Lámpara LED basada en tecnología cob. Tipos y tipos de LED: clasificación, características, finalidad. Corto tiempo de funcionamiento
Knyazev O.V., Grupo de empresas Stroy-TK, mayo de 2017
Actualmente, el mercado de iluminación LED en Rusia está experimentando su auge; se presentan a la venta costosos modelos de lámparas y focos de alta tecnología. Período de garantía que tienen entre 3 y 7 años, así como productos LED baratos que es poco probable que funcionen sin averías durante al menos 1 año. Intentemos darle sentido a esta multitud de propuestas.
¿De dónde vienen las “manualidades” desechables y baratas?
Paradójicamente, es el propio Cliente el culpable de la presencia de un gran número de ofertas de lámparas LED de bienes de consumo baratos, porque el principal criterio de selección para el Cliente es el Costo.
La situación se repite como antes: si hay demanda de productos baratos, ¡los fabricantes del Reino Medio proporcionarán la oferta! Dado que nadie tiene el monopolio de las importaciones de China, los competidores están comenzando a exigir que los fabricantes reduzcan constantemente, de un lote a otro, los precios de compra para simplemente superar a los competidores en el mercado con un precio bajo. Sin embargo, existen límites razonables para todo y una reducción constante en el costo de los productos manteniendo todas las características básicas es simplemente imposible. Entonces el juego comienza a reducir las características de rendimiento, confiabilidad, etc. - solo para vender equipos de iluminación, proporcionando un período mínimo de garantía. Y esto a pesar de que se anuncian tiempos de funcionamiento locos para los LED: de 50 a 100 mil horas.
¿Qué es la COB?
Tecnología COB, más recientemente MCOB (Multi Chip-on-Board), traducida como "Cristal en una placa". Considerada la tecnología LED más avanzada hasta la fecha.
Brevemente, se puede describir de la siguiente manera: colocar cristales sobre un tablero sin carcasas ni sustratos cerámicos, así como cubrir todos estos cristales con una capa común de fósforo. Los cristales LED están ubicados muy cerca unos de otros; la densidad de colocación puede alcanzar 70 cristales por 1 cm 2, es decir, los cristales prácticamente se fusionan en un solo campo y el brillo de la matriz es muy uniforme, los puntos individuales de los cristales son indistinguibles.
Una ventaja importante de la tecnología es la calidad de la luz emitida. Los objetos iluminados por lámparas de matriz COB tienen un límite de sombra claro debido a la distribución uniforme del flujo luminoso. Desafortunadamente, las lámparas basadas en LED SMD no pueden presumir de tal contraste debido a la gran cantidad de cristales individuales y reflectores ampliamente espaciados en el espacio.
La eficiencia energética de las matrices COB puede alcanzar los 170 Lm/W.
Beneficios de la COB
Las principales ventajas de la tecnología MCOB son:
- Alta eficiencia luminosa (más de 100 lm/W);
- Posibilidad de lograr una alta intensidad de flujo luminoso con dimensiones relativamente pequeñas;
- Compatible con varios controladores, incl. con atenuación;
- Uniformidad del flujo luminoso, ausencia de efecto de sombra;
- Compacidad, tamaño pequeño, disponibilidad de varias formas;
- Posibilidad de producir matrices de cualquier temperatura de color desde 2700K hasta 7000K;
- Índice de reproducción cromática de hasta 90Ra;
Desventajas de la COB
La principal desventaja de la tecnología COB es la provisión obligatoria de una buena eliminación de calor de una matriz COB potente, lo cual es difícil de garantizar, ya que el área de la matriz es pequeña y es difícil eliminar el exceso de calor de un área de contacto pequeña.
Aquí es donde está el problema: una matriz COB barata y, por lo tanto, inicialmente de baja calidad, montada en un radiador de refrigeración sin el ajuste y tratamiento adecuados de las superficies de contacto, no se enfría lo suficiente, comienza a sobrecalentarse y, finalmente, se quema.
Como confirmación podemos citar el siguiente hecho: no hace mucho recibimos 57 unidades en el centro de servicio para diagnóstico y reparación. Focos LED(COB) potencia 100W. A juzgar por su apariencia (ver foto), pertenecen a la económica serie GS Light.
Después del diagnóstico, se reveló que en la gran mayoría de los focos (49 piezas) falló la matriz de LED COB y en los 8 casos restantes falló el controlador de LED.
¿Qué es SMD?
La tecnología SMD (Surface Mounting Device) se puede traducir literalmente como “dispositivo montado en superficie”.
La principal diferencia entre esta tecnología y la tecnología de orificio pasante "tradicional" es que los componentes se montan en la superficie del tablero. Esto garantiza dimensiones de diseño más pequeñas, mejor disipación de calor y variabilidad de diseño. Este diseño Hoy en día es el más común en iluminación y se utiliza en casi todo tipo de fuentes de luz.
Hoy en día, la tecnología SMD es la más común en iluminación LED y se utiliza en casi todo tipo de lámparas.
Esta tecnología fue creada para organizar una potente iluminación difusa, que se logra distribuyendo una cantidad importante de pequeños LED en toda el área de la lámpara (hay hasta 700 piezas en un producto), lo que permite no utilizar ninguno. Ópticas adicionales en las lámparas, solo ordinarias. vidrio protector cuerpo de la lámpara. Para aumentar el grado de dispersión (por ejemplo, en habitaciones con equipo de computadora), se utiliza un difusor lechoso, prismático o microprismático.
Dado que los LED están ubicados en una gran tira de aluminio y la distancia entre ellos es bastante grande, enfriar los LED no causa mucha dificultad, de ahí la durabilidad de las tiras SMD si están alimentadas adecuadamente.
Entre las desventajas de las lámparas con líneas SMD, cabe destacar que son muy difíciles de reparar, ya que cuando falla un LED, toda la línea deja de encenderse, y reemplazar un LED SMD por su cuenta es una tarea bastante laboriosa. Reemplazar toda la línea ya es costoso desde el punto de vista financiero. Para ser justos, hay que decir que la mayoría de los fabricantes de lámparas LED en Rusia, cuando surge un caso de garantía, reemplazan toda la línea.
Aplicaciones COB y SMD
1. Caso general
Yo haría la sección de esta manera: si el factor de forma del cuerpo de la lámpara le permite colocar un radiador de refrigeración suficientemente grande, entonces puede usar lámparas LED COB, limitando su potencia a 30 W. Todos los equipos de iluminación de mayor potencia son exclusivamente SMD. Pero en general opción ideal se convertirá en la introducción de la iluminación LED.
2. Entregué el objeto y lo olvidé
Si la tarea es precisamente esta: entregar el objeto y huir, entonces, por supuesto, es necesario utilizar lámparas o focos baratos en una matriz COB de alta potencia. El tiempo que trabajen debería ser suficiente para que desaparezcas de la vista... :)
3. Corto tiempo de trabajo
Si una lámpara o foco funciona ocasionalmente y se enciende durante unos minutos (por ejemplo, está equipado con un sensor de presencia y se enciende solo cuando pasa gente), puedes elegir COB con seguridad. La matriz simplemente no tendrá tiempo de sobrecalentarse.
4. Organización de iluminación temporal.
Para organizar la iluminación temporal (por ejemplo, en un sitio de construcción durante los trabajos de acabado), recomendaría utilizar reflectores COB con una potencia de 20 a 30 W.
5. Iluminación para almacenes y locales industriales
En almacenes, naves industriales y locales se suelen utilizar lámparas potentes suspendidas a gran altura (6-12 metros). Para su iluminación eléctrica, se recomienda encarecidamente utilizar lámparas fabricadas con líneas LED SMD. Al elegir las lámparas, preste especial atención a la presencia de radiadores claramente visibles, cuya función es disipar el exceso de calor al ambiente.
En la última década las empresas de iluminación han ganado gran popularidad LED COB. Esto se debe a que la tecnología COB permite diseñar y producir en masa LED de luz blanca direccional de alta potencia a partir de cristales emisores de luz convencionales en una producción en masa y de gran volumen. COB es una abreviatura, es decir, una reducción a las primeras letras de la frase inglesa chip-on-board. Traducido al ruso como cristal o elemento en un tablero.
La idea de este método es simple y tan antigua como las pirámides de Egipto: si la fuerza de una persona o la luz de un LED no es suficiente, entonces atrae a cien personas para que extraigan la piedra de la pirámide. O coloque una docena de cristales emisores de luz en una carcasa. LED COB Se trata de una placa rectangular o redonda de color amarillo, alojada en una carcasa con tapa transparente o cubierta con una lente de óptica LED secundaria. La lente forma el patrón direccional deseado para el flujo de luz y protege la estructura COB del polvo, agua, estrés mecánico, etc.
La esencia de la tecnología COB
Los chips LED terminados sin carcasa se pegan sobre un sustrato de zafiro artificial conductor de calor o se sueldan sobre una oblea de silicio semiconductor. Dependiendo del voltaje de funcionamiento, los chips se conectan en circuitos en serie. Para 9 V – 3 uds., 12 V – 4 uds. etc. La cadena funciona con una corriente de una magnitud: la corriente de funcionamiento nominal para cristales de este tipo, por ejemplo, 20 mA. Las cadenas en serie se conectan en paralelo, ganando potencia o flujo luminoso. Luego, los cristales LED de luz azul se recubren con un fósforo amarillo. Así es como se marca LED de alta resistencia MAZORCA.
¿Qué significa la frase? LED COB SMD? Esta es una matriz COB alojada en un paquete SMD. Estas carcasas están diseñadas para la instalación automatizada de ERE (elementos de electroradio) directamente en la superficie. placa de circuito impreso. COB es un conjunto de operaciones tecnológicas para la producción de LED de alta y ultra alta potencia en forma de una única matriz. La matriz consta de decenas o cientos de cristales.
A medida que aumentó la potencia de los LED, los fabricantes comenzaron a buscar formas de mejorar la disipación del calor. Como resultado, surgió la tecnología COB LED, que permite crear fuentes de luz compactas y potentes con alta densidad óptica, de las cuales la carcasa elimina el exceso de calor. Estos LED están integrados en lámparas y focos para la iluminación de locales industriales y residenciales, así como para la iluminación arquitectónica.
En los LED COB, los cristales sin carcasa ni sustrato están ubicados cerca unos de otros, conectados en serie en paralelo y cubiertos con una sola capa de fósforo. Se pueden colocar hasta 70 chips en 1 cm2 de tablero, como resultado la densidad óptica aumenta significativamente (el brillo es uniforme, sin puntos). La placa puede tener diferentes tamaños; el exceso de calor se pierde a través de la carcasa, independientemente del número de diodos.
La forma del módulo puede ser rectangular, cuadrada, redonda, ovalada, lo que permite instalarlo en casi cualquier luminaria. La potencia depende del área, brillo alto se puede lograr con tamaños de módulo mínimos. Este diseño no crea sombras, la superficie se ilumina de manera uniforme. Estas fuentes LED funcionan bien con todos los balastros, atenuadores de brillo y color y sistemas de control automático de iluminación.
¡Atención! Para obtener más poder, puede utilizar una matriz de LED COB en miniatura en lugar de una matriz SMD volumétrica.
Proceso de producción
El proceso de fabricación de LED COB consta de muchos pasos:
- fabricación de sustratos;
- aplicarles una composición que asegure la adherencia;
- instalaciones de cristal;
- endurecimiento del revestimiento adhesivo;
- limpieza con plasma de contaminantes;
- conexión eléctrica de LED;
- recubrir los cristales con fósforo, proporcionando sellado.
La placa de circuito impreso tiene tres capas: una base metálica, un dieléctrico y una capa que conduce la corriente.
Durante mucho tiempo, la implementación de la tecnología SOV se vio impedida por la falta de un método para aplicar uniformemente una composición adhesiva a los sustratos. Debe tener un espesor determinado, no se permite ni aumentar ni disminuir. En la primera opción se rompe el contacto térmico con el cuerpo, en la segunda se desprenden los cristales.
En 2009 se propuso el método de pulverización catódica con magnetrón, que permite crear un contacto térmico de una calidad superior a la creada en las placas de circuito impreso SMD. El nuevo método se denominó MCOB (Multi Chip-onBoard). Por el momento, todos los mejores fabricantes lo utilizan.
¡Atención! Incluso en publicaciones científicas, COB y MCOB tienen el mismo significado.
La tecnología SOV le permite crear matrices de cualquier forma sin elementos ópticos adicionales.
Expresemos nuestro punto de vista sobre este dilema, que empieza a parecerse a un debate sobre cuál es mejor, iOS o Android. No hay una respuesta clara a esta pregunta. Es necesario comprender claramente el propósito de la lámpara, en la que se utiliza una matriz de diodos. Para algunos, COB será mejor, para otros, SMD.
COB para poco lámparas potentes luz direccional
Por ejemplo, COB gana claramente en accesorios de iluminación direccional comerciales. Como luces de riel, downlights y otros tipos de iluminación de acento.
Para iluminación comercial difusa, la iluminación convencional es más adecuada. Tira de luces LED o una regla montada alrededor del perímetro del cuerpo de la lámpara debajo del difusor. Las matrices COB también se comportan bastante bien en farolas con una potencia de hasta 50 vatios.
SMD para luces de techo industriales de más de 50W
En cuanto a la iluminación de empresas industriales, por ejemplo, en las lámparas LED industriales el timbre
Es casi imposible encontrar una matriz COB (ver figura a la derecha) de fabricantes avanzados de fama mundial, aunque hace unos años a todos les encantaban estos experimentos.
Las lámparas de techo LED industriales con matriz COB son mucho más baratas que una lámpara con una placa de diodos SMD, como las lámparas de techo industriales.
Esto se debe a que una matriz COB con diodos del mismo fabricante cuesta entre un 30 y un 50% menos, lo que reduce el coste de la lámpara. La desventaja, según las revisiones de los fabricantes más conocidos de alumbrado público e industrial, es la sustitución frecuente de las matrices COB en garantía si la potencia de la lámpara es superior a 50 W.
En una de las fábricas con las que cooperamos, nos contaron la historia de cómo una lámpara de campana LED industrial con un sistema de disipación de calor de alta calidad y un diodo COB de alta calidad se dejó encendida con el chip sobre la mesa, y En 2 horas la mesa se incendió.
experiencia real
Por nuestra práctica personal conocemos la historia de cómo un ingeniero energético de una gran empresa, para ahorrar dinero a expensas de la calidad, compró lámparas de techo industriales con diodos COB y ahora tiene que pagar por su decisión equivocada: cada año Cambiar las placas de diodos en un 15-20% de las lámparas.
Para no ser regañado por sus superiores por haber tomado una decisión equivocada en un momento dado, pide que le facturen lámparas fluorescentes y diversos consumibles eléctricos en lugar de matrices COB, para ocultar los gastos reales.
Degradación del diodo COB
Tampoco debemos olvidarnos de la degradación real de los diodos en las luminarias industriales de alta potencia, que, según observaciones de los usuarios, es mayor en las luminarias de alta potencia con elementos COB. Pero rara vez se realizan mediciones anuales de la iluminación de las habitaciones.
Falsificación de diodos: ¿Cómo identificar fabricantes sin escrúpulos de luminarias industriales?
Efecto de deslumbramiento de los diodos COB
Otra observación de los usuarios es el hecho de que las luces de techo LED COB industriales en almacenes y talleres producen un efecto de deslumbramiento más fuerte, lo que dificulta que el personal trabaje en altura.
Opinión experta: “Nuestra opinión: las luminarias LED con matriz COB son la mejor decision para luminarias de luz de acento y potencias moderadas hasta 50W. Las únicas excepciones son los sistemas de múltiples módulos, en los que cada módulo es una matriz COB separada de potencia moderada. Para iluminación de más de 50 vatios, es mejor utilizar lámparas de timbre industriales con matriz SMD. Además, cuanto mayor sea el número de diodos por vatio de potencia, mejor”, afirma Alexey Frolov, ingeniero de iluminación de Grandenergoproekt.
