Светодиоди NICHIA

Светодиоди NICHIA

СВЕТОДИОДИ С МАЛКА МОЩНОСТ ( 3mm, 4.8mm, 5mm, SMD и др. )

Светодиодите ( LED ) са полупроводникови елементи, които излъчват светлина при протичане през тях на електрически ток. Според технологията на изработка и материалите от които са изградени, светодиодите могат да излъчват светлина в целия видим спектър, в инфрачервения и ултравиолетовия. Основните електрически параметри, които е необходимо да се знаят за един светодиод, за да може да се гарантира оптималната му работа са: номинален ток в права посока ( If ) и пад на напрежение в права посока ( Uf ). При масово използваните стандартни диоди ( например нашите серии 272, 7030 и 173 ), обикновенно падът на напрежение в права посока е около 2V за червените и жълтите и около 3.2V за зелени, сини и бели. Номиналният ток обикновенно е около 20mA. Характерна особеност на някои светодиоди ( зелени, сини и бели ) е че те са чувствителни към статично електричество и при работа с тях трябва да се вземат съответните предпазни мерки.

Когато светодиодите трябва да се захранят от източник на постоянно напрежение ( U ) ( адаптер, захранващ блок, акумулатор, батерия и др. ) последователно на тях трябва да има токоограничаващ елемент или схема - най-често резистор ( R ). При необходимост от светене на много диоди, те се свързват в групи ( Фиг.1 ).

Примери за групи с определен брой диоди и съответните резистори са дадени в таблиците по-долу. Когато броят на светодиодите надхвърля възможността да се свържат в една група, те се свързват в определен брой самостоятелни групи с резистори и след това се свързват паралелно към захранването. ( Фиг. 2 )

Внимание! Винаги използвайте токоограничаващи резистори, които да гарантират, че през светодиодите няма да протича по-голям ток от максимално допустимия (обикновенно 20-25mA). В противен случай, те могат да дефектират или животът им да се скъси многократно. За най-добър резултат използвайте стабилизирани захранващи източници, изхода на които не се влияе от товара и промените на входното напрежение.

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

МОЩНИ и COB СВЕТОДИОДИ ( NICHIA, EDISON, CREE, OSRAM, SAMSUNG и др. )

Мощните светодиоди ( POWER LED ) и техните разновидности COB LED (Chip-On-Board) са полупроводникови елементи, които подобно на обикновените светодиоди с малка мощност, излъчват светлина при протичане през тях на електрически ток. Според технологията на изработка и модела, мощните светодиодите по същество представляват определен брой единични светодиоди с малка мощност, обединени в един или няколко полупроводникови кристала и свързани по определен начин. Разликата между мощните и COB светодиодите се състои в начина на затваряне на тази съвкупност от светодиоди и/или кристали със светодиоди в един корпус. При мощните светодиоди, това се осъществява в корпус с малки размери, предназначен за запояване върху подходяща топлоотвеждаща платка, най-често метална. При COB светодиодите от своя страна, полупроводниковите кристали на светодиодите са монтирани и заляти със защитно покритие, директно върху метална или керамична подложка, която в повечето случаи е предвидена за директен монтаж и закрепване на охлаждащ радиатор. Формата на подложката най-често е кръгла, правоъгълна или с друга стандартна форма (напр. "звезда") и има отвори или обособени места за закрепване. Понякога се практикува и залепване със специални термопроводящи лепила или самозалепващи фолиа и подложки.

ОХЛАЖДАНЕ НА МОЩНИ и COB LED: Всички мощни светодиоди се нуждаят от надеждно и подходящо охлаждане, тъй като при работа разсейват значителна топлина. За разлика от другите светлоизточници (крушки с нажежаема жичка, халогенни луни, газоразрядни лампи и т.н.), които могат да работят нормално при температури на корпуса си над 200-300 градуса, светодиодите задължително трябва да се охлаждат и температурата им не бива в никакъв случай да надхвърля максимално допусимата ( 80 - 100 градуса ). В повечето случаи, работната температура трябва да се поддържа доста по-ниска от това, защото продължителноста на светене (максималният живот) на светодиодите зависи в много голяма степен от това. ( над 70 градуса, всеки 10 градуса повече, намаляват живота на светодиодите няколко пъти )

РАДИАТОРИ за охлаждане на LED: Охлаждането на мощните и COB светодиоди се осъществява с подходящи радиатори (най-често алуминиеви), които обикновено са оребрени с цел максимална излъчваща площ и ефективност. Колкото по-големи размери и площ има радиаторът, толкова по-голяма мощност може да разсее, т.е. може да охлажда по-мощни светодиоди и да поддържа по-ниска тяхната температура. Именно охлаждането е причината, всички мощни LED осветителни тела (LED лунички, LED крушки, LED прожектори) да бъдат с алуминиеви и оребрени корпуси - те изпълняват функцията на радиатори за мощните светодиоди вътре в тялото. Това предполага и свободен достъп и циркулация на въздух около тях, за да може топлината да се излъчва ефективно. По тази причина, трябва да се избягва затваряне на LED осветителни тела, особено с по-голяма мощност, в корпуси или пространства с малки размери, където няма свободна циркулация на въздух.

ТЕРМИЧЕН КОНТАКТ И СЪПРОТИВЛЕНИЕ: Дори да имате много голям и ефективен охлаждащ радиатор, ако температурният контакт между него и светодиодните кристали не е добър, топлината няма да може да се придвижи от тях до радиатора и от там да се излъчи, а ще доведе до прегряване или дори разрушаване на светодиода. А в същото време радиаторът ще остане студен. За да се избегне това, трябва да има много добър температурен контакт между отделните топлопроводящи материали по целият път на топлината от LED кристалите до радиатора и околния въздух. Това включва преходите: кристал-корпус на мощния светодиод, преходът корпус-метална платка и преходът метална платка или подложка - радиатор. Тук е мястото да се спомене основното предимство на COB светодиодите - при тях LED кристалите са монтирани директно върху метална или керамична подложка, което премахва един от изброените температурни преходи и подобрява значително топлоотдаването.

И докато няма как да се повлияе на температурния преход кристал-корпус при мощните LED и прехода кристал-подложка при COB LED (техните термични съпротивления зависят от производителя и са обявени заедно с другите технически параметри за всеки модел), много е важно да се осигури добър термичен контакт (малко термично съпротивление) на другият основен преход: метална платка или подложка - радиатор. (При мощните LED е важен също и преходът: корпус-платка, което се постига с качествено и надеждно запояване върху подходяща платка или подложка)

Механичното закрепване към радиаторът на COB светодиодите и металните платки или модули с мощни LED, трябва да осигури максимално добър термичен контакт. Условията за това са: гладки и равни повърхности за плътно и равномерно прилепване една към друга и употреба на подходяща топлопроводяща паста, термопроводяща лепенка или термопроводящо лепило. Всичко това се налага за да се избегне наличието на разстояние и въздух между двете повърхности, тъй като въздухът е термичен изолатор и влошава много температурния контакт.

ВАЖНО! - Трябва да се има предвид, че докато обикновените светодиоди са затворени в твърди и здрави корпуси от епоксидни смоли, мощните и особено COB светодиодите са много чувствителни към механични въздействия, деформации и натиск, особено в областа където са разположени кристалите. Избягвайте всякакъв контакт, особено натиск в тази област, защото това може да доведе до чувствително влошаване на параметрите, скъсване на вътрешните електрически връзки и разрушаване на светодиода. Не използвайте никакви почистващи тежности или химикали.

ЗАХРАНВАНЕ и СВЪРЗВАНЕ: Освен доброто охлаждане, другото основно условие за ефективна, надеждна и продължителна работа на Мощните и COB светодиоди, модули и осветителни тела, изградени с тях, е правилното им захранване. Тъй като са високотехнологични, прецизни и сложни елементи, всички светодиоди са много чувствителни към механични, електрически и електростатични въздействия. Дори най-качествените, ефективни и дълготрайни светодиоди могат да работят лошо и дори да дефектират ако са захранени неправилно или от захранващи блокове с ниско качество и лоши параметри.

Всички мощни и COB светодиоди (с много малки изключения, обикновено високоволтови или други със специално предназначение) са предназначени за захранване от захранващи блокове, осигуряващи постоянен и стабилизиран изходен ток. (работещи в режим C.C. - Constant Current или както често биват наричани: "токови драйвери"). Напрежението в права посока на мощните светодиоди и COB модули е важен техен параметър и по него се избира подходящо захранване, способно да осигури изходно напрежение с равна или по-висока стойност при съответния постоянен изходен ток. Това, обаче НЕ означава, че могат да се използват захранващи блокове с постоянно изходно напрежение без режим C.C., дори когато стойноста на изхода им е близка или равна на напрежението в права посока на светодиода или модула. Такава грешка обикновено води до повреждане на светодиодите.

В много случаи, мощните светодиоди и модули могат да се използват работейки с мощност по-ниска от максималната им. Това обикновено се използва при осветители с възможност за димиране (регулиране на силата на светене), както и при системи, където трябва да се постигне максимална ефективност и икономичност (при по-малък ток и по ниска работна мощност, един и същи мощен светодиод или модул, има по-висока ефективност измервана в lumen/W. Например ако един 20W COB модул, който при 20W има ефективност 90lm/W, се пусне да работи с два пъти по-нисък работен ток и мощност около 10W, ефективноста му ще надхвърля 100lm/W. В тези случаи, отделяната топлина също е много по-малко и могат да се използват радиатори с по-малки размери ако това се налага. Съществуват димируеми и регулируеми токови захранващи блокове при които изходният ток може да бъде управляем ръчно или от външен управляващ сигнал.

ВАЖНО! Никога не включвайте първо токовият захранващ блок преди той да бъде надеждно свързан към мощните светодиоди или COB модули! Това ще предизвика поява в изхода на захранващия блок на максималното му изходно напрежение и ако след това към него бъдат включени светодиодите или модулите, това почти сигурно ще ги повреди веднага.

ВАЖНО! Никога не свързвайте прекъсвачи или ключове между токовия захранващ блок и мощните светодиоди или модули. Това ще доведе до тяхната повреда. Включване и изключване на осветлението се извършва само с прекъсване на захранването на самия токов захранващ блок.