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LED照明への新規参入者向けSMDチップの基礎知識

Mar 16, 2021

SMDは表面に取り付けられたデバイスの略で、現在最も歓迎されるLEDパッケージタイプです。SMD LEDライトは、表面実装技術(SMT)を使用してプリント基板(PCB)にSMDチップを取り付けて製造されます。


SMDチップは、多くのタイプを持つさまざまな平坦な正方形の形とサイズに設計されています。SMDチップの最も一般的なタイプは、3528、5050、2835、3014、4014、3020、5730、3030および3535です。この数字はチップサイズを示し、例えば、3528はサイズ3.5 x 2.8mmのチップ用である。(SMDチップの一部は、非常に小さなサイズで作ることができ、携帯電話やラップトップコンピュータのインジケータライトとして使用することができます。画面の電源が切れた後も点灯したままの携帯電話の小さな光は、小さなSMDチップによって動力を与えられます。


SMDチップは、同じチップに3つのダイオードを搭載する能力があるため、LED業界にとって非常に重要な開発です。チップに赤、緑、青のダイオードが含まれている場合、RGB機能を備えており、チップ上の個々のダイオードからの出力レベルを調整することで、任意の色を作成できます。同じダイオードが3個のチップであれば、出力ルーメンが増加します。例えば、3528はダイオードが1つしかないのに対し、5050はチップに3つのダイオードを持ち、5050は1チップ上のRGB能力、3528の3倍の出力ルーメンを持っています。(4 in 1設計5050はRGB+W能力、出力ルーメンは3528倍の4倍)


DIPチップ用に設計された2つの接点とは異なり、SMDチップはSMDチップのダイオードの量に依存する2、4または6の接点(ピンと呼ばれる)を有することができる。SMDチップの場合、各ダイオードごとに個別の回路があり、各回路は2ピンで設計されています。たとえば、5050はチップに3つのダイオードを持ち、6ピンを持っています。(5050 RGB+Wタイプは、合計8ピンで4ダイオードを取得します。

smd led knowledges

各 SMD チップの消費電力 (W) と出力ルーメン (LM) の比較は、次の表に示されています。

SMD チップの消費電力 (W/PC) および出力ルーメン (LM/PC)


3528 0.06W、6 - 9LM、常に低電力目的のために設計


5050 0.18W、18 - 27LM、主に低電力目的のために設計


しかし、現在、特にRGBおよびRGB +Wタイプの中電力(0.5W)と高出力(1-3W)が開発されています


2835 0.1W、10 - 15LM;


0.2W、20 - 30LM、低電力目的


0.5W、50 - 65LM、中間電源用


1W、100 - 130LM、高出力用


3014 0.1W、9 - 13LM;


0.2W、18-24LM、常に高い明るい特徴を持つ低電力目的のために


4014 0.2W、24 - 26LM、常に低電力目的


3020 0.06W、7 - 8LM;


0.1W、9 - 11LM;


0.2W、18 - 24LM、低電力目的


0.5W、50 - 60LM、常にEMCリフレクターで中間電源の目的


5730 0.5W、45 - 60LM、中間電源の目的のためのメイン


1W、90 - 120LM、高出力用


3030 1W、100 - 130LM、常に高出力目的


3535 1 - 3W、 - LM、常にEMCまたはSMCリフレクターで高電力の目的


SMD LEDライトの出力ルーメンを上のチャートを通して簡単に計算できます。SMDチップの様々なタイプとその正しいルーメンのためのこのチャートは、LED技術が開発中であるが、データは近い将来に変更される可能性があります。


チャートから、消費電力(W/PC)に応じて、SMDチップは低消費電力である3つのクラスに分けることができます(<0.5w c),="" middle="" power="" (0.5-1w)="" and="" high="" power="" (="">1W) SMDチップの場合、電力が高いほど熱が消散し、作業時の温度が高くなります。その後、SMDチップの反射器が抵抗できる温度が高いほど、長寿命のSMDチップが得られます。したがって、反射器の品質は、SMDチップの寿命に大きく影響します。したがって、異なる電力レベルに異なる反射器が必要です。SMDチップの主な反射体材料は、PPA(ポリフタルアミド)、PCT(ポリシクロヘキシレン-ジメチレンテレフタレート)、EMC(エポキシ成形化合物)およびSMC(シリコーン成形化合物)です。



これらの4つの反射器の比較は、次のチャートのリストです。


PPA - 熱可塑性


利点:高輝度=95%、成形性が良く、材料コストが安い


デメリット:熱と光の抵抗が悪い


オペレーティングパワー(W/PC):<>


PCT - 熱可塑性


利点:熱と光の良好な耐性、良好な信頼性、高輝度= 97%


短所: わずかに高価な材料コスト、成形性の悪さ


オペレーティングパワー(W/PC):0.5 - 0.8W


EMC - 熱硬化


利点:熱と光の優れた耐性、優れた信頼性、初期輝度= 94.8%


短所: 高価な材料コスト、成形の転送


オペレーティングパワー(W/PC):0.2 - 1.5W


SMC - 熱硬化


利点:熱と光の優れた耐性、優れた信頼性、シリコンとの良好な接着、高輝度=97%


短所: はるかに高価な材料コスト, 成形を転送


オペレーティングパワー(W/PC):>1.5W


多くのエンジニアは、電力を下げる(LEDチップの標準電流を減らす)、その結果、各チップのルーメンは、LEDライトの同じまたはさらに高い総出力ルーメンを持っている方法を減らされますか?解決策は、チップの量を増やすことです。(下記の例を参照)


例: 標準 SMD2835 (0.2W) チップ @ 25LM


10 台の PC 標準 SMD2835 (0.2W) チップ LED


パワー:2W


ルーメン: 250LM


電力を半分に下げる場合(電流を減らす):チップあたり0.1W


今:10個の低電力SMD2835(0.1W)チップ


パワー:1W


ルーメン:150LM(標準的なルーメンの60%は、通常、パワーの半分を減らすことは、ルーメンの半分が消えたという意味ではない、なぜですか?LEDは低電流のときより高い発光効果を有するため。


低電力のSMDチップ2835(0.1W)の数量を20個に増やすと(各チップの電流は同じです)


パワー:2W


ルーメン: 300LM


総電力は同じですが、ルーメンが高いことがわかります。(光効率が高いので)


利点:これはエンジニアのほとんどが光効率を改善するためにおそらく使用するソリューションです。


欠点:しかし、チップの量が多く必要なため、LEDライトのコストは高くなります。


注: 同じ入力 LED ドライバ電源に基づく計算では、電力効率が同じであると仮定します。



SMDチップの特長:


高輝度

同じ消費電力に基づいて、SMDチップは、DIP、ハイパワー、COB、MCOBチップなどの他のタイプのLEDパッケージの中で最高の輝度を生成します。つまり、SMDチップの光効率は最高で最高です。


熱管理に適しています

SMDチップは低電圧と電流によって駆動されるため、比較的高出力のルーメンを有する一方で、非常に少ない熱を生成します。ハイパワーチップやCOBチップとは異なり、通常は1点ではるかに多くの熱を発生させるが、熱を伝導することは困難であり、SMDチップは、光体の間で別々に配置することができ、多くのチップを有する光表面として設計することができる。


SMDチップは、光の減衰率がはるかに低く、初期の明るさ(出力ルーメン)が長い時間にとどまることを結果として、熱管理においてより優れたパフォーマンスを発揮します。


競争力のある価格

SMDチップは、高電力やCOBという価格がはるかに低いことは間違いなく、それはますます多くのLED製品がSMDチップを採用する重要な理由の1つです。



SMDチップの応用


SMDチップのRGB能力と明るさにより、これらのチップはあらゆる種類のLEDライトに広く使用されています。低電力のものは、LED電球、ストリップライト、トウモロコシの光、スポットライト、チューブライト、パネルなどのために作ることができます。高出力のものは、高ベイ、トラックライト、洪水灯、街灯などの工業用ライトのために作ることができますが。


SMDチップは、今日で最も人気のあるLEDタイプです。これは、一般的に住宅および商業用LED照明製品の両方に適用されます。