LED svietidlo založené na technológii cob. Typy a typy LED: klasifikácia, charakteristiky, účel. Krátky prevádzkový čas
Knyazev O.V., Skupina spoločností Stroy-TK, máj 2017
V súčasnosti trh s LED osvetlením v Rusku zažíva svoj boom, na predaj sú prezentované high-tech drahé modely lámp a reflektorov, záručná doba ktoré majú 3-7 rokov, ako aj lacné produkty LED, ktoré pravdepodobne nebudú fungovať bez porúch najmenej 1 rok. Pokúsme sa pochopiť toto množstvo návrhov.
Odkiaľ pochádzajú lacné jednorazové „remeselné výrobky“?
Paradoxne je to samotný zákazník, kto si môže za prítomnosť veľkého množstva ponúk lacných LED svietidiel spotrebného tovaru, pretože hlavným kritériom výberu zákazníka je cena.
Situácia sa opakuje, ako sa to stalo predtým: ak je dopyt po lacných produktoch, výrobcovia z Ríše stredu zabezpečia ponuku! Keďže nikto nemá monopol na dovoz z Číny, konkurenti začínajú požadovať, aby výrobcovia neustále, od šarže k šarži, znižovali nákupné ceny, aby jednoducho porazili konkurentov na trhu nízkou cenou. Všetko však má rozumné hranice a neustále znižovanie nákladov na produkty pri zachovaní všetkých základných charakteristík je jednoducho nemožné. Takže hra začína znižovať výkonové charakteristiky, spoľahlivosť atď. - len na predaj osvetľovacích zariadení s poskytnutím minimálnej záručnej doby. A to aj napriek tomu, že pri LED sú avizované šialené prevádzkové časy – od 50 do 100 tisíc hodín.
Čo je COB
Technológia COB, novšie MCOB (Multi Chip-on-Board) – v preklade „Kryštál na doske“. Považuje sa za doteraz najpokročilejšiu LED technológiu.
Stručne to možno opísať takto: umiestnenie kryštálov na dosku bez puzdier a keramických substrátov, ako aj pokrytie všetkých týchto kryštálov spoločnou vrstvou fosforu. LED kryštály sú umiestnené veľmi blízko seba - hustota umiestnenia môže dosiahnuť 70 kryštálov na 1 cm 2, t.j. kryštály sa prakticky spájajú do jedného poľa a žiara matrice je veľmi rovnomerná, jednotlivé body kryštálov sú nerozoznateľné.
Dôležitou výhodou technológie je kvalita vyžarovaného svetla. Objekty osvetlené COB-maticovými lampami majú jasné ohraničenie tieňa vďaka rovnomernému rozloženiu svetelného toku. Svietidlá založené na SMD LED sa, žiaľ, nemôžu pochváliť takým kontrastom kvôli veľkému počtu jednotlivých kryštálov a reflektorov široko rozmiestnených v priestore.
Energetická účinnosť matríc COB môže dosiahnuť 170 Lm/W.
Výhody COB
Hlavné výhody technológie MCOB sú:
- Vysoká svetelná účinnosť (viac ako 100 lm/W);
- Možnosť dosiahnutia vysokej intenzity svetelného toku pri relatívne malých rozmeroch;
- Kompatibilné s rôznymi ovládačmi, vr. so stmievaním;
- Rovnomernosť svetelného toku, absencia tieňového efektu;
- Kompaktnosť, malá veľkosť, dostupnosť rôznych tvarov;
- Možnosť výroby matríc akejkoľvek farebnej teploty od 2700K do 7000K;
- Index podania farieb až 90Ra;
Nevýhody COB
Hlavnou nevýhodou technológie COB je povinné zabezpečenie dobrého odvodu tepla z výkonnej matrice COB, čo je ťažké zabezpečiť, pretože plocha matrice je malá a je ťažké odstrániť prebytočné teplo z malej kontaktnej plochy.
V tom je háčik: lacná, a teda spočiatku nekvalitná matrica COB, namontovaná na chladiči bez náležitého nastavenia a úpravy protiľahlých plôch, nedostatočne chladí, začína sa prehrievať a v konečnom dôsledku vyhorí.
Ako potvrdenie môžeme uviesť nasledujúcu skutočnosť: nie je to tak dávno, čo sme v servisnom stredisku dostali 57 jednotiek na diagnostiku a opravu. LED reflektory(COB) výkon 100W. Súdiac podľa vzhľadu (viď foto) sú z lacnej série GS Light.
Po diagnostike sa zistilo, že v prevažnej väčšine reflektorov (49 kusov) zlyhala matica COB LED a vo zvyšných 8 prípadoch zlyhal LED driver.
Čo je SMD
Technológia SMD (Surface Mounting Device) sa dá doslovne preložiť ako „zariadenie namontované na povrchu“.
Hlavným rozdielom medzi touto technológiou a „tradičnou“ technológiou priechodných otvorov je, že komponenty sú namontované na povrchu dosky. Tým sú zaistené menšie konštrukčné rozmery, lepší odvod tepla a variabilita dizajnu. Tento dizajn Dnes je to najbežnejšie v osvetlení a používa sa takmer vo všetkých typoch svetelných zdrojov.
Technológia SMD je dnes najrozšírenejšia v LED osvetlení a používa sa takmer vo všetkých typoch svietidiel.
Táto technológia bola vytvorená na organizáciu výkonného difúzneho osvetlenia, čo sa dosahuje distribúciou značného počtu malých LED diód po celej ploche svietidla (v jednom produkte je až 700 kusov), čo umožňuje nepoužívať žiadne prídavná optika vo svietidlách, len obyčajná ochranné sklo telo lampy. Na zvýšenie stupňa rozptylu (napríklad pre miestnosti s počítačové vybavenie), používa sa mliečny, prizmatický alebo mikroprizmatický difúzor.
Keďže LED diódy sú umiestnené na veľkom hliníkovom páse a vzdialenosť medzi nimi je pomerne veľká, chladenie LED diód nespôsobuje veľké ťažkosti, a teda trvácnosť pásikov SMD, ak sú správne napájané.
Medzi nevýhody lámp s linkami SMD treba poznamenať, že je veľmi ťažké ich opraviť, pretože keď jedna LED zlyhá, celá linka prestane svietiť a výmena LED SMD vlastnými rukami je pomerne náročná úloha. Výmena celej linky je už teraz finančne nákladná. Aby sme boli spravodliví, treba povedať, že väčšina výrobcov LED svietidiel v Rusku, keď vznikne záručný prípad, vymení celý rad.
COB a SMD aplikácie
1. Všeobecný prípad
Sekciu by som urobil takto: ak tvarový faktor tela lampy umožňuje umiestniť dostatočne veľký chladiaci radiátor, potom môžete použiť COB LED lampy s obmedzením ich výkonu na 30 W. Všetky svetelné zariadenia s vyšším výkonom sú výhradne SMD. Ale všeobecne ideálna možnosť zavedením LED osvetlenia sa stane.
2. Predmet som odovzdal a zabudol
Ak je úlohou presne toto - odovzdať predmet a utiecť, potom samozrejme musíte použiť lacné lampy alebo reflektory na vysoko výkonnej COB matrici. Čas ich pôsobenia by mal stačiť na to, aby ste zmizli z dohľadu... :)
3. Krátky pracovný čas
Ak lampa alebo reflektor funguje príležitostne, zapne sa na niekoľko minút (napríklad je vybavený snímačom prítomnosti a zapne sa iba vtedy, keď ľudia prechádzajú), môžete bezpečne zvoliť COB. Matrica jednoducho nebude mať čas na prehriatie.
4. Organizácia dočasného osvetlenia.
Na organizovanie dočasného osvetlenia (napríklad na stavbe pri dokončovacích prácach) by som odporučil použiť COB reflektory s výkonom 20 - 30 W.
5. Osvetlenie skladov a priemyselných priestorov
V skladoch, priemyselných budovách a priestoroch sa zvyčajne používajú výkonné lampy zavesené vo vysokej (6-12 metrovej) výške. Pre ich elektrické osvetlenie sa dôrazne odporúča používať svietidlá vyrobené na SMD LED linkách. Pri výbere svietidiel dbajte najmä na prítomnosť dobre viditeľných radiátorov, ktorých účelom je odvádzať prebytočné teplo do okolia.
V poslednom desaťročí si spoločnosti vyrábajúce osvetlenie získali veľkú obľubu COB LED diódy. Je to preto, že technológia COB umožňuje navrhovať a hromadne vyrábať vysokovýkonné smerové diódy LED s bielym svetlom z konvenčných kryštálov vyžarujúcich svetlo vo veľkom objeme a hromadnej výrobe. COB je skratka, teda skrátenie na prvé písmená anglického slovného spojenia chip-on-board. Preložené do ruštiny ako kryštál alebo prvok na doske.
Myšlienka tejto metódy je jednoduchá a stará ako egyptské pyramídy: ak nestačí sila jednej osoby alebo svetlo jednej LED, prilákajte sto ľudí, aby vytiahli kameň pre pyramídu. Alebo umiestnite tucet kryštálov vyžarujúcich svetlo do jedného krytu. COB LED Ide o obdĺžnikovú alebo okrúhlu platňu žltej farby, ktorá je umiestnená v puzdre s priehľadným krytom alebo pokrytá šošovkou sekundárnej LED optiky. Šošovka vytvára požadovaný smerový vzor pre svetelný tok a chráni štruktúru COB pred prachom, vodou, mechanickým namáhaním atď.
Podstata technológie COB
Hotové LED čipy bez puzdier sú nalepené na teplovodivý umelý zafírový substrát alebo prispájkované na polovodičový kremíkový plátok. V závislosti od prevádzkového napätia sú čipy zapojené do sériových obvodov. Pre 9 V – 3 ks, 12 V – 4 ks. atď. Reťaz je napájaná prúdom jednej veľkosti - nominálnym prevádzkovým prúdom pre kryštály tohto typu, napríklad 20 mA. Sériové reťazce sú zapojené paralelne, čím získavajú výkon alebo svetelný tok. Potom sú kryštály LED s modrým svetlom potiahnuté žltým fosforom. Takto sa vytáčate vysokovýkonné LED diódy COB.
Čo znamená fráza LED diódy SMD COB? Toto je matica COB umiestnená v obale SMD. Tieto kryty sú určené na automatizovanú inštaláciu ERE (elektrorádiových prvkov) priamo na povrch vytlačená obvodová doska. COB je súbor technologických operácií na výrobu vysokovýkonných a ultravýkonných LED diód vo forme jednej matrice. Matrica pozostáva z desiatok alebo stoviek kryštálov.
Keď sa výkon LED zvýšil, výrobcovia začali hľadať spôsoby, ako zlepšiť odvod tepla. V dôsledku toho sa objavila technológia COB LED, ktorá umožňuje vytvárať kompaktné a výkonné svetelné zdroje s vysokou optickou hustotou, z ktorých je prebytočné teplo odvádzané puzdrom. Tieto LED sú zabudované do svietidiel a reflektorov na osvetlenie priemyselných a obytných priestorov a architektonického osvetlenia.
V COB LED sú kryštály bez krytu alebo substrátu umiestnené blízko seba, zapojené do série paralelne a pokryté jednou vrstvou fosforu. Na 1 cm2 dosky je možné umiestniť až 70 čipov, čím sa výrazne zvýši optická hustota (žiara je rovnomerná, bez bodiek). Doska môže mať rôzne veľkosti, prebytočné teplo sa stráca cez puzdro bez ohľadu na počet diód.
Tvar modulu môže byť obdĺžnikový, štvorcový, okrúhly, oválny, čo umožňuje jeho inštaláciu do takmer akéhokoľvek svietidla. Výkon závisí od oblasti, vysoký jas možno dosiahnuť s minimálnymi veľkosťami modulov. Tento dizajn nevytvára tiene, povrch je osvetlený rovnomerne. Tieto LED zdroje fungujú dobre so všetkými predradníkmi, stmievačmi jasu a farieb a automatickými systémami riadenia osvetlenia.
Pozor! Získať viac energie, môžete použiť miniatúrnu COB LED matricu namiesto volumetrickej SMD matrice.
Proces produkcie
Výrobný proces COB LED pozostáva z mnohých krokov:
- výroba substrátov;
- nanesenie kompozície na ne, ktorá zaisťuje priľnavosť;
- kryštálové inštalácie;
- vytvrdzovanie lepiaceho povlaku;
- plazmové čistenie od nečistôt;
- elektrické pripojenie LED diód;
- potiahnutie kryštálov fosforom, čím sa zabezpečí utesnenie.
Doska s plošnými spojmi má tri vrstvy: kovovú základňu, dielektrikum, vrstvu, ktorá vedie prúd.
Implementácii technológie SOV po dlhú dobu bránil nedostatok spôsobu rovnomerného nanášania adhéznej kompozície na podklady. Musí mať určitú hrúbku, nie je povolené zväčšovanie ani zmenšovanie. Pri prvej možnosti sa preruší tepelný kontakt s telom, pri druhej sa kryštály odlepia.
V roku 2009 bola navrhnutá metóda magnetrónového naprašovania, ktorá umožňuje vytvárať tepelný kontakt kvalitnejšej kvality ako na doskách plošných spojov SMD. Nová metóda bola nazvaná MCOB (Multi Chip-onBoard). V súčasnosti ho používajú všetci najlepší výrobcovia.
Pozor! Dokonca aj vo vedeckých publikáciách majú COB a MCOB rovnaký význam.
Technológia SOV umožňuje vytvárať matrice akéhokoľvek tvaru bez ďalších optických prvkov.
Vyjadrime svoj pohľad na túto dilemu, ktorá začína pripomínať debatu o tom, čo je lepšie, či iOS alebo Android. Na túto otázku neexistuje jednoznačná odpoveď. Je potrebné jasne pochopiť účel lampy, ktorá používa diódovú maticu. Pre niektorých bude lepší COB, pre iných - SMD.
COB za málo výkonné lampy smerové svetlo
Napríklad v komerčných smerových svietidlách jednoznačne víťazí COB. Ako sú koľajové svetlá, stropné svetlá a iné typy akcentačného osvetlenia.
Pre difúzne komerčné osvetlenie je vhodnejšie klasické osvetlenie. LED pásové svetlo alebo pravítko namontované po obvode telesa svietidla pod difúzorom. COB matrice sa celkom dobre správajú aj v pouličných reflektoroch s výkonom do 50 wattov.
SMD pre priemyselné kupolové svietidlá nad 50W
Pokiaľ ide o osvetlenie priemyselných podnikov, napríklad v priemyselných LED svietidlách zvonček
Je takmer nemožné nájsť matricu COB (pozri obrázok vpravo) od svetoznámych vyspelých výrobcov, hoci ešte pred pár rokmi takéto experimenty miloval každý.
Priemyselné LED kupolové svietidlá s COB matricou sú oveľa lacnejšie ako svietidlo s SMD diódovou doskou, ako sú priemyselné kupolové svietidlá.
Je to spôsobené tým, že matica COB s diódami od rovnakého výrobcu stojí o 30-50% menej, čo znižuje náklady na lampu. Nevýhodou podľa recenzií od väčšiny známych výrobcov priemyselného a pouličného osvetlenia je častá výmena matíc COB v záruke, ak je výkon lampy vyšší ako 50 W.
V jednej z fabrík, s ktorou spolupracujeme, nám rozprávali príbeh o tom, ako sa nechala rozsvietiť priemyselná LED zvonová lampa s kvalitným systémom odvodu tepla a kvalitnou COB diódou s čipom dole na stole a do 2 hodín sa stôl vznietil.
Skutočná skúsenosť
Z osobnej praxe poznáme príbeh, ako si energetik vo veľkom podniku, aby ušetril peniaze na úkor kvality, kúpil priemyselné kupolové svietidlá s COB diódami a teraz musí za svoje nesprávne rozhodnutie doplácať: každý rok na výmenu diódových dosiek v 15-20% svietidiel.
Aby nedostal od svojich nadriadených pokarhanie za nesprávny výber naraz, žiada si namiesto matíc COB účtovať žiarivky a rôzny elektrospotrebný materiál, aby zakryl skutočné výdavky.
Degradácia COB diódy
Netreba zabúdať ani na reálnu degradáciu diód vo vysokovýkonných priemyselných svietidlách, ktorá je podľa pozorovaní používateľov vyššia u vysokovýkonných svietidiel s prvkami COB. Ale veľmi zriedkavo niekto vykonáva ročné merania osvetlenia miestnosti.
Falšovanie diód: Ako identifikovať bezohľadných výrobcov priemyselných svietidiel?
Efekt oslnenia COB diód
Ďalším postrehom používateľov je skutočnosť, že priemyselné COB LED kupolové svetlá v skladoch a dielňach vytvárajú silnejší efekt oslnenia, čo sťažuje prácu personálu vo výškach.
Odborný názor: „Náš názor: LED svietidlá s COB matricou sú Najlepšie rozhodnutie pre akcentačné svetlo a svietidlá so stredným výkonom do 50W. Jedinou výnimkou sú viacmodulové systémy, v ktorých je každý modul samostatnou maticou COB s miernym výkonom. Pre osvetlenie viac ako 50 wattov je lepšie použiť priemyselné zvonové lampy s matricou SMD. Navyše, čím väčší počet diód na 1 watt výkonu, tým lepšie,“ hovorí Alexey Frolov, svetelný inžinier v Grandenergoproekt.
