Descripción de los LEDs tipo COB
No hace mucho, el mercado comenzó a llenarse de luces LED fabricadas con tecnología COB. Inmediatamente después de la aparición de estos productos, la información sobre ellos comenzó a adquirir el carácter de mitos. Esta revisión es un intento de separar la verdad de la ficción y los trucos de los comerciantes.
Qué es un LED COB
Desde la aparición de los LED SMD, la ingeniería no se ha detenido. Los desarrolladores de muchos fabricantes han resuelto el problema de reducir el tamaño de los equipos de iluminación, aumentar la eficacia luminosa, simplificar y reducir el coste de la tecnología de montaje, el ensamblaje, etc. Es difícil saber a quién se le ocurrió primero la idea de no encerrar cada unión p-n en una caja separada recubierta de fósforo, sino de colocar varios cristales de arseniuro de galio en una sola carcasa. Pero la primera muestra de este producto apareció en el mercado en 2003 de la mano de Citizen Electronics.
La idea resultó ser un gran avance. Además de resolver los problemas mencionados, se consiguió concentrar los elementos radiantes en una zona relativamente pequeña y obtener una menor dispersión de la luz. La tecnología se denomina COB (chip-on-board). Tal vez una traducción más precisa sería "elemento en una tabla" o "cristal en una tabla".
Durante mucho tiempo, la liberación de las matrices fabricadas según este principio se vio obstaculizada por la complejidad de pegar los LED en el sustrato. El grosor del adhesivo debe calibrarse estrictamente: una reducción de la capa conlleva una reducción de la fuerza de adhesión, un aumento conlleva una reducción de la eficiencia de disipación del calor. En 2009 se resolvió este problema y la tecnología COB comenzó su marcha triunfal en el mundo de la tecnología de iluminación.
Un módulo fabricado según este principio contiene una matriz de LEDs sin carcasa, colocados en la base. Gracias a la ausencia de cáscaras se ha podido aumentar la densidad de los elementos radiantes y aumentar la luminosidad por unidad de superficie. En algunos casos, los LED se encapsulan en un compuesto transparente para reforzarlos. La parte superior de la carcasa está recubierta de fósforo.
La placa de circuito impreso se fabrica con tecnología convencional y consiste en pistas conductoras dispuestas sobre un sustrato dieléctrico. Se pega una placa metálica de alta conductividad térmica por debajo y el producto queda terminado.
¡Importante! En la mayoría de los casos, el disipador de calor estándar no es suficiente para garantizar una temperatura de funcionamiento normal de los LED. Debe utilizarse un disipador de calor externo adicional.
Los valores típicos del flujo luminoso de las matrices con tamaño de chip de 0,762*0,762 mm en función de la potencia se muestran en la siguiente tabla.
| Potencia eléctrica, W | Número de elementos, pcs. | Flujo luminoso, lm |
| 10 | 9 | 450-550 |
| 30 | 30 | 1800-2200 |
| 50 | 50 | 2550-2750 |
| 100 | 100 | 4500-5500 |
Las cifras reales pueden variar ligeramente debido a condiciones adicionales.
Tipos
Recientemente han aparecido en el mercado LEDs COB con drivers integrados. "A bordo" ahora no sólo la matriz, sino también elementos rectificadores, así como un chip para estabilizar la corriente a través de los elementos emisores. Como puede verse, los elementos adicionales no están ocultos bajo una carcasa común, sino que están montados en una placa independiente e integrados en el módulo.
Este tipo de LED con tecnología COB es una sola unidad, a la que sólo le queda la tensión de alimentación.
Principio de funcionamiento y características
Los LEDs COB no se basan en ningún nuevo principio de funcionamiento. Utilizan la misma unión p-n de arseniuro de galio, fosfuro de indio u otros materiales. La misma recombinación de carga básica con emisión de un quantum de luz cuando se aplica una tensión directa. La misma luz monocromática de espectro estrecho. Los mismos principios de producción de colores inaccesibles: cuando se aplica energía, la radiación de los LED (en la gama óptica o UV) inicia la luminiscencia del fósforo. Este proceso conocido permite producir colores que no se pueden conseguir mediante uniones semiconductoras brillantes directamente. También existe el problema de la disipación del calor. La novedad de los elementos reside únicamente en la tecnología de producción, que puede llevar los dispositivos emisores de luz a un nuevo nivel de consumo.
Gestión de
El control de un LED COB se reduce a la conmutación de la tensión de alimentación, y en este sentido no hay ninguna diferencia fundamental con los dispositivos convencionales. Este elemento se puede activar o desactivar:
- Un interruptor manual para la tensión adecuada;
- relé electromagnético o arrancador;
- interruptor electrónico (transistor, tiristor).
Lo único que hay que tener en cuenta es que la potencia de un LED de este tipo puede ser de hasta 100 W y la tensión de funcionamiento es de 220 V. El elemento de conmutación debe tener los parámetros adecuados.
Ángulo de visión recomendado: COB led vs. smd led
Ventajas y desventajas
¡Importante! Dado el abaratamiento de la producción de LEDs COB, estas desventajas van perdiendo importancia. La tendencia es que resulte más económico sustituir la matriz que reconstruirla.
Las declaraciones de los productores sobre una mayor eficacia luminosa en relación con la potencia debida a los nuevos principios de producción, muy probablemente, deben atribuirse a estratagemas de marketing. Ya se ha señalado que las matrices COB no se basan en nuevos principios de funcionamiento. Y cierto aumento de la eficacia luminosa puede estar relacionado con el desarrollo natural de las tecnologías de producción de fósforos y cristales semiconductores.
De por vida
Los fabricantes de matrices COB declaran una vida media de aproximadamente 30.000 horas. Esto supone unos 3,5 años de funcionamiento continuo. En el caso de los LED convencionales, este periodo suele indicarse en las especificaciones como de hasta 50.000 horas (5,5 años). A menudo se concluye que la fiabilidad de los elementos COB es baja. De hecho, aún no se ha acumulado experiencia en el funcionamiento de los nuevos dispositivos emisores de luz. Todas las cifras se derivan de cálculos que a menudo no tienen en cuenta las condiciones de funcionamiento. Y es poco probable que ningún fabricante haya realizado pruebas en la vida real que duren varios años. No tiene sentido, ya que durante este tiempo llegarán nuevas tecnologías y materiales.
Hay que tener en cuenta que los periodos de garantía de ambos elementos se fijan aproximadamente en el mismo nivel: unas 15.000 horas. Todo lo que vaya más allá es previsión y puro marketing. Por lo tanto, toda la información sobre la vida útil actual tiene carácter de declaración y debe tratarse con precaución.
Lámpara LED COB
Otra ventaja de la nueva tecnología es que se pueden producir matrices de cualquier forma y tamaño. En la mayoría de los casos se dispone de dispositivos redondos y rectangulares (cuadrados), a partir de los cuales se pueden realizar diferentes configuraciones de lámparas.
La lámpara de maíz, que recibió su nombre por los discretos elementos que se asemejan a los granos de la cosecha, ha recibido un nuevo aspecto. Ahora no hay puntos brillantes, la superficie se ha vuelto sólida y la emisión es más uniforme. En la actualidad, el tamaño de estas lámparas está limitado por los requisitos de resistencia mecánica de la matriz, pero se espera que el desarrollo de la tecnología en un futuro próximo sortee este problema.
El iluminador LED que utiliza este tipo de matrices puede tener un elemento radiante o varios, en función de la luminosidad requerida. Una única matriz que sustituya a varias luminarias de menor tamaño no está todavía disponible debido a las limitaciones de tamaño mencionadas.
Diagrama de cableado
El cableado depende del diseño de la matriz. Si sólo se trata de una cadena de elementos en paralelo, deben conectarse a una red doméstica monofásica de 220 V mediante un rectificador o un controlador para la tensión y la corriente adecuadas, al igual que los LEDs o conjuntos comunes.
Si un rectificador y un conductor están "a bordo", la conexión no difiere de la de una lámpara incandescente normal. El ya mencionado "maíz", por ejemplo, tiene un enchufe estándar para atornillar en la toma.
La distribución de las clavijas
Un LED, como un diodo normal, es un dispositivo que conduce la corriente hacia un lado. Por lo tanto, debe respetarse la polaridad al realizar la conexión. El ánodo debe conectarse al lado positivo de la fuente de alimentación y el cátodo al lado negativo.
La asignación de pines de la matriz COB es fácil de identificar: las marcas están aplicadas directamente en la carcasa. Las clavijas están marcadas con "+" y "-". Si el conjunto puede conectarse directamente a un circuito de tensión alterna, las clavijas están etiquetadas como L (fase) y N (neutro).
Existe la percepción de que los elementos de iluminación fabricados con tecnología COB sustituirán por completo a los LED SMD en un futuro próximo. De hecho, es poco probable que esto ocurra. Al fin y al cabo, los componentes SMD no han sustituido por completo a los componentes SMD, pero los han desplazado de forma significativa. Lo más probable es que aquí se dé la misma situación: cada tecnología ocupará su propio nicho.