Параметры и расшифровка маркировки СМД светодиодов

1071

03.08.2019

5 Схема подключения6 Какие есть виды7 Достоинства8 Недостатки9 Как выбрать

SMD-светодиоды постепенно завоёвывают всё большую популярность в сфере осветительного оборудования, вытесняя устаревшие источники света. В статье подробно описаны технические характеристики, особенности конструкции, где и как использовать, какие бывают разновидности, достоинства и недостатки, а также как правильно выбрать продукцию. Прилагаются схемы подключения.

Что такое SMD-светодиоды

Технология поверхностного монтажа (SMT) – это метод производства электронных схем, в котором компоненты монтируются или размещаются непосредственно на поверхности печатных плат. Электронное устройство, сделанное таким образом, называется устройством поверхностного монтажа (Surface-mount device). В промышленности этот метод в значительной степени заменил способ конструирования сквозных отверстий, который заключается в установке компонентов с помощью проволочных выводов в отверстия на плате.

Обе технологии можно применять на одной плате для компонентов, которые не подходят для поверхностного монтажа, как, например, силовые теплоотводящие полупроводники и массивные трансформаторы.

Компонент SMT меньше, чем его аналог, который проходит через отверстие. По этой причине он имеет либо меньшие выводы, либо они у него отсутствуют. У компонента могут быть короткие или плоские, матрица шариков массива (BGA) или выводы на корпусе устройства.

Изначально производство SMD LED происходило при помощи металлоорганической эпитаксии. Её особенности заключаются в полной автоматизации процесса изготовления в условиях чистых паров и газов. Производство самих кристаллов происходит с максимальным учётом всех имеющихся факторов, дабы получить в конечном итоге однородную структуру на поверхности подложки. Непосредственно после процесса доработки плёнка разрезается на нужные размеры, затем помещается в корпус и соединяется с контактными выводами.

Где и как используется

SMD LED — хороший выбор, когда необходим свет, при отсутствии более крупного светильника. Сверхъяркие диоды монтируются на платах, которые используются в крошечных устройствах, таких как беспроводные компьютерные мыши, пульты дистанционного управления, цифровые панели считывания (например, на посудомоечных машинах или микроволновых печах), цифровые часы или защитные панели клавиатуры.

По сравнению с классическими лампами накаливания светодиодные лампы как способны излучать белые оттенки света, так и могут распространять разноцветное свечение. Это преимущество позволяет использовать их как элементы декора, а не только как обыденные лампы для освещения.

Вместо того, чтобы потреблять энергию от электронных компонентов и расходовать ее в виде тепла (что означает выход из строя любой печатной платы), при активации она расходует ее как высококачественный свет. Сверхъяркие диоды долговечны и служат очень долго. Нередко сам светильник перестаёт функционировать задолго до того, как выйдут из строя все диоды.

Сверхъяркие диоды используются как основной компонент для SMD-лент. Среди разных видов имеются RGB-ленты. Их можно регулировать с помощью RGB-контроллера. В сочетании со светодиодными лампами Gauss светильники СМД создадут прекрасное и разнообразное освещение.

Конструкция и внешний вид

Диод 2835 СМД изготавливается на основе полимерных материалов. Внешне напоминает 3528, но значительно отличается от него по характеристикам. Главной особенностью его конструкции является полимерная основа. Она способна выдержать нагрев более двухсот градусов. При этом роль теплоотводчика выполняет система «катод-анод». Из расшифровки названия аббревиатуры (smd) следует, что подобный твердотельный источник света предназначен для поверхностной установки.

Среди других конструкционных параметров led-светильников 2835 можно отметить:

1. Корпус состоит из термопластичного материала, а линза – из светопропускающей эпоксидной основы.
2. Обширная панель по отведению вырабатываемого в ходе свечения тепла.
3. Подключение светодиодов допустимо только через резисторы или драйверы подпитки, выполняющих функцию стабилизатора.
4. При соединении контактов обязательно учитывается полярность. Катодный проводник имеет небольшой срез и меньшую длину.
5. Светоизлучающий кристалл изготавливается на основе нитрогена, галия и индия.

Особенности конструкции

Устройство конструкции и типоразмеры светодиодов SMD зависят от серии, модели и производителя.

Распространённая модель SMD 5050 имеет следующие особенности конструкции:

• Форм-фактор 5х5х1.6 миллиметров.
• Материал корпуса — термостойкий пластик.
• Форма корпуса — квадратная.
• На нижней стороне корпуса расположены три вывода для сверхъярких диодов.
• Подложки из металла для чипов размещены между выводами. Они способствуют равномерному рассеиванию тепловой энергии.
• С целью определения назначения каждого из выводов, на корпусе имеется скос одного из углов.
• Для защиты кристаллов производится специальная прозрачная линза. Материалы для изготовления — силикон или эпоксидный компаунд.
• У предыдущая версии SMD 3528 материалы изготовления те же.
• Имеет следующие отличия:
• Форм-фактор 3.5х2.8х1.4 миллиметров.
• Вывод для одного диода.

Технические характеристики светодиодов SMD

Характеристики СМД-светодиодов зависят от версии и производителя продукции.

SMD 3528

• Световой поток 5-11 Лм.
• Мощность 0.1 Вт.
• Номинальный ток составляет 20 мА
• Напряжение колеблется от 2.8 В до 3.1 В.
• Угол свечения 90 градусов.
• Рабочая температура от -40 до +85 градусов.
• Теплоотвод отсутствует.

SMD 5050

• Световой поток составляет 18-21 Лм.
• Мощность сверхъяркого диода состоит из мощности каждого из трёх кристаллов (0.7 Вт). Она составляет 0.21 Вт.
• Напряжение в диапазоне 3-3.3 В
• Номинальный ток составляет 20 мА.
• Прямой ток составляет 3х25 мА.
• Прямой пульсирующий ток 3х100 мА.
• Обратное напряжение составляет 5 В.
• Рабочая температура от -40 до +100 градусов.
• Индекс цветопередачи — 80-90 Ra.

SMD 5730

• Прямой ток варьируется от 150 мА до 300 мА.
• Прямой пульсирующий ток 300 мА.
• Световой поток 45-50 Лм.
• Угол рассеивания света составляет 120 градусов.
• Обратное напряжение 5 В.
• Индекс передачи цвета от 60 до 80 Ra.
• Мощность рассеивания 612 мВт.
• Рабочая температура от -40 до +130 градусов.

Цветовая температура светодиодов имеет широкий диапазон:

• тёплый белый (2900-4000 К).
• нейтральный (4300-4800 К).
• обычный дневной (5000-5800 К).
• холодный белый (6000-7500 К).

Различие по мощности

Раньше мощность smd светодиодов измерялась милливаттами, но сегодня диапазон значений расширился. Характеристики любого размера и цвета приводятся всегда в таблицах. Если там указаны только ток и напряжение, то мощность определяется как произведение этих величин.

Мощность smd 5050 считается средней, поэтому его применяют в основном для подсветки помещений и создания декоративных эффектов.

Надо заметить, что такой известный производитель, как компания CREE, делит свои осветительные приборы на сверхмощные (350 мА и больше) и сверхяркие (ток 30-50 мА).

Схема подключения

При подключении нужно помнить о таких правилах:

1. Подключение в сеть должно происходить только при наличии резистора.
2. Характеристики нагрузки диодов совпадают.
3. Не использовать резисторы, чьё сопротивление меньше номинального.

Для подключения к стандартной сети с напряжением 220 В необходим драйвер со стабилизированным током.

Драйверы бывают двух видов: с гасящим конденсатором и с использованием микросхем стабилизатора.

При условии, если драйвер хорошо справляется с нагрузкой, коэффициент пульсации не будет превышать 10%, а то и вообще будет равен нулю.

Монтаж светодиодных лент

Монтаж светодиодной полосы 5630 проводится на теплоотводящей площади, только тогда обеспечится долговечность конструкции. Для теплоотвода можно использовать алюминиевую полосу, профиль.

Для монтажа потребуется: светодиодная полоса, адаптер, коннекторы, диммеры.

Для подключения не нужны особые навыки, его можно провести самостоятельно.

Продается лента длиной 5 метров в упаковке. Перед установкой надо извлечь полоску из упаковки и удостовериться в ее целостности.

На плате указывается мощность питания (12 В, 24 В, 36 В). Надо провести данное соответствие с источником питания. Мощность источника должна превышать мощность полосы на 25 процентов.

Место для подключения должно располагаться в доступности к подключению в сеть на 220 В.

Если проводить надо не целую ленту, то она нарезается строго по маркированным местам. Такие части соединяются коннекторными разъемами.

Площадь, на которую предполагается производить монтаж, тщательно очищается от пыли и загрязнений. Оборотная сторона полоски содержит клеевое основание, защищенное пленкой. Пленка снимается, полоса прикладывается к плоскости и прижимается.

Надо избегать перегибов ленты и повреждений токовых площадок.

Прикрепленная лента нуждается в подключении к адаптеру, при этом соблюдается полярность.

Если потребуется пайка, то стоит учесть, что температура паяльника не должна превысить 260 градусов, прикосновение должно длиться не более 10 секунд. Если пайка идет оплавлением, то применяется низкотемпературная паста.

Интересное видео по теме:

Какие есть виды

Помимо вышеперечисленных, существуют следующие типы светодиодов SMD.

Разновидность 5730-1

• У этих моделей по два отдельных кристалла с мощностью 1 Вт.
• Улучшенные модели отличаются высоким световым потоком до 158 лм/Вт.
• Максимальный рабочий ток составляет 350 А.
• Пульсирующий ток – до 800 А.
• Напряжение 3.2 Вт.
• Электродырочный переход может выдерживать температуру до +130 градусов.
• Модель пригодна для пайки оплавлением по стандарту JEDEC J-STD-020C.

Модель 3014 является относительно новым образцом сверхъярких диодов.

• Прямой ток кристалла не должен быть выше 30 мА.
• Прямое напряжение колеблется от 3.0 до 3.6 В.
• Белые светодиоды с тёплыми оттенками света имеют минимальную световую отдачу – 8 Лм.
• У LED с холодными оттенками светоотдача максимальная – 13 Лм.
• Размеры SMD-светодиодов составляют 3.0х1.4х0.75 миллиметров.
• Выводы анода и катода уходят на нижнюю часть корпуса. Это должно учитываться при производстве печатной платы.
• Размер контактных площадок увеличен, что значительно улучшает функцию теплоотвода и крепление самого диода.

Основные виды и размеры SMD приборов

Корпуса компонентов для микроэлектроники, имеющие одинаковые номинальные значения, могут отличаться друг от друга габаритами. Их габариты определяются прежде всего по типовому размеру каждого. К примеру: резисторы обозначаются типовыми размеры от «0201» до «2512». Данные 4 цифры в маркировке SMD компонента обозначают кодировку, которая указывает длину и ширину прибора в дюймовом измерении. В размещенной таблице, типовые размеры указаны также и в мм.

Маркировка SMD компонентов — резисторы

Прямоугольные чип-резисторы и керамические конденсаторы
Типоразмер	L, мм (дюйм)	W, мм (дюйм)	H, мм (дюйм)	A, мм	Вт
0201	0.6 (0.02)	0.3 (0.01)	0.23 (0.01)	0.13	1/20
0402	1.0 (0.04)	0.5 (0.01)	0.35 (0.014)	0.25	1/16
0603	1.6 (0.06)	0.8 (0.03)	0.45 (0.018)	0.3	1/10
0805	2.0 (0.08)	1.2 (0.05)	0.4 (0.018)	0.4	1/8
1206	3.2 (0.12)	1.6 (0.06)	0.5 (0.022)	0.5	1/4
1210	5.0 (0.12)	2.5 (0.10)	0.55 (0.022)	0.5	1/2
1218	5.0 (0.12)	2.5 (0.18)	0.55 (0.022)	0.5	1
2010	5.0 (0.20)	2.5 (0.10)	0.55 (0.024)	0.5	3/4
2512	6.35 (0.25)	3.2 (0.12)	0.55 (0.024)	0.5	1
Цилиндрические чип-резисторы и диоды
Типоразмер	Ø, мм (дюйм)	L, мм (дюйм)	Вт
0102	1.1 (0.01)	2.2 (0.02)	1/4
0204	1.4 (0.02)	3.6 (0.04)	1/2
0207	2.2 (0.02)	5.8 (0.07)	1

SMD конденсаторы

Конденсаторы выполненные из керамики по размеру одинаковы с резисторами, что касается танталовых конденсаторов, то они определяются по своей, собственной шкале типовых размеров:

Танталовые конденсаторы
Типоразмер	L, мм (дюйм)	W, мм (дюйм)	T, мм (дюйм)	B, мм	A, мм
A	3.2 (0.126)	1.6 (0.063)	1.6 (0.063)	1.2	0.8
B	3.5 (0.138)	2.8 (0.110)	1.9 (0.075)	2.2	0.8
C	6.0 (0.236)	3.2 (0.126)	2.5 (0.098)	2.2	1.3
D	7.3 (0.287)	4.3 (0.170)	2.8 (0.110)	2.4	1.3
E	7.3 (0.287)	4.3 (0.170)	4.0 (0.158)	2.4	1.2

Катушки индуктивности и дроссели SMD

Индуктивные катушки могут быть выполнены в различных конфигурациях корпуса, но их значение индицируется также, исходя из типоразмеров. Такой принцип маркировки SMD и расшифровки кодовых обозначений, дает возможность значительно упростить монтаж элементов на плате в автоматическом режиме, а радиолюбителю свободнее ориентироваться.

dr>

Моточные компоненты, такие как катушки, трансформаторы и прочие, которые мы в большинстве случаев изготавливаем собственноручно, могут просто не уместится на плате. Поэтому такие изделия, также выпускаются в компактном исполнении, которые можно установить на плату.

Определить какая именно катушка требуется вашему проекту, лучше всего воспользоваться каталогом и там подобрать требующийся вариант по типовому размеру. Типовые размеры, определяют с использованием кодового обозначения маркированного 4 числами (0805). Где значение «08» определяет длину, а число «05» показывает ширину в дюймовом измерении. Фактические габариты такого SMD компонента составят 0.08х0.05 дюйма.

Диоды и стабилитроны в корпусе SMD

Что касается диодов, то они также выпускаются в корпусах как цилиндрической формы так и в виде многогранника. Типовые размеры у этих компонентов задаются идентично индуктивным катушкам, сопротивлениям и конденсаторам.

Диоды, стабилитроны, конденсаторы, резисторы
Тип корпуса	L* (мм)	D* (мм)	F* (мм)	S* (мм)	Примечание
DO-213AA (SOD80)	3.5	1.65	048	0.03	JEDEC
DO-213AB (MELF)	5.0	2.52	0.48	0.03	JEDEC
DO-213AC	3.45	1.4	0.42	—	JEDEC
ERD03LL	1.6	1.0	0.2	0.05	PANASONIC
ER021L	2.0	1.25	0.3	0.07	PANASONIC
ERSM	5.9	2.2	0.6	0.15	PANASONIC, ГОСТ Р1-11
MELF	5.0	2.5	0.5	0.1	CENTS
SOD80 (miniMELF)	3.5	1.6	0.3	0.075	PHILIPS
SOD80C	3.6	1.52	0.3	0.075	PHILIPS
SOD87	3.5	2.05	0.3	0.075	PHILIPS

Транзисторы в корпусе SMD

СМД транзисторы выполнены в корпусах, которые соответствуют их максимальном мощности. Корпуса этих полупроводниковых элементов символично можно разделить на два вида: SOT и DPAK.

Маркировка SMD компонентов

Маркировка электронных приборов в современной технике уже требует профессиональных знаний, и так просто, с кондачка в ней тяжело разобраться, особенно начинающему радиолюбителю. В сравнении с деталями выпускаемыми при Советском Союзе, где маркировка номинального значения и тип прибора наносилась в текстовом варианте, сейчас это просто мета паяльщика. Не надо было держать под рукой кипы справочной литературы, чтобы определить назначение и параметры того или иного прибора.

Однако, технологические процессы в промышленности не стоят на месте и автоматизация производства определяет свои правила. Именно SMD детали в поверхостном монтаже играют главную роль, а роботу нет никакого дела до маркировки деталей заправленных в машину, что туда поместили, то он и припаяет. Маркировка нужна специалисту, который обслуживает этого робота.

Скачать программу для расшифровки обозначения SMD деталей

Достоинства

• Маленькие размеры и необходимость меньшего количества отверстий означают, что их быстрее и легче сделать.
• Важно отметить, что такие светодиоды имеют гораздо больший угол рассеивания света, чем обычные светодиоды. Он обычно составляет 120, а не 60 или 45 градусов. Причина этого заключается в том, что они не полагаются на эпоксидное покрытие, которое фокусирует их свет.
• Более широкий угол распространения света является менее направленным. Это делает его лучше для разных целей, включая точечное, прожекторное и общее освещение.
• Регулировка яркости. Многие модели имеют функцию диммирования (затемнения). Это можно осуществить либо широтно-импульсной модуляцией, либо просто уменьшив прямой ток.
• Прочность. Сверхъяркие диоды изготавливаются на основе твёрдых компонентов. Их трудно повредить внешним ударом, в отличие от классических ламп накаливания.

Внешний вид и размеры

Внешне вид корпусов светодиодов SMD2835 и SMD3528 почти одинаков, они имеют равные длину и ширину – 3,5 х 2,8 мм.

Основные размеры обоих видов светодиодов, вид сверху.

Однако есть внешние особенности.

Внешний вид и размеры SMD3528 и SMD2835. Справа внизу серый уголок – ключ, обозначающий катод.

SMD2835 более мощный и дает в три раза больший световой поток, отличается желтым люминофором, который почти полностью покрывает его наружную лицевую сторону. УSMD3528 люминофор имеет вид круглого пятна и занимает меньшую площадь.

Обратная сторона у корпусов тоже разная. SMDЗ528 имеет две узкие контактные полоски для пайки к контактным площадкам платы, отвода и пассивного рассеивания тепла, выделяющегося в кристалле работающего светодиода.

У SMD2835 на донышке корпуса полосок тоже две, но они шире и занимают почти всю площадь днища. Поэтому тепла для пассивного рассеивания печатными дорожками платы они отводят намного больше.

Некоторые технические характеристики приборов SMD3528 и SMD2835 приведены в таблице.

Модель светодиода	Размер, мм – длина, ширина, высота	Площадь излучения света, кв. мм	Теплоотвод	Угол рассеивания света, град.	Светоотдача, Лм/Вт
SMD 3528	3,5*2,8*1,9	4,5	практически нет	90	7-8
SMD 2835	2,8*3,5*0,8	9.18	большой	120	20-22

SMD3528 выпускаются одно- или трехкристальными. Первый залит желтым люминофором, дает белый свет разных оттенков. Второй может иметь три кристалла одного цвета или триаду RGB. При цифровом управлении цветом может дать 16 млн комбинаций. Трехкристальный имеет четыре контакта – общий и по одному на каждый кристалл.

Полярность светодиодов SMD2835 и SMD3528 определяется выводами анода, который подключается к «+» напряжения, и катода «–». Анод светодиода на электрических схемах обозначается треугольником, катод – поперечной чертой. На прозрачной крышке корпуса его маркируют «ключом», имеющим вид срезанного угла. На обоих типах приборов такими ключами обозначают выводы катодов.

Недостатки

• Понижение эффективности. КПД SMD-диодов уменьшается с увеличением электрического тока. Уровень нагрева также возрастает с увеличением тока, что снижает срок службы устройства. Эти эффекты накладывают практические ограничения на ток, пропускаемый через светодиод.
• Влияние насекомых. Светодиоды гораздо более привлекательны для насекомых, чем лампы накаливания или натриевые газоразрядные лампы.
• Использование в зимних условиях. Они не выделяют большое количества тепла в сравнении с традиционными электрическими лампами, светофоры с SMD-диодами остаются покрыты снегом.

Применение

Проще перечислить те сферы нашей жизни, где smd-светодиодов нет, чем те, где они используются. Белые диоды можно встретить:

• в тактических и карманных фонариках;
• в автомобильных лампах;
• в бытовых лампочках различной мощности;
• в декоративной внутренней и наружной подсветке.

Разноцветные RGB и RGBW применяются не менее широко:

• в вывесках, дорожных знаках, светофорах, указателях, рекламе;
• в лампах освещения, с изменяемой цветовой температурой;
• в ландшафтном дизайне;
• в декоративной внутренней и наружной подсветке;
• в приборах индикации.

Как выбрать

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

Благодаря своей широкой сфере применения данного типа светодиодов, они являются прекрасным выбором для решения разных дизайнерских и строительных задач. Более того, 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 с компактными светодиодными лампами GX53 свечение станет разнообразнее и качественнее.

Параметры тока, важные для подключения диода в сеть

Работа светодиодов базируется на трех основных параметрах:

• напряжение питания;
• ток потребления;
• рассеиваемая мощность.

Наиболее важными из них являются напряжение светодиода и сила тока. Значение мощности несложно вычислить самостоятельно, перемножив эти два показателя. Знание этих параметров может пригодиться на любых стадиях работ с элементами — от замены вышедших из строя, до подбора источника питания. Базовые характеристики светодиодов необходимо рассмотреть внимательнее:

Потребляемый ток LED

Сила тока определяет стабильность функционирования элемента. Увеличение этого параметра, даже в небольших пределах, вызывает преждевременное старение кристалла (снижение интенсивности свечения) с одновременным усилением цветовой температуры. Для защиты от превышения силы тока в светодиодных светильниках или лампах устанавливаются драйверы — стабилизаторы. Подключение к сети отдельных светодиодов производится через резисторы, обеспечивающие соответствующее падение напряжения и силы тока. Номинал этих резисторов должен быть рассчитан для каждого светодиода исходя из его характеристик.

Напряжение

«Напряжение на светодиоде» — это не совсем верное выражение. Правильнее применять термин «падение напряжения», обозначающий величину на выходе устройства при пропускании через светодиод номинального тока. Элементы разных цветов имеют собственное рабочее напряжение:

• для синих, белых или зеленых светодиодов напряжение составляет 3 вольта;
• красные и желтые устройства — от 1,8 до 2,4 В.

По этим показателям можно примерно определить напряжение светодиода. Однако, нельзя уверенно сказать, какое напряжение является номинальным для данного элемента, если просто посмотреть на его цвет и не выполнить никаких дополнительных измерений. При изменении параметров тока оттенок свечения изменяется, поэтому визуально определяется не номинал, а реально существующее напряжение.

Мощность диода

Мощность — это произведение силы тока на напряжение. Показатель расчетный, внешне он практически не подлежит определению. Точно узнать мощность светодиода можно из данных на упаковке, с определенной долей погрешности параметр измеряется мультиметром. Подготовленный, опытный человек способен определить значение по внешнему виду элемента, но и тут возможны ошибки, поскольку многие модели очень похожи друг на друга.

Почему важно знать эти характеристики

Знание всех рабочих параметров светодиода поможет произвести правильную замену сгоревшего элемента. Кроме того, если знать потребление тока и вольтаж, можно вычислить мощность устройства, которая необходима при подборе соответствующего блока питания.

Например, если имеется светодиод с напряжением 3 В и силой тока 0,1 А, его мощность составит 0,3 Вт. Соответственно, при соединении 10 штук значение увеличится до 3 Вт.

Исходя из этих показателей, для сборки понадобится блок питания мощностью 3,3 Вт (с учетом 10% запаса для более стабильной работы).