A COB típusú LED-ek leírása
Nemrég a piac kezdett megtelni a COB technológiával készült LED-lámpákkal. Közvetlenül e termékek megjelenése után a róluk szóló információk a mítoszok jellegét kezdték el nyerni. Ez a felülvizsgálat kísérlet arra, hogy elválassza az igazságot a fikciótól és a marketingesek trükkjeitől.
Mi az a COB LED
Az SMD LED-ek megjelenése óta a mérnöki munka nem állt meg. Számos gyártó fejlesztői megoldották a világítóberendezések méretének csökkentését, a fényerősség növelését, a szerelési technológia, az összeszerelés stb. egyszerűsítését és költségcsökkentését. Nehéz megmondani, hogy ki találta ki először azt az ötletet, hogy ne minden p-n átmenetet külön foszforral bevont tokba zárjanak, hanem több gallium-arzenid kristályt helyezzenek egyetlen héjba. Az első ilyen termék első mintája azonban 2003-ban jelent meg a piacon a Citizen Electronics-tól.
Az ötlet áttörésnek bizonyult. A fent említett problémák megoldása mellett a sugárzó elemeket viszonylag kis területen lehetett koncentrálni, és kisebb fényszórást lehetett elérni. A technológia neve COB - chip-on-board. Talán pontosabb fordítás lenne az "elem egy táblán" vagy "kristály egy táblán".
Az ezen elv szerint készült mátrixok megjelenését sokáig akadályozta a LED-ek hordozóra ragasztásának bonyolultsága. A ragasztó vastagságát szigorúan kalibrálni kell: a réteg csökkentése a ragasztási szilárdság csökkenéséhez, növelése a hőelvezetési hatékonyság csökkenéséhez vezet. 2009-ben ez a probléma megoldódott, és a COB-technológia megkezdte diadalmenetét a világítástechnika világában.
Az ezen elv alapján készült modul egy alapra helyezett, ház nélküli LED-mátrixot tartalmaz. A héjak hiánya miatt sikerült növelni a sugárzó elemek sűrűségét és az egységnyi felületre jutó fényerősséget. Egyes esetekben a LED-eket az erősség érdekében átlátszó vegyületbe burkolják. A héj felső része foszforral van bevonva.
A nyomtatott áramköri lap hagyományos technológiával készül, és egy dielektromos hordozón elhelyezett vezető sávokból áll. Egy nagy hővezető képességű fémlemezt ragasztanak alá, és a termék kész.
Fontos! A legtöbb esetben a szabványos hűtőborda nem elegendő a LED-ek normál üzemi hőmérsékletének biztosításához. További külső hűtőbordát kell használni.
A 0,762*0,762 mm-es chipméretű mátrixok fényáramának tipikus értékeit a teljesítménytől függően az alábbi táblázat mutatja.
| Elektromos teljesítmény, W | Elemek száma, db. | Fényáram, lm |
| 10 | 9 | 450-550 |
| 30 | 30 | 1800-2200 |
| 50 | 50 | 2550-2750 |
| 100 | 100 | 4500-5500 |
A tényleges adatok a további feltételek miatt némileg eltérhetnek.
Típusok
A közelmúltban megjelentek a piacon az integrált meghajtókkal ellátott COB LED-ek. "Fedélzeti" most már nemcsak a mátrix, hanem egyenirányító elemek, valamint egy chip, hogy stabilizálja az áramot a kibocsátó elemeken keresztül. Mint látható, a kiegészítő elemek nem egy közös burkolat alatt vannak elrejtve, hanem külön lapra vannak szerelve és a modulba integrálva.
Ez a fajta COB technológiájú LED egyetlen egység, amelyhez már csak a tápfeszültség hiányzik.
Működési elv és jellemzők
A COB LED-ek nem támaszkodnak semmilyen új működési elvre. Ugyanolyan gallium-arzenidből, indium-foszfidból vagy más anyagokból készült p-n átmenetet használnak. Ugyanez az alapvető töltésrekombináció egy fénykvantum kibocsátásával, amikor egyenfeszültséget alkalmazunk. Ugyanaz a szűk spektrumú monokromatikus fény. Ugyanazok az elvek a hozzáférhetetlen színek előállítására - amikor áramot adunk, a LED-ek sugárzása (az optikai tartományban vagy az UV tartományban) elindítja a foszfor lumineszcenciáját. Ez az ismert eljárás lehetővé teszi olyan színek előállítását, amelyek közvetlenül a félvezető-összeköttetések izzításával nem érhetők el. A hőelvezetés problémája is felmerül. Az elemek újdonsága csak a gyártási technológiában rejlik, amely a fénykibocsátó eszközöket új fogyasztói szintre emelheti.
A irányítása
A COB LED-ek vezérlése a tápfeszültség kapcsolásával történik, és ebben a tekintetben nincs alapvető különbség a hagyományos eszközökhöz képest. Egy ilyen elem be- vagy kikapcsolható:
- Kézi kapcsoló a megfelelő feszültséghez;
- elektromágneses relé vagy indító;
- elektronikus kapcsoló (tranzisztor, tirisztor).
Az egyetlen dolog, amit szem előtt kell tartani, hogy egy ilyen LED teljesítménye akár 100 W is lehet, és az üzemi feszültség 220 V. A kapcsolóelemnek megfelelő paraméterekkel kell rendelkeznie.
Ajánlott betekintési szög: COB led vs. smd led
Előnyök és hátrányok
Fontos! A COB LED-gyártás olcsósága miatt ezek a hátrányok fokozatosan veszítenek jelentőségükből. A tendencia arra a pontra mutat, ahol gazdaságosabbá válik a mátrix cseréje, mint az újjáépítése.
A gyártók nyilatkozatai az új gyártási elveknek köszönhető nagyobb fényerősségről a teljesítményhez képest valószínűleg marketingfogásoknak tulajdoníthatók. Már megjegyeztük, hogy a COB-mátrixok működésére vonatkozóan nem állapítottak meg új alapelveket. A fényerősség bizonyos mértékű növekedése pedig a foszforok és a félvezető kristályok előállítási technológiáinak természetes fejlődésével hozható összefüggésbe.
Élethosszig tartó
A COB mátrixgyártók átlagosan kb. 30 000 óra élettartamot adnak meg. Ez körülbelül 3,5 év folyamatos működést jelent. A hagyományos LED-ek esetében ez az időtartam általában 50 000 órát (5,5 év) jelent a műszaki leírásban. Gyakran megállapítják, hogy a COB-elemek megbízhatósága alacsony. Valójában az új fénykibocsátó eszközök működésével kapcsolatos tapasztalatok még nem halmozódtak fel. Minden adat számításokból származik, amelyek gyakran nem veszik figyelembe az üzemi körülményeket. És nem valószínű, hogy bármelyik gyártó is végzett volna több évig tartó valós élettartam-teszteket. Nincs értelme - új technológiák és anyagok fognak megjelenni ez idő alatt.
Figyelembe kell venni, hogy a két elemre vonatkozó jótállási idő körülbelül azonos - körülbelül 15 000 óra - szinten van meghatározva. Minden, ami ezen túlmutat, előrejelzés és puszta marketing. Ezért az élettartamra vonatkozó minden információ ma nyilatkozat jellegű, és óvatosan kell kezelni.
COB LED lámpa
Az új technológia másik előnye, hogy bármilyen alakú és méretű mátrixok előállíthatók. A legtöbb esetben kerek és téglalap alakú (négyzet alakú) eszközök állnak rendelkezésre, amelyekből különböző lámpakonfigurációk készíthetők.
A kukoricalámpa, amely a nevét a terményszemekre emlékeztető, különálló elemek miatt kapta, új külsőt kapott. Most már nincsenek izzó pontok, a felület szilárddá vált, és a kibocsátás egyenletesebb. Az ilyen lámpák méretét jelenleg a mátrix mechanikai szilárdságának követelményei korlátozzák, de remélhetőleg a technológia fejlődése a közeljövőben megkerüli ezt a problémát.
Az ilyen mátrixokat használó LED-es világítótestek egy vagy több sugárzó elemmel rendelkezhetnek - a lumineszcencia kívánt fényerejétől függően. A több kisebb lámpatestet helyettesítő egyetlen mátrix az említett méretkorlátozások miatt még nem áll rendelkezésre.
Kapcsolási rajz
A kábelezés a mátrix kialakításától függ. Ha csak párhuzamos elemláncokról van szó, akkor azokat egy egyenirányító vagy meghajtó segítségével 220 V-os egyfázisú háztartási hálózatra kell csatlakoztatni a megfelelő feszültséghez és áramhoz, ugyanúgy, mint a szokásos egyetlen LED-et vagy szerelvényt.
Ha egyenirányító és meghajtó van "fedélzeten", a csatlakozás nem különbözik egy normál izzólámpától. A már említett "kukorica" például szabványos aljzattal rendelkezik az aljzatba csavarozáshoz.
A pinout
A LED, akárcsak a normál dióda, egy olyan eszköz, amely az áramot az egyik oldalon vezeti. Ezért a bekötéskor a polaritásnak helyesnek kell lennie. Az anódot a tápegység plusz oldalára, a katódot a mínusz oldalra kell csatlakoztatni.
A COB mátrix tűkiosztása könnyen azonosítható - a jelölések közvetlenül a házon vannak elhelyezve. A csapok "+" és "-" jelzéssel vannak ellátva. Ha a szerelvény közvetlenül csatlakoztatható egy váltakozó feszültségű áramkörhöz, a csapokat L (fázis) és N (nulla) felirattal kell ellátni.
Úgy vélik, hogy a COB-technológiával gyártott világítóelemek a közeljövőben teljesen felváltják az SMD LED-eket. Valójában ez nem valószínű, hogy megtörténik. Végül is az SMD-összetevők nem váltották fel teljesen az SMD-összetevőket, de jelentősen kiszorították őket. Valószínű, hogy itt is ugyanez lesz a helyzet - minden technológia a saját rését foglalja majd el.