COB-tyyppisten LEDien kuvaus

Vähän aikaa sitten markkinat alkoivat täyttyä COB-tekniikalla valmistetuista LED-valoista. Välittömästi näiden tuotteiden ilmestymisen jälkeen niitä koskevat tiedot alkoivat saada myyttien luonteen. Tämä katsaus on yritys erottaa totuus fiktiosta ja markkinoijien tempuista.

Mikä on COB LED

SMD-ledien tulosta lähtien tekniikka ei ole pysynyt paikoillaan. Monien valmistajien kehittäjät ovat ratkaisseet valaistuslaitteiden koon pienentämiseen, valotehokkuuden lisäämiseen, asennustekniikan, kokoonpanon jne. yksinkertaistamiseen ja kustannusten alentamiseen liittyvän ongelman. On vaikea sanoa, kuka keksi ensimmäisenä ajatuksen siitä, että jokaista p-n-liitosta ei suljeta erilliseen fosforipinnoitettuun koteloon, vaan useita arsenidi-gallium-kiteitä sijoitetaan yhteen kuoreen. Ensimmäinen näyte tällaisesta tuotteesta ilmestyi markkinoille vuonna 2003 Citizen Electronicsilta.

Ajatus osoittautui läpimurroksi. Edellä mainittujen ongelmien ratkaisemisen lisäksi säteilevät elementit voitiin keskittää suhteellisen pienelle alueelle, jolloin valon sironta väheni. Teknologiaa kutsutaan nimellä COB (chip-on-board). Ehkä tarkempi käännös olisi "elementti laudalla" tai "kristalli laudalla".

COB-kokoonpanot eri muodoissa.

Tämän periaatteen mukaisesti valmistettujen matriisien vapauttamista haittasi pitkään se, että ledien liimaaminen alustaan oli monimutkaista. Liiman paksuus oli kalibroitava tarkasti: kerroksen paksuuden pienentäminen johti liimauslujuuden heikkenemiseen, paksuuden kasvattaminen johti lämmönsiirtotehokkuuden heikkenemiseen. Vuonna 2009 tämä ongelma ratkaistiin, ja COB-teknologia aloitti voittokulkunsa valaistusteknologian maailmassa.

Tällä periaatteella valmistettu moduuli sisältää matriisin LED-valoja ilman koteloita, jotka on sijoitettu pohjalle. Koska kuoria ei ole, säteilevien elementtien tiheyttä on voitu lisätä ja kirkkautta pinta-alayksikköä kohti kasvattaa. Joissakin tapauksissa LEDit on kapseloitu läpinäkyvään yhdisteeseen lujuuden lisäämiseksi. Kuoren yläosa on päällystetty fosforilla.

COB-matriisikokoonpanon substraatti.

Painettu piirilevy valmistetaan tavanomaista tekniikkaa käyttäen, ja se koostuu johtavista kappaleista, jotka on sijoitettu dielektriselle alustalle. Sen alle liimataan hyvin lämpöä johtava metallilevy, ja tuote on valmis.

Tärkeää! Useimmissa tapauksissa tavallinen jäähdytyselementti ei riitä varmistamaan ledien normaalia käyttölämpötilaa. On käytettävä ylimääräistä ulkoista jäähdytyselementtiä.

Seuraavassa taulukossa esitetään 0,762*0,762 mm:n sirukoolla varustettujen matriisien tyypilliset valovirran arvot tehosta riippuen.

Todelliset luvut voivat hieman vaihdella lisäolosuhteista johtuen.

Tyypit

Markkinoille on hiljattain tullut COB-LED:iä, joissa on integroitu ajuri. "Aluksella" nyt paitsi matriisi, mutta myös tasasuuntaaja elementtejä, sekä siru vakauttaa virran läpi säteileviä elementtejä. Kuten nähdään, lisäelementtejä ei ole piilotettu yhteisen kotelon alle, vaan ne on asennettu erilliselle levylle ja integroitu moduuliin.

Tasasuuntaajalla ja ohjaimella varustettu matriisi.

Tämäntyyppinen COB-teknologian LED on yksi yksikkö, johon jää vain syöttöjännite.

Toimintaperiaate ja ominaisuudet

COB-LEDit eivät perustu mihinkään uuteen toimintaperiaatteeseen. Niissä käytetään samaa p-n-liitäntää, joka on valmistettu galliumarsenidista, indiumfosfidista tai muista materiaaleista. Sama perusvarauksen rekombinaatio, jossa emittoituu valokvantti, kun siihen kohdistetaan suora jännite. Sama monokromaattinen valo, jonka spektri on kapea. Samat periaatteet, joilla tuotetaan saavuttamattomissa olevia värejä - kun virta kytketään, LEDien säteily (optisella alueella tai UV-valossa) käynnistää fosforin luminesenssin. Tämän tunnetun prosessin avulla voidaan tuottaa värejä, joita ei voida saavuttaa suoraan hehkuttamalla puolijohdekytkentöjä. Ongelmana on myös lämmöntuotto. Elementtien uutuus piilee ainoastaan tuotantotekniikassa, joka voi nostaa valoa säteilevät laitteet uudelle kuluttajatasolle.

Hallinnointi

COB-LED:n ohjaus perustuu syöttöjännitteen kytkemiseen, eikä tässä suhteessa ole mitään perustavanlaatuista eroa tavanomaisiin laitteisiin verrattuna. Tällainen elementti voidaan kytkeä päälle tai pois päältä:

• Käsikäyttöinen kytkin sopivaa jännitettä varten;
• sähkömagneettinen rele tai käynnistin;
• elektroninen kytkin (transistori, tyristori).

Ainoa asia, joka on pidettävä mielessä, on se, että tällaisen ledin teho voi olla jopa 100 W ja käyttöjännite 220 V. Kytkentäelementillä on oltava asianmukaiset parametrit.

Suositeltu katselukulma: COB led vs. smd ledi

Edut ja haitat

Tärkeää! Koska COB-LED-tuotanto on halpaa, nämä haitat menettävät vähitellen merkityksensä. Suuntaus on kohti sitä, että matriisin korvaaminen on taloudellisempaa kuin sen uudelleenrakentaminen.

Tuottajien ilmoitukset suuremmasta valotehokkuudesta suhteessa uusista tuotantoperiaatteista johtuvaan tehoon ovat todennäköisesti markkinointikikkoja. On jo todettu, että COB-matriisit eivät perustu uusiin toimintaperiaatteisiin. Valotehokkuuden jonkinasteinen kasvu voi liittyä fosforien ja puolijohdekiteiden tuotantotekniikoiden luonnolliseen kehitykseen.

Elinikäinen

COB-matriisivalmistajien mukaan keskimääräinen käyttöikä on noin 30 000 tuntia. Tämä on noin 3,5 vuotta jatkuvaa toimintaa. Perinteisten LED-valojen kohdalla tämä aika ilmoitetaan tavallisesti 50 000 tunniksi (5,5 vuotta) teknisissä tiedoissa. Usein todetaan, että COB-elementtien luotettavuus on alhainen. Uusien valoa säteilevien laitteiden toiminnasta ei ole vielä kertynyt kokemusta. Kaikki luvut perustuvat laskelmiin, joissa ei useinkaan oteta huomioon käyttöolosuhteita. On myös epätodennäköistä, että yksikään valmistaja olisi tehnyt useita vuosia kestäviä todellisia testejä. Niissä ei ole mitään järkeä, sillä uudet teknologiat ja materiaalit tulevat sillä välin.

On otettava huomioon, että molempien osien takuuaika on asetettu suunnilleen samalle tasolle eli noin 15 000 tunniksi. Kaikki muu on ennustamista ja puhdasta markkinointia. Sen vuoksi kaikki nykyiset käyttöikää koskevat tiedot ovat luonteeltaan ilmoituksia, ja niihin on suhtauduttava varovaisesti.

COB LED-valaisin

Uuden tekniikan etuna on myös se, että sen avulla voidaan valmistaa kaikenkokoisia ja -muotoisia matriiseja. Useimmissa tapauksissa on saatavana pyöreitä ja suorakulmaisia (neliön muotoisia) laitteita, joista voidaan valmistaa erilaisia valaisinkokoonpanoja.

COB-LED-lamppu.

Maissi-valaisin, joka on saanut nimensä viljan jyviä muistuttavien erillisten elementtien vuoksi, on saanut uuden ilmeen. Nyt hehkuvia pisteitä ei ole, pinta on muuttunut kiinteäksi ja päästö on tasaisempi. Tällaisten lamppujen kokoa rajoittavat nykyisin matriisin mekaanisen lujuuden vaatimukset, mutta toivotaan, että tekniikan kehittyminen lähitulevaisuudessa ohittaa tämän ongelman.

LED-valaisin 6 matriisilla.

Tällaisia matriiseja käyttävässä LED-valaisimessa voi olla joko yksi säteilevä elementti tai useita - riippuen vaaditusta luminanssin kirkkaudesta. Mainittujen kokorajoitusten vuoksi ei ole vielä saatavilla yhtä matriisia, joka korvaisi useita pienempiä valaisimia.

Kytkentäkaavio

Johdotus riippuu matriisin rakenteesta. Jos kyseessä on pelkkä elementtien rinnakkaisketju, ne on kytkettävä kotimaiseen yksivaiheiseen 220 V:n verkkoon tasasuuntaajan tai ohjaimen kautta sopivalle jännitteelle ja virralle, aivan kuten tavalliset yksittäiset ledit tai kokoonpanot.

Matrixin kytkentäkaavio.

Jos tasasuuntaaja ja ohjain ovat "mukana", kytkentä ei poikkea tavallisesta hehkulampusta. Esimerkiksi jo mainitussa "maississa" on vakiomallinen pistorasia pistorasiaan ruuvaamista varten.

Pinout

LED, kuten tavallinen diodi, on laite, joka johtaa virtaa toiselle puolelle. Siksi kytkennässä on noudatettava oikeaa napaisuutta. Anodi on kytkettävä virtalähteen plus-puolelle ja katodi miinuspuolelle.

COB-kokoonpanon nastojen osoittaminen.

COB-matriisin nastojen jako on helppo tunnistaa - merkinnät on kiinnitetty suoraan koteloon. Nastat on merkitty merkinnöillä "+" ja "-". Jos kokoonpano voidaan kytkeä suoraan vaihtojännitepiiriin, nastat merkitään L (vaihe) ja N (nolla).

On olemassa käsitys, että COB-tekniikalla valmistetut valaisimet korvaavat SMD-ledit kokonaan lähitulevaisuudessa. Itse asiassa tämä on epätodennäköistä. Loppujen lopuksi SMD-komponentit eivät ole täysin syrjäyttäneet SMD-komponentteja, mutta ne ovat syrjäyttäneet ne merkittävästi. Todennäköisesti tilanne on sama kuin täällä - kukin teknologia tulee valtaamaan oman markkinarakonsa.