Светодиоды 3W

Мощные белые светодиоды всерьез заявили о себе как об альтернативе абсолютно всем традиционным источникам света, когда появился светодиод 3W. Стало возможным изготовление мощных  осветительных приборов для применения в уличном освещении. Конечно, можно было изготовить светильник и на одноваттных диодах, но он получался совершенно неконкурентоспособным по себестоимости и срок окупаемости такого светильника превышал 8 лет.

Светодиод 3W – это светоизлучающий диод с максимальным рабочим током порядка 1 А. Категория мощности – весьма условная, т.к. стандартный ток, при котором применяются такие диоды, составляет 700 мА. Реальная мощность светодиода при таком токе, в зависимости от прямого падения напряжения, будет составлять 2,1…2,5 Вт. Тем не менее, в обиходе за такими мощными светодиодами закрепился термин  — « трехваттные».

Первыми 3-х ваттными светодиодами, выпускаемыми в промышленных масштабах стали светодиоды семейства XR-E, американской компании CREE, Inc.

При токе 700 мА с одного такого светодиода можно было получить световой поток порядка 190 лм. Они были представлены только в холодном белом цвете. Светоотдача составляла 78 лм/Вт, что по сегодняшним меркам, конечно, не так уж много, но по состоянию на 2008-2009 гг. – вполне прилично. Тогда стали появляться первые мощные светодиодные светильники.

Следующим шагом в развитии стало появление серий XP-E  и XP-G. В этих светодиодах было снижено прямое падение напряжения, увеличена эффективность и существенно уменьшены размеры кристаллов, что позволило значительно снизить стоимость.

Эти мощные светодиоды могли изготавливаться уже практически с любой цветовой температурой – теплые, нейтральные, холодные. Максимальный рабочий ток XP-G составлял 1,5 А, так что он мог использоваться на мощности более 3 Вт.

Световой поток XP-E и XP-G достигал уже 205 и 210 лм при токе 700 мА соответственно, а светоотдача 90 лм/Вт и 100 лм/Вт. Через пару лет эти значения достигли 103 и 128 лм/Вт. Мощные светодиоды развивались очень быстро. Буквально каждые полгода появлялся если не новый тип, то новый бин светодиода по световому потоку.

Многие ведущие мировые производители начали выпускать LED такого же типоразмера, что дало возможность разработчикам унифицировать печатные платы. На одну и ту же плату можно было смонтировать как XP-E, так и Oslon (OSRAM) или корейский аналог от Seoul Semiconductors.

В настоящее время, CREE производится уже второе поколение популярных семейств – XP-E2 и XP-G2. Светоотдача увеличилась еще на 10%.

Последняя разработка CREE – 3-х ваттный светоизлучающий диод с габаритными размерами всего 1,6×1,6×1,44 мм. XQ-E менее эффективен, чем XP-E2, однако также имеет максимальный рабочий ток 1 А и меньшую стоимость.

При проектировании осветительных устройств, в основе которых – мощные светодиоды, следует руководствоваться следующими правилами:

• не использовать диоды на максимальном токе – это значительно сократит срок службы;
• обеспечивать достаточный теплоотвод, т.к. с повышением рабочей температуры светодиода, световой поток падает, а ресурс снижается;
• при выборе конкретного светодиода, следует помнить, что каждый тип имеет несколько бинов по световому потоку, причем некоторые производители указывают так называемые «горячие люмены» — световой  поток при температуре кристалла 85˚С, а некоторые при 25˚С; для правильного сравнения придется пересчитывать;
• если стоит задача получения максимальной эффективности (максимум лм/Вт) нужно использовать более мощные светодиоды на меньших токах; если требуется минимальная стоимость люмена, то с точностью до наоборот – ток нужно увеличивать, но не рекомендуется выше 70% от максимального значения.