LED lampa, kuras pamatā ir vālīšu tehnoloģija. Gaismas diožu veidi un veidi: klasifikācija, raksturlielumi, mērķis. Īss darbības laiks

Knyazev O.V., Stroy-TK uzņēmumu grupa, 2017. gada maijs

Pašlaik LED apgaismojuma tirgus Krievijā piedzīvo savu uzplaukumu; pārdošanā tiek piedāvāti augsto tehnoloģiju dārgi lampu un prožektoru modeļi, garantijas periods kas ir 3-7 gadus veci, kā arī lēti LED izstrādājumi, kuri diez vai darbosies bez bojājumiem vismaz 1 gadu. Mēģināsim izprast šo daudzo priekšlikumu jēgu.

No kurienes nāk lēti vienreizlietojamie "amatniecības izstrādājumi"?

Paradoksāli, bet pie liela lētu patēriņa preču LED lampu piedāvājumu klātbūtnes vainojams pats Klients, jo galvenais Klienta izvēles kritērijs ir Izmaksas.

Situācija atkārtojas, kā tas notika iepriekš: ja būs pieprasījums pēc lētām precēm, ražotāji no Vidējās Karalistes nodrošinās piedāvājumu! Tā kā nevienam nav monopola importam no Ķīnas, konkurenti sāk pieprasīt, lai ražotāji pastāvīgi, no partijas uz partiju, samazina iepirkuma cenas, lai vienkārši pārspētu konkurentus tirgū ar zemu cenu. Tomēr visam ir saprātīgi ierobežojumi, un pastāvīga produktu izmaksu samazināšana, vienlaikus saglabājot visas pamatīpašības, ir vienkārši neiespējama. Tātad spēle sāk samazināt veiktspējas īpašības, uzticamību utt. - tikai apgaismes tehnikas pārdošanai, nodrošinot minimālo garantijas laiku. Un tas neskatoties uz to, ka gaismas diodēm tiek izsludināti traki darbības laiki - no 50 līdz 100 tūkstošiem stundu.

Kas ir COB

COB tehnoloģija, pavisam nesen MCOB (Multi Chip-on-Board) — tulkots kā “Kristāls uz tāfeles”. Tiek uzskatīta par līdz šim vismodernāko LED tehnoloģiju.

Īsumā to var raksturot šādi: kristālu novietošana uz tāfeles bez korpusiem un keramikas substrātiem, kā arī visu šo kristālu pārklāšana ar kopēju fosfora slāni. LED kristāli atrodas ļoti tuvu viens otram – izvietojuma blīvums var sasniegt 70 kristālus uz 1 cm 2, t.i. kristāli praktiski saplūst vienā laukā un matricas mirdzums ir ļoti vienmērīgs, atsevišķi kristālu punkti nav atšķirami.

Svarīga tehnoloģijas priekšrocība ir izstarotās gaismas kvalitāte. Objektiem, ko apgaismo COB-matricas lampas, ir skaidra ēnu robeža, pateicoties vienmērīgam gaismas plūsmas sadalījumam. Lampas, kuru pamatā ir SMD gaismas diodes, diemžēl nevar lepoties ar šādu kontrastu, jo ir liels skaits atsevišķu kristālu un atstarotāju, kas ir plaši izvietoti telpā.

COB matricu energoefektivitāte var sasniegt 170 Lm/W.

COB priekšrocības

Galvenās MCOB tehnoloģijas priekšrocības ir:

1. Augsta gaismas efektivitāte (vairāk nekā 100 lm/W);
2. Iespēja sasniegt augstu gaismas plūsmas intensitāti ar salīdzinoši maziem izmēriem;
3. Savietojams ar dažādiem draiveriem, t.sk. ar aptumšošanu;
4. Gaismas plūsmas viendabīgums, ēnu efekta trūkums;
5. Kompaktums, mazs izmērs, dažādu formu pieejamība;
6. Iespēja izgatavot matricas ar jebkuru krāsu temperatūru no 2700K līdz 7000K;
7. Krāsu atveidošanas indekss līdz 90Ra;

COB trūkumi

Galvenais COB tehnoloģijas trūkums ir obligāta labas siltuma noņemšanas nodrošināšana no jaudīgas COB matricas, ko ir grūti nodrošināt, jo matricas laukums ir mazs, un no neliela kontakta laukuma ir grūti noņemt lieko siltumu.

Šeit slēpjas āķis: lēta un līdz ar to sākotnēji nekvalitatīva COB matrica, kas uzstādīta uz dzesēšanas radiatora bez atbilstošas ​​savienojuma virsmu regulēšanas un apstrādes, nepietiekami atdziest, sāk pārkarst un galu galā izdeg.

Kā apstiprinājumu mēs varam minēt šādu faktu: ne tik sen, mēs saņēmām 57 vienības servisa centrā diagnostikai un remontam. LED prožektori(COB) jauda 100W. Spriežot pēc izskata (skat. foto), tie ir no lētās GS Light sērijas.

Pēc diagnostikas atklājās, ka lielākajā daļā prožektoru (49 gab.) neizdevās COB LED matrica, bet atlikušajos 8 gadījumos neizdevās LED draiveris.

Kas ir SMD

SMD (virsmas montāžas ierīces) tehnoloģiju var burtiski tulkot kā “virsmas montāžas ierīci”.

Galvenā atšķirība starp šo tehnoloģiju un "tradicionālo" caururbšanas tehnoloģiju ir tā, ka komponenti tiek montēti uz dēļa virsmas. Tas nodrošina mazākus dizaina izmērus, labāku siltuma izkliedi un dizaina mainīgumu. Šis dizains Mūsdienās tas ir visizplatītākais apgaismojumā un tiek izmantots gandrīz visu veidu gaismas avotos.

Mūsdienās SMD tehnoloģija ir visizplatītākā LED apgaismojumā un tiek izmantota gandrīz visu veidu lampās.

Šī tehnoloģija tika izveidota, lai organizētu jaudīgu izkliedētu apgaismojumu, kas tiek panākts, sadalot ievērojamu skaitu mazu LED pa visu lampas laukumu (vienā izstrādājumā ir līdz 700 gab.), kas ļauj neizmantot nevienu papildus optika lampās, tikai parastā aizsargstikls lampas korpuss. Lai palielinātu izkliedes pakāpi (piemēram, telpām ar datortehnika), tiek izmantots pienains, prizmatisks vai mikroprizmatisks difuzors.

Tā kā gaismas diodes atrodas uz lielas alumīnija sloksnes, un attālums starp tām ir diezgan liels, gaismas diožu dzesēšana nesagādā īpašas grūtības, līdz ar to SMD sloksnes ir izturīgas, ja tās tiek pareizi darbinātas.

Starp spuldžu ar SMD līnijām trūkumiem jāatzīmē, ka tās ir ļoti grūti salabot, jo, ja viena gaismas diode neizdodas, visa līnija pārstāj degt, un pašam SMD LED nomainīt ir diezgan darbietilpīgs uzdevums. Visas līnijas nomaiņa jau tā ir finansiāli dārga. Taisnības labad gan jāsaka, ka lielākā daļa LED lampu ražotāju Krievijā, iestājoties garantijas gadījumam, nomaina visu līniju.

COB un SMD lietojumprogrammas

1. Vispārējs gadījums

Es sadaļu veidotu tā: ja lampas korpusa formas koeficients ļauj novietot pietiekami lielu dzesēšanas radiatoru, tad var izmantot COB LED lampas, ierobežojot to jaudu līdz 30 W. Visas apgaismes iekārtas ar lielāku jaudu ir tikai SMD. Bet vispār ideāls variants kļūs LED apgaismojuma ieviešana.

2. Es nodevu objektu un aizmirsu

Ja uzdevums ir tieši šāds - nodot objektu un aizbēgt, tad, protams, ir jāizmanto lētas lampas vai prožektori uz lieljaudas COB matricas. Viņu darba laikam vajadzētu pietikt, lai tu pazustu no redzesloka... :)

3. Īss darba laiks

Ja ik pa laikam darbojas lampa vai prožektors, ieslēdzoties uz dažām minūtēm (piemēram, tas ir aprīkots ar klātbūtnes sensoru un ieslēdzas tikai tad, kad cilvēki iet garām), varat droši izvēlēties COB. Matricai vienkārši nebūs laika pārkarst.

4. Pagaidu apgaismojuma organizēšana.

Lai organizētu pagaidu apgaismojumu (piemēram, būvlaukumā apdares darbu laikā), es ieteiktu izmantot COB prožektorus ar jaudu 20 - 30 W.

5. Apgaismojums noliktavām un ražošanas telpām

Noliktavās, rūpniecības ēkās un telpās parasti tiek izmantotas jaudīgas lampas, kas piekārtas augstā (6-12 metru) augstumā. To elektriskajam apgaismojumam ir ļoti ieteicams izmantot lampas, kas izgatavotas uz SMD LED līnijām. Izvēloties lampas, īpašu uzmanību pievērsiet skaidri redzamu radiatoru klātbūtnei, kuru mērķis ir izvadīt apkārtējā vidē lieko siltumu.

Pēdējā desmitgadē apgaismojuma uzņēmumi ir guvuši lielu popularitāti COB gaismas diodes. Tas ir tāpēc, ka COB tehnoloģija ļauj projektēt un masveidā ražot lielas jaudas virziena baltas gaismas LED no parastiem gaismu izstarojošiem kristāliem liela apjoma masveida ražošanā. COB ir saīsinājums, t.i., angļu valodas frāzes chip-on-board pirmo burtu samazinājums. Krievu valodā tulkots kā kristāls vai elements uz dēļa.

Šīs metodes ideja ir vienkārša un tikpat sena kā Ēģiptes piramīdas: ja nepietiek ar viena cilvēka spēku vai vienas gaismas diodes gaismu, tad piesaistiet simts cilvēku, lai vilktu akmeni piramīdai. Vai arī ievietojiet duci gaismu izstarojošu kristālu vienā korpusā. COB LEDŠī ir taisnstūrveida vai apaļa dzeltenas krāsas plāksne, kas atrodas korpusā ar caurspīdīgu vāku vai pārklāta ar sekundārās LED optikas lēcu. Lēca veido vēlamo gaismas plūsmas virziena modeli un aizsargā COB struktūru no putekļiem, ūdens, mehāniskās slodzes utt.

COB tehnoloģijas būtība

Gatavās LED mikroshēmas bez korpusiem tiek pielīmētas uz siltumvadoša mākslīgā safīra substrāta vai pielodētas uz pusvadītāju silīcija plāksnītes. Atkarībā no darba sprieguma mikroshēmas ir savienotas virknēs ķēdēs. 9 V – 3 gab., 12 V – 4 gab. uc Ķēdi darbina viena lieluma strāva - nominālā darba strāva šāda veida kristāliem, piemēram, 20 mA. Sērijas ķēdes ir savienotas paralēli, iegūstot jaudu vai gaismas plūsmu. Tad zilās gaismas LED kristāli tiek pārklāti ar dzeltenu fosforu. Šādi varat sastādīt numuru lieljaudas gaismas diodes COB.

Ko nozīmē frāze SMD COB gaismas diodes? Šī ir COB matrica, kas atrodas SMD paketē. Šie korpusi ir paredzēti automatizētai ERE (elektro-radio elementu) uzstādīšanai tieši uz virsmas iespiedshēmas plate. COB ir tehnoloģisko darbību kopums lieljaudas un īpaši lieljaudas gaismas diožu ražošanai vienas matricas veidā. Matrica sastāv no desmitiem vai simtiem kristālu.

Palielinoties gaismas diožu jaudai, ražotāji sāka meklēt veidus, kā uzlabot siltuma izkliedi. Rezultātā radās COB LED tehnoloģija, kas ļauj izveidot kompaktus un jaudīgus gaismas avotus ar augstu optisko blīvumu, no kuriem lieko siltumu noņem korpuss. Šīs gaismas diodes ir iebūvētas lampās un prožektoros rūpniecisko un dzīvojamo telpu, kā arī arhitektūras apgaismojuma apgaismošanai.

COB gaismas diodēs kristāli bez korpusa vai substrāta atrodas tuvu viens otram, savienoti virknē paralēli un pārklāti ar vienu fosfora slāni. Uz 1 cm2 dēļa var novietot līdz 70 mikroshēmām, kā rezultātā ievērojami palielinās optiskais blīvums (spīdums ir vienmērīgs, bez punktiem). Plāksnei var būt dažādi izmēri, liekā siltuma daudzums tiek zaudēts caur korpusu neatkarīgi no diožu skaita.

Moduļa forma var būt taisnstūrveida, kvadrātveida, apaļa, ovāla, kas ļauj to uzstādīt gandrīz jebkurā apgaismes ķermeņā. Jauda ir atkarīga no platības, augsts spilgtums var sasniegt ar minimāliem moduļu izmēriem. Šis dizains nerada ēnas, virsma ir vienmērīgi izgaismota. Šie LED avoti labi darbojas ar visiem balastiem, spilgtuma un krāsu dimmeriem un automātiskajām apgaismojuma vadības sistēmām.

Uzmanību! Iegūt vairāk jaudas, varat izmantot miniatūru COB LED matricu tilpuma SMD matricas vietā.

Ražošanas process

COB LED ražošanas process sastāv no vairākiem posmiem:

• substrātu ražošana;
• uzklājot tiem kompozīciju, kas nodrošina saķeri;
• kristāla iekārtas;
• līmējošā pārklājuma sacietēšana;
• plazmas tīrīšana no piesārņotājiem;
• LED elektriskais pieslēgums;
• kristālu pārklāšana ar fosforu, nodrošinot blīvējumu.

Iespiedshēmas platei ir trīs slāņi: metāla pamatne, dielektrisks, slānis, kas vada strāvu.

Ilgu laiku SOV tehnoloģijas ieviešanu liedza metodes trūkums līmes sastāva vienmērīgai uzklāšanai uz pamatnēm. Tam jābūt noteiktam biezumam, nav atļauts ne palielināt, ne samazināt. Pirmajā variantā tiek pārtraukts termiskais kontakts ar ķermeni, otrajā - kristāli atdalās.

2009. gadā tika piedāvāta magnetrona izsmidzināšanas metode, kas ļauj izveidot termisko kontaktu kvalitātē, kas pārsniedz SMD iespiedshēmu plates radīto. Jaunā metode tika saukta par MCOB (Multi Chip-onBoard). Šobrīd to izmanto visi labākie ražotāji.

Uzmanību! Pat zinātniskajās publikācijās COB un MCOB ir viena un tā pati nozīme.

SOV tehnoloģija ļauj izveidot jebkuras formas matricas bez papildu optiskiem elementiem.

Izteiksim savu viedokli par šo dilemmu, kas sāk atgādināt debates par to, kas ir labāks, iOS vai Android. Uz šo jautājumu nav skaidras atbildes. Ir skaidri jāsaprot luktura mērķis, kurā tiek izmantota diodes matrica. Kādam labāks būs COB, citam - SMD.

COB par maz jaudīgas lampas virziena gaisma

Piemēram, COB nepārprotami uzvar komerciālos virziena apgaismes ķermeņos. Piemēram, sliežu ceļa gaismas, lejupejošie lukturi un cita veida akcentētais apgaismojums.

Izkliedētajam komerciālajam apgaismojumam piemērotāks ir parastais apgaismojums. LED sloksnes gaisma vai lineāls, kas uzstādīts ap luktura korpusa perimetru zem difuzora. COB matricas diezgan labi uzvedas arī ielu prožektoros ar jaudu līdz 50 vatiem.

SMD rūpnieciskām kupolām, kas pārsniedz 50 W

Kas attiecas uz rūpniecības uzņēmumu apgaismojumu, piemēram, rūpnieciskajās LED lampās zvans
Ir gandrīz neiespējami atrast COB matricu (skatiet attēlu labajā pusē) no pasaulē slaveniem progresīviem ražotājiem, lai gan pirms dažiem gadiem visi mīlēja šādus eksperimentus.

Industriālās LED kupollampas ar COB matricu ir daudz lētākas nekā lampas ar SMD diodes plati, piemēram, rūpnieciskās kupola lampas.

Tas ir saistīts ar faktu, ka viena un tā paša ražotāja COB matrica ar diodēm maksā par 30-50% mazāk, kas samazina lampas izmaksas. Negatīvā puse, saskaņā ar atsauksmēm no pazīstamākajiem rūpnieciskā un ielu apgaismojuma ražotājiem, ir bieža COB matricu nomaiņa garantijas ietvaros, ja lampas jauda pārsniedz 50 W.

Vienā no rūpnīcām, ar kurām sadarbojamies, mums stāstīja par to, kā industriālā LED zvana lampa ar augstas kvalitātes siltuma izkliedes sistēmu un kvalitatīvu COB diodi tika atstāta ieslēgta ar mikroshēmu uz galda, un 2 stundu laikā galds aizdegās.

Reāla pieredze

No savas personīgās prakses mēs zinām stāstu par to, kā liela uzņēmuma enerģētiķis, lai ietaupītu naudu uz kvalitātes rēķina, iegādājās rūpnieciskās kupollampas ar COB diodēm un tagad viņam ir jāmaksā par savu nepareizo lēmumu: katru gadu mainīt diožu plates 15-20% lampu .

Lai savā laikā nesaņemtu priekšniecības lamāties par nepareizo izvēli, viņš COB matricu vietā lūdz izrakstīt luminiscences spuldzes un dažādus elektropatērētājus, lai slēptu reālos izdevumus.

COB diodes degradācija

Tāpat nevajadzētu aizmirst par reālo diožu degradāciju lieljaudas industriālajos gaismekļos, kas, pēc lietotāju novērojumiem, ir lielāka lieljaudas gaismekļiem ar COB elementiem. Bet ļoti reti kāds veic ikgadējus telpas apgaismojuma mērījumus.

Diožu viltošana: kā atpazīt negodīgus rūpniecisko apgaismes ķermeņu ražotājus?

COB diožu atspīduma efekts

Vēl viens lietotāju novērojums ir fakts, ka rūpnieciskās COB LED kupola gaismas noliktavās un darbnīcās rada spēcīgāku atspīdumu, kas apgrūtina personāla darbu augstumā.

Ekspertu viedoklis: “Mūsu viedoklis: LED gaismekļi ar COB matricu ir Labākais lēmums akcentu gaismas un mērenas jaudas gaismekļiem līdz 50W. Vienīgie izņēmumi ir vairāku moduļu sistēmas, kurās katrs modulis ir atsevišķa COB matrica ar mērenu jaudu. Apgaismojumam, kas pārsniedz 50 vatus, labāk ir izmantot rūpnieciskās zvana lampas ar SMD matricu. Turklāt, jo lielāks diožu skaits uz 1 vatu jaudas, jo labāk,” saka Aleksejs Frolovs, Grandenergoproekt apgaismes inženieris.