COB tipo šviesos diodų aprašymas
Ne taip seniai rinką pradėjo užpildyti LED žibintai, pagaminti pagal COB technologiją. Iškart po šių produktų atsiradimo informacija apie juos ėmė įgauti mitų pobūdį. Ši apžvalga - tai bandymas atskirti tiesą nuo fikcijos ir rinkodaros specialistų triukų.
Kas yra COB LED
Nuo tada, kai atsirado SMD šviesos diodai, inžinerija nestovi vietoje. Daugelio gamintojų kūrėjai išsprendė problemą, kaip sumažinti apšvietimo įrangos dydį, padidinti šviesos efektyvumą, supaprastinti ir sumažinti montavimo technologijos, surinkimo ir kt. sąnaudas. Sunku pasakyti, kas pirmasis sugalvojo kiekvieną p-n sandūrą ne uždaryti į atskirą fosforu padengtą korpusą, o kelis arsenido galio kristalus patalpinti viename apvalkale. Tačiau pirmasis tokio gaminio pavyzdys rinkoje pasirodė 2003 m. "Citizen Electronics".
Ši idėja buvo proveržis. Be to, kad buvo išspręstos pirmiau minėtos problemos, pavyko sukoncentruoti spinduliuojančius elementus palyginti mažame plote ir gauti mažesnę šviesos sklaidą. Ši technologija vadinama COB - lustas ant plokštės. Galbūt tikslesnis vertimas būtų "elementas ant lentos" arba "kristalas ant lentos".
Ilgą laiką pagal šį principą pagamintų matricų išleidimą stabdė sudėtingas šviesos diodų klijavimas prie pagrindo. Klijų storis turėjo būti griežtai kalibruojamas: sumažinus sluoksnio storį sumažėjo sukibimo stipris, o padidinus storį sumažėjo šilumos išsklaidymo efektyvumas. 2009 m. ši problema buvo išspręsta, ir COB technologija pradėjo triumfo žygį apšvietimo technologijų pasaulyje.
Šiuo principu pagamintą modulį sudaro šviesos diodų matrica be korpusų, išdėstytų ant pagrindo. Kadangi nėra apvalkalų, pavyko padidinti spinduliuojančių elementų tankį ir padidinti paviršiaus vieneto ryškumą. Kai kuriais atvejais šviesos diodai yra įvilkti į skaidrų junginį, kad būtų tvirtesni. Viršutinė korpuso dalis padengta fosforu.
Spausdintinė plokštė pagaminta naudojant įprastinę technologiją ir sudaryta iš laidžiųjų takelių, išdėstytų ant dielektrinio pagrindo. Po juo priklijuojama didelio šilumos laidumo metalo plokštė ir gaminys baigiamas gaminti.
Svarbu! Daugeliu atvejų standartinio radiatoriaus nepakanka normaliai šviesos diodų darbinei temperatūrai užtikrinti. Turi būti naudojamas papildomas išorinis radiatorius.
Toliau pateiktoje lentelėje nurodytos tipinės 0,762*0,762 mm dydžio lustų matricų šviesos srauto vertės, priklausančios nuo galios.
| Elektros galia, W | Elementų skaičius, vnt. | Šviesos srautas, lm |
| 10 | 9 | 450-550 |
| 30 | 30 | 1800-2200 |
| 50 | 50 | 2550-2750 |
| 100 | 100 | 4500-5500 |
Tikrieji skaičiai gali šiek tiek skirtis dėl papildomų sąlygų.
Tipai
Neseniai rinkoje pasirodė COB šviesos diodai su integruotomis tvarkyklėmis. "Laive" dabar yra ne tik matrica, bet ir lygintuvo elementai, taip pat mikroschema, stabilizuojanti srovę per spinduliuojančius elementus. Kaip matyti, papildomi elementai nėra paslėpti po bendru korpusu, o sumontuoti ant atskiros plokštės ir integruoti į modulį.
Šio tipo COB technologijos šviesos diodai yra vientisas įrenginys, kuriam lieka tik maitinimo įtampa.
Veikimo principas ir charakteristikos
COB šviesos diodai nesiremia jokiais naujais veikimo principais. Juose naudojama ta pati p-n sandūra iš galio arsenido, indžio fosfido ar kitų medžiagų. Ta pati pagrindinė krūvininkų rekombinacija su šviesos kvantų emisija, kai taikoma tiesioginė įtampa. Ta pati siauro spektro monochromatinė šviesa. Tie patys neprieinamų spalvų gaminimo principai - įjungus maitinimą, šviesos diodų spinduliuotė (optiniame diapazone arba ultravioletiniuose spinduliuose) inicijuoja liuminoforo liuminescenciją. Šis žinomas procesas leidžia išgauti spalvas, kurių neįmanoma išgauti tiesiogiai šviečiant puslaidininkines sandūras. Taip pat kyla šilumos išsklaidymo problema. Elementų naujumas slypi tik gamybos technologijoje, kuri gali šviesos spinduliuotės prietaisus perkelti į naują vartotojų lygį.
Valdymas
COB šviesos diodų valdymas susiveda į maitinimo įtampos perjungimą, ir šiuo požiūriu jie iš esmės nesiskiria nuo įprastinių prietaisų. Tokį elementą galima įjungti arba išjungti:
- Rankinis atitinkamos įtampos jungiklis;
- elektromagnetinė relė arba starteris;
- elektroninis jungiklis (tranzistorius, tiristorius).
Tik reikia nepamiršti, kad tokio šviesos diodo galia gali būti iki 100 W, o darbinė įtampa - 220 V. Perjungimo elementas turi turėti atitinkamus parametrus.
Rekomenduojamas žiūrėjimo kampas: COB LED vs. smd LED
Privalumai ir trūkumai
Svarbu! Atsižvelgiant į COB šviesos diodų gamybos pigumą, šie trūkumai pamažu praranda svarbą. Pastebima tendencija, kad ekonomiškiau yra pakeisti matricą, o ne ją rekonstruoti.
Gamintojų deklaracijos apie didesnį šviesos efektyvumą, palyginti su galia dėl naujų gamybos principų, greičiausiai turėtų būti priskiriamos rinkodaros triukams. Jau buvo pažymėta, kad COB matricos nėra pagrįstos naujais veikimo principais. O tam tikras šviesos efektyvumo padidėjimas gali būti siejamas su natūraliu liuminoforų ir puslaidininkinių kristalų gamybos technologijų tobulėjimu.
Visą gyvenimą
COB matricų gamintojai nurodo, kad vidutinis jų tarnavimo laikas yra maždaug 30 000 valandų. Tai yra maždaug 3,5 metų nepertraukiamo veikimo. Įprastinių šviesos diodų specifikacijose paprastai nurodoma, kad šis laikotarpis trunka iki 50 000 valandų (5,5 metų). Dažnai daroma išvada, kad COB elementų patikimumas yra mažas. Iš tiesų, dar nėra sukaupta naujų šviesą spinduliuojančių prietaisų veikimo patirties. Visi skaičiai gauti atlikus skaičiavimus, kuriuose dažnai neatsižvelgiama į darbo sąlygas. Be to, mažai tikėtina, kad kuris nors gamintojas būtų atlikęs kelerius metus trunkančius realius bandymus. Jų nėra prasmės - per tą laiką atsiras naujų technologijų ir medžiagų.
Reikėtų atsižvelgti į tai, kad abiejų elementų garantiniai laikotarpiai yra maždaug vienodi - apie 15 000 valandų. Visa, kas viršija šią ribą, yra prognozavimas ir gryna rinkodara. Todėl visa informacija apie eksploatavimo trukmę šiandien yra deklaratyvaus pobūdžio ir turėtų būti vertinama atsargiai.
COB LED lempa
Dar vienas naujosios technologijos privalumas - galima gaminti bet kokios formos ir dydžio matricas. Daugeliu atvejų yra apvalių ir stačiakampių (kvadratinių) įtaisų, iš kurių galima pagaminti įvairias žibintų konfigūracijas.
Kukurūzų šviestuvas, kurio pavadinimas kilo dėl atskirų elementų, primenančių javų grūdus, įgavo naują išvaizdą. Dabar švytinčių taškų nėra, paviršius tapo vientisas, o spinduliavimas tolygesnis. Dabar tokių lempų dydį riboja matricos mechaninio atsparumo reikalavimai, tačiau tikimasi, kad netolimoje ateityje tobulėjant technologijoms ši problema bus išspręsta.
Tokias matricas naudojančiame LED šviestuve gali būti vienas spinduliuojantis elementas arba keli - priklausomai nuo reikiamo švytėjimo ryškumo. Vienos matricos, pakeičiančios kelis mažesnius šviestuvus, kol kas nėra dėl minėtų dydžio apribojimų.
Laidų schema
Laidai priklauso nuo matricos konstrukcijos. Jei tai yra tik lygiagrečios elementų grandinės, jas reikia prijungti prie 220 V vienfazio buitinio tinklo per lygintuvą arba tvarkyklę, kad būtų užtikrinta atitinkama įtampa ir srovė, kaip ir įprastus pavienius šviesos diodus ar agregatus.
Jei įmontuotas lygintuvas ir tvarkyklė, jungtis nesiskiria nuo įprastos kaitrinės lempos. Pavyzdžiui, jau minėtas "kukurūzas" turi standartinį lizdą, skirtą įsukti į lizdą.
Kaiščių išdėstymas
Šviesos diodas, kaip ir įprastas diodas, yra prietaisas, praleidžiantis srovę į vieną pusę. Todėl jungiant reikia laikytis poliškumo. Anodas turi būti prijungtas prie maitinimo šaltinio pliuso, o katodas - prie minuso.
COB matricos kontaktų priskyrimą lengva nustatyti - žymos yra užklijuotos tiesiai ant korpuso. Kaiščiai pažymėti "+" ir "-". Jei mazgą galima tiesiogiai prijungti prie kintamosios įtampos grandinės, kaiščiai žymimi L (fazė) ir N (neutralė).
Manoma, kad artimiausiu metu COB technologija pagaminti apšvietimo elementai visiškai pakeis SMD šviesos diodus. Tiesą sakant, tai mažai tikėtina. Juk SMD komponentai ne visiškai pakeitė SMD komponentus, tačiau gerokai juos išstūmė. Tikėtina, kad ir čia bus tokia pati situacija - kiekviena technologija užims savo nišą.