Opis LED diod COB
Ne tako dolgo nazaj so trg začele polniti LED-luči, izdelane s tehnologijo COB. Takoj po pojavu takšnih izdelkov so informacije o njih začele pridobivati značaj mitov. Ta pregled - poskus ločitve resnice od fikcije in trikov tržnikov.
Kaj je COB LED
Odkar so se pojavile SMD-LED, inženirska misel ni mirovala. Razvijalci številnih proizvajalcev so rešili problem zmanjšanja velikosti svetlobne opreme, povečanja svetlobne moči, poenostavitve in znižanja stroškov tehnologije vgradnje, montaže itd. Zdaj je težko ugotoviti, kdo je prvi prišel do ideja, da ne zapremo vsakega p-n spoja v ločeno telo, prevlečeno s fosforjem, ampak da damo več arzenidnih galijevih kristalov v eno lupino. Toda prvi vzorec takega izdelka se je na trgu pojavil leta 2003 pri Citizen Electronics.
Ideja se je izkazala za prelomno. Poleg rešitve zgoraj omenjenih problemov je bilo mogoče koncentrirati sevalne elemente na relativno majhnem območju in doseči manj sipanja svetlobe. Ta tehnologija se imenuje COB – chip-on-board. Morda bi bil natančnejši prevod "element na plošči" ali "kristal na plošči".
Dolgo časa je izdajo matric, izdelanih po tem principu, zadrževala zapletenost lepljenja LED na podlago. Debelina lepila mora biti strogo umerjena: zmanjšanje plasti vodi do zmanjšanja trdnosti pritrditve, povečanje pa do zmanjšanja učinkovitosti odvajanja toplote. Leta 2009 je bil ta problem rešen in COB-tehnologija je začela svoj zmagoslavni pohod v svetu svetlobne tehnike.
Modul, izdelan po tem principu, vsebuje matriko LED diod brez ohišij, nameščenih na podnožje. Zaradi odsotnosti lupin je bilo mogoče povečati gostoto sevalnih elementov in povečati svetlost na enoto površine. V nekaterih primerih so LED diode zaradi trdnosti zapakirane v prozorno zmes. Zgornji del ohišja je prevlečen s fosforjem.
Tiskano vezje je izdelano po konvencionalni tehnologiji, sestavljeno iz prevodnih tirov, razporejenih na dielektričnem substratu. Na dno je prilepljena kovinska plošča z visoko toplotno prevodnostjo in izdelek dobi končni videz.
Pomembno! V večini primerov običajni radiator ni dovolj za zagotavljanje normalne delovne temperature LED. Potrebna je uporaba dodatnega zunanjega hladilnega telesa.
Tipične vrednosti svetlobnega toka matrik z velikostjo kristala 0,762 * 0,762 mm v odvisnosti od moči so predstavljene v spodnji tabeli.
| Električna moč, W | Število elementov, kos. | Svetlobni tok, lm |
| 10 | 9 | 450-550 |
| 30 | 30 | 1800-2200 |
| 50 | 50 | 2550-2750 |
| 100 | 100 | 4500-5500 |
Dejanski parametri se lahko nekoliko razlikujejo zaradi dodatnih pogojev.
Vrste
Nedavno so se na trgu pojavile COB-LED z vgrajenimi gonilniki. "Na krovu" zdaj ni le matrika, temveč tudi usmerniški elementi, pa tudi čip za stabilizacijo toka skozi oddajne elemente. Kot lahko vidite, dodatni elementi niso skriti pod skupnim ohišjem, ampak so nameščeni na ločeni plošči in združeni v modul.
Tovrstna LED tehnologija COB je ena sama enota, ki ji preostane le še dovod napajalne napetosti.
Načelo delovanja in značilnosti
V osnovi COB-LED niso določena nova načela. Isti p-n spoj galijevega arzenida, indijevega fosfida ali drugih materialov. Ista osnovna rekombinacija naboja z emisijo svetlobnega kvanta ob uporabi enosmerne napetosti. Enaka monokromatska svetloba z ozkim spektrom. Ista načela pridobivanja nedostopnih barv - ob vklopu električne energije emisija LED (v optičnem območju ali UV) sproži luminiscenco fosforja. Ta dobro znana metoda vam omogoča, da dobite barve, ki jih ni mogoče doseči s prehodi polprevodnikov z neposrednim žarenjem. Tudi problem odvajanja toplote ni izginil. Novost elementov - samo v proizvodni tehnologiji, ki vam omogoča, da svetlobne naprave prenesete na novo potrošniško raven.
Nadzor
Krmiljenje COB-LED je zmanjšano na preklapljanje napajalne napetosti in v tem pogledu ni bistvene razlike od običajnih naprav. Takšen element je mogoče vklopiti in izklopiti:
- ročno stikalo za ustrezno napetost;
- elektromagnetni rele ali zaganjalnik;
- elektronsko stikalo (tranzistor, tiristor).
Upoštevati je treba le, da je moč takšne LED lahko do 100 W, delovna napetost pa 220 V. Preklopni element mora imeti ustrezne parametre.
Priporočamo za ogled: COB led vs smd led
Prednosti in slabosti
Pomembno! Glede na poceni proizvodnjo COB LED te pomanjkljivosti postopoma izgubljajo pomen. Postaja bolj ekonomično zamenjati matrico, namesto da bi jo obnovili.
Izjave proizvajalcev o višji svetlobni moči glede na moč zaradi novih principov proizvodnje gre najverjetneje pripisati marketinškim trikom. Ugotovljeno je bilo že, da nova načela matrik COB niso določena. In nekaj povečanja svetlobne učinkovitosti je mogoče povezati z naravnim razvojem tehnologij za proizvodnjo fosforjev in polprevodniških kristalov.
Življenska doba
Proizvajalci COB matrik trdijo, da je povprečna življenjska doba približno 30.000 ur. To je približno 3,5 leta neprekinjenega delovanja. Pri običajnih LED diodah je v specifikacijah to obdobje običajno navedeno v razponu do 50.000 ur (5,5 leta). Pogosto se sklepa, da je zanesljivost elementov COB nizka. Pravzaprav izkušnje z uporabo novih svetlobnih naprav še niso bile zbrane. Vse številke izhajajo iz izračunov, ki pogosto ne upoštevajo obratovalnih pogojev. In malo verjetno je, da je kateri koli proizvajalec izvedel teste v resničnem življenju, ki so trajali več let. V njih ni smisla - v tem času bodo prišle nove tehnologije in materiali.
Upoštevati je treba, da sta garancijska roka za oba elementa približno enaka - okoli 15.000 ur. Vse, kar presega to, so napovedi in čisti marketing. Zato so vsi podatki o dosedanji življenjski dobi deklaracije in jih je treba obravnavati previdno.
LED svetilka na COB-LED
Druga prednost nove tehnologije - možno je izdelati matrice poljubne oblike in velikosti. V večini primerov se naprave proizvajajo okrogle in pravokotne (kvadratne), iz katerih lahko izdelate svetilke različnih konfiguracij.
Svetilka "koruza", ki je ime dobila zaradi diskretnih elementov, ki spominjajo na zrna pridelka, je dobila novo podobo. Zdaj ni več svetlečih pik, površina je postala trdna in sevanje je bolj enakomerno. Velikost takšnih svetilk je zdaj omejena z zahtevami mehanske trdnosti matrice, vendar upamo, da bo razvoj tehnologije v bližnji prihodnosti zaobšel ta problem.
LED osvetljevalec, ki uporablja takšne matrice, ima lahko en sevalni element ali več - odvisno od zahtevane svetlosti luminiscence. Enotna matrika, ki nadomešča več manjših, zaradi omenjenih dimenzijskih omejitev svetilke še niso opremljene.
Žični diagram
Shema ožičenja je odvisna od zasnove matrice. Če gre samo za vzporedno verigo elementov, jih je treba vključiti v domače enofazno omrežje 220 V prek usmernika ali gonilnika za ustrezno napetost in tok, tako kot običajne posamezne LED ali sklope.
Če sta usmernik in gonilnik "na krovu", se povezava ne razlikuje od običajne žarnice z žarilno nitko. Že omenjena "koruza" ima na primer standardno vtičnico za privijanje v vtičnico.
Pinout
LED, tako kot običajna dioda, je naprava, ki vodi tok v eno smer. Zato je treba pri ožičenju upoštevati polarnost. Anoda mora biti priključena na plus priključek napajalnika, katoda pa na minus priključek.
Noge matrike COB je enostavno najti - oznake so natisnjene neposredno na ohišju. Zatiči so označeni z "+" in "-".Če je sklop mogoče priključiti neposredno v tokokrog izmenične napetosti, so zatiči označeni z L (faza) in N (ničla).
Obstaja mnenje, da bodo svetlobni elementi, proizvedeni s tehnologijo COB, kmalu popolnoma izpodrinili SMD-LED. Pravzaprav je malo verjetno, da se bo to zgodilo. Navsezadnje elementi SMD niso popolnoma nadomestili zatičev, čeprav so jih močno iztisnili. Najverjetneje bo pri nas enaka situacija - vsaka tehnologija bo zavzela svojo nišo.