Lámpara LED en tecnología cob. Tipos y tipos de LED: clasificación, características, finalidad. Tiempo de ejecución corto
Knyazev O.V., Stroy-TK Group of Companies, mayo de 2017
En la actualidad, el mercado de iluminación LED en Rusia está experimentando su auge, están a la venta costosos modelos de lámparas y focos de alta tecnología. Período de garantía que es de 3 a 7 años, y productos LED baratos, que es poco probable que funcionen sin averías durante al menos 1 año. Tratemos de entender este conjunto de propuestas.
¿De dónde vienen las "artesanías" desechables baratas?
Por paradójico que parezca, el propio Cliente tiene la culpa de la presencia de una gran cantidad de ofertas de lámparas LED baratas de consumo, 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 también proporcionarán suministro! Dado que nadie tiene el monopolio de las importaciones de China, los competidores comienzan a exigir a los fabricantes una reducción constante, lote por lote, en los precios de compra para simplemente puntuar 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 el rendimiento, la confiabilidad, etc. - solo para vender equipos de iluminación, poniendo un período mínimo de garantía. Y esto a pesar del hecho de que para los LED anunció un tiempo de funcionamiento loco: de 50 a 100 mil horas.
que es COB
Tecnología COB, más recientemente MCOB (Multi Chip-on-Board), se traduce como "Crystal On Board". Se considera la tecnología LED más avanzada hasta la fecha.
Brevemente, se puede describir de la siguiente manera: colocar cristales en el tablero sin estuches y sustratos cerámicos, así como cubrir todos estos cristales con una capa común de fósforo. Los cristales LED están ubicados muy cerca uno del otro: la densidad de colocación puede alcanzar los 70 cristales por 1 cm 2, es decir. los cristales prácticamente se fusionan en un solo campo y el brillo de la matriz resulta ser 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 en la matriz COB tienen un borde de sombra claro debido a la distribución uniforme del flujo de luz. Desafortunadamente, las lámparas de los LED SMD no pueden presumir de tal contraste debido a la gran cantidad de cristales y reflectores individuales que están muy separados en el espacio.
La eficiencia energética de las matrices COB puede alcanzar los 170 Lm/W.
Beneficios COB
Las principales ventajas de la tecnología MCOB son:
- Alta salida de luz (más de 100 lm/W);
- La capacidad de lograr una alta intensidad del flujo luminoso con un tamaño relativamente pequeño;
- Compatible con varios controladores, incl. con atenuación;
- Uniformidad del flujo de luz, sin efecto de sombra;
- Compacidad, pequeño tamaño, disponibilidad de varias formas;
- La posibilidad de fabricar matrices de cualquier temperatura de color desde 2700K hasta 7000K;
- Índice de reproducción cromática hasta 90Ra;
Desventajas de COB
La principal desventaja de la tecnología COB es la provisión obligatoria de una buena disipación de calor de una matriz COB potente, que es difícil de proporcionar, 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 radica el problema: una matriz COB barata y, por lo tanto, inicialmente de baja calidad, montada en un radiador de refrigeración sin el ajuste y el procesamiento adecuados de las superficies de interfaz no se enfría lo suficiente, comienza a sobrecalentarse y, al final, se quema.
El siguiente hecho se puede citar como confirmación: no hace mucho tiempo, recibimos 57 Focos LED(COB) con una potencia de 100W. A juzgar por su apariencia (ver foto), de la serie GS Light barata.
Después del diagnóstico, se reveló que en la gran mayoría de los focos (49 piezas), la matriz LED COB falló y en los 8 casos restantes, el controlador LED falló.
¿Qué es SMD?
Tecnología SMD (dispositivo de montaje en superficie): literalmente se puede traducir como "dispositivo de montaje en superficie".
La principal diferencia entre esta tecnología y la tecnología de orificio pasante "tradicional" es que los componentes se montan en la superficie de la placa. Esto proporciona dimensiones de diseño más pequeñas, mejor disipación de calor y variabilidad en la ejecución. Este diseño Hoy en día es el más común en iluminación y se utiliza en casi todo tipo de fuentes de luz.
Hasta la fecha, es la tecnología SMD la más común en iluminación LED y se utiliza en casi todo tipo de luminarias.
Esta tecnología se crea directamente para organizar una potente iluminación difusa, que se logra distribuyendo una cantidad significativa de pequeños LED en toda el área de la lámpara (hasta 700 piezas en un solo producto), lo que hace posible no utilizar cualquier óptica adicional en lámparas, solo ordinarias vidrio protector cuerpo de la lámpara Para aumentar el grado de dispersión (por ejemplo, para salas con equipos informáticos), se utiliza un difusor lechoso, prismático o microprismático.
Dado que los LED están ubicados en una regla de aluminio de gran área, y la distancia entre ellos es lo suficientemente grande, el enfriamiento de los LED no causa mucha dificultad, de ahí la durabilidad de las reglas SMD cuando se alimentan correctamente.
De las desventajas de los accesorios con líneas SMD, se debe tener en cuenta que su reparación es muy difícil, porque si falla un LED, toda la línea deja de arder, y reemplazar el LED SMD por su cuenta es una tarea que requiere bastante tiempo. Reemplazar toda la línea ya es costoso financieramente. Para ser justos, se debe decir que la mayoría de los fabricantes de lámparas LED en Rusia, en caso de un caso de garantía, reemplazan toda la línea.
Aplicaciones COB y SMD
1. Caso general
Haría una sección como esta: si el factor de forma de la carcasa de la lámpara le permite colocar un radiador de enfriamiento lo suficientemente grande, entonces puede usar lámparas LED COB, limitando su potencia a 30 vatios. 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. Pasó el objeto y se olvidó
Si la tarea es precisamente esta: entregar el objeto y huir, entonces, por supuesto, debe usar lámparas o focos baratos en una matriz COB de alta potencia. Su tiempo de trabajo debería ser suficiente para que te escondas del campo de visión... :)
3. Tiempo de ejecución corto
Si una lámpara o foco funciona ocasionalmente, encendiéndose durante unos minutos (por ejemplo, está equipado con un sensor de presencia y se enciende solo cuando pasa gente), puedes elegir sin miedo COB. La matriz simplemente no tendrá tiempo de sobrecalentarse.
4. Organización del alumbrado temporal.
Para la organización de la iluminación temporal (por ejemplo, en un sitio de construcción al realizar trabajos de acabado), recomendaría usar focos COB con una potencia de 20 a 30 W.
5. Iluminación de almacenes, naves 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 tiras de LED SMD. Al elegir los accesorios, preste especial atención a la presencia de radiadores bien definidos, cuyo objetivo es disipar el exceso de calor en el ambiente.
En la última década, las empresas de iluminación han ganado gran popularidad LED COB. Esto se debe a que la tecnología COB permite la creación y producción en masa de LED de luz blanca direccional de alta potencia basados en cristales emisores de luz convencionales en producción en masa a gran escala. COB es una abreviatura, es decir, una abreviatura de las primeras letras de la frase en inglés chip-on-board. Se traduce al ruso como un cristal o elemento en el tablero.
La idea de este método es simple y tan antigua como las pirámides de Egipto: si el poder de una persona o la luz de un LED no es suficiente, atraiga a cien personas para que tiren de la piedra de la pirámide. O coloque una docena de cristales emisores de luz en una caja. LED MAZORCA se trata de una placa amarilla rectangular o redonda colocada en un estuche con tapa transparente o cubierta con una lente de óptica LED secundaria. La lente forma el patrón de luz deseado y protege la estructura COB del polvo, el agua, el estrés mecánico, etc.
La esencia de la tecnología COB
Los cristales LED terminados sin carcasa se pegan sobre un sustrato de zafiro artificial conductor del calor o se sueldan sobre una oblea de silicio semiconductor. Los chips, según el voltaje de funcionamiento, están conectados en cadenas en serie. Para 9 V - 3 uds., 12 V - 4 uds. etc. El circuito está alimentado por una corriente de una magnitud: el trabajo nominal para cristales de este tipo, por ejemplo, 20 mA. Las cadenas en serie se conectan en paralelo, ganando potencia o flujo luminoso. Los chips LED de luz azul se recubren luego con un fósforo amarillo. De esta forma recogen LED de servicio pesado MAZORCA.
que significa la frase LED SMD COB? Esta es una matriz COB alojada en un paquete SMD. Estos armarios están diseñados para la instalación automatizada de ERE (elementos electro-radio) directamente en superficie placa de circuito impreso. COB es un conjunto de operaciones tecnológicas para la fabricación de LED de alta potencia y alta resistencia en forma de matriz única. La matriz consta de decenas o cientos de cristales.
Con el aumento de la potencia de los LED, los fabricantes comenzaron a buscar formas de mejorar la disipación del calor. El resultado es la tecnología COB LED, que le permite crear fuentes de luz compactas y potentes con alta densidad óptica, cuyo exceso de calor es eliminado por la carcasa. Estos LED se integran en lámparas y focos para la iluminación de locales industriales y residenciales, iluminación arquitectónica.
En los COB-LED, los cristales sin cuerpo y sin sustrato están ubicados uno cerca del otro, conectados en serie en paralelo y cubiertos con una sola capa de fósforo. Se pueden colocar hasta 70 chips por 1 cm 2 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 escapa a través de la carcasa sin importar el número de diodos.
La forma del módulo puede ser rectangular, cuadrada, redonda, ovalada, lo que le permite instalarlo en casi cualquier dispositivo de iluminación. La potencia depende de la zona, se puede conseguir un alto brillo con las mínimas dimensiones del módulo. Este diseño no crea sombras, la superficie se ilumina de manera uniforme. Estas fuentes LED funcionan bien con todos los balastros, reguladores de brillo y color, sistemas de control automático de iluminación.
¡Atención! Para obtener más poder, puede usar una matriz LED OWL en miniatura en lugar de una matriz SMD voluminosa.
Proceso de producción
El proceso de producción de COB LED consta de muchos pasos:
- producción de sustratos;
- aplicarles una composición que proporcione adherencia;
- instalación de cristales;
- endurecimiento del recubrimiento adhesivo;
- limpieza con plasma de la contaminación;
- conexión eléctrica de LED;
- recubrimiento de cristales con un fósforo que proporciona sellado.
Placa de circuito impreso de tres capas: base metálica, dieléctrica, capa conductora de corriente.
Durante mucho tiempo, la implementación de la tecnología SOW no se permitió por la falta de un método para aplicar uniformemente una composición adhesiva a los sustratos. Debe ser de cierto grosor, no se permite ni aumento ni disminución. En la primera variante, se rompe el contacto térmico con el cuerpo, en la segunda, se desprenden los cristales.
En 2009, se propuso el método de pulverización magnetrónica (magnetron sputtering), que permite crear un contacto térmico de calidad superior al creado en las placas de circuito impreso SMD. El nuevo método se llamó MCOB (Multi Chip-onBoard). Por el momento, es utilizado por todos los mejores fabricantes.
¡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 una discusión sobre cuál es mejor, iOS o Android. No hay una respuesta única a esta pregunta. Es necesario comprender claramente el propósito de la lámpara, que utiliza una matriz de diodos. Para algunos será mejor COB, para otros SMD.
COB para proyectores de baja potencia
Por ejemplo, COB claramente gana en focos comerciales. Como luces de riel, downlights y otros tipos de iluminación de acento.
Para la iluminación comercial difusa, la iluminación convencional es más adecuada. Tira de luces LED o una regla montada alrededor del perímetro de la carcasa de la luminaria debajo del difusor. Las matrices COB no se comportan mal en focos de calle de hasta 50 watios.
SMD para luces de techo industriales de más de 50W
En cuanto a la iluminación de empresas industriales, por ejemplo, en lámparas LED industriales, la campana
Es casi imposible encontrar una matriz COB (ver la figura a la derecha) de fabricantes avanzados de fama mundial, aunque hace unos años a todos les encantaban esos experimentos.
Las luminarias de domo LED COB industriales son mucho más económicas que las luminarias de tablero de diodos SMD, como las luminarias de domo industriales.
Esto se debe a que una matriz COB con diodos del mismo fabricante cuesta un 30-50% menos, lo que reduce el costo de la luminaria. El inconveniente es, según las reseñas de los más eminentes fabricantes de alumbrado público e industrial, frecuentes sustituciones de matrices COB en garantía si la potencia de la luminaria es superior a 50 vatios.
En una de las fábricas con las que cooperamos, nos contaron una historia sobre cómo se olvidó una lámpara de campana LED industrial con un sistema de disipación de calor de alta calidad y un diodo COB de alta calidad con el chip encendido en la mesa de abajo, y en 2 horas la mesa se encendió.
experiencia real
Por nuestra experiencia personal, conocemos la historia de cómo un ingeniero eléctrico en una gran empresa, para ahorrar dinero a expensas de la calidad, compró luminarias industriales de domo con diodos COB, y ahora tiene que pagar por su decisión equivocada: cada año para cambiar las placas de diodos en el 15-20% de las luminarias.
Para no ser regañado por sus superiores por haber tomado una decisión equivocada en su momento, le pide que le facture lámparas fluorescentes y varios consumibles eléctricos en lugar de matrices COB para ocultar los costos reales.
Degradación de diodos COB
Tampoco debemos olvidarnos de la degradación real de los diodos en las luminarias industriales de alta potencia que, según las observaciones de los usuarios, es mayor para las luminarias de alta potencia con elementos COB. Pero muy raramente alguien hace mediciones anuales de la iluminación de la habitación.
Diodos falsos: ¿Cómo identificar a los fabricantes sin escrúpulos de lámparas industriales?
Efecto cegador 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 tienen un efecto de deslumbramiento más fuerte, lo que dificulta que el personal trabaje en altura.
Opinión experta: "Nuestra opinion: Luces led con matriz COB es la mejor solución para iluminación de acento y luminarias con potencia moderada hasta 50W. Las únicas excepciones son los sistemas de varios módulos, en los que cada módulo es una matriz COB independiente de potencia moderada. Para iluminar más de 50 vatios, es mejor usar lámparas de campana industriales con una matriz SMD. Además, cuantos más diodos haya por 1 vatio de potencia, mejor”, dice Alexei Frolov, ingeniero de iluminación de Grandenergoproekt.
