Характеристики и външен вид на SMD светодиодите
Миниатюризацията на електронните устройства доведе до разработването на безоловни радиоелементи. Тази тенденция не подмина и светодиодите - SMD устройствата значително изместиха конвенционалните лидери в много области, а в областта на осветлението те на практика смазаха пазара.
Какво представлява SMD LED
SMD LED принадлежи към категорията Surface Mounted Device - устройство за повърхностен монтаж. Докато при конвенционалните елементи за истински отвори е необходимо да се пробие отвор и спойка Докато функциите с истински отвори изискват пробиване на отвор и запояване към самата платка, SMD продуктите се запояват директно към релсите на горната повърхност на платката.
По принцип един SMD елемент е същият като неговия SMD прототип. P-n преходът на полупроводник с изразен ефект на нажежаване се прикрепя към керамична подложка, когато се прилага директно напрежение. Отгоре е покрит с леща от прозрачно съединение. Ако е необходимо, отгоре може да се нанесе фосфорен слой. Основната разлика е липсата на гъвкави проводници. Осигурени са контактни подложки за запояване директно към полигоните на печатната платка.
Предимства и недостатъци на SMD светодиодите
Като цяло предимствата са повече от - в крайна сметка крайните продукти са с по-малки размери, по-малко тегло и по-ниска цена.
Съществува мит за непоправимостта на електронното оборудване, произведено с SMD-елементи. Но това е само мит. Работоспособността на такива устройства може да бъде напълно възстановена, за което е необходимо малко допълнително оборудване, както и опит и квалификация на майстора.
SMD типове и видове
Традиционно почти всички светодиоди се разделят на две глобални категории:
- тези, предназначени за осветление;
- Предназначен е за индикация на състоянието на електронни устройства.
При първата категория SMD елементите почти напълно са изместили безоловните елементи; при втората категория им е оставена тясна ниша. Следователно същата класификация може да се приложи и към излъчващите елементи за повърхностен монтаж.
Разделителната линия минава покрай техническите спецификации:
- за осветителните елементи е важен светлинният поток и се изисква цвят, близък до естествения;
- При индикаторните елементи са важни не толкова цветът и яркостта, колкото контрастът с околния фон.
Следователно можете да използвате светодиоди с нажежаване на p-n прехода за индикация и само с фосфорно покритие за осветление. Макар че и това е доста условно - никой не забранява използването на устройства с фосфор и бяло светене за индикация.
Всичко това се отнася за светодиоди с оптичен, видим обхват. Като отделен вид SMD светодиоди е необходимо да се споменат устройствата с радиационен спектър, който е извън възприятието на човешкото око. Те включват ултравиолетови и инфрачервени излъчватели. Първите се използват за създаване на компактни източници на ултравиолетово лъчение. Те се използват за детектори за валута, за търсене на биологични следи и др. Последните се използват в системи за предаване на сигнали - дистанционни управления на домакински уреди, алармени системи за взлом и др. Тези светодиоди се предлагат и във формат SMD.
Трябва да споменем и светодиодните матрици за осветителни системи, произведени с помощта на най-модерната технология COB, налична днес. Противно на общоприетото схващане, този принцип на производство не противоречи на формата SMD. И Светодиоди COB Светодиодите се произвеждат, наред с другото, като устройства за повърхностен монтаж.
Размери на SMD-LEDs
Видът на светодиода се определя от размерите на корпуса му. Така например общият размер на светодиода 5050 означава, че светлоизлъчващият елемент е затворен в обвивка с дължина и ширина 5,0 mm.
Важно! Маркировката посочва само размера на корпуса. Електрическите и оптичните характеристики на светодиодите, дори с еднакъв размер, могат да се различават в зависимост от вида и броя на инсталираните кристали, така че за еднозначното определяне на параметрите трябва да се използват техническите спецификации на светодиодите.
Съответствие на размерите на обичайните SMD светодиоди в таблицата:
| Размер | Дължина на сглобката, мм | Монтажна ширина, мм | Брой на излъчващите p-n преходи | Светлинен поток, lm | Номинален ток, mA |
| 3528 | 3.5 | 2.8 | 1/3 | 0.6..50 | 20 |
| 5050 | 5.0 | 5.0 | 3/ 4 | 2..14 | 60/80 |
| 5630 | 5.6 | 3.0 | 1 | 57 | 150 |
| 7020 | 7.0 | 2.0 | 1 | 45..60 | 150 |
| 3020 | 3.0 | 2.0 | 1 | 8..10 | 20 |
| 2835 | 2.8 | 3.5 | 1 | 20/50/100 | 60/150/300 |
Размерите на светодиодите за целите на индикацията са обозначени в инчове в съответствие с международния стандарт EIA-96. Най-често срещаните са 0603 и 1206.
| Обозначаване на размера | Размер в инчове | Метрични размери, mm | Метрично съответствие |
| 0603 | 0.063''x 0.031'' | 1.6 x 0.8 | 1608 |
| 1206 | 0.126''x 0.063'' | 3.2 x 1.6 | 3216 |
Тук важи същото правило - светодиоди с различни цветове, работни токове и т.н. могат да се произвеждат в корпуси с еднакъв размер. Поради това не е възможно да се определят напълно параметрите от маркировката на EIA.
Маркировка SMD
Форматът SMD е разработен в резултат на миниатюризацията на електронните компоненти, така че върху тях няма място за щамповане на информация за типа и спецификацията. Дори и целта да е такава, маркировката е твърде малка, за да се чете лесно. Поради тази причина маркировката се ограничава до идентифициране на щифтовете на устройството. Това е важно, тъй като, въпреки че светодиодите принадлежат към класа на диодите, те са малко полезни за блокиране на обратния ток поради ниската си толерантност към обратното напрежение. Ако конвенционален диод е монтиран, без да се спазва полярността, този производствен дефект е лесен за откриване и отстраняване. От друга страна, е много вероятно светлинният излъчвател да се повреди след подаване на захранването. Дори ако проблемът е открит преди подаването на напрежение, миниатюрният светодиод е труден за демонтиране с поялник - прозрачният пластмасов корпус, покриващ p-n прехода, лесно се разтопява.
Ето защо при инсталирането на индикаторни светодиоди трябва да се внимава да има мнемоничен модел, указващ местоположение на анода или катода.
Елементите, предназначени за осветяване, обикновено имат скосяване, изравняване или вдлъбнатина върху корпуса - в повечето случаи това показва катода. Но няма гаранция, че производителят стриктно спазва това правило. Затова в случай на съмнение е по-добре да проверете LED (поне един от партидата) с мултицет.
Беше споменато, че SMD елементът не се различава от конвенционалния светодиод, с изключение на корпуса без олово. Затова и електрическата схема ще бъде същата. Захранващото напрежение на светодиода трябва да се подава през драйвер или ограничителен резистор и да се спазва полярността.
Светодиодите могат да се свързват последователно, а след това паралелно, за да образуват матрици. С тази комбинация се постига необходимата мощност при дадено захранващо напрежение.
При ремонт на осветителни тела с подмяна на излъчващи елементи (един или повече) по време на работа платката трябва да бъде защитена от огъване и механично натоварване. Всички SMD елементи в такива условия са склонни към образуване на микропукнатини в корпуса, нарушаващи целостта на спойката, невидими за окото. Това може да доведе до няколко дефектни светодиода вместо един и до загуба на време за отстраняване на неизправности. По-добре е изобщо да не сваляте платката, но тя е монтирана върху радиатор, който има голяма маса и топлинен капацитет, така че за нагряване на спойката ще е необходим поялник или сешоар с голяма мощност. Ако сте сигурни, че даден светодиод е отказал, можете да се опитате да го отхапете, вместо да го разпаявате. Но трябва да се внимава да не се повредят механично отпечатаните проводници. При повторното монтиране на дефектен елемент не трябва да забравяте, че светодиодите са чувствителни към прегряване, и се опитвайте да избягвате продължително запояване.
Актуално видео:
При проектирането на домашни осветителни устройства трябва да сте наясно с проблема с разсейването на топлината от светодиодите. Платката винаги трябва да се монтира върху допълнителен радиатор с достатъчна площ, като за целта той трябва да има подходящ дизайн (без елементи от задната страна, отвори за винтове за закрепване и т.н.).
Въпреки някои недостатъци, SMD форматът на електронните компоненти се наложи в индустрията за радиоелектроника. Приносът на миниатюрните елементи без щифтове за поевтиняването на електронните устройства през последното десетилетие е значителен. В този процес участват и светодиодите.