Ток одного светодиода 5050

Самый яркий светодиод SMD 5050

Самым популярным типом светодиода на данный момент является SMD LED 5050. Заполнили рынки сбыта эти светодиоды давно и уже успели устареть, но они все же остаются конкурентноспособным видом освещения. Этот вид диодов стал популярным после ленты SMD 3528. Световой поток по сравнению со своим предшественником у него гораздо больше. Как только вышел этот тип светильников, его начали активно использовать во всех сферах деятельности, так как он универсальный.

Внешний вид SMD 5050

Глядя на современный рынок, можно сделать вывод – SMD 5050 используется исключительно в лентах. Для ламп освещения его не применяют, потому что появились светодиоды поярче и помощнее, такие, как 5630 и 5730.

Но время идет, и прогресс тоже не стоит на месте. Сегодня вовсю используют и внедряют в продажу филаменты. Они меньше греются, кристалл не так деградирует, соответственно, срок службы увеличивается.

1. Технические характеристики
2. Как правильно паять?
3. RGB SMD-светодиоды 5050
4. Подключение светодиодов
5. Размер

Технические характеристики

Изначально светодиоды SMD 5050 изготавливались для использования в разных приборах освещения. Главными их достоинствами является высокое качество, к тому же они имеют стабильные характеристики. Практически не подвержены действию вибрации и температурным перепадам. Кристаллам диода не страшна влага, возможна только автоматическая установка. Чаще всего применяют его в освещении общего типа, в авто и декоре. SMD 5050 сделан из трех кристаллов, равных по мощности. Изготавливают как одноцветные, так и многоцветные диоды.

Описание основных характеристик светодиода:

Стоит отметить, что цветные диоды обладают наилучшими характеристиками.

Свечение цветной ленты

Особенности модели светодиодов:

1. Небольшой износ светового потока (не более 4%).
2. Оболочка сделана из термоустойчивого материала и выдерживает температуру до 250 градусов.
3. Самая оптимальная температура работы для кристалла – 105 градусов. При такой температуре он не будет терять своих свойств.

По факту для выбора диода достаточно знать всего четыре характеристики – рабочий максимальный ток, световой поток, мощность и напряжение. Чтобы более глубоко изучить характеристики SMD 5050, нужно смотреть графики и характеристики.

Нужно также знать, что чем качество лучше, тем и цена будет выше. Не стоит покупать дешевое китайское изделие, лучше купить сразу качественное. Сравнение светодиодов в данном случае неуместно, так как SMD 5050 в разы лучше своих предшественников.

Как правильно паять?

Для самого лучшего результата пайки необходимо придерживаться следующих правил:

1. Пайка диода осуществляется не больше одного раза.
2. Прилагать чрезмерные усилия к корпусу запрещено.
3. При работе используется исключительно низкотемпературная паста.
4. Для качественной пайки температура не должна быть выше 300 градусов.
5. Паять нужно не дольше 3 секунд.

RGB SMD-светодиоды 5050

Чипы данных диодов RGB мало чем отличаются друг от друга. Применяются они тоже практически в идентичных вещах.

Светодиод 5050 RGB

Данные характеристики выписаны из оригинального datasheet.

Подключение светодиодов

Между подключением корпусного диода и подключением светодиода SMD 5050 нет никакой разницы в процессе. Применяется самая обычная связка «ограничитель тока – светодиод». Эта схема подключения универсальна и используется для всех многокристальных схем. Исключением является LED 5050 SMD, имеющий три кристалла на матрице.

Трехкристальная матрица в данной серии имеет по три анода и катода, и подключаются они как самостоятельные элементы. Что касается RGB-моделей SMD 5050, то их подключают по datasheet, так как они имеют разные параметры.

Схема включений диодов (цоколевка выводов)

При подключении следует помнить следующее:

1. Абсолютно любую модель нельзя подключать в сеть без резистора. Если применен только один резистор, то допустимо подключение одного вида светодиодов.
2. Нагрузочные характеристики диодов должны совпадать. Данные уточняются в справочниках.
3. Ни в коем случае нельзя применять резисторы, сопротивление которых меньше, чем номинальное. Это значительно сократит срок службы диода.

Размер

Любой размер диода приводится в миллиметрах с точностью до 0,1 мм. При изготовлении размер может несущественно поменяться.

Для производства диодов применяется линза из прозрачного стекла, и корпус изготавливают из пластика, устойчивого к высокой температуре.

В итоге можно отметить, что когда появились более яркие и мощные светодиоды, они не смогли вытеснить SMD 5050 с рынка. В последнее время SMD 5050 используют для производства светодиодных лент. Благодаря проверенной технологии, прекрасным характеристикам и безупречному качеству данные светодиоды используются во всех видах осветительных приборов. После рассказанного выше можно с легкостью сказать, какие светодиоды самые лучшие.

Технические характеристики и схема подключения светодиодов SMD 5050

Большинство ЛЕД светильников создано на базе элементов поверхностного монтажа, которые обозначаются аббревиатурой SMD (Surface Mounted Device). Они удобны, компактны, демонстрируют высокие эксплуатационные качества и могут быть установлены при помощи промышленных роботов. Первыми и наиболее удачными конструкциями стали SMD 5050, показавшие высокую эффективность (80 Лм/Вт) и ставшие базовыми компонентами для дальнейших разработок. В настоящее время эти элементы активно используются для производства светодиодных лент, различных ламп средней и высокой мощности, фонарей, прочих приборов.

Основные характеристики

Среди всех видов SMD LED, имеющихся в арсенале современных производителей, светодиод 5050 выделяется наиболее компактной конструкцией. Он представляет собой полупроводниковый прибор, излучающий свет под действием постоянного тока. В стандартном корпусе установлены три кристалла, действующие в связке и выдающие большой световой поток. Есть элементы монохромные, существуют т.н. RGB диоды, созданные из трех чипов разного цвета (Red Green Blue — Красный, Зеленый, Синий).

Материалами для создания чипов служат:

• алюминий;
• фосфор;
• галлий;
• индий.

В качестве легирующих добавок применяются соединения азота и других химических элементов. Эти материалы позволяют получать одно- и трехцветные светодиоды.

Для изготовления корпуса используется термоустойчивый пластик. Рассеиватель представлен линзой, которую заливают эпоксидной смолой. С нижней стороны размещены теплоотводы, обеспечивающие охлаждение кристаллов. Каждый элемент имеет по 6 контактов — 3 анода и 3 катода. Для простоты определения полярности на корпусе имеется косой срез, расположенный на стороне катодов. В заводских условиях используется групповой монтаж, для домашних мастеров удобнее пайка каждого компонента по отдельности. К особенностям элементов типа 5050 следует отнести:

• малая деградация, не превышающая 4 % на 3000 часов непрерывной работы;
• для корпуса использован специальный термостойкий полимер, способный выдерживать 250° в течение длительного времени;
• рабочая температура чипов достигает 110°.

Внимание! Рабочие параметры SMD 5050 в развернутом виде изложены в т.н. datasheet, подробном перечне технических характеристик и свойств светодиодов.

Оригинальный datasheet LED SMD 5050

LED 5050 — матрица из трех кристаллов, каждый из которых является базовым элементом 3528. В полный перечень параметров входят:

• технические характеристики;
• оптико-электронные показатели;
• диаграммы спектрального излучения, зависимости тока от напряжения, распределения и прочих особенностей светового потока.

Полный список параметров нужен только специалистам — исследователям и производителям. Для домашнего мастера вполне достаточно знать технические характеристики. В их число входят:

• прямой ток — 20 мА на каждый кристалл;
• импульсный ток — 100 мА на каждый чип;
• прямое напряжение — 3,2-3,4 В;
• рассеиваемая мощность — 70 мВт на каждом кристалле;
• угол рассеивания (половинной яркости) — 120°;
• температура на p-n переходе — 110°;
• рабочий диапазон температур — от -40° до +65°;
• допустимая температура при хранении элементов — от -55° до +100°;
• условия пайки — до 300° в течение 2 сек.

Три кристалла соединяются параллельно. Размер светодиода составляет 5 на 5 мм, поэтому расстояние между соседними контактами всего 0,7 мм. Это значительно упрощает процесс пайки и снижает время нагрева.

Срок службы SMD 5050 зависит от цвета и условий эксплуатации. Для белых компонентов он составит 50000 часов, синие и зеленые способны работать до 70000 часов. Самыми долговечными являются красные и желтые образцы, которые могут работать до 90000 часов. Необходимо учитывать, что эти показатели достигаются только в благоприятных условиях, близких к оптимуму. Гарантийный срок, установленный большинством производителей, составляет 2 года, что в пересчете на непрерывную работу составляет всего 17,5 тыс. часов.

Рекомендации по подключению

Подключение элементов СМД 5050 производится исходя из параметров питания. Важно обеспечить правильную полярность, иначе светодиоды работать не будут. Для выполнения процедуры потребуются некоторые навыки практических работ с паяльником, а также определенные теоретические познания. Надо выбрать правильную схему соединения и произвести качественный монтаж SMD 5050 на плату. Рассмотрим эти операции внимательнее:

Схема подключения

Напряжение питания одного SMD 5050 не превышает 3,5 В. Это означает, что, при последовательном соединении 3 компонентов, можно использовать стандартный 12 В источник питания. Для стабилизации и защиты от скачков необходимо установить токоограничивающий резистор. При этом, если использованы монохромные образцы, понадобится один резистор, а для трехцветных (RGB) устройств придется установить три резистора на каждую цветовую линию.

Важно! При такой схеме подключения достигается экономия на количестве резисторов, а также рациональнее расходуется энергия, которую они рассеивают. Однако, при выходе из строя одного SMD 5050 перестанет гореть вся цепочка из 3 штук.

Монтаж светодиодов типоразмера 5050

В промышленных условиях применяется технология групповой пайки. Специальный механизм устанавливает светодиоды на плату, покрытую специальной паяльной пастой. После этого плата подается в специальную печь, где паста под действием температуры распадается на флюс и припой. Флюс выполняет свою задачу и испаряется, а припой остается на контактах и дорожках платы, качественно соединяя элементы с подложкой.

В домашних условиях для монтажа SMD 5050 используют обычный паяльник или специальный строительный фен. Работа с феном напоминает заводскую технологию с использованием низкотемпературной паяльной пасты. Если применяется обычная пайка, нагрев инструмента не должен превышать 300°. Время контакта светодиода с паяльником не превышает 10 секунд. Это важно, поскольку перегрев кристалла способен вывести его из строя или значительно ухудшить его рабочие характеристики.

Основные выводы

Светодиоды SMD 5050 обладают высокими эксплуатационными показателями и техническими параметрами. Они используются в большинстве осветительных приборов, на базе элементов 5050 изготавливаются светодиодные ленты и прочие устройства. Преимуществами этих компонентов являются:

• технические характеристики демонстрируют высокую эффективность и увеличенные возможности;
• набор параметров позволяет применять SMD 5050 в светильниках средней и высокой мощности;
• срок службы этих устройств существенно превышает работоспособность всех альтернативных источников света;
• количество потребляемой электроэнергии позволяет объединять SMD 5050 в цепочки по 3 элемента, что снижает расход и не создает чрезмерных проблем при выходе из строя одного кристалла.

Такие качества делают SMD 5050 одними из наиболее популярных и востребованных ЛЕД устройств. Свои мысли о них излагайте в комментариях.

Особенности, применение и технические характеристики светодиода SMD 5050

Светодиод типоразмером SMD 5050 (5,0х5,0 мм) представляет собой полупроводниковый источник света, предназначенный для конструирования различных осветительных устройств. SMD 5050 стабильно работает при перепадах температуры и влажности, выдерживает длительное воздействие солнечных лучей и вибрации.

Особенности

Конструктивно чип светодиода SMD 5050 состоит из трёх кристаллов, что является его отличительной чертой. Каждый кристалл имеет два отдельных вывода (анод и катод), что дает возможность для независимой регулировки их яркости. Данный тип светодиода изготавливается в двух вариациях: одноцветной и многоцветной (RGB).

Химическая формула кристалла – InGaN, то есть исходным материалом служит нитрид галлия, в который добавляют нитрид индия. Сверху белый светодиод SMD 5050 покрыт слоем желтого люминофора, а затем защищен прозрачной линзой типа Water Clear из силиконового компаунда. Одноцветные или монохроматические SMD 5050 представлены основными цветами: синим, зелёным, красным, жёлтым и белым. Кроме этого светодиоды белого свечения могут отличаться цветовой температурой и индексом цветопередачи, что отображается в технической документации.

Многоцветные или RGB-светодиоды получают путем монтажа трёх кристаллов разных цветов: синего, красного и зелёного. Изменяя ток одного, двух или трёх кристллов одновременно, можно получить практически любой цвет излучения из видимого спектра.

Применение

Первоначально основное применение SMD светодиоды 5050 нашли в изготовлении светодиодных лент. Имея три кристалла в одном корпусе, такая лента обладает повышенной светоотдачей в сравнении с лентой на SMD 3528. К тому же RGB-ленты на основе трех кристальны чипов намного функциональней, за счет подключения через трехканальный RGB-контроллер. Сегодня набирают популярность светодиодные модули, собранные на базе трех элементов типа SMD 5050 с питанием от 12В. Они имеют алюминиевое основание-радиатор с жесткой пластиковой окантовкой размером не более 100 мм в длину. Такие модули активно используются в подсветке ситилайтов и лайтбоксов, так как устойчивы к неблагоприятным воздействиям окружающей среды.

Технически характеристики

Чтобы SMD светодиод 5050 работал стабильно в течение длительного времени, при включении его в электрическую цепь следует придерживаться технических характеристик, указанных в паспорте на изделие. Рекомендуемый суммарный рабочий ток трёх кристаллов должен составлять 50-60 мА. Отсутствие токовых перегрузок намного продлит срок службы светодиода, при этом снижение яркости не превысит 5%. Размер светодиода SMD 5050 с учетом выводов составляет 5,0х5,4 мм. Как видно из рисунка, на корпусе со стороны катодов в углу имеется ключ. Основной характеристикой светодиода является зависимость падения напряжения от прямого тока (ВАХ). Для примера на графике показана ВАХ SMD светодиода 5050 белого свечения. Чтобы кристаллы начали светиться, необходимо увеличить прямое напряжение до значения 3,1В. При номинальном токе 20 мА падение напряжения составит 3,3В. Дальнейший рост тока приведет к незначительному росту напряжения, а затем, к быстрой деградации кристаллов со всеми вытекающими последствиями.

График показывает влияние температуры на яркость свечения. В идеале температура окружающей среды (Ta) должна составлять 25°C, что соответствует лабораторным условиям. На практике допускается повышение Ta до 65°C с естественной потерей яркости на 10-15%. Наклон кривой с ростом температуры ещё раз доказывает необходимость применения системы отвода тепла. Именно поэтому светодиодную ленту с smd чипами 5050 рекомендуется крепить на специальный алюминиевый профиль.

Как следует из следующего графика, на протяжении первых 3000 часов эксплуатации световой поток снижается примерно на 5%. Чтобы теоретически рассчитать значение относительного светового потока для времени более 3000 часов, кривую на графике можно продлить с сохранением угла наклона.

SMD светодиод 5050 пригоден для монтажа на плату методом оплавления в соответствии со стандартом JEDEC J-STD-020C. Его корпус изготовлен на основе термостойкого полимерного пластика и способен выдерживать температуру до 250°C. Следовательно, температура паяльника для ручной пайки не должна превышать 300°C, а время пайки – 3 секунд. Использовать нужно низкотемпературную паяльную пасту с температурой плавления 200°C. При повторной пайке работоспособность светодиода не гарантируется.

Несмотря на свои преимущества, одноцветные светодиоды SMD 5050 начали сдавать позиции после того, как на рынке появились более мощные аналоги, такие как SMD 5630 и SMD 5730. Новые чипы постепенно становятся базовым элементом готовых светильников: светодиодных ламп, линеек и лент, рассчитанных на прямое подключение к сети 220В. Тем не менее, RGB-светодиоды типа SMD 5050 по-прежнему востребованы, так как им нет равных по функциональности в своей ценовой категории.

Светодиоды SMD 5050 и их характеристики

Постепенно светодиоды занимают доминирующее положение на рынке светового оборудования, в частности SMD 5050. Они практичны, доступны и не требуют большого напряжения. В статье описываются характеристики светодиодов 5050, схема включения, где и как использовать, плюсы и минусы, какие бывают разновидности, особенности конструкции, а также как правильно выбирать продукцию.

Что это такое

Светодиод представляет собой полупроводниковый диод, который излучает свет при прохождении тока через двухштырьковый разъём. Для этого необходимы следующие условия. Действительная ширина запрещённой области LED должна быть приближена к энергии световых квантов видимого диапазона. При процессе рекомбинации электродырочных пар вероятность излучения света должна быть достаточно высокой.

Отсюда следует, что сам полупроводниковый кристалл не должен иметь существенных недостатков или дефектов, при которых рекомбинация получается без излучения. Чтобы эти условия были соблюдены, изготавливаются специальные многослойные гетероструктуры, которые знаменуют собой новый этап в развитии технологии LED. В первые образцы были встроены в металлические корпуса, чем-то похожие на транзисторы, со стеклянным окошком или линзой для выхода света.

Современные светодиодные индикаторы встроены в прозрачные литые пластиковые корпуса. Они трубчатой или прямоугольной формы, часто тонируются, чтобы соответствовать цвету устройства. Инфракрасные устройства могут быть окрашены с целью блокировки видимого света. Более комплексные корпуса адаптированы для эффективного отвода тепла в мощных светодиодах. Такие накладные светодиоды еще больше уменьшают размер корпуса. LED, предназначенные для использования с оптоволоконными кабелями, обычно снабжаются оптическим разъемом.

Где и как используется

Светодиоды имеют много преимуществ по сравнению с классическими лампами накаливания, включая более низкое энергопотребление, более длительный срок службы. Их физическая прочность улучшена, размеры уменьшены, а переключение стало быстрее.

Источники света LED используются в самых разных областях, таких как авиационное освещение, автомобильные фары, наружная и реклама внутри помещений. Используются в светофорах и вспышки фотоаппаратов, а также применяются в светящиеся обоях и медицинском оборудовании. В сочетании с маленькими светодиодными лампами GX53 количество и качество света значительно повысится.

Особенности конструкции

• Кристалл сделан на основе химической формулы InGaN (нитрид галлия и нитрид индия). Также для изготовления применяется нитроген и фосфор.
• Белый светодиод 5050 в основном покрывается жёлтым слоем люминофора.
• Форм-фактор составляет 5х5 миллиметров.
• Защищён специальной линзой. Она изготавливается из пластика силикона или эпоксидной смолы. Они должны быть полностью прозрачными, обладать отличной клейкостью, стабильными к разным температурным режимам, а также иметь длительный рабочий срок.

Технические характеристики SMD 5050

• Угол рассеивания света 120.
• Прямой ток 3х25 мА.
• Прямой пульсирующий ток 3х100 мА.
• Рабочий ток 60 мА.
• Обратное напряжение составляет 5 В.
• Рабочая температура от -40 до +100.
• Температура хранения от -40 до +110.
• Мощность светодиода 5050 составляет 0.21 Вт.
• Высокий индекс светопередачи, которой варьирует от 80 до 90 Ra.
• Существует два типа: монохромный и многоцветный.
• У монохромных в наличие могут быть красный, зелёный, жёлтый, синий и белый цвета.
• Многоцветные светодиоды имеют три разных кристалла: красный, зелёный и синий. Такие LED используются как основа RGB-лент. При помощи RGB-контроллера можно регулировать режим работы и свечения, а также яркость и цвет. Благодаря их смешиванию цветов получаются новые вместе с различными оттенками.

Схема подключения

При подключении нужно помнить о таких правилах:

1. Совпадения характеристик нагрузки диодов.
2. Подключение в сеть должно происходить только при наличии резистора.
3. Не применять резисторы, чьё сопротивление меньше номинального.

Какие есть виды

• Первыми среди сверхъярких LED-светильников являются SMD 3528. У них меньше диодов на 1 метр. Уровень яркости меньше во много раз – SMD 3528 с 30 диодами на метр 120 Лм, а у SMD 5050 – 400 Лм.
• Также мощность RGB-ленты 5050 превышает параметры своей предыдущей версии SMD 3528 (0.1 Вт).
• Улучшенные модели SMD 5730 отличается более качественным световым потоком (55 лм/Вт). Мощность одного диода оставляет 0.5 Вт.

Достоинства

• Одним из параметров LED SMD 5050 является улучшенная светоотдача люменов, чем у галогенных или ламп накаливания. Эффективность не зависит от формы и размера.
• Цвет. LED могут излучать свет нужного цвета без помощи разнообразных цветовых фильтров, что необходимо для традиционных методов освещения. Это значительно эффективнее и может снизить первоначальные затраты. Так, светодиодные RGB-ленты могут давать разнообразные цветовые оттенки.
• Размер. Они могут быть очень маленькими (менее 2 мм²) и легко монтироваться к печатным платам.
• Время включения. Они загораются достаточно быстро. Светодиодный индикатор красного цвета достигает полной яркости менее чем за микросекунду.
• SMD-светодиоды прекрасно подходят в случае, если светильник часто включается и выключается. Благодаря устойчивости к перепадам сетевого напряжения частое включение и выключение сверхъяркого диода не отразится на его качестве в отличие от люминесцентных и классических ламп накаливания, которые нередко перестают работать при частом включении и выключении, или высокоинтенсивных газоразрядных ламп, которые требуют длительного времени перед перезапуском.
• Регулировка яркости. Их очень легко диммировать (затемнять) либо широтно-импульсной модуляцией, либо уменьшением прямого тока.
• Холодное свечение. В отличие от многих световых устройств светодиоды излучают достаточно малое количество тепла в виде инфракрасного излучения. Потраченная энергия рассеивается в виде тепла через основание светодиода.
• Длительный срок функционирования. В основном LED выходят из строя из-за постепенного затемнения, а не из-за внезапного отказа, что нередко у ламп накаливания.
• Срок службы может быть довольно длительным. Срок полезного использования составляет от 35 тысяч часов до 50 тысяч часов, хотя время для завершения отказа может быть короче или длиннее. Флюоресцентные трубки обычно рассчитаны на работу в диапазоне от 10 тысяч до 25 тысячи часов, в зависимости отчасти от условий использования, а лампы накаливания – на 1-2 тысячи часов. Несколько исследований министерства энергетики Соединённых Штатов показали, что снижение затрат на обслуживание происходит по причине этого продленного срока службы, а не из-за экономии энергии. Это и является основным фактором при определении срока окупаемости продукта.
• Ударопрочность. У них в наличие имеются твердотельные компоненты, которые трудно повредить внешним ударом, в отличие от других источников света (люминесцентные), не отличающихся прочностью.
• Фокусировка. Твёрдый корпус разработан для наиболее качественной фокусировки света. Флюоресцентные источники света и традиционные лампы накаливания часто требуют, чтобы внешний отражатель собирал свет и направлял его удобным способом. Для больших светодиодных корпусов конструируются линзы с полным внутренним отражением, что также ​​часто используются с тем же эффектом. Однако когда требуется большое количество света, обычно задействовано несколько источников, которые трудно сфокусировать или коллимировать (придавать параллельность) в направлении одного и того же объект.

Недостатки

• Чувствительность к напряжению. На светодиоды должно подаваться напряжение выше их порогового, а ток ниже их номинального значения. Ток и срок службы сильно изменяются при небольшом изменении заданного напряжения. Таким образом, они требуют питания с регулируемым током (чаще всего последовательный резистор для индикаторов).
• Цветопередача. Большинство холодных белых светодиодов имеют разные спектры, которые в значительной степени отличаются от абсолютного излучения черного тела, такого как солнце.
• Скачок до 460 нанометров и провал на 500 нанометров могут привести к тому, что цветовая гамма объектов при освещении белым холодным светом будет иначе выглядеть, чем при свете солнца или свете ламп накаливания. Из-за метамерии красные поверхности плохо освещаются фосфорными холодно-белыми светильниками.

Как выбрать

• Упаковка должна быть сухой, чистой и без повреждений.
• Правильность написания названия.
• Обязательное наличие штрихкода (и/или QR-кода).
• Все параметры и характеристики написаны на упаковке.
• Наличие паспорта и/или инструкции.

LED SMD 5050 являются прекрасным выбором для решения разных дизайнерских и строительных задач. Помимо этого, они прекрасно подойдут для декоративных и рекламных целей, а высокие стандарты защиты дают возможность размещать ленты в помещениях с высокой влажностью и даже под водой, создавая неповторимую и оригинальную подсветку, а вместе со светодиодными лампами Gauss свечение станет разнообразнее и качественнее.