Мощные светодиоды белого свечения

2. Мощные светодиоды (power LED).
2.1 Термины, устройство светодиода.
Светодиод – светоизлучающий диод (СИД) – полупроводниковый диод,
Кластер – электронная плата или блок, состоящий из нескольких светодиодов,
LED — light emitting diod (led).   Первый в мире светодиод.
power led — мощный светодиод P > 0,5Вт, используется для освещения,
LED-driver – led драйвер – источник питания светодиодных кластеров.
СИД состоит из одного или нескольких полупроводниковых кристаллов (чипов содержащих химические элементы As Ga N In), корпуса с электрическими выводами и минилинзы. Корпус бывает пластиковый и керамический. Керамический обладает лучшей теплопроводностью. Подавляющее большинство, более 85% производственных мощностей по изготовлению кристаллов, размещены в Китае и Юго-Восточной Азии, в том числе, и у всех знаменитых брендов.
Спектр излучения светодиодов для освещения распределен в видимой области.

2.2 Основные характеристики светодиодов

Мощность потребления, Вт — рассчитывается из реального тока потребления и падения напряжения на СИД. P=IU

Световой поток, лм — указывается производителем в спецификации для конкретного тока (350 мА) и конкретной температуры корпуса (25°С). С повышением температуры эффективность падает. Рабочая температура диода (радиатора), обычно в пределах
от – 30 … до +80°С. С 2012 компания CREE стала указывать  для температуры 85 °С.
В продаже доступны  светодиоды От 90 до 230 лм/Вт

Цветовая температура для СИД белого свечения:
Холодный белый 5700-10000К
Натуральный белый 4500-5700К
Теплый белый 2700-4500К
Угол излучения, град. (СИД для освещения) угол в пределах 80 – 170 град.

2.3 Особенности применения полупроводниковых источников света.

Светодиоды и кластеры питают от источника постоянного тока (led драйвера) со стабилизированным стандартным значением тока, обычно кратно значениям 0,35; 0,5; 0,7; 1,05; 1,4 Ампера. Поскольку кристалл имеет мощность потребления более 0,5 Вт и малые размеры, порядка 0,2*0,2 мм, то для исключения перегрева СИД, как правило, требуется алюминиевая плата и охлаждающий радиатор. Срок эксплуатации СИД и световой поток зависит от температуры корпуса. Срок эксплуатации может лежать в пределах 40 000 — 100 000 часов. Чем ниже температура и меньше рабочий ток, тем дольше срок службы и выше световой поток, и  соответственно эффектвность в лм/Вт. Обычно температура корпуса лежит в пределах 50 – 80 °С. Для сравнения, температура лампы накаливания может достигать 200°С . В конце срока службы СИД не перегорает, а постепенно уменьшает свой световой поток на 30%.  В китайских светильниках, ради низкой цены,  в большинстве случаев завышен ток в 2-3 раза, а площадь радиатора уменьшена в 5-10 раз, поэтому у них низкая эффективность, а деградация светодиодов происходит за 2-4 месяца, вместо 15 лет.