1. Типи

По призначенню з певною часткою умовності всі світлодіоди можна розділити на дві групи:

  • індикаторні;
  • освітлювальні.

За конструктивними особливостями сучасні діоди ділять на 3 типи: вивідні, SMD (Surface Mount Device) і COB (Chip On Board). Плюс окремо виділяють світлодіодні нитки, вони ж филаменти (Filament). Це діоди, які перш за все використовуються в оригінальних лампочках, що імітують традиційні моделі з нитками розжарювання. На цьому типі ми детально зупинятися не будемо, а три інші групи розглянемо детальніше, адже вони суттєво універсальніші.

Лампи Filament зі світлодіодами, що імітують нитки розжарювання.

Вивідні діоди

Довгі металеві контакти, що відходять від напівпровідникового кристала (чіпа), є характерною особливістю вивідних діодів. Завдяки «ніжкам» діод легко припаювати до друкованої плати та забезпечити прихований монтаж — з виведенням назовні лише світної лінзи.

Основною сферою застосування для вивідних діодів залишається індикація. Але багато чіпів мають достатню потужність та яскравість для використання в освітлювальних приладах. Вони зустрічаються в гірляндах, лазерних указках, нівелирах, побутових і автомобільних світильниках.

Залежно від форми лінзи вивідні діоди ділять на 3 підгрупи:

  • Круглі. Вони передбачають різний діаметр головки — найчастіше 3, 5 або 8 мм. Вироби менші (3 і 5 мм) використовуються для індикації, а ті, що більші — для освітлення, в тому числі в рекламних вивісках.
  • Циліндричні. Відрізняються від круглих діодів як формою, так і досить високою інтенсивністю світіння. Також бувають різного діаметра — від 3 до 8 мм.
  • Прямокутні. Така форма лінзи спрощує монтаж. Приватним видом цих діодів є вироби типу Piranha LED (піранья). Вони мають 4 контакти замість двох, що покращує відведення тепла, стійкість до вібрацій і загальну надійність. Ці вироби активно використовуються в автомобільному освітленні, включаючи указники поворотів, задні ліхтарі тощо.

Різні види вивідних діодів, включаючи піраньї — по центру з чотирма ніжками.

За мірками сучасних LED-технологій вивідні діоди вважаються не найяскравішими і енергоефективними. Але і коштують вони дешевше конкурентів.

SMD-світлодіоди

Наступний крок еволюції — діоди Surface Mount Device (SMD), тобто чіпи поверхневого монтажу. Тут напівпровідниковий кристал (один або кілька) розміщується безпосередньо на друкованій платі і може мати різні розміри (ширина 3.5, 5 мм тощо). Замість великих ніжок застосовуються невеликі контактні смужки. Також є підложка, що забезпечує відведення тепла, підвищує стабільність роботи та загальну довговічність діода. Роль лінзи зазвичай виконує люмінофор, але також може використовуватись і фокусуюча пластикова оболонка — для забезпечення спрямованого світлового потоку у потужних моделей.

SMD-діоди сьогодні широко розповсюджені. Їх використовують як для індикації, так і для освітлення — як допоміжної підсвітки, так і основного світла. Вони присутні у більшості побутових ламп, LED-стрічках тощо. За рахунок різних збірок на базі SMD-діодів можна забезпечити освітлювальним приладам потрібний світловий потік (яскравість) та інші технічні параметри. При цьому кожен елемент (чіп) має свої контакти на мікросхемі, що дозволяє включити в збірку різні кристали — синій, зелений, червоний. Як результат, можна реалізувати багатокольорове освітлення, тобто RGB, а також забезпечити гнучкі налаштування колірної температури.

SMD-діод з трьома кристалами і 6 контактами.

Світлодіоди SMD можуть бути значно яскравішими за вивідні. Перевершують їх за надійністю та енергоефективністю, але коштують дорожче.

COB-світлодіоди

Технологія COB, тобто Chip on Board, також передбачає розміщення кристалів на друкованій платі. Але в цьому випадку на загальній підложці «напаяв» одразу кілька діодів, і вони покриваються єдиним шаром люмінофору. COB-масив за своєю реалізацією наближений до збірки з SMD-діодів, але відрізняється збільшеною щільністю кристалів на одиницю площі, а це на практиці забезпечує такі переваги:

  • більш однорідне світіння (масив виглядає як єдина LED-панель, а не множество мініатюрних лампочок);
  • збільшена загальна яскравість;
  • зростання енергоефективності за рахунок якісного відведення тепла.

Відмінність COB-діода від збірки SMD.

COB-технологія передбачає наявність єдиного електроланцюга з двома контактами. Як результат, всередині одного масиву зазвичай використовуються однакові кристали, і немає можливості змінити ні палітру світіння, ні колірну температуру.

Діоди COB застосовуються в різних освітлювальних приладах, включаючи лампи, люстри, LED-стрічки, ліхтарі тощо. При цьому їх висока яскравість і енергоефективність допомагають краще всього проявитися в таких сценаріях:

  • для реалізації інтенсивного світіння, наприклад, в прожекторах, ліхтарях допоміжного освітлення;
  • в великих приміщеннях, на комерційних об'єктах та відкритих просторах;
  • в системах автомобільного освітлення.

Для наочного порівняння основних типів світлодіодів наведено в таблиці їх ключові особливості:

Параметр порівняння Вивідні діоди SMD COB
Основна сфера застосування індикація та підсвітка освітлення освітлення
Яскравість низька висока найвища
Колір та колірна температура можна змінити можна змінити не можна змінити
Однорідність світіння низька середня висока
Енергоефективність середня висока найвища
Загальна надійність середня висока висока
Ціна мінімальна середня середня і висока
Популярні світлодіодні настільні лампи

2. Технічні параметри

Крім урахування типу світлодіодів при виборі різних освітлювальних приладів варто звертати увагу на їх технічні параметри. До основних характеристик належить наступне:

  1. Світловий потік. Показник характеризує яскравість світіння діодів та значною мірою визначає охоплення простору та дальність (але тут ще важливо враховувати кут розсіювання). Світловий потік вимірюється в люменах, чим вище значення, тим яскравішим є світло. На практиці проблемою може бути як недостатній, так і явно надлишковий показник, якщо освітлювальний прилад не має додаткових налаштувань.
  2. Потужність. Це параметр, що визначає кількість витраченої енергії за одиницю часу. Зазвичай діоди ділять на 3 групи — маломощні (до 0.5 Вт), середні (до 3 Вт) та потужні (від 3 Вт). Від потужності залежить економічність та яскравість. Але на останній параметр ще впливає і тип світлодіода. Наприклад, SMD можуть видавати світловий потік від 50 люмен на 1 Вт, а COB — від 80 лм. А вивідні діоди відрізняються марно скромнішими можливостями, але все одно вони вище, ніж у ламп розжарювання. Нагадуємо, що LED-лампочка на 5 Вт світить, як традиційна 40-ваттна модель.
  3. Колірна температура. Цей показник визначає комфортність сприйняття та відповідну сферу застосування діодів. Так, теплому світлу відповідають показники до 3000 Кельвінів (К): така колірна температура сприяє розслабленню — підходить для спалень, закладів громадського харчування тощо. Нейтральне світіння — це діапазон від 3000 до 6000 К, що вважається оптимальним для робочих просторів, кабінетів, навчальних класів, супермаркетів. Високі значення більше 6000 К означають холодне біле світло, яке сприяє зосередженню та фокусуванню. Така колірна температура оптимальна для галерей, операційних та інших комерційних об'єктів.
  4. Робочий ресурс. Цей показник також називають періодом деградації. Він визначає довговічність діода при правильній експлуатації і, як правило, вказується в тисячах годин.
  5. Розмір діода. Від нього безпосередньо залежать загальні габарити освітлювального приладу та специфіка монтажу.
  6. Кут розсіювання. Цей параметр характеризує спектр освітлюваного простору і зазвичай для діодів знаходиться в діапазоні від 100 до 120 градусів. Такі кути відповідають спрямованому світінню. Для розширення світлового потоку можуть використовуватися розсіювачі або збірки різноспрямованих діодів, а для фокусування — спеціальні лінзи.
  7. Колір світіння. За цим параметром виділяють монохромні та різнокольорові (RGB) діоди. Для отримання різних відтінків потрібні кристали трьох кольорів — синього, зеленого та червоного, а для регулювання палітри — спеціальні контролери.

Лампочки з різною колірною температурою.

До інших параметрів, які можуть бути значущими, наприклад, при самостійній збірці LED-стрічок або інших освітлювальних приладів, відносяться сила струму та напруга. Від них безпосередньо залежить вибір додаткового обладнання — резисторів та драйверів. Крім того, існує пряма залежність між робочою напругою та кольором кристалу. Так, якщо для білого чіпа вольтаж становить від 2.7 до 4.3 В, то для червоного — від 1.5 до 2.6 В.

Популярні LED лампочки

3. Найкращі бренди

Нижче наведені лідери ринку та найавторитетніші виробники світлодіодів:

  • Cree. Провідний світовий бренд із США, що випускає надійну, довговічну та якісну продукцію.
  • Osram. Німецька компанія, яка виробляє як світлодіоди, так і кінцеву продукцію — побутові освітлювальні прилади та автомобільне світло.
  • Luminus. Ще один американський бренд, що виступає гарантом високої якості та пропонує великий асортимент LED-продукції в різних цінових сегментах.
  • Lumileds. Нідерландський виробник, який славиться прогресивними технологіями контролю якості. Ця компанія є основним постачальником світлодіодів для бренду Philips.
  • Nichia. Японська компанія, чия продукція примітна еталонними параметрами температурної стабільності та рівномірності світла. Входить до ТОП-3 кращих виробників автомобільного освітлення світу.

Діоди Cree за статусом як iPhone на ринку смартфонів.

Чи потрібно покупцеві освітлювальних приладів знати топових виробників світлодіодів і розбиратися в цьому питанні? Не завжди. По-перше, можна просто зупинити свій вибір на авторитетних брендах тих самих лампочок або світильників — Eglo, Philips, Osram. Вони частіше за все дають докладні технічні характеристики своєї продукції і загалом на хорошому рахунку у користувачів.

По-друге, якщо ви вибираєте освітлювальний прилад, а його основні параметри (яскравість, потужність, колірна температура, робочий ресурс) наведені на етикетці або на офіційному сайті, то ім'я виробника самих діодів — теж не обов'язкова інформація. Вона тут потрібна лише, здається, технічним гікам.

Але в усіх інших ситуаціях дані про бренд світлодіодів — дуже цінні та корисні. Якщо ця інформація відома, то маємо додатковий фактор довіри до продукції. До того ж, за виробником діода часто можна отримати уявлення про загальну надійність виробу. Так, топові бренди гарантують для своїх чіпів працездатність до 50 тисяч годин.

Важно! Навіть при всем желании учитывать производителей диодов перед покупкой осветительных приборов удается не всегда. Эта информация указывается в последнее время все реже и реже. Но нужно помнить, что компания Osram использует свои чипы, а, например, Philips тесно сотрудничает с Lumileds. И в целом, сведения о бренде диода — это еще один весомый аргумент в пользу той или иной продукции. Так, если вы сравниваете два фонарика и у одного сказано, что тут примеряется Сree, Nichia или Luminus, а для второго — данные отсутствуют, то первая модель, без сомнений, выглядит предпочтительнее.
Популярні ліхтарики

4. Маркування

По маркуванню діодів можна отримати додаткову інформацію про ці вироби загалом і освітлювальні прилади зокрема. Так, якщо виробник умовної лампочки вказує потужність, колірну температуру та інші параметри, то вникати в нюанси необов'язково. Але якщо є прогалини, то вміння розшифровувати маркування дозволить їх усунути.

Для SMD-діодів використовується специфічне маркування, що передбачає вказівку типорозміру виробу та інших відомостей. Розглянемо на прикладі SMD 5050 UWC 5, де:

  • SMD — різновид діода;
  • 5050 — типорозмір, що означає габарити за шириною та довжиною — 5 на 5 мм;
  • UWC — Ultra White Color, тобто білий відтінок світіння (холодний). Замість UWC може вказуватися просто колір (наприклад, Green або інші характеристики — UV — ультрафіолетове світло);
  • 5 — потужність 0.5 Вт.

У кольорових діодів може ще зустрічатися параметр CRI, тобто індекс кольоропередачі, а також інші символи, що позначають, наприклад, дату, виробника тощо.

Для COB-діодів чітких правил маркування немає. Хоча можна зустріти такий вид позначення продукції, як COB-3W-5000K-110Lm, де:

  • COB — тип діода;
  • 3W — потужність;
  • 5000K — колірна температура;
  • 110Lm — світловий потік.

У топових виробників застосовуються свої позначення. Розглянемо кілька варіантів детальніше.

Маркування Cree

Компанія Cree пропонує великий асортимент діодів і розділяє їх на лінійки:

  • XP-E та XP-E2 — це дві серії чіпів середньої яскравості (світловий потік від 250 лм) в компактному форм-факторі. Такі вироби часто використовуються в бюджетних ліхтариках. Цифра 2 означає друге покоління лінійки з точковим апгрейдом експлуатаційних властивостей. Як правило, тут трохи вищий світловий потік і нижче споживання енергії, ніж у XP-E;
  • XP-G та XP-G2 — це лінійки, які також об'єднують діоди середньої яскравості (близько 300 лм);
  • MC-E — серія чіпів підвищеної яскравості (до 900 лм). Ці світлодіоди вважаються наступним кроком розвитку відносно XP-E та XP-E2;
  • XP-L — лінійка яскравих чіпів (понад 1000 лм) в компактному форм-факторі;
  • XM-L, XM-L2 — серії високопотужних діодів зі світловим потоком більше 1000 лм. Використовуються в яскравих освітлювальних приладах і топових ліхтарях.

У Cree великий асортимент та багато різних лінійок діодів.

Усі вивідні діоди Cree представляють три великі сімейства P4, PLCC та STD із численними серіями. Всі їх перелічувати немає сенсу. Важливо те, що лінійка незмінно фігурує в маркуванні. Також в позначенні діодів вказується група (або бін), яка впливає на яскравість конкретного чіпа. Приклад маркування діода Cree — XM-L2 U2, де:

  • XM-L2 — оновлена серія XM-L;
  • U2 — бін — один з найяскравіших — більше лише U3. У Cree трохи менш яскравими є групи від T2 до T6, а ще нижче значаться S-ки.

Опціонально після біна може вказуватися код колірної температури. Наприклад, 1A — це холодний білий, а 4C — нейтральний.

Ще зазначимо, що в рамках лінійки XHP замість біна в маркуванні фігурують числові позначення, які є відсиланням до розмірів корпусу. Тому, XHP35 означає діод серії XHP з габаритами 3.5 на 3.5 мм.

Маркування Luminus

Компанія Luminus також пропонує великий асортимент продукції і багато лінійок світлодіодів. Для прикладу розглянемо два маркування для різних типів виробів — SMD та COB.

Як розшифровується позначення SST-40-WxS:

  • перша буква S — це тип діода SMD;
  • друга S — позначає купольну лінзу (зустрічається також F — плоска та інші форм-фактори);
  • T — символізація наявності одного випромінювача;
  • 40 — зона світлового випромінювання (вказується в мм²);
  • Wx — білий колір (White) без вказівки температури;
  • S — код категорії CRI, тобто індекса кольоропередачі, в цьому випадку CRI>65.

Часто можна зустріти скорочене маркування типу SST-40 або SST-20.

У лінійці Luminus багато різновидів діодів COB.

Для COB-масивів Luminus можна зустріти таке позначення діодів — CXM-9-30-90-36-PC32-F4-3 або короткий вигляд CXM-9, де:

  • CXM — це тип COB;
  • 9 — діаметр випромінюючої світло поверхні у мм;
  • 30 — позначення колірної температури — 3000 K;
  • 90 — індекс кольоропередачі, CRI не менше 90;
  • 36 — напруга 3.6 В;
  • PC32 — базова комплектація;
  • F4-3 — біни, підгрупи, що відображають рівень яскравості (у цьому випадку від 1155 лм).
Популярні автомобільні світлодіодні лампи

5. Що можна дізнатися про діод за його зовнішнім виглядом?

За зовнішнім виглядом можна визначити базові відомості про світлодіоди. Так у більшості випадків навіть візуально зрозумілий тип — вивідні за ніжками легко відрізняти від яскравіших і прогресивніших аналогів. Одиничний SMD-діод, як правило, менший, ніж масив COB. Модуль останніх може варіювати за розмірами від 1 до 15 см, а його форма буває круглою, овальною і нестандартною, тоді як SMD набагато частіше прямокутні.

Збірка з кількох SMD за габаритами близька до COB-масиву, але передбачає багато контактних груп, тоді як у останніх частіше є лише два контакти. Плюс при включенні світла можна легко оцінити однорідність і рівномірність, яка у SMD гірша, ніж у масиву Chip on Board.

Типорозмір SMD2835: зовнішній вигляд і розміри діода.

Хочете ще більше відомостей? Виміряйте ширину і довжину SMD-діода лінійкою або штангенциркулем. Якщо ви отримаєте найпоширеніші типорозміри, то можна припустити приблизні дані про світловий потік і кількість кристалів, використовуючи таблицю нижче:

Розміри, мм Кількість кристалів Світловий потік, лм
3.5x2.8 1 5 – 7
5x5 3 або 4 18 – 20
5.6x3 1 58
5.7x3 1 або 2 50 / 158
3x1.4 1 9 – 13
2.8x3.5 1 20 / 50 / 100

За розмірами COB-масивів однозначно визначити потужність чи інші дані не вийде. Можна лише припустити, що більші модулі мають вищу потужність, хоча часто діоди на 1, 3 або 5 Вт візуально ідентичні.

Дякуємо за увагу! Сподіваємося, наш короткий гід по світлодіодах виявився для вас корисним.