SMD светодиоды 3030 – когда хочется светодиодный свет с нормальной цветопередачей

В обзоре я расскажу о smd светодиодах некитайского происхождения, о их пайке подручными средствами, о самодельном светодиодном светильнике и о том зачем все это нужно. Рукоприкладства и картинок будет много, а измерений не будет совсем. Кому интересно – читаем дальше.


.
.
.

Встречаем героев обзора:

• SMD светодиоды Seoul semiconductor 3030, warm white 2700K, 1W, Vf ~6.6 В, рабочий ток ~150 мА (datasheet)
• SMD светодиоды Nichia 3030 warm white 2700K 1W, Vf ~6.6 В, рабочий ток ~150 мА (datasheet NF2W757ART-R70)
  
• SMD светодиоды Nichia 3030 cold white 6000K 1W, Vf ~6.6 В, рабочий ток ~150 мА
  
• светильник из алюминиевой полоски со светодиодами 3528, мощность ~10 Вт, раб. напряжение 12В
  

Моя задача – содрать с полоски безымянные диоды 3528 и вместо них посадить нормальные 3030 от seoul и nichia, проверить их работу на этой полоске и собрать какой-нибудь светильник для пробы пера.

О светильнике-полоске.

Представляет собой алюминиевую полосу размером ~ 495x12x1 мм, разделенную на 12 сегментов по ~40 мм. Каждый сегмент состоит из 6 диодов и 2-х резисторов, центральная шина общая и подключается к «плюсу» питания, минусовые шины раздельные и проходят по краям полоски. Таким образом «теплые» и «холодные» диоды можно включать отдельно. Было бы удобнее, если общей шиной был «минус», но уж что есть, то есть. Со своими родными диодами полоска светит довольно ярко, берет примерно 1 ампер тока от 12 вольт и, при включенных обеих группах, жутко греется. По цвету все как обычно – холодные диоды сильно синят, теплые вполне нейтральные, оба типа вместе дают холодный белый призрачный свет, но без раздражающей синевы.

Полоски довольно дешевые даже с диодами, потому особо не было жалко отпаивать с них родные диодики. Если удастся нормально посадить на полоску диоды 3030, то она даст 72 вата мощности группами по 6 ватт. По необходимости, можно будет отрезать нужное число сегментов, и собирать из них светильники нужной конфигурации. По току получается тоже очень удобно – один сегмент с обеими группами будет брать ~300 мА при ~20 вольтах. Что как раз укладывается в широко распространенные драйверы для 1 ваттных светодиодов. Два неразрезанных сегмента можно будет подключать на 600 мА драйверами для 3х ваттных светодиодов. Последовательным соединением сегментов можно спокойно поднимать напряжение под соответствующую мощность. Вместо родных резисторов можно установить либо просто перемычки, либо резисторы много меньшего номинала для компенсации разброса параллельно включенных диодов в одном/нескольких сегментах – удобно.

Приступаем к пересадке.

Весь процесс по перепайке я снял на видео, кому лень читать и листать фотки – можно просто посмотреть 15-минутный ролик.



Родные диоды я довольно быстро отпаял с помощью газовой зажигалки. Нужно просто аккуратно нагреть алюминиевую пластину сзади зажигалкой и смахнуть диодики и резисторы с пластины.



После отпаивания поверхность пластины оказалась покрыта какой-то липкой гадостью, остатками флюса или еще чем-то непонятным.



Попытки очистить пластину с помощью спирта успехом не увенчались. Пришлось применить тяжелую артиллерию в виде уайт-спирита, несмотря на его отвратительный запах. После очистки у меня получилась замечательная луженая пластинка с трафаретом, на который отлично укладывались светодиоды 3030. Контакты светодиода совпадали довольно точно. Подложка немного выступала за пределы корпуса диода, а расстояние между контактами было немного шире, чем нужно. Но, в целом, все совпадало.



По разводке и полярности контакты под диоды совпадают. Я решил сделать комбинированный по температуре свет и разбавить теплые диоды холодными в пропорции 2:1. Холодные у меня были только диоды nichia. Я их тестировал и оказалось что свет у них очень холодный, с характерной синюшностью. Не знаю, для чего позиционируются эти диоды, но, судя по даташиту и картинке у продавца с номером продукта, CRI тут обещают на уровне 70. Вместо родных резисторов по 39 Ом я решил впаять 1 омные резисторы. Это уже не перемычка, но и линейность вносится небольшая.

Можно приступать к напайке новых светодиодов. Никакой паяльной станции с термопрофилем у меня, конечно же, нет. Поэтому паять я их собирался тем же способом, каким и отпаивал предыдущие – намазать паяльной пастой и нагреть зажигалкой. Если все сделать быстро и аккуратно, то не думаю, что светодиодики сильно пострадают.

Схема простая – наношу немного паяльной пасты на контакты пластинки, потом укладываю светодиоды и резисторы.


С ровной укладкой диодов можно не париться. Когда расплавится припой, поверхностное натяжение само растащит все корпуса в самое удобное и ровное место. Осталось аккуратно нагреть пластину и посмотреть как диодики, подобно бравым солдатикам, займут свои места в строю и образуют ровные шеренги. Возможно, и тут найдутся свои пара разгильдяев, к кому необходимо будет применить дисциплинарное взыскание :)

Получилось как-то вот так.

Не смотрите что все заляпано остатками флюса, фото из середины процесса и не на всю пластину еще напаяны светодиоды.

Осталось включить полоску и проверить все ли диоды припаялись, и устранить проблемы.
Вот так они светятся при токе меньше мА на чип.


Скажу что по результату на всю пластину из 72х светодиодов у меня не пропаялись штуки четыре. Какие-то съехали с маленького положительного контакта, какие-то не сели до конца. Пришлось их нагреть второй раз и поправить.
Краткий тест на мощности в ~30 Вт показал, что светит эта полоска очень ярко. Для охлаждения во время теста я использовал длинный алюминиевый Н-образный профиль.

Светильник.

Оборудования для проверки цветопередачи у меня нет, поэтому я сомневаюсь, что смогу что-то добавить к тем тестам, что уже есть в открытом доступе. Я просто соберу светильник, используя ту полоску, что у меня получилась и буду оценивать его по психосубъективной бинарной шкале (т.е. «нравится/не нравится”).

Я решил отрезать 3 сегмента от полоски на 18 ватт, соединить их последовательно и запитать от обычного 20Вт драйвера током в 300 мА.
В качестве светильника была использована квадратная стеклянная бра, уже висевшая у меня на стене.


Патрон из нее был вынут, остался один корпус. Бра для установки светодиодов очень удачная. В корпусе много свободного места и он весь открытый с боков, что позволяет запихнуть в него светодиоды на радиаторах самой разной формы, и при этом будет обеспечена хорошая вентиляция. Передняя часть лампы стеклянная, стекло обработано пескоструйкой и, в отличие от всяких пленок, не задерживает много света. Подложка – матированное зеркало.

Для начинки я отрезал 3 сегмента от свой полоски и приготовил 3 отрезка Ш- и Н- образного алюминиевого профиля, которые будут служить радиаторами.



Сегменты полоски я намазал в середине термопастой, а по краям термоклеем FUJIK и приклеил к профилю. Потом соединил все полоски последовательно проводками, а для соединения с драйвером поставил JST-разъем. (фото, к сожалению, сделать забыл)

Также был подготовлен обычный китайский дравер, в котором, как обычно, напрочь отсутствовал помехоподавляющий фильтр. К драйверу я решил добавить X2-конденсатор и варистор, а также поставить (термо-)резистор, для ограничения стартового тока. Почему «термо» в скобках, потому что я выдрал его из дохлой КЛЛки и не уверен что он действительно «термо», а проверять не стал. Конденсатор я посадил прямо на плату драйвера, резистор поставил вместо предохранителя, а предохранитель и варистор вынес с платы и запихал в термоусадку.



Кроме того в пластиковом корпусе драйвера были насверлены небольшие отверстия для вентиляции.

Все это, не особо аккуратно, я запихал в светильник. Это решение временное, мне хотелось просто оценить свет и температурный режим новых светодиодов. Позже можно перенести всё глубже в корпус светильника или даже часть полосок вынести на обратную сторону.



Итог — 3 фотки для сравнения. Все три сделаны в ручном режиме с одной экспозицией и балансом белого на 3700К. Слева светильник 18 Вт на сеулах и ничиа, справа светильник на 12 Вт на широко известных китайских теплых десятиваттных cob-матрицах.



По фото судить, конечно, сложно, но свет двух ламп действительно сильно различается. Думаю понятно в чью пользу. Позже я собрал на тех же полосках еще один светильник на 42 Вт. Результат мне очень понравился. Свет у этих светодиодов просто отличный!

Напоследок нужно добавить хоть немного дегтя.

• к полоскам неудобно подпаивать провода, они так и норовят отломиться.
• при резке пластина немного изгибается волной вдоль и требует правки. Но что еще хуже, та пленка диэлектрика, по которой проходят шины проводников, в месте отреза повреждается и шинки иногда замыкаются на алюминиевую подложку. Нужно тщательно прозванивать каждый сегмент после отреза и зачищать место среза
  
• много возни, проще купить лампочки в икее :) (шутка)

Всем спасибо кто дошел до конца.