Los tiempos en los que los LED se usaron solo como indicadores de encendido de dispositivos ya han pasado. Los dispositivos LED modernos pueden intercambiar completamente las lámparas incandescentes en las lámparas domésticas, industriales y de calle. Esto se ve facilitado por las diversas características de los LED, ya que puede elegir el LED analógico correcto. El uso de LED, dados sus parámetros básicos, abre una gran cantidad de oportunidades en el campo de la iluminación.
Que son los leds
El LED (indicado por LED, LED, LED en inglés) es un dispositivo basado en un cristal semiconductor artificial. Al pasar una corriente eléctrica a través de ella, se crea el fenómeno de la emisión de fotones, que conduce a la luminiscencia. Este brillo tiene un rango muy estrecho del espectro y su color depende del material semiconductor.
Los LED con brillo rojo y amarillo están hechos de materiales semiconductores inorgánicos a base de arseniuro de galio, el verde y el azul se fabrican sobre la base de nitruro de indio-galio. Para aumentar el brillo del flujo luminoso, se utilizan varios aditivos o se utiliza un método multicapa cuando se coloca una capa de nitruro de aluminio puro entre los semiconductores. Como resultado de la formación de varias transiciones de agujero de electrones (p – n) en un cristal, su luminosidad aumenta.
Hay dos tipos de LEDs: para visualización e iluminación. Los primeros se utilizan para indicar la inclusión de varios dispositivos en la red, así como fuentes de iluminación decorativa. Son diodos de colores colocados en un estuche translúcido, cada uno de ellos tiene cuatro salidas. Dispositivos que emiten luz infrarroja, utilizados en dispositivos para dispositivos de control remoto (control remoto).
En el campo de la iluminación, se utilizan LEDs que emiten luz blanca. Los LED se distinguen por el color con un blanco frío, blanco neutro y un brillo blanco cálido. Existe una clasificación utilizada para encender los LED por el método de instalación. La marca SMD LED significa que el dispositivo consiste en un sustrato de aluminio o cobre en el que se coloca un cristal de diodo. El sustrato en sí está ubicado en la carcasa, cuyos contactos están conectados a los contactos del LED.
Otro tipo de LED es indicado por OCB. En un dispositivo de este tipo, en una placa, se colocan muchos cristales recubiertos con fósforo. Gracias a este diseño, se consigue una alta luminancia. Esta tecnología se utiliza en la fabricación de lámparas LED con un alto flujo luminoso en un área relativamente pequeña. A su vez, esto hace que la producción de lámparas LED sea la más asequible y económica.
Presta atencion Al comparar las lámparas en los LED SMD y COB, se puede observar que las primeras pueden repararse reemplazando un LED que falla. Si la lámpara no funciona en los LED COB, tendrá que cambiar toda la placa con diodos.
Al elegir una lámpara LED adecuada para la iluminación, debe tener en cuenta los parámetros de los LED. Estos incluyen la tensión de alimentación, la potencia, la corriente de funcionamiento, la eficiencia (salida de luz), la temperatura de luminiscencia (color), el ángulo de radiación, las dimensiones, el período de degradación. Al conocer los parámetros básicos, será posible elegir fácilmente los instrumentos para obtener uno u otro resultado de la iluminación.
Como regla general, para los LED ordinarios, se proporciona una corriente de 0.02A. Sin embargo, hay LEDs diseñados para 0.08A. Estos LED incluyen dispositivos más potentes en los que participan cuatro cristales. Están ubicados en el mismo edificio. Como cada uno de los cristales consume 0.02A, en total, un dispositivo consumirá 0.08A.
La estabilidad de los dispositivos LED depende de la magnitud de la corriente. Incluso un ligero aumento en la intensidad de la corriente contribuye a una disminución de la intensidad de la radiación (envejecimiento) del cristal y un aumento de la temperatura de color. Esto conduce en última instancia al hecho de que los LED comienzan a fundirse en azul y fallan prematuramente. Y si el indicador de la intensidad de la corriente aumenta significativamente, el LED se apagará de inmediato.
Con el fin de limitar el consumo de corriente, los reguladores de corriente para LED (controladores) se suministran en lámparas LED y diseños de luminarias. Convierten la corriente, llevándola al valor deseado de los LED. En el caso de que necesite conectar un LED separado a la red, debe usar resistencias limitadoras de corriente. La resistencia para el LED se calcula en función de sus características específicas.
Buen consejo Para elegir la resistencia correcta, puede usar la calculadora para calcular la resistencia para el LED, ubicado en Internet.
¿Cómo saber el voltaje de los LEDs? El hecho es que el parámetro de voltaje del LED como tal no está presente. En su lugar, se utiliza la característica de la caída de tensión en el LED, lo que significa la magnitud de la tensión en la salida del LED cuando una corriente nominal pasa a través de él. El valor de voltaje indicado en el paquete refleja la caída de voltaje. Conociendo este valor, uno puede determinar el voltaje restante en el cristal. Este valor se tiene en cuenta en los cálculos.
Dado el uso de diferentes semiconductores para LED, el voltaje en cada uno de ellos puede ser diferente. ¿Cómo saber cuántos voltios LED? Puede determinar el color de los dispositivos de brillo. Por ejemplo, para cristales azules, verdes y blancos, el voltaje es de aproximadamente 3V, para amarillo y rojo, de 1.8 a 2.4V.
Al usar una conexión paralela de LED de clasificación idéntica con un voltaje de 2 V, puede encontrar lo siguiente: como resultado de la variación de los parámetros, algunos diodos emisores fallarán (se quemarán), mientras que otros brillarán levemente. Esto ocurrirá debido al hecho de que con un aumento en el voltaje de incluso 0.1V, se observa un aumento en la corriente que pasa a través del LED por un factor de 1.5. Por lo tanto, es importante asegurarse de que la corriente corresponda al LED nominal.
Se realiza una comparación del flujo luminoso de los diodos con otras fuentes de luz, dada la intensidad de la radiación que emiten. Los instrumentos que miden aproximadamente 5 mm de diámetro producen de 1 a 5 lm de luz. Mientras que el flujo luminoso de una lámpara incandescente de 100W es de 1000 lm. Pero cuando se compara es necesario tener en cuenta que la luz de la lámpara ordinaria es difusa, mientras que la del LED es direccional. Por lo tanto, es necesario tener en cuenta el ángulo de dispersión de los LED.
El ángulo de dispersión de diferentes LED puede ser de 20 a 120 grados. Cuando están iluminados, los LED dan una luz más brillante en el centro y reducen la iluminación a los bordes del ángulo de dispersión. Por lo tanto, los LED iluminan mejor un espacio en particular, mientras usan menos energía. Sin embargo, si desea aumentar el área de iluminación, el diseño de la lámpara utiliza lentes difusoras.
¿Cómo determinar la potencia de los LEDs? Para determinar la potencia de la lámpara LED requerida para reemplazar la lámpara incandescente, es necesario aplicar un factor de 8. Por lo tanto, puede reemplazar una lámpara ordinaria de 100W con un dispositivo LED de al menos 12.5W (100W / 8). Para su comodidad, puede utilizar los datos de la tabla de correspondencia entre la potencia de las lámparas incandescentes y las fuentes de luz LED:
| Potencia de lámpara incandescente, W | Potencia correspondiente de la lámpara LED, W |
| 100 | 12-12,5 |
| 75 | 10 |
| 60 | 7.5-8 |
| 40 | 5 |
| 25 | 3 |
Cuando se usan LED para iluminación, el indicador de eficiencia es muy importante, que está determinado por la relación del flujo luminoso (lm) a la potencia (W). Al comparar estos parámetros con diferentes fuentes de luz, encontramos que la eficiencia de una lámpara incandescente es de 10-12 lm / W, fluorescente – 35-40 lm / W, LED – 130-140 lm / W.
Fuentes de temperatura de color LED
Uno de los parámetros importantes de las fuentes de LED es la temperatura del brillo. Las unidades de esta magnitud son grados Kelvin (K). Cabe señalar que, según la temperatura de luminiscencia, todas las fuentes de luz se dividen en tres clases, entre las cuales el blanco cálido tiene una temperatura de color inferior a 3300 K, el día blanco es de 3300 a 5300 K y el blanco frío es superior a 5300 K.
Presta atencion La percepción cómoda de la radiación LED por parte del ojo humano depende directamente de la temperatura de color de la fuente LED.
La temperatura del color se indica generalmente en el marcado de las lámparas LED. Se indica mediante un número de cuatro dígitos y la letra K. La elección de las lámparas LED con una temperatura de color específica depende de las características de su uso para la iluminación. La siguiente tabla muestra el uso de fuentes de LED con diferentes temperaturas luminosas:
| Color LED | Temperatura de color, K | Usos de iluminación | |
| Blanco | Caliente | 2700-3500 | Iluminación de espacios domésticos y de oficina como el análogo más apropiado de una lámpara incandescente. |
| Neutral (diario) | 3500-5300 | La excelente reproducción del color de dichas lámparas permite utilizarlas para iluminar los lugares de trabajo en producción. | |
| Frio | más de 5300 | Se utiliza principalmente para alumbrado público, así como en el dispositivo de lámparas de mano. | |
| Rojo | 1800 | Como fuente de decoración y fito-iluminación. | |
| Verde | – | Iluminación de superficies en el interior, fito-iluminación. | |
| Amarillo | 3300 | Diseño ligero de interiores. | |
| Azul | 7500 | Iluminación de superficies en el interior, fito-iluminación. | |
La naturaleza de onda del color permite que la temperatura de color de los LED se exprese utilizando la longitud de onda. Marcar algunos dispositivos LED refleja la temperatura del color como un intervalo de diferentes longitudes de onda. ¿Se designa la longitud de onda? y se mide en nanómetros (nm).
Tamaños estándar de LEDs SMD y sus características.
Dado el tamaño de los LED SMD, los dispositivos se clasifican en grupos con diferentes características. Los diodos emisores de luz más populares con tamaños de trama son 3528, 5050, 5730, 2835, 3014 y 5630. Las características de los LED SMD varían según el tamaño. Por lo tanto, los diferentes tipos de LED SMD difieren en brillo, temperatura de color y potencia. En el marcado de los LED, los dos primeros dígitos indican la longitud y el ancho del dispositivo.
Los principales parámetros de SMD 2835 LEDs.
Las características principales de los LED SMD 2835 incluyen un área de radiación aumentada. En comparación con el dispositivo SMD 3528, que tiene una superficie de trabajo redonda, el área de radiación del SMD 2835 tiene una forma rectangular, lo que contribuye a una mayor salida de luz con una menor altura del elemento (aproximadamente 0,8 mm). El flujo luminoso de un dispositivo de este tipo es de 50 lm.
La carcasa de los LED SMD 2835 está hecha de polímero resistente al calor y puede soportar temperaturas de hasta 240 ° C. Cabe señalar que la degradación de la radiación en estos elementos es inferior al 5% durante 3000 horas de funcionamiento. Además, el dispositivo tiene una resistencia térmica bastante baja de la transición cristal-sustrato (4 C / W). La corriente máxima de operación es de 0.18A, la temperatura del cristal es de 130 ° C.
Por el color de la luminiscencia, emiten un blanco cálido con una temperatura de luminiscencia de 4000 K, el día blanco es de 4800 K, el blanco puro es de 5000 a 5800 K y el blanco frío con una temperatura de color de 6500-7500 K. Una luminiscencia, como mínimo, en los LED de color blanco cálido. El diseño del dispositivo aumentó las almohadillas de contacto, lo que contribuye a una mejor disipación del calor.
Buen consejo Los LED SMD 2835 pueden utilizarse para cualquier tipo de instalación.
Características del SMD 5050 LED
El diseño de la carcasa SMD 5050 contiene tres del mismo tipo de LED. Las fuentes de LED de azul, rojo y verde tienen características técnicas similares a las de los cristales SMD 3528. La corriente de funcionamiento de cada uno de los tres LED es 0.02A, por lo que el valor de corriente total de todo el dispositivo es 0.06A. Para que los LED no fallen, se recomienda no exceder este valor.
Los dispositivos SMD 5050 LED tienen un voltaje directo de 3-3.3V y una salida de luz (flujo de red) de 18-21 lm. La potencia de un LED consiste en tres valores de la potencia de cada cristal (0.7W) y es 0.21W. El color del brillo emitido por los dispositivos puede ser blanco en todos los tonos, verde, azul, amarillo y multicolor.
La proximidad de los LED de diferentes colores en un paquete SMD 5050 hizo posible realizar LED de múltiples colores con control separado de cada color. Para regular las luminarias que usan SMD 5050 LED, se usan controladores, de modo que el color de brillo se puede cambiar suavemente de uno a otro después de un período de tiempo específico. Normalmente, tales dispositivos tienen varios modos de control y pueden ajustar el brillo de los LED.
Características típicas del SMD 5730 LED
Los LED SMD 5730 son modernos representantes de dispositivos LED, cuya carcasa tiene dimensiones geométricas de 5.7×3 mm. Pertenecen a LED de alto brillo, cuyas características son estables y cualitativamente diferentes de los parámetros de sus predecesores. Fabricados con el uso de nuevos materiales, estos LED se caracterizan por una mayor potencia y un flujo luminoso altamente eficiente. Además, pueden trabajar en condiciones de alta humedad, resistentes a la temperatura y vibraciones, tienen una larga vida útil.
Hay dos tipos de dispositivos: SMD 5730-0.5 con una potencia de 0.5W y SMD 5730-1 con una potencia de 1W. Una característica distintiva de los dispositivos es la posibilidad de su funcionamiento en una corriente de pulso. El valor de la corriente nominal SMD 5730-0.5 es 0.15A. Con el funcionamiento por pulsos, el dispositivo puede soportar una corriente de hasta 0.18A. Este tipo de LED proporciona un flujo luminoso de hasta 45 lm.
Los LED SMD 5730-1 funcionan a una corriente constante de 0,35 A, y en modo pulsado, hasta 0,8 A. La salida de luz de tal dispositivo puede ser de hasta 110 lm. Debido al polímero resistente al calor, la caja del instrumento soporta temperaturas de hasta 250 ° C. El ángulo de dispersión de ambos tipos de SMD 5730 es de 120 grados. El grado de degradación del flujo luminoso es inferior al 1% cuando se trabaja durante 3000 horas.
Características del LED Cree
La compañía Cree (EE. UU.) Se dedica al desarrollo y la producción de los LED súper brillantes y más potentes. Uno de los grupos de Cree LED está representado por una serie de dispositivos Xlamp, que se dividen en un solo chip y varios chips. Una de las características de las fuentes de un solo chip es la distribución de radiación en los bordes del dispositivo. Esta innovación permitió producir lámparas con un gran ángulo de iluminación, utilizando un número mínimo de cristales.
En la serie de fuentes de LED de alta intensidad XQ-E, el ángulo luminoso varía de 100 a 145 grados. Con unas dimensiones geométricas pequeñas de 1,6 x 1,6 mm, la potencia de los LED superbrillantes es de 3 voltios y el flujo luminoso es de 330 lm. Este es uno de los desarrollos más nuevos de Cree. Todos los LED, cuyo diseño se desarrolla sobre la base de un solo cristal, tienen una reproducción de color de alta calidad dentro de CRE 70-90.
