Какие светодиоды стоят в китайских фонариках?
Многие товары сейчас покупаются на aliexpress, где можно найти как оригинальную продукцию, так и китайские копии, которые не соответствуют заявленному описанию. Цена за такие приборы бывает сопоставимой с ценой на оригинал.
В фонарике, где заявлен светодиод Cree, его может на самом деле не быть, в лучшем случае будет стоять диод откровенно другого типа, в худшем такой, который внешне будет трудно отличим от оригинала.
Что это может за собой повлечь? Дешевые светодиоды выполняются в низкотехнологичных условиях и не выдают заявленной мощности. Имеют низкий КПД, от того у них усиленный нагрев корпуса и кристалла. Как уже было сказано, что перегрев – самый злой враг для Led приборов.
Так происходит потому, что при нагревании через полупроводник увеличивается ток, вследствие чего нагрев становится еще сильнее, мощности выделяется еще более, лавинообразно это приводит к пробою или обрыву светодиода.
Если постараться и потратить время на поиск информации, можно определить оригинальность продукции.
Сравните оригинал и подделку cree
LatticeBright – это китайский производитель светодиодов, который делает продукцию очень похожей на Cree, наверное это совпадение дизайнерской мысли (сарказм).
Сравнение китайской копии и оригинала Cree
На подложках эти клоны выглядят следующим образом. Можно заметить разнообразие форм подложек для светодиодов, производимое в китае.
Определение подделки по подложке для LED
Подделки изготавливаются довольно умело, многие продавцы не указывают об этом «бренде» в описании товара и о том, где произведены светодиоды для фонарей. Качество таких диодов не самое худшее среди китайского барахла, но и далеко от оригинала.
Типы светодиодов
На сегодняшний день на рынке доступно множество фонарей с улучшенными свойствами. Самыми востребованными считаются светодиоды от фирмы Cree Inc.: XR-E, XP-E, XP-G, XM-L. Сегодня популярны также новейшие XP-E2, XP-G2, XM-L2 — их в основном применяют в некрупных фонарях. А вот, к примеру, светодиоды Cree MT-G2 и MK-R от фирмы Luminus получили широкое применение в огромных моделях поисковых фонарей, которые могут работать одновременно от пары аккумуляторов.
К тому же светодиоды принято различать по яркости — существует специальный код, благодаря которому можно сортировать светодиоды по этому параметру.
Типы светодиодов для фонариков
При сравнении одних диодов с другими стоит обратить внимание на их габариты, а вернее, на участок светоизлучающих кристаллов. Если участок такого кристалла небольшой, значит, легче сосредоточить его свет в узенький луч
Если же хотите от светодиодов XM-L получать неширокий луч, то необходимо будет применять очень большой отражатель, что отрицательно влияет на массу и габариты корпуса. А вот с небольшими отражателями на подобном светодиоде выйдет довольно эффективный карманный фонарик.
Параметры светового потока
Светотехнические
характеристики лампы на базе светодиода xml t6 могут варьироваться в
зависимости от сегмента спектра цветовой температуры. На практике он выражается
в «бинах» – из двух символов, например, 4C. Каждому отдельному его значению
будет соответствовать определенный оттенок цвета. Производитель поставляет 6
типов наборов лед-кристаллов с заданным биновым показателем в 15 группах. Их
свойства при силе тока в 700 мА представлены в следующей таблице:
Название | Спектральный диапазон, К | Группа | Световой поток, люмен |
Белый (холодный) | 5-8,3 тыс. | Т5 | 265 |
Т6 | 280 | ||
U2 | 320 | ||
Белый (нейтральный) | 3,7-5 тыс. | T4 | 245 |
T5 | 260 | ||
Белый (стандарт – CRI 80) | 2,6-4,3 тыс. | T2 | 210 |
T3 | 220 | ||
Белый (теплый) | 2,6-3,7 тыс. | T2 | 200 |
T3 | 225 | ||
Белый (CRI 85) | 2,6-3,2 тыс. | S4 | 165 |
S5 | 175 | ||
S6 | 180 | ||
Белый (CRI 90) | 2,6-3,2 тыс. | S4 | 165 |
S5 | 170 | ||
S6 | 180 |
Максимальной
востребованностью отличаются xml-диоды Т6. Они характеризуются белым холодным
свечением при мощности потока почти в 300 люмен. Меньшей светосилой обладают
кристаллы S4 (порядка 160 лм) с характерным желтым оттенком, а большей — U2
(около 320 лм), при этом имеют хорошо видимый фиолетовый тон светового потока.
Характеристики светодиодов
Светодиоды описываются множеством характеристик и параметров. Важнейшие из них:
- сила света и энергетическая эффективность – Лм и Лм/Вт;
- угол расхождения светового потока по уровням 0,5 или 0,7, градусы – у обычных от 120 до 140 град., у индикаторных моделей – от 15 до 45 град.;
- мощность, потребляемая при работе, Вт – малая – до 0,5, средняя – 0,5-3, большая – более 3;
- рабочий ток через диод, мА или А;
- цвет или оттенок белого света, цветовая температура, градусы Кельвина, К – от 2000-2500 К – теплый белый и до 6500-9500 К – белый холодный.
Размеры светодиодов
Размеры светодиода определяются габаритами его корпуса. Для корпусов SMD – длина, ширина, толщина. Первые две величины заложены в обозначении, например, SMD2835, где две пары цифр – это 2,8 мм – ширина и 3,5 мм – длина. Толщину корпуса нужно брать из описания или паспорта на диод.
Для цилиндрических DIP-диодов важные характеристики – диаметр корпуса и его высота с линзой. При этом нужно учесть длину проволочных выводов и рекомендации производителя по их изгибу перед монтажом.
Длина волны светодиода
Такая характеристика светодиодов, как длина волны используется очень редко. Чаще называют цвет свечения.
Оттенок цвета | Длина волны, нм |
Инфракрасный (невидимый) | 760-880 |
красный | 620-760 |
оранжевый | 585-620 |
желтый | 575-585 |
желто-зеленый | 555-575 |
зеленый | 510-555 |
голубой | 480-510 |
синий | 450-480 |
фиолетовый | 390-450 |
Ультрафиолетовый (невидимый) | 10-390 |
Длина волны свечения диода измеряется в нанометрах – нм. В паспортных данных изделия она указывается не всегда.
Таблица напряжения светодиодов
Чтобы светодиод обеспечивал при работе все характеристики, заданные его конструкцией и технологией изготовления, ему нужно обеспечить расчетное электропитание. Например, подать на его анод и катод напряжение, которое будет немного больше прямого напряжения p-n перехода. Избыток напряжения следует «погасить» на последовательно включенном резисторе. Резистор называется токоограничивающим. Он служит для того, чтобы не допустить превышения тока через p-n переход.
Таблица. Прямое напряжение p-n перехода светодиода цветного свечения.
Цвет свечения | Напряжение рабочее, прямое, В |
белый | 3,5 |
красный | 1,63–2,03 |
оранжевый | 2,03–2,1 |
желтый | 2,1–2,18 |
зеленый | 1,9–4,0 |
синий | 2,48–3,7 |
фиолетовый | 2,76–4 |
инфракрасный | до 1,9 |
ультрафиолетовый | 3,1–4,4 |
Мощные светодиоды, их характеристики
Мощные светодиоды на основе COB-матриц. У крупных моделей в углах корпуса имеются отверстия для крепления. Модели небольших размеров крепятся пайкой на печатную плату.
В дополнение к обычным характеристикам светодиодов у мощных моделей добавляются несколько дополнительных характеристик:
- номинальная мощность, Вт;
- размер чипа, мм;
- номинальный рабочий ток кристалла или матрицы;
- срок службы, связанный со стандартами L 70, L80 и др.
Маломощные светодиоды
По величине потребляемой мощности – это светодиоды от 0,05 до 0,5 Вт, рабочий ток – 20-60 мА (средней мощности – 0,5-3 Вт, ток 0,1-0,7 А, большой – более 3 Вт, ток 1 А и более).
Конструктивно к маломощным светодиодам относятся несколько групп LED-излучателей света:
- светодиоды в корпусах SMD обычные и сверхъяркие;
- диоды типа DIP в цилиндрических корпусах – для монтажа в отверстия печатных плат;
- в корпусах типа «пиранья» – для монтажа в отверстия.
Маломощные светодиоды в разных корпусах.
На картинке светодиоды сверху вниз:
- В цилиндрических корпусах типа DIP – с гибкими проволочными выводами для пайки в отверстия платы.
- В корпусах типа «пиранья», они же Superflux, пайка в отверстия.
- В корпусах с планарными выводами для монтажа на контактные площадки одно- и двухсторонних печатных плат или в «колодцы» многослойных плат.
Какой драйвер нужен для данного светодиода?
От выбранного драйвера зависит максимальная яркость led и количество режимов работы. Типичный драйвер для светодиода Cree XM-L T6 должен соответствовать следующим параметрам:
- номинальное входное напряжение – 4.2 В;
- сила тока на выходе до 3 А.
Задачей устройства является обеспечивать стабилизацию выходного тока в узких пределах. Это гарантирует надежное свечение сверхъяркого led и высокий срок эксплуатации. Часто характеристики драйвера предусматривают 5 режимов работы разной мощности. Но бывают варианты. На видео показана схема, как собрать драйвер своими руками.
Используется дешевый микроконтроллер, МОП-транзистор, резистор и конденсатор.
Основные технические характеристики
Отличительной чертой фирменных диодов Cree T6 LED считается теплоотводящая подложка зеленого цвета, на которой находится кристалл размером 5 × 5 мм. Корпус полусферический, из прозрачного термостойкого пластика, по высоте 3,2 мм обеспечивает угол облучения 125 ̊, рабочий ток 700 мА, напряжение 2,9 В.
Конструкция и габариты XM-L T6
Параметры Cree XM-L T6 | |
Световой поток в люмен | 280 |
Мощность, Вт | 2 |
Рабочая температура | до 150°С |
Номинальный ток, мА | 700 |
Напряжение питания, при токе 700 мА | 2,9 В |
Габариты (длина и ширина, мм) | 5 x 5 |
Угол свечения | 125° |
Индекс цветопередачи, Ra | от 80 до 90 |
Конечным результатом в проектировании любого светодиода является достижение нужного уровня светового потока. По экспериментальным измерениям, которые проводились компанией Cree, при токе 700 мА и комнатной температуре 25 ̊С получены следующие результаты:
Мощность светового потока Cree XM-L T6 с различными спектрами излучения
По стандартам компании весь спектр излучения производимых ими светодиодов делится на девять интервалов (групп), каждому из которых присваивается обозначение. Градация интервалов спектра осуществляется по температуре в градусах по шкале Кельвина. Потребителями больше востребованы диоды группы Т6 – это белый холодный свет с мощностью потока 280 лм при рабочем токе 700 мА. Все группы имеют мощность светового потока от 164 лм (группа S4) до 300 лм (группа U2).
Большое влияние на световой поток имеет температура окружающей среды, это наглядно видно из графика зависимости интенсивности светового потока от температуры.
При повышении температуры окружающей среды снижается и величина прямого тока, соответственно, и яркость светового потока.
В процессе эксплуатации и многочисленных экспериментальных измерений замечено, что при нагреве кристалла до 75°С интенсивность излучения снижается до 10% по отношению к яркости при температуре окружающей среды в 25°С.
Какой драйвер нужен для данного светодиода?
От выбранного драйвера зависит максимальная яркость led и количество режимов работы. Типичный драйвер для светодиода Cree XM-L T6 должен соответствовать следующим параметрам:
- номинальное входное напряжение – 4.2 В;
- сила тока на выходе до 3 А.
Задачей устройства является обеспечивать стабилизацию выходного тока в узких пределах. Это гарантирует надежное свечение сверхъяркого led и высокий срок эксплуатации. Часто характеристики драйвера предусматривают 5 режимов работы разной мощности. Но бывают варианты. На видео показана схема, как собрать драйвер своими руками.
Используется дешевый микроконтроллер, МОП-транзистор, резистор и конденсатор.
Начало разоблачений подделок LED CREE XM-L, XRC, XPE
А начало таких разоблачений началось еще в 2013 году, именно этим годом датируется большинство сообщений на зарубежных форумах, посвященных разнообразным светотехническим изделиям на светодиодах. Преобладающими, конечно же, являлись форумы по фонарикам. Их достаточно часто разбирают
Кто-то обращает внимание, а кто-то просто бросает это дело на самотек. Сразу скажу, не смотря на то, что большинство товаров на китайских-базарах ( и не только китайских ) выпускается именно на поддельных LED CREE XM-L, XRC, XPE — они имеют очень не плохие световые характеристики, первоначально заставляющие поверить в то, что внутри действительно диоды от известной конторы. Ну а если у Вас еще имеются и хорошие линзы, то могу заверить, что Вы никогда и не усомнитесь в «правильности» покупки
Ну а если у Вас еще имеются и хорошие линзы, то могу заверить, что Вы никогда и не усомнитесь в «правильности» покупки.
Самыми распространенными подделками являются чипы от азиатских компаний — LB и Latticebright. Самое интересное, что господа из поднебесной подошли очень практично к этому вопросу, понимая, что хороший товар продается легко. Не поскупились и создали вполне удобоваримый товар, для тех, кто не знает «настоящего» CREE. Тех, кто осведомлен в этих вопросах уже не заставишь покупать подделки. Пройдено.
Установка светодиода вместо лампы накаливания
У многих в старых вещах пылятся коногонки или фонари на лампе накаливания и вы можете легко сделать его светодиодным. Для этого есть либо готовые решения, либо самодельные.
С помощью разбитой лампочки и светодиодов, если добавить немного смекалки и припоя, можно сделать отличную замену.
Железный бочонок в данном случае нужен для улучшения отвода тепла от LED. Далее нужно припаять все детали друг к другу и закрепить клеем.
При сборке будьте аккуратны – избегайте замыкания выводов, в этом поможет термоклей или термоусадочная трубка. Центральный контакт лампы нужно распаять – образуется отверстие. Продеть через него вывод резистора.
Дальше нужно припаять свободный вывод светодиода к цоколю, а резистора к центральному контакту. Для напряжения 12 вольт нужен резистор 500 Ом, а для напряжения в 5 В – 50-100 Ом, для питания от Li-ion 3.7В аккумулятора – 10-25Ом.
Как сделать из лампы накаливания светодиодную
Подобрать светодиод для фонарика гораздо сложнее чем его заменить. Нужно учитывать массу параметров: от яркости и угла рассеивания, до нагрева корпуса.
Кроме того, нельзя забывать об источнике питания для диодов. Если вы освоите все описанное выше – ваши приборы будут светить долго и качественно!
Подделки LED CREE XM-L, XRC, XPE виды и типы, как подделывают
Никто не будет оспаривать тот факт, что подделка — это плохо. Особенно если сделанная на спех. В этом случае мы получаем низкое качество, малую эффективность. Большинство производителей понимают, что им не догнать Cree и ради продаж идут на разнообразные ухищрения, в частности подделывая знаменитый бренд. Но есть компании, которые преуспели в этом деле и отличить настоящий CREE от поддельного — практически невозможно. Одной из них является уже всемирно известная “Latticebright”, как бы смешно это не звучало). На фотографии Вы можете видеть отличие подделок от настоящих. И если первые «неизвестные» легко определяются по размеру кристалла, то с “Latticebright” проблема. Размер практически идентичен… Мы оставим в покое на некоторое время неизвестных плагиаторов, а рассмотрим “Latticebright” и оригинал Cree XM-L. Поиграем как в детстве в игру — найди 10 отличий
Сколько нашли? Не важно. Подскажу
- Размер кристалла ( об это мы говорили ) он имеет меньшую длину и ширину.
- Токопроводящие дорожки у подделки на поверхности, у настоящего утоплены в монтажку.
- Количество люминофора. У настоящих его больше. Приглядевшись можно заметить, что нет «разделительных полосок.»
- Ну и самый интересный факт — три проводника (из золота) у основания в родных чипах имеют монтаж в виде точек. В поддельных отчетливо видны квадраты.
Для каждого диода есть свой порог нагрева. Мало-мальски производители пытаются еще на начальных стадиях отводить тепло от кристалла. В результате этого была придумана плата-звезда. Но нашим поддельщикам все-нипочем. «Мы разместим свои кристаллы даже на платах с Вашим брендом.»-думают нехорошие дяденьки и потирают руки в предвкушении прибыли.
Принцип работы или что обеспечивает свет
Подключая к p-n переходу постоянное напряжение определенной величины и полярности, вызывают в переходе электрический ток в виде встречного потока носителей электрического заряда — «дырок» – положительных «частиц» и электронов – отрицательных. При встрече этих потоков в p-n-переходе происходит их рекомбинация или слияние. В «дырку» попадает свободный электрон с повышенной энергией, и она исчезает.
Схема работы светодиода.
Справа n-полупроводниковая часть кристалла, «обогащенная» свободными электронами, слева – p-полупроводниковая часть с положительными «частицами» – «дырками».
Энергия высвобождается в виде квантов света. Они эмиттируются, т.е. излучаются из торца кристалла. Поток квантов попадает на отражатель. Его полированная поверхность отражает свет в нужном направлении. Особой конфигурацией поверхности формируют требуемую диаграмму направленности светового потока.
Схема получения света в p-n-переходе.
Напряжение для питания перехода прикладывается «+» – к аноду диода, который на электрических схемах изображается треугольником, а «-» – к катоду, изображаемому поперечной черточкой.
Выбор светодиодов для фонарика
Выбирая диод для фонаря, следует учитывать следующее:
- оптическая система;
- светосила;
- назначение;
- особенности конструкции. Имеется в виду защита от механических повреждений, пыли, влаги, а также способ удержания прибора в руке;
- мощность ламп;
- ёмкость аккумуляторов;
- цветовая температура;
- оптическая система.
Для сборки мощного фонарика рекомендуется устанавливать светодиоды от фирмы Cree из линейки XM-L и XM-L2. В прожекторные модели лучше покупать чипы из серии MKR и MT-G2. Для самого яркого фонаря приобретают диоды Luminus SST.
Рис.5 – диод из серии Luminus SST.
Также необходимо учесть угол свечения. Светодиоды серии XR, XM и XP имеют угол от 90 до 120°, а световой поток составит 280 Лм. Мощность прибора в данном случае не превысит 2 Вт. Поскольку самое мощное изделие требует силы тока до 13000 мА, его показатель может достигать 40 Вт. В фонарь иногда устанавливается несколько разновидностей аккумуляторов, а именно:
- литий-полимерные;
- литий-ионные;
- никель-кадмиевые;
- никель-ионные.
Если это карманный фонарик, подойдут обычные пальчиковые батарейки. В профессиональные модели устанавливают аккумулятор. Самым лучшим вариантом считаются литий-ионные, обладающие большей мощностью при компактных размерах, а также отличающиеся высокой теплоотдачей. Единственный их минус – быстрая разрядка при низких температурах.
Реальная яркость
Конструкция лампочки для автомобиля
Мощность светодиодов ХНР50 для радиатора с гибкимим лепестками может быть максимум 16W, при этом они будут греться до максимальных возможных по спецификациям 150°. При такой температуре световой поток снизится на 20%.
Многие считают, если количество люмен с 1 led диода может быть от 635лм до 1200лм, то китайцы в лампу поставят самый яркий на 1100лм. На самом деле в светодиодные автолампы китайцы ставят дешевые светодиоды XHP50 со средними параметрами, которые имеют в среднем 800 — 900лм. Чем лучше бин led чипа, тем выше его стоимость. А в случае с автомобильными светодиодными лампами для того чтобы её продать, достаточно одного упоминания Cree.
Посчитаем параметры лампы на 2шт КРИ ХНР50:
900лм * 2шт * 0,8 = 1440лм можно получить с 1 лампочки, это отличный результат для гибкой системы охлаждения без вентилятора. Это равняется половине яркости ксенона.
8,4вт * 2шт = 16,8вт энергопотребление
На лампочках ближнего и дальнего света H4 на Cree XML было 1200лм.
Пример ближнего света на Филипсах
Лампочка с гибкой системой охлаждения на двух Philips MZ светит на 1100лм, потому что максимально допустимая температура ниже на 15° чем у Крии.
Если вы используете мощные лампы в фарах:
- ближний и дальний свет;
- противотуманки, ПТФ;
- или дополнительных фарах, типа Hella.
то вам следует установить отдельные ДХО, которые охлаждаются гораздо лучше. Китайские дешевые дневные ходовые огни дохнут даже в обычных условиях. Наверняка вы видал DRL которые еле светят на уровне яркости габаритов, и часть диодов потухла, напоминает выбитые зубы.
Обзор отдельных светотехнических приборов на основе светодиодов Cree XM-L T6
Одним из удачных вариантов изделий на основе диода Cree XM-L T6 является фонарик UltraFire E17. Рассмотрим положительные стороны, а также недостатки и возможности их устранения.
Внешний вид UltraFire E17, фонарик на XM-L T6
Основным достоинством конструкции этого фонаря является наличие мощного светодиода Cree XM-L T6, линзы и раздвижной конструкции корпуса, которая позволяет обеспечить фокусировку (ZOOM) светового потока. Корпус алюминиевый, под рассеивающей линзой расположена плата, на внешней стороне которой светодиод, а с обратной стороны – электронная схема, преобразующая параметры тока и напряжения источника питания.
Основные элементы конструкции фонаря
Для питания используются батареи типа ААА, с дополнительной втулкой можно поставить аккумуляторы 18650. Китайские производители заявляют о световом потоке излучения фонаря в 2 000 лм. Исходя из таблицы мощности светового потока, приведенной фирмой производителем Cree, эти данные не вызывают доверия даже с учетом фокусировки светового потока через линзу.
Ресурс работы светодиода 100 000 часов, этому можно поверить, если учитывать эксплуатацию фонаря без перегрева кристалла светодиода. Но конструкция не предусматривает хорошего радиатора для теплоотвода. Светодиод расположен на текстолитовой плате. При длительной эксплуатации диод внутри корпуса неизбежно будет нагреваться, что вызовет снижение интенсивности светового потока. Диод, установленный на алюминиевой теплоотводящей подложке, плотно прилегающей торцами к корпусу, нагревался бы значительно меньше. Это улучшило бы качество светового потока и срок эксплуатации фонаря.
Потребителями были произведены замеры освещенности UltraFire E17 на расстоянии 1 м и получены следующие результаты:
Режимы освещения | С использованием линзы (люкс) | Без использования линзы (люкс) | Потребляемый ток (А) |
Максимальный свет (High) | 132 | 65 | 0,5 |
Средний (Medium) | 100 | 51 | 0,35 |
Слабый (Low) | 58 | 30 | 0,2 |
Световой поток в различных режимах фонаря UltraFire E17
На расстоянии 10 см световой поток без линзы был 5 800 лм, через линзу 10 000 лм. В целом фонарь неплохой, но как всегда китайская продукция имеет преувеличенные показатели технических характеристик и требует некоторых доработок для надежной, длительной эксплуатации.
Фонарь марки UltraFire XM-L T6 имеет больше режимов:
- максимальный свет;
- средний;
- слабый;
- стробоскоп;
- SOS.
Немного улучшенные характеристики в UltraFire Cree с XM-L T6 – плата имеет металлический теплоотвод, тесно контактирующий с корпусом. Иногда в эти фонари ставят светодиод XML-U2, он более мощный, это только улучшает характеристики светового потока.