Светодиодная матрица, ее особенности и способ управления

Светодиодные матрицы представляют собой технологическое объединение на одной подложке нескольких светоизлучающих полупроводниковых кристаллов, с общей заливкой смесью люминофора и силикона.

Появление LED-матриц связано с разработкой технологии COB (Chip-on-Board), что дословно переводится как «чип на плате». Эта технология пришла на смену SMD светодиодам, отличается высокой степенью автоматизации производства и привела к существенному снижению цен на светодиодные светильники и прожектора.

Виды и области применения

Сохраняя единый принцип размещения светодиодных кристаллов на теплопроводящей подложке, светодиодные матрицы существенно отличаются по количеству кристаллов на одном основании и способам их соединения между собой.

Количество кристаллов на одной подложке определяет итоговую мощность матрицы, которая может достигать сотен ватт на одно изделие. Мощные матричные источники света хорошо зарекомендовали себя в прожекторах и светильниках для уличного освещения.

Способ соединения кристаллов между собой определяет возможности управления свечением отдельных кристаллов и параметры блока питания для матрицы. Последовательно-параллельная структура внутренних соединений дает возможность снизить ток и увеличить величину питающего напряжения, что находит свое отражение в характеристиках матричных изделий.

Еще одной особенностью внутренних соединений кристаллов между собой с внешними выводами выступает возможность использования светодиодных матричных структур в информационных табло и в графических или символьных экранах. Такие LED-матрицы находят свое применение в контрольно-измерительной аппаратуре и всевозможных инсталляциях рекламного характера.

В устаревших моделях, для информационных табло, графических или символьных экранов, светодиодные матрицы конструировались на основе DIP или SMD-светодиодов.

Принципиальная схема

Как отмечалось выше, последовательно-параллельная схема соединения светодиодных кристаллов между собой определяет требования к источнику питания матрицы. Чем выше напряжения питания, тем больше светодиодов объединены в последовательные цепи. Такая особенность снижает требования к выходным токам драйверов, но в случае выхода из строя одного кристалла в последовательной цепи, перестает излучать свет вся цепочка. Ток перераспределяется на рабочие LED-чипы, тем самым ускоряя их деградацию и серьезно уменьшая срок службы светодиодной матрицы в целом.

Для решения проблемы, некоторые производители соединяют все светодиодные чипы внутри матрицы одновременно последовательно и параллельно. Такая особенность значительно уменьшает возможность выхода из строя LED-матрицы вследствие перегорания одного чипа. Параллельное соединение светодиодов между собой в пределах одной матричной структуры требует больших выходных токов драйвера, но общая излучающая способность практически не страдает от выхода из строя одного или двух кристаллов. Матрицы для светодиодных табло имеют в своем составе сложную систему внутренней коммутации, что определяется требованиями управления каждым светодиодом в отдельности. Для управления такими LED-матрицами созданы специальные интегральные процессоры и микросхемы.

Подключение

В схемах подключения светодиодных матриц определяющими факторами их надежности выступают два ключевых момента — достаточная площадь радиатора для отвода тепла и стабилизация питающих токов. Оба этих фактора напрямую связаны с усиленной деградацией полупроводниковых кристаллов при превышении их температур выше максимально допустимой.

К повышению температуры кристалла приводит, как недостаточная площадь радиатора охлаждения, так и слишком высокий проходящий ток.

Рабочие величины постоянного тока указываются в параметрах светодиодных матриц, а для ориентировочного выбора площади радиатора можно использовать цифру 20-25 см² на 1 Вт мощности матрицы. При это следует учитывать, что такая площадь необходима при температурах окружающего воздуха до 35 °С. При более высоких температурах рабочую площадь радиатора следует увеличить либо дополнить активным охлаждением.

При выборе светодиодных матриц со встроенным драйвером и питанием от сети 220 В необходимо учесть, что такие источники света не подходят для освещения мест постоянного пребывания человека.

Отсутствие в схеме драйвера с питанием от сети 220 вольт электролитических конденсаторов большой емкости определяет высокий коэффициент пульсации излучаемого света, вредное влияние которого на здоровье человека доказано множеством научных исследований.

Заключение

Совершенствование параметров светоизлучающих светодиодных кристаллов ведет к появлению все более мощных матричных структур, выходная мощность которых уже достигла 300 и более Вт.

Такая тенденция, в сочетании с повышением удельного светового потока на 1 Вт подводимой мощности, определяет дальнейшее развитие светодиодных матриц и их опережающее развитие на рынке осветительной техники.

Читайте так же

ledjournal.info

Светодиодная матрица: описание, применение

Светодиодная матрица представляет собой как отдельные светодиоды, так и светодиодные сборки, выполненные на группе кристаллов. Такие матрицы нашли достаточно широкое применение в системах общего освещения объектов и помещений, дорог и фасадов домов, используют их и для индивидуального внутреннего освещения, например, в точечных светильниках. Светодиодная матрица может выдавать, в зависимости от назначения, как направленный световой поток, так и рассеиваемый.

Необходимость изучения процесса соединения светодиодных структур большой мощности, а также связанные с этим процессом конструктивно-технологические проблемы в настоящее время обусловлены стремительно растущей популярностью этих изделий, и, конечно же, влиянием этого направления на индустрию освещения. Причиной такого большого влияния является целый ряд преимуществ, которые были достигнуты в результате замены люминесцентных, вакуумных, газоразрядных источников инсоляции современными полупроводниковыми световыми приборами. Уже ни для кого не является секретом, что использование сверхмощных диодов позволило существенно снизить количество потребляемой энергии, а также повысить уровень надежности, долговечности и экологичности источников света.

Благодаря указанным выше преимуществам, разработка и производство новейших технологий в области светодиодного оборудования на сегодняшний день осуществляется огромными темпами. При этом требования к качеству рассеивания излучаемого светового потока, мощности свечения полупроводниковых светодиодов постоянно растут, а это значит, что возрастают требования и к матрицам.

Светодиодная матрица представляет собой группу кристаллов, включенных по смешанному принципу – параллельно-последовательно. Значение напряжения питания и тока в светодиодных матрицах немного выше, чем напряжение и ток у простых светодиодов. Это объясняется тем, что в состав матрицы входит целая группа полупроводниковых элементов. Для эффективной и долговечной работы светодиодная матрица должна быть оборудована мощным и стабилизированным источником постоянного тока (или источником тока и драйвером), а также теплоотводом. Чаще всего в роли теплоотвода применяется алюминиевый или медный радиатор.

Как показывает практика, в наши дни все большую популярность завоевывают мощные светодиодные матрицы. Ведь эти изделия позволили существенно снизить себестоимость конструкции мощного светильника за счет интеграции нескольких кристаллов в один. Такое объединение позволило производителям не только удешевить производство световых приборов, но и значительно повысить их качество. Это объясняется тем, что схема светодиодной матрицы значительно сократилась, а чем проще электрическая схема, тем она надежней.

Немаловажным параметром любой светодиодной матрицы является световая эффективность. Она зависит от качества используемых световых кристаллов. Однако надо понимать, что даже при условии применения высокого класса кристаллов, световой выход матрицы будет несколько ниже, чем суммарный выход кристаллов, входящих в конструкцию. Это объясняется эффектом наложения (взаимного поглощения) светового излучения, диодов, расположенных в непосредственной близости.

fb.ru

Светодиодные матрицы для прожекторов, ламп и лент, конструкции и технологии

ДЛЯ ПРОЖЕКТОРОВ – ЛАМП И ЛЕНТ

Считается, что одним из самых эффективных способов общего снижения уровня энергозатрат сегодня является организация систем искусственного освещения с использованием светодиодов.

При одинаковом световом потоке энергопотребление светодиодных источников света примерно в 10 раз ниже, чем у обычной лампы накаливания. При этом служат они во много раз дольше, чем люминесцентные светильники.

Массовое использование светодиодных ламп до последнего времени сдерживалось их высокой ценой, которая во многом определяется достаточно сложной технологией изготовления. Так, для того, чтобы установить единичный кристалл на подложку (печатную плату) используют пайку в конвекционной печи.

Для снижения трудоемкости изготовления энергосберегающих источников света были разработаны светодиодные матрицы, представляющие собой в общем случае совокупность единичных светодиодов с общим (параллельное включение) или раздельным питанием.

В этом случае на одну подложку монтируется порядка 9 и более кристаллов, которые потом заливаются люминофором.

Эта технология значительно удешевила процесс изготовления светодиодных ламп и сделала их более доступными. Такие матрицы с успехом используются при изготовлении как осветительных приборов, так и индикационных устройств. Они не требуют пайки в конвекционной печи, их можно монтировать вручную или с помощью специальных крепежных модулей.

Динамичный рост рынка светодиодного освещения привел к появлению большого количества самых разнообразных их видов и типов. При этом каждый из производителей классифицирует матрицы по своему усмотрению.

Связано это с тем, что светодиоды имеют огромное количество самых разнообразных характеристик (цвет, мощность, область применения и пр.) и группировать их по видам и типамдостаточно сложно. Но две основные группы выделить можно:

• индикационные;
• осветительные.

Несколько лет тому назад южнокорейскими учеными был предложен оригинальный способ изготовления светодиодной матрицы, основанный на покрытии подложки полиэтилентерефталатом, волокна которого предварительно пропитывается специальным раствором PEDOT:PSS (поли 3,4этилендиокситиофена полистиролсульфоната). Затем волокна покрываются оледдиодом и высушиваются. Завершающий этап нанесение слоя фтористого LiAl.

Использование матричных многокристальных конструкций позволило разработчикам создавать источники света с достаточно высоким напряжением питания. Подключая светодиоды в различных комбинациях (последовательно или параллельно), можно получать матрицы с различными значениями питающего напряжения и тока.

Светодиодные сборки определили и последующий переход от единичных светодиодов к графическим или символьным экранам. Они могут отличаться размерами, разрешением, цветом свечения и другими параметрами. Геометрические размеры полупроводниковых матриц, зависят только от расстояния между пикселями, их размеров и количества в матрице.

Однако для удобства работы разрешение ее чаще всего ограничивают значением для:

• полноцветных матриц 8х16 пикселей;
• остальных 16х32 пикселей.

Используются светодиодные матрицы и для создания уличных телевизоров. В этом случае применяют матрицы, собранные на овальных светодиодах, имеющих высокую яркость. Предусмотрена в них и защита от воздействия жестких климатических условий.

СВЕТОДИОДНЫЕ МАТРИЦЫ ДЛЯ ПРОЖЕКТОРОВ

В общем случае мощные светодиодные матрицы, которые используют при изготовлении прожекторов и других источников света для уличного освещения представляют собой совокупность кристаллов, соединенных последовательно параллельным способом. Все они устанавливаются на одной, достаточно массивной цельнометаллической подложке, которая выполняет также роль радиатора, отводящего тепло от светодиодов.

Такая матрица способна отработать более 50 тысяч часов. Мощность светодиодных матриц этого типа находится в пределах от 5 до 500 Вт, обеспечивая при этом уровень светоотдачи порядка 110 лм/Вт.

Так например, в матрице мощностью:

• 10 Вт установлено 9 светодиодов мощностью 1 Вт, что позволяет получить в итоге светоотдачу немногим больше 950 лм/Вт;
• 30 Вт используется три параллельно соединенные цепочки из 10 кристаллов каждая. При этом светоотдача такой матрицы составляет 2720 лм/Вт.

При выборе мощной светодиодной матрицы необходимо обращать внимание на ее электрические характеристики, среди которых особо выделяют величину (значение):

• тока и напряжения электропитания;
• светоотдачи.

Для устойчивой работы мощная матрица должна иметь блок стабилизированного электропитания, выходное напряжение которого должно соответствовать количеству кристаллов в ней. Так, для 10-ваттной матрицы напряжение питания составляет 11…12 В, а уже для 30-ваттной понадобится 26…36 В.

В качестве источников стабилизированного электропитания мощных светодиодных матриц и прожекторов, собранных на их основе, используют специальные устройства (драйверы и диммеры) соответствующей мощности. Конструктивно их корпус чаще всего изготавливается из алюминия и обеспечивает класс защиты не ниже IP65.

При этом:

• диммер устройство, позволяющее регулировать напряжение питания светодиодов с целью изменения их яркости;
• драйвер блок питания, обеспечивающий подачу постоянного стабилизированного тока на один или несколько светодиодов.

Еще один важный аспект, о котором необходимо помнить, устанавливая мощную матрицу обеспечение эффективного отвода тепла. Корпуса светодиодов достаточно сильно нагреваются при работе, и для того, чтобы исключить их выход из строя из-за перегрева, нужно использовать дополнительные теплоотводящие элементы.

В начало

МАТРИЦЫ В СВЕТОДИОДНЫХ ЛЕНТАХ И ЛАМПАХ

Кроме однокристальных светодиодов широкое распространение получили светодиоды типов SMD, СОВ и Filament, изготовленные на основе матриц. В данном случае матрица это подложка, на которой смонтировано 3 и более кристалла. Именно их используют в производстве светодиодных лент и ламп.

Диоды SMD (Surface Mounted Device с англ. «прибор, монтируемый на поверхность») несколько устаревший тип, конструктивно состоящий из металлической подложки (медь или алюминий), на которую монтируется кристалл, припаиваемый к контактам корпуса, где установлена подложка.

Кристалл накрывают линзой и/или покрывают люминофором. Такая технология дает возможность разместить на одной подложке до трех светодиодов. Используются они в производстве светодиодных лент для освещения и подсветки.

При этом в зависимости от количества кристаллов в матрице выпускаются ленты с количеством светодиодов 60 шт./м (1 кристалл) и 30 шт./м (3 кристалла). Яркость свечения лент со светодиодами, состоящими из трех кристаллов, естественно, выше, чем у лент со светодиодами на одном кристалле.

Выпускаются SMD матрицы и с кристаллами, имеющими разный цвет свечения ( RGB тип). Светодиоды RGB типа управляются специальными контроллерами, которые регулируют яркость или мощность свечения, используя метод широтно-импульсной модуляции (ШИМ).

Подавая ток различной величины на каждый цветной кристалл можно изменять его общий световой поток, создавая причудливые сочетания цветов и яркости свечения.

Диоды СОВ (Chip On Board с англ. «чип на плате») наиболее распространенный тип матричных светодиодов. Конструктивно представляют собой подложку (плату), на которой монтируют большое количество бескорпусных кристаллов. Затем их заливают люминофором.

Большое количество кристаллов обеспечивает повышенную яркость светодиодов типа СОВ, которая на порядок превышает аналогичный параметр диодов SMD типа. Используются диоды типа СОВ как для освещения, так и в качестве индикационных устройств.

Filament светодиоды перспективная технология Chip On Glass, позволяющая устанавливать 28 кристаллов на стеклянную или сапфировую подложку. Используются при изготовлении светодиодных ламп в прозрачных стеклянных колбах. При этом световой поток распространяется на 360°, что позволяет при одинаковой со светодиодами типа SMD и СОВ мощности получить большую освещенность.

В начало

© 2012-2018 г. Все права защищены.

Все представленные на этом сайте материалы имеют исключительно информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

eltechbook.ru

Светодиодные матрицы 10W 9-12V 900-1000LM 24*40mil, которые, возможно, поживут

Многие уже писали о недостатках данных светодиодных матриц, что, мол, светят не все светоисочники, если смотреть через сварочное стекло… Но у них есть серьезное преимущество — низкая цена!

Увидев, чем знакомый освещает аквариум, решил, что хуже уже не будет и заказал; к тому же, в тамбуре на переделанной под питание 6В светодиодной ленте живыми остались 4 светодиода из 12 — неправильно перепаял резисторы. А знакомого послал искать алюминиевый профиль для радиатора.

Пришли за 4 недели, упакованы в пакетик-блистер, почтовый конверт был со слоем пупырки.
со стороны радиатора немного потёртые:
На фото они кажется бОльшими:
На самом деле, размеры в районе 2см:
Толщина радиатора 1мм:
Кстати, радиатор не соединён с контактами матрицы.

Первые негативные волны о таких матрицах исходят от этой темы. Казалось бы, там десяток $7 — здесь «почти» 2, естественно, должно работать не лучше! Однако, не все так плохо: даже не смотря на то, что в описании товара нигде нет заявлений о номинальном токе. Данные есть о:
мощности — 10Вт,
напряжении — 9-12В,
силе света — 900-1000лм,
температуре света — 6500-7000К
и какое-то 24*40mil — это, наверное, размеры!
Из мощности следует, что ток ~ 0.830А.

Установка для тестирования

Состоит из трансформаторного блока питания, напряжение на выходе которого — в районе 23В:

далее идёт такой модуль на XL4015 (обошёлся мне за $1.90, а сейчас стоит дешевле!). На модуле, если кто не знает, два регулятора: первый ограничивает напряжение, второй — ток:
удобные клеммы, большая индуктивность, три светодиода…На муське имеется обзор похожего модуля.

Попытка номер 1

Не удалась, т.к.
этот «крокодильчик» отцепился и коснулся контактов батареек питания мультиметра. Последний уныло вякнул, как кошка, которую взяли за шкирку — и больше показаний не выводил.
проводим же его печальными глазками светодиодных матриц сквозь кружку из тёмного стекласудя по свечению элементов матриц, наблюдаемому сквозь стекло, хоть оно и не от сварочной маски, видно, что они начинают светиться при токе 120мА.

Замеры

Устанавливаем напряжение на выходе 7.5В, затем переключаемся на амперметр и, замыкая контакты, устанавливаем ток 790 мА (хотел 800, но не попал, а потом решил, что лучше не переусердствовать). Хотя, замерял ток через матрицу без ограничения — с этого блока питания было за 900 мА и матрица не перегорела.
Постепенно увеличивая напряжение (U), замеряем ток через матрицу (I[н]), а также напряжение на клеммах при подключенной матрице (U[н]).

U     U[н]   I[н]
      7.50     6
      8       15
      8.50    60
      9      110
10    9.97   240
11   10.97   380
12   11.98   550
13   12.90   720
14   12.96   790
15   12.93   790

В начале измерений U было ~= U[н] и я решил его не писать в таблицу. Фото матрицы при минимальной чувствительности и выдержке:
по фото возрастание яркости с 12В не заметно (нужно было фоткать освещаемые объекты!). Греется матрица не сильно: по ощущениям, 1/3 радиатора из старого блока питания ПК должно хватать.

Максимальный ток светодиодная матрица потребляет (пропускает?) при напряжении 14В, а с блоком питания 12В работать она будет в половину мощности, тем не менее, за свою цену, ИМХО, неплохие источники света. Теперь я в поисках не дорогого и не сложного источника питания них.

Проверил ВСЕ матрицы на напряжении 12V и ограничении тока 930mA

Сделал такой светильник:в качестве стабилизатора тока использовал L7805, купленный у того же продавца. Со схемой помогли на форуме моддинга, сопротивление 5 Ом обклеено фольгой и фольгированным скотчем; ток получился 540 мА (может, просто последовательно резистор поставить?).

Обзор похожих, но «тёплых» светодиодов — mysku.ru/blog/aliexpress/39455.html

mysku.ru

Как управлять «рекламными» LED-матрицами / Хабр

В последние годы получили широкое распространение в наружной рекламе и различных информационных табло светодиодные матрицы. Достаточно яркие, динамичные — они прекрасно привлекают внимание и не слепнут в солнечный день. Каждый из вас видит их на улицах вашего города ежедневно.
Конечно же, их распространению поспособствовала низкая цена (за счёт китайских производителей) и простота сборки экрана.

Но что если попробовать применить подобные матрицы в своих устройствах на микроконтроллерах? Какой интерфейс обмена и логика вывода у этих матриц?
Попробуем с этим всем разобраться.

Китайцы предлагают как сами матрицы разных размеров и с разным разрешением, так и контроллеры для вывода на них изображений с различными несложными эффектами, а также всю необходимую фурнитуру, соединительные кабели, рамы.
Матрицы встречаются как одноцветные (белые, желтые, красные, зеленые, синие), так и 3-цветные (RGB). Обозначение модели матрицы выглядит обычно так Pxx или PHxx, где xx — число, указывающее расстояние между пикселями в миллиметрах. В моём случае это P10. Кроме того, матрицы некоторых типоразмеров бывают не только прямоугольными, но и квадратными.
Возможные варианты типоразмеров матриц

Итак, имеем белую матрицу 32×16 точек с размерами 320×160мм и, соответственно, межпиксельным расстоянием в 10 мм. Давайте рассмотрим её поближе.
Вид спереди:

Вам тоже показалось, что светодиоды какие-то овальные? Вам не показалось…

Над светодиодами сделан небольшой козырёк, который не даёт солнечному свету засвечивать светодиоды.

Вид спереди со снятой пластиковой маской

Переворачиваем матрицу и видим плату:

На плате кучка микросхем логики. Давайте разберёмся, что это за микросхемы:
1. 1 x SM74HC245D — неинвертирующий буфер
2. 1 x SM74HC04 — 6-канальный инвертор
3. 1 x SM74HC138D — 8-битный дешифратор
4. 4 x APM4953 — сборка из 2 P-канальных MOSFET
5. 16 x 74HC595D — сдвиговый регистр с защёлкой
Два 16-пиновых разъёма — интерфейсные, один из них входной (к нему подключается контроллер экрана), а второй — выходной (к нему подключается следующая матрица в цепочке). Стрелка на плате направлена от входного разъёма к выходному.
Питание подаётся на клеммы в центре платы. Напряжение питания — 5В, максимальный ток (когда включены все светодиодны матрицы) — 2А (для белой матрицы).

На сайте удалось найти распиновку разъёма (разъёмов) матрицы:

Также на сайте удалось найти принципиальную схему, которая довольно точно соответствует схеме моей матрицы:

На разъёме:
— Пины 6, 14, 16 (C, G, D) — не используются (возможно они используются в 3-цветных матрицах).
— Пины 2 и 4 (A и B) — задают, какая из 4 групп светодиодов экрана работает в данный момент. Матрицы используют динамическую индикацию, поочерёдно переключая 4 группы светодиодов в зависимости от логических уровней на ножках A и B. На плате эти сигналы приходят на дешифратор D18, который открывает 1 из 4 групп P-канальных полевиков, тем самым подавая +5В на аноды светодиодов выбранной группы.
— Пин 1 (nOE) — разрешает работу матрицы (лог. 0 гасит все матрицы в цепочке). Логика работы этого пина реализована на элементах НЕ в D19 и дешифраторе D18.
— Пины 8 и 12 (CLK и R) — линии клока и данных синхронного последовательного интерфейса. Их подключаем к SCK и MOSI интерфейса SPI микроконтроллера.
— Пин 10 (SCLK) — по переднему фронту защёлкивает переданные в сдвиговые регистры данные на их выходы. Сдвиговые регистры подключены к катодам светодиодов матрицы. По этой причине передаваемые данные нужно инвертировать (светодиод будет гореть при лог. 0).

Все сигналы кроме сигнала R соединены у входного и выходного интерфейсных разъёмов матрицы через буфер. Сигнал R проходит от входного разъёма через буфер к первому сдвиговому регистру матрицы и, пройдя через всю цепочку регистров, выходит на выходной интерфейсный разъём. Таким образом, все сдвиговые регистры всех матриц включены в одну длинную цепочку.

Исходя из этого, логика обновления экрана (точнее четверти экрана) выглядит следующим образом:
1. Выдаём по SPI данные для сдвиговых регистров. Для одной матрицы 32×16 это 16 байт (16 8-битных регистров).
2. Устанавливаем лог. 0 на ножке nOE.
3. Устанавливаем лог. уровни на ножках A и B в соответствии с обновляемой группой светодиодов (одной из четырёх). Это подаёт +5В на аноды светодиодов выбранной группы.
4. Выдаём на ножку SCLK короткий положительный импульс. Это подаёт землю на катоды светодиодов в соответствии с загруженными в регистры байтами.
5. Устанавливаем лог. 1 на ножке nOE. При этом четверть экрана (одна группа светодиодов) загорается и горит до следующего обновления следующей группы светодиодов.
Повторяем пункты 1-5 с постоянным периодом.

Мои реализации этого алгоритма и небольшое демо работы матрицы:
Исходник проекта для AVR ATmega328 (IAR)
Исходник проекта для STM32f103c8t6 (IAR)

Вся изложенная выше информация, а также демонстрация работы матрицы в видео ниже. В нём я с 13:04 по 15:00 говорю про зависимость яркости экрана от кол-ва матриц. Это из-за ошибки в алгоритме. Ошибка исправлена и теперь данные загружаются до отключения экрана.

Также буду рад вас видеть на моём youtube-канале, где я ещё много всякой всячины подключаю к микроконтроллерам.

Всем спасибо за внимание!

habr.com

Матрица. Революция: обзор светодиодных матриц Cree

Благодаря последним достижениям в области технологий изготовления светодиоды постепенно выходят на лидирующие позиции в списке энергоэффективных источников света. А по соотношению «качество света/суммарная стоимость эксплуатации» — осветительные светодиоды уже сейчас не имеют конкурентов.

Уже несколько лет во всем мире продолжается настоящий светодиодный бум. При правильной эксплуатации — соблюдении рекомендуемых тока, проходящего через кристалл и его температуры, срок службы современных осветительных светодиодов превышает 50 тысяч часов, что в несколько раз больше, чем срок эксплуатации других источников со сходным качеством света. Благодаря этому, а также — высокому КПД современных светодиодов, стоимость эксплуатации светодиодного светильника часто оказывается гораздо ниже, чем традиционных. Особенно это заметно при установке светильников в труднодоступных местах (подсветка высотных зданий, освещение холлов гостиниц, торговых зон супермаркетов), где ремонт или замена источника света в светильнике порой обходятся дороже, чем сам источник света. А индекс цветопередачи CRI у лучших образцов современных светодиодов давно достиг 97, причем на самом тяжелом для белых светодиодов цвете R9 (насыщенный красный) цветопередача превышает 96, что позволяет использовать такие светодиоды даже в фотостудиях и операционных.

В ассортименте американской компании Cree, одного из лидеров и инноваторов светодиодной промышленности — вся производственная линейка светодиодов белого цвета свечения, от маломощных 5 мм индикаторных светодиодов серий C503, C513 до таких монстров, как CXA3070 и CXA3590 — с максимальной мощностью более 100 Вт. Поэтому разработчик может подобрать в портфолио компании светодиоды для решения практически любой задачи — от небольшого фонарика или светильника-ночника до мощных прожекторов и фонарей уличного освещения.

Из-за технологических трудностей, связанных с изготовлением светодиодных кристаллов большой мощности и организацией их питания, современные светодиоды мощностью более 5…10 Вт, как правило, имеют многокристальную (кластерную) структуру — технология Chip-On-Board, COB. Эта технология позволяет изготавливать светодиоды практически любой мощности, просто увеличивая количество кристаллов на одной подложке. Также она позволяет поднять рабочее напряжение от 3,0…3,3 В для единичного кристалла до 36…39 В для матрицы путем последовательного соединения отдельных кристаллов, что снижает требования к источнику питания и позволяет использовать провода питания меньшего сечения.

По сравнению с дискретными светодиодами небольшой мощности, мощные матричные имеют массу преимуществ: благодаря уменьшению количества активных компонентов и связывающих их проводов упрощается конструкция светильника, увеличивается удобство монтажа и сборки, сокращается количество сопутствующих компонентов (крепление, линзы), и, как следствие, снижается себестоимость, стоимость производства и разработки изделия, сокращается время выхода продукта на рынок. Массовое распространение мощных матричных светодиодов некоторое время назад ограничивали, в основном, технические проблемы: сравнительно небольшая надежность, низкая светоотдача и отсутствие специализированных линз. Но сейчас эти проблемы практически решены, а линзы выпускают сразу несколько конкурирующих компаний.

Компания Cree изготавливает мощные светодиоды на подложке из металлокерамики (рисунок 1), разных размеров в зависимости от мощности.

 

Рис. 1. Мощные светодиоды на подложке из металлокерамики

 

К сожалению, после выхода на рынок первенца CXA2011 (рисунок 1, нижний слева), Cree отказалась от использования в качестве подложки алюминия: металлокерамика, в отличие от алюминия, очень хрупкая (что отмечают сами специалисты Cree в рекомендациях по монтажу), и для монтажа требует специальную прижимную рамку или теплопроводный клей (CXA2011 можно было прикрутить двумя болтами через имеющиеся на подложке отверстия). Также металлокерамическая подложка имеет чуть большее тепловое сопротивление, поэтому такой светодиод требует использования теплоотвода с меньшим тепловым сопротивлением. Однако металлокерамическая подложка более долговечна и не подвержена коррозии, что немаловажно для уличных светильников, а напыленные на керамическую подложку проводники более стойки к перепадам температур и длительным перегревам, чем приклеенные к алюминиевому основанию.

Светодиоды семейства CXA можно разделить на три группы:

• Светодиоды с высокой плотностью кристаллов. К этой группе относится CXA1520. Такие светодиоды рекомендуется использовать для точечных источников с высокой интенсивностью светового потока, для источников направленного света.
• Светодиоды со стандартной плотностью кристаллов (диаметр излучателя до 14мм) используются для освещения жилых помещений, применяются в автомобильных фарах и придорожном освещении. Эти светодиоды предназначены для замены традиционных ламп накаливания, люминесцентных и галогеновых ламп.
• Мощные светодиоды со стандартной плотностью кристаллов (диаметр излучателя более 14мм)- для мощных прожекторов и фонарей, освещения больших помещений (склады, заводские цеха, залы театров). Заменяют традиционные ртутные и натриевые лампы.

Хроматический диапазон светодиодов Cree нормируется как по стандарту ANSI C78.377-2008, так и по запатентованному компанией стандарту Easywhite^TM. Преимущество светодиодов Easywhite в том, что при сборке каждой матрицы кристаллы для нее подбираются так, чтобы итоговый цвет свечения матрицы максимально совпадал со свечением идеально черного тела заданной температуры. Эта технология позволяет инженеру-конструктору системы освещения избавиться от необходимости подбирать и чередовать в светильниках светодиоды с разными бинами для получения идеального света. Однако светодиоды, изготовленные по этой технологии, чуть дороже стандартных.

Стандартизация цвета свечения основана на семишаговых эллипсах Мак-Адама [1], через которые проходит кривая свечения идеально черного тела. Эти эллипсы (рисунок 2) очерчивают порог, за которым разница в цвете становится заметной, причем если цвет двух источников света отличается друг от друга на один шаг (одна единица SDCM) — разница в цвете незаметна, если на два-четыре шага — едва заметна. По стандарту цветности ANSI C78.377, определено восемь номинальных значений цветовой температуры 2700…6500К, а диапазоны допустимых отклонений цвета ограничиваются эллипсами Мак-Адама.

 

Рис. 2. Стандартизация цвета свечения основана на семишаговых эллипсах Мак-Адама

Так как радиус каждого эллипса (семь шагов) довольно большой, производители светодиодов обычно разбивают их на несколько частей (бинов). Компания Cree для многокристальных светодиодов использует по четыре бина (рисунок 3) согласно стандарту NEMA SSL-3 2011, и комбинацией светодиодов разных бинов можно сдвинуть итоговый цвет свечения максимально близко к кривой свечения идеально черного тела. Например, если взять два светодиода бинов 8B0 и 8D0, то при смешении их цветов получится практически идеальное совпадение с кривой на отметке 2700K. Если взять разное количество светодиодов разных бинов, то результирующий цвет свечения можно сдвинуть практически в любую сторону — рассчитать его можно по формулам из документа [1], или в бесплатном Excel-приложении Cree’s Binonator [2], которое автоматически производит все расчеты для любого количества светодиодов с любыми бинами и показывает результат на хроматической диаграмме. В реальных системах рекомендуется использовать смешение цветов, т.к. светодиоды бинов, находящихся выше кривой свечения идеально черного тела, имеют слегка зеленоватый оттенок, а бины ниже — слегка розоватый, и устранить этот недостаток можно только смешивая светодиоды разных бинов.

 

Рис. 3. Компания Cree для многокристальных светодиодов использует по четыре бина

Светодиоды, изготовленные по технологии Easywhite, имеют точность установки цветовых координат, соответствующей двух- или четырехшаговой области эллипсов Мак-Адама с центром на кривой излучения абсолютно черного тела (рисунок 4). Такие светодиоды идеально подходят для освещения требовательных к качеству света объектов и позволяют создавать многокомпонентную систему освещения на любых светодиодах Cree Easywhite одинаковой цветовой температуры, без подбора по бинам. При этом видимый цвет излучения у всех источников света будет совершенно одинаковым, особенно если выбирать светодиоды с точностью в два шага.

 

Рис. 4. Точность установки цветовых координат светодиодов, изготовленных по технологии Easywhite

При выборе светодиодов также необходимо учитывать их индекс цветопередачи (CRI) — показатель способности источника света воспроизвести цвет освещаемого объекта (по методике CIE 13.3-1995). Чем он выше (по шкале от 0 до 100), тем ярче и насыщенней видимые цвета, тем лучше различимы цветовые оттенки. Светодиоды серии CXA выпускаются в четырех группах с индексом цветопередачи от 70…75 до 93…95. Чем выше индекс цветопередачи — тем выше стоимость светодиода и ниже светоотдача (выход лм/Вт). Для офисных помещений обычно достаточно CRI 60…70, для жилых помещений, детских садов и школ — 70…80, для магазинов и выставочных залов — 80…90, для операционных, художественных мастерских и картинных галерей требуется CRI выше 90.

Образец маркировки светодиодов семейства CXA показан на рисунке 5. Следует отметить, что производитель официально разрешает практически двукратный «разгон» светодиодов по току, без ограничений по времени работы, но при условии, что температура корпуса не превышает 85°С. Также светодиоды можно использовать при температуре корпуса выше 85…105°С (абсолютный максимум — 150°С), но при пропорциональном уменьшении прямого тока.

 

Рис. 5. Образец маркировки светодиодов семейства CXA

Основные параметры светодиодов указаны в таблице 1, в графе «Прямой ток» первое значение — номинальный ток через светодиод, второе значение — максимально разрешенный при хорошем теплоотводе. Светодиоды могут иметь одну из пяти цветовых температур: 2700К, 3000К, 3500К, 4000К и 5000К, в рамках каждой цветовой температуры предлагается по три светодиода различной светоотдачи (три бина яркости). Компания Cree использует довольно сложную для восприятия систему бинирования, но, при сравнении нескольких светодиодов, чем дальше по алфавиту буква или чем больше цифра при совпадающих буквах, тем выше светоотдача. Например, у светодиода с бином W2 светоотдача выше, чем у бина V4, а у W4 — выше, чем у W2.

Таблица 1. Нормативы освещенности согласно СНиП 23-05-95

Наименование	Прямое напряжение, В	Максимальная мощность, Вт	Светоотдача, лм*	Прямой ток, А	Габаритные размеры, мм	Диаметр излучателя, мм	Соответствие ROHS2
CXA1304**	9,3	11	500…900	0,4…1	13,35х13,35	6	—
CXA1304**	37	11	700…1300	0,1…0,25	13,35х13,35	6	—
CXA1507	37	15	1100…2200	0,2…0,375	15,85х15,85	9	+
CXA1512	37	24	1700…3500	0,35…0,6	15,85х15,85	9	+
CXA1816	37	37	3000…4500	0,45…0,9	17,85х17,85	12	—
CXA1820	37	40	3000…4500	0,55…1,05	17,85х17,85	12	—
CXA1830	37	57	4500…6500	0,8…1,4	17,85х17,85	14	—
CXA2520	36	50	3000…5000	0,55…1,25	23,85х23,85	19	+
CXA2530	37	62	3000…6000	0,8…1,6	23,85х23,85	19	+
CXA2540	37	86	4000…8000	1,1…2,1	23,85х23,85	19	+
CXA3050	37	100	4000…10000	1,4…2,5	27,35х27,35	23	+
CXA3070	38,5	117	9000…11000	1,925…2,8	27,35х27,35	23	—
CXA3590	77	150	10000…18000	1,2…1,8	34,85×34,85	30
* — На номинальном токе, в зависимости от бина ** — CXA1304 производится двух модификаций: с рабочим напряжением 9,3 и 37 В.

Срок службы светодиодов Cree тестируется согласно методике IES LM-80-2008. По результатам тестирования в течении 6000 часов при температуре 85°С, номинальном токе через кристаллы и последующей экстраполяции этих результатов яркость для большинства светодиодов семейства CXA будет превышать 90% от начальной более 32 тысяч часов, а при температуре 105°С и токе через светодиод, равном 66% от номинального — более 36 тысяч часов. Согласно методике LM-80 нельзя экстраполировать данные на срок более чем в шесть раз превышающий время тестирования, поэтому 36 тысяч часов — ограничение методики, но не предельный срок службы светодиода. Это очень хороший результат — более четырех лет непрерывной работы или более восьми лет в обычном цикле, учитывая, что физической деградацией источника света принято считать уменьшение его яркости до 70…80% от начальной. Подробней о результатах тестирования для интересующей модели светодиода можно узнать из документа [4].

Особенность продукции компании Cree: все параметры новых серий светодиодов нормируются для температуры 85°С, т.е. в реальных условиях эксплуатации. Некоторые конкурирующие производители нормируют параметры при температуре 25…35°С, поскольку при нагреве характеристики светодиодов ухудшаются. Поэтому при прямом сравнении светодиодов различных производителей следует уточнять, при какой температуре нормированы их характеристики. В частности, для светодиодов Cree светоотдача при температуре 25°С на 11…12% выше, чем заявленная в документации для 85°С (для сравнения с другими производителями, Cree всегда приводит в документации расчетные значения для 25°С), а для некоторых моделей однокристальных светодиодов заявлен практически неограниченный срок службы при температуре кристалла не выше 30°С и относительной влажности не более 85%.

Рассмотрим более подробно один из светодиодов, например, CXA2540-0000-000N00V40E5. Как видно из названия, это светодиод мощностью 40 Вт (максимальная мощность — до 86 Вт, см. таблицу 1) в корпусе 25 мм, с типовой светоотдачей для бина V4, согласно документации, равной 4545…4860 лм при номинальном токе 1,1 А. Это светодиод стандарта ANSI, его цветовая температура равна 4000К (нейтральный белый). Подбины могут быть 5A, 5B, 5C или 5D, в названии это никак не отражено — они указаны только на групповой упаковке, поэтому при заказе небольшой партии светодиодов, если это важно, необходимо уточнять наличие требующихся подбинов. На максимальном токе (2,1 А) светоотдача возрастает на 40…50% — примерно до 7200 лм, но КПД светодиода (выход лм/Вт) падает до 85 лм/Вт, также из-за возможного перегрева может уменьшиться срок его службы.

Для изучения характеристик светодиодов Cree в разных режимах, а также для сравнения с другими светодиодами рекомендуется воспользоваться специальным бесплатным приложением Cree Product Characterization Tool (PCT-калькулятор) [5], доступном на сайтах компаний Cree и КОМПЭЛ. Программа также позволяет рассчитать максимально допустимое тепловое сопротивление системы охлаждения и определить примерную стоимость одного люмена. Подробную справку по работе с программой (на русском языке) можно найти по ссылке [6].

Несмотря на довольно значительную начальную стоимость, мощные матричные светодиоды более выгодны в эксплуатации, чем их однокристальные аналоги. Например, если сравнить CXA2540 с максимальным на момент подготовки статьи бином W4 (5225 лм) и популярную серию светодиодов XT-E с максимальным бином R5 (139 лм) в PCT-калькуляторе (рисунок 6), то видно, что для равноценной замены одного CXA2540 требуется не менее 18 светодиодов XT-E — каждый со своей светорассеивающей линзой и расходами на монтаж. В итоге, при меньших начальных затратах на светодиоды, суммарная стоимость такого светильника оказывается значительно выше.

 

Рис. 6. Сравнение параметров светодиода CXA2540 и популярной серии светодиодов XT-E в программе «PCT-калькулятор»

Также видно, что только за счет чуть большей светоотдачи CXA2540 на максимальной мощности экономится почти 10 Вт подводимой энергии — это облегчает тепловой режим светодиода и уменьшает стоимость эксплуатации светильника (расходы на электроэнергию и экологические сборы). Причем в таблице 1 не учитывается сопротивление контактов и проводников между отдельными светодиодами XT-E — при их сопротивлении 0,1 Ом разница увеличивается уже до 15 Вт.

Если же еще учесть расходы на монтаж десятков маленьких светодиодов, стоимость индивидуальных креплений и линз, возможность выхода из строя всего светильника из-за отказа одного из светодиодов в цепочке, то становится ясно — будущее «большого освещения» именно за мощными многокристальными светодиодами!

Так как светодиоды серии CXA фактически состоят из сотен индивидуальных светодиодов, расположенных на единой подложке, комапния Cree для оценки минимальных размеров теплоотвода рекомендует использовать тепловое сопротивление «корпус — окружающая среда» Rc-a. В него входит сумма тепловых сопротивлений термоинтерфейса (теплопроводящий материал между корпусом светодиода и теплоотводом) и самого теплоотвода. Рекомендуемые минимальные значения Rc-a в зависимости от температуры окружающей среды и прямого тока через светодиод указаны на графиках в документации на светодиод. Чтобы оценить температуру корпуса светодиода, на нем с лицевой стороны имеется специальная металлизированная площадка для контактного измерения температуры.

Все светодиоды семейства CXA полностью соответствуют директиве RoHS, причем некоторые соответствуют более жесткому варианту RoHS2. Также по запросу компания Cree предоставляет актуальную версию декларации REACh SVHC о содержании опасных химических веществ, оборот которых в ЕС ограничивается.

Драйверы и контроллеры управления, крепления и вторичную оптику для светодиодов семейства CXA выпускают десятки компаний, их неполный список можно найти на сайте Cree [7]. Многие позиции доступны под заказ со склада компании КОМПЭЛ.

Энергоэффективность — один из трендов нынешнего столетия. Светодиоды гордо занимают свою нишу в области освещения, постепенно вытесняя из нее все остальные виды источников света. Согласно некоторым прогнозам, в частности — от компании Memoori Research, к 2017 году объем рынка светодиодного освещения превысит $25 млрд., а Cree уже сейчас имеет годовую выручку $1,3 млрд. и $70 млн. чистой прибыли (по данным журнала Forbes). Инициативы в области экологии и энергосбережения, принимаемые странами ЕС и США, только подталкивают рынок освещения в сторону светодиодов.

Литература

 

 

1. LED Color Mixing: Basics and Background. http://www.cree.com/~/media/Files/Cree/LED%20Components%20and%20Modules/XLamp/XLamp%20Application%20Notes/LED_color_mixing.pdf

 

2. Cree Binonator: Color-mixing tool. http://www.cree.com/LED-Components-and-Modules/Tools-and-Support/Tools/Binonator-registration

 

3. Джонатан Вейнерт. Светодиодное освещение. Справочник. http://specelec.ru/reference-book.html

 

4. Cree® LED components IES lM-80-2008 testing Results http://cree.com/~/media/Files/Cree/LED%20Components%20and%20Modules/XLamp/XLamp%20Application%20Notes/LM80_Results.pdf

 

5. Cree Product Characterization Tool. http://pct.cree.com/

 

6. Сергей Миронов. Светодиоды Cree — «калькулятор» для выбора. /fordesigners/calculators/calc-creepct/cree-pct-help/

 

 

7. Cree Solution Provider Program. http://www.cree.com/LED-Components-and-Modules/Tools-and-Support/Solution-Providers.

 

Получение технической информации, заказ образцов, поставка — e-mail: [email protected]

 

Наши информационные каналы

Метки: CREE, Публикации, Светотехника

www.compel.ru

Как выбрать светодиодную матрицу 10-100Вт.

По просьбам покупателей, мы решили написать рекомендационную статью, в которой коротко и ясно, методом ВОПРОС-ОТВЕТ, постараемся объяснить, как выбрать светодиодную матрицу 10-100Вт, как определить качество светодиодной матрицы и что нужно знать при выборе светодиода.      

 

В большинстве случаев, во всех светодиодных матрицах 10-100Вт напряжением 28-36В  используются одни и теже кристаллы, а также материал елементов конструкции, поэтому данная информация применима ко всем матрицам подобного типа.

1)   У покупателей часто возникает вопрос, почему такой большой разброс цен на светодиодные матрицы которые внешне почти ничем не отличаются. Например, на светодиодную матрицу 10 Вт цена от 7грн/ 1шт и до 44грн /1шт. Логично, что цена зависит от качества.

ВОПРОС:

как определить качество светодиодной матрицы

ОТВЕТ:

качественный светодиод можно определить по следующим элементам:

1. толстая медная подложка которая не магнитится ( в дешевых алюминиевая, и чем она тоньше, тем светодиод дешевле и более низкого качества)

2. подложка имеет характерный, напоминающий хромированное покрытие, блеск (защитное покрытие меди). А в дешевых -либо тусклый оттенок алюминия, либо металлическая подложка, которая магнитится.

3. выводы качественного светодиода абсолютно не магнитятся, потому что сделаны из чистой меди, а в дешевых из металла и сильно магнитятся.  В серии стандарт, подложка и выводы иногда имеют примесь металла и тоже могут очень слабо магнититься.

4. к каждому кристаллу подведены по 4провода ( 2 провода на вход кристалла и 2 провода на выход), а в дешевых к кристаллам подведены только по 2 провода ( один на вход и один на выход) 

5. Самое главное, на что нужно обращать внимание при выборе светодиодных матриц мощностью 10-100Вт, это размер и форма кристаллов.

В качественных матрицах кристаллы правильной формы (обычно правильный квадрат с размером кристаллов 30х30, 35х35, 38х38, 40х40, 45х45 mil  и т. п. ).

В дешевых кристаллы имеют форму прямоугольника с размером кристаллов 24х40, 24х48 mil и т.п)

Хотя нужно понимать что радиотехника развивается с каждым днем, и возможно появление качественных матриц с нестандартными кристаллами. особенно в серии СОВ светодиодов, где часто используются кристаллы прямоугольной формы размером даже 6х20 mil, но за счет их большого количества, светодиод по надежности не намного уступает дорогостоящим матрицам премиум класса.

Рассмотрим конкретно,  как выбрать светодиод, на примере светодиода 10Вт.

Светодиодные матрицы 10Вт бывают на 9-12В и на 30-36В.

Разница между светодиодами в том, что в светодиоде 9-12В установлены 9 кристаллов которые соединены  в 3 параллельных группы,  в каждой из которых 3 кристалла подключенных последовательно, а в светодиоде 30-36В установлены те же 9 кристаллов, но все подключены последовательно.  Именно от качества и размера этих кристаллов и зависит надежность и цена светодиодов.

Самый большой размер кристаллов, используемый в таких матрицах, 45 х 45 mil. Это надежные светодиоды , которые выдерживают значительные кратковременные перегрузки по току, а также кратковременные  импульсы. Установленные в них кристаллы сделаны из качественных материалов, и соответственно имеют длительный срок эксплуатации. Максимальный рабочий ток  качественных светодиодов 9-12В может достигать 1050мА.

А теперь посмотрим чем отличается дешевая серия светодиодных матриц .

1. Размер кристаллов в таких светодиодах будет максимум 24х48 mil.

2. К каждому кристаллу будет подведен 1 провод на вход и 1 провод на выход. Это значит что кристаллы имеют мощность максимум 0.5Вт, поэтому максимальный ток светодиода 9-12В не может быть выше 450мА, так как максимальный ток одной группы не более 150мА. Это отличительная особенность дешевых светодиодов. 

На нашем сайте, мы всегда указываем реальный размер кристаллов, класс светодиодов, а также реальный рабочий ток. 

Итак, принимая во внимание данную информацию, можно легко решить для себя как выбрать светодиод.  Если вам нужен дешевый светодиод для питания от драйвера 300мА 3-12В (например от драйвера 1-3 х1Вт светодиода), то вполне подойдет дешевая светодиодная матрица супер эконом класса 9-11В 300-450мА , но если вам нужен светодиод для замены в прожекторе, где ток светодиода 900мА при напряжении 9-12В, то для этого подойдет только качественная, надежная, светодиодная матрица с размером кристаллов 45х45 mil рассчитанная на рабочее напряжение 900-1000мА .

Следующая часть статьи ответит на вопрос: что нужно знать при выборе светодиода? 

2)     Некоторые покупатели жалуются что при подаче напряжения 12В на светодиодную матрицу 10Вт, она перегорает. Ведь в параметрах светодиодной матрицы было указано, что максимальное напряжение 12В. Рассмотрим в чем причина.

ВОПРОС:

 почему, например, в параметрах качественной светодиодной матрицы 10Вт указывается всегда точный ток 900мА  и всегда не точное значение напряжение 9-12В или что нужно знать при выборе светодиода?

ОТВЕТ:

 напряжение 9-12В это пределы минимального и максимального значения напряжения, которое потребляет светодиод при максимальном рабочем токе,  потому что светодиод, это именно токовый прибор, который питается стабилизированным током. То есть к светодиодной матрице необходимо подключать стабилизатор тока, который установит, например ток 900мА, а напряжение драйвер будет автоматически регулировать в зависимости от внешних факторов и от типа кристаллов на светодиоде. Например, при включении светодиода драйвер может подать на светодиод и 12В для стабильного тока 900мА, но с нагревом кристаллов ток на светодиоде начнет расти, и драйвер понизит напряжение даже до 9В чтобы ток на светодиоде всегда был в пределах 900мА.

Как видите ответ очень простой. Не следует подавать на светодиод 12В и думать что он будет долго работать при таком напряжении.  С нагревом кристаллов ток светодиода при 12В начнет обязательно расти, и достигнет критического значения намного больше 1А после чего он выйдет из строя. Поэтому при подключении светодиода не следует придавать особое значение напряжению питания, так как оно указано чисто в ознакомительных целях ( пределы минимального и максимального значения напряжения которое потребляет светодиод при рабочем токе). Лучше  подобрать подходящий драйвер, или рассчитать нужное сопротивление резистора, которое погасит лишнее напряжение. Но вариант с резистором тоже не особо надежный, так как резистор это линейное сопротивление, и при нагреве и многих других факторах ( импульсах напряжения, деградации кристаллов светодиода, нагреве или чрезмерном охлаждении при использовании на улице и т.п.)  нет гарантии что он гарантированно погасит лишнее  напряжение, обеспечивая нужный ток, если конечно не брать сопротивлении с огромным запасом, что нерентабельно, особенно при питании от аккумулятора.  В любом случае лучшим выбором будет использование именно драйвера.

Конечно в  небольшой статье невозможно охватить все тонкости и нюансы при выбора светодиода, но, надеюсь данная информация помогла многим начинающим радиолюбителям понять, что обязательно нужно знать при выборе светодиода.

ledprofy.com