Opis LED diod tipa COB
Ne tako dolgo nazaj so trg začele polniti LED-svetilke, izdelane po tehnologiji COB. Takoj po pojavu takšnih izdelkov so informacije o njih začele pridobivati značaj mitov. Ta pregled je poskus ločevanja resnice od fikcije in marketinških trikov.
Kaj je COB LED
Od prihoda SMD LED, inženiring ne miruje. Razvijalci številnih proizvajalcev so rešili težave z zmanjšanjem velikosti svetlobne opreme, povečanjem svetlobne moči, poenostavitvijo in znižanjem stroškov namestitve, montaže itd. Zdaj je težko ugotoviti, kdo je prvi prišel na idejo, da ne bi vsakega p-n stičišča zaprli v ločeno ohišje, prevlečeno s fosforjem, ampak da bi v eno lupino postavili več kristalov galijevega arzenida. Toda prvi vzorec takšnih izdelkov se je na trgu pojavil leta 2003 pri Citizen Electronics.
Ideja se je izkazala za preboj. Poleg reševanja zgornjih problemov je postalo mogoče koncentrirati sevalne elemente na relativno majhno površino in pridobiti manj razprševanja svetlobe.Ta tehnologija se imenuje COB - chip-on-board, "chip on board". Morda bi bil bolj natančen prevod besedna zveza "element na plošči" ali "kristal na plošči".
Dolgo časa je bila proizvodnja matrik, izdelanih po tem principu, omejena zaradi kompleksnosti lepljenja LED na substrat. Debelino lepila je treba strogo preveriti: zmanjšanje plasti vodi do zmanjšanja trdnosti pritrditve, povečanje vodi do zmanjšanja učinkovitosti odvajanja toplote. Leta 2009 je bil ta problem rešen in tehnologija COB je začela svoj zmagoslavni pohod skozi svet svetlobne tehnike.
Modul, izdelan po tem principu, vsebuje matriko LED brez ohišij, nameščenih na podstavku. Zaradi odsotnosti lupin je bilo mogoče povečati gostoto sevalnih elementov in povečati svetlost, odvzeto s površine enote. V nekaterih primerih so LED diode napolnjene s prozorno spojino za vzdržljivost. Zgornji del lupine je prevlečen s fosforjem.
Tiskano vezje je izdelano po običajni tehnologiji, sestavljeno je iz prevodnih tirov, ki se nahajajo na dielektrični podlagi. Od spodaj je prilepljena kovinska plošča z visoko toplotno prevodnostjo, izdelek pa dobi dodelan videz.
Pomembno! V večini primerov standardni hladilnik ni dovolj za zagotovitev normalne delovne temperature LED diod. Uporabiti je treba dodaten zunanji hladilnik.
Tipične vrednosti svetlobnega toka matrik z velikostjo kristala 0,762 * 0,762 mm, odvisno od moči, so navedene v tabeli.
| Električna moč, W | Število elementov, kos | Svetlobni tok, lm |
| 10 | 9 | 450-550 |
| 30 | 30 | 1800-2200 |
| 50 | 50 | 2550-2750 |
| 100 | 100 | 4500-5500 |
Dejansko se lahko parametri zaradi dodatnih pogojev nekoliko razlikujejo.
Vrste
V zadnjem času so se na trgu pojavile COB LED z vgrajenimi gonilniki. "Na krovu" zdaj ni samo matrika, ampak tudi usmerniški elementi, pa tudi mikrovezje za stabilizacijo toka skozi sevalne elemente. Kot lahko vidite, dodatni elementi niso skriti pod skupnim ohišjem, ampak so nameščeni na ločeni plošči in združeni v modul.
Ta vrsta tehnologije COB LED je ena enota, ki ji ostane samo napajalno napetost.
Načelo delovanja in značilnosti
Nova načela naj ne bi bila osnova za delovanje LED COB. Vse isto p-n stičišče iz galijevega arzenida, indijevega fosfida ali drugih materialov. Ista rekombinacija glavnih nabojev z emisijo svetlobnega kvanta, ko se uporabi enosmerna napetost. Enaka monokromatska svetloba z ozkim spektrom. Ista načela za pridobivanje nedostopnih barv - ko se uporabi moč, sevanje LED diod (v optičnem območju ali UV) sproži sijaj fosforja. Ta dobro znana metoda omogoča pridobivanje barv, ki jih ni mogoče doseči z neposrednim sijajem polprevodniških stikov. Tudi problem odvajanja toplote ni izginil. Novost elementov je le v proizvodni tehnologiji, ki omogoča postavitev svetlobnih naprav na novo potrošniško raven.
Nadzor
Krmiljenje COB LED je odvisno od preklapljanja napajalne napetosti in v tem pogledu ni bistvenih razlik od običajnih naprav. Ta element lahko vklopite in izklopite:
- ročno stikalo za ustrezno napetost;
- elektromagnetni rele ali zaganjalnik;
- elektronski ključ (tranzistor, tiristor).
Upoštevati je treba le, da lahko moč takšne LED diode doseže 100 W, delovna napetost pa 220 V.Preklopni element mora imeti ustrezne parametre.
Priporočeno za ogled: COB led vs smd led
Prednosti in slabosti
Pomembno! Glede na nizke stroške proizvodnje COB LED, te pomanjkljivosti postopoma izgubljajo svoj pomen. Vse gre k temu, da postane bolj stroškovno učinkovito zamenjati matrico, ne pa obnoviti.
Izjave proizvajalcev o povečani svetlobni moči glede na moč zaradi uporabe novih proizvodnih načel najverjetneje gre pripisati trženjskim potezam. Opozorjeno je bilo že, da naj ne bi bila osnova za delovanje matrik COB nobena nova načela. Nekaj povečanja svetlobe je mogoče povezati z naravnim razvojem tehnologij za proizvodnjo fosforjev in polprevodniških kristalov.
Življenska doba
Proizvajalci COB trdijo, da je povprečna življenjska doba približno 30.000 ur. To je približno 3,5 leta neprekinjenega delovanja. Za običajne LED diode v tehničnih specifikacijah je to obdobje običajno navedeno v območju do 50.000 ur (5,5 let).Pogosto se sklepa, da je zanesljivost elementov COB nizka. Pravzaprav se izkušnje z delovanjem novih naprav, ki oddajajo svetlobo, še niso nabrale. Vse številke so izpeljane iz izračunov, ki pogosto ne upoštevajo pogojev delovanja. In malo je verjetno, da je kateri od proizvajalcev opravil več letne teste v resničnem življenju. V njih ni smisla - v tem času bodo prišle nove tehnologije in materiali.
Upoštevati je treba, da so garancijske dobe za te in druge elemente določene približno enako - v območju 15.000 ur. Vse ostalo so napovedi in čisti marketing. Zato so vsi podatki o življenjski dobi danes v naravi deklaracij in jih je treba obravnavati previdno.
COB LED svetilka
Druga prednost nove tehnologije je, da je mogoče izdelati matrice katere koli oblike in velikosti. V večini primerov se proizvajajo okrogle in pravokotne (kvadratne) naprave, iz katerih je mogoče izdelati svetilke različnih konfiguracij.
Svetilka za koruzo, ki je dobila ime po diskretnih elementih, ki spominjajo na zrna pridelka, je dobila novo podobo. Zdaj ni svetlečih točk, površina je postala trdna, sevanje je bolj enakomerno. Velikost takšnih svetilk je zdaj omejena z zahtevami mehanske trdnosti matrice, vendar je upanje, da bo razvoj tehnologij v bližnji prihodnosti omogočil, da se izognemo tej težavi.
LED reflektor, ki uporablja takšne matrike, ima lahko en sevalni element ali več, odvisno od zahtevane svetlosti sijaja. Svetilke zaradi omenjenih dimenzijskih omejitev še niso opremljene z eno matriko, ki nadomešča več manjših.
Žični diagram
Shema povezave je odvisna od izvedbe matrike. Če so to le vzporedne verige elementov, jih je treba povezati z gospodinjskim enofaznim 220 V omrežjem prek usmernika ali gonilnika za ustrezno napetost in tok, kot so navadne posamezne LED diode ali sklopi.
Če sta usmernik in gonilnik "na krovu", se povezava ne razlikuje od običajne žarnice z žarilno nitko. Že omenjena "koruza" ima na primer standardno podlago za vijačenje v kartušo.
Pinout
LED, tako kot običajna dioda, je naprava, ki vodi tok v eni smeri. Zato morate pri povezovanju upoštevati polarnost. Anoda mora biti povezana s pozitivnim izhodom vira energije, katodo - z negativnim.
Preprosto je določiti lokacijo zatičev COB-matrike - oznaka se nanese neposredno na ohišje. Zaključki so označeni s simboloma "+" in "-". Če je sklop mogoče priključiti neposredno na vezje izmenične napetosti, so izhodi označeni z L (faza) in N (nič).
Obstaja mnenje, da bodo svetlobni elementi, izdelani s tehnologijo COB, v bližnji prihodnosti popolnoma nadomestili SMD LED. Pravzaprav se to verjetno ne bo zgodilo. Navsezadnje elementi SMD niso popolnoma nadomestili izhodnih elementov, čeprav so jih znatno pritisnili. Najverjetneje bo tudi tukaj situacija enaka – vsaka tehnologija bo zasedla svojo nišo.