Светодиоды красного цвета свечения

В настоящее время в современной технике широкое применение нашли светодиоды различных цветов свечения. В данной статье остановимся на возможностях и применении светодиодов красного цвета свечения. В дальнейшем для краткости будем их называть красными светодиодами. В качестве полупроводниковых материалов для создания красных светодиодов используются AlGaInP, GaAsP/GaP, GaAlAs, GaP, GaAsP, InGaN [1–10].

Красные светодиоды широко применяются в качестве индикаторов в радиоэлектронной аппаратуре гражданского и военного назначения, для формирования или подсвета визирных знаков в дневных и ночных прицелах для легкого стрелкового оружия, в качестве цифровых индикаторов дальности и других измеряемых величин, в крупногабаритных и миниатюрных дисплеях, в качестве излучателей для маяков, бакенов и створных огней в речных условиях, в качестве габаритных огней и прочих световых приборов автотранспорта и т. д. Особый интерес представляет использование красных светодиодов в рекламе: табло, вывески, экраны, широкоформатные дисплеи. С их помощью осуществляется подсвет объемных надписей, названий и обозначений, витрин и специальных поверхностей, практикуется также освещение зданий, сооружений и отдельных объектов [1–10].

По своим многочисленным полезным свойствам и преимуществам светодиоды значительно оттесняют лампы накаливания. В первую очередь они отличаются высоким сроком эксплуатации и малогабаритными размерами. К тому же светодиоды привлекают внимание тем, что при взаимодействии с электрическим током способны излучать некогерентный свет. Кроме основной функции источника света, светодиоды используются и для декора интерьера и композиций благодаря наличию разных цветов. Светодиод красного свечения стал незаменим в новом виде наружной рекламы — светодиодной рекламе [2]. Сейчас светодиодная реклама получила широкое распространение не только благодаря новшествам и модным тенденциям. Применяемый красный мигающий светодиод способен обеспечивать высокую прочность, пожарную безопасность и компактность, а также длительный срок службы. К тому же человеком запоминается информация, отличающаяся от всей предложенной, что обеспечивает именно светодиодная реклама на фоне остальных видов рекламы. Светодиодная реклама представляет собой светодиодный модуль, который содержит в себе сверхъяркие красные светодиоды высокого качества. Свойства этого модуля уникальны, ведь яркость отличается от другой рекламы высоким уровнем, а угол обзора составляет более 120 градусов. Значительные отличия светодиодной рекламы выделяют ее среди множества вывесок, тем самым позволяя человеку запоминать предоставленную информацию. Использование в светодиодной рекламе контроллеров для красных светодиодов обеспечивает наибольшее количество различных эффектов. С помощью светодиодных модулей можно не только оформлять рекламу учреждений и компаний, но и представлять их имидж. Также существует возможность сразу на нескольких модулях с помощью красного светодиода контролировать одним компьютером переключение видеовывесок. В светодиодной рекламе красный светодиод используется для создания модулей абсолютно любых размеров.

Используемый в наружной рекламе красный мигающий светодиод обеспечивает ее всеми полезными свойствами светодиодов — например, здесь наблюдается отсутствие вредных компонентов, виброустойчивость и замечательная адаптация при различных температурах. Электронное табло «бегущая строка» имеет размер светодиодного символа 100–820 мм при его дальности видения соответственно 30–400 м [3]. Таким образом, наружная реклама с красными сверхъяркими светодиодами обладает следующими преимуществами: высококачественное изображение; изготовление рекламы любых размеров и форм; простота смены изображения; простота установки светодиодного модуля; возможность охвата аудитории с большим количеством людей [2]. На рис. 1 представлено рекламное табло на основе красных светодиодов.

Рис. 1. Рекламное табло на основе красных светодиодов [2]

В таблице 1 [1, 5, 6, 8, 9, 10] указаны основные параметры красных светодиодов широкого применения, в том числе и с низким прямым током управления. Их типичный внешний вид дан на рис. 2.

Рис. 2. Красные светодиоды широкого применения [8]

Примечания. l — длина волны, I — сила света, 2q_0,5 — угловая расходимость излучения, I_п — прямой ток, U_п — прямое напряжение.

В таблице 2 [1, 6, 7, 8, 10] представлены основные параметры мощных красных светодиодов. Их типичный внешний вид дан на рис. 3.

Рис. 3. Мощный красный светодиод [9]

В таблице 2 [1, 6, 7, 8, 10] представлены основные параметры мощных красных светодиодов. Их типичный внешний вид дан на рис. 3.

Примечания. l — длина волны, I — сила света, 2q_0,5 — угловая расходимость излучения, I_п — прямой ток, U_п — прямое напряжение; Ф — световой поток.

На основе красных светодиодов созданы светодиодные линейки и ленты. Они продолжают активно развиваться, постоянно появляются все новые их виды и модификации. Среди них выделяются те, которые имеют высокий уровень защиты от атмосферных воздействий и прежде всего от влаги. Остановимся на некоторых из них поподробнее. Рассмотрим светодиодные линейки фирмы Cree (США). Они представляют собой светодиодную ленту, имеющую несколько слоев и оснащенную чрезвычайно мощными и яркими светодиодами марки SMD, число которых может равняться 9, 12 или 18. Светодиоды фирмы Cree серии Standart в стандартном корпусе круглого или овального сечения с двумя выводами работают на относительно небольших токах порядка нескольких десятков миллиампер (как и обычные индикаторные светодиоды), но обладают повышенной яркостью свечения. Сверхъярким светодиодам, в отличие от мощных, не требуется никаких систем теплоотвода, поскольку рассеиваемая ими мощность незначительна. Благодаря этому обстоятельству данная категория светодиодов может выпускаться в стандартных типовых корпусах для массового применения. Серия STD включает четыре подгруппы, различающиеся диаметром и формой корпуса светодиодов:

• 3-мм круглые;
• 5-мм круглые;
• 4-мм овальные;
• 5-мм овальные.

Первая подгруппа (серия 374) наиболее малочисленная, она включает светодиоды только белого свечения с тремя возможными углами свечения — 25, 35 или 65 градусов. Вторая подгруппа (5-мм круглые) намного более обширна, ее составляют светодиоды пяти серий (503, 512, 513, 534 и 535) с различными углами свечения, белого и монохромного излучения. Две последние подгруппы образуют светодиоды монохромного излучения с овальной линзой. Подгруппа 4 мм включает серию 4SM с углами излучения в горизонтальной и вертикальной плоскостях соответственно 100 и 45 градусов. Подгруппа 5 мм включает две серии: 5SM (с углами 100/40 градусов) и 566 (70/35 градусов). Особенностью таких линеек является то, что они герметичны. Для их изготовления используются диэлектрическая подложка, медный проводник тонкого сечения, а также силиконовая оболочка. Закрепляются они несколькими способами: либо пластиковыми держателями, либо обычной двусторонней клейкой лентой.Благодаря своим свойствам светодиодные линейки пригодны для использования не только внутри закрытых помещений, но и на улице. Кроме того, они нередко применяются для реализации довольно сложных проектов по подсвету или освещению на труднодоступных объектах любой формы. Из положительных качеств светодиодных линеек следует выделить их низкое энергопотребление и, конечно, высокую безопасность в работе. Благодаря своей малогабаритности они могут быть использованы даже в очень узких потолковых нишах (например, светодиодная лента smd led 3528). Именно поэтому они довольно часто применяются для подсветки перил и лестничных ступеней, подсветки мебели и организации так называемой закарнизной подсветки. Кроме того, в линейках светодиодов широкий угол расходимости излучения. Он достигает 120 градусов, что позволяет создавать достаточно ровное и объемное освещение на довольно малых расстояниях (4–5 см от источника света). Это качество используется дизайнерами при создании многоуровневых систем в пределах стандартных квартир, имеющих высоту потолка не более двух с половиной метров. Следует отметить простоту и удобство монтажа светодиодной ленты smd rgb led — такие ленты можно резать, что очень важно, когда создаются сложные контуры.Еще одна модификация защищенных светодиодных лент — лента с маркировкой DIP LED. Из качеств, которые следует отметить в первую очередь, упомянем о том, что она водонепроницаема, гнется во всех направлениях, легко и просто монтируется и имеет достаточно высокую светоотдачу. Эти свойства позволяют часто использовать светодиодную ленту DIP LED как альтернативу столь популярному неону. Для изготовления светодиодной ленты DIP LED применяется гибкая печатная плата, в которой установленные светодиоды имеют форму цилиндров диаметром 5 мм и залиты небольшим силиконовым слоем. Питается такая лента постоянным напряжением в 12 В, для ее стабильной работы вполне пригоден обычный автомобильный аккумулятор. Угол расходимости излучения в светодиодах равен 60 градусам. Форма поставки — рулоны по два метра; в них светодиоды соединены последовательно при помощи герметичных коннекторов. Для закрепления на рабочей поверхности обычно используются специальные крепления или же герметик. Ленту можно резать на отрезки, содержащие три светодиода, а также полностью погружать ее в воду.И напоследок рассмотрим светодиодную ленту LED Extreme. Она хороша тем, что обладает отличной влагозащищенностью (имеет максимальный уровень защиты, соответствующий классу IP68) и удивительной яркостью. Яркий и направленный свет от ленты порадует вас. Причем и угол свечения у нее тоже неплохой — 60 градусов. Такая лента, несмотря на то, что ее нельзя назвать тонкой, является очень гибкой. Она, как и рассмотренная выше лента DIP LED, режется на отрезки с количеством светодиодов, кратным трем. Поскольку влагозащищенная светодиодная лента LED Extreme низковольтная (максимум 15 В), ее можно использовать практически в любых условиях, а для нормальной работы ей вполне достаточно обычного автомобильного аккумулятора. Срок службы светодиодной ленты LED Extreme — порядка ста тысяч часов непрерывной работы. Частота размещения светодиодов по ленте примерно следующая: один светодиод на один сантиметр поверхности. Форма поставки — полностью готовые к работе отрезки ленты, причем уже с проводами, которые, подобно ленте, можно разделять или, напротив, соединять вместе.

Рис. 4. Наборный красный светодиодный модуль [1]

Рис. 5. Мощный светодиодный модуль [7]

Примечания. l — длина волны, I — сила света, 2q_0,5 — угловая расходимость излучения, I_п — прямой ток, U_п — прямое напряжение; Ф — световой поток.

Рис. 6. Светодиодная лента [11]

В таблице 4 [1] представлены основные параметры красных светодиодов для отображения (рис. 7) и подсвета визирных знаков.

Рис. 7. Красные светодиоды для отображения визирных знаков [1]

Примечания. l — длина волны, I — сила света, 2q_0,5 — угловая расходимость излучения, I_п — прямой ток, U_п — прямое напряжение; Р – мощность излучения.

Светодиодный красный излучатель кругового действия для речных навигационных огней типа У-206Б с мощностью излучения 0,5–1 Вт предназначен для использования на бакенах и буях в речных условиях. Он не требует карданной подвески и цилиндрической линзы Френеля. Обеспечивает дальность видения 3–5,5 км. Сила света составляет 8–9 (11–13) кд при токе 200 мА (300 мА) и напряжении 2,7 В.

Красные светодиоды используются также для создания створных огней с целью обозначения фарватера на реках. В таблице 5 [1] представлены основные параметры красных светодиодов для створных огней.

Примечания. l — длина волны, I — сила света, 2q_0,5 — угловая расходимость излучения, I_п — прямой ток, U_п — прямое напряжение; t — прозрачность атмосферы на дальности 1 км.

В таблице 6 [1] представлены основные параметры красных светодиодов кругового действия.

Примечания. l — длина волны, I — сила света, 2q_0,5 — угловая расходимость излучения, I_п — прямой ток, U_п — прямое напряжение; Ф — световой поток.

Основные параметры красных светодиодов для использования в малогабаритных встраиваемых дисплеях и индикаторах фирмы Kingbright Electronic Co., Ltd. представлены в таблице 7 [9].

Примечания. l — длина волны, I — сила света, 2q_0,5 — угловая расходимость излучения, I_п — прямой ток, U_п — прямое напряжение; Ф — световой поток.

Таким образом, в настоящее время красные светодиоды получили широкое распространение. Многообразие их видов и параметров позволяет рассчитывать на эффективное и разностороннее применение данных приборов в современной технике.