Descrizione dei LED di tipo COB
Non molto tempo fa, il mercato ha cominciato a riempirsi di lampade a LED realizzate con la tecnologia COB. Immediatamente dopo la comparsa di tali prodotti, le informazioni su di loro hanno iniziato ad acquisire il carattere di miti. Questa recensione è un tentativo di separare la verità dalla finzione e dai trucchi di marketing.
Cos'è il LED COB
Dall'avvento dei LED SMD, l'ingegneria non si è fermata. Gli sviluppatori di molti produttori hanno risolto i problemi di riduzione delle dimensioni delle apparecchiature di illuminazione, aumento della resa luminosa, semplificazione e riduzione dei costi di installazione, assemblaggio, ecc. Ora è difficile stabilire chi per primo abbia avuto l'idea di non racchiudere ciascuna giunzione p-n in una custodia separata rivestita di fosforo, ma di posizionare diversi cristalli di arseniuro di gallio in un guscio. Ma il primo campione di tali prodotti è apparso sul mercato nel 2003 da Citizen Electronics.
L'idea si è rivelata una svolta. Oltre a risolvere i problemi di cui sopra, è stato possibile concentrare gli elementi radianti su un'area relativamente piccola e ottenere una minore diffusione della luce.Questa tecnologia si chiama COB - chip-on-board, "chip on board". Forse una traduzione più accurata sarebbe la frase "elemento sulla lavagna" o "cristallo sulla lavagna".
Per molto tempo la produzione di matrici realizzate secondo questo principio è stata vincolata dalla complessità dell'incollaggio dei LED su un substrato. Lo spessore dell'adesivo deve essere rigorosamente verificato: una diminuzione dello strato porta ad una diminuzione della forza di fissaggio, un aumento comporta una diminuzione dell'efficienza di rimozione del calore. Nel 2009 questo problema è stato risolto e la tecnologia COB ha iniziato la sua marcia trionfale nel mondo dell'illuminotecnica.
Un modulo prodotto secondo questo principio contiene una matrice di LED senza alloggiamenti posti sulla base. Grazie all'assenza di gusci, è stato possibile aumentare la densità degli elementi radianti e aumentare la luminosità prelevata da una superficie unitaria. In alcuni casi, i LED sono riempiti con un composto trasparente per una maggiore durata. La parte superiore del guscio è rivestita di fosforo.
Il circuito stampato è prodotto secondo la consueta tecnologia, è costituito da piste conduttive poste su una base dielettrica. Una piastra metallica con un'elevata conduttività termica è incollata dal basso e il prodotto assume un aspetto finito.
Importante! Nella maggior parte dei casi, un dissipatore standard non è sufficiente per garantire la normale temperatura di funzionamento dei LED. È necessario utilizzare un dissipatore di calore esterno aggiuntivo.
Nella tabella sono indicati i valori tipici del flusso luminoso di matrici con dimensione del cristallo di 0,762 * 0,762 mm, a seconda della potenza.
| Potenza elettrica, W | Numero di elementi, pz | Flusso luminoso, lm |
| 10 | 9 | 450-550 |
| 30 | 30 | 1800-2200 |
| 50 | 50 | 2550-2750 |
| 100 | 100 | 4500-5500 |
Infatti, i parametri possono variare leggermente a causa di condizioni aggiuntive.
Tipi
Recentemente sono comparsi sul mercato LED COB con driver integrati. "On board" ora non è solo una matrice, ma anche elementi raddrizzatori, nonché un microcircuito di stabilizzazione della corrente attraverso elementi radianti. Come puoi vedere, gli elementi aggiuntivi non sono nascosti sotto un involucro comune, ma sono montati su una scheda separata e combinati in un modulo.
Questo tipo di tecnologia LED COB è una singola unità, alla quale resta solo la tensione di alimentazione.
Principio di funzionamento e caratteristiche
I nuovi principi non dovrebbero essere la base per il funzionamento dei LED COB. Tutta la stessa giunzione p-n da arseniuro di gallio, fosfuro di indio o altri materiali. La stessa ricombinazione delle cariche principali con l'emissione di un quanto di luce quando viene applicata una tensione continua. La stessa luce monocromatica con uno spettro ristretto. Gli stessi principi per ottenere colori inaccessibili: quando viene applicata l'alimentazione, la radiazione dei LED (nel campo ottico o UV) avvia il bagliore del fosforo. Questo noto metodo consente di ottenere colori che non possono essere ottenuti con il bagliore diretto delle giunzioni a semiconduttore. Inoltre, il problema della dissipazione del calore non è scomparso. La novità degli elementi è solo nella tecnologia di produzione, che consente di portare i dispositivi emettitori di luce a un nuovo livello di consumo.
Controllo
Il controllo di un LED COB si riduce alla commutazione della tensione di alimentazione, e in questo senso non ci sono differenze fondamentali rispetto ai dispositivi convenzionali. Puoi attivare e disattivare questo elemento:
- interruttore manuale per la tensione appropriata;
- relè o avviatore elettromagnetico;
- chiave elettronica (transistor, tiristore).
È solo necessario tenere conto del fatto che la potenza di un tale LED può raggiungere i 100 W e la tensione operativa è di 220 V.L'elemento di commutazione deve avere i parametri appropriati.
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Pro e contro
Importante! Dato il basso costo di produzione dei LED COB, questi svantaggi stanno gradualmente perdendo il loro significato. Tutto sta al fatto che diventa più conveniente sostituire la matrice, piuttosto che ripristinarla.
Le dichiarazioni dei produttori sull'aumento dell'emissione luminosa in relazione alla potenza dovuta all'uso di nuovi principi di produzione, molto probabilmente, dovrebbero essere attribuite a mosse di marketing. Si è già notato che nessun nuovo principio dovrebbe essere alla base del funzionamento delle matrici COB. E un certo aumento dell'emissione luminosa può essere associato al naturale sviluppo di tecnologie per la produzione di fosfori e cristalli semiconduttori.
Tutta la vita
I produttori di COB dichiarano una vita media di circa 30.000 ore. Si tratta di circa 3,5 anni di funzionamento continuo. Per i LED convenzionali nelle specifiche tecniche, questo periodo è solitamente indicato nell'intervallo fino a 50.000 ore (5,5 anni).Si conclude spesso che l'affidabilità degli elementi COB è bassa. In effetti, l'esperienza nel funzionamento di nuovi dispositivi emettitori di luce non è stata ancora accumulata. Tutti i dati sono derivati da calcoli che spesso non tengono conto delle condizioni operative. Ed è improbabile che uno qualsiasi dei produttori abbia condotto test di vita reale della durata di diversi anni. Non ha senso in loro - durante questo periodo arriveranno nuove tecnologie e materiali.
Va tenuto presente che i periodi di garanzia sia per questi che per altri elementi sono fissati all'incirca allo stesso modo, nella regione di 15.000 ore. Tutto il resto sono previsioni e puro marketing. Pertanto, tutte le informazioni sulla vita di servizio odierna rientrano nella natura di dichiarazioni e dovrebbero essere trattate con cautela.
Lampada LED COB
Un altro vantaggio della nuova tecnologia è che possono essere prodotte matrici di qualsiasi forma e dimensione. Nella maggior parte dei casi vengono prodotti dispositivi rotondi e rettangolari (quadrati), dai quali è possibile realizzare lampade di varie configurazioni.
La lampada di mais, che prende il nome dagli elementi discreti che ricordano i chicchi di grano, ha un nuovo look. Ora non ci sono punti luminosi, la superficie è diventata solida, la radiazione è più uniforme. La dimensione di tali lampade è ora limitata dai requisiti di resistenza meccanica della matrice, ma si spera che lo sviluppo delle tecnologie nel prossimo futuro consentirà di aggirare questo problema.
Un faretto a LED che utilizza tali matrici può avere uno o più elementi radianti, a seconda della luminosità richiesta del bagliore. Gli apparecchi non sono ancora dotati di una matrice, che ne sostituisca diverse più piccole, a causa dei limiti dimensionali citati.
Schema elettrico
Lo schema di connessione dipende dall'esecuzione della matrice. Se si tratta solo di catene parallele di elementi, devono essere collegati a una rete domestica monofase a 220 V tramite un raddrizzatore o un driver per la tensione e la corrente appropriate, come i normali LED singoli o gli assiemi.
Se il raddrizzatore e il driver sono "on board", la connessione non è diversa da una lampada a incandescenza convenzionale. Il già citato "mais", ad esempio, ha una base standard per l'avvitamento in una cartuccia.
piedinatura
Un LED, come un diodo convenzionale, è un dispositivo che conduce la corrente in una direzione. Pertanto, durante la connessione, è necessario osservare la polarità. L'anodo deve essere collegato all'uscita positiva della fonte di alimentazione, il catodo - al negativo.
È facile determinare la posizione dei pin della matrice COB: la marcatura viene applicata direttamente alla custodia. Le conclusioni sono contrassegnate dai simboli "+" e "-". Se il gruppo può essere collegato direttamente al circuito di tensione CA, le uscite sono contrassegnate L (fase) e N (zero).
Si ritiene che gli elementi di illuminazione prodotti utilizzando la tecnologia COB sostituiranno completamente i LED SMD nel prossimo futuro. In effetti, è improbabile che ciò accada. Dopotutto, gli elementi SMD non hanno sostituito completamente gli elementi di output, sebbene li abbiano pressati in modo significativo. È molto probabile che qui la situazione sarà la stessa: ogni tecnologia occuperà la propria nicchia.