LED matrica. COB ili SMD: Koji tip čipa je efikasniji za LED downlight? Kratko vrijeme rada

Smatra se da je danas jedan od najefikasnijih načina za smanjenje ukupnih troškova energije organizacija sistema umjetne rasvjete pomoću LED dioda.

Uz isti svjetlosni tok, potrošnja energije LED izvora svjetlosti je oko 10 puta manja nego kod konvencionalne žarulje sa žarnom niti. Istovremeno, služe mnogo puta duže od fluorescentnih lampi.

Do nedavno je masovna upotreba LED lampi bila ograničena njihovom visokom cijenom, koja je u velikoj mjeri određena prilično složenom tehnologijom proizvodnje. Dakle, za ugradnju jednog kristala na podlogu (štampana ploča), lemljenje se koristi u konvekcijskoj peći.

Kako bi se smanjila složenost proizvodnje štedljivih izvora svjetlosti, razvijeni su LED nizovi, koji su u općenitom slučaju skup pojedinačnih LED dioda sa zajedničkim (paralelnim) ili zasebnim napajanjem.

U ovom slučaju, oko 9 ili više kristala se montira na jednu podlogu, koji se zatim popunjavaju fosforom.

Ova tehnologija je značajno smanjila troškove proizvodnje LED lampi i učinila ih pristupačnijim. Takve se matrice uspješno koriste u proizvodnji rasvjetnih tijela i uređaja za indikaciju. Ne zahtijevaju lemljenje u konvekcijskoj peći i mogu se montirati ručno ili pomoću posebnih montažnih modula.

SMD diode(Surface Mounted Device) je donekle zastarjela vrsta, strukturalno se sastoji od metalne podloge (bakar ili aluminijum), na koju je montiran kristal, zalemljen na kontakte kućišta u koje je podloga ugrađena.

Kristal je prekriven sočivom i/ili presvučen fosforom. Ova tehnologija omogućava postavljanje do tri LED diode na jednu podlogu. Koriste se u proizvodnji LED traka za rasvjetu i pozadinsko osvjetljenje.

Istovremeno, u zavisnosti od broja kristala u matrici, proizvode se trake sa brojem LED dioda 60 kom/m (1 kristal) i 30 kom/m (3 kristala). Jačina sjaja traka sa LED diodama, koje se sastoje od tri kristala, prirodno je veća od sjaja traka sa LED diodama na jednom čipu.

SMD matrice su takođe dostupne sa kristalima koji imaju drugu boju sjaja (RGB tip). LED diode tipa RGB kontroliraju se posebnim kontrolerima koji podešavaju svjetlinu ili snagu sjaja pomoću metode pulsno-širinske modulacije (PWM).

Primjenom struje različite veličine na svaki obojeni kristal, možete promijeniti njegov ukupni svjetlosni tok, stvarajući bizarne kombinacije boja i svjetline sjaja.

COB diode(Chip On Board od engleskog "chip on the board") je najčešći tip matričnih LED dioda. Strukturno su podloga (ploča), na koju je montiran veliki broj neupakovanih kristala. Zatim se pune fosforom.

Veliki broj kristala osigurava povećanu svjetlinu LED dioda tipa COB, koja je za red veličine veća od sličnog parametra dioda tipa SMD. Diode tipa SOV koriste se i za rasvjetu i za indikaciju.

LED diode sa žarnom niti obećavajuća tehnologija Chip On Glass, koja vam omogućava da instalirate 28 kristala na staklenu ili safirnu podlogu.

Koristi se u proizvodnji LED lampi u prozirnim staklenim bocama. U isto vrijeme, svjetlosni tok se širi preko 360°, što omogućava postizanje većeg osvjetljenja pri istoj snazi ​​kao SMD i COB LED.

© 2012-2019 Sva prava pridržana.

Materijali predstavljeni na stranici su samo u informativne svrhe i ne mogu se koristiti kao smjernice i normativni dokumenti.

Hajde da iznesemo svoje gledište o ovoj dilemi, koja počinje da liči na raspravu o tome šta je bolje, iOS ili Android. Ne postoji jedinstven odgovor na ovo pitanje. Potrebno je jasno razumjeti svrhu lampe koja koristi diodnu matricu. Za neke će biti bolji COB, za druge SMD.

COB za reflektore male snage

Na primjer, COB jasno pobjeđuje u komercijalnim reflektorima. Kao što su svjetla na stazama, downlights i druge vrste akcentnog osvjetljenja.

Za difuznu komercijalnu rasvjetu prikladnija je obična LED traka ili ravnalo postavljeno po obodu tijela svjetiljke ispod difuzora. COB matrice se ne ponašaju loše na uličnim reflektorima do 50 vati.

SMD za industrijska kupolasta svjetla preko 50W

Što se tiče rasvjete industrijskih poduzeća, na primjer, u industrijskim LED lampama, zvono
Gotovo je nemoguće upoznati COB-matricu (vidi sliku desno) svjetski poznatih naprednih proizvođača, iako su prije nekoliko godina svi voljeli takve eksperimente.

Industrijske COB LED kupolaste svjetiljke su mnogo jeftinije od SMD diodnih svjetiljki kao što su industrijska kupolasta svjetiljka.

To je zbog činjenice da COB matrica s diodama istog proizvođača košta 30-50% manje, što smanjuje cijenu svjetiljke. Nedostatak je, prema recenzijama najeminentnijih proizvođača industrijske i ulične rasvjete, česta zamjena COB matrica pod garancijom ako je snaga svjetiljke veća od 50 vati.

U jednoj od fabrika sa kojima sarađujemo ispričana nam je priča o tome kako je industrijska LED lampa sa zvonom sa visokokvalitetnim sistemom odvođenja toplote i visokokvalitetnom COB diodom zaboravljena sa uključenim čipom na stolu dole, a za 2 sata stol se zapalio.

Pravo iskustvo

Iz ličnog iskustva znamo priču o tome kako je jedan energetičar u velikom preduzeću, da bi uštedio novac nauštrb kvaliteta, kupio industrijsku kupolastu svjetiljku sa COB diodama i sada mora platiti za svoju pogrešnu odluku: svake godine za zamenu diodnih ploča u 15-20% svetiljki.

Kako ga nadređeni ne bi izgrdili da je u svoje vrijeme napravio pogrešan izbor, traži od njega da mu umjesto COB matrica naplati fluorescentne lampe i razni električni potrošni materijal kako bi prikrio stvarne troškove.

Degradacija COB dioda

Ne treba zaboraviti ni stvarnu degradaciju dioda u industrijskim svjetiljkama velike snage, koja je, prema zapažanjima korisnika, veća kod rasvjetnih tijela velike snage sa COB elementima. Ali vrlo rijetko neko vrši godišnja mjerenja osvijetljenosti prostorije.

Zasljepljujući efekat COB dioda

Još jedno zapažanje korisnika je činjenica da industrijska COB LED kupolasta svjetla u skladištima i radionicama proizvode više odsjaja, što otežava osoblju rad na visini.

Stručno mišljenje: „Naše mišljenje: COB LED svetiljke su najbolje rešenje za akcentnu rasvetu i svetiljke umerene snage do 50W. Jedini izuzetak su sistemi sa više modula, u kojima je svaki modul zasebna COB matrica umerene snage. Za osvjetljenje veće od 50 vati, bolje je koristiti industrijske zvonaste lampe sa SMD matricom. Štaviše, što više dioda po 1 vatu snage, to bolje“, kaže Aleksej Frolov, inženjer rasvete u Grandenergoproektu.

LED matrice su tehnološka kombinacija na jednoj podlozi od više svjetlosnih poluvodičkih kristala, sa zajedničkim punjenjem mješavinom fosfora i silikona.

Pojava LED matrica povezana je s razvojem (Chip-on-Board), što se doslovno prevodi kao "čip na ploči". Ova tehnologija je zamijenila SMD LED diode, odlikuje se visokim stepenom automatizacije proizvodnje i dovela je do značajnog smanjenja cijena LED lampi i reflektora.

Vrste i primjene

Zadržavajući jedinstven princip postavljanja LED kristala na podlogu koja provodi toplinu, LED nizovi se značajno razlikuju po broju kristala na jednoj bazi i načinu međusobnog povezivanja.

Broj kristala na jednoj podlozi određuje konačnu snagu matrice, koja može doseći stotine vati po proizvodu. Snažni matrični izvori svjetlosti dokazali su se u reflektorima i svjetiljkama za uličnu rasvjetu. Način na koji su kristali međusobno povezani određuje mogućnost kontrole sjaja pojedinačnih kristala i parametara napajanja za matricu. Serijsko-paralelna struktura unutrašnjih veza omogućava smanjenje struje i povećanje veličine napona napajanja, što se odražava na karakteristike matričnih proizvoda.

Još jedna karakteristika unutrašnjeg povezivanja kristala međusobno sa eksternim vodovima je mogućnost upotrebe LED matričnih struktura u informacionim tablama i grafičkim ili karakternim ekranima. Takve LED-matrice se koriste u kontrolno-mjernoj opremi i raznim reklamnim instalacijama.

U starijim modelima, za informativne table, grafičke ili karakterne displeje, LED matrice su dizajnirane na bazi DIP ili SMD LED dioda.

dijagram strujnog kola

Kao što je gore navedeno, serijski paralelni krug za međusobno povezivanje LED kristala određuje zahtjeve za matrično napajanje. Što je veći napon napajanja, to je više LED dioda spojeno u serijski krug. Ova karakteristika smanjuje zahtjeve za izlazne struje drajvera, ali u slučaju kvara jednog kristala u serijskom kolu, cijelo kolo prestaje emitovati svjetlost. Struja se preraspoređuje na radne LED čipove, čime se ubrzava njihova degradacija i ozbiljno smanjuje vijek trajanja LED matrice u cjelini.

Da bi riješili problem, neki proizvođači povezuju sve LED čipove unutar matrice istovremeno serijski i paralelno. Ova karakteristika značajno smanjuje mogućnost kvara LED matrice zbog pregorevanja jednog čipa. Paralelno povezivanje LED dioda među sobom unutar iste matrične strukture zahtijeva velike izlazne struje drajvera, ali ukupna emisivnost praktično ne pati od kvara jednog ili dva kristala. Matrice za LED displeje sadrže složen sistem internog preklapanja, koji je određen zahtevima za upravljanje svakom LED-om pojedinačno. Za upravljanje takvim LED-matricama stvoreni su posebni integrirani procesori i mikro kola.

Veza

U shemama za povezivanje LED matrica, dvije ključne točke su odlučujući faktori za njihovu pouzdanost - dovoljna površina radijatora za odvođenje topline i stabilizaciju struja napajanja. Oba ova faktora su direktno povezana sa pojačanom degradacijom poluvodičkih kristala kada njihove temperature prelaze maksimalno dozvoljene.

I nedovoljna površina radijatora za hlađenje i previsoka prolazna struja dovode do povećanja temperature kristala.

Radne vrijednosti jednosmjerne struje navedene su u parametrima LED matrica, a za približan odabir površine radijatora možete koristiti brojku 20-25 cm² po 1 W snage matrice. Treba uzeti u obzir da je takva površina potrebna na temperaturi okoline do 35 °C. Na višim temperaturama radnu površinu radijatora treba povećati ili dopuniti aktivnim hlađenjem.

Prilikom odabira LED matrica s ugrađenim drajverom i napajanjem iz mreže od 220 V, mora se uzeti u obzir da takvi izvori svjetlosti nisu prikladni za osvjetljavanje mjesta stalnog boravka osobe.

Odsustvo elektrolitskih kondenzatora velikog kapaciteta u strujnom kolu napajanog od 220 volti određuje visoko emitovano svjetlo, čiji je štetan učinak na zdravlje ljudi dokazan mnogim naučnim studijama.

Zaključak

Poboljšanje parametara LED kristala koji emituju svjetlost dovodi do pojave sve snažnijih matričnih struktura, čija je izlazna snaga već dostigla 300 W ili više.

Ovaj trend, u kombinaciji s povećanjem specifičnog svjetlosnog toka po 1 W ulazne snage, određuje daljnji razvoj LED matrica i njihov nadmašujući razvoj na tržištu rasvjetne tehnike.

Pročitajte također

Knyazev O.V., Grupa kompanija Stroy-TK, maj 2017

Trenutno tržište LED rasvjete u Rusiji doživljava svoj procvat, u prodaji su i visokotehnološki skupi modeli svjetiljki i reflektora, čiji je garantni rok 3-7 godina, i jeftini LED proizvodi za koje je malo vjerovatno da će raditi bez kvarova za najmanje 1 godinu. Pokušajmo razumjeti ovaj skup prijedloga.

Odakle dolaze jeftini "zanati" za jednokratnu upotrebu?

Koliko god paradoksalno izgledalo, sam Kupac je kriv za postojanje velikog broja ponuda jeftinih LED lampi potrošačkog kvaliteta, jer je glavni kriterij odabira za Kupca cijena.

Situacija se ponavlja, kao i ranije: ako postoji potražnja za jeftinim proizvodima, proizvođači iz Srednjeg kraljevstva će osigurati i ponudu! Pošto niko nema monopol na uvoz iz Kine, konkurenti počinju da zahtevaju od proizvođača konstantno, partiju po seriju, sniženje nabavnih cena kako bi konkurente na tržištu jednostavno ocenili niskom cenom. Međutim, za sve postoje razumna ograničenja i stalno smanjenje cijene proizvoda uz zadržavanje svih osnovnih karakteristika jednostavno je nemoguće. Tako igra počinje da smanjuje performanse, pouzdanost itd. - samo za prodaju rasvjetne opreme, stavljanje minimalnog garantnog roka. I to uprkos činjenici da je za LED diode najavljeno ludo vrijeme rada - od 50 do 100 hiljada sati.

Šta je COB

COB tehnologija, novije MCOB (Multi Chip-on-Board) - prevodi se kao "Crystal On Board". Smatra se najnaprednijom LED tehnologijom do danas.

Ukratko, to se može opisati na sljedeći način: postavljanje kristala na ploču bez kućišta i keramičkih podloga, kao i pokrivanje svih ovih kristala zajedničkim fosfornim slojem. LED kristali se nalaze vrlo blizu jedan drugom - gustina postavljanja može doseći 70 kristala po 1 cm 2, tj. kristali se praktično spajaju u jedno polje i sjaj matrice se ispostavlja vrlo ujednačenim, pojedinačne tačke kristala se ne razlikuju.

Važan plus tehnologije je kvaliteta emitovane svjetlosti. Objekti osvijetljeni lampama na COB-matrici imaju jasnu granicu sjene zbog ujednačene raspodjele svjetlosnog toka. Svjetiljke na SMD LED diodama, nažalost, ne mogu se pohvaliti takvim kontrastom zbog velikog broja pojedinačnih kristala i reflektora koji su u prostoru široko razdvojeni.

Energetska efikasnost COB matrica može doseći 170 Lm/W.

COB Benefits

Glavne prednosti MCOB tehnologije su:

1. Visoka svjetlosna snaga (više od 100 lm/W);
2. Sposobnost postizanja visokog intenziteta svjetlosnog toka s relativno malom veličinom;
3. Kompatibilan sa raznim drajverima, uklj. sa zatamnjivanjem;
4. Ujednačenost svetlosnog toka, bez efekta senke;
5. Kompaktnost, mala veličina, dostupnost raznih oblika;
6. Mogućnost izrade matrica bilo koje temperature boje od 2700K do 7000K;
7. Indeks prikazivanja boja do 90Ra;

Nedostaci COB-a

Glavni nedostatak COB tehnologije je obavezno obezbjeđivanje dobrog odvođenja topline iz moćne COB matrice, što je teško obezbijediti, budući da je površina matrice mala, te je teško ukloniti višak topline iz male kontaktne površine.

U tome leži kvaka: jeftina, a samim tim i u početku nekvalitetna, COB matrica montirana na rashladni radijator bez odgovarajućeg namještanja i obrade površina sučelja nije dovoljno hlađena, počinje se pregrijati i na kraju izgara.

Kao potvrdu možemo navesti sljedeću činjenicu: ne tako davno dobili smo 57 LED reflektora (COB) snage 100W za dijagnostiku i popravku. Sudeći po izgledu (vidi sliku), iz jeftine GS Light serije.

Nakon dijagnostike, otkriveno je da je u velikoj većini reflektora (49 komada) otkazala COB LED matrica, au preostalih 8 slučajeva LED drajver.

Šta je SMD?

SMD tehnologija (Surface Mounting Device) - doslovno se može prevesti kao "uređaj za površinsku montažu".

Glavna razlika između ove tehnologije i "tradicionalne" tehnologije kroz rupe je u tome što su komponente postavljene na površinu ploče. To osigurava manje dimenzije dizajna, bolje odvođenje topline i varijabilnost u izvedbi. Ovaj dizajn je daleko najčešći u rasvjeti i koristi se u gotovo svim vrstama izvora svjetlosti.

Do danas je SMD tehnologija najzastupljenija u LED rasvjeti i koristi se u gotovo svim vrstama svjetiljki.

Ova tehnologija je direktno kreirana za organiziranje snažnog difuznog osvjetljenja, što se postiže distribucijom značajnog broja malih LED dioda po cijeloj površini lampe (do 700 komada u jednom proizvodu), što omogućava da se koristite bilo kakvu dodatnu optiku u lampama, samo uobičajeno zaštitno staklo lampe za tijelo. Za povećanje stepena disperzije (na primjer, za sobe s kompjuterskom opremom), koristi se mliječni, prizmatični ili mikroprizmatični difuzor.

Budući da su LED diode smještene na aluminijskom ravnalu velike površine, a razmak između njih je dovoljno velik, LED hlađenje ne uzrokuje velike poteškoće, a samim tim i trajnost SMD ravnala kada se pravilno napajaju.

Od minusa uređaja sa SMD linijama, treba napomenuti veliku složenost njihovog popravka, jer ako jedan LED pokvari, cijela linija prestaje da gori, a zamjena SMD LED-a na svoju ruku je prilično dugotrajan zadatak. Zamjena cijele linije je već finansijski skupa. Pošteno radi, mora se reći da većina proizvođača LED lampi u Rusiji, u slučaju garancije, zamjenjuje cijelu liniju.

COB i SMD aplikacije

1. Opšti slučaj

Napravio bih ovakav odjeljak: ako vam faktor oblika kućišta lampe omogućava postavljanje dovoljno velikog radijatora za hlađenje, onda možete koristiti COB LED lampe, ograničavajući njihovu snagu na 30 vata. Sva rasvjetna oprema veće snage je isključivo SMD. Općenito, postat će idealna opcija za uvođenje LED rasvjete.

2. Prošao objekt i zaboravio

Ako je zadatak upravo ovo - predati predmet i pobjeći, onda, naravno, trebate koristiti jeftine lampe ili reflektore na COB matrici velike snage. Njihovo radno vreme bi trebalo da bude dovoljno da se sakrijete iz vidnog polja... :)

3. Kratko vrijeme rada

Ako lampa ili reflektor radi povremeno, pali se na nekoliko minuta (na primjer, opremljen je senzorom prisutnosti i uključuje se samo kada ljudi prolaze), možete neustrašivo odabrati COB. Matrica jednostavno neće imati vremena da se pregrije.

4. Organizacija privremene rasvjete.

Za organizaciju privremene rasvjete (na primjer, na gradilištu prilikom izvođenja završnih radova), preporučio bih korištenje COB reflektora snage 20 - 30 W.

5. Osvetljenje magacina, industrijskih prostorija

U skladištima, industrijskim zgradama i prostorijama obično se koriste moćne lampe, okačene na visokoj (6-12 metara) visini. Za njihovo električno osvjetljenje preporučuje se korištenje lampi napravljenih na SMD LED trakama. Prilikom odabira instalacija obratite posebnu pažnju na prisustvo dobro definiranih radijatora čija je svrha odvođenje viška topline u okolinu.