Description des LEDs de type COB
Il n'y a pas longtemps, le marché a commencé à se remplir de lumières LED fabriquées avec la technologie COB. Immédiatement après l'apparition de ces produits, les informations les concernant ont commencé à acquérir le caractère de mythes. Cet aperçu est une tentative de séparer la vérité de la fiction et des astuces des spécialistes du marketing.
Qu'est-ce qu'une LED COB ?
Depuis l'avènement des LED SMD, l'ingénierie ne s'est pas arrêtée. Les développeurs de nombreux fabricants ont résolu le problème de la réduction de la taille des équipements d'éclairage, de l'augmentation de l'efficacité lumineuse, de la simplification et de la réduction du coût de la technologie de montage, de l'assemblage, etc. Il est difficile de dire qui a eu l'idée de ne pas enfermer chaque jonction p-n dans un boîtier séparé recouvert de phosphore mais de placer plusieurs cristaux d'arséniure de gallium dans une seule coquille. Mais le premier échantillon d'un tel produit est apparu sur le marché en 2003 de la part de Citizen Electronics.
Cette idée s'est avérée être une percée. En plus de résoudre les problèmes mentionnés ci-dessus, il a été possible de concentrer les éléments rayonnants dans une zone relativement petite et d'obtenir une moindre diffusion de la lumière. Cette technologie est appelée COB (chip-on-board). Une traduction plus précise serait peut-être "élément sur une planche" ou "cristal sur une planche".
Pendant longtemps, la diffusion des matrices réalisées selon ce principe a été entravée par la complexité du collage des LED sur le substrat. L'épaisseur de l'adhésif doit être strictement calibrée : une réduction de la couche entraîne une diminution de la force d'adhérence, une augmentation entraîne une réduction de l'efficacité de la dissipation de la chaleur. En 2009, ce problème a été résolu et la technologie COB a entamé sa marche triomphale dans le monde de la technologie d'éclairage.
Un module produit selon ce principe contient une matrice de LEDs sans boîtier, placées sur la base. L'absence de coquilles a permis d'augmenter la densité des éléments rayonnants et d'accroître la luminosité par unité de surface. Dans certains cas, les DEL sont encapsulées dans un composé transparent pour plus de solidité. La partie supérieure de la coquille est recouverte d'un phosphore.
Le circuit imprimé est fabriqué à l'aide d'une technologie conventionnelle et se compose de pistes conductrices disposées sur un substrat diélectrique. Une plaque métallique à haute conductivité thermique est collée en dessous et le produit est terminé.
Important ! Dans la plupart des cas, le dissipateur thermique standard n'est pas suffisant pour garantir une température de fonctionnement normale des LED. Un dissipateur thermique externe supplémentaire doit être utilisé.
Les valeurs typiques du flux lumineux des matrices avec une taille de puce de 0,762*0,762 mm en fonction de la puissance sont indiquées dans le tableau ci-dessous.
| Puissance électrique, W | Nombre d'éléments, pcs. | Flux lumineux, lm |
| 10 | 9 | 450-550 |
| 30 | 30 | 1800-2200 |
| 50 | 50 | 2550-2750 |
| 100 | 100 | 4500-5500 |
Les chiffres réels peuvent varier légèrement en raison de conditions supplémentaires.
Types
Des LED COB avec des pilotes intégrés sont apparues récemment sur le marché. "On board" maintenant non seulement la matrice, mais aussi les éléments redresseurs, ainsi qu'une puce pour stabiliser le courant à travers les éléments émetteurs. Comme on peut le voir, les éléments supplémentaires ne sont pas cachés sous un boîtier commun, mais sont montés sur une carte séparée et intégrés au module.
Ce type de LED à technologie COB est une unité unique, à laquelle il ne reste qu'une tension d'alimentation.
Principe de fonctionnement et caractéristiques
Les LED COB ne reposent sur aucun nouveau principe de fonctionnement. Ils utilisent la même jonction p-n d'arséniure de gallium, de phosphure d'indium ou d'autres matériaux. Même recombinaison de base des charges avec émission d'un quantum de lumière lorsqu'une tension continue est appliquée. Même lumière monochromatique à spectre étroit. Les mêmes principes de production de couleurs inaccessibles - lorsque l'alimentation est appliquée, le rayonnement des LED (dans le domaine optique ou UV) déclenche la luminescence du phosphore. Ce procédé connu permet de produire des couleurs qui ne peuvent être obtenues en faisant briller directement des jonctions de semi-conducteurs. Il y a aussi le problème de la dissipation de la chaleur. La nouveauté de ces éléments réside uniquement dans la technologie de production, qui peut amener les dispositifs émettant de la lumière à un nouveau niveau de consommation.
Gestion de
La commande d'une LED COB se résume à la commutation de la tension d'alimentation, et à cet égard, il n'y a pas de différence fondamentale avec les dispositifs conventionnels. Un tel élément peut être activé ou désactivé :
- Un interrupteur manuel pour la tension appropriée ;
- relais ou démarreur électromagnétique ;
- interrupteur électronique (transistor, thyristor).
La seule chose à garder à l'esprit est que la puissance d'une telle LED peut atteindre 100 W et que la tension de fonctionnement est de 220 V. L'élément de commutation doit avoir des paramètres appropriés.
Angle de vision recommandé : led COB vs led smd
Avantages et inconvénients
Important ! Compte tenu du caractère bon marché de la production des LED COB, ces inconvénients perdent progressivement de leur importance. La tendance va vers le point où il devient plus économique de remplacer la matrice, plutôt que de la reconstruire.
Les déclarations des producteurs concernant l'efficacité lumineuse supérieure par rapport à la puissance due aux nouveaux principes de production doivent très probablement être attribuées à des stratagèmes de marketing. Il a déjà été noté que les matrices COB ne reposent pas sur de nouveaux principes de fonctionnement. Et une certaine augmentation de l'efficacité lumineuse peut être liée au développement naturel des technologies de production de phosphores et de cristaux semi-conducteurs.
À vie
Les fabricants de matrices COB indiquent une durée de vie moyenne d'environ 30 000 heures. Cela représente environ 3,5 ans de fonctionnement continu. Avec les LED conventionnelles, cette période est généralement indiquée dans les spécifications comme pouvant atteindre 50 000 heures (5,5 ans). On en conclut souvent que la fiabilité des éléments COB est faible. En fait, l'expérience du fonctionnement des nouveaux dispositifs d'émission de lumière n'a pas encore été accumulée. Tous les chiffres sont issus de calculs qui, souvent, ne tiennent pas compte des conditions de fonctionnement. Et il est peu probable qu'un fabricant ait effectué des tests en conditions réelles sur plusieurs années. Ils ne servent à rien - de nouvelles technologies et de nouveaux matériaux apparaîtront entre-temps.
Il faut tenir compte du fait que les périodes de garantie pour les deux éléments sont fixées approximativement au même niveau - environ 15 000 heures. Tout ce qui va au-delà relève de la prévision et du pur marketing. Par conséquent, toutes les informations relatives à la durée de vie sont aujourd'hui de nature déclarative et doivent être traitées avec prudence.
Lampe LED COB
Un autre avantage de la nouvelle technologie est qu'il est possible de produire des matrices de toute forme et de toute taille. Dans la plupart des cas, des dispositifs ronds et rectangulaires (carrés) sont disponibles, à partir desquels différentes configurations de lampes peuvent être réalisées.
La lampe à maïs, qui doit son nom à ses éléments discrets ressemblant aux grains de la plante, a été relookée. Maintenant, il n'y a plus de points brillants, la surface est devenue solide et l'émission est plus uniforme. La taille de ces lampes est actuellement limitée par les exigences de la résistance mécanique de la matrice, mais on espère que le développement de la technologie dans un avenir proche permettra de contourner ce problème.
Un illuminateur à LED utilisant de telles matrices peut avoir soit un seul élément rayonnant, soit plusieurs - en fonction de l'intensité de la luminescence requise. Une matrice unique remplaçant plusieurs luminaires plus petits n'est pas encore disponible en raison des limitations de taille mentionnées.
Schéma de câblage
Le câblage dépend de la conception de la matrice. S'il ne s'agit que d'une chaîne d'éléments en parallèle, ils doivent être branchés sur un réseau domestique monophasé de 220 V par l'intermédiaire d'un redresseur ou d'un driver pour la tension et le courant appropriés, tout comme les LED ou les assemblages simples courants.
Si un redresseur et un conducteur sont "embarqués", la connexion n'est pas différente de celle d'une lampe à incandescence normale. Le "maïs" déjà mentionné, par exemple, possède une douille standard pour le vissage dans la douille.
Le brochage
Une LED, comme une diode normale, est un dispositif qui conduit le courant d'un côté. Par conséquent, la polarité doit être correcte lors du câblage. L'anode doit être connectée au côté positif de l'alimentation, la cathode au côté négatif.
L'affectation des broches de la matrice COB est facile à identifier - les marquages sont appliqués directement sur le boîtier. Les broches sont marquées par "+" et "-". Si l'ensemble peut être connecté directement à un circuit de tension alternative, les broches sont marquées L (phase) et N (neutre).
On a l'impression que les éléments d'éclairage fabriqués avec la technologie COB remplaceront complètement les LED SMD dans un avenir proche. En fait, il est peu probable que cela se produise. Après tout, les composants SMD n'ont pas complètement remplacé les composants SMD, mais ils les ont considérablement évincés. Il est fort probable que la situation sera la même ici - chaque technologie occupera sa propre niche.