Περιγραφή των LED τύπου COB
Πριν από λίγο καιρό, η αγορά άρχισε να γεμίζει με φώτα LED κατασκευασμένα με τεχνολογία COB. Αμέσως μετά την εμφάνιση αυτών των προϊόντων οι πληροφορίες γι' αυτά άρχισαν να αποκτούν χαρακτήρα μύθου. Αυτή η επισκόπηση είναι μια προσπάθεια να διαχωριστεί η αλήθεια από τη μυθοπλασία και τα κόλπα των εμπόρων.
Τι είναι το LED COB
Από τότε που εμφανίστηκαν οι λυχνίες LED SMD, η μηχανική δεν έχει μείνει στάσιμη. Οι προγραμματιστές πολλών κατασκευαστών έχουν λύσει το πρόβλημα της μείωσης του μεγέθους του εξοπλισμού φωτισμού, της αύξησης της φωτεινής απόδοσης, της απλούστευσης και της μείωσης του κόστους της τεχνολογίας τοποθέτησης, της συναρμολόγησης κ.λπ. Είναι δύσκολο να πούμε ποιος είχε την ιδέα να μην περιβάλλει κάθε επαφή p-n σε ξεχωριστό περίβλημα με επικάλυψη φωσφόρου, αλλά να τοποθετήσει πολλούς κρυστάλλους αρσενιδίου-γαλλίου σε ένα ενιαίο περίβλημα. Αλλά το πρώτο δείγμα ενός τέτοιου προϊόντος εμφανίστηκε στην αγορά το 2003 από τη Citizen Electronics.
Η ιδέα αυτή αποδείχθηκε σημαντική. Εκτός από την επίλυση των προβλημάτων που αναφέρθηκαν παραπάνω, κατέστη δυνατή η συγκέντρωση των στοιχείων ακτινοβολίας σε μια σχετικά μικρή περιοχή και η επίτευξη μικρότερης σκέδασης του φωτός. Η τεχνολογία ονομάζεται COB - chip-on-board. Ίσως μια πιο ακριβής μετάφραση θα ήταν "στοιχείο σε μια σανίδα" ή "κρύσταλλο σε μια σανίδα".
Για μεγάλο χρονικό διάστημα, η απελευθέρωση των μητρών που κατασκευάζονταν σύμφωνα με αυτή την αρχή παρεμποδίζονταν από την πολυπλοκότητα της κόλλησης των LED πάνω στο υπόστρωμα. Το πάχος της κόλλας έπρεπε να είναι αυστηρά βαθμονομημένο: η μείωση του πάχους του στρώματος οδηγούσε σε μείωση της αντοχής συγκόλλησης, η αύξηση του πάχους οδηγούσε σε μείωση της απόδοσης της απαγωγής θερμότητας. Το 2009 το πρόβλημα αυτό λύθηκε και η τεχνολογία COB ξεκίνησε τη θριαμβευτική της πορεία στον κόσμο της τεχνολογίας φωτισμού.
Μια μονάδα που παράγεται με αυτή την αρχή περιέχει ένα πλέγμα LED χωρίς περίβλημα, τοποθετημένο στη βάση. Λόγω της απουσίας κελυφών κατέστη δυνατή η αύξηση της πυκνότητας των στοιχείων ακτινοβολίας και η αύξηση της φωτεινότητας ανά μονάδα επιφάνειας. Σε ορισμένες περιπτώσεις, οι λυχνίες LED ενσωματώνονται σε διαφανή ένωση για μεγαλύτερη αντοχή. Το άνω μέρος του κελύφους είναι επικαλυμμένο με φώσφορο.
Η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος κατασκευάζεται με συμβατική τεχνολογία και αποτελείται από αγώγιμα κομμάτια τοποθετημένα σε διηλεκτρικό υπόστρωμα. Μια μεταλλική πλάκα με υψηλή θερμική αγωγιμότητα επικολλάται από κάτω και το προϊόν είναι έτοιμο.
Σημαντικό! Στις περισσότερες περιπτώσεις, η τυπική ψύκτρα δεν επαρκεί για να εξασφαλίσει την κανονική θερμοκρασία λειτουργίας των LED. Πρέπει να χρησιμοποιηθεί πρόσθετη εξωτερική ψύκτρα.
Οι τυπικές τιμές της φωτεινής ροής των μητρών με μέγεθος τσιπ 0,762*0,762 mm ανάλογα με την ισχύ φαίνονται στον παρακάτω πίνακα.
| Ηλεκτρική ισχύς, W | Αριθμός στοιχείων, τεμ. | Φωτεινή ροή, lm |
| 10 | 9 | 450-550 |
| 30 | 30 | 1800-2200 |
| 50 | 50 | 2550-2750 |
| 100 | 100 | 4500-5500 |
Τα πραγματικά στοιχεία ενδέχεται να διαφέρουν ελαφρώς λόγω πρόσθετων συνθηκών.
Τύποι
Πρόσφατα εμφανίστηκαν στην αγορά LED COB με ενσωματωμένους οδηγούς. "Επί του σκάφους" τώρα όχι μόνο η μήτρα, αλλά και στοιχεία ανορθωτή, καθώς και ένα τσιπ για τη σταθεροποίηση του ρεύματος μέσω των στοιχείων εκπομπής. Όπως φαίνεται, τα πρόσθετα στοιχεία δεν κρύβονται κάτω από ένα κοινό περίβλημα, αλλά είναι τοποθετημένα σε ξεχωριστή πλακέτα και ενσωματωμένα στη μονάδα.
Αυτός ο τύπος LED τεχνολογίας COB είναι μια ενιαία μονάδα, στην οποία το μόνο που απομένει είναι η τάση τροφοδοσίας.
Αρχή λειτουργίας και χαρακτηριστικά
Τα LED COB δεν βασίζονται σε νέες αρχές λειτουργίας. Χρησιμοποιούν την ίδια επαφή p-n από αρσενίδιο γαλλίου, φωσφίδιο ινδίου ή άλλα υλικά. Ίδιος βασικός ανασυνδυασμός φορτίου με εκπομπή ενός κβάντου φωτός όταν εφαρμόζεται άμεση τάση. Το ίδιο μονοχρωματικό φως με στενό φάσμα. Οι ίδιες αρχές παραγωγής απρόσιτων χρωμάτων - όταν εφαρμόζεται ρεύμα, η ακτινοβολία από τις λυχνίες LED (στην οπτική περιοχή ή στο υπεριώδες) ξεκινά τον φωτισμό του φωσφόρου. Αυτή η γνωστή διαδικασία καθιστά δυνατή την παραγωγή χρωμάτων που δεν μπορούν να επιτευχθούν με απευθείας πυρακτωμένες επαφές ημιαγωγών. Υπάρχει επίσης το πρόβλημα της απαγωγής θερμότητας. Η καινοτομία των στοιχείων έγκειται μόνο στην τεχνολογία παραγωγής, η οποία μπορεί να οδηγήσει τις συσκευές εκπομπής φωτός σε ένα νέο καταναλωτικό επίπεδο.
Διαχείριση
Ο έλεγχος ενός COB LED περιορίζεται στην εναλλαγή της τάσης τροφοδοσίας και από αυτή την άποψη δεν υπάρχει καμία θεμελιώδης διαφορά από τις συμβατικές συσκευές. Ένα τέτοιο στοιχείο μπορεί να ενεργοποιηθεί ή να απενεργοποιηθεί:
- Ένας χειροκίνητος διακόπτης για την κατάλληλη τάση,
- ηλεκτρομαγνητικό ρελέ ή μίζα,
- ηλεκτρονικός διακόπτης (τρανζίστορ, θυρίστορ).
Το μόνο πράγμα που πρέπει να έχετε κατά νου είναι ότι η ισχύς μιας τέτοιας λυχνίας LED μπορεί να φτάσει τα 100 W και η τάση λειτουργίας είναι 220 V. Το στοιχείο μεταγωγής πρέπει να έχει τις κατάλληλες παραμέτρους.
Συνιστώμενη γωνία θέασης: COB led vs. smd led
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα
Σημαντικό! Δεδομένης της φτήνιας παραγωγής COB LED, αυτά τα μειονεκτήματα χάνουν σταδιακά τη σημασία τους. Η τάση βαίνει προς το σημείο όπου η αντικατάσταση της μήτρας είναι οικονομικότερη από την ανακατασκευή της.
Οι δηλώσεις των παραγωγών για υψηλότερη φωτεινή απόδοση σε σχέση με την ισχύ λόγω των νέων αρχών παραγωγής, πιθανότατα, θα πρέπει να αποδοθούν σε τεχνάσματα μάρκετινγκ. Έχει ήδη επισημανθεί ότι οι πίνακες COB δεν βασίζονται σε νέες αρχές λειτουργίας. Και κάποια αύξηση της φωτεινής απόδοσης μπορεί να συνδεθεί με τη φυσική ανάπτυξη των τεχνολογιών παραγωγής φωσφόρων και κρυστάλλων ημιαγωγών.
Διάρκεια ζωής
Οι κατασκευαστές μητρών COB αναφέρουν μέση διάρκεια ζωής περίπου 30.000 ώρες. Πρόκειται για περίπου 3,5 χρόνια συνεχούς λειτουργίας. Με τις συμβατικές λυχνίες LED, η περίοδος αυτή αναφέρεται συνήθως ως 50.000 ώρες (5,5 χρόνια) στις προδιαγραφές. Συχνά συμπεραίνεται ότι η αξιοπιστία των στοιχείων COB είναι χαμηλή. Στην πραγματικότητα, δεν έχει ακόμη συσσωρευτεί εμπειρία στη λειτουργία των νέων συσκευών εκπομπής φωτός. Όλα τα στοιχεία προκύπτουν από υπολογισμούς που συχνά δεν λαμβάνουν υπόψη τις συνθήκες λειτουργίας. Και είναι απίθανο να έχει πραγματοποιήσει οποιοσδήποτε κατασκευαστής δοκιμές πραγματικής ζωής διάρκειας πολλών ετών. Δεν έχουν νόημα - στο μεταξύ θα έρθουν νέες τεχνολογίες και υλικά.
Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι οι περίοδοι εγγύησης και για τα δύο στοιχεία ορίζονται περίπου στο ίδιο επίπεδο - περίπου 15.000 ώρες. Οτιδήποτε πέρα από αυτό είναι πρόβλεψη και καθαρό μάρκετινγκ. Ως εκ τούτου, όλες οι πληροφορίες σχετικά με τη διάρκεια ζωής σήμερα έχουν χαρακτήρα δηλώσεων και πρέπει να αντιμετωπίζονται με προσοχή.
Λαμπτήρας LED COB
Ένα άλλο πλεονέκτημα της νέας τεχνολογίας είναι ότι μπορούν να παραχθούν μήτρες οποιουδήποτε σχήματος και μεγέθους. Στις περισσότερες περιπτώσεις διατίθενται στρογγυλές και ορθογώνιες (τετράγωνες) συσκευές, από τις οποίες μπορούν να κατασκευαστούν διαφορετικές διαμορφώσεις λαμπτήρων.
Η λάμπα καλαμποκιού, η οποία πήρε το όνομά της λόγω των διακριτών στοιχείων που μοιάζουν με κόκκους της καλλιέργειας, έχει αποκτήσει νέα εμφάνιση. Τώρα δεν υπάρχουν λαμπερές κουκκίδες, η επιφάνεια έχει γίνει συμπαγής και η εκπομπή είναι πιο ομοιόμορφη. Το μέγεθος αυτών των λαμπτήρων περιορίζεται τώρα από τις απαιτήσεις της μηχανικής αντοχής της μήτρας, αλλά ελπίζεται ότι η ανάπτυξη της τεχνολογίας στο εγγύς μέλλον θα παρακάμψει αυτό το πρόβλημα.
Ο φωτιστής LED που χρησιμοποιεί τέτοιες μήτρες μπορεί να έχει είτε ένα στοιχείο ακτινοβολίας είτε περισσότερα - ανάλογα με την απαιτούμενη φωτεινότητα του φωτισμού. Μια ενιαία μήτρα που αντικαθιστά πολλά μικρότερα φωτιστικά σώματα δεν είναι ακόμη διαθέσιμη λόγω των περιορισμών μεγέθους που αναφέρθηκαν.
Διάγραμμα καλωδίωσης
Η καλωδίωση εξαρτάται από το σχεδιασμό του πίνακα. Εάν πρόκειται απλώς για παράλληλες αλυσίδες στοιχείων, θα πρέπει να συνδεθούν σε μονοφασικό οικιακό δίκτυο 220 V μέσω ανορθωτή ή οδηγού για την κατάλληλη τάση και ρεύμα, όπως ακριβώς και οι κοινές μεμονωμένες λυχνίες LED ή συγκροτήματα.
Εάν ένας ανορθωτής και ένας οδηγός είναι "επί του σκάφους", η σύνδεση δεν διαφέρει από μια κανονική λάμπα πυρακτώσεως. Το ήδη αναφερθέν "καλαμπόκι", για παράδειγμα, έχει μια τυπική υποδοχή για βίδωμα στην υποδοχή.
Η διάταξη ακροδεκτών
Μια LED, όπως και μια κανονική δίοδος, είναι μια διάταξη που διοχετεύει ρεύμα στη μία πλευρά. Επομένως, κατά τη σύνδεση πρέπει να τηρείται η πολικότητα. Η άνοδος θα πρέπει να συνδεθεί στη συν πλευρά του τροφοδοτικού και η κάθοδος στη μείον πλευρά.
Η αντιστοίχιση των ακροδεκτών της μήτρας COB είναι εύκολο να αναγνωριστεί - οι σημάνσεις εφαρμόζονται απευθείας στο περίβλημα. Οι ακίδες επισημαίνονται με "+" και "-". Εάν το συγκρότημα μπορεί να συνδεθεί απευθείας σε κύκλωμα εναλλασσόμενης τάσης, οι ακίδες φέρουν την ένδειξη L (φάση) και N (ουδέτερος).
Υπάρχει η αντίληψη ότι τα στοιχεία φωτισμού που κατασκευάζονται με τεχνολογία COB θα αντικαταστήσουν πλήρως τα LED SMD στο εγγύς μέλλον. Στην πραγματικότητα, αυτό είναι απίθανο να συμβεί. Εξάλλου, τα SMD-συστατικά δεν έχουν αντικαταστήσει πλήρως τα SMD-συστατικά, αλλά τα έχουν εκτοπίσει σημαντικά. Το πιθανότερο είναι ότι θα υπάρξει η ίδια κατάσταση και εδώ - κάθε τεχνολογία θα καταλαμβάνει τη δική της θέση.