Popis LED diód typu COB

Nie je to tak dávno, čo sa trh začal zapĺňať svetlami LED vyrobenými technológiou COB. Hneď po objavení sa týchto výrobkov začali informácie o nich nadobúdať charakter mýtov. Tento prehľad je pokusom oddeliť pravdu od fikcie a trikov obchodníkov.

Čo je COB LED

Od nástupu SMD LED diód sa technika nezastavila. Vývojári mnohých výrobcov vyriešili problém zmenšenia rozmerov osvetľovacích zariadení, zvýšenia svetelnej účinnosti, zjednodušenia a zníženia nákladov na montážnu technológiu, montáž atď. Ťažko povedať, kto prvý prišiel s nápadom neuzavrieť každý p-n prechod do samostatného puzdra s fosforovým povlakom, ale umiestniť niekoľko kryštálov arzenidu gália do jedného plášťa. Prvá vzorka takéhoto výrobku sa na trhu objavila v roku 2003 od spoločnosti Citizen Electronics.

Táto myšlienka sa ukázala ako prelomová. Okrem vyriešenia uvedených problémov bolo možné sústrediť vyžarujúce prvky na relatívne malej ploche a dosiahnuť menší rozptyl svetla. Táto technológia sa nazýva COB - chip-on-board. Presnejší preklad by možno bol "prvok na doske" alebo "kryštál na doske".

Zostavy COB v rôznych tvaroch.

Dlhú dobu bránila uvoľneniu matríc vyrobených podľa tohto princípu zložitosť lepenia LED diód na podklad. Hrúbka lepidla musela byť prísne kalibrovaná: zníženie hrúbky vrstvy viedlo k zníženiu pevnosti spoja, zvýšenie hrúbky viedlo k zníženiu účinnosti odvodu tepla. V roku 2009 bol tento problém vyriešený a technológia COB začala svoje víťazné ťaženie vo svete osvetľovacej techniky.

Modul vyrobený na tomto princípe obsahuje maticu LED diód bez puzdier umiestnených na základni. Vďaka absencii škrupín bolo možné zvýšiť hustotu vyžarujúcich prvkov a zvýšiť jas na jednotku plochy. V niektorých prípadoch sú LED diódy kvôli pevnosti zapuzdrené v priehľadnej zmesi. Horná časť plášťa je potiahnutá fosforom.

Substrát pre zostavu matrice COB.

Doska s plošnými spojmi je vyrobená bežnou technológiou a pozostáva z vodivých dráh usporiadaných na dielektrickom substráte. Pod ňu sa nalepí kovová doska s vysokou tepelnou vodivosťou a výrobok je hotový.

Dôležité! Vo väčšine prípadov štandardný chladič nepostačuje na zabezpečenie normálnej prevádzkovej teploty LED diód. Musí sa použiť dodatočný externý chladič.

Typické hodnoty svetelného toku matríc s veľkosťou čipu 0,762*0,762 mm v závislosti od výkonu sú uvedené v nasledujúcej tabuľke.

Skutočné údaje sa môžu mierne líšiť v dôsledku ďalších podmienok.

Typy

LED diódy COB s integrovanými ovládačmi sa na trhu objavili nedávno. "Na palube" je teraz nielen matica, ale aj usmerňovacie prvky, ako aj čip na stabilizáciu prúdu cez vysielacie prvky. Ako vidno, prídavné prvky nie sú ukryté pod spoločným krytom, ale sú namontované na samostatnej doske a integrované do modulu.

Matica s usmerňovačom a ovládačom.

Tento typ LED s technológiou COB predstavuje jednu jednotku, ktorej zostáva len napájacie napätie.

Princíp fungovania a vlastnosti

LED diódy COB sa nespoliehajú na žiadne nové princípy fungovania. Používajú rovnaký p-n prechod z arzenidu gália, fosfidu india alebo iných materiálov. Rovnaká základná rekombinácia náboja s emisiou svetelného kvanta pri použití jednosmerného napätia. Rovnaké monochromatické svetlo s úzkym spektrom. Rovnaké princípy vytvárania neprístupných farieb - po pripojení napájania žiarenie z LED diód (v optickom alebo UV rozsahu) iniciuje luminiscenciu luminoforu. Tento známy proces umožňuje vytvárať farby, ktoré nie je možné dosiahnuť priamo žeravením polovodičových spojov. Problémom je aj odvod tepla. Novosť týchto prvkov spočíva len vo výrobnej technológii, ktorá môže posunúť svetelné zariadenia na novú spotrebiteľskú úroveň.

Správa

Ovládanie COB LED sa obmedzuje na prepínanie napájacieho napätia a v tomto ohľade nie je zásadný rozdiel oproti bežným zariadeniam. Takýto prvok je možné zapnúť alebo vypnúť:

• Ručný prepínač pre príslušné napätie;
• elektromagnetické relé alebo štartér;
• elektronický spínač (tranzistor, tyristor).

Jediné, čo treba mať na pamäti, je, že výkon takejto LED môže byť až 100 W a prevádzkové napätie je 220 V. Spínací prvok musí mať príslušné parametre.

Odporúčaný uhol pohľadu: COB led vs. smd led

Výhody a nevýhody

Dôležité! Vzhľadom na lacnosť výroby COB LED tieto nevýhody postupne strácajú na význame. Trend smeruje k tomu, že je ekonomickejšie matricu vymeniť, než ju rekonštruovať.

Vyhlásenia výrobcov o vyššej svetelnej účinnosti v pomere k výkonu vďaka novým princípom výroby by sa s najväčšou pravdepodobnosťou mali pripísať marketingovým ťahom. Už bolo uvedené, že matice COB nie sú založené na nových princípoch fungovania. A určité zvýšenie svetelnej účinnosti môže súvisieť s prirodzeným vývojom technológií výroby luminoforov a polovodičových kryštálov.

Životnosť

Výrobcovia matíc COB uvádzajú priemernú životnosť približne 30 000 hodín. To je približne 3,5 roka nepretržitej prevádzky. Pri bežných LED sa v špecifikáciách zvyčajne uvádza doba do 50 000 hodín (5,5 roka). Často sa konštatuje, že spoľahlivosť prvkov COB je nízka. Skúsenosti s prevádzkou nových zariadení vyžarujúcich svetlo ešte neboli zhromaždené. Všetky údaje sú odvodené z výpočtov, ktoré často nezohľadňujú prevádzkové podmienky. A je nepravdepodobné, že by niektorý výrobca vykonal niekoľkoročné testy v reálnej prevádzke. Nemá to zmysel - počas tohto obdobia prídu nové technológie a materiály.

Je potrebné vziať do úvahy, že záručné doby pre oba prvky sú stanovené približne na rovnakej úrovni - približne 15 000 hodín. Všetko, čo je nad tento rámec, je prognózovanie a čistý marketing. Všetky informácie o životnosti majú preto dnes charakter vyhlásení a mali by sa brať s rezervou.

LED lampa COB

Ďalšou výhodou novej technológie je možnosť výroby matríc všetkých tvarov a veľkostí. Vo väčšine prípadov sú k dispozícii okrúhle a obdĺžnikové (štvorcové) zariadenia, z ktorých možno vytvoriť rôzne konfigurácie svietidiel.

Svietidlo pre domácnosť na COB-LED.

Kukuričná lampa, ktorá dostala svoje meno vďaka diskrétnym prvkom pripomínajúcim zrná tejto plodiny, dostala nový vzhľad. Teraz už nie sú žiadne svietiace bodky, povrch je pevný a vyžarovanie je rovnomernejšie. Veľkosť takýchto lámp je v súčasnosti obmedzená požiadavkami na mechanickú pevnosť matrice, ale dúfame, že vývoj technológie v blízkej budúcnosti tento problém odstráni.

Osvetľovač LED so 6 maticami.

LED osvetľovač s použitím takýchto matríc môže mať buď jeden vyžarujúci prvok, alebo niekoľko - v závislosti od požadovaného jasu luminiscencie. Jedna matica nahrádzajúca niekoľko menších svietidiel zatiaľ nie je k dispozícii kvôli uvedeným veľkostným obmedzeniam.

Schéma zapojenia

Zapojenie závisí od konštrukcie matice. Ak ide len o paralelné reťazce prvkov, mali by byť zapojené do jednofázovej domácej siete 220 V prostredníctvom usmerňovača alebo ovládača pre príslušné napätie a prúd, rovnako ako bežné jednotlivé LED diódy alebo zostavy.

Schéma zapojenia matrice.

Ak je na palube usmerňovač a ovládač, pripojenie sa nelíši od bežnej žiarovky. Napríklad už spomínaná "kukurica" má štandardnú objímku na zaskrutkovanie do zásuvky.

Rozmiestnenie vývodov

LED dióda, podobne ako bežná dióda, je zariadenie, ktoré vedie prúd na jednu stranu. Pri pripájaní je preto potrebné dodržiavať polaritu. Anóda by mala byť pripojená na plusovú stranu zdroja napájania, katóda na mínusovú stranu.

Priradenie pinov zostavy COB.

Priradenie pinov matice COB je ľahko identifikovateľné - označenie je umiestnené priamo na puzdre. Kolíky sú označené symbolmi "+" a "-". Ak je možné zostavu pripojiť priamo k obvodu striedavého napätia, kolíky sú označené L (fáza) a N (neutrál).

Existuje názor, že osvetľovacie prvky vyrobené technológiou COB v blízkej budúcnosti úplne nahradia LED SMD. V skutočnosti je to nepravdepodobné. Napokon, SMD-komponenty síce úplne nenahradili SMD-komponenty, ale výrazne ich vytlačili. S najväčšou pravdepodobnosťou tu bude rovnaká situácia - každá technológia bude mať svoju vlastnú medzeru.