Распродажа

Электронные компоненты со склада по низким ценам, подробнее >>>

Журнал Компел

2010: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
2009: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
13, 14, 15, 16
2008: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
13, 14, 15, 16
2007: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20
2005: 
1, 2, 3

Новости электроники

Мне нравится

Комментарии

дима пишет в теме Параметры биполярных транзисторов серии КТ827:

люди куплю транзистар кт 827А 0688759652

тамара плохова пишет в теме Журнал Радио 9 номер 1971 год. :

как молоды мы были и как быстро пробежали годы кулотино самое счастливое мое время

Ивашка пишет в теме Параметры отечественных излучающих диодов ИК диапазона:

Светодиод - это диод который излучает свет. А если диод имеет ИК излучение, то это ИК диод, а не "ИК светодиод" и "Светодиод инфракрасный", как указано на сайте.

Владимир пишет в теме 2Т963А-2 (RUS) со склада в Москве. Транзистор биполярный отечественный:

Подскажите 2т963а-2 гарантийный срок

Владимир II пишет... пишет в теме Параметры биполярных транзисторов серии КТ372:

Спасибо!

Журнал "Новости Электроники", номер 9, 2009 год.

Ультраяркие светодиоды компании CREE

Евгений Звонарев (КОМПЭЛ)
Компания Cree, мировой лидер в области технологий и материалов на основе карбида кремния и нитрида галлия, выпускает широкий ассортимент сверхъярких светодиодов разных форм и размеров. Их сферы применения включают транспортную сигнальную светотехнику, информационные табло, системы машинного зрения, подсветку ЖК-дисплеев, малопотребляющие источники освещения, сценическую и архитектурную подсветку и др. В статье описаны основные параметры сверхъярких светодиодов Cree в круглых корпусах диаметром 5 мм и в овальных корпусах диаметром 4 и 5 мм.

По оценкам экспертов, около 20% электроэнергии, вырабатываемой во всем мире, приходится на освещение.

Мощные светодиоды потребляют в 10 раз меньше ламп накаливания и в 2 раза меньше, чем люминесцентные лампы при одинаковых величинах светового потока. Срок службы лампы накаливания - около 1000 часов, люминесцентной лампы - около 5000 часов. Для сравнения, срок эксплуатации светодиодных светильников - от 50 до 100 тысяч часов. Из этого следует, что радикально решить вопрос экономии электроэнергии и затрат на обслуживание систем освещения может только применение светодиодных источников света. Таким образом, применение светодиодных светильников дает двойную экономию: электроэнергии и затрат по эксплуатации осветительных приборов (замена и ремонт).

Светодиоды очень компактны, не требуют высокого напряжения питания, не имеют бьющихся частей (светодиоды - это твердотельные приборы), что обеспечивает устойчивость к вибрации и ударам, не содержат вредных веществ. На основе светодиодов можно создавать источники света с произвольной диаграммой направленности. Кроме того, светодиоды могут работать при низких температурах окружающей среды, что проблематично для люминесцентных ламп.

Компания Cree выпускает ультраяркие (другое равноценное название - сверхъяркие) и мощные (осветительные) светодиоды. Между этими группами твердотельных источников света невозможно провести четкую грань, поэтому в данной статье рассматривается классификация серий светодиодов по версии производителя Cree, которая представлена на рисунке 1.

 

Серии ультраярких и мощных светодиодов фирмы Cree

 

 

Рис. 1. Серии ультраярких и мощных светодиодов фирмы Cree

К ультраярким светодиодам, предназначенным для индикации, производитель относит круглые (P2 Round) и овальные (ScreenMaster P2 Oval) светодиоды в корпусе для монтажа в отверстия, серию Р4 (корпус «пиранья») и серии светодиодов для поверхностного монтажа в корпусах PLCC2, PLCC4 и PLCC6. К мощным светодиодам, предназначенным для осветительных приборов, компания Cree относит серии XLamp XR, XLamp XP, XLamp MC. 

 

Применение ультраярких светодиодов

Ультраяркие светодиоды предназначены, в первую очередь, для индикации (обычно с относительно большого расстояния) и, во вторую, - для подсветки или в качестве маломощных источников света. Некоторые варианты применения сверхъярких светодиодов показаны на рисунке 2.

 

Некоторые варианты применения ультраярких светодиодов Cree

 

Рис. 2. Некоторые варианты применения ультраярких светодиодов Cree

Светофоры, световые указатели, светодиодные экраны и электронные табло - это одни из самых массовых приложений ультраярких светодиодов. Замена галогенных ламп, ручные и головные фонари с минимумом потребления энергии, медицинские инструменты с местной подсветкой, например, для стоматологии и других медицинских приложений. Наиболее востребованы светодиодные светильники для подсветки витрин ювелирных магазинов, так как тепловыделение светодиодных источников света существенно меньше по сравнению с галогенными лампами. Воздействие повышенной температуры на ювелирные изделия приводит к преждевременному изменению внешнего вида некоторых металлов (к сожалению, не в лучшую сторону). Это главная причина, по которой ювелиры проявляют большой интерес к перспективным светодиодным системам освещения.

Массовое использование ультраярких светодиодов происходит в автомобильной промышленности. Это задние фары, габаритные огни и стоп-сигналы, подсветка салона и приборной панели. Применение современных светодиодов дает широкое поле деятельности дизайнерам для реализации самых разных вариантов декоративного освещения.

В промышленности востребована подсветка в коммерческих морозильных камерах из-за гораздо меньшего тепловыделения светодиодных светильников. Простота реализации локальной и направленной подсветки позволяет с успехом использовать ультраяркие светодиоды в системах машинного зрения. И, конечно, одно из наиболее востребованных приложений для сверхъярких светодиодов - подсветка дисплеев. Несомненно, с каждым годом количество ЖК-телевизоров и мониторов со светодиодной подсветкой будет только увеличиваться. Конечно, все сферы применения ультраярких светодиодов перечислить невозможно, поэтому переходим к принципам зрительного восприятия человека и световым характеристикам светодиодов, без которых невозможно правильное понимание параметров ультраярких и мощных светодиодов.

 

Зрительное восприятие
и фоторецепторы глаза человека

Принцип работы глаз человека определяет развитие систем освещения и отображения информации. Фоторецепторы сетчатки глаза имеют два типа зрительных клеток: палочки и колбочки. Палочки гораздо чувствительнее к яркости, но не различают цвета. Колбочки различают цвет в видимом диапазоне от 380...400 нм (фиолетовый) до 770 нм (красный), но слабо реагируют на интенсивность светового потока. Сетчатка содержит три типа колбочек, каждый из которых чувствителен к своему цвету (синему, зеленому или красному). Это показано на рисунке 3.

 

Чувствительности цветовых рецепторов глаза в разных диапазонах видимого спектра

 

Рис. 3. Чувствительности цветовых рецепторов глаза в разных диапазонах видимого спектра

Как мы видим, графики в значительной степени пересекаются. Обратите внимание, что чувствительность глаза к синей части спектра минимальна (график показан с умножением на 20 от истинного значения). Суммарный отклик колбочек имеет четко выраженный максимум в области зеленого цвета с длиной волны около 555 нм, что показано на рисунке 4.

 

Суммарная чувствительность цветовых рецепторов глаза в видимом диапазоне света

 

Рис. 4. Суммарная чувствительность цветовых рецепторов глаза в видимом диапазоне света

Палочек намного больше, чем колбочек, поэтому сетчатка глаза гораздо чувствительнее к интенсивности светового потока, чем к цвету. Очень важно и то, что восприятие яркости света глазом среднестатистического человека происходит по логарифмическому закону. Например, реальная сила света, требуемая для формирования 50-процентного серого изображения (точно по центру между абсолютно черным и полностью белым) составляет примерно 18% от силы света, нужной для формирования полностью белого изображения. Нелинейное восприятие яркости глазом человека должно обязательно учитываться при выводе информации на дисплей. Очевидно, что чувствительность глаз каждого конкретного человека индивидуальна, поэтому в светотехнике пользуются параметрами зрительного аппарата среднестатистического человека.

 

Фотометрические (светотехнические)
характеристики светодиодов

Световые характеристики источников света основаны на двух основных фотометрических стандартах: сила света и световой поток. Единица измерения светового потока - люмен. 1 люмен эквивалентен световому потоку, излучаемому точечным источником с силой света 1 кандела внутри телесного угла 1 стерадиан. Наглядная иллюстрация этого определения приведена в верней части рисунка 5.

 

Фотометрические характеристики источников света

 

Рис. 5. Фотометрические характеристики источников света

Для понимания фотометрических характеристик необходимо вспомнить определение стерадиана. Стерадиан представляет собой телесный угол Ω (конус с центром сферы радиусом R), который вырезает на сфере поверхность площадью R2 (как показано в верхней части рисунка 5). Из определения стерадиана следует, что полный световой поток, излучаемый точечным источником с силой света 1 кандела равен 4p люменов.

 

Световой поток F

Силу света измеряют в канделах (в переводе с латинского - свеча). Кандела - это сила света обычной восковой свечи.

Возникает вполне правомерный вопрос: почему силу света измеряют в канделах, а не Вт/стерадиан (Вт/ср)? Часто так и делают, но при использовании мощных светодиодов для освещения возникает следующее неудобство. Если включить зеленый, красный и синий светодиоды с одинаковой силой света, измеренной в Вт/ср, то яркость зеленого светодиода будет существенно выше. Это явление объясняет рассмотренные нами выше графики на рисунках 3 и 4, иллюстрирующие разную чувствительность глаза человека к разным длинам волн видимого спектра. Яркость красного светодиода нам казалась бы меньше, чем у зеленого, а свечение синего светодиода вообще оказалось бы очень тусклым. Чтобы устранить эти причины, силу света измеряют в канделах, а световой поток в люменах (см. рис. 5). При расчете освещенности именно люмен является наиболее подходящей единицей измерения для расчетов и сравнения разных источников света.

 

Сила света I

Сила света I - это пространственная плотность светового потока или отношение светового потока внутри телесного угла к величине этого телесного угла. Проще говоря, сила света показывает, какую часть светового потока излучает источник в рассматриваемом направлении. Сила света измеряется в канделах (кд).

Для пересчета кандел в люмены применяют следующий метод:

1. Зная двойной угол половинной яркости светодиода q, взятый из документации производителя, вычисляем соответствующий телесный угол Ω = 2p (1-cos(q/2)).

2. Определяем световой поток F = IxΩ, где I - сила света светодиода.

 

Освещенность Е

Освещенность характеризует уровень освещения поверхности, создаваемый световым потоком, падающим на поверхность. В системе СИ измеряется в люксах. Рассчитывается по формуле E = F/S (1 люкс = 1 люмен/м2). Освещенность пропорциональна силе света. С увеличением дистанции от поверхности освещенность уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния. При падении световых лучей наклонно к освещаемой поверхности освещенность падает пропорционально косинусу угла падения лучей.

 

Яркость L

В фотометрии термин «яркость» рассматривают применительно к поверхности. Хотя мы все часто употребляем термин «яркость светодиода», это некорректно. Более правильные термины - сила света и световой поток. В данном случае (см. рис. 5) речь идет о яркости поверхности, то есть отраженном от нее свете. Яркость L - это отношение силы света I элемента поверхности к площади его проекции, перпендикулярной рассматриваемому направлению или L = (I/S) x cosa. Из всех фотометрических величин яркость наиболее близко связана со зрительными ощущениями, так как освещенности изображений предметов на сетчатке глаза пропорциональны именно яркости этих предметов.

 

Световая отдача

Световая отдача характеризует эффективность источника излучения, определяющая, какой вырабатывается световой поток на 1 Вт подведенной мощности. Единица измерения - лм/Вт. Теоретически максимально возможная световая отдача равна 683 лм/Вт у источника света с длиной волны 555 нм при преобразовании электрической энергии в свет без потерь. Из последнего предложения следует, что 1 люмен - это световой поток зеленого излучателя света без потерь с длиной волны 555 нм мощностью 1/683 Вт. Обычная лампа накаливания 60 Вт обеспечивает световой поток 500 лм (светоотдача - 8,33 лм/Вт). Лампа накаливания мощностью 100 Вт излучает световой поток около 1300 лм (13 лм/Вт). Люминесцентная лампа мощностью 26 Вт создает световой поток около 1600 лм (61,5 лм/Вт). Уличная натриевая газоразрядная лампа излучает 10000...20000 лм. Натриевые лампы низкого давления обеспечивают один из максимальных показателей эффективности - световая отдача около 200 лм/Вт. Фирма Cree выпускает светодиоды с оптической эффективностью более 100 лм/Вт. По оценкам экспертов со временем этот показатель будет только увеличиваться, а цена ультраярких и осветительных светодиодов будет только уменьшаться.

 

Основные параметры
ультраярких светодиодов Cree

В таблице 1 приведены параметры ультраярких светодиодов Cree в круглых корпусах диаметром 5 мм.

Таблица 1. Параметры круглых ультраярких светодиодов фирмы CREE

Серия Наименование Цвет Диаметр, мм Угол излучения, град. Сила света, мкд Длина волны, нм
без ограничителей на выводах с ограничителями на выводах Мин. Тип. Макс. Мин. Тип. Макс.
503 C503B-AAN C503B-AAS Янтарный (Amber) 5 15 5860 13000 23500 584 591 596
C503B-ABN C503B-ABS 23 3000 5000 12000
C503B-CAN C503B-CAS 30 3000 5000 8200
C503B-BAN C503B-BAS Синий (Blue) 15 5860 11000 23500 465 470 480
C503B-BCN C503B-BCS 30 2130 4100 8200
C503B-GAN C503B-GAS Зеленый (Green) 15 16800 34000 64600 520 527 535
C503B-GCN C503B-GCS 30 5860 12500 23500
C503B-RAN C503B-RAS Красный (Red) 15 5860 12000 23500 618 624 630
C503B-RBN C503B-RBS 23 3000 5000 12000
C503B-RCN C503B-RCS 30 3000 5100 12000
C503B-WAN Белый (White) 15 14400 18000 32900
C503C-WAN C503C-WAS   16800 24000 32900
513 C513A-WSN C513A-WSS 55 2130 4000 8200
535 C535A-WJN 110 770 1400 3000
* – последняя буква S (Stopper) обозначает наличие ограничителей на выводах светодиода
** – последняя буква N (No Stopper) обозначает отсутствие ограничителей на выводах светодиода

Светодиоды для монтажа в отверстия выпускаются с ограничителями на выводах и без них. Производитель указывает четкие допустимые границы минимальных и максимальных значений силы света и длин волн видимого диапазона излучения. Это характеризует очень высокую культуру производства светодиодов и отлаженность технологического процесса.

Для некоторых приложений, например, для светодиодных экранов часто целесообразнее использовать овальные светодиоды с несимметричной диаграммой направленности. Разные мощности излучения по двум осям позволяют оптимально распределять энергию излучения светодиодов. Параметры ультраярких овальных светодиодов Cree с размерами корпуса 4 и 5 мм приведены в таблице 2.

Таблица 2. Параметры овальных ультраярких светодиодов фирмы CREE

Серия Наименование Цвет Размер, мм Угол
излучения, град.
Сила света, мкд Длина волны, нм
Мин. Тип. Макс. Мин. Тип. Макс.
4SM C4SME-RJS* Красный (Red) 4 100x45 770 1100 2130 619 621 624
C4SMF-RJS Синий (Blue) 550 1000 2130 460 470 475
C4SMF-GJS Зеленый (Green) 2130 4000 8200 520 527 535
C4SMF-RJS Красный (Red) 1100 1900 4180 619 621 624
C4SMG-BJS Синий (Blue) 390 900 1520 460 470 475
C4SMG-GJS Зеленый (Green) 1100 2200 1480 520 527 535
C4SMG-RJS Красный (Red) 550 1100 2130 619 621 624
5SM C5SMA-RJS Красный (Red) 5 110x50 280 450 770 620 624 628
C5SMB-AJS Янтарный (Amber) 390 600 1100 584 591 596
C5SMB-BJS Синий (Blue) 200 350 770 465 470 475
C5SMB-GJS Зеленый (Green) 1100 1750 3000 520 527 535
C5SMB-RJS Красный (Red) 390 750 1100 620 628 635
C5SME-RJS Красный (Red) 100x35 770 1100 2130 619 621 624
C5SMF-AJS Янтарный (Amber) 770 2100 3000 584 591 596
C5SMF-BJS Синий (Blue) 550 1100 2130 460 470 475
C5SMF-GJS Зеленый (Green) 2130 4400 8200 520 527 535
C5SMF-RJS Красный (Red) 1100 2200 4180 619 621 624
566 C566C-AFN** Янтарный (Amber) 65x35 1520 2500 4180 584 591 596
C566C-AFS
C566C-BFN Синий (Blue) 770 1500 4180 460 470 475
C566C-BFS
C566C-GFN Зеленый (Green) 2130 5200 12000 520 527 535
C566C-GFS
C566C-RFN Красный (Red) 1100 2200 4180 619 621 624
C566C-RFS
* – последняя буква S (Stopper) обозначает наличие ограничителей на выводах светодиода ** – последняя буква N (No Stopper) обозначает отсутствие ограничителей на выводах светодиода

Более мощные ультраяркие светодиоды Cree серии Р4 выпускаются в популярном корпусе «пиранья». Сила света этих светодиодов достигает 13,2 кд при угле излучения 100...120° (гарантированное минимальное значение сила света 4...5 кд). Параметры светодиодов серии Р4 сведены в таблицу 3.

Таблица 3. Параметры ультраярких светодиодов серии Р4 фирмы CREE

Серия Наименование Цвет Размер, мм Угол
излучения, град.
Сила света, мкд Длина волны, нм
Мин. Тип. Макс. Мин. Тип. Макс.
P41 CP41B-ADS Янтарный (Amber) 7,6x7,6 40 4400 6500 11000 584 591 599
CP41B-AFS 70 5500 7500 13200
CP41B-AHS 100 5500 8000 13200
CP41B-BFS Синий (Blue) 70 1650 2500 3300 462 470 475
CP41B-GFS Зеленый (Green) 70 4400 6500 8730 515 527 535
CP41B-RDS Красный (Red) 40 4400 7000 11000 620 628 637
CP41B-RFS 70 4400 7500 11000
CP41B-RHS 100 4400 8000 13200
CP41B-WES Белый (White) 60 3850 7000 11000
CP41B-WGS 90 3850 7000 11000
P42 CP42B-AKS Янтарный (Amber) 120 5500 7000 13200 584 591 599
CP42B-BKS Синий (Blue) 120 1100 1500 3300 462 470 475
CP42B-GKS Зеленый (Green) 120 4400 6500 11000 515 527 535
CP42B-RKS Красный (Red) 120 4400 6000 11000 618 624 630
P43 CP43B-AGS Янтарный (Amber) 90 2130 5000 8200 584 591 599
CP43B-RGS Красный (Red) 90 2130 4500 8200 618 624 630

Большой популярностью пользуются ультраяркие светодиоды Cree для поверхностного монтажа (SMD). Параметры серий этих светодиодов представлены в таблице 4. Максимальной мощностью излучения отличаются серии LP6 и LN6. Максимальная сила света белых светодиодов серии LP6 достигает 14...18 кд при угле излучения 120°. Для белых светодиодов серии LN6 производитель приводит значения светового потока в люменах. Максимальные значения этого параметра достигают 85...100 лм (типовые значения от 65 до 80 лм).

Таблица 4. Параметры ультраярких светодиодов для поверхностного монтажа (SMD) фирмы CREE

Серия Наименование Цвет Размер, мм Угол излучения, град. Сила света, мкд
(*Световой поток, лм)
Длина волны, нм
Мин. Тип. Макс. Мин. Тип. Макс.
LM1 CLM1B-AKW Янтарный (Amber) 3,2x2,7 120 355 600 900 584 591 596
CLM1B-BKW Синий (Blue) 280 450 710 460 470 480
CLM1B-GKW Зеленый (Green) 710 1300 2240 520 527 540
CLM1B-RKW Красный (Red) 450 650 1120 618 624 630
CLM1C-WKW Белый (White) 710 1200 1800
LM2 CLM2B-AEW Янтарный (Amber) 60 3550 5000 9000 584 591 599
CLM2B-REW Красный (Red) 2240 3700 5600 618 624 630
LM3 CLM3A-WKW Белый (White) 2,7x2,0 120 1120 1600 2240
CLM3C-AKW Янтарный (Amber) 355 700 900 584 591 596
CLM3C-MKW Белый теплый 1120 1560 2800
CLM3C-RKW Красный (Red) 560 740 1400 618 624 630
CLM3C-WKW Белый (White) 1400 1850 3550
LM4 CLM4B-AKW Янтарный (Amber) 3,2x2,7 1120 1500 2800 584 591 599
CLM4B-BKW Синий (Blue) 355 550 900 460 470 480
CLM4B-GKW Зеленый (Green) 1400 1800 3550 515 527 535
CLM4B-PKW Оранжевый (Orange) 1120 2000 2800 610 615 622
CLM4B-RKW Красный (Red) 1120 1600 2800 618 624 630
LP6 CLP6B-MKW Белый теплый 6x5 7100 9500 14000
CLP6B-WKW Белый (White) 7100 11000 18000
CLP6C-FKB Синий (Blue) 280 400 560 460...480
Зеленый (Green) 1120 1600 2240 520...540
Красный (Red) 560 700 1120 619...624
CLP6C-AKW Янтарный (Amber) 2800 4200 7100 584 591 596
CLP6C-RKW Красный (Red) 3550 4800 7100 618 624 630
LA1 CLA1A-MKW Белый теплый 3,2x2,8 1400 2000 3550
CLA1A-WKW Белый (White) 1800 2600 4500
LA2 CLA2A-WKW Белый (White) 2240 3400 5600
LV1 CLV1A-FKB Синий (Blue) 180 320 450 460...480
Зеленый (Green) 560 850 1400 520...540
Красный (Red) 355 550 900 619...624
LV6 CLV6A-FKB Синий (Blue) 5,5x5,5 280 400 560 460...480
Зеленый (Green) 1120 1600 2240 520...540
Красный (Red) 560 400 1120 619...624
LN6 CLN6A-MKW Белый теплый 5x5x1,3 115 51* 65* 85,6*
CLN6A-WKW Белый (White) 60,5* 80* 101,8*
* – для светодиодов серии LN6 приведены значения светового потока в люменах (лм)
Удобный и автоматизированный монтаж SMD-светодиодов, их малые размеры, низкий нагрев и высокая светоотдача позволяют дизайнерам выбрать оптимальные и интересные решения для создания систем освещения.

При заказе белых светодиодов необходимо обратить внимание на бины и цветовую температуру. Бин кодирует цветовую температуру и силу света излучения белых светодиодов в довольно узком спектральном диапазоне, поэтому при заказе необходимо внимательно изучать документацию (datasheet), где указаны возможные варианты бинов.

По прогнозам экспертов внедрение в нашу жизнь ультраярких светодиодов (и, конечно, мощных осветительных) со временем будет идти все более быстрыми темпами. При массовом производстве их цена будет постоянно снижаться. Придет время, и наши глаза будут все больше радоваться светодиодному освещению, управляя оттенками которого можно даже поднимать настроение. Остается только пожелать читателю успехов в применении ультраярких светодиодов компании Cree.

Получение технической информации, заказ образцов, поставка - e-mail: lighting.vesti@compel.ru

 

 

 

Вернуться к содержанию номера







Ваш комментарий к статье
Журнал "Новости Электроники", номер 9, 2009 год. :
Ваше имя:
Отзыв: Разрешено использование тэгов:
<b>жирный текст</b>
<i>курсив</i>
<a href="http://site.ru"> ссылка</a>