voor het berekenen van de weerstand voor de LED op het internet.

Hoe de spanning van de LED’s weten? Feit is dat de LED-spanningparameter als zodanig niet aanwezig is. In plaats daarvan wordt de karakteristiek van de spanningsval over de LED gebruikt, wat de grootte van de spanning aan de uitgang van de LED betekent wanneer er een nominale stroom doorheen gaat. De spanningswaarde die op de verpakking wordt aangegeven, geeft de spanningsval weer. Als je deze waarde kent, kun je de resterende spanning op het kristal bepalen. Deze waarde wordt meegenomen in de berekeningen.

Gegeven het gebruik van verschillende halfgeleiders voor LED’s, kan de spanning op elk van hen verschillend zijn. Hoe te weten te komen hoeveel volts LED? U kunt de kleur van de gloeiapparaten bepalen. Voor blauwe, groene en witte kristallen is de spanning bijvoorbeeld ongeveer 3V, voor geel en rood – van 1,8 tot 2,4V.

Bij gebruik van een parallelle aansluiting van LED’s van dezelfde classificatie met een spanning van 2V, kunt u het volgende tegenkomen: als gevolg van de variatie van parameters zullen sommige uitzendende dioden falen (branden), terwijl andere lichtjes zullen gloeien. Dit zal gebeuren vanwege het feit dat met een toename van de spanning van zelfs 0,1V een toename van de stroom die door de LED gaat met een factor 1,5 wordt waargenomen. Daarom is het belangrijk om ervoor te zorgen dat de stroom overeenkomt met de nominale LED.

Vergelijking van de lichtstroom van de diodes met andere lichtbronnen wordt uitgevoerd, gegeven de sterkte van de straling die ze uitzenden. Instrumenten met een diameter van ongeveer 5 mm produceren van 1 tot 5 lm licht. Terwijl de lichtstroom van een gloeilamp van 100 W 1000 lm is. Maar wanneer je het vergelijkt moet je er rekening mee houden dat het licht van de gewone lamp diffuus is, terwijl dat van de LED richtinggevend is. Daarom is het noodzakelijk om rekening te houden met de spreidingshoek van de LED’s.

De verstrooiingshoek van verschillende LED’s kan van 20 tot 120 graden zijn. Wanneer ze worden verlicht, geven de LED’s een helderder licht in het midden en verminderen ze de verlichting naar de randen van de verstrooiingshoek. LED’s verlichten dus een bepaalde ruimte beter, terwijl ze minder stroom verbruiken. Als u echter het verlichtingsgebied wilt vergroten, gebruikt u het ontwerp van de lamp met diffuus gemaakte lenzen.

Hoe de kracht van LED’s bepalen? Om het vermogen van de LED-lamp te bepalen die nodig is om de gloeilamp te vervangen, moet een factor 8 worden toegepast. U kunt dus een gewone 100 W-lamp vervangen door een LED-apparaat van minimaal 12,5 W (100 W / 8). Voor uw gemak kunt u de gegevens van de correspondentietabel gebruiken tussen de kracht van gloeilampen en LED-lichtbronnen:

Bij gebruik van LED’s voor verlichting is de efficiëntie-indicator erg belangrijk, die wordt bepaald door de verhouding van de lichtstroom (lm) tot vermogen (W). Wanneer we deze parameters vergelijken met verschillende lichtbronnen, zien we dat het rendement van een gloeilamp 10-12 lm / W, fluorescerend – 35-40 lm / W, LED – 130-140 lm / W is.

LED kleurtemperatuurbronnen

Een van de belangrijke parameters van LED-bronnen is de temperatuur van de gloed. De eenheden van deze magnitude zijn Kelvin-graden (K). Opgemerkt moet worden dat volgens de luminescentietemperatuur alle lichtbronnen zijn verdeeld in drie klassen, waaronder warm wit een kleurtemperatuur heeft van minder dan 3300 K, dagwit van 3300 tot 5300 K en koud wit meer dan 5300 K.

Let op! Comfortabele perceptie door het menselijk oog van LED-straling is direct afhankelijk van de kleurtemperatuur van de LED-bron.

Kleurtemperatuur wordt meestal aangegeven op de markering van LED-lampen. Het wordt aangegeven door een viercijferig nummer en de letter K. De keuze van de LED-lampen met een specifieke kleurtemperatuur hangt af van de kenmerken van het gebruik ervan voor verlichting. De onderstaande tabel toont het gebruik van LED-bronnen met verschillende lichttemperaturen:

Door de golfkarakteristiek van de kleur kan de kleurtemperatuur van de LED’s worden uitgedrukt met behulp van de golflengte. Het markeren van sommige LED-apparaten geeft de kleurtemperatuur weer als een interval van verschillende golflengten. Golflengte is aangewezen? en wordt gemeten in nanometer (nm).

Standaardformaten van SMD LED’s en hun kenmerken

Gezien de grootte van SMD-LED’s, worden apparaten geclassificeerd in groepen met verschillende kenmerken. De meest populaire lichtdiodes met frame-afmetingen zijn 3528, 5050, 5730, 2835, 3014 en 5630. De eigenschappen van SMD-LED’s variëren afhankelijk van de grootte. Dus verschillende soorten SMD-LED’s verschillen in helderheid, kleurtemperatuur, vermogen. Bij het markeren van LED’s geven de eerste twee cijfers de lengte en breedte van het apparaat aan.

De belangrijkste parameters van SMD 2835 LED’s

De hoofdkenmerken van SMD LED’s 2835 omvatten een verhoogd stralingsgebied. In vergelijking met het apparaat SMD 3528, dat een rond werkoppervlak heeft, heeft het stralingsgebied van de SMD 2835 een rechthoekige vorm, wat bijdraagt ​​aan een grotere lichtopbrengst met een lagere elementhoogte (ongeveer 0,8 mm). De lichtstroom van een dergelijk apparaat is 50 lm.

De behuizing van SMD 2835 LED’s is gemaakt van hittebestendig polymeer en is bestand tegen temperaturen tot 240 ° C. Opgemerkt moet worden dat de afbraak van straling in deze elementen minder is dan 5% gedurende 3000 werkuren. Bovendien heeft de inrichting een vrij lage thermische weerstand van de overgang van kristal-substraat (4 C / W). De maximale bedrijfsstroom is 0.18A, de kristaltemperatuur is 130 ° C.

Door de luminescentiekleur emitteren ze warm wit met een luminescentietemperatuur van 4000 K, dag wit is 4800 K, puur wit is van 5000 tot 5800 K en koud wit met een kleurtemperatuur van 6500-7500 K. Het is vermeldenswaard dat de maximale lichtstroom van koud witte instrumenten een luminescentie, minimum – bij lichtgevende dioden van warm witte kleur. Het ontwerp van het apparaat verhoogde contactvlakken, wat bijdraagt ​​aan een betere warmtedissipatie.

Goed advies! SMD 2835 LED’s kunnen voor elk type installatie worden gebruikt.

SMD 5050 LED-kenmerken

Het ontwerp van de behuizing van de SMD 5050 bevat drie van hetzelfde type LED. LED-bronnen van blauw, rood en groen hebben technische kenmerken die vergelijkbaar zijn met die van SMD 3528-kristallen.De bedrijfsstroom van elk van de drie LED’s is 0,02A, vandaar dat de totale stroomwaarde van het gehele apparaat 0,06A is. Om ervoor te zorgen dat de LED’s niet uitvallen, wordt aangeraden deze waarde niet te overschrijden.

SMD 5050 LED-apparaten hebben een gelijkspanning van 3-3,3V en een lichtopbrengst (netstroom) van 18-21 lm. De kracht van één LED bestaat uit drie waarden van het vermogen van elk kristal (0.7W) en is 0.21W. De kleur van de gloed die door de apparaten wordt uitgezonden, kan wit zijn in alle tinten, groen, blauw, geel en multicolor.

De nabijheid van de LED’s van verschillende kleuren in één SMD 5050-pakket maakte het mogelijk om meerkleurige LED’s te realiseren met afzonderlijke regeling van elke kleur. Voor het regelen van armaturen met SMD 5050 LED’s, worden controllers gebruikt, zodat de gloeikleur soepel van de ene naar de andere kan worden veranderd na een bepaalde tijd. Typisch, dergelijke apparaten hebben verschillende besturingsmodi en kunnen de helderheid van de LED’s aanpassen.

Typische SMD 5730 LED-kenmerken

De SMD 5730 LED’s zijn moderne vertegenwoordigers van LED-apparaten, waarvan de behuizing geometrische afmetingen heeft van 5,7×3 mm. Ze behoren tot LED’s met een hoge helderheid, waarvan de eigenschappen stabiel zijn en kwalitatief verschillen van de parameters van hun voorgangers. Gemaakt met het gebruik van nieuwe materialen, deze LED’s worden gekenmerkt door een verhoogd vermogen en een zeer efficiënte lichtstroom. Bovendien kunnen ze werken in omstandigheden met hoge vochtigheid, bestand tegen temperatuur en trillingen, hebben een lange levensduur.

Er zijn twee soorten apparaten: SMD 5730-0.5 met een vermogen van 0,5 W en SMD 5730-1 met een vermogen van 1W. Een onderscheidend kenmerk van de apparaten is de mogelijkheid van hun werking op een pulsstroom. De waarde van de nominale stroom SMD 5730-0.5 is 0,15A, bij pulswerking is het apparaat bestand tegen een stroomsterkte van maximaal 0,18A. Dit type LED biedt een lichtstroom tot 45 lm.

De SMD 5730-1-leds werken met een constante stroom van 0,35 A en in een gepulseerde modus tot 0,8 A. De lichtopbrengst van een dergelijk apparaat kan oplopen tot 110 lm. Door het hittebestendige polymeer is de behuizing van het instrument bestand tegen temperaturen tot 250 ° C. De verstrooiingshoek van beide typen SMD 5730 is 120 graden. De degradatiegraad van de lichtstroom is minder dan 1% bij 3000 werkuren.

Cree LED-kenmerken

Het bedrijf Cree (VS) houdt zich bezig met de ontwikkeling en productie van superheldere en krachtigste LED’s. Een van de groepen Cree LED’s wordt vertegenwoordigd door een reeks Xlamp-apparaten, die zijn onderverdeeld in single-chip en multi-chip. Een van de kenmerken van single-chipbronnen is de verdeling van straling aan de randen van het apparaat. Deze innovatie liet toe lampen te produceren met een grote verlichtingshoek, waarbij een minimumaantal kristallen werd gebruikt.

In de XQ-E High Intensity LED Sources-reeks varieert de lichthoek van 100 tot 145 graden. Met een kleine geometrische afmeting van 1,6 x 1,6 mm is de kracht van superbright-leds 3 volt en de lichtstroom 330 lm. Dit is een van de nieuwste ontwikkelingen van Cree. Alle LED’s, waarvan het ontwerp is ontwikkeld op basis van een enkel kristal, hebben een hoogwaardige kleurenreproductie binnen CRE 70-90.