SMD 5050: хаpaктеристика, мощность и технические параметры

Большинство ЛЕД светильников создано на базе элементов поверхностного монтажа, которые обозначаются аббревиатурой SMD (Surface Mounted Device). Они удобны, компактны, демонстрируют высокие эксплуатационные качества и могут быть установлены при помощи промышленных роботов. Первыми и наиболее удачными конструкциями стали SMD 5050, показавшие высокую эффективность (80 Лм/Вт) и ставшие базовыми компонентами для дальнейших разработок. В настоящее время эти элементы активно используются для производства светодиодных лент, различных ламп средней и высокой мощности, фонарей, прочих приборов.

Содержание

• 1 Основные хаpaктеристики
• 2 Оригинальный datasheet LED SMD 5050
• 3 Рекомендации по подключению
  • 3.1 Схема подключения
  • 3.2 Монтаж светодиодов типоразмера 5050
• 4 Основные выводы

Основные хаpaктеристики

Среди всех видов SMD LED, имеющихся в арсенале современных производителей, светодиод 5050 выделяется наиболее компактной конструкцией. Он представляет собой полупроводниковый прибор, излучающий свет под действием постоянного тока. В стандартном корпусе установлены три кристалла, действующие в связке и выдающие большой световой поток. Есть элементы монохромные, существуют т.н. RGB диоды, созданные из трех чипов разного цвета (Red Green Blue — Красный, Зеленый, Синий). 

Материалами для создания чипов служат:

• алюминий;
• фосфор;
• галлий;
• индий.

В качестве легирующих добавок применяются соединения азота и других химических элементов. Эти материалы позволяют получать одно- и трехцветные светодиоды.

Для изготовления корпуса используется термоустойчивый пластик. Рассеиватель представлен линзой, которую заливают эпоксидной смолой. С нижней стороны размещены теплоотводы, обеспечивающие охлаждение кристаллов. Каждый элемент имеет по 6 контактов — 3 анода и 3 катода. Для простоты определения полярности на корпусе имеется косой срез, расположенный на стороне катодов. В заводских условиях используется групповой монтаж, для домашних мастеров удобнее пайка каждого компонента по отдельности. К особенностям элементов типа 5050 следует отнести:

• малая деградация, не превышающая 4 % на 3000 часов непрерывной работы;
• для корпуса использован специальный термостойкий полимер, способный выдерживать 250° в течение длительного времени;
• рабочая температура чипов достигает 110°.

Внимание! Рабочие параметры SMD 5050 в развернутом виде изложены в т.н. datasheet, подробном перечне технических хаpaктеристик и свойств светодиодов.

Оригинальный datasheet LED SMD 5050

LED 5050 — матрица из трех кристаллов, каждый из которых является базовым элементом 3528. В полный перечень параметров входят:

• технические хаpaктеристики;
• оптико-электронные показатели;
• диаграммы спектрального излучения, зависимости тока от напряжения, распределения и прочих особенностей светового потока.

Полный список параметров нужен только специалистам — исследователям и производителям. Для домашнего мастера вполне достаточно знать технические хаpaктеристики. В их число входят:

• прямой ток — 20 мА на каждый кристалл;
• импульсный ток — 100 мА на каждый чип;
• прямое напряжение — 3,2-3,4 В;
• рассеиваемая мощность — 70 мВт на каждом кристалле;
• угол рассеивания (половинной яркости) — 120°;
• температура на p-n переходе — 110°;
• рабочий диапазон температур — от -40° до +65°;
• допустимая температура при хранении элементов — от -55° до +100°;
• условия пайки — до 300° в течение 2 сек.

Три кристалла соединяются параллельно. Размер светодиода составляет 5 на 5 мм, поэтому расстояние между соседними контактами всего 0,7 мм. Это значительно упрощает процесс пайки и снижает время нагрева.

Срок службы SMD 5050 зависит от цвета и условий эксплуатации. Для белых компонентов он составит 50000 часов, синие и зеленые способны работать до 70000 часов. Самыми долговечными являются красные и желтые образцы, которые могут работать до 90000 часов. Необходимо учитывать, что эти показатели достигаются только в благоприятных условиях, близких к оптимуму. Гарантийный срок, установленный большинством производителей, составляет 2 года, что в пересчете на непрерывную работу составляет всего 17,5 тыс. часов.

Рекомендации по подключению

Подключение элементов СМД 5050 производится исходя из параметров питания. Важно обеспечить правильную полярность, иначе светодиоды работать не будут. Для выполнения процедуры потребуются некоторые навыки пpaктических работ с паяльником, а также определенные теоретические познания. Надо выбрать правильную схему соединения и произвести качественный монтаж SMD 5050 на плату. Рассмотрим эти операции внимательнее:

Схема подключения

Напряжение питания одного SMD 5050 не превышает 3,5 В. Это означает, что, при последовательном соединении 3 компонентов, можно использовать стандартный 12 В источник питания. Для стабилизации и защиты от скачков необходимо установить токоограничивающий резистор. При этом, если использованы монохромные образцы, понадобится один резистор, а для трехцветных (RGB) устройств придется установить три резистора на каждую цветовую линию.

Важно! При такой схеме подключения достигается экономия на количестве резисторов, а также рациональнее расходуется энергия, которую они рассеивают. Однако, при выходе из строя одного SMD 5050 перестанет гореть вся цепочка из 3 штук.

Монтаж светодиодов типоразмера 5050

В промышленных условиях применяется технология групповой пайки. Специальный механизм устанавливает светодиоды на плату, покрытую специальной паяльной пастой. После этого плата подается в специальную печь, где паста под действием температуры распадается на флюс и припой. Флюс выполняет свою задачу и испаряется, а припой остается на контактах и дорожках платы, качественно соединяя элементы с подложкой.

В домашних условиях для монтажа SMD 5050 используют обычный паяльник или специальный строительный фен. Работа с феном напоминает заводскую технологию с использованием низкотемпературной паяльной пасты. Если применяется обычная пайка, нагрев инструмента не должен превышать 300°. Время контакта светодиода с паяльником не превышает 10 секунд. Это важно, поскольку перегрев кристалла способен вывести его из строя или значительно ухудшить его рабочие хаpaктеристики.

Основные выводы

Светодиоды SMD 5050 обладают высокими эксплуатационными показателями и техническими параметрами. Они используются в большинстве осветительных приборов, на базе элементов 5050 изготавливаются светодиодные ленты и прочие устройства. Преимуществами этих компонентов являются:

• технические хаpaктеристики демонстрируют высокую эффективность и увеличенные возможности;
• набор параметров позволяет применять SMD 5050 в светильниках средней и высокой мощности;
• срок службы этих устройств существенно превышает работоспособность всех альтернативных источников света;
• количество потрeбляемой электроэнергии позволяет объединять SMD 5050 в цепочки по 3 элемента, что снижает расход и не создает чрезмерных проблем при выходе из строя одного кристалла.

Такие качества делают SMD 5050 одними из наиболее популярных и востребованных ЛЕД устройств. Свои мысли о них излагайте в комментариях.