LED svetilka na osnovi cob tehnologije. Vrste in vrste LED: razvrstitev, značilnosti, namen. Kratek čas delovanja

Knyazev O.V., Skupina podjetij Stroy-TK, maj 2017

Trenutno trg LED razsvetljave v Rusiji doživlja svoj razcvet; v prodajo so predstavljeni visokotehnološki dragi modeli svetilk in reflektorjev, garancijski rok ki so stari 3-7 let, pa tudi poceni LED izdelke, za katere je malo verjetno, da bodo delovali brez okvar vsaj 1 leto. Poskusimo razumeti to množico predlogov.

Od kod prihajajo poceni "obrti" za enkratno uporabo?

Paradoksalno je, da je kupec sam kriv za prisotnost velikega števila ponudb poceni LED svetilk široke potrošnje, saj je glavno merilo izbire za kupca strošek.

Situacija se ponavlja, kot se je že zgodilo: če bo povpraševanje po poceni izdelkih, bodo proizvajalci iz Srednjega kraljestva zagotovili ponudbo! Ker nihče nima monopola nad uvozom iz Kitajske, začnejo konkurenti zahtevati, da proizvajalci nenehno, iz serije v serijo, znižujejo nabavne cene, da bi preprosto premagali tekmece na trgu z nizko ceno. Vendar pa obstajajo razumne meje za vse in nenehno zniževanje stroškov izdelkov ob ohranjanju vseh osnovnih lastnosti je preprosto nemogoče. Tako igra začne zmanjševati zmogljivostne lastnosti, zanesljivost itd. - samo za prodajo svetlobne opreme z zagotavljanjem minimalne garancijske dobe. In to kljub temu, da so za LED diode napovedani nori časi delovanja - od 50 do 100 tisoč ur.

Kaj je COB

Tehnologija COB, v zadnjem času MCOB (Multi Chip-on-Board) – v prevodu “Kristal na plošči”. Velja za najnaprednejšo tehnologijo LED do sedaj.

Na kratko lahko opišemo takole: postavitev kristalov na ploščo brez ohišij in keramičnih podlag ter prekrivanje vseh teh kristalov s skupno plastjo fosforja. LED kristali se nahajajo zelo blizu drug drugega - gostota postavitve lahko doseže 70 kristalov na 1 cm 2, tj. kristali se praktično zlijejo v eno polje in sij matrice je zelo enakomeren, posamezne točke kristalov se ne razlikujejo.

Pomembna prednost tehnologije je kakovost oddane svetlobe. Predmeti, osvetljeni s COB-matričnimi žarnicami, imajo zaradi enakomerne porazdelitve svetlobnega toka jasno mejo sence. Svetilke, ki temeljijo na SMD LED, se žal ne morejo pohvaliti s takšnim kontrastom zaradi velikega števila posameznih kristalov in reflektorjev, ki so široko razporejeni v prostoru.

Energijska učinkovitost matric COB lahko doseže 170 Lm/W.

Prednosti COB

Glavne prednosti tehnologije MCOB so:

1. Visoka svetlobna učinkovitost (več kot 100 lm/W);
2. Možnost doseganja visoke jakosti svetlobnega toka z relativno majhnimi dimenzijami;
3. Združljiv z različnimi gonilniki, vklj. z zatemnitvijo;
4. Enakomernost svetlobnega toka, odsotnost učinka sence;
5. Kompaktnost, majhnost, razpoložljivost različnih oblik;
6. Možnost izdelave matric katere koli barvne temperature od 2700K do 7000K;
7. Indeks barvnega upodabljanja do 90Ra;

Slabosti COB

Glavna pomanjkljivost tehnologije COB je obvezno zagotavljanje dobrega odvajanja toplote iz močne matrice COB, kar je težko zagotoviti, saj je površina matrice majhna in je težko odstraniti odvečno toploto iz majhne kontaktne površine.

Tu je ulov: poceni in zato na začetku nizkokakovostna matrica COB, nameščena na hladilnem radiatorju brez ustrezne nastavitve in obdelave parnih površin, se ne ohladi dovolj, se začne pregrevati in na koncu izgori.

Kot potrditev lahko navedemo naslednje dejstvo: ne tako dolgo nazaj smo v servisni center za diagnostiko in popravilo prejeli 57 enot. LED reflektorji(COB) moč 100W. Sodeč po videzu (glej sliko) so iz poceni serije GS Light.

Po diagnostiki je bilo ugotovljeno, da je pri veliki večini reflektorjev (49 kosov) odpovedala COB LED matrika, pri preostalih 8 primerih pa LED gonilnik.

Kaj je SMD

Tehnologijo SMD (Surface Mounting Device) lahko dobesedno prevedemo kot »površinsko nameščena naprava«.

Glavna razlika med to tehnologijo in "tradicionalno" tehnologijo skozi luknje je v tem, da so komponente nameščene na površini plošče. To zagotavlja manjše konstrukcijske dimenzije, boljše odvajanje toplote in variabilnost dizajna. Ta oblika Danes je najpogostejši v razsvetljavi in ​​se uporablja v skoraj vseh vrstah svetlobnih virov.

Danes je SMD tehnologija najbolj razširjena pri LED razsvetljavi in ​​se uporablja v skoraj vseh vrstah svetilk.

Ta tehnologija je bila ustvarjena za organizacijo močne razpršene razsvetljave, ki se doseže z distribucijo velikega števila majhnih LED po celotnem območju svetilke (v enem izdelku je do 700 kosov), kar omogoča, da ne uporabljate nobenega dodatna optika v svetilkah, samo navadna zaščitno steklo telo svetilke. Za povečanje stopnje razpršenosti (npr. za prostore s računalniška oprema), se uporablja mlečni, prizmatični ali mikroprizmatični difuzor.

Ker so LED diode nameščene na velikem aluminijastem traku in je razdalja med njimi precej velika, hlajenje LED diod ne povzroča večjih težav, od tod tudi vzdržljivost SMD trakov, če so pravilno napajani.

Med pomanjkljivostmi svetilk s SMD linijami je treba omeniti, da jih je zelo težko popraviti, saj ko ena LED odpove, celotna linija preneha svetiti, zamenjava SMD LED pa je precej delovno intenzivna naloga. Že zamenjava celotne linije je finančno draga. Po pravici povedano je treba povedati, da večina proizvajalcev LED svetilk v Rusiji, ko pride do garancijskega primera, zamenja celotno linijo.

Aplikacije COB in SMD

1. Splošni primer

Razrez bi naredil takole: če oblika telesa svetilke omogoča namestitev dovolj velikega hladilnega radiatorja, potem lahko uporabite COB LED sijalke, pri čemer omejite njihovo moč na 30 W. Vsa svetlobna oprema z večjo močjo je izključno SMD. Ampak na splošno idealna možnost uvedba LED-osvetlitve bo postala.

2. Predmet sem predal in pozabil

Če je naloga ravno to - predati predmet in pobegniti, potem morate seveda uporabiti poceni svetilke ali reflektorje na matriki COB visoke moči. Čas, ki ga delajo, bi moral zadostovati, da izgineš izpred oči... :)

3. Kratek delovni čas

Če svetilka ali reflektor deluje občasno in se vklopi za nekaj minut (na primer, opremljen je s senzorjem prisotnosti in se vklopi le, ko ljudje mimo), lahko varno izberete COB. Matrica preprosto ne bo imela časa za pregrevanje.

4. Organizacija začasne razsvetljave.

Za organizacijo začasne razsvetljave (na primer na gradbišču med zaključnimi deli) priporočam uporabo reflektorjev COB z močjo 20 - 30 W.

5. Razsvetljava za skladišča in industrijske prostore

V skladiščih, industrijskih zgradbah in prostorih se običajno uporabljajo močne svetilke, obešene na visoki (6-12 metrov) višini. Za njihovo električno osvetlitev je močno priporočljiva uporaba svetilk, izdelanih na SMD LED linijah. Pri izbiri svetilk bodite posebno pozorni na prisotnost dobro vidnih radiatorjev, katerih namen je odvajanje odvečne toplote v okolje.

V zadnjem desetletju so podjetja za razsvetljavo pridobila veliko popularnost LED diode COB. To je zato, ker tehnologija COB omogoča načrtovanje in množično proizvodnjo visoko zmogljivih LED diod z usmerjeno belo svetlobo iz običajnih kristalov, ki oddajajo svetlobo, v veliki količini in množični proizvodnji. COB je okrajšava, to je redukcija na prve črke angleške besedne zveze chip-on-board. Prevedeno v ruščino kot kristal ali element na plošči.

Ideja te metode je preprosta in stara kot egipčanske piramide: če moč ene osebe ali svetloba ene LED ni dovolj, potem pritegnite sto ljudi, da potegnejo kamen za piramido. Ali pa v eno ohišje postavite ducat svetlečih kristalov. COB LED To je pravokotna ali okrogla plošča rumene barve, nameščena v ohišju s prozornim pokrovom ali prekrita z lečo sekundarne LED optike. Leča oblikuje želeni smerni vzorec za svetlobni tok in ščiti strukturo COB pred prahom, vodo, mehanskimi obremenitvami itd.

Bistvo COB tehnologije

Končni LED čipi brez ohišij so prilepljeni na toplotno prevodno podlago iz umetnega safirja ali spajkani na polprevodniško silicijevo rezino. Odvisno od delovne napetosti so čipi povezani v serijskih tokokrogih. Za 9 V – 3 kosi, 12 V – 4 kosi. itd. Veriga se napaja s tokom ene magnitude - nazivni delovni tok za kristale te vrste, na primer 20 mA. Serijske verige so povezane vzporedno, pridobivajo moč ali svetlobni tok. Nato so modri svetlobni LED kristali prevlečeni z rumenim fosforjem. Tako kličete močne LED diode COB.

Kaj pomeni besedna zveza SMD COB LED? To je matrika COB v ohišju SMD. Ta ohišja so namenjena avtomatizirani montaži ERE (elektro-radio elementov) neposredno na površino tiskano vezje. COB je niz tehnoloških operacij za proizvodnjo močnih in ultra močnih LED diod v obliki ene same matrice. Matrica je sestavljena iz več deset ali sto kristalov.

Ko se je moč LED povečala, so proizvajalci začeli iskati načine za izboljšanje odvajanja toplote. Posledično se je pojavila tehnologija COB LED, ki omogoča izdelavo kompaktnih in zmogljivih svetlobnih virov z visoko optično gostoto, ki jim odvečno toploto odvaja ohišje. Te LED diode se vgrajujejo v svetilke in reflektorje za razsvetljavo industrijskih in stanovanjskih prostorov ter arhitekturno razsvetljavo.

V COB LED so kristali brez ohišja ali podlage nameščeni blizu drug drugega, zaporedno povezani vzporedno in prekriti z eno plastjo fosforja. Na 1 cm2 plošče lahko namestimo do 70 žetonov, posledično se bistveno poveča optična gostota (sijaj je enakomeren, brez pik). Plošča je lahko različnih velikosti, odvečna toplota se izgublja skozi ohišje, ne glede na število diod.

Oblika modula je lahko pravokotna, kvadratna, okrogla, ovalna, kar omogoča vgradnjo v skoraj vsako svetilo. Moč je odvisna od območja, visoka svetlost je mogoče doseči z minimalnimi velikostmi modulov. Ta oblika ne ustvarja senc, površina je enakomerno osvetljena. Ti viri LED dobro delujejo z vsemi predstikalnimi napravami, zatemnilniki svetlosti in barv ter sistemi za samodejno krmiljenje osvetlitve.

Pozor! Za pridobitev več moči, lahko namesto volumetrične matrike SMD uporabite miniaturno COB LED matriko.

Proces produkcije

Postopek izdelave COB LED je sestavljen iz več korakov:

• izdelava substratov;
• nanašanje sestave na njih, ki zagotavlja oprijem;
• kristalne instalacije;
• utrjevanje lepilne prevleke;
• čiščenje s plazmo pred onesnaževalci;
• električna povezava LED;
• prekrivanje kristalov s fosforjem, ki zagotavlja tesnjenje.

Tiskano vezje ima tri plasti: kovinsko osnovo, dielektrik, plast, ki prevaja tok.

Izvajanje tehnologije SOV je dolgo časa onemogočalo pomanjkanje metode za enakomerno nanašanje lepilne sestave na podlage. Imeti mora določeno debelino, ni dovoljeno niti povečanje niti zmanjšanje. Pri prvi možnosti se prekine toplotni stik s telesom, pri drugi pa se kristali odlepijo.

Leta 2009 je bila predlagana metoda magnetronskega razprševanja, ki omogoča ustvarjanje toplotnega kontakta boljše kakovosti od tistega, ki je ustvarjen na SMD tiskanih vezjih. Novo metodo so poimenovali MCOB (Multi Chip-onBoard). Trenutno ga uporabljajo vsi najboljši proizvajalci.

Pozor! Tudi v znanstvenih publikacijah imata COB in MCOB enak pomen.

Tehnologija SOV vam omogoča ustvarjanje matric poljubne oblike brez dodatnih optičnih elementov.

Izrazimo svoje stališče do te dileme, ki začenja spominjati na debato o tem, kaj je bolje, iOS ali Android. Na to vprašanje ni jasnega odgovora. Treba je jasno razumeti namen svetilke, ki uporablja diodno matriko. Za nekatere bo boljši COB, za druge - SMD.

COB za malo močne svetilke usmerjena luč

Na primer, COB očitno zmaga pri komercialnih usmerjenih svetilih. Kot so tirne luči, downlighti in druge vrste poudarjene razsvetljave.

Za difuzno komercialno razsvetljavo je bolj primerna običajna razsvetljava. LED trak luči ali ravnilo, nameščeno po obodu telesa svetilke pod difuzorjem. Matrice COB se precej dobro obnašajo tudi v uličnih reflektorjih z močjo do 50 vatov.

SMD za industrijske kupolaste luči nad 50 W

Kar zadeva razsvetljavo industrijskih podjetij, na primer v industrijskih LED svetilkah zvonec
Skoraj nemogoče je najti matriko COB (glej sliko na desni) pri svetovno znanih naprednih proizvajalcih, čeprav so pred nekaj leti vsi imeli radi takšne poskuse.

Industrijske LED dome sijalke z matriko COB so veliko cenejše kot sijalke s SMD diodno ploščo, kot so industrijske dome sijalke.

To je posledica dejstva, da matrika COB z diodami istega proizvajalca stane 30-50% manj, kar zmanjša stroške svetilke. Slaba stran, po ocenah najbolj znanih proizvajalcev industrijske in ulične razsvetljave, je pogosta zamenjava matrik COB pod garancijo, če je moč svetilke večja od 50 W.

V eni od tovarn, s katerimi sodelujemo, so nam povedali zgodbo, kako so industrijsko LED svetilko na zvonec s kakovostnim sistemom odvajanja toplote in kakovostno COB diodo pustili prižgano s čipom na mizi in v 2 urah je miza zagorela.

Prava izkušnja

Iz naše osebne prakse poznamo zgodbo, kako je energetik v velikem podjetju, da bi prihranil denar na račun kakovosti, kupil industrijske dome sijalke s COB diodami in zdaj mora za svojo napačno odločitev plačati: vsako leto. zamenjati diodne plošče v 15-20% svetilk.

Da ga nadrejeni ne bi kdaj zmerjali zaradi napačne izbire, zahteva, da mu namesto matric COB zaračunajo fluorescentne sijalke in razni električni potrošni material, da prikrije realne stroške.

Degradacija COB diode

Ne smemo pozabiti tudi na realno degradacijo diod pri močnostnih industrijskih svetilih, ki je po opažanjih uporabnikov večja pri močnejših svetilih s COB elementi. Toda zelo redko kdo izvaja letne meritve osvetljenosti prostorov.

Ponarejanje diod: Kako prepoznati brezvestne proizvajalce industrijskih svetil?

Učinek bleščanja diod COB

Druga ugotovitev uporabnikov je dejstvo, da industrijske kupolaste luči COB LED v skladiščih in delavnicah proizvajajo močnejši učinek bleščanja, kar osebju otežuje delo na višini.

Strokovno mnenje: »Naše mnenje: LED svetila z matriko COB so Najboljša odločitev za poudarjene svetilke in svetilke srednje moči do 50 W. Edina izjema so večmodulni sistemi, pri katerih je vsak modul ločena COB matrika zmerne moči. Za razsvetljavo nad 50 vatov je bolje uporabiti industrijske zvončaste svetilke z matriko SMD. Poleg tega, večje kot je število diod na 1 vat moči, tem bolje,« pravi Alexey Frolov, inženir razsvetljave pri Grandenergoproekt.