Lampă LED bazată pe tehnologie cob. Tipuri și tipuri de LED-uri: clasificare, caracteristici, scop. Timp scurt de funcționare

Knyazev O.V., Grupul de companii Stroy-TK, mai 2017

În prezent, piața de iluminat cu LED-uri din Rusia se confruntă cu un boom; sunt prezentate spre vânzare modele scumpe de înaltă tehnologie de lămpi și spoturi, perioada de garantie care au 3-7 ani, precum și produse LED ieftine, care este puțin probabil să funcționeze fără avarii timp de cel puțin 1 an. Să încercăm să dăm sens acestei multitudini de propuneri.

De unde provin „meșteșugurile” ieftine de unică folosință?

În mod paradoxal, Clientul însuși este de vină pentru prezența unui număr mare de oferte de lămpi LED pentru bunuri de larg consum ieftine, deoarece principalul criteriu de selecție pentru Client este Costul.

Situația se repetă, așa cum s-a întâmplat înainte: dacă există cerere de produse ieftine, producătorii din Regatul Mijlociu vor asigura aprovizionarea! Deoarece nimeni nu are monopol asupra importurilor din China, concurenții încep să ceară producătorilor să reducă în mod constant, de la lot la lot, prețurile de achiziție pentru a învinge pur și simplu concurenții de pe piață cu un preț scăzut. Cu toate acestea, există limite rezonabile pentru orice și o reducere constantă a costului produselor, păstrând în același timp toate caracteristicile de bază, este pur și simplu imposibilă. Deci jocul începe să reducă caracteristicile de performanță, fiabilitatea etc. - doar pentru a vinde echipamente de iluminat, asigurand o perioada minima de garantie. Și asta în ciuda faptului că timpii de funcționare nebunești sunt anunțați pentru LED-uri - de la 50 la 100 de mii de ore.

Ce este COB

Tehnologia COB, mai recent MCOB (Multi Chip-on-Board) - tradusă ca „Crystal on a Board”. Considerată a fi cea mai avansată tehnologie LED până în prezent.

Pe scurt, poate fi descris astfel: așezarea cristalelor pe o placă fără carcase și substraturi ceramice, precum și acoperirea tuturor acestor cristale cu un strat comun de fosfor. Cristalele LED sunt situate foarte aproape unele de altele - densitatea de plasare poate ajunge la 70 de cristale pe 1 cm 2, adică. cristalele se contopesc practic într-un singur câmp, iar strălucirea matricei este foarte uniformă, punctele individuale ale cristalelor nu se pot distinge.

Un avantaj important al tehnologiei este calitatea luminii emise. Obiectele iluminate de lămpile cu matrice COB au o limită clară de umbră datorită distribuției uniforme a fluxului de lumină. Lămpile bazate pe LED-uri SMD, din păcate, nu se pot lăuda cu un astfel de contrast datorită numărului mare de cristale și reflectoare individuale distanțate larg în spațiu.

Eficiența energetică a matricelor COB poate ajunge la 170 Lm/W.

Beneficiile COB

Principalele avantaje ale tehnologiei MCOB sunt:

1. Eficiență luminoasă ridicată (mai mult de 100 lm/W);
2. Posibilitatea de a realiza o intensitate ridicată a fluxului luminos cu dimensiuni relativ mici;
3. Compatibil cu diverse drivere, incl. cu estompare;
4. Uniformitatea fluxului luminos, absența efectului de umbră;
5. Compactitate, dimensiuni reduse, disponibilitate de diferite forme;
6. Posibilitatea de a produce matrice de orice temperatură de culoare de la 2700K la 7000K;
7. Indicele de redare a culorii de până la 90Ra;

Dezavantajele COB

Principalul dezavantaj al tehnologiei COB este asigurarea obligatorie a unei bune îndepărtari a căldurii dintr-o matrice COB puternică, care este dificil de asigurat, deoarece zona matricei este mică și este dificil să eliminați excesul de căldură dintr-o zonă mică de contact.

Aici este problema: o matrice COB ieftină și, prin urmare, inițial de calitate scăzută, montată pe un radiator de răcire fără reglarea și tratarea corespunzătoare a suprafețelor de împerechere, nu se răcește suficient, începe să se supraîncălzească și, în cele din urmă, se arde.

Ca confirmare, putem cita următorul fapt: nu cu mult timp în urmă, am primit 57 de unități la centrul de service pentru diagnosticare și reparare. Spoturi LED(COB) putere 100W. Judecând după aspectul lor (vezi foto), sunt din seria ieftină GS Light.

După diagnosticare, s-a dezvăluit că în marea majoritate a spoturilor (49 de bucăți), matricea LED COB a eșuat, iar în restul de 8 cazuri, driverul LED a eșuat.

Ce este SMD

Tehnologia SMD (Surface Mounting Device) poate fi tradus literal ca „dispozitiv montat la suprafață”.

Principala diferență dintre această tehnologie și tehnologia „tradițională” prin gaură este că componentele sunt montate pe suprafața plăcii. Acest lucru asigură dimensiuni mai mici de proiectare, o mai bună disipare a căldurii și variabilitate a designului. Acest design Astăzi este cel mai comun în iluminat și este folosit în aproape toate tipurile de surse de lumină.

Astăzi, tehnologia SMD este cea mai comună în iluminatul LED și este folosită în aproape toate tipurile de lămpi.

Această tehnologie a fost creată pentru a organiza o iluminare difuză puternică, care se realizează prin distribuirea unui număr semnificativ de LED-uri mici pe întreaga suprafață a lămpii (există până la 700 de piese într-un singur produs), ceea ce face posibilă nu folosirea niciunui optică suplimentară în lămpi, doar obișnuită sticla de protectie corpul lămpii. Pentru a crește gradul de dispersie (de exemplu, pentru camere cu echipamente informatice), se folosește un difuzor lăptos, prismatic sau microprismatic.

Deoarece LED-urile sunt amplasate pe o bandă mare de aluminiu, iar distanța dintre ele este destul de mare, răcirea LED-urilor nu provoacă mari dificultăți, de unde și durabilitatea benzilor SMD dacă sunt alimentate corespunzător.

Printre dezavantajele lămpilor cu linii SMD, trebuie menționat că acestea sunt foarte greu de reparat, deoarece atunci când un LED se defectează, întreaga linie oprește aprinderea, iar înlocuirea personală a unui LED SMD este o sarcină destul de intensivă în muncă. Înlocuirea întregii linii este deja costisitoare din punct de vedere financiar. Pentru a fi corect, trebuie spus că majoritatea producătorilor de lămpi LED din Rusia, atunci când apare un caz de garanție, înlocuiesc întreaga linie.

Aplicații COB și SMD

1. Caz general

Secțiunea aș face astfel: dacă factorul de formă al corpului lămpii vă permite să plasați un radiator de răcire suficient de mare, atunci puteți utiliza lămpi LED COB, limitându-le puterea la 30 W. Toate echipamentele de iluminat cu putere mai mare sunt exclusiv SMD. Dar în general varianta ideala introducerea iluminatului LED va deveni.

2. Am predat obiectul și am uitat

Dacă sarcina este tocmai aceasta - să predați obiectul și să fugiți, atunci, desigur, trebuie să utilizați lămpi ieftine sau spoturi pe o matrice COB de mare putere. Timpul în care lucrează ar trebui să fie suficient pentru ca tu să dispari din vedere... :)

3. Timp scurt de lucru

Dacă o lampă sau un spot funcționează ocazional, aprinzându-se pentru câteva minute (de exemplu, este echipat cu un senzor de prezență și se aprinde doar când trec oamenii), poți alege în siguranță COB. Matricea pur și simplu nu va avea timp să se supraîncălzească.

4. Organizarea iluminatului temporar.

Pentru a organiza iluminarea temporară (de exemplu, la un șantier în timpul lucrărilor de finisare), aș recomanda utilizarea proiectoarelor COB cu o putere de 20 - 30 W.

5. Iluminat pentru depozite si spatii industriale

În depozite, clădiri industriale și spații, se folosesc de obicei lămpi puternice suspendate la o înălțime mare (6-12 metri). Pentru iluminatul electric al acestora, se recomandă insistent utilizarea lămpilor realizate pe linii LED SMD. Atunci când alegeți lămpi, acordați o atenție deosebită prezenței radiatoarelor clar vizibile, al căror scop este acela de a disipa excesul de căldură în mediu.

În ultimul deceniu, companiile de iluminat au câștigat o mare popularitate LED-uri COB. Acest lucru se datorează faptului că tehnologia COB permite proiectarea și producerea în masă a LED-urilor cu lumină albă direcțională de mare putere din cristale convenționale care emit lumină în producție de masă de volum mare. COB este o abreviere, adică o reducere la primele litere ale expresiei engleze chip-on-board. Tradus în rusă ca un cristal sau un element pe o placă.

Ideea acestei metode este simplă și la fel de veche ca piramidele egiptene: dacă puterea unei persoane sau lumina unui LED nu este suficientă, atunci atrageți o sută de oameni pentru a trage piatra pentru piramidă. Sau plasați o duzină de cristale care emit lumină într-o singură carcasă. LED COB Aceasta este o placă dreptunghiulară sau rotundă de culoare galbenă, găzduită într-o carcasă cu capac transparent sau acoperită cu o lentilă de optică LED secundară. Lentila formează modelul direcțional dorit pentru fluxul de lumină și protejează structura COB de praf, apă, stres mecanic etc.

Esența tehnologiei COB

Chipurile LED finisate fără carcase sunt lipite pe un substrat de safir artificial conducător de căldură sau lipite pe o placă de siliciu semiconductor. În funcție de tensiunea de funcționare, cipurile sunt conectate în circuite în serie. Pentru 9 V – 3 buc., 12 V – 4 buc. etc. Lanțul este alimentat de un curent de o magnitudine - curentul nominal de funcționare pentru cristale de acest tip, de exemplu, 20 mA. Lanțurile seriale sunt conectate în paralel, câștigând putere sau flux luminos. Apoi, cristalele LED cu lumină albastră sunt acoperite cu un fosfor galben. Așa formați LED-uri rezistenteŞTIULETE.

Ce înseamnă expresia LED-uri SMD COB? Aceasta este o matrice COB găzduită într-un pachet SMD. Aceste carcase sunt proiectate pentru instalarea automată a ERE (elemente electro-radio) direct pe suprafață placă de circuit imprimat. COB este un set de operațiuni tehnologice pentru producerea de LED-uri de mare și ultra-putere sub forma unei singure matrice. Matricea este formată din zeci sau sute de cristale.

Pe măsură ce puterea LED-urilor a crescut, producătorii au început să caute modalități de a îmbunătăți disiparea căldurii. Ca urmare, a apărut tehnologia COB LED, care face posibilă crearea de surse de lumină compacte și puternice, cu densitate optică ridicată, din care excesul de căldură este îndepărtat de carcasă. Aceste LED-uri sunt încorporate în lămpi și spoturi pentru iluminarea spațiilor industriale și rezidențiale și iluminatul arhitectural.

În LED-urile COB, cristalele fără carcasă sau substrat sunt situate aproape unele de altele, conectate în serie în paralel și acoperite cu un singur strat de fosfor. Pe 1 cm2 de placă pot fi plasate până la 70 de jetoane, ca urmare densitatea optică este semnificativ crescută (strălucirea este uniformă, fără puncte). Placa poate avea dimensiuni diferite; excesul de căldură se pierde prin carcasă, indiferent de numărul de diode.

Forma modulului poate fi dreptunghiulară, pătrată, rotundă, ovală, ceea ce îi permite să fie instalat în aproape orice corp de iluminat. Puterea depinde de zonă, luminozitate ridicată poate fi realizat cu dimensiuni minime ale modulelor. Acest design nu creează umbre, suprafața este iluminată uniform. Aceste surse LED funcționează bine cu toate balasturile, variatoarele de luminozitate și culoare și sistemele automate de control al luminii.

Atenţie! A obtine mai multă putere, puteți utiliza o matrice LED COB în miniatură în loc de o matrice SMD volumetrică.

Proces de producție

Procesul de fabricație COB LED constă din mai mulți pași:

• fabricarea substraturilor;
• aplicarea unei compoziții asupra acestora care să asigure aderența;
• instalatii de cristal;
• întărirea învelișului adeziv;
• curățarea cu plasmă de contaminanți;
• conexiunea electrică a LED-urilor;
• acoperirea cristalelor cu un fosfor, oferind etanșare.

Placa de circuit imprimat are trei straturi: o bază metalică, un dielectric, un strat care conduce curentul.

Pentru o lungă perioadă de timp, implementarea tehnologiei SOV a fost împiedicată de lipsa unei metode de aplicare uniformă a unei compoziții adezive pe substraturi. Trebuie să aibă o anumită grosime; nu este permisă nici creșterea, nici scăderea. În prima variantă, contactul termic cu corpul este rupt, în a doua, cristalele se desprind.

În 2009, a fost propusă metoda de pulverizare cu magnetron, care face posibilă crearea unui contact termic de o calitate superioară celei create pe plăcile de circuite imprimate SMD. Noua metodă a fost numită MCOB (Multi Chip-onBoard). În acest moment, toți cei mai buni producători îl folosesc.

Atenţie! Chiar și în publicațiile științifice, COB și MCOB au același sens.

Tehnologia SOV vă permite să creați matrici de orice formă fără elemente optice suplimentare.

Să ne exprimăm punctul de vedere asupra acestei dileme, care începe să semene cu o dezbatere despre care este mai bine, iOS sau Android. Nu există un răspuns clar la această întrebare. Este necesar să înțelegeți clar scopul lămpii, care utilizează o matrice de diode. Pentru unii, COB va fi mai bun, pentru alții - SMD.

COB pentru puțin lămpi puternice lumină direcțională

De exemplu, COB câștigă clar în corpurile comerciale de iluminat direcțional. Cum ar fi lumini de cale, downlight-uri și alte tipuri de iluminare de accent.

Pentru iluminatul comercial difuz, iluminatul convențional este mai potrivit. Bandă de lumină LED sau o riglă montată în jurul perimetrului corpului lămpii sub difuzor. Matricele COB se comportă destul de bine și în proiectoarele stradale cu o putere de până la 50 de wați.

SMD pentru lumini industriale cu dom peste 50W

În ceea ce privește iluminatul întreprinderilor industriale, de exemplu, în lămpile LED industriale clopotul
Este aproape imposibil să găsești o matrice COB (vezi figura din dreapta) de la producători avansați de renume mondial, deși în urmă cu câțiva ani toată lumea iubea astfel de experimente.

Lămpile industriale cu LED-uri cu matrice COB sunt mult mai ieftine decât o lampă cu o placă de diode SMD, cum ar fi lămpile industriale.

Acest lucru se datorează faptului că o matrice COB cu diode de la același producător costă cu 30-50% mai puțin, ceea ce reduce costul lămpii. Dezavantajul, conform recenziilor celor mai cunoscuți producători de iluminat industrial și stradal, este înlocuirea frecventă a matrițelor COB aflate în garanție dacă puterea lămpii este mai mare de 50 W.

La una dintre fabricile cu care cooperăm, ni s-a spus o poveste despre cum a fost lăsată aprinsă o lampă industrială cu LED-uri cu un sistem de disipare a căldurii de înaltă calitate și o diodă COB de înaltă calitate, cu cipul jos pe masă și în 2 ore masa a luat foc.

Experiență reală

Din practica noastră personală, cunoaștem povestea cum un inginer electric la o întreprindere mare, pentru a economisi bani în detrimentul calității, a cumpărat lămpi industriale cu dom cu diode COB și acum trebuie să plătească pentru decizia greșită: în fiecare an. pentru a schimba plăcile cu diode în 15-20% din lămpi.

Pentru a nu fi certat de superiorii săi pentru că a făcut o alegere greșită la un moment dat, el cere să fie facturat pentru lămpi fluorescente și diverse consumabile electrice în loc de matrice COB, pentru a ascunde cheltuieli reale.

Degradarea diodei COB

De asemenea, nu trebuie să uităm de degradarea reală a diodelor din corpurile de iluminat industriale de mare putere, care, conform observațiilor utilizatorilor, este mai mare pentru corpurile de iluminat de mare putere cu elemente COB. Dar foarte rar cineva efectuează măsurători anuale ale iluminării încăperii.

Contrafacerea diodelor: Cum să identifici producătorii fără scrupule de corpuri de iluminat industriale?

Efectul de strălucire al diodelor COB

O altă observație a utilizatorilor este faptul că luminile industriale COB cu LED-uri din depozite și ateliere produc un efect de strălucire mai puternic, ceea ce îngreunează personalul să lucreze la înălțime.

Opinia expertului: „Părerea noastră: corpurile de iluminat LED cu matrice COB sunt Cea mai bună decizie pentru lumina de accent și corpuri de iluminat cu putere moderată de până la 50W. Singurele excepții sunt sistemele cu mai multe module, în care fiecare modul este o matrice COB separată de putere moderată. Pentru iluminarea de peste 50 de wați, este mai bine să utilizați lămpi industriale cu clopoței cu o matrice SMD. Mai mult, cu cât este mai mare numărul de diode la 1 watt de putere, cu atât mai bine”, spune Alexey Frolov, inginer de iluminat la Grandenergoproekt.