www.swiatelka.pl

Dioda mocy LED jest diodą która może pracować przy mocy min 1W.
Nie jest to zwyczajny element i wymaga specjalnego traktowania


Ciepło
Struktura diody nie powinna pracować przy temperaturze przekraczającej 90 stopni.
Pojedyncza dioda jest na tyle mała, że moc 1W przegrzeje ją i uszkodzi w przeciągu niecałej minuty (nawet kilku sekund).
Dioda MUSI być przymocowana do odpowiedniego radiatora który będzie w stanie odprowadzić nadmiar ciepła.
Płytka MCPCB 20mm (tzw .star) ma za małą powierzchnię do rozproszenia 1W i należy ją przymocować do radiatora (w tym przypadku obudowy latarki)
Należy zadbać o dobre połączenie termiczne między diodą i radiatorem (polecam taśmy termoprzewodzące 3M, lub pastę silikonową)
Temperaturę mierzymy tuż przy diodzie (przy jej slugu)
Im wyższa temperatura pracy, tym mniejsza ilość światła i krótszy „czas życia” diody

Zasilanie
Wertując forum natknąłem się na pytanie dotyczące doboru rezystorów do diody 3W… Dioda ze względu na swój nieliniowy charakter nie powinna być zasilana napięciem o stałej wartości z szeregowym rezystorem w roli ograniczenia prądowego. Katalogowe napięcie Vf 3,4V białej (niebieskiej) diody ZAWSZE odbiega od normy, a co gorsze zmienia się przy wzroście temperatury. Dodatkowo to napięcie zmienia się po dłuższym czasie co uniemożliwia precyzyjne dobranie odpowiedniego rezystora by przez diodę płynął optymalny prąd 350mA. W przypadku diod (NIE diod ) małej mocy stosowanie szeregowych rezystorów nie jest tak szkodliwe, ponieważ nawet wahania prądu wynoszące 25% nie spowodują jej uszkodzenia, a straty są tu niewielkie. Wielu kolegów proponuje stosowanie stabilizatorów liniowych LM317 w celu zapewnienia stabilnego prądu diody. Jest to dobre rozwiązanie dla diody, ale beznadziejne dla baterii i z punktu widzenia energooszczędności, ze względu na konieczność stosowania napięcia zasilania które będzie minimum 2,5V wyższe od napięcia diody, co daje prawie jeden wat mocy strat którą też trzeba odprowadzić w postaci ciepła. Można stosować stablizatory LDO, ale nie wiele to zmieni. Jedynym sensownym rozwiązaniem zasilania diod mocy jest stosowanie tzw. „drajwerów”, czyli impulsowych przetwornic które (nie wchodząc w szczegóły) umożliwiają nisko-stratną transformację prądu i napięcia, a ich sprawność sięga 95%. Dodatkowym atutem przetwornic impulsowych jest możliwość podwyższania napięcie (Step-Up), a co za tym idzie zasilania kilku diod z jednej baterii 

Łączenie
Diody można łączyć równolegle, ale muszą być to diody w tym samym BINie (ta sama selekcja). Wiąże się to jednak z dodatkowymi problemami jak większe prądy płynące przez ścieżki, czy większe straty na drajwerze. Po pewnym czasie może się też okazać, że przez jedną diodę płynie większy prąd jak przez drugą… Zdecydowanie lepszym i polecanym sposobem łączenia diod jest połączenie szeregowe w którym w każdym miejscu płynie dokładnie ten sam prąd.


Typy diod
Jak pewnie każdy z Was zaczynałem swoje doświadczenie od diod 5mm które absolutnie nie nadają się do oświetlenia, a jedynie na kontrolki breloczki etc. Ich zaletą jest niska cena i prostota stosowania.
Zdecydowanie odradzam nawet próby budowania latarek na diodach 3, 5 i 10mm ze względu na ich niską sprawność i niskie wartości strumienia świetlnego.
Poniżej opisze diody z którymi miałem i mam nadal przyjemność pracować


Lumileds – Philips


LUXEON 1 / LUXEON 3

–Dioda legenda. To właśnie te diody zrewolucjonizowały rynek oświetleniowy i utożsamia się je z diodami mocy

Zalety:
Standardowy pad
Dostępność
Niska cena
Kopułka z twardego plastiku – odporność na zniszczenie mechaniczne

Wady:
Marne osiągi –45lm/W
Obudowa nie jest odporna na wysokie temperatury, co uniemożliwia lutowanie diody w piecu.
Slug należy przykleić do płytki przy pomocy termokleju a wyprowadzenia ręcznie przylutować – nie ma innej metody
Slug na stałe połączony z anodą


U nas wykorzystujemy luxeony1 jedynie w kolorach do produkcji żarówek RGB 3x1W.

Luxeon K2

Zalety:
Dostępność
Dobre osiągi 100lm/W
Możliwość lutowania w piecu płycie, lub przy pomocy HA.

Wady:
Wysoka cena
Slug na stałe połączony z anodą
Kopułka diody wykonana jest z miękkiego silikonu którego nie wolno dotykać

K2 wykorzystujemy do produkcji zamienników żarówek MR16 z zamkniętą

Luxeon REBEL

Zalety:
Dobre osiągi 100lm/W
Niska cena
Możliwość lutowania w piecu
Małe gabaryty
Możliwość pracy przy 120 stopniach C
Kopułka wykonana z twardego silikonu
Odizolowany slug

Wady:
Niestandardowy pad
Obecnie problem z dostawami
Dioda jest niższa, a co za tym idzie potrzebuje dedykowanej optyki
Kopułka diody wykonana jest z twardego silikonu którego można dotykać, ale można uszkodzić (na przykład zdrapać)

Nowe produkty na rebelach niebawem ujrzą światło dzienne, ale na razie to tajemnica


Braki w ofercie Lumileds: bark diod RGB, UV, IF

X-LAMP CREE


CREE XR-E

Dobre osiągi 107lm/W
Możliwość lutowania w piecu
Odizolowany slug
Kopułka diody wykonana jest ze szkła które można dotykać, ale można oderwać


Wady:
Wysoka cena
Konieczność lutowania w piecu z dokładnie dobranym profilem temperaturowym
Brak możliwości lutowania ręcznego lub przy pomocy HA (kopułka potrafi odpaść)

XR-E wykorzystujemy w zamiennikach żarówek G4 które za względu na brak optyki i obudowy muszą mieć odpowiednio odporną diodę. Stosujemy diody 100lm (zimne) i 68lm (ciepłe)


MC-E

Wysoki strumień świetlny 760lm
Dobre osiągi 107lm/W
Możliwość lutowania w piecu
Odizolowany slug
Kopułka diody wykonana jest ze szkła które można dotykać, ale można oderwać
Każda z 4 struktur ma wyprowadzenia co daje wiele możliwości konfiguracji zasilania

Na razie próby.


Wady:
Bardzo wysoka cena
Konieczność lutowania w piecu z dokładnie dobranym profilem temperaturowym
Brak możliwości lutowania ręcznego lub przy pomocy HA (kopułka potrafi odpaść)




Seoul Semiconductor Z- Power – Acriche

P4

Zalety:
Umiarkowana cena
Dostępność
Dobre osiągi 100lm/W
Możliwość lutowania w piecu płycie, lub przy pomocy HA.

Wady:
Slug na stałe połączony z anodą
Kopułka diody wykonana jest z miękkiego silikonu którego nie wolno dotykać

P4 wykorzystujemy do produkcji zamienników żarówek MR16 z zamkniętą optyką i projektorów do światłowodów.

Acriche

Zalety:
Zasilanie napięciem sieciowym
Przyzwoita sprawność 80lm/W
Możliwość lutowania w piecu płycie, lub przy pomocy HA.

Wady:
Migotanie 100Hz (nie każdy to widzi)
Zasilanie napięciem sieciowym
Wysoka cena

Acriche’ów nie stosujemy ze względu na wysokie napięcie i męczące migotanie
Poza tym odnieśliśmy wrażenie, że świecą dużo słabiej niż P4


P5 – RGB

Zalety:
Dobre osiągi
Łatwa dostępność
Dobre mieszanie kolorów

Wady:
Dosyć wysoka cena
Duże gabaryty
Przy maksymalnym wysterowaniu, biały kolor ma różowy odcień

Diodę P5 wykorzystujemy w naszym projektorze RGB

P5II – RGB

Zalety
Dobre osiągi
Bardzo dobre mieszanie kolorów
Małe gabaryty
Wysoka jakość białego koloru

Wady:
wysoka cena

P5II w ilości 6 sztuk stosujemy w naszym projektorze RGB


Powyżej wymieniłem diody które znam najlepiej i które mogę śmiało polecić (no może z wyjątkiem białych luxeonów1).
Poniżej przedstawiam innych producentów

NICHIA
Gdyby nie to, że ich diody nie mają standardowych padów pewnie byśmy ich używali… Mają znakomitą sprawność (140lm/W dla diody 20mA)

Osram
Duży gracz na rynku. Niskie sprawności wynikające z rzetelności i uczciwości przeprowadzanych testów (w rzeczywistości świecą podobnie do Cree). niestandardowe pady

AVAGO
Niezłe diody (80lm/W). Sporo Ciekawych rozwiązań

EDISON OPTO
Mimo przechwałek producenta, diody Edisona są wyjątkowo dziadowskie. Świecą słabo, a ich czas życia mierzymy w tygodniach. Swego czasu ściągnęliśmy sporą partię chińskich żarówek PAR i GU10 zbudowanych na Edisonach… Większość sprzedanych do nas wróciła. Przyczyna - EDISON

Prolight
Mieliśmy niedawno przyjemność rozmawiać z przedstawicielami tej ciekawej koreańskiej firmy. Obiecywali diody 100lm/W, a jak chcieliśmy zamówić próbki, to dostaliśmy 60 i 40lm…
100lm okazało się ich wymysłem.

Na zakończenie dodam, że wszystko co powyżej napisałem wynika z moich własnych doświadczeń i jeżeli się w którymś miejscu pomyliłem, to proszę mnie poprawić.

Pozdrawiam i życzę sukcesów z PowerLedami

Łączenie wedle binu ma sens w przypadku wyrobów Seoul Semiconductor bądź Philips Lumileds. Cree nie prowadzi selekcji pod kątem napięcia przewodzenia, a różnice bywają spore (co widać tutaj na przykładzie 36 sztuk XR-E).

Cree R2 osiąga 114-122lm/350mA. K2 TFFC nie dobija jeszcze do 100lm/W. Interesujące są ponieważ przy neutralnej barwie dobijają do 95lm/350mA. Wartości przy większości emiterów powinny być podawane jako "x/350mA" ponieważ wartość lm/W jest z reguły niższa (marketing).

Brak SSC P7 - konkurenta pod względem wydajności dla MC-E w opakowaniu Acriche.

PS. Pouczając na temat pisowni (diod nie diod) wspomnę, że nie ma czegoś takiego jak drajwer. Albo piszemy z angielska - 'driver', albo wykorzystujemy polski odpowiednik - 'sterownik'.

Lewho, K2 i rebel dopiero w wersji TFFC osiągnęły 100 lm/w, więc bądźmy precyzyjni. Jedne i drugie w najtańszych sortach mają wydajności rzędu 50 lm/w.

Acriche nie mają 80 lum/w
229,61 V
19,38 mA
4,4498W
Deklarowane 195 lumenów daje 43,8 lm/w

Generalnie jeśli zamawiacie gotowe żarówki na 220V z chin to musicie ostro naciągać realne wydajności takich rozwiązań - driverki są tam wyjątkowo podłe i biorąc pod uwagę moc na wejściu układu sprawności rzadko są wyższe jak 50 lumm/w.

Wszystko to prawda. Pominąłem P7 bo jeszcze się nią nie zajmowałem. Mam co prawda kilka próbek, ale prąd 2,8A mnie zraził. Dodatkowo duża kopułka i w ogóle spore gabaryty wymagają stosowania dedykowanej optyki. Zdecydowanie lepiej na tym polu wypada MC-E

Co do pisowni, to celowo napisałem „drajwerów” w cudzysłowie mogłem jeszcze napisać driverów, ale równie pokracznie by to wyglądało
Słowo sterownik używamy raczej jako sterownik diod RGB lub DMX.

Witam wszystkich Forumowiczów!

Mam takie pytanie do Lewho. Jeżeli to nie tajemnica to ile było tych "żarówek" (chodzi o te z cytatu poniżej)? Podtekst jest taki, że mam zupełnie inne doświadczenia z tym producentem. Z tym że ja mówię o LEDach (nie "zarówkach")

Lewho pisze:EDISON OPTO
Mimo przechwałek producenta, diody Edisona są wyjątkowo dziadowskie. Świecą słabo, a ich czas życia mierzymy w tygodniach. Swego czasu ściągnęliśmy sporą partię chińskich żarówek PAR i GU10 zbudowanych na Edisonach… Większość sprzedanych do nas wróciła. Przyczyna - EDISON

GEP pisze:Witam wszystkich Forumowiczów!

Mam takie pytanie do Lewho. Jeżeli to nie tajemnica to ile było tych "żarówek" (chodzi o te z cytatu poniżej)? Podtekst jest taki, że mam zupełnie inne doświadczenia z tym producentem. Z tym że ja mówię o LEDach (nie "zarówkach")

Lewho pisze:EDISON OPTO
Mimo przechwałek producenta, diody Edisona są wyjątkowo dziadowskie. Świecą słabo, a ich czas życia mierzymy w tygodniach. Swego czasu ściągnęliśmy sporą partię chińskich żarówek PAR i GU10 zbudowanych na Edisonach… Większość sprzedanych do nas wróciła. Przyczyna - EDISON

Żarówek było 100, ale po sprzedaniu 50 zaprzestaliśmy dalszej sprzedaży, bo większość do nas wróciła.
Jest wielce prawdopodobne że w żarówkach były podróby, albo jakieś odpady produkcyjne. Zasilanie było ok, bo mierzyłem prąd diod przy pomocy bocznika podłączonego do oscyloskopu pracującego w trybie rejestratora. Po upływie niecałych 2 minut prąd spadł do 0 bez żadnych przepięć i szpilek…
W międzyczasie miałem doświadczenie z Edisonami UV i IR, a także testowałem diody białe położone na naszych płytkach i muszę przyznać że ani jedna nie padła.

Dla dodania:
- Zawsze myślałem że Prolight jest z Tajwanu, tak przynajmniej wynika ze strony internetowej.
- Edison przez niektórych Tajwańczyków uważany jest za tą firmę, która spowodowała zakończenie produkcji Luxeonów (te w tej samej obudowie co P4, większość Prolightów i chinoli 1W) i pozostawienie tylko Rebelów.
- Miałem kontakt z diodami Edison w barwie ciepłej, które były tak sprawne jak neutralne P4 z indeksem H + były tańsze.
- Osram już ma Osolon'a oraz Pervaled (nie wiem czy dobrze napisałem, ale chodzi o diodę stworzoną w technologii COB), a Cree XP-G(produkty z nimi są już, ale oczywiście nie odpowiedniki żarówek bo biny ciepłe są dostępne stosunkowo niedawno).
- Acriche raczej nie mają deklarowanych strumieni, SSC zazwyczaj ciut zawyża(tak samo jak w P7)
- takie wypomnienie na koniec: nie ma "żarówek LED", bo przecież w LED nic się nie żarzy, także lepiej używać określenia "odpowiednik żarówki lub halogenu", bądź "lampa, oprawa LED", bo tak wchodzimy w paranoje i brudzimy język polski.
Pzdr