LEDの種類と種類 - 完全な分類。 LEDの特性：主なパラメータと特徴 LEDダイオードの名前と種類

LED をさまざまなタイプやサブタイプに分類することは、現在ではまったく恣意的になっています。 これは、ここ数十年間のオプトエレクトロニクスの急速な成長によるものです。 新製品は、何らかの分類体系が形成されるよりも早く登場します。 メーカーは発光ダイオードの種類を共通の特性を持つグループに分類しています正確さと便宜についての彼ら自身の考慮に従って。 さらに、多くの場合、異なるメーカーの同じパラメータを持つダイオードが、完全に異なるグループに分類されることがあります。 分類の特徴は、放射線の色、LED の出力、LED の構成要素、その目的などによって異なります。

どの機能が主であり、どの機能が副次的と考えられますか? この質問に対する明確な答えはありません。 放射の色や出力などのパラメータに基づいて、さまざまな固体光源全体を簡単に説明してみましょう。

色

LED は、発する光の波長が異なります。 LED の基礎に異なる半導体材料を使用することにより、異なる色 (異なる波長の発光) が得られます。 現在では、赤外線や紫外線だけでなく、あらゆる可視色 (可視スペクトルの波長 400 ～ 760 nm) の LED を製造することが可能です。 白色 LED には特に注意を払う必要があります。 これらは、特殊な蛍光体を青色 LED (紫外 LED にはあまり適用されません) に適用することによって得られます。 蛍光体は青色光を白色に変換するため、当然 LED の効率が低下します。

さまざまなタイプの白色 LED は、従来、白色光の色合いのタイプ (暖色、中間色、冷色) によって分類されています。 この場合の色度特性は、ケルビン [K] で測定される相関色温度です。 暖かいダイオードの場合は 2600 ～ 3700 K、中性のダイオードの場合は 3700 ～ 5000 K、冷たいダイオードの場合は 5000 ～ 10000 K です。他の結晶パラメータが同じ場合、LED が暖かいほど、LED の温度は低くなります。効率。 したがって、温度が低いほど（総光束中の青色光の割合が大きいほど）、ダイオードの効率は高くなります。 暖色系の LED は屋内照明に適しており、寒色系の LED は屋外照明に適していると考えられています。

力

工業的に生産される LED の出力範囲は、数ミリワットから始まり、数十ワットで終わります。 最も強力なシングルチップ XML LED は CREE によって製造されており、最大動作電流は 3 A ですが、ハウジングの寸法はわずか 5x5 mm です。 このようなダイオードの主な応用分野は街路照明や産業照明です。 全体の明るさが非常に高く、サスペンションの高さが低いため、強いグレア効果が得られます。

照明用 LED の中で、定格電流 350 mA の 1 ワット LED と電流 700 mA の 3 ワット LED が最も人気があります。 これらはほとんどのアプリケーションに適しており、既製の電源の選択肢が最も豊富です。 さらに、LED のタイプをワットで分けるのは非常に任意です。原則として、同じ LED を異なる電力モードで使用し、動作電流値 350 または 700 mA (この場合は銘板の最大値) を選択できます。動作電流は当然 > 700 mA である必要があります)。 ただし、電流を増やすときは熱の除去に注意する必要があります。そうしないと、LED が急速に劣化し始めます。 LED を最大電流で使用せず、少なくとも 30% のマージンを残すことをお勧めします (たとえば、I max = 1000 mA で 700 mA に設定)。 また、電流が増加すると発光効率が低下することにも注意してください。 したがって、最大の効率を得る必要がある場合には、電流を減らす方が良いでしょう。

多くのメーカーは LED を強力なマトリックスに組み合わせています。通常は直並列回路に接続された結晶が同じベース上に配置され、共通の蛍光体層で満たされています。 このテクノロジーは、チップオンボードまたは略して COB と呼ばれます。

COB モジュールは最大数百ワットの電力を供給でき、照明に使用されます。

低電力 LED (0.05 ～ 0.5 W) は、主にモバイル デバイスを含むさまざまなデバイスのディスプレイのバックライトに使用されます。

これは LED 市場の最大のニッチ市場です。 低出力 LED は照明にも使用できます。全体の明るさを低くして均一な発光面を得る必要がある場合、LED モジュールは数十個、場合によっては数百個の低出力 LED から作られます。 これらの光源は屋内照明に最適です。

表示目的または単にインジケータ LED に使用される LED の電力は最も低くなります。 形状やサイズは非常に多様で、いくつかのタイプを以下の図に示します。

LED 照明はますます普及しており、徐々に従来の照明装置に取って代わりつつあります。 メーカーが製造する多くの種類の LED は常に改良されており、そのデザインは年々改善されています。 電力が増加し、エンクロージャがさまざまなアプリケーションでの使用に向けてより最適化されます。 色の豊富な選択肢により、さまざまな部屋に希望の照明を作成することができます。 最新の LED は、その特徴的な機能によりタイプごとに簡単に分類できるため、特定の目的に合わせた選択が非常に容易になります。

LEDにはどのような種類がありますか?

非常に最初の LED はインジケーターとして使用され、今日に至るまでこの分野で使用され続けています。 最も広く使用されているのは、出力取り付けの要素であるインジケータ LED です。 それらは長方形または円形のレンズを持ち、最も単純なデバイスから最も複雑な現代の機器まで存在します。 表示だけでなくバックライトとしても使用されます。

このグループの最も特徴的な代表者は、直径が3〜10 mmの範囲の丸い凸レンズを持っています。 しかし、これらのLEDは電流が小さいため、大量の光を得ることができず、照明装置としての使用は現実的ではありません。 ティッカーやライトディスプレイなどのデバイスに最適です。 必要な電流と電圧はほとんどなく、ほとんど発熱しません。

インジケータ LED は白色、または標準の色スペクトルに従って色付けすることができます。 一部のデザインはマルチカラーオプションでご利用いただけます。 この場合、1 つのレンズには 3 つのトランジションが装備され、下部には 4 つのリードが装備されます。 このような要素はより機能的であり、カラー LED ディスプレイの作成が可能になります。

技術の発展に伴い、より現代的な明るい LED が出力の取り付けに使用されるようになりました。 これらの素子の光度はインジケーター LED の光度よりもはるかに高いため、懐中電灯として広く使用されています。

プリント基板への表面実装は、インジケーター機能と照明機能を組み合わせた LED を使用して実行されることが増えています。 SMD (表面実装デバイス) というブランド名で知られています。 標準サイズ範囲のケースに封入されています。 電力の点では、インジケーター LED と比較できます。 多数のこのような LED を小さなプリント基板領域に取り付けることができます。 このため、ほぼあらゆるサイズの LED ランプとパネルを入手することが可能です。

これとは別に、屋外広告や自動車のチューニングに広く使用されている超高輝度 LED のグループに注目する価値があります。 これらは「ピラニア」として知られており、長方形の形状と優れた散乱特性を持っています。 4 つのピンを使用すると、要素を基板または他の平面にしっかりと取り付けることができます。 原色は白、赤、緑、青で、サイズは3～7.7mmです。

現在、LED は屋内で最も広く使用されています。 これらは COB モデル範囲で表され、Ghip On Board を意味します。 これらの光源には、暖色と寒色、白、黄色、その他の色合いがあります。 通常の白熱灯、蛍光灯、さらには自然太陽光の色に似ています。 これらのパラメータは、半導体と適用される蛍光体の特性に直接依存します。 コーティングには主に青色LEDを使用しており、赤、緑、黄色などの発色が可能です。 光の性質は蛍光灯に限りなく近いです。

構造的には、SOV LED は、共通の基板上に実装され、蛍光体でコーティングされた多くの結晶半導体で構成されています。 したがって、非常に近接して配置された複数の光源によって生成される全光束により、高輝度を達成することが可能です。 必要に応じて、このような LED をインジケーターとして使用できます。

動作中、これらの要素は必然的に熱を除去する必要があり、増加した高出力のデバイスにはラジエーターが装備されています。 そうしないと、LED 結晶が熱の影響で破壊されます。 部分的に破損した場合は、基板全体を交換する必要があります。 そのため、事前に冷却対策をしておくことをお勧めします。

現在、LED が通常の白熱フィラメントに似ているフィラメント光源の人気が高まっています。 このタイプの LED の発光特性は、どの OWL モデルよりも著しく優れています。 これは、ガラス基板上に多数の結晶が搭載されているために実現されます。 次に、構造全体が蛍光組成物で満たされます。 この技術はチップ・オン・グラス（チップ・オン・ガラス）と呼ばれています。

可視立体角は 3600 であるため、平面マトリックスよりも発光効率が高くなります。 6 W LED ランプは、従来の 60 W 白熱ランプと同じ発光量を持っています。

LEDパラメータ

LED の主な特性の 1 つは動作電流です。 実際のところ、これらの要素は特定の電流強度でのみ動作し、通常の動作が保証されます。 したがって、設定電流値をわずかに超えるとすぐに LED の故障につながり、単に焼き切れてしまいます。

動作電流は光源の種類ごとに異なります。 より強力な要素には、対応するより大きな電流が必要です。 必要な電流値を調整するために、各 LED ランプおよび照明器具には特別なドライバーがインストールされています。 LED が個別に接続されている場合、必要なドライバー、コンデンサ、または抵抗を使用して電流を制限するには、その技術的特性についての知識が必要です。

LED の同様に重要なパラメータは動作電圧です。 その値は、半導体自体および製造に使用されるその他の材料によって異なります。 したがって、色の異なる LED は動作電圧も異なります。 つまり、特定の LED の色によって動作電圧値を設定できます。

ほとんどの場合、ランプおよび LED ストリップへの電力供給は、出力 DC 電流 12 V のドライバーを使用して実行されます。つまり、直列回路では、動作電圧 3 V の LED は 4 つしか存在できません。追加の 5 番目の LED をオンにすると、そのような回路は機能しません。 この特性は電圧降下とも呼ばれ、この場合は 3 ボルトです。

LED電力などのパラメータを忘れてはなりません。 その性能は、動作電流と電圧降下という 2 つの前述の特性の影響を受けます。 高出力 LED のための大電流は、高品質の冷却システムと組み合わせる必要があります。 この目的のために、アルミニウムと銅のラジエーターと強制空冷装置が使用されます。

LED の電力は、電圧と電流の積によって決まります。 LED アセンブリを計算するときは、使用されるすべての要素が考慮されます。 たとえば、1 ワットの結晶を 100 個含む LED の合計電力は 100 ワットになります。

LED の照明によって放出される光は、白熱灯、蛍光灯、および同等以上の出力を持つ他のランプなどの他の光源と比較して、より高い出力を持っています。 その結果、特定の LED のワット電力あたりの発光効率が高くなります。 ただし、これらの優れた品質は、特定のアイテムの種類や仕上がりによって大きく異なります。

分散角は少なからず重要です。 LED の場合、他のランプよりも小さくなります。 それを拡大するには、特殊な発散レンズが使用されます。 狭い散乱角を作成する必要がある場合は、集光レンズを使用して光ビームを絞ります。 LED 光線の明るさは、散乱角の境界内で不均一になります。 中心の明るい輝きは、光束がこのコーナーの端に近づくにつれて徐々に減少します。

分類

LED がデバイスの電源を入れるためのインジケーターとしてのみ使用されていた時代は遠い昔に終わりました。 最新の LED デバイスは、家庭用、産業用などの白熱灯を完全に置き換えることができます。 これは、LED のさまざまな特性を理解し、適切な LED アナログを選択できることによって容易になります。 LED の使用は、その基本的なパラメータを考慮すると、照明の分野に豊富な可能性をもたらします。

発光ダイオード（英語ではLED、LED、LEDと表記）は、人工半導体結晶に基づくデバイスです。 電流が流れると光子の放出現象が生じ、発光します。 この輝きのスペクトル範囲は非常に狭く、その色は半導体材料によって異なります。

赤と黄色の発光をするLEDはガリウムヒ素をベースにした無機半導体材料から作られ、緑と青のLEDは窒化インジウムガリウムをベースに作られています。 光束の明るさを高めるために、さまざまな添加剤が使用されるか、純粋な窒化アルミニウムの層が半導体の間に配置される多層法が使用されます。 1 つの結晶内で複数の電子 - 正孔 (p-n) 遷移が形成されると、その輝きの明るさが増加します。

LEDには表示用と照明用の2種類があります。 前者は、ネットワークにさまざまなデバイスが含まれていることを示すために使用されるほか、装飾照明のソースとしても使用されます。 これらは半透明のケースに入った色付きのダイオードで、それぞれに 4 つの端子があります。 赤外線を発するデバイスは、機器を遠隔操作するための機器（リモコン）に使用されています。

照明部には白色光を発するLEDを使用しています。 LEDは色によって冷白色、昼白色、温白色に分類されます。 照明に使用されるLEDには設置方法に応じた分類があります。 SMD LED の指定は、デバイスが、ダイオード結晶が配置されたアルミニウムまたは銅の基板で構成されていることを意味します。 基板自体はハウジング内に配置されており、その接点は LED の接点に接続されています。

別のタイプの LED は OCB と呼ばれます。 このような装置では、蛍光体でコーティングされた多数の結晶が 1 つの基板上に配置されます。 この設計のおかげで、高輝度のグローが実現されます。 この技術は、比較的狭い領域で大きな光束を使用する生産に使用されます。 これにより、LED ランプの製造が最も容易になり、安価になります。

注記！ SMD と COB LED に基づくランプを比較すると、前者は故障した LED を交換することで修理できることがわかります。 COB LED ランプが動作しない場合は、ダイオードを備えたボード全体を交換する必要があります。

LEDの特性

照明に適した LED ランプを選択するときは、LED のパラメータを考慮する必要があります。 これらには、供給電圧、電力、動作電流、効率（発光出力）、グロー温度（色）、放射角、寸法、劣化期間が含まれます。 基本的なパラメータがわかれば、特定の照明結果を得るデバイスを簡単に選択できます。

LED消費電流

通常、従来の LED には 0.02A の電流が供給されます。 ただし、定格が 0.08A の LED もあります。 これらの LED には、より強力なデバイスが含まれており、その設計には 4 つの結晶が含まれています。 それらは 1 つの建物内にあります。 各クリスタルは 0.02A を消費するため、合計 1 つのデバイスは 0.08A を消費します。

LEDデバイスの安定性は電流値に依存します。 電流がわずかに増加するだけでも、クリスタルの放射強度 (経年劣化) が減少し、色温度が上昇します。 これにより、最終的には LED が青くなり、早期に故障します。 また、電流が大幅に増加すると、LED はすぐに切れてしまいます。

消費電流を制限するために、LED ランプおよび照明器具の設計には LED (ドライバー) 用の電流安定化装置が含まれています。 電流を変換して、LED が必要とする値にします。 別の LED をネットワークに接続する必要がある場合は、電流制限抵抗を使用する必要があります。 LED の抵抗値は、その固有の特性を考慮して計算されます。

役立つアドバイス! 適切な抵抗を選択するには、インターネットで入手可能な LED 抵抗計算ツールを使用できます。

LED電圧

LEDの電圧を調べるにはどうすればよいですか? 実際のところ、LED には電源電圧パラメータ自体がありません。 代わりに、LED の電圧降下特性が使用されます。これは、定格電流が通過したときに LED が出力する電圧の量を意味します。 パッケージに表示されている電圧値は、電圧降下を反映しています。 この値がわかれば、水晶に残っている電圧を判断できます。 計算ではこの値が考慮されます。

LED にはさまざまな半導体が使用されているため、それぞれの電圧が異なる場合があります。 LED の電圧を調べるにはどうすればよいですか? デバイスの色で判断できます。 たとえば、青、緑、白のクリスタルの場合、電圧は約 3V であり、黄色と赤のクリスタルの場合、電圧は 1.8 ～ 2.4V です。

電圧値 2V で同じ定格の LED を並列接続して使用すると、次のような問題が発生する可能性があります。パラメータの変動の結果、一部の発光ダイオードが故障 (焼き切れ) し、他の発光ダイオードが非常に弱く点灯します。 これは、電圧が0.1Vでも上昇すると、LEDに流れる電流が1.5倍に増加するためです。 したがって、電流が LED 定格と一致していることを確認することが非常に重要です。

光出力、ビーム角度、LED パワー

ダイオードの光束は、それらが発する放射線の強度を考慮して、他の光源と比較されます。 直径約 5 mm のデバイスは、1 ～ 5 ルーメンの光を生成します。 100Wの白熱灯の光束は1000lmです。 ただし、比較する場合、通常のランプは拡散光であるのに対し、LED は指向性光であることを考慮する必要があります。 したがって、LED の分散角を考慮する必要があります。

さまざまな LED の散乱角は 20 ～ 120 度の範囲になります。 LED を点灯すると、中心でより明るい光が生成され、分散角の端に向かうにつれて照明が減少します。 したがって、LED は消費電力を抑えながら、特定の空間をより良く照らします。 ただし、照明領域を拡大する必要がある場合は、ランプの設計に発散レンズが使用されます。

LEDのパワーを決定するにはどうすればよいですか? 白熱灯の交換に必要な LED ランプの電力を決定するには、係数 8 を適用する必要があります。したがって、従来の 100W ランプを、少なくとも 12.5W (100W/8) の電力を持つ LED デバイスに置き換えることができます。 ）。 便宜上、白熱灯と LED 光源の電力の対応表のデータを使用できます。

LEDを照明に使用する場合、効率指標は非常に重要であり、これは光束(lm)と電力(W)の比によって決まります。 さまざまな光源のこれらのパラメーターを比較すると、白熱灯の効率は 10 ～ 12 lm/W、蛍光灯は 35 ～ 40 lm/W、LED ランプは 130 ～ 140 lm/W であることがわかります。

LED光源の色温度

LED 光源の重要なパラメータの 1 つはグロー温度です。 この量の測定単位はケルビン (K) です。 すべての光源はグロー温度に応じて 3 つのクラスに分類されることに注意してください。そのうち、温白色は 3300 K 未満の色温度、昼白色は 3300 ～ 5300 K、そして冷白色は 5300 K を超えます。

注記！ 人間の目による LED 放射の快適な知覚は、LED 光源の色温度に直接依存します。

色温度は通常、LED ランプのラベルに記載されています。 4 桁の数字と文字 K で指定されます。特定の色温度を持つ LED ランプの選択は、照明での使用の特性に直接依存します。 以下の表は、異なるグロー温度の LED 光源を使用するためのオプションを示しています。

色の波の性質により、LED の色温度を波長を使用して表現できます。 一部の LED デバイスのマーキングは、異なる波長の間隔の形で色温度を正確に反映します。 波長は λ で示され、ナノメートル (nm) 単位で測定されます。

SMD LEDの標準サイズとその特徴

SMD LED のサイズを考慮して、デバイスは異なる特性を持つグループに分類されます。 標準サイズの最も一般的な LED は、3528、5050、5730、2835、3014、および 5630 です。SMD LED の特性はサイズによって異なります。 したがって、SMD LED の種類が異なれば、明るさ、色温度、電力も異なります。 LED マーキングでは、最初の 2 桁がデバイスの長さと幅を示します。

SMD 2835 LEDの基本パラメータ

SMD LED 2835 の主な特徴には、放射面積の増加が含まれます。 円形の作業面を持つ SMD 3528 デバイスと比較して、SMD 2835 の放射領域は長方形の形状をしており、より低い素子高さ (約 0.8 mm) でより大きな光出力に貢献します。 このようなデバイスの光束は50lmです。

SMD 2835 LED ハウジングは耐熱ポリマーで作られており、最大 240°C の温度に耐えることができます。 これらの要素の放射線による劣化は、3000 時間の動作にわたって 5% 未満であることに注意してください。 さらに、このデバイスの結晶と基板の接合部の熱抵抗はかなり低くなります (4 C/W)。 最大動作電流は0.18A、クリスタル温度は130℃です。

グローの色に基づいて、グロー温度4000 Kの暖かい白、昼間の白-4800 K、純白-5000から5800 K、色温度6500-7500 Kのクールホワイトがあります。最大光束は冷白色の発光を備えたデバイスに対するものであり、最小光束は暖白色 LED に対するものであることに注意してください。 デバイスの設計では接触パッドが拡大されており、放熱が促進されます。

役立つアドバイス! SMD 2835 LED は、あらゆるタイプの設置に使用できます。

SMD 5050 LEDの特性

SMD 5050 ハウジング設計には、同じタイプの 3 つの LED が含まれています。 青、赤、緑の LED 光源は SMD 3528 クリスタルと同様の技術特性を備えており、3 つの LED のそれぞれの動作電流は 0.02A であるため、デバイス全体の合計電流は 0.06A です。 LED が故障しないようにするには、この値を超えないようにすることをお勧めします。

LED デバイス SMD 5050 の順電圧は 3 ～ 3.3 V、光出力 (主光束) は 18 ～ 21 lm です。 1 つの LED の電力は、各クリスタルの 3 つの電力値 (0.7 W) の合計で、0.21 W になります。 デバイスが発する発光の色は、あらゆる色合いの白、緑、青、黄色、およびマルチカラーにすることができます。

1 つの SMD 5050 パッケージ内に異なる色の LED を密に配置することで、各色を個別に制御するマルチカラー LED を実装することが可能になりました。 SMD 5050 LED を使用した照明器具を制御するにはコントローラーを使用するため、一定時間後にグローの色をスムーズに切り替えることができます。 通常、このようなデバイスにはいくつかの制御モードがあり、LED の明るさを調整できます。

SMD 5730 LEDの代表的な特性

SMD 5730 LED は LED デバイスの現代的な代表であり、そのハウジングの幾何学的寸法は 5.7x3 mm です。 それらは超高輝度 LED に属し、その特性は安定しており、前任者のパラメータとは質的に異なります。 新しい材料を使用して製造されたこれらの LED は、出力の増加と高効率の光束が特徴です。 さらに、高湿度の条件でも使用でき、温度変化や振動に強く、長寿命です。

デバイスには、電力 0.5 W の SMD 5730-0.5 と電力 1 W の SMD 5730-1 の 2 種類があります。 このデバイスの特徴は、パルス電流で動作できることです。 SMD 5730-0.5 の定格電流は 0.15A で、パルス動作中、デバイスは最大 0.18A の電流に耐えることができます。 このタイプの LED は、最大 45 lm の光束を提供します。

SMD 5730-1 LED は、パルスモードでは最大 0.8A の定電流 0.35A で動作します。 このようなデバイスの光出力効率は最大 110 lm になります。 耐熱ポリマーのおかげで、デバイス本体は250℃までの温度に耐えることができます。 SMD 5730 の両方のタイプの分散角は 120 度です。 3000時間稼働時の光束劣化度は1%未満です。

Cree LEDの仕様

Cree 社 (米国) は、超高輝度で最も強力な LED の開発と生産に取り組んでいます。 Cree LED グループの 1 つは Xlamp シリーズのデバイスで代表され、シングルチップとマルチチップに分かれています。 単結晶光源の特徴の 1 つは、デバイスのエッジに沿った放射線の分布です。 この革新により、最小限の結晶を使用して大きな発光角を備えたランプを製造することが可能になりました。

XQ-E High Intensity シリーズの LED 光源では、ビーム角度の範囲は 100 ～ 145 度です。 1.6x1.6 mm という小さな幾何学的寸法を持つ超高輝度 LED の電力は 3 ボルト、光束は 330 lm です。 これは Cree の最新開発の 1 つです。 すべての LED は、単結晶に基づいて設計が開発されており、CRE 70 ～ 90 以内の高品質な演色性を備えています。

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Cree は、6 ～ 72 ボルトの最新の電源タイプを備えたマルチチップ LED デバイスのいくつかのバージョンをリリースしました。 マルチチップ LED は 3 つのグループに分類されており、高電圧、最大 4 W および 4 W 以上の電力のデバイスが含まれます。 最大 4W のソースには、MX および ML タイプのハウジングに 6 つのクリスタルが含まれています。 分散角は120度です。 このタイプの Cree LED は、白色の暖色系と寒色系で購入できます。

役立つアドバイス! MX および ML シリーズの強力な LED は、高い信頼性と光の品質にもかかわらず、比較的低価格で購入できます。

4W を超えるグループには、複数の結晶から作られた LED が含まれます。 グループ最大の製品はMT-Gシリーズに代表される25W品です。 同社の新製品はXHPモデルLEDです。 大型 LED デバイスの 1 つは 7x7 mm の本体を持ち、その電力は 12 W、光出力は 1710 lm です。 高電圧 LED は、小さな寸法と高い光出力を兼ね備えています。

LED接続図

LEDの接続には一定のルールがあります。 素子に流れる電流は一方向のみであることを考慮し、LED素子を長期間安定して動作させるためには、一定の電圧だけでなく最適な電流値を考慮することが重要です。

LED から 220V ネットワークへの接続図

LEDを220Vに接続するには、使用する電源に応じて2種類の回路があります。 1つのケースでは、制限された電流で使用され、2番目のケースでは、電圧を安定させる特別なケースが使用されます。 最初のオプションでは、特定の電流強度を持つ特別な電源の使用が考慮されます。 この回路には抵抗は必要なく、接続される LED の数はドライバーの電力によって制限されます。

図中で LED を指定するには 2 種類のピクトグラムを使用します。 各概略図の上には、上向きの 2 つの小さな平行矢印があります。 LED デバイスの明るい輝きを象徴します。 電源を使用して LED を 220V に接続する前に、回路に抵抗を含める必要があります。 この条件が満たされない場合、LEDの寿命が大幅に短縮されるか、単に故障するという事実につながります。

接続時に電源を使用すると、回路内の電圧のみが安定します。 LED デバイスの内部抵抗は微々たるものであるため、電流リミッタなしで LED デバイスをオンにすると、デバイスが焼損する可能性があります。 そのため、対応する抵抗が LED スイッチング回路に導入されます。 抵抗にはさまざまな値があるため、正しく計算する必要があることに注意してください。

役立つアドバイス! 抵抗を使用して LED を 220 ボルトのネットワークに接続する回路のマイナス面は、消費電流が増加した負荷を接続する必要がある場合に高い電力が消費されることです。 この場合、抵抗はクエンチングコンデンサに置き換えられます。

LEDの抵抗を計算する方法

LED の抵抗を計算する場合は、次の式に従って計算します。

U = IxR,

ここで、U は電圧、I は電流、R は抵抗 (オームの法則) です。 LED を次のパラメータで接続する必要があるとします: 3V - 電圧と 0.02A - 電流。 LED を電源の 5 ボルトに接続するときに故障しないように、余分な 2V (5-3 = 2V) を取り除く必要があります。 これを行うには、回路に特定の抵抗値を持つ抵抗器を含める必要があります。これはオームの法則を使用して計算されます。

R = U/I.

したがって、2V 対 0.02A の比率は 100 オームになります。 これはまさに必要な抵抗です。

LED のパラメータを考慮すると、抵抗器の抵抗値がデバイスの標準外の値になることがよくあります。 このような電流制限器 (たとえば、128 または 112.8 オーム) は店頭では見つけることができません。 次に、計算された値と比較して抵抗値が最も近い抵抗器を使用する必要があります。 この場合、LEDはフル容量では機能せず、90〜97%でのみ機能しますが、これは目に見えず、デバイスの寿命にプラスの影響を与えます。

インターネット上には LED 計算電卓のオプションが多数あります。 これらは、電圧降下、定格電流、出力電圧、回路内のデバイスの数などの主なパラメータを考慮します。 フォームフィールドに LED デバイスと電流源のパラメータを指定すると、対応する抵抗の特性を知ることができます。 色分けされた電流リミッタの抵抗を決定するために、LED の抵抗のオンライン計算もあります。

LEDの並列および直列接続のスキーム

複数の LED デバイスから構造を組み立てる場合、直列または並列接続で LED を 220 ボルトのネットワークに接続する回路が使用されます。 同時に、正しく接続するには、LED が直列に接続されている場合、必要な電圧は各デバイスの電圧降下の合計であることを考慮する必要があります。 LED が並列に接続されている場合、電流の強さは加算されます。

回路で異なるパラメータを持つ LED デバイスを使用する場合、安定した動作のために各 LED の抵抗を個別に計算する必要があります。 まったく同じ LED は 2 つとないことに注意してください。 同じモデルのデバイスでもパラメータに若干の違いがあります。 このため、多数の抵抗器が 1 つの抵抗器と直列または並列回路に接続されると、急速に劣化して故障する可能性があります。

注記！ 並列または直列回路で 1 つの抵抗を使用する場合、同じ特性を持つ LED デバイスのみを接続できます。

複数の LED (たとえば 4 ～ 5 個) を並列接続するときのパラメータの不一致は、デバイスの動作には影響しません。 しかし、そのような回路に多数の LED を接続する場合、それは間違った判断になります。 LED 光源の特性にわずかなばらつきがある場合でも、明るい光を発してすぐに切れてしまうデバイスもあれば、薄暗く光るデバイスもあります。 したがって、並列接続する場合は、常にデバイスごとに個別の抵抗を使用する必要があります。

直列接続に関しては、回路全体が 1 個の LED の消費に等しい量の電流を消費するため、消費が経済的です。 並列回路では、消費量は回路に含まれるすべての LED ソースの消費量の合計になります。

LEDを12ボルトに接続する方法

一部のデバイスの設計では、製造段階で抵抗が提供され、LED を 12 ボルトまたは 5 ボルトに接続できるようになります。 ただし、そのようなデバイスが常に販売されているとは限りません。 したがって、LED を 12 ボルトに接続する回路には、電流制限器が設けられています。 最初のステップは、接続された LED の特性を調べることです。

一般的な LED デバイスの順方向電圧降下などのパラメータは約 2V です。 これらの LED の定格電流は 0.02A に相当します。 このような LED を 12V に接続する必要がある場合は、「余分な」10V (12 マイナス 2) を制限抵抗で消す必要があります。 オームの法則を使用すると、その抵抗を計算できます。 10/0.02 = 500 (オーム) が得られます。 したがって、E24 電子部品の範囲内で最も近い、公称値 510 オームの抵抗器が必要です。

このような回路が安定して動作するためには、リミッターの電力を計算することも必要です。 電力が電圧と電流の積に等しいという式を使用して、その値を計算します。 10Vの電圧に0.02Aの電流を掛けると0.2Wになります。 したがって、抵抗が必要であり、その標準電力定格は 0.25 W です。

回路に 2 つの LED デバイスを含める必要がある場合は、それらの両端の電圧降下がすでに 4V であることを考慮する必要があります。 したがって、抵抗は10Vではなく8Vを消す必要があります。 したがって、この値に基づいて、抵抗器の抵抗と電力のさらなる計算が行われます。 回路内の抵抗の位置は、アノード側、カソード側、LED の間など、どこにでも配置できます。

マルチメーターを使用して LED をテストする方法

LED の動作状態をチェックする 1 つの方法は、マルチメータを使用してテストすることです。 このデバイスは、あらゆる設計の LED を診断できます。 テスターで LED をチェックする前に、デバイスのスイッチを「テスト」モードに設定し、端子にプローブを当てます。 赤いプローブがアノードに接続され、黒いプローブがカソードに接続されると、結晶が発光するはずです。 極性が逆の場合、デバイスのディスプレイには「1」が表示されます。

役立つアドバイス! LED の機能をテストする前に、メイン照明を暗くすることをお勧めします。テスト中は電流が非常に低く、LED の発光が非常に弱いため、通常の照明では目立たない可能性があります。

LED デバイスのテストはプローブを使用せずに実行できます。 これを行うには、デバイスの下隅にある記号「E」の穴に陽極を挿入し、インジケータ「C」の穴に陰極を挿入します。 LED が動作状態であれば、点灯するはずです。 このテスト方法は、はんだが除去された十分に長いコンタクトを備えた LED に適しています。 この確認方法ではスイッチの位置は関係ありません。

はんだを除去せずにマルチメーターを使用して LED をチェックするにはどうすればよいですか? これを行うには、通常のペーパー クリップの一部をテスター プローブにはんだ付けする必要があります。 ワイヤの間に配置され、電気テープで処理される Textolite ガスケットは、絶縁として適しています。 出力はプローブを接続するための一種のアダプターです。 クリップはしっかりとバネがかかり、コネクタにしっかりと固定されます。 この形式では、プローブを回路から取り外すことなく LED に接続できます。

LEDから自分の手で何が作れるでしょうか？

多くのアマチュア無線家は、LED からさまざまなデザインを自分の手で組み立てる練習をしています。 自己組み立て製品の品質は劣ることはなく、場合によっては製造された製品を上回ることさえあります。 これらには、カラーおよび音楽デバイス、点滅する LED デザイン、DIY LED ランニング ライトなどが含まれます。

LED 用の DIY 電流スタビライザー アセンブリ

LEDの寿命の早期枯渇を防ぐためには、LEDに流れる電流値が安定している必要があります。 赤、黄、緑の LED は増加した電流負荷に対処できることが知られています。 一方、青緑色と白色の LED 光源は、わずかな過負荷でも 2 時間で切れてしまいます。 したがって、LED が正常に動作するには、電源の問題を解決する必要があります。

直列または並列に接続された LED のチェーンを組み立てる場合、それらを通過する電流が同じ強さであれば、同じ放射をそれらに提供できます。 さらに、逆電流パルスは LED 光源の寿命に悪影響を与える可能性があります。 これを防ぐには、回路に LED の電流安定化装置を含める必要があります。

LED ランプの定性的特性は、使用するドライバー、つまり電圧を特定の値の安定した電流に変換するデバイスによって異なります。 多くのアマチュア無線家は、LM317 マイクロ回路に基づいて 220V LED 電源回路を自分の手で組み立てています。 このような電子回路の要素は低コストであり、そのような安定化装置の構築は簡単です。

LM317 に LED 用電流安定器を使用すると、電流は 1A 以内に調整されます。 LM317L をベースにした整流器は、電流を 0.1A に安定させます。 デバイス回路では抵抗を 1 つだけ使用します。 オンラインの LED 抵抗計算ツールを使用して計算されます。 利用可能なデバイスは電源に適しています: プリンター、ラップトップ、またはその他の家庭用電化製品からの電源。 既製品を購入する方が簡単であるため、より複雑な回路を自分で組み立てるのは有益ではありません。

DIY LED DRL

車にデイタイム ランニング ライト (DRL) を使用すると、昼間の他の道路利用者からの車の視認性が大幅に向上します。 多くの自動車愛好家は、LED を使用して DRL を自己組み立てすることを実践しています。 オプションの 1 つは、ブロックごとに 1 W および 3 W の電力を持つ 5 ～ 7 個の LED の DRL デバイスです。 強力ではない LED 光源を使用すると、光束がそのようなライトの基準を満たさなくなります。

役立つアドバイス! DRLを自分の手で作成する場合は、GOSTの要件を考慮してください：光束400〜800 cd、水平面での発光角度 - 55度、垂直面での発光角度 - 25度、面積 - 40 cm²。

ベースには、LED を取り付けるためのパッドを備えたアルミニウム プロファイル製のボードを使用できます。 LED は熱伝導性接着剤を使用して基板に固定されます。 光学系は LED 光源の種類に応じて選択されます。 この場合、照射角35度のレンズが適しています。 レンズは各 LED に個別に取り付けられます。 ワイヤーは任意の都合の良い方向に配線されます。

次に、ラジエーターとしても機能する DRL 用のハウジングを作成します。 このために、U 字型プロファイルを使用できます。 完成した LED モジュールはプロファイルの内側に配置され、ネジで固定されます。 すべての空きスペースを透明なシリコンベースのシーラントで充填し、表面にレンズのみを残すことができます。 このコーティングは防湿層として機能します。

DRL を電源に接続するには、抵抗を必ず使用する必要があり、その抵抗は事前に計算されテストされています。 車種により接続方法が異なる場合があります。 接続図はインターネット上で見つけることができます。

LEDを点滅させる方法

既製品を購入できる最も一般的な点滅 LED は、電位レベルによって制御されるデバイスです。 クリスタルの点滅は、デバイスの端子の電源供給の変化によって発生します。 したがって、赤と緑の 2 色の LED デバイスは、そこを流れる電流の方向に応じて発光します。 RGB LED の点滅効果は、3 つの個別の制御ピンを特定の制御システムに接続することによって実現されます。

しかし、最小限の電子部品を用意すれば、通常の単色の LED を点滅させることができます。 LED の点滅を作成する前に、シンプルで信頼性の高い動作回路を選択する必要があります。 12V 電源から電力を供給される点滅 LED 回路を使用できます。

この回路は、低電力トランジスタ Q1 (シリコン高周波 KTZ 315 またはその類似品が適しています)、抵抗 R1 820 ～ 1000 オーム、容量 470 μF の 16 ボルト コンデンサ C1、および LED 光源で構成されます。 回路がオンになると、コンデンサが9〜10Vに充電され、その後トランジスタが一瞬開いて蓄積されたエネルギーがLEDに転送され、LEDが点滅し始めます。 この回路は、12V 電源から電力が供給されている場合にのみ実装できます。

トランジスタ マルチバイブレータと同様の方法で動作する、より高度な回路を組み立てることができます。 この回路には、トランジスタ KTZ 102 (2 個)、電流を制限するためのそれぞれ 300 オームの抵抗 R1 および R4、トランジスタのベース電流を設定するためのそれぞれ 27000 オームの抵抗 R2 および R3、16 ボルトの極性コンデンサ (2 個) が含まれています。 . 容量 10 uF) と 2 つの LED 光源。 この回路は 5V DC 電圧源によって電力を供給されます。

この回路は「ダーリントン ペア」原理に基づいて動作します。つまり、コンデンサ C1 と C2 が交互に充電および放電され、特定のトランジスタが開きます。 1 つのトランジスタが C1 にエネルギーを供給すると、1 つの LED が点灯します。 次に、C2 がスムーズに充電され、VT1 のベース電流が減少します。これにより、VT1 が閉じ、VT2 が開き、別の LED が点灯します。

役立つアドバイス! 5Vを超える電源電圧を使用する場合は、LEDの故障を防ぐために異なる値の抵抗を使用する必要があります。

DIY LED カラー音楽アセンブリ

かなり複雑なカラー音楽回路を自分の手で LED に実装するには、まず最も単純なカラー音楽回路がどのように動作するかを理解する必要があります。 1 つのトランジスタ、抵抗、LED デバイスで構成されます。 このような回路は、定格 6 ～ 12V の電源から電力を供給できます。 回路の動作は、共通のラジエーター (エミッター) によるカスケード増幅によって発生します。

VT1 ベースは、さまざまな振幅と周波数の信号を受信します。 信号の変動が指定されたしきい値を超えると、トランジスタが開き、LED が点灯します。 この方式の欠点は、点滅が音声信号の程度に依存することです。 したがって、カラー音楽の効果は、ある程度の音量でのみ現れます。 音を大きくすると。 LEDは常時点灯し、低下すると軽く点滅します。

最大限の効果を得るために、LED を使用したカラー音楽回路を使用し、音域を 3 つの部分に分割します。 3 チャンネルオーディオコンバーターを備えた回路は 9V 電源から電力を供給されます。 インターネット上のさまざまなアマチュア無線フォーラムで、膨大な数のカラー音楽スキームを見つけることができます。 これらには、単色ストリップ、RGB LED ストリップを使用したカラー ミュージック スキーム、および LED のオンとオフをスムーズに切り替えるためのスキームが含まれます。 LED ライトの動作図をオンラインで見つけることもできます。

DIY LED 電圧インジケーター設計

電圧インジケータ回路には、抵抗 R1 (可変抵抗 10 kOhm)、抵抗 R1、R2 (1 kOhm)、2 つのトランジスタ VT1 KT315B、VT2 KT361B、3 つの LED - HL1、HL2 (赤)、HLЗ (緑) が含まれています。 X1、X2 – 6 ボルト電源。 この回路では、電圧 1.5V の LED デバイスを使用することをお勧めします。

自家製 LED 電圧インジケーターの動作アルゴリズムは次のとおりです。電圧が印加されると、中央の緑色の LED 光源が点灯します。 電圧降下が発生すると、左側の赤色LEDが点灯します。 電圧が増加すると、右側の赤色 LED が点灯します。 抵抗器が中間の位置にあると、すべてのトランジスタが閉じた位置になり、電圧は中央の緑色の LED にのみ流れます。

抵抗スライダが上に移動すると、トランジスタ VT1 が開き、電圧が増加します。 この場合、HL3への電圧供給が停止され、HL1に電圧が供給されます。 スライダーが下に移動すると (電圧が減少すると)、トランジスタ VT1 が閉じ、VT2 が開き、LED HL2 に電力が供給されます。 少し遅れて、LED HL1 が消え、HL3 が 1 回点滅し、HL2 が点灯します。

このような回路は、古い機器の無線コンポーネントを使用して組み立てることができます。 すべての要素がボード上に収まるように、部品の寸法を 1:1 のスケールで確認しながら Textolite ボード上で組み立てる場合もあります。

LED照明の無限の可能性により、優れた特性とかなりの低コストを備えたLEDを使用して、さまざまな照明デバイスを独自に設計することが可能になります。

LED がデバイスの電源を入れるためのインジケーターとしてのみ使用されていた時代は遠い昔に終わりました。 最新の LED デバイスは、家庭用、産業用などの白熱灯を完全に置き換えることができます。 これは、LED のさまざまな特性を理解し、適切な LED アナログを選択できることによって容易になります。 LED の使用は、その基本的なパラメータを考慮すると、照明の分野に豊富な可能性をもたらします。

発光ダイオード（英語ではLED、LED、LEDと表記）は、人工半導体結晶に基づくデバイスです。 電流が流れると光子の放出現象が生じ、発光します。 この輝きのスペクトル範囲は非常に狭く、その色は半導体材料によって異なります。

赤と黄色の発光をするLEDはガリウムヒ素をベースにした無機半導体材料から作られ、緑と青のLEDは窒化インジウムガリウムをベースに作られています。 光束の明るさを高めるために、さまざまな添加剤が使用されるか、純粋な窒化アルミニウムの層が半導体の間に配置される多層法が使用されます。 1 つの結晶内で複数の電子 - 正孔 (p-n) 遷移が形成されると、その輝きの明るさが増加します。

LEDには表示用と照明用の2種類があります。 前者は、ネットワークにさまざまなデバイスが含まれていることを示すために使用されるほか、装飾照明のソースとしても使用されます。 これらは半透明のケースに入った色付きのダイオードで、それぞれに 4 つの端子があります。 赤外線を発するデバイスは、機器を遠隔操作するための機器（リモコン）に使用されています。

照明部には白色光を発するLEDを使用しています。 LEDは色によって冷白色、昼白色、温白色に分類されます。 照明に使用されるLEDには設置方法に応じた分類があります。 SMD LED の指定は、デバイスが、ダイオード結晶が配置されたアルミニウムまたは銅の基板で構成されていることを意味します。 基板自体はハウジング内に配置されており、その接点は LED の接点に接続されています。

別のタイプの LED は OCB と呼ばれます。 このような装置では、蛍光体でコーティングされた多数の結晶が 1 つの基板上に配置されます。 この設計のおかげで、高輝度のグローが実現されます。 この技術は、比較的狭い領域で大きな光束を使用する生産に使用されます。 これにより、LED ランプの製造が最も容易になり、安価になります。

注記！ SMD と COB LED に基づくランプを比較すると、前者は故障した LED を交換することで修理できることがわかります。 COB LED ランプが動作しない場合は、ダイオードを備えたボード全体を交換する必要があります。

LEDの特性

照明に適した LED ランプを選択するときは、LED のパラメータを考慮する必要があります。 これらには、供給電圧、電力、動作電流、効率（発光出力）、グロー温度（色）、放射角、寸法、劣化期間が含まれます。 基本的なパラメータがわかれば、特定の照明結果を得るデバイスを簡単に選択できます。

LED消費電流

通常、従来の LED には 0.02A の電流が供給されます。 ただし、定格が 0.08A の LED もあります。 これらの LED には、より強力なデバイスが含まれており、その設計には 4 つの結晶が含まれています。 それらは 1 つの建物内にあります。 各クリスタルは 0.02A を消費するため、合計 1 つのデバイスは 0.08A を消費します。

LEDデバイスの安定性は電流値に依存します。 電流がわずかに増加するだけでも、クリスタルの放射強度 (経年劣化) が減少し、色温度が上昇します。 これにより、最終的には LED が青くなり、早期に故障します。 また、電流が大幅に増加すると、LED はすぐに切れてしまいます。

消費電流を制限するために、LED ランプおよび照明器具の設計には LED (ドライバー) 用の電流安定化装置が含まれています。 電流を変換して、LED が必要とする値にします。 別の LED をネットワークに接続する必要がある場合は、電流制限抵抗を使用する必要があります。 LED の抵抗値は、その固有の特性を考慮して計算されます。

役立つアドバイス! 適切な抵抗を選択するには、インターネットで入手可能な LED 抵抗計算ツールを使用できます。

LED電圧

LEDの電圧を調べるにはどうすればよいですか? 実際のところ、LED には電源電圧パラメータ自体がありません。 代わりに、LED の電圧降下特性が使用されます。これは、定格電流が通過したときに LED が出力する電圧の量を意味します。 パッケージに表示されている電圧値は、電圧降下を反映しています。 この値がわかれば、水晶に残っている電圧を判断できます。 計算ではこの値が考慮されます。

LED にはさまざまな半導体が使用されているため、それぞれの電圧が異なる場合があります。 LED の電圧を調べるにはどうすればよいですか? デバイスの色で判断できます。 たとえば、青、緑、白のクリスタルの場合、電圧は約 3V であり、黄色と赤のクリスタルの場合、電圧は 1.8 ～ 2.4V です。

電圧値 2V で同じ定格の LED を並列接続して使用すると、次のような問題が発生する可能性があります。パラメータの変動の結果、一部の発光ダイオードが故障 (焼き切れ) し、他の発光ダイオードが非常に弱く点灯します。 これは、電圧が0.1Vでも上昇すると、LEDに流れる電流が1.5倍に増加するためです。 したがって、電流が LED 定格と一致していることを確認することが非常に重要です。

光出力、ビーム角度、LED パワー

ダイオードの光束は、それらが発する放射線の強度を考慮して、他の光源と比較されます。 直径約 5 mm のデバイスは、1 ～ 5 ルーメンの光を生成します。 100Wの白熱灯の光束は1000lmです。 ただし、比較する場合、通常のランプは拡散光であるのに対し、LED は指向性光であることを考慮する必要があります。 したがって、LED の分散角を考慮する必要があります。

さまざまな LED の散乱角は 20 ～ 120 度の範囲になります。 LED を点灯すると、中心でより明るい光が生成され、分散角の端に向かうにつれて照明が減少します。 したがって、LED は消費電力を抑えながら、特定の空間をより良く照らします。 ただし、照明領域を拡大する必要がある場合は、ランプの設計に発散レンズが使用されます。

LEDのパワーを決定するにはどうすればよいですか? 白熱灯の交換に必要な LED ランプの電力を決定するには、係数 8 を適用する必要があります。したがって、従来の 100W ランプを、少なくとも 12.5W (100W/8) の電力を持つ LED デバイスに置き換えることができます。 ）。 便宜上、白熱灯と LED 光源の電力の対応表のデータを使用できます。

LEDを照明に使用する場合、効率指標は非常に重要であり、これは光束(lm)と電力(W)の比によって決まります。 さまざまな光源のこれらのパラメーターを比較すると、白熱灯の効率は 10 ～ 12 lm/W、蛍光灯は 35 ～ 40 lm/W、LED ランプは 130 ～ 140 lm/W であることがわかります。

LED光源の色温度

LED 光源の重要なパラメータの 1 つはグロー温度です。 この量の測定単位はケルビン (K) です。 すべての光源はグロー温度に応じて 3 つのクラスに分類されることに注意してください。そのうち、温白色は 3300 K 未満の色温度、昼白色は 3300 ～ 5300 K、そして冷白色は 5300 K を超えます。

注記！ 人間の目による LED 放射の快適な知覚は、LED 光源の色温度に直接依存します。

色温度は通常、LED ランプのラベルに記載されています。 4 桁の数字と文字 K で指定されます。特定の色温度を持つ LED ランプの選択は、照明での使用の特性に直接依存します。 以下の表は、異なるグロー温度の LED 光源を使用するためのオプションを示しています。

色の波の性質により、LED の色温度を波長を使用して表現できます。 一部の LED デバイスのマーキングは、異なる波長の間隔の形で色温度を正確に反映します。 波長は λ で示され、ナノメートル (nm) 単位で測定されます。

SMD LEDの標準サイズとその特徴

SMD LED のサイズを考慮して、デバイスは異なる特性を持つグループに分類されます。 標準サイズの最も一般的な LED は、3528、5050、5730、2835、3014、および 5630 です。SMD LED の特性はサイズによって異なります。 したがって、SMD LED の種類が異なれば、明るさ、色温度、電力も異なります。 LED マーキングでは、最初の 2 桁がデバイスの長さと幅を示します。

SMD 2835 LEDの基本パラメータ

SMD LED 2835 の主な特徴には、放射面積の増加が含まれます。 円形の作業面を持つ SMD 3528 デバイスと比較して、SMD 2835 の放射領域は長方形の形状をしており、より低い素子高さ (約 0.8 mm) でより大きな光出力に貢献します。 このようなデバイスの光束は50lmです。

SMD 2835 LED ハウジングは耐熱ポリマーで作られており、最大 240°C の温度に耐えることができます。 これらの要素の放射線による劣化は、3000 時間の動作にわたって 5% 未満であることに注意してください。 さらに、このデバイスの結晶と基板の接合部の熱抵抗はかなり低くなります (4 C/W)。 最大動作電流は0.18A、クリスタル温度は130℃です。

グローの色に基づいて、グロー温度4000 Kの暖かい白、昼間の白-4800 K、純白-5000から5800 K、色温度6500-7500 Kのクールホワイトがあります。最大光束は冷白色の発光を備えたデバイスに対するものであり、最小光束は暖白色 LED に対するものであることに注意してください。 デバイスの設計では接触パッドが拡大されており、放熱が促進されます。

役立つアドバイス! SMD 2835 LED は、あらゆるタイプの設置に使用できます。

SMD 5050 LEDの特性

SMD 5050 ハウジング設計には、同じタイプの 3 つの LED が含まれています。 青、赤、緑の LED 光源は SMD 3528 クリスタルと同様の技術特性を備えており、3 つの LED のそれぞれの動作電流は 0.02A であるため、デバイス全体の合計電流は 0.06A です。 LED が故障しないようにするには、この値を超えないようにすることをお勧めします。

LED デバイス SMD 5050 の順電圧は 3 ～ 3.3 V、光出力 (主光束) は 18 ～ 21 lm です。 1 つの LED の電力は、各クリスタルの 3 つの電力値 (0.7 W) の合計で、0.21 W になります。 デバイスが発する発光の色は、あらゆる色合いの白、緑、青、黄色、およびマルチカラーにすることができます。

1 つの SMD 5050 パッケージ内に異なる色の LED を密に配置することで、各色を個別に制御するマルチカラー LED を実装することが可能になりました。 SMD 5050 LED を使用した照明器具を制御するにはコントローラーを使用するため、一定時間後にグローの色をスムーズに切り替えることができます。 通常、このようなデバイスにはいくつかの制御モードがあり、LED の明るさを調整できます。

SMD 5730 LEDの代表的な特性

SMD 5730 LED は LED デバイスの現代的な代表であり、そのハウジングの幾何学的寸法は 5.7x3 mm です。 それらは超高輝度 LED に属し、その特性は安定しており、前任者のパラメータとは質的に異なります。 新しい材料を使用して製造されたこれらの LED は、出力の増加と高効率の光束が特徴です。 さらに、高湿度の条件でも使用でき、温度変化や振動に強く、長寿命です。

デバイスには、電力 0.5 W の SMD 5730-0.5 と電力 1 W の SMD 5730-1 の 2 種類があります。 このデバイスの特徴は、パルス電流で動作できることです。 SMD 5730-0.5 の定格電流は 0.15A で、パルス動作中、デバイスは最大 0.18A の電流に耐えることができます。 このタイプの LED は、最大 45 lm の光束を提供します。

SMD 5730-1 LED は、パルスモードでは最大 0.8A の定電流 0.35A で動作します。 このようなデバイスの光出力効率は最大 110 lm になります。 耐熱ポリマーのおかげで、デバイス本体は250℃までの温度に耐えることができます。 SMD 5730 の両方のタイプの分散角は 120 度です。 3000時間稼働時の光束劣化度は1%未満です。

Cree LEDの仕様

Cree 社 (米国) は、超高輝度で最も強力な LED の開発と生産に取り組んでいます。 Cree LED グループの 1 つは Xlamp シリーズのデバイスで代表され、シングルチップとマルチチップに分かれています。 単結晶光源の特徴の 1 つは、デバイスのエッジに沿った放射線の分布です。 この革新により、最小限の結晶を使用して大きな発光角を備えたランプを製造することが可能になりました。

XQ-E High Intensity シリーズの LED 光源では、ビーム角度の範囲は 100 ～ 145 度です。 1.6x1.6 mm という小さな幾何学的寸法を持つ超高輝度 LED の電力は 3 ボルト、光束は 330 lm です。 これは Cree の最新開発の 1 つです。 すべての LED は、単結晶に基づいて設計が開発されており、CRE 70 ～ 90 以内の高品質な演色性を備えています。

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Cree は、6 ～ 72 ボルトの最新の電源タイプを備えたマルチチップ LED デバイスのいくつかのバージョンをリリースしました。 マルチチップ LED は 3 つのグループに分類されており、高電圧、最大 4 W および 4 W 以上の電力のデバイスが含まれます。 最大 4W のソースには、MX および ML タイプのハウジングに 6 つのクリスタルが含まれています。 分散角は120度です。 このタイプの Cree LED は、白色の暖色系と寒色系で購入できます。

役立つアドバイス! MX および ML シリーズの強力な LED は、高い信頼性と光の品質にもかかわらず、比較的低価格で購入できます。

4W を超えるグループには、複数の結晶から作られた LED が含まれます。 グループ最大の製品はMT-Gシリーズに代表される25W品です。 同社の新製品はXHPモデルLEDです。 大型 LED デバイスの 1 つは 7x7 mm の本体を持ち、その電力は 12 W、光出力は 1710 lm です。 高電圧 LED は、小さな寸法と高い光出力を兼ね備えています。

LED接続図

LEDの接続には一定のルールがあります。 素子に流れる電流は一方向のみであることを考慮し、LED素子を長期間安定して動作させるためには、一定の電圧だけでなく最適な電流値を考慮することが重要です。

LED から 220V ネットワークへの接続図

LEDを220Vに接続するには、使用する電源に応じて2種類の回路があります。 1つのケースでは、制限された電流で使用され、2番目のケースでは、電圧を安定させる特別なケースが使用されます。 最初のオプションでは、特定の電流強度を持つ特別な電源の使用が考慮されます。 この回路には抵抗は必要なく、接続される LED の数はドライバーの電力によって制限されます。

図中で LED を指定するには 2 種類のピクトグラムを使用します。 各概略図の上には、上向きの 2 つの小さな平行矢印があります。 LED デバイスの明るい輝きを象徴します。 電源を使用して LED を 220V に接続する前に、回路に抵抗を含める必要があります。 この条件が満たされない場合、LEDの寿命が大幅に短縮されるか、単に故障するという事実につながります。

接続時に電源を使用すると、回路内の電圧のみが安定します。 LED デバイスの内部抵抗は微々たるものであるため、電流リミッタなしで LED デバイスをオンにすると、デバイスが焼損する可能性があります。 そのため、対応する抵抗が LED スイッチング回路に導入されます。 抵抗にはさまざまな値があるため、正しく計算する必要があることに注意してください。

役立つアドバイス! 抵抗を使用して LED を 220 ボルトのネットワークに接続する回路のマイナス面は、消費電流が増加した負荷を接続する必要がある場合に高い電力が消費されることです。 この場合、抵抗はクエンチングコンデンサに置き換えられます。

LEDの抵抗を計算する方法

LED の抵抗を計算する場合は、次の式に従って計算します。

U = IxR,

ここで、U は電圧、I は電流、R は抵抗 (オームの法則) です。 LED を次のパラメータで接続する必要があるとします: 3V - 電圧と 0.02A - 電流。 LED を電源の 5 ボルトに接続するときに故障しないように、余分な 2V (5-3 = 2V) を取り除く必要があります。 これを行うには、回路に特定の抵抗値を持つ抵抗器を含める必要があります。これはオームの法則を使用して計算されます。

R = U/I.

したがって、2V 対 0.02A の比率は 100 オームになります。 これはまさに必要な抵抗です。

LED のパラメータを考慮すると、抵抗器の抵抗値がデバイスの標準外の値になることがよくあります。 このような電流制限器 (たとえば、128 または 112.8 オーム) は店頭では見つけることができません。 次に、計算された値と比較して抵抗値が最も近い抵抗器を使用する必要があります。 この場合、LEDはフル容量では機能せず、90〜97%でのみ機能しますが、これは目に見えず、デバイスの寿命にプラスの影響を与えます。

インターネット上には LED 計算電卓のオプションが多数あります。 これらは、電圧降下、定格電流、出力電圧、回路内のデバイスの数などの主なパラメータを考慮します。 フォームフィールドに LED デバイスと電流源のパラメータを指定すると、対応する抵抗の特性を知ることができます。 色分けされた電流リミッタの抵抗を決定するために、LED の抵抗のオンライン計算もあります。

LEDの並列および直列接続のスキーム

複数の LED デバイスから構造を組み立てる場合、直列または並列接続で LED を 220 ボルトのネットワークに接続する回路が使用されます。 同時に、正しく接続するには、LED が直列に接続されている場合、必要な電圧は各デバイスの電圧降下の合計であることを考慮する必要があります。 LED が並列に接続されている場合、電流の強さは加算されます。

回路で異なるパラメータを持つ LED デバイスを使用する場合、安定した動作のために各 LED の抵抗を個別に計算する必要があります。 まったく同じ LED は 2 つとないことに注意してください。 同じモデルのデバイスでもパラメータに若干の違いがあります。 このため、多数の抵抗器が 1 つの抵抗器と直列または並列回路に接続されると、急速に劣化して故障する可能性があります。

注記！ 並列または直列回路で 1 つの抵抗を使用する場合、同じ特性を持つ LED デバイスのみを接続できます。

複数の LED (たとえば 4 ～ 5 個) を並列接続するときのパラメータの不一致は、デバイスの動作には影響しません。 しかし、そのような回路に多数の LED を接続する場合、それは間違った判断になります。 LED 光源の特性にわずかなばらつきがある場合でも、明るい光を発してすぐに切れてしまうデバイスもあれば、薄暗く光るデバイスもあります。 したがって、並列接続する場合は、常にデバイスごとに個別の抵抗を使用する必要があります。

直列接続に関しては、回路全体が 1 個の LED の消費に等しい量の電流を消費するため、消費が経済的です。 並列回路では、消費量は回路に含まれるすべての LED ソースの消費量の合計になります。

LEDを12ボルトに接続する方法

一部のデバイスの設計では、製造段階で抵抗が提供され、LED を 12 ボルトまたは 5 ボルトに接続できるようになります。 ただし、そのようなデバイスが常に販売されているとは限りません。 したがって、LED を 12 ボルトに接続する回路には、電流制限器が設けられています。 最初のステップは、接続された LED の特性を調べることです。

一般的な LED デバイスの順方向電圧降下などのパラメータは約 2V です。 これらの LED の定格電流は 0.02A に相当します。 このような LED を 12V に接続する必要がある場合は、「余分な」10V (12 マイナス 2) を制限抵抗で消す必要があります。 オームの法則を使用すると、その抵抗を計算できます。 10/0.02 = 500 (オーム) が得られます。 したがって、E24 電子部品の範囲内で最も近い、公称値 510 オームの抵抗器が必要です。

このような回路が安定して動作するためには、リミッターの電力を計算することも必要です。 電力が電圧と電流の積に等しいという式を使用して、その値を計算します。 10Vの電圧に0.02Aの電流を掛けると0.2Wになります。 したがって、抵抗が必要であり、その標準電力定格は 0.25 W です。

回路に 2 つの LED デバイスを含める必要がある場合は、それらの両端の電圧降下がすでに 4V であることを考慮する必要があります。 したがって、抵抗は10Vではなく8Vを消す必要があります。 したがって、この値に基づいて、抵抗器の抵抗と電力のさらなる計算が行われます。 回路内の抵抗の位置は、アノード側、カソード側、LED の間など、どこにでも配置できます。

マルチメーターを使用して LED をテストする方法

LED の動作状態をチェックする 1 つの方法は、マルチメータを使用してテストすることです。 このデバイスは、あらゆる設計の LED を診断できます。 テスターで LED をチェックする前に、デバイスのスイッチを「テスト」モードに設定し、端子にプローブを当てます。 赤いプローブがアノードに接続され、黒いプローブがカソードに接続されると、結晶が発光するはずです。 極性が逆の場合、デバイスのディスプレイには「1」が表示されます。

役立つアドバイス! LED の機能をテストする前に、メイン照明を暗くすることをお勧めします。テスト中は電流が非常に低く、LED の発光が非常に弱いため、通常の照明では目立たない可能性があります。

LED デバイスのテストはプローブを使用せずに実行できます。 これを行うには、デバイスの下隅にある記号「E」の穴に陽極を挿入し、インジケータ「C」の穴に陰極を挿入します。 LED が動作状態であれば、点灯するはずです。 このテスト方法は、はんだが除去された十分に長いコンタクトを備えた LED に適しています。 この確認方法ではスイッチの位置は関係ありません。

はんだを除去せずにマルチメーターを使用して LED をチェックするにはどうすればよいですか? これを行うには、通常のペーパー クリップの一部をテスター プローブにはんだ付けする必要があります。 ワイヤの間に配置され、電気テープで処理される Textolite ガスケットは、絶縁として適しています。 出力はプローブを接続するための一種のアダプターです。 クリップはしっかりとバネがかかり、コネクタにしっかりと固定されます。 この形式では、プローブを回路から取り外すことなく LED に接続できます。

LEDから自分の手で何が作れるでしょうか？

多くのアマチュア無線家は、LED からさまざまなデザインを自分の手で組み立てる練習をしています。 自己組み立て製品の品質は劣ることはなく、場合によっては製造された製品を上回ることさえあります。 これらには、カラーおよび音楽デバイス、点滅する LED デザイン、DIY LED ランニング ライトなどが含まれます。

LED 用の DIY 電流スタビライザー アセンブリ

LEDの寿命の早期枯渇を防ぐためには、LEDに流れる電流値が安定している必要があります。 赤、黄、緑の LED は増加した電流負荷に対処できることが知られています。 一方、青緑色と白色の LED 光源は、わずかな過負荷でも 2 時間で切れてしまいます。 したがって、LED が正常に動作するには、電源の問題を解決する必要があります。

直列または並列に接続された LED のチェーンを組み立てる場合、それらを通過する電流が同じ強さであれば、同じ放射をそれらに提供できます。 さらに、逆電流パルスは LED 光源の寿命に悪影響を与える可能性があります。 これを防ぐには、回路に LED の電流安定化装置を含める必要があります。

LED ランプの定性的特性は、使用するドライバー、つまり電圧を特定の値の安定した電流に変換するデバイスによって異なります。 多くのアマチュア無線家は、LM317 マイクロ回路に基づいて 220V LED 電源回路を自分の手で組み立てています。 このような電子回路の要素は低コストであり、そのような安定化装置の構築は簡単です。

LM317 に LED 用電流安定器を使用すると、電流は 1A 以内に調整されます。 LM317L をベースにした整流器は、電流を 0.1A に安定させます。 デバイス回路では抵抗を 1 つだけ使用します。 オンラインの LED 抵抗計算ツールを使用して計算されます。 利用可能なデバイスは電源に適しています: プリンター、ラップトップ、またはその他の家庭用電化製品からの電源。 既製品を購入する方が簡単であるため、より複雑な回路を自分で組み立てるのは有益ではありません。

DIY LED DRL

車にデイタイム ランニング ライト (DRL) を使用すると、昼間の他の道路利用者からの車の視認性が大幅に向上します。 多くの自動車愛好家は、LED を使用して DRL を自己組み立てすることを実践しています。 オプションの 1 つは、ブロックごとに 1 W および 3 W の電力を持つ 5 ～ 7 個の LED の DRL デバイスです。 強力ではない LED 光源を使用すると、光束がそのようなライトの基準を満たさなくなります。

役立つアドバイス! DRLを自分の手で作成する場合は、GOSTの要件を考慮してください：光束400〜800 cd、水平面での発光角度 - 55度、垂直面での発光角度 - 25度、面積 - 40 cm²。

ベースには、LED を取り付けるためのパッドを備えたアルミニウム プロファイル製のボードを使用できます。 LED は熱伝導性接着剤を使用して基板に固定されます。 光学系は LED 光源の種類に応じて選択されます。 この場合、照射角35度のレンズが適しています。 レンズは各 LED に個別に取り付けられます。 ワイヤーは任意の都合の良い方向に配線されます。

次に、ラジエーターとしても機能する DRL 用のハウジングを作成します。 このために、U 字型プロファイルを使用できます。 完成した LED モジュールはプロファイルの内側に配置され、ネジで固定されます。 すべての空きスペースを透明なシリコンベースのシーラントで充填し、表面にレンズのみを残すことができます。 このコーティングは防湿層として機能します。

DRL を電源に接続するには、抵抗を必ず使用する必要があり、その抵抗は事前に計算されテストされています。 車種により接続方法が異なる場合があります。 接続図はインターネット上で見つけることができます。

LEDを点滅させる方法

既製品を購入できる最も一般的な点滅 LED は、電位レベルによって制御されるデバイスです。 クリスタルの点滅は、デバイスの端子の電源供給の変化によって発生します。 したがって、赤と緑の 2 色の LED デバイスは、そこを流れる電流の方向に応じて発光します。 RGB LED の点滅効果は、3 つの個別の制御ピンを特定の制御システムに接続することによって実現されます。

しかし、最小限の電子部品を用意すれば、通常の単色の LED を点滅させることができます。 LED の点滅を作成する前に、シンプルで信頼性の高い動作回路を選択する必要があります。 12V 電源から電力を供給される点滅 LED 回路を使用できます。

この回路は、低電力トランジスタ Q1 (シリコン高周波 KTZ 315 またはその類似品が適しています)、抵抗 R1 820 ～ 1000 オーム、容量 470 μF の 16 ボルト コンデンサ C1、および LED 光源で構成されます。 回路がオンになると、コンデンサが9〜10Vに充電され、その後トランジスタが一瞬開いて蓄積されたエネルギーがLEDに転送され、LEDが点滅し始めます。 この回路は、12V 電源から電力が供給されている場合にのみ実装できます。

トランジスタ マルチバイブレータと同様の方法で動作する、より高度な回路を組み立てることができます。 この回路には、トランジスタ KTZ 102 (2 個)、電流を制限するためのそれぞれ 300 オームの抵抗 R1 および R4、トランジスタのベース電流を設定するためのそれぞれ 27000 オームの抵抗 R2 および R3、16 ボルトの極性コンデンサ (2 個) が含まれています。 . 容量 10 uF) と 2 つの LED 光源。 この回路は 5V DC 電圧源によって電力を供給されます。

この回路は「ダーリントン ペア」原理に基づいて動作します。つまり、コンデンサ C1 と C2 が交互に充電および放電され、特定のトランジスタが開きます。 1 つのトランジスタが C1 にエネルギーを供給すると、1 つの LED が点灯します。 次に、C2 がスムーズに充電され、VT1 のベース電流が減少します。これにより、VT1 が閉じ、VT2 が開き、別の LED が点灯します。

役立つアドバイス! 5Vを超える電源電圧を使用する場合は、LEDの故障を防ぐために異なる値の抵抗を使用する必要があります。

DIY LED カラー音楽アセンブリ

かなり複雑なカラー音楽回路を自分の手で LED に実装するには、まず最も単純なカラー音楽回路がどのように動作するかを理解する必要があります。 1 つのトランジスタ、抵抗、LED デバイスで構成されます。 このような回路は、定格 6 ～ 12V の電源から電力を供給できます。 回路の動作は、共通のラジエーター (エミッター) によるカスケード増幅によって発生します。

VT1 ベースは、さまざまな振幅と周波数の信号を受信します。 信号の変動が指定されたしきい値を超えると、トランジスタが開き、LED が点灯します。 この方式の欠点は、点滅が音声信号の程度に依存することです。 したがって、カラー音楽の効果は、ある程度の音量でのみ現れます。 音を大きくすると。 LEDは常時点灯し、低下すると軽く点滅します。

最大限の効果を得るために、LED を使用したカラー音楽回路を使用し、音域を 3 つの部分に分割します。 3 チャンネルオーディオコンバーターを備えた回路は 9V 電源から電力を供給されます。 インターネット上のさまざまなアマチュア無線フォーラムで、膨大な数のカラー音楽スキームを見つけることができます。 これらには、単色ストリップ、RGB LED ストリップを使用したカラー ミュージック スキーム、および LED のオンとオフをスムーズに切り替えるためのスキームが含まれます。 LED ライトの動作図をオンラインで見つけることもできます。

DIY LED 電圧インジケーター設計

電圧インジケータ回路には、抵抗 R1 (可変抵抗 10 kOhm)、抵抗 R1、R2 (1 kOhm)、2 つのトランジスタ VT1 KT315B、VT2 KT361B、3 つの LED - HL1、HL2 (赤)、HLЗ (緑) が含まれています。 X1、X2 – 6 ボルト電源。 この回路では、電圧 1.5V の LED デバイスを使用することをお勧めします。

自家製 LED 電圧インジケーターの動作アルゴリズムは次のとおりです。電圧が印加されると、中央の緑色の LED 光源が点灯します。 電圧降下が発生すると、左側の赤色LEDが点灯します。 電圧が増加すると、右側の赤色 LED が点灯します。 抵抗器が中間の位置にあると、すべてのトランジスタが閉じた位置になり、電圧は中央の緑色の LED にのみ流れます。

抵抗スライダが上に移動すると、トランジスタ VT1 が開き、電圧が増加します。 この場合、HL3への電圧供給が停止され、HL1に電圧が供給されます。 スライダーが下に移動すると (電圧が減少すると)、トランジスタ VT1 が閉じ、VT2 が開き、LED HL2 に電力が供給されます。 少し遅れて、LED HL1 が消え、HL3 が 1 回点滅し、HL2 が点灯します。

このような回路は、古い機器の無線コンポーネントを使用して組み立てることができます。 すべての要素がボード上に収まるように、部品の寸法を 1:1 のスケールで確認しながら Textolite ボード上で組み立てる場合もあります。

LED照明の無限の可能性により、優れた特性とかなりの低コストを備えたLEDを使用して、さまざまな照明デバイスを独自に設計することが可能になります。

電気照明の発明以来、科学者はますます経済的な光源を開発してきました。 しかし、この分野における本当の進歩は、以前の製品と比べて光束が劣らず、消費電力が何倍も少ない LED の発明でした。 最初のインジケーター要素からこれまでで最も明るい「Cree」ダイオードに至るまで、彼らの創作には膨大な量の作業が必要でした。 今日は、LED のさまざまな特性を分析し、これらの要素がどのように進化し、どのように分類されているかを調べてみましょう。

記事を読んでください:

発光ダイオードの動作原理と設計

LED は、フィラメント、壊れやすい電球、ガスが入っていないという点で従来の照明装置と区別されます。 これは彼らとは根本的に異なる要素です。 科学的に言えば、この輝きは、その中に p 型および n 型の材料が存在するために発生します。 前者は正の電荷を蓄積し、後者は負の電荷を蓄積します。 P 型材料は電子を蓄積しますが、N 型材料は正孔 (電子が欠けた場所) を形成します。 電荷が接点に現れるとすぐに、接点は p-n 接合に突入し、そこで各電子が p 型に注入されます。 逆の負の n 型接点の側からは、このような動きの結果としてグローが発生します。 それは光子の放出によって引き起こされます。 ただし、すべての光子が人間の目に見える光を発するわけではありません。 電子を移動させる力は LED 電流と呼ばれます。

この情報は一般の人には役に立ちません。 LED には耐久性のある本体と接点があり、その接点は 2 ～ 4 つあること、また、各 LED には点灯に必要な独自の公称電圧があることを知っていれば十分です。

知っておいて損はありません！接続は常に同じ順序で行われます。 これは、「+」を要素の「-」接点に接続すると、発光せず、p 型材料は単純に充電できないことを意味します。これは、遷移に向けた動きがないことを意味します。

応用分野によるLEDの分類

このような要素には、インジケーターや照明などがあります。 前者は後者より前に発明され、無線エレクトロニクスで長い間使用されてきました。 しかし、最初の照明用 LED の出現により、電気工学における真の進歩が始まりました。 このタイプの照明装置の需要は着実に増加しています。 しかし、進歩は止まっていません。より多くのエネルギーを消費せずに明るくなる新しいタイプが発明され、生産されています。 LEDとは何かをさらに詳しく見てみましょう。

インジケーター LED: ちょっとした歴史

このような赤色 LED が最初に開発されたのは 20 世紀半ばでした。 エネルギー効率が低く、暗い光を発していましたが、方向性は有望であることが判明し、この分野の開発は続けられました。 70 年代には、緑と黄色の要素が登場し、それらを改善する取り組みは止まりませんでした。 90 年までに、その光束の強さは 1 ルーメンに達します。

1993 年は、以前のものよりもはるかに明るい最初の青色 LED が日本に登場した年でした。 これは、3 つの色 (虹のすべての色合いを構成する) を組み合わせることで、あらゆる色を得ることができることを意味します。 2000 年代初頭には、光束はすでに 100 ルーメンに達していました。 現在、LED は改良を続けており、消費電力を増加させることなく明るさを向上させています。

家庭用および産業用照明における LED の使用

現在、このような要素は、機械や自動車の製造、生産工場、街路やアパートの照明など、あらゆる産業で使用されています。 最新の開発を考慮すると、懐中電灯用 LED の特性でも、古い 220 V ハロゲンランプと比べても遜色ない場合もあります。 3 W LED の特性を考慮すると、消費電力 20 ～ 25 W の白熱灯のデータに匹敵します。 その結果、エネルギーはほぼ 10 倍節約され、アパートで毎日継続的に使用すると、非常に大きなメリットが得られます。

LEDにはどのような利点がありますか?また、欠点はありますか?

発光ダイオードの優れた性質については多くのことが言えます。 主なものには次のようなものがあります。

マイナス面としては、次の 2 つだけです。

• 定電圧でのみ動作します。
• それは最初から続きます - （電子安定化ユニット）を使用する必要があるため、それらに基づくランプのコストが高くなります。

LEDの主な特徴は何ですか?

特定の目的のためにそのような要素を選択するとき、誰もが技術データに注意を払います。 これらに基づいてデバイスを購入する際に注意すべき主な点は次のとおりです。

• 消費電流。
• 定格電圧;
• 消費電力;
• 色温度。
• 光束の強さ。

これはマーキングで確認できることです。 実際には、さらに多くの特徴があります。 今度はそれらについて話しましょう。

LEDの消費電流とは何ですか?

LED の消費電流は 0.02 A ですが、これは結晶が 1 個の素子にのみ適用されます。 2 つ、3 つ、さらには 4 つの結晶を含む、より強力な発光ダイオードもあります。 この場合、消費電流はチップ数の倍数に増加します。 入力に半田付けされる抵抗を選択する必要があるかどうかを決定するのは、このパラメータです。 この場合、LED抵抗により大電流によるLED素子の瞬時焼損が防止されます。 これは、主電源電流が大きいために発生する可能性があります。

定格電圧

LED の電圧はその色に直接依存します。 これは、使用する材料の違いによって起こります。 この依存性について考えてみましょう。

発光ダイオード抵抗

同じ LED 自体でも抵抗が異なる場合があります。 回路に含めるかどうかに応じて変化します。 一方向では約1 kΩ、もう一方の方向では数MOhmです。 しかし、ここにはニュアンスがあります。 LED の抵抗は非線形です。 これは、印加される電圧に応じて変化する可能性があることを意味します。 電圧が高くなるほど、抵抗は低くなります。

光出力とビーム角度

LEDの光束の角度は、その形状や製造材料によって異なる場合があります。 120 0 を超えることはできません。 このため、より大きな分散が必要な場合は、特別な反射板とレンズが使用されます。 この「指向性光」の性質は、3 W LED 1 個で 300 ～ 350 lm に達する最大の光束に貢献します。

LEDランプの電力

LED の電力は純粋に個別の値です。 0.5 ～ 3 W の範囲で変化します。 オームの法則を使用して決定できます P = I × U 、 どこ 私 – 現在の強さ、そして U – LED 電圧。

パワーはかなり重要な指標です。 特に、特定の数の要素に何が必要かを計算する必要がある場合。

カラフルな温度

このパラメータは他のランプと同様です。 LED蛍光灯に最も近い温度スペクトルです。 色温度は K (ケルビン) で測定されます。 グローは暖色 (2700 ～ 3000K)、ニュートラル (3500 ～ 4000K)、または冷色 (5700 ～ 7000K) のいずれかになります。 実際には、さらに多くの色合いがありますが、主なものをここにリストします。

LED素子チップサイズ

購入時にこのパラメータを自分で測定することはできませんが、親愛なる読者ならその理由が理解できるでしょう。 最も一般的なサイズは、45x45 mil および 30x30 mil (1 W に相当)、24x40 mil (0.75 W) および 24x24 mil (0.5 W) です。 より一般的な測定システムに変換すると、30x30 mil は 0.762x0.762mm に相当します。

1 つの LED には多数のチップ (結晶) が存在する場合があります。 要素に蛍光体層（RGB - カラー）がない場合、結晶の数をカウントできます。

重要！中国製の非常に安価な LED を購入すべきではありません。 品質が低いだけでなく、その特徴が誇張されていることがほとんどです。

SMD LEDとはその特徴と従来のLEDとの違い

この略語を明確に解読すると、文字通り「表面実装」を意味する表面実装デバイスのように見えます。 より明確にするために、脚にある通常の円筒形の発光ダイオードが基板の中に埋め込まれ、反対側にはんだ付けされていることを思い出してください。 対照的に、SMD コンポーネントは、コンポーネント自体が配置されている側と同じ側に爪で固定されます。 この導入により両面プリント基板の作成が可能となります。

このような LED は、従来のものよりもはるかに明るく、コンパクトであり、新世代の要素です。 寸法はマーキングに示されています。 ただし、コンポーネント内に多数存在する SMD LED とクリスタル (チップ) のサイズを混同しないでください。 これらの発光ダイオードのいくつかを見てみましょう。

LED SMD2835 パラメータ: 寸法と特性

多くの初心者の職人は、マーキング SMD2835 と SMD3528 を混同します。 一方で、マーキングはこれらの LED のサイズが 2.8x3.5 mm と 3.5 x 2.8 mm であり、同じものであることを示しているため、これらは同じであるはずです。 しかし、これは誤解です。 SMD2835 LED の技術的特性ははるかに優れていますが、厚さは SMD3528 の 2 mm に対してわずか 0.7 mm です。 さまざまな検出力を持つ SMD2835 データを見てみましょう。

ご理解のとおり、SMD2835 の技術的特性は非常に多様です。 それはすべて結晶の量と品質に依存します。

5050 LED 仕様: 大型の SMD コンポーネント

非常に驚くべきことに、その大きな寸法にも関わらず、この LED の光束は以前のバージョンよりも低く、わずか 18 ～ 20 Lm です。 その理由は結晶の数が少ないためです - 通常は 2 つしかありません。 このような要素の最も一般的な用途は LED ストリップです。 ストリップの密度は通常 60 個/m で、合計は約 900 lm/m になります。 この場合の利点は、テープが均一で穏やかな光を与えることです。 この場合、照明の角度は最大で 120 ° に等しくなります。

このような要素は、白色の輝き (冷たい色合いまたは暖かい色合い)、単色 (赤、青、または緑)、3 色 (RGB)、および 4 色 (RGBW) で生成されます。

SMD5730 LEDの特性

このコンポーネントと比較すると、以前のコンポーネントはすでに時代遅れであると考えられています。 すでに超高輝度 LED と呼ぶことができます。 5050 と 2835 の両方に給電する 3 ボルトは、0.5 ワットで最大 50 ルーメンを生成します。 SMD5730 の技術的特性は一桁高いため、考慮する必要があります。

それでも、これは SMD コンポーネントの中で最も明るい LED ではありません。 比較的最近、文字通り他のすべてを上回る要素がロシア市場に登場しました。 これからそれらについて話していきます。

Cree LED: 特性と技術データ

現在のところ、Cree 製品に類似した製品はありません。 超高輝度LEDの特性は本当に素晴らしいです。 以前の素子が 1 つのチップからわずか 50 Lm の光束を誇ることができた場合、たとえば、Cree の XHP35 LED の特性は 1 つのチップから 1300 ～ 1500 Lm になります。 しかし、その電力もさらに大きく、13 Wです。

このブランドのLEDのさまざまな変更とモデルの特徴を要約すると、次のことがわかります。

SMD LED「Cree」の光束強度はビンと呼ばれ、パッケージに表示することが義務付けられています。 最近、このブランドの偽物が多く出回っており、主に中国製です。 購入したときは見分けるのが難しいですが、1か月使用すると光が暗くなり、他のものと区別できなくなります。 かなりの高額な費用がかかるこのような買収は、かなり不快な驚きとなるでしょう。

このトピックに関する短いビデオを提供します。

マルチメーターでLEDをチェックする - その方法

最も簡単でアクセスしやすい方法は「ダイヤル」です。 マルチメーターにはダイオード専用の別のスイッチ位置があります。 デバイスを目的の位置に切り替えたら、プローブで LED の脚に触れます。 ディスプレイに数字「1」が表示された場合は、極性を変更する必要があります。 この位置では、マルチメーターのブザーが鳴り、LED が点灯します。 これが起こらない場合は、失敗したことを意味します。 発光ダイオードが正常に動作しているのに、回路にはんだ付けすると動作しない場合は、2 つの理由が考えられます。位置が間違っているか、抵抗器の故障です (最新の SMD コンポーネントでは抵抗器がすでに組み込まれているため、 「ダイヤル」プロセス中に明らかになります）。

発光ダイオードの色分け

このような製品には世界的に一般的に受け入れられているマーキングはなく、各メーカーが自社に適した色を指定しています。 ロシアでは LED の色分けが使用されていますが、文字指定を含む要素のリストは非常に印象的であり、それを覚えようとする人はほとんどいないため、それを使用する人はほとんどいません。 最も一般的な文字の指定であり、多くの人がこれが一般的に受け入れられていると考えています。 しかし、そのようなマーキングは、強力な要素ではなく、LEDストリップでよく見られます。

LEDストリップマーキングコードのデコード

テープにどのようにマークが付けられているかを理解するには、次の表に注目する必要があります。

たとえば、特定の LED CW SMD5050/60 IP68 マーキングを考えてみましょう。 これを見ると、これは表面実装用の白色 LED ストリップであることがわかります。 取り付けられている要素のサイズは 5x5mm、量は 60 個/m です。 保護等級により、水中で長時間使用できます。

LEDから自分の手で何が作れるでしょうか？

これは非常に興味深い質問です。 細かく答えるとかなり時間がかかります。 発光ダイオードの最も一般的な用途は、吊り天井や吊り天井、キッチンの作業エリア、さらにはコンピュータのキーボードを照らすことです。

専門家の意見

ES、EM、EO設計エンジニア（電源、電気機器、室内照明） ASP North-West LLC

「このような要素を動作させるには、パワースタビライザーまたはコントローラーが必要です。 古い中国の花輪から取ることもできます。 多くの「職人」は、通常の降圧トランスで十分だと書いていますが、そうではありません。 この場合、ダイオードが点滅します。」

電流安定化装置 - どのような機能を果たしますか?

LED用スタビライザーは、電圧を下げて電流を均一にする電源です。 言い換えれば、要素が正常に動作するための条件を作成します。 同時に、LED の電圧の上昇または下降からも保護します。 電圧を調整して光要素のスムーズな減衰を保証するだけでなく、色やフリッカーモードを制御できるスタビライザーもあります。 これらはコントローラーと呼ばれます。 同様の装置が花輪にも見られます。 RGB ストリップとの切り替え用に電気店でも販売されています。 このようなコントローラにはリモコンが装備されています。

このようなデバイスの設計は複雑ではなく、必要に応じて、自分の手で簡単なスタビライザーを作成できます。 これを行うには、無線エレクトロニクスに関する少しの知識と、はんだごてを保持する能力だけが必要です。

車のデイタイムランニングライト

自動車業界では、発光ダイオードの使用が非常に一般的です。 たとえば、DRL は彼らの協力のみによって製造されています。 しかし、車にランニングライトが装備されていない場合、ランニングライトを購入すると懐が痛む可能性があります。 多くの自動車愛好家は安価な LED ストリップで済ませていますが、これはあまり良いアイデアではありません。 特に光束の強さが低い場合。 良い解決策は、Cree ダイオード付きの粘着テープを購入することです。

古いケースの中に新しい強力なダイオードを配置することで、すでに壊れたものを使用して DRL を作成することはかなり可能です。

重要！デイタイムランニングライトは、夜間ではなく日中に車が見えるように特別に設計されています。 暗闇でどのように光るかを確認することは意味がありません。 DRL は太陽の下でも見えるはずです。

LED の点滅 - これは何のためにあるのでしょうか?

このような要素を使用するための良い選択肢は、広告掲示板です。 しかし、静的に光る場合は、それにふさわしい注目を集めることができません。 主な作業はシールドを組み立ててはんだ付けすることです。これにはいくつかのスキルが必要ですが、習得するのは難しくありません。 組み立て後、同じガーランドからコントローラーを取り付けることができます。 その結果、明らかに注目を集める点滅広告が生まれます。

発光ダイオードを使ったカラー音楽 - 作るのは難しいですか?

この仕事はもはや初心者向けではありません。 本格的なカラー音楽を自分の手で組み立てるには、要素の正確な計算だけでなく、無線エレクトロニクスの知識も必要です。 しかし、それでも、その最も単純なバージョンは誰でも実行できるものです。

サウンド センサーはラジオ電気店に必ずあり、最近のスイッチの多くにはセンサーが付いています (拍手をすると光ります)。 LED ストリップとスタビライザーがある場合は、電源から同様の爆竹を介してストリップに「+」を実行することで、目的の結果を得ることができます。

電圧インジケーター: 切れた場合の対処方法

最新のインジケータードライバーは、発光ダイオードと絶縁体付きの抵抗器で構成されています。 ほとんどの場合、これはエボナイトインサートです。 内部のエレメントが焼損した場合は新品と交換できます。 そして職人自らが色を選んでいきます。

別のオプションは、チェーン テスターを作成することです。 これを行うには、単三電池 2 本、ワイヤー、発光ダイオードが必要です。 バッテリーを直列に接続したら、要素の脚の1つをバッテリーのプラスにはんだ付けします。 ワイヤーはもう一方の脚とバッテリーのマイナスから来ます。 その結果、短絡するとダイオードが点灯します (極性が反転していない場合)。

LED 接続図 - すべてを正しく行う方法

このような要素は、直列と並列の 2 つの方法で接続できます。 同時に、発光ダイオードを正しく配置する必要があることを忘れてはなりません。 そうしないと、この計画は機能しません。 円筒形の通常のセルでは、これは次のように判断できます。陰極 (-) にフラグが表示され、陽極 (+) よりわずかに大きくなります。

LED抵抗の計算方法

発光ダイオードの抵抗を計算することは非常に重要です。 そうしないと、要素が単純に焼き切れてしまい、ネットワーク電流の大きさに耐えられなくなります。

これは次の式を使用して実行できます。

R = (VS – VL) / I, どこ

• VS - 供給電圧;
• VL – LEDの定格電圧。
• 私 – LED 電流 (通常は 0.02 A、20 mA に相当)。

希望があれば何でも可能です。 回路は非常に単純です。壊れた携帯電話などからの電源を使用します。 最大の特徴は整流器が付いていることです。 負荷（ダイオードの数）を過剰に設定しないことが重要です。そうしないと、電源が焼損する危険があります。 標準の充電器は 6 ～ 12 個のセルを処理できます。 青、白、赤、緑、黄色の 2 つの要素を使用して、コンピューターのキーボードにカラー バックライトを取り付けることができます。 かなり綺麗になります。

お役立ち情報！電源によって供給される電圧は 3.7 V です。これは、ダイオードを直列接続したペアで並列に接続する必要があることを意味します。

パラレル接続とシリアル接続: その実行方法

物理学および電気工学の法則によれば、並列接続では、電圧はすべての消費者に均等に分配され、各消費者では変化しません。 順次インストールでは、フローが分割され、各コンシューマでその数の倍数になります。 言い換えれば、8 個の発光ダイオードを直列に接続すると、12 V で正常に動作しますが、並列に接続すると切れてしまいます。

最良のオプションとして 12 V 発光ダイオードを接続する

すべての LED ストリップは、12 または 24 V を生成するスタビライザーに接続するように設計されています。今日、ロシアの店舗の棚には、さまざまなメーカーからのこれらのパラメーターを備えた製品の膨大な品揃えがあります。 しかし、依然として 12 V のテープとコントローラが主流であり、この電圧は人間にとってより安全であり、そのようなデバイスのコストも低くなります。 12 V ネットワークへの自己接続については少し上で説明しましたが、コントローラーへの接続に問題はありません。コントローラーには小学生でも理解できる図が付属しています。

ついに

発光ダイオードの人気が高まっていることを喜ばずにはいられません。 結局のところ、これによって進歩が前進します。 そして、おそらく近い将来、現在存在するものよりも桁違いに高い性能を持つ新しい LED が登場するでしょう。

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ビデオ: LED を正しく接続する方法