Мощность Светодиода — Как Точно Определить?

С каждым годом рынок электронных компонентов расширяется, с ним увеличивается и ассортимент предоставляемых им товаров. В данный момент можно найти огромное количество разнообразных светодиодов, отличающихся друг от друга по цвету, напряжению или мощности. Все они предоставляют покупателям огромные возможности в использовании.

Если вы купили светодиод в магазине то, для того, чтобы определить его мощность, достаточно просто взглянуть на маркировку. Но что делать с диодами, найденными, например, дома? Перед использованием вам необходимо разобраться с его характеристиками, иначе он просто выйдет из строя. Если вы задаётесь вопросом: «Как определить мощность светодиода?», ответ на него вы найдёте ниже.

Зачастую его мощностью называют значение, выраженное в ваттах. Но такая информация неверна. Такая подмена понятий делается только для облегчения понимая рядового пользователя. На самом деле, светодиод имеет определённое значение максимума рабочего тока. При его превышении он сгорает.

В наше время рынок электронных компонентов разделяет светодиоды на два вида. Они отличаются друг от друга размерами и показателями мощности. Светодиоды можно разделить на два вида – светодиоды малой мощности и высокой мощности.

Первая категория является самой распространённой на рынке. К ней относят индикаторные светодиоды и светодиоды поверхностного монтажа. Их диаметр колеблется от двух до двадцати миллиметров. В этом случае мощность может достигать 0,5 ватт.

Ко второй категории относятся светодиоды высокой мощности. Их показатели в разы выше показателей первой категории. Но главным недостатком таких светодиодов является их корпус. А точнее, его тип. Дело в том, что их корпус рассчитан на автоматический монтаж, что позволяет производить огромное количество светодиодных светильников быстро и качественно. Но тех людей, которые хотят использовать их в домашних условиях, ждут трудности. Вручную установить такие светодиоды бывает очень сложно и накладно, а отвод тепла – ещё более серьёзная проблема.

У каждого светодиода имеется понятие максимального рабочего тока, о котором мы уже упоминали выше. Именно от него и зависит максимальная мощность светодиода. Например, возьмём светодиод, значение рабочего того которого 700 мА. Максимальную мощность нужно посчитать по формуле U*I. То есть, примерно 3,7В * 0,7А = 2,6 вт.

Чтобы светодиод перенёс максимальный ток и не вышел из строя, следует соблюдать некоторые условия:

1. Кристалл должен быть надлежащего качества. Необходимо выбирать светодиоды проверенных и серьёзных производителей. Очень сложно определить качество кристалла, поэтому не стоит надеяться на порядочность продавца и дешевизну. Скупой платит дважды. Покупая светодиоды именитых производителей, вы обеспечиваете себе уверенность в работоспособности и качестве изделия.
2. Размер кристалла. Он должен быть соответствующего размера. Как минимум, больше 1х1 мм. Например, на рынке имеется разновидность светодиодов увеличенного размера. Чем больше размер, тем выше рабочие показатели.

Мощность светодиода

Не так сложно ответить на вопрос «Как узнать мощность светодиода?». Определить мощность и узнать ток светодиода (узнать на сколько вольт светодиод) вам поможет соответствие размеров, цвета и показателей (значение в ваттах – мощность, значение в мА – номинальный ток).

Маленького размера (от трёх до десяти миллиметров):

1. Инфракрасные (<2 вт, примерно 20 мА)
2. Красного оттенка (1,7-2 вт, 15-25 мА)
3. Оранжевого оттенка (примерно 2 вт, 15-25 мА)
4. Желтого оттенка (2,1-2,2 вт, 15-25 мА)
5. Зеленого оттенка (1,9-3,6 вт, 15-25 мА)
6. Голубого оттенка (2,5-3,6 вт, 15-25 мА)
7. Фиолетового оттенка (2,7-4 вт, 15-25 мА)

Большого размера (десять миллиметров и более):

1. Желтого оттенка (2,1-2,2 вт, 290-310 мА)
2. Белого и розового оттенков (3,2-3,6 вт, 15-25 мА)

Этот способ не является точным и может привести к погрешностям.

Более точное определение мощности

Данный способ является более сложным, но в то же время надёжным. Нам потребуются: мультиметр, блок питания и резистор с сопротивлением в 500 Ом. Подключите светодиод к резистору и блоку питания, соблюдая полярность. Увеличивая напряжение на блоке питания, сравните показатели блока и светодиода. Лучше, если на блоке питания имеется индикация напряжения. Также возможно использование двух вольтметров. В начале процедуры напряжение на полюсах блока питания и светодиода будет примерно одинаковым (допускается погрешность 0.1 вт и более). Достигнув определённого значения, увеличение разницы в напряжениях возрастёт. Важно знать, что такая техника не работает в случае с лазерными светодиодами.

Определение напряжения

Также очень часто у людей возникает вопрос «Как узнать напряжение светодиода?». Если вам нужно определить на сколько вольт светодиод, вы можете взять из списка выше значение в мА и перевести его в вольты по формуле: U = P/I, где: U – напряжение, в вольтах, Р – мощность, в ваттах, I – сила тока, в амперах.

Такой способ, как и в случае с мощностью, не является точным. Для надёжного определения напряжения вам понадобится блок питания с напряжением до 12 вольт, на котором можно его регулировать, мультиметр и резистор с сопротивлением 510 Ом. Необходимо последовательно собрать схему.

Принцип работы прост: сопротивление резистора ограничивает ток, а с помощью мультиметра вы отслеживаете напряжение светодиода. Плавно увеличив напряжение от блока питания, следует наблюдать за ростом показаний мультиметра. Когда яркость диода достигнет номинального значения, а показания мультиметра перестанут возрастать, запишите показания на экране. Это и будет номинальное напряжение светодиода, выраженное в вольтах. При отсутствии блока питания с регулируемым напряжением можно использовать «крону» на 9В. Такие несложные манипуляции позволят вам определить напряжение светодиода.

Таким образом, используя способы, описанные в этой статье, можно определить напряжение светодиода и его мощность. Эти способы подойдут людям, которые нашли неизвестный светодиод и хотят использовать его, но не имеют о нём информации, и тем, кто желает «разогнать» светодиод.

Как определить мощность светодиода

С годами рынок предлагает все большее разнообразие светодиодов. Они отличаются цветом, напряжением, мощностью и т.д.
Если вам в руки попался светодиод и вы хотите его использовать, то непременно нужно разобраться какой мощности это устройство, иначе можно элементарно спалить его.
Как определить мощность светодиода? Об этом расскажем в данной статье.
Светодиод представляет собой полупроводниковый кристалл. Он может быть в корпусе или без него, но в любом случае у него будет два вывода: положительный и отрицательный. Мощностью светодиодов часто называют показатели в ваттах. Однако это не совсем верно. Это делается для простоты понимания. У светодиодов есть показатель максимума рабочего тока, при котором он может работать. А мощность зависит от количества тока, который вы ему дадите.

Содержание статьи

Светодиоды малой мощности

Так же их называют индикаторными. Их смело можно назвать самым распространенным видом светодиодов. Они небольшого размера (2-20 миллиметров в диаметре). Индикаторными их называют по самому частому применению – вы наверняка их видели практически во всей бытовой технике. Практически все белые маломощные светодиоды обладают параметрами 20МА 3,2 вольт. То есть его мощность – 0,06ватт.
Так же к этому виду светодиодов относят светодиоды поверхностного монтажа или SMD – светодиоды. Это светодиоды, которые подсвечивают экраны, кнопки и т.п. Так же из них делают светодиодные ленты, часто используемые для декорирования помещений.
Ленты бывают либо SMD 3528, либо 5050. SMD 3528 делается как раз из таких индикаторных светодиодов. А вот SMD 5050 сделаны из соединенных по трое светодиодов. Их мощность – в районе 0,2 ватта.

Мощные светодиоды

Условно можно поделить на:

• Брендовые (фирмы CREE, Nichia, Osram и другие…)
• Китайские

Что касается брендовых, они всем хороши, кроме, пожалуй, завышенной цены. Зато приобретая такие светодиоды, вы будете уверены в их качестве, к тому же все показатели, в том числе и мощность, указаны в инструкции. Так же нужно учитывать, что подобные компании выпускают светодиоды для заводской сборки. Вручную это тоже можно сделать, но будет гораздо сложнее.
Китайские светодиоды обладают гораздо большим ассортиментом. Но при всем многообразии китайские светодиоды грешат отклонениями от стандартов (точнее одних стандартов просто нет), и невысоким качеством.
Обычный светодиод китайского производства обладает мощностью примерно в 2,6 ватта.
Так же выпускают светодиоды с увеличенным кристаллом.

Какой ток даст максимальную мощность светодиода?

Если вам нужно добиться максимальной экономичности светильника – используйте светодиоды, которые дают около 120 Лм на ватт. Ток для них должен быть не более 300 мА. При хорошем отводе тепла такие светодиоды будут работать бесконечно долго.
Если главное яркость, то чипы 35-38 mil на токе в 600мА будут неплохим решением.

Как определить мощность светодиода?

Допустим, вы просто нашли у себя на столе светодиод. Никаких данных о нем нет. Как быть в таком случае?
Самый простой способ – включаете его на низковольтном питании последовательно с резистором на 1 – 1,5 кОМ. Практически любой светодиод будет работать. Но если нужны более точные показатели, делаем следующее: соотносим показатели по внешнему виду.
Маленькие (3-10 мм):

• Инфракрасный (ток – менее 2 ватт, напряжение – около 20 мА)
• Красный (ток – от1,7 до 2 ватт, напряжение – от 15 до 20 мА)
• Оранжевый (ток –около 2 ватт, напряжение –20 мА)
• Желтый (ток – 2,1-2,2 ватт, напряжение – 20 мА)
• Зеленый (ток – 1,9-3,6 ватт, напряжение – 20 мА)
• Голубой (ток — 2,5-3,6 ватт, напряжение – 20 мА)
• Фиолетовый (ток – 2,7-4 ватт, напряжение –20 мА)

Большие:

• Желтый (обычно на радиаторе) (ток – 2,1-2,2 ватт, напряжение –300 мА)
• Белый, розовый (ток – 3,2-3,6 ватт, напряжение –20 мА)

Светодиодные ленты (ток – 12 или 24 ватт, напряжение – рассчитывается в зависимости от длины ленты).

Точное определение мощности

Вам понадобятся:

• Мультиметр
• Блок питания, в котором можно плавно повышать напряжение
• Резистор на 500 Ом

К лазерным светодиодам эта техника неприменима!
Подключаете светодиод к резистору и блоку питания. Соблюдайте полярность! Ее тоже можно определить с помощью мультиметра.
Плавно увеличивайте напряжение на блоке питания, сравнивая показатели на нем и на светодиоде.
Удобнее будет использовать блок питания, который показывает рабочее напряжение, или использовать два вольтметра.
Что будет происходить? одинаковое изначально напряжение будет постепенно изменяться на блоке и светодиоде. Важно, чтобы светодиод светился с нормальной яркостью.

Почему он может не светится?

• если он инфракрасный
• если он сломан
• если напряжение на двух точках пропорционально меняется от нуля до максимума, но светится он начинает с 3 воль, значит внутри светодиода находится резистор, ограничивающий подачу тока. В этом варианте ограничиваете тока на значении не больше 20 мА, смотря на то, как ярко светится светодиод.

Далее на блоке питания ставим 0 вольт, подключаем напрямую (или через резистор на 10Ом) светодиод. В цепь подключаем и миллиамперметр. Постепенно поднимаете напряжение до рассчитанного.

Совет
Не зная точных показателей светодиода, не давайте ему ток более 350 мА. Если все-таки необходимо больше – подготовьте сильный теплоотвод. Примерно при токе в 700мА светодиоду будет нужно около 80 кв. см радиатора. Оптимальная температура – 60 по Цельсию.

сколько ватт потребляет, сколько светодиодов нужно на метр длины, как определить количество электроэнергии, потребляемой rgb светодиодом

Светодиодные ленты поставляются в торговую сеть в катушках по 5 метров (реже 2,5-10 м). Для подключения на каждом конце имеются провода. На производстве используются 2 технологии – SMD и DIP. При самостоятельной установке требуется расчет мощности светодиодных лент, потребления электроэнергии, параметров преобразователей напряжения. Хотя формулы простые, для получения верного результата требуется определенный уровень знаний.

Разновидности светодиодов

SMD диоды монтируются на гибкую ленту при помощи технологии поверхностного монтажа (припаиваются к плате). Корпуса DIP оснащены ножками, поэтому перед пайкой крепятся на гибкой плате. Полосы с SMD плоские, излучают свет параллельно монтажной плоскости. DIP – это цепочка из цилиндров, которая используется при тюнинге транспортных средств, для оформления больших банкетных залов, фасадов, конструкций наружной рекламы, площадей, даже деревьев.

Для изготовления монохромных (одноцветных) светодиодных лент используются однотипные диоды. Они могут излучать красный, желтый, зеленый, синий, белый свет, реже оранжевый или розовый. Доступны изделия с ультрафиолетовым и инфракрасным излучением для медицинских учреждений, оранжерей, теплиц. Белый свет имеет различные оттенки: желтоватый, нейтральный, синий. При установке 3-х кристаллов в один чип он называется

RGB.

Светодиодная полоса может быть обычная и водонепроницаема

Разбираемся как отличить 1 Вт и 3 Вт светодиоды мощные

Свечение кристаллов

Достаточно часто людям приходится покупать светодиоды мощностью 1 Вт и 3 Вт. Если мы делаем это в проверенных магазинах, то большой проблемы нет. А если это мы делаем на новых площадках? Как не обмануться? Как отличить 1 Вт светодиоды от 3 Вт? В принципе, задача не из невозможных… Посмотрим и попробуем…

Что такое мощные светодиоды 3 Вт и 1 Вт разбирать не буду. Если Вы читаете этот материал, то мне кажется, достаточно не плохо понимаете что и к чему. Для чего и для какой цели покупали.

к оглавлению ↑

Сравнение двух светодиодов 1 Вт и 3 Вт

---

Слева 1 Вт справа 3 Вт

Визуальное сравнение двух светодиодов не даст Вам практически никакой информации, если ни разу с этим не сталкивались. Более продвинутые могут отличить на глаз какой светодиод будет мощнее, а какой — нет, рассмотрев кристалл. Но не всегда и это будет возможно сделать визуально. Кристалл не всегда виден.

Для определения какой LEDs 1 Вт или 3 Вт лежит на столе — стоит провести некоторые измерения и эксперименты.

к оглавлению ↑

Характеристики светодиодов 1 Вт и 3 Вт

---

Мною были взяты светодиоды из местного магазина (происхождение не известно) и диод приобретенный на Aliexpress. По заверению продавцов — оба по 3 W.

Обратимся к характеристикам светодиодов на 1 и 3 Вт. Возьмем наиболее популярные от Epistar. Светодиоды от других производителей, в принципе, не отличаются от этих данных.

Характеристики 3 Вт и 1 Вт светодиодов

Как читать ТТХ светодиодных источников света — смотрите в статье.

Мы видим, что рабочий ток 1 Вт диода составляет 350мА, 3 Вт — 700мА. Максимальный пиковый ток у обоих 0,8 А. Т.е. оба этих диода будут работать на максимально-возможном 0,75А. Они будут работать и при 1 А, но не долго). Не стоит разгонять чипы без надобности, мы все-таки радеем за долговечность. Тем более, если Вы приобрели правильный светодиод, то и яркости Вам хватит.

к оглавлению ↑

Как различить светодиоды 3 Вт и 1 Вт

---

При включении чипов на полную мощность Вы вряд ли сможете отличить  1 Вт и 3 Вт по свету. Глаз не воспримет слишком яркое свечение.

Можно использовать черную коробку, по отдельности включать светодиоды и смотреть, какой образец даст больший световой эффект. Вместо коробки можно использовать черный лист. Это пример, но смысл понятен, думаю.

Если у Вас есть два диода, не понятного происхождения, то определить какой из них 3 Вт, а какой 1 Вт можно следующим способом: подключаем оба к источнику питания и подаем на них 3,5 В. При этом начальное значение тока должны быть в пределах 350мА. Посмотрим на графическую зависимость яркости от тока.

Зависимости светодиодов 1 и 3 Вт от тока

При увеличении начального напряжения в 3,5 В яркость 1 Вт диода еще немного увеличится и практически остановится, если дальше повышать напряжение (ток). В случае, если у Вас 3 Вт диод, то при увеличении напряжения от 3,5 В ток будет расти, а согласно графику, приведенному выше, мы видим, что яркость будет постепенно увеличиваться до момента, пока ток не достигнет 700 мА.

График зависимости тока от напряжения 1 и 3 Вт светодиодов

Т.е. визуально мы можем определить любой светодиод 1 Вт или 3 Вт если подав на него ток 350 мА будем постепенно увеличивать его. Увеличение яркости от 350 мА говорит о том, что перед нами 3 Вт диод. Незначительное увеличение яркости от 350 до 700 мА говорит о том, что перед нами 1 Вт диод.

Другой способ определить где 3 Вт или 1 Вт мощный светодиод — нагрев. Здесь простая физика. При тех же 350 мА 1 Вт светодиод будет нагреваться быстро. И в руке его держать Вы не сможете. 3 Вт же светодиод при том же токе можно достаточно долго держать в руке без заметных неприятных ощущений. Естественно, что это побочный способ определения где какой диод. Но имеет право на существование.

Ну и последний способ — отличить светодиоды по размеру кристалла. Чтобы наверняка это делать, стоит приобрести USB микроскоп. Это бюджетный вариант и достаточно качественный, с необходимыми гаджетами. Здесь можно посмотреть много микроскопов различной ценовой категории. Вообще USB микроскоп интересная штуковина и пригодится дома не один раз. Далее используя калибровочную линейку и предустановленную программу можно легко замерить размеры кристалла. С ним мы точно можем сказать, какой размер кристалла установлен. Однако и этот способ не даст нам точного понятия где какой диод. Но беря во внимание, что чем больше кристалл, тем больше мощность — соответственно можно сделать вывод для себя.

Мощные диоды 1 Вт имеют размеры 30х30mil. Кристаллы в 3 Вт диодах — 45х45mil. Это, конечно идеальные размеры.

Если у Вас нет микроскопа, а хочется узнать размеры, то можно воспользоваться подручными средствами. Подадим на светодиоды очень маленький ток. Кристаллы начнут еле-еле светиться.

Свечение кристаллов

Слева мы видим, что размер кристалла на порядок больше. Именно этот светодиод был приобретен на Aliexpress. Тот образец, что был приобретен в офф-лайн магазине явно 1 Вт, не смотря на то, что продавался с заявленной мощностью — 3Вт. В принципе, мне хватило одного взгляда на кристалл через микроскоп и понять где какой диод будет. Но для себя любимого я проверил свечение по первому способу (увеличение тока) и визуальный вывод был подтвержден.

Ну вот и все. Вот такими нехитрыми способами теперь Вы можете спокойно проверить, сравнить и различить 3 Вт мощные светодиоды от 1 Вт. Но, чтобы этим не заниматься постоянно, стоит приобретать светодиодную продукцию в проверенных магазинах и площадках.

к оглавлению ↑

Видео по измерению кристаллов для отличия 1 и 3 Вт светодиодов

---

КПД светодиодов. КПД LED светильников и источников питания

При использовании светодиодов в качестве основного источника света возникает вопрос — какая мощность светильников для этого необходима. Чтобы на него ответить, нужно знать от чего зависит КПД светодиодов.

КПД светодиодного элемента

В идеальном светодиоде с КПД 100% каждый поступивший электрон излучает фотон света. Такая эффективность недостижима. В реальных устройствах она оценивается по соотношению светового потока к подведённой (потребляемой) мощности.

На этот показатель влияет несколько факторов:

• Эффективность излучения. Это количество фотонов, излучаемых на p-n переходе. Падение напряжения на нём составляет 1,5-3В. При дальнейшем повышении напряжения питания, оно не растёт, а увеличивается ток через прибор и яркость света. В отличие от лампы накаливания, она имеет линейную зависимость от протекающего тока только до определённой величины. При дальнейшем повышении тока дополнительная электрическая мощность расходуется только на нагрев, что ведёт к падению КПД.
• Оптический выход. Все выделенные фотоны должны излучаться в окружающее пространство. Именно это является главным сдерживающим фактором для увеличения КПД светодиодов.
• Некоторые светодиоды для лучшей передачи цвета покрываются слоем люминофора. В этом случае на КПД устройства дополнительно влияет эффективность преобразования света.

График зависимости светового потока от тока, проходящего через светодиод

В начале XXI века нормой считался КПД 4%, а сейчас поставлен рекорд в 60%, что в 10 раз больше, чем у лампы накаливания.

«Средний по больнице» КПД для топовых производителей типа Philips или Cree колеблется 35-45%. Точные параметры можно увидеть в даташите конкретной модели. КПД для бюджетных китайских светодиодов — это всегда рулетка с разбросом 10-45%.

Но это теоретические показатели, на которые мы повлиять не можем. На практике ключевую роль играют ток, подаваемый на диод и температурный режим. Прекрасную работу проделал пользователь ютуба под ником berimor76, показав на практике зависимость светового потока от подаваемого тока и температуры. Смотрим видео.

КПД источника питания

Кроме КПД самих светодиодов, на энергоэффективность светодиодных ламп и светильников оказывает влияние источник питания. Они есть двух типов:

• Блок питания. Подаёт на светодиоды постоянное, заранее заданное напряжение, независимо от потребляемого тока.
• Драйвер. Обеспечивает постоянное значение тока. Напряжение при этом значения не имеет.

Блок питания

Блок питания подаёт на светодиод напряжение, превышающее необходимое для открытия p-n перехода. Но сопротивление открытого диода очень мало. Поэтому для ограничения тока последовательно с источником света устанавливается резистор. Мощность, выделяющаяся на нём, полностью превращается в тепло, что понижает КПД светодиодного светильника. Например, в led-ленте потери составляют около 25%.

Более совершенным и экономичным устройством является электронный драйвер.

Драйвер

Драйвер для питания светодиодов обеспечивает их током постоянной величины. Диоды подключаются к устройству последовательно в количестве, которое зависит от рабочего напряжения светодиодов и максимального напряжения устройства.

Схема подключения светодиодов с током 300мА к драйверу

В светодиодных лампах вместо драйвера используется токоограничивающий конденсатор. При прохождении через него электрического тока выделяется так называемая реактивная мощность. Она не превращается в тепло, но электросчётчик её всё равно учитывает. КПД такого «драйвера» зависит от количества диодов, включённых последовательно с ним.

Схема светодиодной лампы с драйвером

Электронный драйвер устанавливается в светильниках большой мощности или в переносных устройствах, где экономия электроэнергии или ёмкости батарей важнее цены за устройство.

КПД светильника

При организации освещения, в том числе светодиодного, имеет значение КПД форм-фактора светильника. Это соотношение всего света, выходящего из светильника к световому потоку, излучаемому самой лампой.

Любая конструкция светильника, даже сделанная из зеркал или прозрачного стекла, поглощает свет. Идеальный вариант без потерь — это патрон с лампочкой, подвешенный на проводах.

Но это редкий случай, когда идеальный не значит лучший. Световой поток от лампочки на проводе направлен во все стороны, а не только в нужную. Конечно, свет, попавший на потолок или стены отражается от них, но далеко не весь, особенно под открытым небом или в комнате с тёмными обоями.

Эффективность светильников разной формы

Этим же недостатком обладает светодиодная лампа с разносторонним расположением элементов («кукуруза») или с матовым рассеиванием. В последнем случае рассеиватель дополнительно поглощает свет.

В отличие от таких светильников, led-лампа с односторонним расположением диодов направляет свет в одну сторону. КПД светильника с такой лампой близка к 100%. Освещённость, создаваемая ею выше, чем у другой, с таким же световым потоком, но направленным в разные стороны.

Направление светового потока светодиодов

Это связано с конструктивными особенностями светодиодов — в отличие от ламп накаливания и люминесцентных (энергосберегающих), имеющих круговую направленность излучения, они излучают свет в диапазоне 90-120 градусов. Теми же свойствами обладают светодиодные ленты и прожектора, излучающие свет только в одном направлении.

Таким образом, максимальный световой поток на ватт мощности излучают светодиоды в прожекторах со встроенным электронным драйвером.

Понравилась статья? Расскажите о ней! Вы нам очень поможете:)