SMD šviesos diodų charakteristikos ir išvaizda
Noras miniatiūrizuoti elektroninius prietaisus paskatino sukurti bešvinius radijo elementus. Ši tendencija neaplenkė ir šviesos diodų – SMD įrenginiai daugelyje sričių gerokai pakeitė įprastus išvesties įrenginius, o apšvietime juos praktiškai išspaudė iš rinkos.
Kas yra SMD LED
SMD LED priklauso Surface Mounted Device kategorijai – ant paviršiaus montuojamas įrenginys. Jei įprastiems išėjimo (tikrosios skylės) elementams reikia išgręžti skylę, skirtą montuoti ant lentos ir lituoti kojos kitoje pusėje, tada SMD radijo komponentai yra lituojami tiesiai prie takelių, esančių viršutinėje spausdintinės plokštės plokštumoje.
Iš esmės SMD formato šviesą skleidžiantis elementas yra išdėstytas taip pat, kaip ir jo išvesties prototipas. P-n sandūra iš puslaidininkio pritvirtinama ant keraminio pagrindo, kuris turi ryškų švytėjimo efektą, kai įjungiama nuolatinė įtampa. Iš viršaus jis uždaromas lęšiu, pagamintu iš skaidraus junginio. Jei reikia, ant viršaus užtepamas fosforo sluoksnis. Pagrindinis skirtumas yra lanksčių laidų trūkumas.Pagalvėlės yra skirtos litavimui tiesiai į PCB daugiakampius.
SMD šviesos diodų privalumai ir trūkumai
Apskritai privalumai nusveria - dėl to gatavi gaminiai yra mažesni pagal dydį, svorį ir kainą.
Sklando mitas apie elektroninės įrangos, pagamintos naudojant SMD elementus, nepataisomumą. Tačiau tai tik mitas. Atstatyti tokios įrangos efektyvumą visiškai įmanoma, tam reikės nedidelės papildomos įrangos, taip pat didesnės meistro patirties ir kvalifikacijos.
SMD rūšys ir tipai
Paprastai beveik visi šviesos diodai skirstomi į dvi pasaulines kategorijas:
- skirtas apšvietimui;
- skirtas elektroninių prietaisų būsenai nurodyti.
Pirmoje kategorijoje SMD elementai beveik visiškai pakeitė išvesties elementus, antroje - jie paliko jiems siaurą nišą. Todėl ta pati klasifikacija gali būti taikoma paviršiaus montuojamiems spinduliuojantiems elementams.
Skiriamoji linija eina pagal technines specifikacijas:
- apšvietimo elementams svarbus šviesos srautas ir reikalinga natūraliai artima spalva;
- Indikatoriaus elementams svarbu ne tiek spalva ir ryškumas, kiek kontrastas supančio fono atžvilgiu.
Todėl indikacijai galite naudoti LED su p-n sandūros švytėjimu, o apšvietimui - tik su fosforo danga. Nors tai taip pat gana savavališka – niekas nedraudžia indikacijai naudoti prietaisus su fosforu ir baltu švytėjimu.
Visa tai taikoma LED optiniam, matomam diapazonui. Kaip atskirą SMD šviesos diodų rūšį reikėtų paminėti įrenginius, kurių emisijos spektras yra už žmogaus akies suvokimo ribų. Tai apima ultravioletinius ir infraraudonuosius spindulius. Pirmieji naudojami kompaktiškiems UV spinduliuotės šaltiniams sukurti. Jie naudojami valiutų detektoriams, biologinių pėdsakų paieškai ir kt. Pastarieji naudojami signalų perdavimo sistemose – buitinės technikos nuotolinio valdymo pultuose, apsaugos nuo įsilaužimo sistemose ir kt. Šie šviesos diodai taip pat yra SMD formatu.
Taip pat būtina paminėti LED matricas apšvietimo sistemoms, gaminamas naudojant iki šiol pažangiausią COB technologiją. Priešingai populiariems įsitikinimams, šis gamybos principas visiškai neprieštarauja SMD formatui. Ir COB šviesos diodai yra gaminami, įskaitant paviršiuje montuojamą įrenginį.
SMD šviesos diodų matmenys
Šviesos diodo tipą nurodo jo korpuso matmenys. Taigi, įprastas standartinis LED 5050 dydis reiškia, kad šviesą skleidžiantis elementas yra įdėtas į 5,0 mm ilgio ir 5,0 mm pločio apvalkalą.
Svarbu! Ženklinimas nurodo tik korpuso dydį. Net ir vienodo dydžio šviesos diodų elektrinės ir optinės charakteristikos gali skirtis priklausomai nuo sumontuotų kristalų tipo ir skaičiaus, todėl norint vienareikšmiškai nustatyti parametrus, būtina naudoti šviesos diodų technines specifikacijas.
Įprastų SMD šviesos diodų dydžių atitikimas lentelėje:
| Dydis | Surinkimo ilgis, mm | Surinkimo plotis, mm | Spinduliuojančių p-n sandūrų skaičius | Šviesos srautas, lm | Nominali srovė, 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 |
Indikacijai skirtų šviesos diodų matmenys pažymėti pagal tarptautinį standartą EIA-96 coliais. Dažniausi atvejai yra 0603 ir 1206.
| Dydžio žymėjimas | Dydis coliais | Metriniai matmenys, mm | Metrinis pritaikymas |
| 0603 | 0,063 colio x 0,031 colio | 1,6 x 0,8 | 1608 |
| 1206 | 0,126" x 0,063" | 3,2x1,6 | 3216 |
Čia galioja ta pati taisyklė - vienodo dydžio atvejais gali būti gaminami skirtingų švytėjimo spalvų, skirtingų veikimo srovių šviesos diodai ir pan. Todėl PAV paskyrimo parametrai negali būti visiškai nustatyti.
SMD žymėjimas
SMD formatas atsirado dėl noro miniatiūrizuoti elektroninius komponentus, todėl nėra kur dėti informacijos apie jų tipą ir technines charakteristikas. Net jei išsikelsite tokį tikslą, užrašai bus per maži patogiam skaitymui. Todėl žymėjimas sumažinamas tik iki įrenginio gnybtų žymėjimo.Tai svarbu, nes nors šviesos diodai priklauso diodų klasei, jie mažai naudingi blokuojant atvirkštinę srovę dėl mažos tolerancijos atvirkštinei įtampai. Jei įprastas diodas sumontuotas nesilaikant poliškumo, šį gamybos defektą lengva nustatyti ir ištaisyti. Šviesos spinduolis, įjungus maitinimą, greičiausiai suges. Net jei problema aptinkama prieš įjungiant įtampą, naudojant litavimo džiovintuvą išardyti miniatiūrinį indikatoriaus šviesos diodą yra problematiška – išlydyti permatomą plastikinį korpusą, kuris uždaro p-n sandūrą, taip pat paprasta, kaip kriaušes.
Todėl, montuojant indikatoriaus šviesos diodus, reikia atkreipti dėmesį į mnemoninį raštą, rodantį anodo arba katodo vieta.
Elementai, skirti apšvietimui, dažniausiai turi nuožulną, potvynį ar įpjovą ant korpuso – dažniausiai tai reiškia katodą. Tačiau nėra garantijos, kad gamintojas griežtai laikosi šios taisyklės. Todėl, kilus abejonių, geriau žaisti saugiai ir patikrinti LED (bent vienas iš partijos) su multimetru.
Minėta, kad SMD elementas niekuo nesiskiria nuo įprasto LED, išskyrus bešvinį paketą. Todėl ir perjungimo schema nesiskirs. Šviesos diodo maitinimo įtampa turi būti tiekiama per tvarkyklę arba ribojantį rezistorių, laikantis poliškumo.
Šviesos diodai gali būti sujungti į nuoseklias grandines, kurios vėliau lygiagrečiai sujungiamos į matricas. Šis derinys pasiekia pageidaujamą galią esant tam tikrai maitinimo įtampai.
Remontuojant šviestuvus eksploatacijos metu pakeičiant spinduliuojančius elementus (vieną ar daugiau), plokštę reikia apsaugoti nuo lenkimų ir mechaninių įtempių. Visi SMD formato elementai tokiomis sąlygomis yra linkę į mikroįtrūkimų susidarymą kūne, pažeidžia litavimo vientisumą, nematomą akiai. Dėl tokio remonto galite gauti kelis sugedusius šviesos diodus vietoj vieno ir sugaišite laiko trikčių šalinimui. Plokštės geriau visai neimti, o ji montuojama ant didelės masės ir šiluminės talpos radiatoriaus, todėl lituokliui sušildyti prireiks lituoklio arba didelio galingumo plaukų džiovintuvo. Jei esate įsitikinę, kad konkretus šviesos diodas neveikia, galite pabandyti ne lituoti, o išgraužti. Tačiau reikia pasirūpinti, kad mechaniškai nepažeistumėte atspausdintų laidininkų. Iš naujo montuodami eksploatuojamą elementą, reikia atsiminti, kad šviesos diodai yra jautrūs perkaitimui ir stengtis išvengti ilgo litavimo.
Teminis vaizdo įrašas:
Kurdami naminius apšvietimo prietaisus, turėtumėte žinoti apie šviesos pašalinimo iš šviesos diodų problemą. Plokštė visada turi būti montuojama ant papildomo pakankamo ploto radiatoriaus ir tam turi būti tinkamos konstrukcijos (be elementų galinėje pusėje, skylių varžtams tvirtinimui ir pan.).
Nepaisant kai kurių trūkumų, SMD elektroninių komponentų formatas įsitvirtino elektronikos pramonėje. Miniatiūrinių bešvinių elementų indėlis mažinant elektroninės įrangos kainą per pastarąjį dešimtmetį yra labai reikšmingas. Šiame procese taip pat dalyvauja šviesos diodai.