Opis diod LED typu COB

Nie tak dawno rynek zaczął wypełniać się lampami LED wykonanymi w technologii COB. Zaraz po pojawieniu się takich produktów informacje o nich zaczęły nabierać charakteru mitów. Ta recenzja jest próbą oddzielenia prawdy od fikcji i chwytów marketingowych.

Co to jest dioda COB?

Od czasu pojawienia się diod LED SMD inżynieria nie stoi w miejscu. Twórcy wielu producentów rozwiązali problemy związane ze zmniejszeniem rozmiarów sprzętu oświetleniowego, zwiększeniem strumienia świetlnego, uproszczeniem i obniżeniem kosztów instalacji, montażu itp. Teraz trudno ustalić, kto pierwszy wpadł na pomysł, aby nie zamykać każdego złącza p-n w osobnej obudowie pokrytej luminoforem, ale umieścić kilka kryształów arsenku galu w jednej powłoce. Ale pierwsza próbka takich produktów pojawiła się na rynku w 2003 roku od Citizen Electronics.

Pomysł okazał się przełomowy. Oprócz rozwiązania powyższych problemów, możliwe stało się skoncentrowanie elementów promieniujących na stosunkowo małej powierzchni i uzyskanie mniejszego rozpraszania światła.Technologia ta nosi nazwę COB – chip-on-board, „chip on board”. Być może dokładniejszym tłumaczeniem byłoby wyrażenie „element na tablicy” lub „kryształ na tablicy”.

Zespoły COB o różnych kształtach.

Przez długi czas produkcja matryc wykonanych według tej zasady była ograniczona złożonością klejenia diod LED do podłoża. Grubość kleju musi być ściśle zweryfikowana: ubytek warstwy prowadzi do spadku wytrzymałości mocowania, wzrost prowadzi do spadku skuteczności odprowadzania ciepła. W 2009 roku problem ten został rozwiązany, a technologia COB rozpoczęła triumfalny marsz przez świat techniki oświetleniowej.

Moduł wyprodukowany zgodnie z tą zasadą zawiera matrycę diod LED bez obudów umieszczoną na podstawie. Ze względu na brak powłok możliwe było zwiększenie gęstości pierwiastków promieniujących oraz zwiększenie jasności pobranej z powierzchni jednostki. W niektórych przypadkach diody LED są wypełnione przezroczystym związkiem zapewniającym trwałość. Górna część obudowy pokryta jest luminoforem.

Podłoże do montażu matrycy COB.

Płytka drukowana jest produkowana zgodnie ze zwykłą technologią, składa się z ścieżek przewodzących umieszczonych na podstawie dielektrycznej. Od spodu przykleja się metalową płytkę o wysokiej przewodności cieplnej, dzięki czemu produkt uzyskuje gotowy wygląd.

Ważny! W większości przypadków standardowy radiator nie wystarcza do zapewnienia normalnej temperatury pracy diod LED. Należy zastosować dodatkowy zewnętrzny radiator.

Typowe wartości strumienia świetlnego matryc o wielkości kryształu 0,762 * 0,762 mm w zależności od mocy podano w tabeli.

W rzeczywistości parametry mogą się nieznacznie różnić ze względu na dodatkowe warunki.

Rodzaje

Ostatnio na rynku pojawiły się diody COB z wbudowanymi sterownikami. „Na pokładzie” to teraz nie tylko matryca, ale także elementy prostownikowe, a także mikroukład stabilizacji prądu poprzez elementy promieniujące. Jak widać, dodatkowe elementy nie są ukryte pod wspólną obudową, ale montowane są na osobnej płytce i łączone w moduł.

Matryca z prostownikiem i sterownikiem.

Ten rodzaj technologii COB LED to pojedyncza jednostka, do której pozostaje tylko zasilanie napięciem.

Zasada działania i charakterystyka

Nowe zasady nie mają być podstawą działania diod COB. Wszystkie te same złącza p-n z arsenku galu, fosforku indu lub innych materiałów. Ta sama rekombinacja głównych ładunków z emisją kwantu światła po przyłożeniu napięcia stałego. To samo monochromatyczne światło o wąskim spektrum. Te same zasady uzyskiwania niedostępnych kolorów - po włączeniu zasilania promieniowanie LED (w zakresie optycznym lub UV) inicjuje świecenie luminoforu. Ta dobrze znana metoda umożliwia uzyskanie kolorów, których nie można uzyskać przy bezpośrednim jarzeniu złączy półprzewodnikowych. Nie zniknął również problem rozpraszania ciepła. Nowość elementów tkwi tylko w technologii produkcji, która pozwala wprowadzić urządzenia emitujące światło na nowy poziom konsumencki.

Kontrola

Sterowanie diodą COB sprowadza się do przełączania napięcia zasilania i pod tym względem nie ma zasadniczych różnic w stosunku do urządzeń konwencjonalnych. Możesz włączać i wyłączać ten element:

• przełącznik ręczny na odpowiednie napięcie;
• przekaźnik elektromagnetyczny lub rozrusznik;
• klucz elektroniczny (tranzystor, tyrystor).

Trzeba tylko wziąć pod uwagę, że moc takiej diody LED może osiągnąć 100 W, a napięcie robocze wynosi 220 V.Element przełączający musi mieć odpowiednie parametry.

Zalecane do oglądania: dioda COB vs dioda smd

Plusy i minusy

Ważny! Biorąc pod uwagę niski koszt produkcji diod COB, wady te stopniowo tracą na znaczeniu. Wszystko sprowadza się do tego, że bardziej opłacalna jest wymiana matrycy niż jej przywracanie.

Deklaracje producentów o zwiększonym strumieniu świetlnym w stosunku do mocy w związku z zastosowaniem nowych zasad produkcji najprawdopodobniej należy wiązać z działaniami marketingowymi. Zauważono już, że żadne nowe zasady nie mają być podstawą działania matryc COB. A pewien wzrost strumienia świetlnego może być związany z naturalnym rozwojem technologii produkcji luminoforów i kryształów półprzewodnikowych.

Dożywotni

Producenci COB twierdzą, że średnia żywotność to około 30 000 godzin. To około 3,5 roku ciągłej pracy. Dla konwencjonalnych diod LED w specyfikacjach technicznych okres ten jest zwykle podawany w zakresie do 50 000 godzin (5,5 roku).Często stwierdza się, że niezawodność elementów COB jest niska. W rzeczywistości doświadczenie w obsłudze nowych urządzeń emitujących światło nie zostało jeszcze zgromadzone. Wszystkie liczby pochodzą z obliczeń, które często nie uwzględniają warunków pracy. I jest mało prawdopodobne, aby którykolwiek z producentów prowadził testy w prawdziwym życiu trwające kilka lat. Nie ma w nich sensu - w tym czasie przyjdą nowe technologie i materiały.

Należy pamiętać, że okresy gwarancyjne zarówno na te, jak i na pozostałe elementy są w przybliżeniu takie same - około 15 000 godzin. Wszystko inne to prognozy i czysty marketing. W związku z tym wszystkie informacje o żywotności mają dziś charakter deklaracji i należy je traktować z ostrożnością.

Lampa LED COB

Kolejną zaletą nowej technologii jest możliwość produkcji matryc o dowolnym kształcie i rozmiarze. W większości przypadków produkowane są urządzenia okrągłe i prostokątne (kwadratowe), z których można wykonać lampy o różnych konfiguracjach.

Lampa domowa z diodami COB.

Lampa kukurydziana, której nazwa wzięła się od dyskretnych elementów przypominających zboża, zyskała nowy wygląd. Teraz nie ma punktów świetlnych, powierzchnia stała się solidna, promieniowanie jest bardziej jednolite. Wielkość takich lamp jest obecnie ograniczona wymogami wytrzymałości mechanicznej matrycy, ale jest nadzieja, że ​​rozwój technologii w niedalekiej przyszłości pozwoli obejść ten problem.

Reflektor LED na 6 matrycach.

Reflektor LED wykorzystujący takie matryce może mieć jeden lub kilka elementów promieniujących, w zależności od wymaganej jasności blasku. Oprawy nie są jeszcze wyposażone w jedną matrycę, która zastępuje kilka mniejszych, ze względu na wspomniane ograniczenia rozmiarowe.

Schemat połączeń

Schemat podłączenia zależy od wykonania matrycy. Jeśli są to tylko równoległe łańcuchy elementów, to muszą być podłączone do domowej jednofazowej sieci 220 V przez prostownik lub sterownik dla odpowiedniego napięcia i prądu, jak zwykłe pojedyncze diody LED lub zespoły.

Schemat podłączenia matrycy.

Jeśli prostownik i sterownik są „na pokładzie”, to połączenie nie różni się od konwencjonalnej żarówki. Na przykład wspomniana już „kukurydza” ma standardową podstawę do wkręcenia we wkład.

Pinout

Dioda LED, podobnie jak konwencjonalna dioda, to urządzenie, które przewodzi prąd w jednym kierunku. Dlatego podczas podłączania należy przestrzegać biegunowości. Anoda musi być podłączona do dodatniego wyjścia źródła zasilania, katoda do ujemnego.

Wyprowadzenia montażowe COB.

Umiejscowienie pinów matrycy COB jest łatwe do ustalenia - oznaczenie jest nanoszone bezpośrednio na kopertę. Wnioski oznaczone są symbolami „+” i „-”. Jeżeli zespół można podłączyć bezpośrednio do obwodu napięcia przemiennego, to wyjścia oznaczone są L (faza) i N (zero).

Istnieje opinia, że ​​elementy oświetleniowe wykonane w technologii COB w niedalekiej przyszłości całkowicie zastąpią diody SMD. W rzeczywistości jest to mało prawdopodobne. W końcu elementy SMD nie zastąpiły całkowicie elementów wyjściowych, choć mocno je docisnęły. Najprawdopodobniej sytuacja będzie tutaj taka sama – każda technologia zajmie swoją własną niszę.