LED lampa uz vāles 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, tiek pārdoti augsto tehnoloģiju dārgie lampu un prožektoru modeļi. garantijas periods kas ir 3-7 gadi, un lēti LED izstrādājumi, kuri diez vai darbosies bez bojājumiem vismaz 1 gadu. Mēģināsim izprast šo priekšlikumu kopumu.

No kurienes nāk lēti vienreizlietojamie "amatniecības izstrādājumi"?

Lai cik paradoksāli tas nešķistu - pie liela skaita lētu plaša patēriņa LED spuldžu piedāvājumu klātbūtnē ir vainojams pats Pasūtītājs, jo galvenais Pasūtītāja izvēles kritērijs ir Izmaksas.

Situācija atkārtojas, tāpat kā iepriekš: ja būs pieprasījums pēc lētām precēm, tad piegādi nodrošinās arī Tuvo Karalistes ražotāji! Tā kā nevienam nav monopola importam no Ķīnas, konkurenti sāk pieprasīt no ražotājiem nemainīgu, pa partijām, iepirkuma cenu samazināšanu, lai vienkārši iekarotu 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 veiktspēju, uzticamību utt. - tikai pārdot apgaismes iekārtas, nosakot minimālo garantijas laiku. Un tas neskatoties uz to, ka gaismas diodēm tika paziņots par traku darbības laiku - no 50 līdz 100 tūkstošiem stundu.

Kas ir COB

COB tehnoloģija, pavisam nesen MCOB (Multi Chip-on-Board) - tulkojumā nozīmē "Crystal On Board". Tā 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 izrādās ļoti vienmērīgs, atsevišķi kristālu punkti nav atšķirami.

Svarīgs tehnoloģijas pluss ir izstarotās gaismas kvalitāte. Objektiem, ko apgaismo lampas uz COB-matricas, ir skaidra ēnas robeža vienmērīgā gaismas plūsmas sadalījuma dēļ. Diemžēl SMD gaismas diožu lampas nevar lepoties ar šādu kontrastu, jo ir liels skaits atsevišķu kristālu un atstarotāju, kas ir plaši atdalīti telpā.

COB matricu energoefektivitāte var sasniegt 170 Lm/W.

COB priekšrocības

Galvenās MCOB tehnoloģijas priekšrocības ir:

1. Augsta gaismas jauda (vairāk nekā 100 lm/W);
2. Spēja sasniegt augstu gaismas plūsmas intensitāti ar salīdzinoši mazu izmēru;
3. Savietojams ar dažādiem draiveriem, t.sk. ar aptumšošanu;
4. Gaismas plūsmas viendabīgums, nav ēnu efekta;
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 izkliedes 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 ​​piestiprināšanas un saskarnes virsmu apstrādes, netiek pietiekami atdzesēta, sāk pārkarst un galu galā izdeg.

Kā apstiprinājumu var minēt šādu faktu: ne tik sen mēs saņēmām 57 LED prožektori(COB) ar jaudu 100W. Spriežot pēc izskata (skat. foto), no lētās GS Light sērijas.

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

Kas ir SMD

SMD tehnoloģija (virsmas montāžas ierīce) - burtiski var tulkot kā "virsmas montāžas ierīce".

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 izpildes mainīgumu. Šis dizains Mūsdienās tas ir visizplatītākais apgaismojumā un tiek izmantots gandrīz visu veidu gaismas avotos.

Līdz šim tieši SMD tehnoloģija ir visizplatītākā LED apgaismojumā un tiek izmantota gandrīz visu veidu gaismekļos.

Šī tehnoloģija ir tieši radīta jaudīga izkliedēta apgaismojuma organizēšanai, kas tiek panākts, sadalot ievērojamu skaitu mazu gaismas diožu pa visu lampas laukumu (līdz 700 gab. vienā izstrādājumā), kas ļauj lampās neizmantot papildu optiku, tikai parasto. aizsargstikls lampas korpuss. Lai palielinātu izkliedes pakāpi (piemēram, telpām ar datortehniku), tiek izmantots pienains, prizmatisks vai mikroprizmatisks difuzors.

Tā kā gaismas diodes atrodas uz liela laukuma alumīnija lineāla, un attālums starp tām ir pietiekami liels, LED dzesēšana nerada lielas grūtības, līdz ar to SMD lineālu izturība, ja tie tiek pareizi darbināti.

No armatūras mīnusiem ar SMD līnijām jāatzīmē, ka to remonts ir ļoti sarežģīts, jo, ja sabojājas viens LED, visa līnija pārstāj degt, un SMD LED nomaiņa patstāvīgi ir diezgan laikietilpīgs darbs. Visas līnijas nomaiņa jau tā ir finansiāli dārga. Taisnības labad jāsaka, ka lielākā daļa LED lampu ražotāju Krievijā garantijas gadījumā nomaina visu līniju.

COB un SMD lietojumprogrammas

1. Vispārējs gadījums

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

2. Pabrauca garām objektam un aizmirsa

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 būt pietiekamam, lai jūs varētu paslēpties no redzes lauka ... :)

3. Īss darbības 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 bezbailīgi izvēlēties COB. Matricai vienkārši nebūs laika pārkarst.

4. Pagaidu apgaismojuma organizēšana.

Pagaidu apgaismojuma organizēšanai (piemēram, būvlaukumā, veicot apdares darbus) es ieteiktu izmantot COB prožektorus ar jaudu 20 - 30 W.

5. Noliktavu, ražošanas telpu apgaismojums

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 sloksnēm. Izvēloties armatūru, pievērsiet īpašu uzmanību precīzi definētu radiatoru klātbūtnei, kuru mērķis ir izkliedēt lieko siltumu vidē.

Pēdējā desmitgadē apgaismojuma uzņēmumi ir guvuši lielu popularitāti COB gaismas diodes. Tas ir tāpēc, ka COB tehnoloģija ļauj izveidot un masveidā ražot lieljaudas virziena baltas gaismas LED, kuru pamatā ir parastie gaismu izstarojoši kristāli liela mēroga masveida ražošanā. COB ir saīsinājums, tas ir, saīsinājums no angļu valodas frāzes chip-on-board pirmajiem burtiem. Krievu valodā tas tiek tulkots kā kristāls vai elements uz tāfeles.

Šīs metodes ideja ir vienkārša un tikpat sena kā Ēģiptes piramīdas: ja nepietiek ar viena cilvēka jaudu vai vienas gaismas diodes gaismu, tad piesaistiet simts cilvēku, lai vilktu akmeni piramīdai. Vai vienā korpusā ievietojiet duci gaismu izstarojošu kristālu. COB LEDšī ir taisnstūrveida vai apaļa dzeltena plāksne, kas ievietota korpusā ar caurspīdīgu vāciņu vai pārklāta ar sekundārās LED optikas lēcu. Lēca veido vēlamo gaismas zīmējumu un aizsargā COB struktūru no putekļiem, ūdens, mehāniskās slodzes utt.

COB tehnoloģijas būtība

Gatavi LED kristāli bez korpusiem tiek pielīmēti uz siltumvadoša mākslīgā safīra substrāta vai pielodēti uz pusvadītāja silīcija plāksnītes. Mikroshēmas atkarībā no darba sprieguma ir savienotas sērijveida ķēdēs. Paredzēts 9 V - 3 gab., 12 V - 4 gab. uc Ķēde tiek darbināta ar viena lieluma strāvu - šāda veida kristāliem nominālā darba strāva, piemēram, 20 mA. Sērijveida ķēdes ir savienotas paralēli, iegūstot jaudu vai gaismas plūsmu. Pēc tam zilās gaismas LED mikroshēmas tiek pārklātas ar dzeltenu fosforu. Tādā veidā viņi savāc 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 (elektroradio elementu) uzstādīšanai tieši uz virsmas iespiedshēmas plate. COB ir tehnoloģisko darbību kopums lieljaudas un lieljaudas gaismas diožu ražošanai vienas matricas veidā. Matrica sastāv no desmitiem vai simtiem kristālu.

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

COB-LED kristāli bez korpusa un substrāta atrodas tuvu viens otram, savienoti virknē paralēli un pārklāti ar vienu fosfora slāni. Uz 1 cm 2 dēļa var ievietot līdz 70 mikroshēmām, kā rezultātā ievērojami palielinās optiskais blīvums (spīdums ir vienmērīgs, bez punktiem). Plāksnei var būt dažādi izmēri, liekais siltums izplūst caur korpusu neatkarīgi no diožu skaita.

Moduļa forma var būt taisnstūrveida, kvadrātveida, apaļa, ovāla, kas ļauj to uzstādīt gandrīz jebkurā apgaismes ierīcē. Jauda ir atkarīga no apgabala, augstu spilgtumu var sasniegt ar minimālajiem moduļa izmēriem. Šis dizains nerada ēnas, virsma ir vienmērīgi izgaismota. Šie LED avoti labi darbojas ar visiem balastiem, spilgtuma un krāsu dimmeriem, automātiskajām apgaismojuma vadības sistēmām.

Uzmanību! Iegūt vairāk jaudas, varat izmantot miniatūru OWL LED matricu, nevis apjomīgu SMD matricu.

Ražošanas process

COB LED ražošanas process sastāv no vairākiem posmiem:

• substrātu ražošana;
• uzklājot uz tiem kompozīciju, kas nodrošina saķeri;
• kristālu uzstādīšana;
• līmējošā pārklājuma sacietēšana;
• plazmas tīrīšana no piesārņojuma;
• LED elektriskais pieslēgums;
• kristālu pārklāšana ar fosforu, kas nodrošina blīvējumu.

Trīsslāņu iespiedshēmas plate: metāla pamatne, dielektrisks, strāvu vadošs slānis.

Ilgu laiku SOW tehnoloģijas ieviešanu neļāva izmantot metodes trūkums vienmērīgai līmējošās kompozīcijas uzklāšanai uz pamatnēm. Tam jābūt noteikta biezuma, nav atļauts ne palielināt, ne samazināt. Pirmajā variantā tiek pārtraukts termiskais kontakts ar ķermeni, otrajā tiek nolobīti kristāli.

2009. gadā tika piedāvāta magnetronu izputināšanas metode (magnetronu izputināšana), kas ļauj izveidot termisko kontaktu, kas pēc kvalitātes ir augstāks par 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 strīdu par to, kas ir labāks, iOS vai Android. Uz šo jautājumu nav vienas atbildes. Ir skaidri jāsaprot luktura mērķis, kurā tiek izmantota diodes matrica. Vieniem labāks būs COB, citam SMD.

COB mazjaudas prožektoriem

Piemēram, COB nepārprotami uzvar komerciālos prožektoros. 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 pa gaismekļa korpusa perimetru zem difuzora. COB matricas neizturas slikti ielu prožektoros līdz 50 vatiem.

SMD rūpnieciskām kupolām, kas pārsniedz 50 W

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

Industriālie COB LED kupolveida gaismekļi ir daudz lētāki nekā SMD diožu dēļu gaismekļi, piemēram, rūpnieciskie kupolveida gaismekļi.

Tas ir saistīts ar faktu, ka viena ražotāja COB matrica ar diodēm maksā par 30-50% mazāk, kas samazina gaismekļa izmaksas. Negatīvā puse, saskaņā ar ievērojamāko rūpniecisko un ielu apgaismojuma ražotāju atsauksmēm, ir bieža COB matricu nomaiņa garantijas ietvaros, ja gaismekļa jauda ir lielāka par 50 vatiem.

Vienā no rūpnīcām, ar kuru sadarbojamies, mums stāstīja stāstu par to, kā ar ieslēgtu mikroshēmu uz galda uz leju tika aizmirsta industriālā LED zvana lampa ar kvalitatīvu siltuma izkliedes sistēmu un kvalitatīvu COB diodi, un 2 stundu laikā galds aizdegās.

Reāla pieredze

No savas personīgās pieredzes zināms stāsts par to, kā liela uzņēmuma enerģētiķis, lai ietaupītu naudu uz kvalitātes rēķina, iegādājās industriālos kupolveida gaismekļus ar COB diodēm, un tagad viņam ir jāmaksā par savu nepareizo lēmumu: katru gadu mainīt diožu plates 15-20% gaismekļu.

Lai nesaņemtu priekšniecības pārmetumus par savulaik nepareizo izvēli, viņš lūdz pierakstīt viņam rēķinu par dienasgaismas spuldzēm un dažādiem elektriskiem palīgmateriāliem, nevis COB matricām, lai slēptu patiesās izmaksas.

COB diožu 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.

Viltus diodes: kā atpazīt negodīgus rūpniecisko lampu ražotājus?

COB diožu apžilbinošais efekts

Vēl viens lietotāju novērojums ir fakts, ka rūpnieciskajiem COB LED kupolajiem lukturiem noliktavās un darbnīcās ir spēcīgāks atspīduma efekts, kas apgrūtina personāla darbu augstumā.

Ekspertu viedoklis: "Mūsu viedoklis: LED gaismas ar COB matricu ir labākais risinājums akcentu apgaismojumam un gaismekļiem ar mērenu jaudu 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 vairāk diožu uz 1 vatu jaudas, jo labāk,” saka Aleksejs Frolovs, Grandenergoproekt apgaismes inženieris.