Виды светодиодов: классификация и критерии выбора
13.01.2026
472
Сохранить статью:
О чем речь? Основные виды светодиодов классифицируются по конструкции: выводные, SMD, COB, COG. Внутри каждой группы возможно разделение по более узким параметрам, например, типоразмеру или цвету свечения.
На что обратить внимание? Также в зависимости от вида светодиода изменяются схемы питания и управления. Так, индикаторные устройства требуют только токоограничивающий резистор, а COB-диоды – специализированных драйверов.
Принцип работы светодиодов
Перед тем, как рассматривать виды светодиодов, следует разобраться, из чего они состоят. Их строение одинаково: кристаллический полупроводник, линзы и контакты, люминесцентное напыление.
- Кристаллические полупроводники — главная часть, которая влияет на свет. Несколько лет назад вместо данных элементов использовали электролюминесцентные металлы (кремний или галий). В настоящее время вместо них применяют кристаллические чипы на основании из сапфира.
- Линза – обеспечивает рациональное рассеивание и распределения света, вырабатываемого полупроводником. Этот элемент в значительной степени влияет на яркость светодиода и угол свечения. В настоящее время линзы производят из акрила или прозрачного эпоксида с увеличивающими оптические эффекты элементами.
- Контакты нужны для того, чтобы питать светодиоды. Они имеют несложное строение: катод (минус), и анод — плюс. Полюса контактов непременно следует учитывать при подключении модуля. В противном случае неверно подключенный светодиод может перегореть или повлиять на работу всей сети.
- Люминесцентное напыление – этот элемент влияет на яркость светодиода и его мощность. Поначалу мощность света у полупроводников невысокая: свечение в некоторой степени тусклое и слабое, для подсветки акрила или скроллерных бумаг его недостаточно. По этой причине кристаллы обрабатывают небольшим слоем люминофора. Он, в свою очередь, приглушает сияние от кристалла, трансформирует его в безопасны для зрения белый цвет и придает этому свечению большую мощность.
В определенных ситуациях полупроводники обрабатывают специфическим фотохромным лаком. Он нужен для того, чтобы цвет от светодиода изменить. Еще несколько лет назад при производстве японских светодиодов применяли полупроводники из кремния, цинка, нитрида. Длина волны излучения у них колебалась между 450 и 500 нм, то есть их свечение было синим. Для цветовой корректировки производители использовали состав на базе иттрий-алюминиевого граната: при прохождении через него длина волны увеличивалась до широкого спектра, а свет становился белым.
Основные виды светодиодов
Ниже представлены основные виды светодиодов
Светодиоды DIP
Светодиоды DIP (Dual In-line Package) — произведены из стекла или матового пластика. Устройство имеет цилиндрическую форму, в середине колбы размещен полупроводниковый кристалл, а на выходе есть две параллельные металлические ножки.
Самые первые светодиоды производились по принципу DIP. Это достаточно дешевый и популярный метод, который применялся в ХХ веке и дошел до нашего времени.
Фото: rawpixel.com / freepik.com
Единственный минус технологии – определенное неудобство. При производстве модулей, чтобы произвести единственный пиксель по типу DIP, понадобится присоединить три независимых светодиода разных цветов в заблаговременно подготовленные на плате дырки.
Устройство «Пиранья» стало называться так из-за особенностей строения. Каркас устройства имеет четыре штырьковые контакты, напоминающие зубы южноамериканской хищной рыбы. Этот тип светодиодов относятся к новым изделиям, произведенным по методу DIP.
У них достаточно массивный корпус и множество выходов, которые благоприятствуют хорошему теплоотводу. В результате этого осуществляется правильное охлаждение, повышается нагрузка и световая мощность.
Световое излучение от Пираний достаточно сильное, благодаря чему их используют для основного, декоративного освещения, а также для сигнальной подсветки.
Светодиоды SMD
Светодиоды SMD (Surface Mount Device) — относятся к новейшим разработкам. Их используют для наружного монтажа на печатные платы. SMD не громоздкие, поэтому ими удобно оснащать малогабаритную электронику и приложения, которые имеют небольшие размеры.
SMD светодиоды часто используют на плате в большей плотности, что усиливает их свечение и производительность. У светодиодов достаточно плотный электрический контакт с платой, что позволяет установить устойчивое соединение и позволяет избежать поломок из-за некачественной связи, которая случается с DIP светодиодами.
Данный тип светодиодов часто автоматически размещают на плате современных аппаратов для поверхностного монтажа (SMT). Это упрощает и переводит в автоматический режим процесс производства.
SMD светодиоды имеют большое число плюсов, из-за чего их используют во многих современных электронных устройствах и приложениях.
Светодиоды COB
Светодиоды COB (Chip on Board) — это система, которая состоит из светодиодных чипов, закрепленных на маленьком керамическом или алюминиевом основании.
Данная конструкция способствует получению сильной световой яркости и эффективности, из-за уменьшения потери пучности света и увеличения плотности светодиодных чипов. Кроме того, данный вид имеет высокую теплопроводность, что способствует эффективному управлению выделением тепла.
Применяют, как правило, для освещения и подсветки.
Светодиоды COG
Светодиоды COG (Chip on Glass) — это одна из последних разработок, в которой большое количество маленьких светодиодов находятся на прозрачном основании из особого типа стекла или искусственного сапфира, обработанного люминофорным напылением. Данный способ позволяет добиться равной яркости света во всех направлениях без применения усложненных оптических технологий, которые приглушают мощность света.
Фото: jplenio1 / freepik.com
Данный вид светодиодов выделяется тем, что достаточно яркий свет не вреден зрению и человеку комфортно долго находиться при таком освещении.
COG обычно используют в филаментных лампах, которые визуально напоминают классические лампы накаливания, но в роли вольфрамовой спирали здесь выступают «нити» светодиодов.
Светодиоды органические, OLED
Светодиоды OLED (Organic Light-Emitting Diode) — это система, в которую входят тонкие органические слои, источающие свет при поступлении электрического тока. В основе их - органические полупроводники (полимерные или молекулярные элементы).
Отличительной характеристикой OLED считается то, что они не нуждаются в подсветке, потому что каждый OLED-пиксель играет роль самостоятельного источника света. При этом преобладает большая контрастность и глубина черного цвета.
Так как данный вид светодиодов работает без вспомогательной подсветки, их конструкция достаточно тонкая и гибкая.
Данный тип имеет и существенные минусы. Так как органические элементы могут со временем портиться, светодиоды склонны к выгоранию и выцветанию, главным образом при демонстрации статичных картинок или интерфейсов.
Виды SMD-светодиодов
Следует более подробно рассмотреть виды и параметры SMD-светодиодов. Выделяют несколько типов и распространенных моделей, которые устанавливают в различные светотехнические устройства.
Одно-, двух-, трехкристальные SMD светодиоды
Однокристальные светодиоды имеют лишь один монохромный кристалл. Бывают разными по степени мощности/яркости. SMD небольшой мощности расходуют до 20 мА, источая световой луч размером 5-50mCd и 100-2000mCd, в зависимости от модели. Кристалл защищается линзой сферической или плоской формы. Более мощные модели нуждаются в питании 50 мА - 1 А. Кроме того, им нужна еще и конструкция эффективного теплоотвода.
В конструкции многокристальных типов обычно насчитывается большое число кристаллов, что позволяет создать хорошую яркость и цветовую гамму свечения. Рабочее напряжение варьируется в зависимости от производителя.
Цвет свечения
Выделяют два вида светодиодов, которые отличаются способом цветообразования:
- Одноцветные – производятся с использованием однокристальных чипов, которые источают свечение желтого, белого и других базовых цветов.
- Мультицветные – имеют трехкристальную структуру, которая содержит чипы, излучающие зеленый, красный, синий оттенки. Данные базовые тона смешиваются, создавая множество оттенков. Лучи от 3 кристаллов сплетаются в один пучок света благодаря оптической линзе или посредством пространственного сложения. Чтобы регулировать яркость и оттенки применяют RGB-контроллер.
Фото: vectorpocket / freepik.com
Типоразмер
Данная характеристика кодируются четырехзначными числами, обозначение которых является их линейными размерами. Наиболее распространенные виды:
- SMD3528 – модель слабой мощности с небольшой энергоэффективностью. Данный тип недорогой, используется для светодиодных лент с тусклым светом. Корпус прямоугольной формы размером 3,5х2,8х1,4 мм.
- SMD5050 – трехкристальный чип 3528 с красным, синим, зеленым светом. Общая яркость увеличена в 3 раза. Корпус имеет форму квадрата с шестью выходами, размеры 5,0х5,0х1,6 мм.
- SMD2835 – чип с одним кристаллом с малым энергопотреблением. Однако мощность у него высокая. Расширение площади контактов способствует отводу тепла. Слой люминофорного покрытия повышает силу светового излучения. Размер 2,8х3,5х0,8 мм.
- SMD5630 – один из видов приборов с интенсивной яркостью. Имеет четыре выхода. Размер 5,6х3,0х0,77 мм.
- SMD5730 – идентичен модели SMD5630. Выделяют подвиды 5730-05 и 5730-1.
- SMD3014 – еще один сильный источник света, размеры светового пучка которого варьируются от 9 до 11 люменов. Производятся на основе чипов, с разным числом кристаллов. Большая площадь теплоотводящей базы способствует эффективному отводу тепловой энергии.
Существуют SMD-модели с типоразмерами 3030, 7020, 8520. Их используют нечасто. Периодически производят новые виды светодиодов с другими типоразмерами, их характеристики абсолютно разные.
Характеристики разных видов светодиодов
Чтобы определить, какой вид светодиодов выбрать для освещения, нужно знать их параметры. LED-элементы имеют следующие характеристики:
Ток (в амперах)
Отображает количество электрического заряда, которое проходит через полупроводниковый кристалл за единицу времени. Этот параметр влияет на яркость светового потока, срок службы изделия.
С усилением тока растет и тепловыделение, что неблагоприятно влияет на ресурс механизма и вызывает его перегрев. Слабый электрический поток уменьшает яркость, но увеличивает срок службы устройства.
Для классических светодиодов есть конкретные диапазоны рабочих токовых параметров:
- выводные — действуют в пределах 10–20 мА;
- SMD-лампы — обычно потребляют от 10 мА до 1 А;
- COB и мощные модули — работают при силе тока от 100 мА до нескольких ампер.
Конкретный LED работает при определенной силе тока. Если эта характеристика превысит допустимые значения - кристалл перегреется, материал устройства может испортиться и светодиод перестанет работать.
Напряжение (в вольтах)
Это разность электрических потенциалов, которая нужна для нормального функционирования диода. Проще говоря это показатель, который отображает при каком наименьшем уровне подачи энергии устройство начнет источать свет.
LED, в отличие от классических ламп, нуждается в меньшем количестве тока. Им не нужна высокая мощность, что достаточно экономно и безопасно.
Параметры напряжения варьируются в зависимости от типа полупроводникового элемента:
- красные и желтые — от 1,8 до 2,2 В;
- зеленые и синие — от 2,8 до 3,5 В;
- белые — около 3 В;
- мощные (COB, SMD) — потребляют от 6 до 36 В с учетом конструкции.
Если допустить сверхнормативное напряжение, сила тока через диод увеличивается, что провоцирует перегрев и поломку. По этой причине полупроводниковые устройства нуждаются в стабилизированном питании и обычно функционируют с использованием особых драйверов или ограничивающих резисторов.
Мощность светодиода (в ваттах)
Это объем электроэнергии, который необходим LED-устройству для работы. Этот параметр определяется по формуле:
P = U х I,
где P — мощность (Вт), U — напряжение (В), I — ток (А).
Типы:
- Маломощные (до 0,2 Вт) бывают в индикаторах, маленьких LED-лампах, подсветках.
- Средние (0,2–1 Вт). Этот вид встречается в светодиодных лентах, бытовых осветительных приборах.
- Энергозатратные (1–5 Вт и выше) используют в прожекторах, автомобильных фарах, уличных осветительных приборах, нуждаются в охлаждении.
- Сверхмощные (10 Вт и более) используют в промышленных осветительных приборах, архитектурном освещении, функционируют только при наличии радиаторов и охладительной системы.
Фото: vectorpocket / freepik.com
Световой поток
Это объем света, который источает LED-элемент в разные стороны. Мера его измерения - люмены (лм), считается и главным показателем яркости.
При выборе стандартных ламп человек обычно ориентируется на мощность. Со светодиодами, лентами и светильниками нужно действовать иначе. В настоящее время можно купить светодиодное устройство большой мощности, но с малым энергопотреблением. По этой причине ориентируйтесь, прежде всего, на световой поток.
В различных типах устройств абсолютно разная световая отдача (лм/Вт), то есть объем света, который они выпускают на каждый потребляемый ватт:
- стандартные SMD-лампы — от 70 до 150 лм/Вт;
- новинки COB — от 100 до 200 лм/Вт;
- сверхмощные — от 200–250 лм/Вт.
Чтобы выбрать освещение в дом, следует ориентироваться, в первую очередь, на площадь:
- настольная лампа — 400–800 лм;
- лампа для жилой комнаты (равнозначна 60 Вт лампы накаливания) — 800–1000 лм;
- ночник, торшер — 100–300 лм;
- классическое освещение комнаты (люстра, потолочный светильник) — 1500–3000 лм;
- рабочая зона (кабинет, гараж, кухня) — от 3000 лм и выше.
Цветовая температура
Величина свечения (в кельвинах) демонстрирует оттенок светового потока. Выделяют теплый (желтоватый), нейтральный или холодный (голубой, белый).
При выборе цветовой температуры важно понимать, какую атмосферу вы хотите создать в помещении. Теплый свет (2700–3000 К) позволяет воссоздать комфорт, уют в комнате, а холодный (5000–6000 К) подойдет больше для создания рабочего настроя.
Габариты светодиода
Очень важно понимать, какая форма и размеры светодиода подходят именно вам. Можно выбрать диодные ленты или небольшие лампы. Учитывайте габариты и характеристики вашего устройства.
Схемы питания и управления для разных видов светодиодов
Нормы питания светодиодов в значительной степени отличаются в зависимости от их вида и мощности:
- Индикаторные и SMD светодиоды слабой мощности: как правило, подключаются через токоограничивающий резистор от источника постоянного напряжения. Расчет резистора осуществляют по формуле:
R = (Uпит - Uсв) / Iсв, где Uпит - напряжение питания, Uсв - прямое напряжение светодиода, Iсв - прямой ток светодиода.
- SMD устройства средней мощности: нуждаются в стабилизированном источнике тока или в импульсных драйверах для поддержания постоянной яркости и продления срока эксплуатации.
- Мощные светодиоды и COB: потребуются особые драйверы со стабилизацией тока, высокой степенью защиты от перегрева и возможностью диммирования. Обратите внимание на линейные драйверы (для небольших мощностей) или импульсные (для высокой производительности).
Базовые виды драйверов для светодиодов:
- Линейные драйверы: несложные в эксплуатации и достаточно дешевые. Однако при этом они имеют невысокую эффективность при существенной разнице между входным и выходным напряжением.
- Импульсные понижающие (Buck): достаточно эффективны при условии, что выходное напряжение ниже входного. Применяются в одиночных светодиодах или небольших последовательных цепочках.
- Импульсные повышающие (Boost): используют, когда выходное напряжение выше входного. Прекрасно подходят для батарейного питания.
- Понижающе-повышающие (Buck-Boost): универсальный тип, функционируют в большом диапазоне входных напряжений.
- Резонансные драйверы: на практике показали наибольшую эффективность при снижении потерь на переключение.
Фото: freepik / freepik.com
Чтобы контролировать яркость светодиодов применяют разные способы диммирования:
- ШИМ (PWM) диммирование: базируется на смене скважности импульсов при стабильной амплитуде тока. Способствует линейной смене яркости, сохраняет цветовые параметры. Однако может возникать стробоскопический эффект на высоких частотах.
- Аналоговое (CCR) диммирование: трансформация величины постоянного тока, проходящего через светодиод. Стробоскопический эффект при этом не появляется, но могут изменяться цветовые параметры и эффективность при невысокой яркости.
- Гибридное диммирование: сочетает в себе плюсы ШИМ и аналогового диммирования. Применяется в высококачественных комплексах освещения.
- Фазовое (TRIAC) диммирование: можно применять классические диммеры, созданные для ламп накаливания, с LED-лампами. Здесь нужны особые драйверы с функцией совместимости с TRIAC-диммерами.
Новинки в системах освещения могут контролироваться разнообразными протоколами:
- 0-10В: простой аналоговый протокол, при котором напряжение 0В отвечает наименьшей яркости (выключению), а 10В – наибольшей яркости. Для стандартных устройств – это прекрасный вариант.
- DALI (Digital Addressable Lighting Interface): цифровой протокол, c помощью которого можно лично адресовать до 64 устройств на одной линии. Предусматривает двустороннюю связь, вероятность систематизации и управления сценарием.
- DMX512: вид, который создали специально для управления освещением сцены. Поддерживает до 512 каналов на одной линии, предполагает быстрое обновление (до 44 раз в секунду). Используется для RGB-систем и динамического освещения.
- Беспроводные протоколы (Bluetooth, ZigBee, Wi-Fi): предусматривают управление без установки особенных кабелей. Прекрасно дополняют систему умный дом и мобильные приспособления.
Какой же протокол выбрать? Все зависит от размаха проекта, финансовых возможностей и требуемых функций. Для крупных коммерческих проектов подойдут DALI или KNX, для динамического архитектурного освещения – DMX512, для домов и квартир – беспроводные системы.
Критерии выбора светодиодов
Очень важно при выборе видов светодиодов учитывать определенные параметры, которые наиболее отвечают заданным требованиям. Кроме стоимости не забывайте обратить внимание на нижеприведенные характеристики.
Цель применения
Фото: freepik / freepik.com
В первую очередь нужно понять, где будет использоваться светодиод. Если нужно установить освещение в рабочем пространстве, следует обратить внимание на один вид светодиодов, для декоративного света подойдет совершенно иной тип:
- SMD- или COB-светодиоды выбирают для классического освещения домов, квартир, офисов;
- RGB-светодиоды больше подойдут для создания декоративного освещения;
- сверхмощными светодиодами с высокой степенью защиты от влаги и пыли оснащают улицы, промышленные объекты.
Можно подобрать универсальные виды, которые подойдут и для декорирования открытых пространств. Специалисты советуют использовать влагозащищенные RGB-светодиоды.
Энергопотребление и яркость
Не забывайте обращать внимание при покупке на мощность светодиода и степень светового потока. Придерживайтесь баланса между яркостью и энергопотреблением. Важно найти такой вариант, при котором человеку достаточно светло в комнате, но в то же время это не нанесет вред бюджету. Все зависит от ваших финансовых возможностей и предпочтений.
Цветовая температура и CRI
Здесь также важно учитывать, где будут применяться светодиоды. Если вы хотите оснастить световыми приборами комнаты – выбирайте теплые тона, для уличного освещения и подсветки рабочих зон и кабинетов лучше использовать холодные цвета.
CRI (индекс цветопередачи) тоже немаловажная характеристика. От нее зависит то, как будут воспринимать цвет окружающие. Особенное внимание уделяют этому менеджеры в магазинах.
Указанный срок эксплуатации
Срок службы светодиодов и гарантия производителя играют большое значение. Хорошо зарекомендовавшие себя фирмы предлагают клиентам гарантию от 3 до 5 лет. Обращайте внимание на реальные отзывы, которые оставляют клиенты. Это поможет вам оценить товар еще до приобретения.
Часто задаваемые вопросы о видах светодиодов
Влияет ли вид и мощность светодиода на срок его эксплуатации?
Существует мнение, что данный вид освещения служит долго. Но есть определенные нюансы. Чем больший ток проходит через светодиод при его работе, тем выше его температура, а значит и изнашивается он быстрее. Следовательно, светодиоды высокой мощности выходят из строя быстрее (20-50 тысяч часов), чем сигнальные слабой мощности. Если вы заметили, что яркость вашего светильника значительно снизилась – это знак, что скоро он перестанет работать.
Как определить вид светодиода по маркировке?
Обозначения на светодиоде могут рассказать о многих характеристиках:
- Числовой код показывает размер и длину чипа, ширину светодиода. Например, с помощью кода 5050 маркируют квадратный корпус габаритами 5,0 x 5,0 мм. Обозначение позволяет понять величину диода и его мощность.
- Буквенный код укажет на цвет. Например, RED – красный, UV – ультрафиолетовый, GREEN – зеленый.
- Цифры, которые следуют за буквенным кодом определяют интенсивность свечения, CRI для белых видов светодиодов. Индекс цветопередачи варьируется в диапазоне от 0 до 100. Чем больше число, тем выше яркость.
- Остальные цифры и символы указывают на дату производства, марку и прочие данные.
В чем разница между обычными и промышленными светодиодами?
Промышленные устройства максимально защищены от влаги, механических воздействий и пыли. Также они производились по всем правилам техники безопасности. Поэтому такие светодиоды достаточно выносливы. Яркость у них высокая, а потребление энергии низкое, что позволяет сэкономить и снизить вредное воздействие на окружающую среду.
Светодиоды можно использовать как в бытовых, так и в промышленных целях. Они достаточно долго и эффективно работают, при этом экономны. Последние изобретения совместимы с технологией умный дом.
Источник изображения на шапке: vectorpocket / freepik.com
