LED svetilka na cob tehnologiji. 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 prodaji so visokotehnološki dragi modeli svetilk in reflektorjev. garancijski rok kar je 3-7 let, in poceni LED izdelke, ki verjetno ne bodo delovali brez okvar vsaj 1 leto. Poskusimo razumeti ta niz predlogov.

Od kod prihajajo poceni "obrti" za enkratno uporabo?

Čeprav se zdi paradoksalno - stranka sama je kriva za prisotnost velikega števila ponudb poceni LED svetilk potrošniškega razreda, saj je glavno merilo izbire za stranko strošek.

Ponavlja se situacija, kot je bila prej: če bo povpraševanje po poceni izdelkih, bodo ponudbo zagotovili tudi proizvajalci iz srednjega kraljestva! Ker nihče nima monopola nad uvozom iz Kitajske, začnejo konkurenti od proizvajalcev zahtevati stalno, serijo za serijo, zniževanje nabavnih cen, da bi preprosto dosegli konkurente 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 zmogljivost, zanesljivost itd. - samo za prodajo svetlobne opreme z minimalno garancijsko dobo. In to kljub dejstvu, da je za LED napovedal nor čas delovanja - od 50 do 100 tisoč ur.

Kaj je COB

Tehnologija COB, v zadnjem času MCOB (Multi Chip-on-Board) - v prevodu pomeni "Crystal On Board". Velja za najbolj napredno tehnologijo LED do sedaj.

Na kratko lahko opišemo takole: postavitev kristalov na ploščo brez ohišij in keramičnih podlag ter pokritje vseh teh kristalov s skupno fosforno plastjo. LED kristali se nahajajo zelo blizu drug drugega - gostota namestitve lahko doseže 70 kristalov na 1 cm 2, tj. kristali se tako rekoč zlijejo v eno polje in sij matrice se izkaže za zelo enoten, posamezne točke kristalov so nerazločne.

Pomemben plus tehnologije je kakovost oddane svetlobe. Predmeti, osvetljeni s svetilkami na matriki COB, imajo zaradi enakomerne porazdelitve svetlobnega toka jasno mejo sence. Svetilke na SMD LED se žal ne morejo pohvaliti s takšnim kontrastom zaradi velikega števila posameznih kristalov in reflektorjev, ki so v prostoru zelo ločeni.

Energijska učinkovitost matric COB lahko doseže 170 Lm/W.

Prednosti COB

Glavne prednosti tehnologije MCOB so:

1. Visoka svetlobna moč (več kot 100 lm/W);
2. Sposobnost doseganja visoke intenzivnosti svetlobnega toka z relativno majhno velikostjo;
3. Združljiv z različnimi gonilniki, vklj. z zatemnitvijo;
4. Enakomernost svetlobnega toka, brez 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 zmogljive matrice COB, kar je težko zagotoviti, saj je površina matrice majhna, odvečno toploto pa je težko odstraniti iz majhne kontaktne površine.

Tu je zanka: poceni in zato na začetku nekakovostna COB matrika, nameščena na hladilnem radiatorju brez ustreznega prileganja in obdelave vmesnih površin, ni dovolj ohlajena, se začne pregrevati in na koncu pregori.

Kot potrditev lahko navedemo naslednje dejstvo: ne tako dolgo nazaj smo prejeli 57 LED reflektorji(COB) z močjo 100W. Sodeč po njihovem videzu (glej fotografijo), 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 je odpovedal LED gonilnik.

Kaj je SMD

Tehnologija SMD (Surface Mounting Device) - dobesedno se lahko prevede kot "naprava za površinsko montažo".

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 izvedbe. Ta oblika Danes je najpogostejši v razsvetljavi in ​​se uporablja v skoraj vseh vrstah svetlobnih virov.

Do danes je tehnologija SMD najpogostejša pri LED razsvetljavi in ​​se uporablja v skoraj vseh vrstah svetilk.

Ta tehnologija je neposredno ustvarjena za organizacijo močne razpršene razsvetljave, kar dosežemo z distribucijo znatnega števila majhnih LED diod po celotni površini svetilke (do 700 kosov v enem izdelku), kar omogoča, da se ne uporablja morebitna dodatna optika v svetilkah, samo navadna zaščitno steklo telo svetilke. Za povečanje stopnje disperzije (na primer za prostore z računalniško opremo) se uporablja mlečni, prizmatični ali mikroprizmatični difuzor.

Ker so LED diode nameščene na velikem aluminijastem ravnilu in je razdalja med njimi dovolj velika, hlajenje LED diod ne povzroča večjih težav, od tod tudi vzdržljivost SMD ravnil ob ustreznem napajanju.

Od minusov napeljav s SMD linijami je treba opozoriti, da je njihovo popravilo zelo težko, saj če ena LED odpove, celotna linija preneha goreti, in samostojna zamenjava SMD LED je precej zamudna naloga. Že zamenjava celotne linije je finančno draga. Po pravici povedano je treba povedati, da večina proizvajalcev LED svetilk v Rusiji v primeru garancijskega primera zamenja celotno linijo.

Aplikacije COB in SMD

1. Splošni primer

Naredil bi takole razdelek: če oblika ohišja svetilke omogoča postavitev dovolj velikega hladilnega radiatorja, potem lahko uporabite COB LED sijalke in omejite njihovo moč na 30 vatov. Vsa svetlobna oprema z večjo močjo je izključno SMD. Ampak na splošno idealna možnost uvedba LED osvetlitve bo postala .

2. Predmet je šel mimo in pozabil

Če je naloga ravno to - predati predmet in pobegniti, potem morate seveda uporabiti poceni svetilke ali reflektorje na matriki COB visoke moči. Njihov delovni čas bi moral biti dovolj, da se skrijete pred vidnim poljem ... :)

3. Kratek čas delovanja

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 brez strahu izberete COB. Matrica preprosto ne bo imela časa za pregrevanje.

4. Organizacija začasne razsvetljave.

Za organizacijo začasne razsvetljave (na primer na gradbišču pri zaključnih delih) priporočam uporabo reflektorjev COB z močjo 20 - 30 W.

5. Razsvetljava skladišč, industrijskih prostorov

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 na SMD LED trakovih. Pri izbiri napeljave bodite posebno pozorni na prisotnost dobro definiranih 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 ustvarjanje in množično proizvodnjo visokozmogljivih LED diod z belo svetlobo, ki temeljijo na običajnih kristalih, ki oddajajo svetlobo, v obsežni masovni proizvodnji. COB je okrajšava, torej okrajšava prvih črk angleške besedne zveze chip-on-board. V ruščino je preveden 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 postavite ducat svetlečih kristalov v eno škatlo. COB LED to je pravokotna ali okrogla rumena plošča v ohišju s prozornim pokrovom ali prekrita z lečo sekundarne LED optike. Leča oblikuje želeni svetlobni vzorec in ščiti strukturo COB pred prahom, vodo, mehanskimi obremenitvami itd.

Bistvo COB tehnologije

Končni LED kristali brez ohišij so prilepljeni na toplotno prevodno podlago iz umetnega safirja ali spajkani na polprevodniško silicijevo rezino. Čipi so glede na delovno napetost povezani v serijske verige. Za 9 V - 3 kosi, 12 V - 4 kosi. itd. Vezje se napaja s tokom ene magnitude - nazivni delovni za kristale te vrste, na primer 20 mA. Serijske verige so povezane vzporedno, pridobivajo moč ali svetlobni tok. LED čipi modre svetlobe so nato prevlečeni z rumenim fosforjem. Na ta način zbirajo močne LED diode COB.

Kaj pomeni besedna zveza SMD COB LED? To je matrika COB v ohišju SMD. Ta ohišja so zasnovana za avtomatsko namestitev ERE (elektro-radio elementov) neposredno na površino tiskano vezje. COB je niz tehnoloških operacij za izdelavo visoko zmogljivih in težkih LED v obliki ene matrice. Matrica je sestavljena iz več deset ali sto kristalov.

Z naraščajočo močjo LED so proizvajalci začeli iskati načine za izboljšanje odvajanja toplote. Rezultat je tehnologija COB LED, ki vam omogoča ustvarjanje kompaktnih in močnih svetlobnih virov z visoko optično gostoto, od katerih odvečno toploto odvaja ohišje. Te LED diode so vgrajene v svetilke in reflektorje za razsvetljavo industrijskih in stanovanjskih prostorov, arhitekturno razsvetljavo.

V COB-LED so kristali brez telesa in substrata nameščeni blizu drug drugega, zaporedno povezani vzporedno in prekriti z eno plastjo fosforja. Na 1 cm 2 plošče je mogoče postaviti do 70 čipov, posledično se optična gostota bistveno poveča (sijaj je enakomeren, brez pik). Plošča je lahko različnih velikosti, odvečna toplota uhaja skozi ohišje ne glede na število diod.

Oblika modula je lahko pravokotna, kvadratna, okrogla, ovalna, kar vam omogoča, da ga namestite v skoraj vsako svetlobno napravo. Moč je odvisna od območja, visoko svetilnost je mogoče doseči z minimalnimi dimenzijami modula. 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 uporabite miniaturno LED matriko OWL namesto obsežne matrike SMD.

Proces produkcije

Proizvodni proces COB LED je sestavljen iz več korakov:

• proizvodnja substratov;
• nanašanje na njih sestave, ki zagotavlja oprijem;
• namestitev kristalov;
• utrjevanje lepilne prevleke;
• čiščenje s plazmo pred onesnaženjem;
• električna povezava LED;
• prekrivanje kristalov s fosforjem, ki zagotavlja tesnjenje.

Troslojno tiskano vezje: kovinska osnova, dielektrik, tokoprevodna plast.

Dolgo časa izvajanje tehnologije SOW ni bilo dovoljeno zaradi pomanjkanja metode za enakomerno nanašanje lepilne sestave na podlage. Biti mora določene debeline, ni dovoljeno niti povečanje niti zmanjšanje. Pri prvi varianti se prekine toplotni stik s telesom, pri drugi pa se kristali odluščijo.

Leta 2009 je bila predlagana metoda magnetronskega razprševanja (magnetronsko razprševanje), ki omogoča ustvarjanje toplotnega kontakta, ki je po kakovosti boljši od tistega, ustvarjenega na ploščah SMD tiskanih vezij. 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 prepir o tem, kateri je boljši iOS ali Android. Na to vprašanje ni enotnega 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 v komercialnih žarometih. 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 ohišja svetilke pod difuzorjem. Matrike COB se ne obnašajo slabo v uličnih reflektorjih 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 srečati COB-matrico (glej sliko na desni) svetovno znanih naprednih proizvajalcev, čeprav so pred nekaj leti vsi imeli radi takšne poskuse.

Industrijske kupolaste svetilke COB LED so veliko cenejše od svetilk na SMD diodnih ploščah, kot so industrijske kupolaste svetilke.

To je posledica dejstva, da matrika COB z diodami istega proizvajalca stane 30-50% manj, kar zmanjša stroške svetilke. Slaba stran je po ocenah najeminentnejših proizvajalcev industrijske in ulične svetilke pogosta menjava matric COB v garanciji, če je moč svetilke večja od 50 vatov.

V eni izmed tovarn, s katerimi sodelujemo, so nam povedali zgodbo, kako so industrijsko LED svetilko na zvonec s kakovostnim sistemom odvajanja toplote in kakovostno COB diodo pozabili s prižganim čipom na mizi navzdol in čez 2 uri je miza vžgala.

Prava izkušnja

Iz osebnih izkušenj poznamo zgodbo, kako je energetik v velikem podjetju, da bi prihranil na račun kakovosti, kupil industrijske kupolaste svetilke s COB diodami, zdaj pa mora za svojo napačno odločitev plačati: vsak leto zamenjati diodne plošče pri 15-20% svetilk .

Da ne bi dobil očitkov nadrejenih, da se je takrat zmotil, ga prosi, naj mu namesto COB matric izstavi račun za fluorescenčne sijalke in razni električni potrošni material, da bi prikril dejanske stroške.

Razgradnja COB diod

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 opravlja letne meritve osvetlitve prostora.

Ponarejene diode: Kako prepoznati brezvestne proizvajalce industrijskih svetilk?

Slepi učinek diod COB

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

Strokovno mnenje: »Naše mnenje: svetila COB LED so najboljša rešitev za poudarjeno razsvetljavo in svetila z zmerno močjo do 50W. Edina izjema so večmodulni sistemi, pri katerih je vsak modul ločena COB matrika zmerne moči. Za osvetlitev več kot 50 vatov je bolje uporabiti industrijske zvončaste svetilke z matriko SMD. Še več, več diod na 1 vat moči, tem bolje,« pravi Aleksej Frolov, inženir za razsvetljavo pri Grandenergoproektu.