Описание на светодиодите тип COB
Неотдавна пазарът започна да се пълни със светодиодни лампи, изработени по технологията COB. Непосредствено след появата на тези продукти информацията за тях започва да придобива характер на митове. Този преглед е опит да се отдели истината от измислицата и триковете на търговците.
Какво представлява светодиодът COB
Откакто се появиха SMD светодиодите, инженерството не е спряло. Разработчиците на много производители са решили проблема с намаляването на размерите на осветителното оборудване, увеличаването на светлинната му ефективност, опростяването и намаляването на разходите за технология на монтаж, сглобяване и др. Трудно е да се каже кой пръв е стигнал до идеята всеки p-n преход да не се затваря в отделен корпус с фосфорно покритие, а да се поставят няколко арсенидно-галиеви кристала в един корпус. Но първият образец на такъв продукт се появява на пазара през 2003 г. от Citizen Electronics.
Идеята се оказва пробив. В допълнение към разрешаването на горепосочените проблеми, беше възможно да се концентрират излъчващите елементи на сравнително малка площ и да се получи по-малко разсейване на светлината. Технологията се нарича COB - чип върху платка. Може би по-точният превод би бил "елемент върху дъска" или "кристал върху дъска".
Дълго време пускането на пазара на матрици, направени на този принцип, беше възпрепятствано от сложността на залепването на светодиодите върху основата. Дебелината на лепилото трябва да бъде строго калибрирана: намаляването на дебелината на слоя води до намаляване на якостта на залепване, а увеличаването на дебелината води до намаляване на ефективността на разсейване на топлината. През 2009 г. този проблем беше решен и COB-технологията започна своя триумфален поход в света на осветителните технологии.
Модулът, произведен на този принцип, съдържа матрица от светодиоди без корпуси, разположени върху основата. Благодарение на липсата на черупки е възможно да се увеличи плътността на излъчващите елементи и да се увеличи яркостта на единица повърхност. В някои случаи светодиодите са капсулирани в прозрачно съединение за по-голяма здравина. Горната част на корпуса е покрита с фосфор.
Печатната платка е изработена по конвенционална технология и се състои от проводящи писти, разположени върху диелектричен субстрат. Отдолу се залепва метална плоча с висока топлопроводимост и продуктът е готов.
Важно! В повечето случаи стандартният радиатор не е достатъчен, за да осигури нормална работна температура на светодиодите. Трябва да се използва допълнителен външен радиатор.
Типичните стойности на светлинния поток на матрици с размер на чипа 0,762*0,762 mm в зависимост от мощността са показани в таблицата по-долу.
| Електрическа мощност, W | Брой елементи, бр. | Светлинен поток, lm |
| 10 | 9 | 450-550 |
| 30 | 30 | 1800-2200 |
| 50 | 50 | 2550-2750 |
| 100 | 100 | 4500-5500 |
Действителните стойности могат да се различават леко поради допълнителни условия.
Видове
Наскоро на пазара се появиха COB светодиоди с вградени драйвери. "На борда" вече е не само матрицата, но и токоизправителни елементи, както и чип за стабилизиране на тока през излъчващите елементи. Както се вижда, допълнителните елементи не са скрити под общ корпус, а са монтирани на отделна платка и са интегрирани в модула.
Този тип светодиод с технология COB представлява едно цяло, за което остава само захранващото напрежение.
Принцип на работа и характеристики
COB светодиодите не разчитат на нови принципи на работа. Те използват един и същ p-n преход от галиев арсенид, индиев фосфид или други материали. Същата основна рекомбинация на заряди с излъчване на светлинен квант при прилагане на директно напрежение. Същата монохроматична светлина с тесен спектър. Същите принципи за създаване на недостъпни цветове - при подаване на захранване излъчването от светодиодите (в оптичния диапазон или в ултравиолетовия диапазон) инициира луминесценция на фосфора. Този познат процес дава възможност за получаване на цветове, които не могат да бъдат постигнати чрез директно нажежаване на полупроводникови преходи. Съществува и проблемът с разсейването на топлината. Новостта на елементите се крие единствено в технологията на производство, която може да изведе светлоизлъчващите устройства на ново потребителско ниво.
Управление на
Управлението на COB LED се свежда до превключване на захранващото напрежение и в това отношение няма съществена разлика с конвенционалните устройства. Такъв елемент може да се включва или изключва:
- Ръчен превключвател за съответното напрежение;
- електромагнитно реле или стартер;
- електронен ключ (транзистор, тиристор).
Единственото, което трябва да се има предвид, е, че мощността на такъв светодиод може да бъде до 100 W, а работното напрежение е 220 V. Превключващият елемент трябва да има подходящи параметри.
Препоръчителен ъгъл на гледане: COB led vs. smd led
Предимства и недостатъци
Важно! Като се има предвид евтиното производство на COB LED, тези недостатъци постепенно губят значението си. Тенденцията е да се стигне до момента, в който става по-икономично да се замени матрицата, отколкото да се реконструира.
Декларациите на производителите за по-висока светлинна ефективност по отношение на мощността, дължаща се на новите принципи на производство, най-вероятно трябва да се приписват на маркетингови трикове. Вече беше отбелязано, че матриците COB не се основават на нови принципи на работа. Известно увеличение на светлинната ефективност може да се свърже с естественото развитие на технологиите за производство на луминофори и полупроводникови кристали.
Живот
Производителите на COB матрици посочват среден живот от приблизително 30 000 часа. Това е около 3,5 години непрекъсната работа. При конвенционалните светодиоди този период обикновено се посочва в спецификациите като до 50 000 часа (5,5 години). Често се стига до заключението, че надеждността на COB елементите е ниска. Всъщност все още не е натрупан опит в експлоатацията на нови светлоизлъчващи устройства. Всички цифри са получени от изчисления, които често не отчитат работните условия. А и е малко вероятно някой производител да е провел реални тестове с продължителност няколко години. Няма смисъл от тях - през това време ще навлязат нови технологии и материали.
Трябва да се има предвид, че гаранционните срокове и за двата елемента са определени приблизително на едно и също ниво - около 15 000 часа. Всичко извън това е прогнозиране и чист маркетинг. Поради това цялата информация за експлоатационния живот днес има характер на декларация и трябва да се разглежда с повишено внимание.
LED лампа COB
Друго предимство на новата технология е, че могат да се произвеждат матрици с всякакви форми и размери. В повечето случаи се предлагат кръгли и правоъгълни (квадратни) устройства, от които могат да се направят различни конфигурации на лампите.
Лампата за царевица, получила името си заради дискретните елементи, наподобяващи зърната на културата, е придобила нов облик. Сега няма светещи точки, повърхността е станала твърда и излъчването е по-равномерно. Размерът на такива лампи понастоящем е ограничен от изискванията за механична якост на матрицата, но се надяваме, че развитието на технологиите в близко бъдеще ще заобиколи този проблем.
Светодиодният осветител, използващ такива матрици, може да има както един, така и няколко излъчващи елемента - в зависимост от необходимата яркост на светене. Все още не е налична единична матрица, която да замества няколко по-малки осветителни тела, поради споменатите ограничения на размера.
Схема на свързване
Окабеляването зависи от конструкцията на матрицата. Ако става дума за паралелни вериги от елементи, те трябва да бъдат включени към еднофазна битова мрежа 220 V чрез изправител или драйвер за съответното напрежение и ток, както обикновените единични светодиоди или сглобки.
Ако на борда има токоизправител и драйвер, връзката не се различава от тази на обикновена лампа с нажежаема жичка. Споменатата вече "царевица", например, има стандартна букса за завинтване в гнездото.
Разпределението на контактите
Светодиодът, както и обикновеният диод, е устройство, което провежда ток от едната страна. Затова при свързване трябва да се спазва полярността. Анодът трябва да се свърже към плюсовата страна на захранването, а катодът - към минусовата.
Разпределението на изводите на матрицата COB е лесно за идентифициране - маркировките са нанесени директно върху корпуса. Щифтовете са обозначени с "+" и "-". Ако блокът може да бъде свързан директно към верига с променливо напрежение, изводите са обозначени като L (фаза) и N (нула).
Съществува мнението, че осветителните елементи, произведени с технологията COB, в близко бъдеще напълно ще заменят SMD светодиодите. Всъщност е малко вероятно това да се случи. В края на краищата SMD-компонентите не са заменили напълно SMD-компонентите, но са ги изтласкали значително. Най-вероятно и тук ситуацията ще бъде същата - всяка технология ще заема своя собствена ниша.