Descrizione dei LED di tipo COB
Non molto tempo fa, il mercato ha cominciato a riempirsi di luci LED fatte con tecnologia COB. Subito dopo l'apparizione di questi prodotti, le informazioni su di essi cominciarono ad acquisire il carattere di miti. Questa panoramica è un tentativo di separare la verità dalla finzione e dai trucchi dei marketer.
Cos'è un LED COB
Dall'avvento dei LED SMD, l'ingegneria non si è fermata. Gli sviluppatori di molti produttori hanno risolto il problema della riduzione delle dimensioni delle apparecchiature di illuminazione, aumentando l'efficacia luminosa, semplificando e riducendo il costo della tecnologia di montaggio, assemblaggio, ecc. È difficile dire chi ha avuto per primo l'idea di non racchiudere ogni giunzione p-n in un contenitore separato rivestito di fosforo, ma di mettere diversi cristalli di arsenuro di gallio in un unico guscio. Ma il primo campione di un tale prodotto è apparso sul mercato nel 2003 da Citizen Electronics.
L'idea si è rivelata una svolta. Oltre a risolvere i problemi di cui sopra, è stato possibile concentrare gli elementi radianti in un'area relativamente piccola e ottenere una minore dispersione della luce. La tecnologia si chiama COB - chip-on-board. Forse una traduzione più accurata sarebbe "elemento su una tavola" o "cristallo su una tavola".
Per molto tempo, il rilascio di matrici realizzate secondo questo principio è stato ostacolato dalla complessità di incollare i LED sul substrato. Lo spessore dell'adesivo doveva essere rigorosamente calibrato: una riduzione dello spessore dello strato portava a una riduzione della forza di incollaggio, un aumento dello spessore portava a una riduzione dell'efficienza di dissipazione del calore. Nel 2009 questo problema è stato risolto e la tecnologia COB ha iniziato la sua marcia trionfale nel mondo dell'illuminotecnica.
Un modulo prodotto con questo principio contiene una matrice di LED senza alloggiamenti, posti sulla base. Grazie all'assenza di gusci è stato possibile aumentare la densità degli elementi radianti e aumentare la luminosità per unità di superficie. In alcuni casi i LED sono incapsulati in un composto trasparente per la resistenza. La parte superiore del guscio è rivestita di fosforo.
Il circuito stampato è realizzato con una tecnologia convenzionale e consiste in tracce conduttive disposte su un substrato dielettrico. Una piastra metallica ad alta conducibilità termica viene incollata sotto e il prodotto è finito.
Importante! Nella maggior parte dei casi, il dissipatore di calore standard non è sufficiente a garantire una normale temperatura di funzionamento dei LED. È necessario utilizzare un dissipatore di calore esterno aggiuntivo.
I valori tipici del flusso luminoso delle matrici con dimensioni di chip 0,762*0,762 mm in funzione della potenza sono indicati nella tabella seguente.
| Potenza elettrica, W | Numero di elementi, pz. | Flusso luminoso, lm |
| 10 | 9 | 450-550 |
| 30 | 30 | 1800-2200 |
| 50 | 50 | 2550-2750 |
| 100 | 100 | 4500-5500 |
Le cifre effettive possono variare leggermente a causa di condizioni aggiuntive.
Tipi
I LED COB con driver integrati sono apparsi recentemente sul mercato. "A bordo" ora non solo la matrice, ma anche elementi raddrizzatori, così come un chip per stabilizzare la corrente attraverso gli elementi emettitori. Come si può vedere, gli elementi aggiuntivi non sono nascosti sotto un involucro comune, ma sono montati su una scheda separata e integrata nel modulo.
Questo tipo di LED a tecnologia COB è una singola unità, a cui rimane solo una tensione di alimentazione.
Principio di funzionamento e caratteristiche
I LED COB non si basano su alcun nuovo principio di funzionamento. Usano la stessa giunzione p-n di arseniuro di gallio, fosfuro di indio o altri materiali. Stessa ricombinazione di carica di base con emissione di un quantum di luce quando viene applicata una tensione diretta. Stessa luce monocromatica con spettro stretto. Stessi principi di produzione di colori inaccessibili - quando viene applicata la potenza, la radiazione dei LED (nella gamma ottica o UV) avvia la luminescenza del fosforo. Questo processo conosciuto permette di produrre colori che non possono essere raggiunti da giunzioni di semiconduttori incandescenti direttamente. C'è anche il problema della dissipazione del calore. La novità degli elementi sta solo nella tecnologia di produzione, che può portare i dispositivi a emissione di luce a un nuovo livello di consumo.
Gestire
Il controllo di un LED COB si riduce alla commutazione della tensione di alimentazione, e in questo senso non c'è una differenza fondamentale rispetto ai dispositivi convenzionali. Tale elemento può essere acceso o spento:
- Un interruttore manuale per la tensione appropriata;
- relè elettromagnetico o starter;
- interruttore elettronico (transistor, tiristore).
L'unica cosa da tenere a mente è che la potenza di un tale LED può essere fino a 100 W e la tensione di funzionamento è di 220 V. L'elemento di commutazione deve avere parametri appropriati.
Angolo di visione consigliato: COB led vs smd led
Vantaggi e svantaggi
Importante! Data l'economicità della produzione di COB LED, questi svantaggi stanno gradualmente perdendo importanza. La tendenza è verso il punto in cui diventa più economico sostituire la matrice, piuttosto che ricostruirla.
Le dichiarazioni dei produttori di una maggiore efficacia luminosa in relazione alla potenza dovuta ai nuovi principi di produzione, molto probabilmente, dovrebbero essere attribuite a stratagemmi di marketing. Si è già notato che non si stabiliscono nuovi principi di funzionamento delle matrici COB. E un certo aumento dell'efficacia luminosa può essere collegato allo sviluppo naturale delle tecnologie di produzione dei fosfori e dei cristalli semiconduttori.
Vita
I produttori di matrici COB dichiarano una vita media di circa 30.000 ore. Si tratta di circa 3,5 anni di funzionamento continuo. Con i LED convenzionali, questo periodo è solitamente indicato come fino a 50.000 ore (5,5 anni) nelle specifiche. Si conclude spesso che l'affidabilità degli elementi COB è bassa. In effetti, l'esperienza nel funzionamento dei nuovi dispositivi ad emissione di luce non è ancora stata accumulata. Tutte le cifre sono derivate da calcoli che spesso non tengono conto delle condizioni di funzionamento. Ed è improbabile che qualche produttore abbia fatto dei test di vita reale che durano diversi anni. Non ha senso - nel frattempo arriveranno nuove tecnologie e materiali.
Bisogna considerare che i periodi di garanzia per entrambi gli elementi sono fissati approssimativamente allo stesso livello - circa 15.000 ore. Tutto ciò che va oltre sono previsioni e puro marketing. Pertanto, tutte le informazioni sulla durata di vita oggi sono in natura di dichiarazioni e devono essere trattate con cautela.
Lampada COB LED
Un altro vantaggio della nuova tecnologia è che si possono produrre matrici di qualsiasi forma e dimensione. Nella maggior parte dei casi sono disponibili dispositivi rotondi e rettangolari (quadrati), dai quali si possono realizzare diverse configurazioni di lampade.
La lampada di mais, che ha ottenuto il suo nome a causa degli elementi discreti che ricordano i grani del raccolto, ha ricevuto un nuovo look. Ora non ci sono punti luminosi, la superficie è diventata solida e l'emissione è più uniforme. La dimensione di tali lampade è ora limitata dai requisiti della resistenza meccanica della matrice, ma si spera che lo sviluppo della tecnologia nel prossimo futuro aggiri questo problema.
L'illuminatore a LED che utilizza tali matrici può avere un elemento radiante o diversi - a seconda della luminosità richiesta della luminescenza. Una singola matrice che sostituisce diversi apparecchi più piccoli non è ancora disponibile a causa delle limitazioni di dimensioni menzionate.
Schema elettrico
Il cablaggio dipende dal design della matrice. Se si tratta solo di catene di elementi in parallelo, devono essere inseriti in una rete domestica monofase a 220 V tramite un raddrizzatore o un driver per la tensione e la corrente appropriate, proprio come i comuni LED o gruppi singoli.
Se un raddrizzatore e un driver sono "a bordo", il collegamento non è diverso da quello di una normale lampada a incandescenza. Il già citato "mais", per esempio, ha una presa standard per l'avvitamento nella presa.
La piedinatura
Un LED, come un normale diodo, è un dispositivo che conduce la corrente da un lato. Pertanto, la polarità deve essere corretta durante il cablaggio. L'anodo deve essere collegato al lato positivo dell'alimentazione, il catodo al lato negativo.
L'assegnazione dei pin della matrice COB è facile da identificare - le marcature sono applicate direttamente sull'alloggiamento. I pin sono contrassegnati con "+" e "-". Se il gruppo può essere collegato direttamente a un circuito di tensione AC, i pin sono etichettati L (fase) e N (neutro).
C'è la percezione che gli elementi di illuminazione prodotti con la tecnologia COB sostituiranno completamente i LED SMD nel prossimo futuro. In effetti, questo è improbabile che accada. Dopo tutto, i componenti SMD non hanno sostituito completamente i componenti SMD, ma li hanno significativamente schiacciati. Molto probabilmente, ci sarà la stessa situazione qui - ogni tecnologia occuperà la propria nicchia.