Vlastnosti a vzhled SMD LED diod
Miniaturizace elektronických zařízení vedla k vývoji bezolovnatých rádiových prvků. Tento trend nevynechal ani LED diody - SMD zařízení v mnoha oblastech výrazně vytlačila konvenční vedení, zatímco v oblasti osvětlení prakticky rozdrtila trh.
Co je SMD LED
LED dioda SMD patří do kategorie Surface Mounted Device - zařízení pro povrchovou montáž. Zatímco běžné prvky s pravým otvorem vyžadují pro montáž vyvrtání otvoru a připájení k desce. pájka Zatímco funkce s pravými otvory vyžadují vyvrtání otvoru a pájení na samotnou desku, produkty SMD se pájejí přímo na stopy na horním povrchu desky.
Prvek SMD je v zásadě stejný jako jeho prototyp SMD. P-n přechod polovodiče s výrazným žhavicím efektem je při přiložení stejnosměrného napětí připojen ke keramickému substrátu. Nahoře je zakryt čočkou z průhledné směsi. V případě potřeby je možné na něj nanést fosforovou vrstvu. Hlavním rozdílem je absence ohebných přívodů. Kontaktní plošky jsou určeny k pájení přímo na polygony DPS.
Výhody a nevýhody LED SMD
Celkově jsou výhody převáženy následujícími faktory - konečné výrobky mají menší rozměry, nižší hmotnost a nižší náklady.
Existuje mýtus o neopravitelnosti elektronických zařízení vyrobených pomocí SMD prvků. Je to však jen mýtus. Provozuschopnost těchto zařízení lze plně obnovit, vyžaduje to trochu dalšího vybavení a také pokročilé zkušenosti a kvalifikaci mistra.
Typy a druhy SMD
Obvykle se téměř všechny LED dělí do dvou globálních kategorií:
- ty, které jsou určeny k osvětlení;
- Určeno k indikaci stavu elektronických zařízení.
V první kategorii SMD prvky téměř zcela vytlačily bezolovnaté prvky, ve druhé kategorii jim zbývá úzká mezera. Stejnou klasifikaci lze proto použít i pro vyzařovací prvky pro povrchovou montáž.
Dělící čára vede podél technických specifikací:
- světelný tok je důležitý pro osvětlovací prvky a vyžaduje barvu blízkou přirozené;
- U indikačních prvků nejde ani tak o barvu a jas, ale spíše o kontrast k okolnímu pozadí.
Proto můžete pro indikaci použít LED s p-n přechodem a pro osvětlení pouze s fosforovým povlakem. I když i to je zcela libovolné - nikdo nezakazuje používat zařízení s fosforem a bílým světlem pro indikaci.
To vše se týká LED diod optického, viditelného rozsahu. Jako samostatný typ SMD LED je třeba zmínit zařízení se spektrem záření, které je mimo vnímání lidským okem. Patří mezi ně ultrafialové a infračervené zářiče. První se používají k vytvoření kompaktních zdrojů UV záření. Používají se pro detektory měny, hledání biologických stop apod. Ty se používají v systémech přenosu signálu - dálková ovládání domácích spotřebičů, poplašné systémy proti vloupání atd. Tyto LED diody jsou k dispozici také ve formátu SMD.
Měli bychom se také zmínit o LED maticích pro osvětlovací systémy, které jsou vyráběny pomocí nejpokročilejší technologie COB, jež je dnes k dispozici. Navzdory všeobecnému přesvědčení není tento výrobní princip v rozporu s formátem SMD. И LED diody COB LED diody se vyrábějí mimo jiné jako zařízení pro povrchovou montáž.
Rozměry SMD-LED diod
Typ LED diody je označen rozměry jejího krytu. Běžná velikost LED 5050 tedy znamená, že prvek vyzařující světlo je uzavřen v plášti o délce a šířce 5,0 mm.
Důležité! Označení udává pouze velikost skříně. Elektrické a optické vlastnosti LED diod i stejné velikosti se mohou lišit v závislosti na typu a počtu instalovaných krystalů, takže pro jednoznačné určení parametrů je třeba použít technické specifikace LED diod.
Shoda rozměrů běžných LED SMD v tabulce:
| Velikost | Montážní délka, mm | Montážní šířka, mm | Počet vyzařujících p-n přechodů | Světelný tok, lm | Jmenovitý proud, 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 |
Rozměry LED diod pro účely indikace jsou označeny v palcích podle mezinárodní normy EIA-96. Nejběžnější jsou 0603 a 1206.
| Označení velikosti | Velikost v palcích | Metrické velikosti, mm | Metrická shoda |
| 0603 | 0.063''x 0.031'' | 1.6 x 0.8 | 1608 |
| 1206 | 0.126''x 0.063'' | 3.2 x 1.6 | 3216 |
Zde platí stejné pravidlo - LED diody různých barev, provozních proudů atd. lze vyrábět v pouzdrech stejné velikosti. Proto není možné plně určit parametry z označení EIA.
Označení SMD
Formát SMD vznikl v důsledku miniaturizace elektronických součástek, takže na nich není místo pro vyražení typových a technických údajů. I když je to cílem, jsou značky příliš malé na to, aby byly snadno čitelné. Z tohoto důvodu je značení omezeno na identifikaci vývodů zařízení. To je důležité, protože ačkoli diody LED patří do třídy diod, jsou pro blokování zpětného proudu málo použitelné kvůli své nízké toleranci vůči zpětnému napětí. Pokud je běžná dioda instalována bez dodržení polarity, lze tuto výrobní vadu snadno odhalit a opravit. Naproti tomu u světelného zářiče je velmi pravděpodobné, že po připojení napájení selže. I když je problém zjištěn ještě před připojením napětí, miniaturní indikační LED diodu je obtížné rozebrat pájkou - průhledný plastový kryt kryjící p-n přechod se snadno roztaví.
Při instalaci kontrolních LED je proto třeba dbát na to, aby byl k dispozici mnemotechnický vzor označující umístění anody nebo katody.
Prvky určené pro osvětlovací aplikace mají obvykle na pouzdře zkosení, zapuštění nebo zářez - ve většině případů se jedná o katodu. Neexistuje však záruka, že výrobce toto pravidlo striktně dodržuje. V případě pochybností je proto lepší zkontrolujte LED (alespoň jedna ze série) pomocí multimetru.
Bylo zmíněno, že prvek SMD se neliší od běžné LED, kromě bezolovnatého pouzdra. Proto bude stejné i schéma zapojení. Napájecí napětí LED by mělo být přivedeno přes ovladač nebo omezovací rezistor a měla by být dodržena polarita.
LED diody lze zapojit do sériových obvodů, které se pak paralelně propojí do matic. Touto kombinací se dosáhne požadovaného výkonu při daném napájecím napětí.
Při opravách svítidel s výměnou vyzařovacích prvků (jednoho nebo více) za provozu by měla být deska chráněna před ohýbáním a mechanickým namáháním. Všechny prvky SMD jsou v takových podmínkách náchylné k tvorbě mikrotrhlin v pouzdře, které porušují celistvost pájení a jsou okem neviditelné. Výsledkem může být několik vadných LED místo jedné a ztráta času při řešení problémů. Je lepší desku vůbec neodstraňovat, ale je namontována na chladiči, který má velkou hmotnost a tepelnou kapacitu, takže k zahřátí pájky bude zapotřebí páječka nebo výkonný fén. Pokud jste si jisti, že určitá LED dioda selhala, můžete ji místo odpájení zkusit vykousnout. Je však třeba dbát na to, aby nedošlo k mechanickému poškození tištěných vodičů. Při opětovné instalaci vadného prvku byste měli mít na paměti, že LED diody jsou citlivé na přehřátí, a snažit se vyhnout dlouhodobému pájení.
Aktuální video:
Při navrhování domácích osvětlovacích zařízení byste měli mít na paměti problém s odvodem tepla z LED diod. Deska musí být vždy namontována na přídavný chladič s dostatečnou plochou, který musí mít vhodnou konstrukci (žádné prvky na zadní straně, otvory pro šrouby k upevnění atd.).
I přes některé nevýhody se formát SMD elektronických součástek v radioelektronickém průmyslu prosadil. Podíl miniaturizovaných bezvývodových prvků na zlevnění elektronických zařízení v posledním desetiletí je významný. Na tomto procesu se podílejí také LED diody.