1. Типы

По назначению с некоторой долей условности все светодиоды можно разделить на две группы:

  • индикаторные;
  • осветительные.

По конструктивным особенностям современные диоды делят на 3 три типа: выводные, SMD (Surface Mount Device) и COB (Chip On Board). Плюс отдельно выделяют светодиодные нити они же филамент (Filament). Это диоды, которые прежде всего используются в оригинальных лампочках, имитирующих традиционные модели с нитями накаливания. На этом типе мы подробно останавливаться не будем, а три другие группы разберем детальнее, ведь они ощутимо универсальнее.

Лампы Filament со светодиодами, имитирующими нити накаливания.

Выводные диоды

Длинные металлические контакты, отходящие от полупроводникового кристалла (чипа), являются характерной особенностью выводных диодов. Благодаря «ножкам» диод легко припаять к печатной плате и обеспечить скрытый монтаж — с выводом наружу только светящейся линзы.

Основной сферой применения для выводных диодов остается индикация. Но многие чипы имеют достаточную мощность и яркость для использования в осветительных приборах. Они встречаются в гирляндах, лазерных указках, нивелирах, бытовых и автомобильных светильниках.

В зависимости от формы линзы выводные диоды делят на 3 подгруппы:

  • Круглые. Они предусматривают разный диаметр головки — чаще всего 3, 5 или 8 мм. Изделия поменьше (3 и 5 мм) используют для индикации, а те, что крупнее — для освещения, в том числе в рекламных вывесках.
  • Цилиндрические. Отличаются от круглых диодов как формой, так и достаточно высокой интенсивностью свечения. Тоже бывают разного диаметра — от 3 до 8 мм.
  • Прямоугольные. Такая форма линзы упрощает монтаж. Частным видом этих диодов выступают изделия типа Piranha LED (пиранья). Они имеют 4 контакта вместо двух, что улучшает отвод тепла, сопротивление вибрациям и общую надежность. Эти изделия активно применяются в автомобильном освещении, включая указатели поворотов, задние фонари и т.д.

Разные виды выводных диодов, включая пираньи — по центру с четырьмя ножками.

По меркам современных LED-технологий выводные диоды считаются не самыми яркими и энергоэффективными. Но и стоят они дешевле конкурентов.

SMD-светодиоды

Следующий шаг эволюции — диоды Surface Mount Device (SMD), то есть чипы поверхностного монтажа. Здесь полупроводниковый кристалл (один или несколько) размещается непосредственно на печатной плате и может иметь разные размеры (ширина 3.5, 5 мм и т.д.). Вместо крупных ножек применяются небольшие контактные полоски. Также имеется подложка, которая обеспечивает отвод тепла, повышает стабильность работы и общую долговечность диода. Роль линзы обычно выполняет люминофор, но также может использоваться и фокусировочная пластиковая оболочка — для обеспечения направленного светового потока у мощных моделей.

SMD-диоды сегодня широко распространены. Их используют и для индикации, и для освещения — как вспомогательной подсветки, так и основного света. Они присутствуют в большинстве бытовых ламп, LED-лентах и т.д. За счет различных сборок на базе SMD-диодов можно обеспечить осветительным приборам нужный световой поток (яркость) и другие технические параметры. При этом каждый элемент (чип) имеет свои контакты на микросхеме, что позволяет включить в сборку разные кристаллы — синий, зеленый, красный. Как результат можно реализовать многоцветное освещение, то есть RGB, а также обеспечить гибкие регулировки цветовой температуры.

SMD-диод с тремя кристаллами и 6 контактами.

Светодиоды SMD могут быть ощутимо ярче выводных. Превосходят их по надежности и энергоэффективности, но стоят дороже.

COB-светодиоды

Технология COB, то есть Chip on Board, также предполагает размещение кристаллов на печатной плате. Но в данном случае на общей подложке «напаивается» сразу несколько диодов и они покрываются единым слоем люминофора. COB-массив близок по своей реализации к сборке из SMD-диодов, но отличается увеличенной плотностью кристаллов на единицу площади, а это на практике обеспечивает такие преимущества:

  • более однородное свечение (массив выглядит как единая LED-панель, а не множество миниатюрных лампочек);
  • увеличенная суммарная яркость;
  • прирост энергоэффективности за счет качественного отвода тепла.

Отличие COB-диода от сборки SMD.

COB-технология предполагает наличие единой электроцепи с двумя контактами. Как результат внутри одного массива, как правило, используются одинаковые кристаллы и нет возможности изменения ни палитры свечения, ни цветовой температуры.

Диоды COB применяются в разных осветительных приборах, включая лампы, люстры, LED-ленты, фонари и т.д. При этом их высокая яркость и энергоэффективность способа лучше всего проявить себя в следующих сценариях:

  • для реализации интенсивного свечения, например, в прожекторах, фонарях вспомогательного освещения;
  • в больших помещениях, на коммерческих объектах и открытых пространствах;
  • в системах автомобильного освещения.

Для наглядного сравнения основных типов светодиодов мы свели в таблицу их ключевые особенности:

Параметр сравнения Выводые диоды SMD COB
Основная сфера применение индикация и подсветка освещение освещение
Яркость низкая высокая наивысшая
Цвет и цветовая температура можно менять можно менять нельзя менять
Однородность свечения низкая средняя высокая
Энергоэффективность средняя высокая наивысшая
Общая надежность средняя высокая высокая
Цена минимальная средняя средняя и высокая
Популярные светодиодные настольные лампы

2. Технические параметры

Помимо учета типа светодиодов при выборе различных осветительных приборов стоит обращать внимание на их технические параметры. К основным характеристикам относится следующее:

  1. Световой поток. Показатель характеризует яркость свечения диодов и во многом определяет охват пространства и дальность (но тут еще важно учитывать угол рассеивания). Световой поток измеряется в люменах, чем выше значение, тем ярче свет. На практике проблемой может стать как недостаточный, так и явно избыточный показатель, если осветительный прибор не имеет дополнительных регулировок.
  2. Мощность. Это параметр, определяющий количество затрачиваемой энергии за единицу времени. Нередко диоды делят на 3 группы — маломощные (до 0.5 Вт), средние (до 3 Вт) и мощные (от 3 Вт). От мощности зависит экономичность и яркость. Но на последний параметр еще влияет и тип светодиода. Допустим, SMD могут выдавать световой поток от 50 люмен на 1 Вт, а COB — от 80 лм. А выводные диоды отличаются куда более скромными возможностями, но все равно они выше, чем у ламп накаливания. Напоминаем, что LED-лампочка на 5 Вт светит как традиционная 40-ваттная модель.
  3. Цветовая температура. Данный показатель определяет комфортность восприятия и подходящую сферу применения диодов. Так, теплому свету соответствуют показатели до 3000 Кельвинов (К): такая цветовая температура способствует расслаблению — подходит для спален, заведений общепита и т.д. Нейтральное свечение — это диапазон от 3000 до 6000 К, что считается оптимальным для рабочих пространств, кабинетов, учебных классов, супермаркетов. Высокие значения более 6000 К означают холодный белый свет, который способствует сосредоточению и фокусировке. Такая цветовая температура оптимальна для галерей, операционных и других коммерческих объектов.
  4. Рабочий ресурс. Этот показатель также называют периодом деградации. Он определяет долговечность диода при правильной эксплуатации и, как правило, указывается в тысячах часов.
  5. Размер диода. От него прямо зависят общие габариты осветительного прибора и специфика монтажа.
  6. Угол рассеивания. Этот параметр характеризует спектр освещаемого пространства и обычно для диодов находится в диапазоне от 100 до 120 градусов. Такие углы соответствуют направленному свечению. Для расширения светового потока могут применяться рассеиватели или сборки разнонаправленных диодов, а для фокусировки — специальные линзы.
  7. Цвет свечения. По этому параметру выделяют монохромные и разноцветные (RGB) диоды. Для получения различных оттенков нужны кристаллы трех цветов — синего, зеленого и красного, а для регулировки палитры — специальные контроллеры.

Лампочки с разной цветовой температурой.

К другим параметрам, которые могут быть значимы, например, при самостоятельной сборке LED-лент или других осветительных приборов, относится сила тока и напряжение. От них непосредственно зависит подбор дополнительного оборудования — резисторов и драйверов. К тому же есть прямая связь между рабочим напряжением и цветом кристалла. Так, если для белого чипа вольтаж составляет от 2.7 до 4.3 В, то для красного — от 1.5 до 2.6 В.

Популярные LED лампочки

3. Лучшие бренды

Ниже приведены лидеры рынка и самые авторитетные производители светодиодов:

  • Сree. Ведущий мировой бренд из США, выпускающий надежную, долговечную и качественную продукцию.
  • Osram. Немецкая компания, которая производит как светодиоды, так и конечную продукцию — бытовые осветительные приборы и автомобильный свет.
  • Luminus. Еще один американский бренд, выступающий гарантом высокого качества и предлагающий большой ассортимент LED-продукции в разных ценовых сегментах.
  • Lumileds. Нидерландский производитель, который славится прогрессивными технологиями контроля качества. Эта компания является основным поставщиком светодиодов для бренда Philips.
  • Nichia. Японская компания, чья продукция примечательна эталонными параметрами температурной стабильности и равномерности света. Входит в ТОП-3 лучших производителей автомобильного освещения мира.

Диоды Сree по статусу как iPhone на рынке смартфонов.

Нужно ли покупателю осветительных приборов знать топовых производителей светодиодов и разбираться в этом вопросе? Не всегда. Во-первых, можно просто остановить свой выбор на авторитетных брендах тех же лампочек или светильников — Eglo, Philips, Osram. Они чаще всего дают подробные технические характеристики своей продукции и в целом на хорошем счету у пользователей.

Во-вторых, если выбираете осветительный прибор, а его основные параметры (яркость, мощность, цветовая температура, рабочий ресурс) приведены на этикетке или на официальном сайте, то имя производителя самих диодов — тоже не обязательная информация. Она тут нужна разве что техническим гикам.

Но во всех других ситуациях данные о бренде светодиодов — весьма ценны и полезны. Если эта информация известна, то имеем дополнительный фактор доверия к продукции. Плюс по производителю диода зачастую можно получить представление об общей надежности изделия. Так, топовые бренды гарантируют для своих чипов работоспособность до 50 тысяч часов.

Важно! Даже 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.
Популярные фонарики

4. Маркировка

По маркировке диодов можно получить дополнительную информацию об этих изделиях в частности и осветительных приборах в целом. Так, если производитель условной лампочки указывает мощность, цветовую температуру и другие параметры, то вникать в нюансы не обязательно. Но если имеются пробелы, то умение расшифровывать маркировку позволит их устранить.

Для SMD-диодов используется специфическая маркировка, которая предполагает указание типоразмера изделия и других сведений. Разберем на примере SMD 5050 UWC 5, где:

  • SMD — разновидность диода;
  • 5050 — типоразмер, который означает габариты по ширине и длине — 5 на 5 мм;
  • UWC — Ultra White Color, то есть белый оттенок свечения (холодный). Вместо UWC может указываться просто цвет (например, Green или другие характеристики — UV — ультрафиолетовый свет);
  • 5 — мощность 0.5 Вт.

У цветных диодов еще может встречаться параметр CRI, то есть индекс цветопередачи, а также другие символы, обозначающие, например, дату, производителя и т.д.

Для COB-диодов четких правил маркировки нет. Хотя можно встретить такой вид обозначения продукции, как COB-3W-5000K-110Lm, где:

  • COB — тип диода;
  • 3W — мощность;
  • 5000K — цветовая температура;
  • 110Lm — световой поток.

У топовых производителей применяются свои обозначения. Разберем несколько вариантов чуть подробнее.

Маркировка Cree

Компания Cree предлагает большой ассортимент диодов и разделяет их на линейки:

  • XP-E и XP-E2 — это две серии чипов средней яркости (световой поток от 250 лм) в компактном форм-факторе. Такие изделия нередко используются в бюджетных фонариках. Цифра 2 обозначает второе поколение линейки с точечным апгрейдом эксплуатационных свойств. Как правило, тут чуть выше световой поток и ниже потребление энергии, чем у XP-E;
  • XP-G и XP-G2 — это линейки, которые также объединяют диоды средней яркости (около 300 лм);
  • MC-E — серия чипов повышенной яркости (до 900 лм). Эти светодиоды считаются следующим шагом развития на фоне XP-E и XP-E2;
  • XP-L — линейка ярких чипов (свыше 1000 лм) в компактном форм-факторе;
  • XM-L, XM-L2 — серии высокомощных диодов со световым потоком свыше 1000 лм. Используется в ярких осветительных приборах и топовых фонарях.

У Cree большой ассортимент и много разных линеек диодов.

Все выводные диоды Cree представляют три больших семейства P4, PLCC и STD с многочисленными сериями. Все их перечислять не имеет смысла. Важно то, что линейка неизменно фигурирует в маркировке. Также в обозначении диодов указывается группа (или бин), которая влияет на яркость конкретного чипа. Пример маркировки диода Cree — XM-L2 U2, где:

  • XM-L2 — обновленная серия XM-L;
  • U2 — бин — один из самых ярких — больше только U3. У Cree чуть менее яркими являются группы от T2 до T6, а еще ниже котируются S-ки.

Опционно после бина может указываться код цветовой температуры. Допустим, 1A — это холодный белый, а 4С — нейтральный.

Еще отметим, что в рамках линейки XHP вместо бина в маркировке фигурируют числовые обозначения, выступающие отсылкой к размерам корпуса. Так, XHP35 означает диод серии XHP с габаритами 3.5 на 3.5 мм.

Маркировка Luminus

Компания Luminus также предлагает большой ассортимент продукции и много линеек светодиодов. Для примера рассмотрим две маркировки для разных типов изделий — SMD и COB.

Как расшифровывается обозначение SST-40-WxS:

  • первая буква S — это тип диода SMD;
  • вторая S — означает купольную линзу (встречается также F — плоская и другие форм-факторы);
  • T — символизирует наличие одного излучателя;
  • 40 — зона светового излучения (указывается в мм²);
  • Wx — белый цвет (White) без указания температуры;
  • S — код категории CRI, то есть индекса цветопередачи, в данном случае CRI>65.

Нередко встречается укороченная маркировка типа SST-40 или SST-20.

В линейке Luminus много разновидностей диодов COB.

Для COB-массивов Luminus можно встретить такое обозначение диодов — CXM-9-30-90-36-PC32-F4-3 или краткий вид CXM-9, где:

  • CXM — это тип COB;
  • 9 — диаметр излучающей свет поверхности в мм;
  • 30 — обозначение цветовой температуры — 3000 K;
  • 90 — индекс цветопередачи, CRI не менее 90;
  • 36 — напряжение 3.6 В;
  • PC32 — базовая комплектация;
  • F4-3 — бины, подгруппы, отражающие уровень яркости (в данном случае от 1155 лм).
Популярные автомобильные светодиодные лампы

5. Что можно узнать о диоде по его внешности?

По внешнему виду можно определить базовые сведения о светодиодах. Так, в большинстве случаев даже визуально понятен тип — выводные по ножкам легко отличать от более ярких и прогрессивных аналогов. Одиночный SMD-диод, как правило, меньше, чем массив COB. Модуль последних может варьироваться по размерам от 1 до 15 см, а его форма бывает круглой, овальной и нестандартной, тогда как SMD намного чаще прямоугольные.

Сборка из нескольких SMD по габаритам близка к COB-массиву, но предусматривает много контактных групп, тогда как у последних чаще есть только два контакта. Плюс при включении света можно легко оценить однородность и равномерность, которая у SMD хуже, чем у массива Chip on Board.

Типоразмер SMD2835: внешний вид и размеры диода.

Хотите еще больше сведений? Измерьте ширину и длину SMD-диода линейкой или штангенциркулем. Если вы получите самые ходовые типоразмеры, то можно предположить ориентировочные данные о световом потоке и количестве кристаллов, используя таблицу ниже:

Размеры, мм Количество кристаллов Световой поток, лм
3.5x2.8 1 5 – 7
5x5 3 или 4 18 – 20
5.6x3 1 58
5.7x3 1 или 2 50 / 158
3x1.4 1 9 – 13
2.8x3.5 1 20 / 50 / 100

По размерам COB-массивов однозначно определить мощность или другие данные не выйдет. Можно лишь предполагать, что более крупные модули имеют выше мощность, хотя нередко диоды на 1, 3 или 5 Вт визуально идентичны.

Спасибо за внимание! Надеемся, что наш краткий гид по светодиодам оказался вам полезен.