COB tipo šviesos diodų aprašymas

Ne taip seniai rinka buvo užpildyta LED lempomis, pagamintomis naudojant COB technologiją. Iš karto po tokių gaminių pasirodymo informacija apie juos pradėjo įgyti mitų pobūdį. Ši apžvalga yra bandymas atskirti tiesą nuo fantastikos ir rinkodaros gudrybių.

Kas yra COB LED

Nuo SMD šviesos diodų atsiradimo inžinerija nestovėjo vietoje. Daugelio gamintojų kūrėjai išsprendė apšvietimo įrangos dydžio mažinimo, šviesos srauto didinimo, supaprastinimo ir įrengimo, surinkimo sąnaudų mažinimo ir kt. Dabar sunku nustatyti, kas pirmasis sugalvojo kiekvienos p-n sandūros neuždengti atskirame fosforu padengtame korpuse, o į vieną apvalkalą sudėti kelis galio arsenido kristalus. Tačiau pirmasis tokių gaminių pavyzdys rinkoje pasirodė 2003 m. iš „Citizen Electronics“.

Idėja pasirodė esąs proveržis. Be minėtų problemų sprendimo, atsirado galimybė koncentruoti spinduliuojančius elementus santykinai mažame plote ir gauti mažesnę šviesos sklaidą.Ši technologija vadinama COB – chip-on-board, „chip on board“. Galbūt tikslesnis vertimas būtų frazė „elementas lentoje“ arba „kristalas lentoje“.

Įvairių formų COB mazgai.

Ilgą laiką pagal šį principą pagamintų matricų gamybą ribojo šviesos diodų klijavimo ant pagrindo sudėtingumas. Klijų storis turi būti griežtai patikrintas: sumažėjus sluoksniui mažėja tvirtinimo stiprumas, padidėjus - šilumos pašalinimo efektyvumas. 2009 metais ši problema buvo išspręsta ir COB technologija pradėjo savo pergalės žygį per apšvietimo technologijų pasaulį.

Pagal šį principą pagamintame modulyje yra šviesos diodų matrica be korpusų, pastatytų ant pagrindo. Dėl to, kad nebuvo apvalkalų, buvo galima padidinti spinduliuojančių elementų tankį ir padidinti ryškumą, paimtą iš vienetinio paviršiaus. Kai kuriais atvejais šviesos diodai yra užpildyti skaidriu junginiu, kad būtų užtikrintas ilgaamžiškumas. Viršutinė korpuso dalis yra padengta fosforu.

Substratas montavimui COB-matrica.

Spausdintinė plokštė gaminama pagal įprastą technologiją, ji susideda iš laidžių takelių, esančių ant dielektrinio pagrindo. Iš apačios klijuojama metalinė plokštė su dideliu šilumos laidumu ir gaminys įgauna išbaigtą išvaizdą.

Svarbu! Daugeliu atvejų standartinio aušintuvo nepakanka norint užtikrinti normalią šviesos diodų veikimo temperatūrą. Turi būti naudojamas papildomas išorinis šilumnešis.

Tipinės matricų, kurių kristalo dydis yra 0,762 x 0,762 mm, šviesos srauto vertės, priklausomai nuo galios, nurodytos lentelėje.

Tiesą sakant, parametrai gali šiek tiek skirtis dėl papildomų sąlygų.

Tipai

Neseniai rinkoje pasirodė COB šviesos diodai su įmontuotomis tvarkyklėmis. „Onboard“ dabar yra ne tik matrica, bet ir lygintuvo elementai, taip pat srovės stabilizavimo mikroschema per spinduliuojančius elementus. Kaip matote, papildomi elementai nėra paslėpti po bendru korpusu, o montuojami ant atskiros plokštės ir sujungiami į modulį.

Matrica su lygintuvu ir tvarkykle.

Šio tipo COB LED technologija yra vienas blokas, kuriam belieka tik tiekti įtampą.

Veikimo principas ir charakteristikos

Nauji principai neturėtų būti COB šviesos diodų veikimo pagrindas. Visa ta pati p-n jungtis iš galio arsenido, indžio fosfido ar kitų medžiagų. Ta pati pagrindinių krūvių rekombinacija su šviesos kvanto išspinduliavimu, kai veikia nuolatinė įtampa. Ta pati monochromatinė šviesa su siauru spektru. Tie patys neprieinamų spalvų išgavimo principai – įjungus maitinimą, šviesos diodų spinduliavimas (optiniame diapazone arba UV) inicijuoja luminoforo švytėjimą. Šis gerai žinomas metodas leidžia išgauti spalvas, kurių negalima pasiekti tiesiogiai šviečiant puslaidininkių sandūroms. Taip pat neišnyko ir šilumos sklaidos problema. Elementų naujovė yra tik gamybos technologijoje, kuri leidžia šviesą skleidžiančius įrenginius pakelti į naują vartotojų lygį.

Kontrolė

COB šviesos diodo valdymas susijęs su maitinimo įtampos perjungimu, ir šiuo atžvilgiu nėra esminių skirtumų nuo įprastų įrenginių. Šį elementą galite įjungti ir išjungti:

• rankinis atitinkamos įtampos jungiklis;
• elektromagnetinė relė arba starteris;
• elektroninis raktas (tranzistorius, tiristorius).

Tik reikia atsižvelgti į tai, kad tokio šviesos diodo galia gali siekti 100 W, o darbinė įtampa – 220 V.Perjungimo elementas turi turėti atitinkamus parametrus.

Rekomenduojama peržiūrėti: COB led vs smd led

Už ir prieš

Svarbu! Atsižvelgiant į mažas COB šviesos diodų gamybos sąnaudas, šie trūkumai palaipsniui praranda savo reikšmę. Viskas priklauso nuo to, kad ekonomiškiau tampa pakeisti matricą, o ne ją atkurti.

Gamintojų pareiškimai apie padidėjusią šviesos galią, palyginti su galia, naudojant naujus gamybos principus, greičiausiai, turėtų būti siejami su rinkodaros žingsniais. Jau buvo pažymėta, kad COB matricų veikimo pagrindas neturėtų būti jokie nauji principai. O tam tikras šviesos srauto padidėjimas gali būti siejamas su natūralia fosforo ir puslaidininkių kristalų gamybos technologijų plėtra.

Gyvenimas

COB gamintojai teigia, kad vidutinė eksploatavimo trukmė yra apie 30 000 valandų. Tai apie 3,5 metų nepertraukiamo veikimo. Įprastų šviesos diodų techninėse specifikacijose šis laikotarpis paprastai nurodomas iki 50 000 valandų (5,5 metų).Dažnai daroma išvada, kad COB elementų patikimumas yra mažas. Tiesą sakant, naujų šviesą skleidžiančių prietaisų valdymo patirtis dar nesukaupta. Visi skaičiai gauti iš skaičiavimų, kuriuose dažnai neatsižvelgiama į eksploatavimo sąlygas. Ir mažai tikėtina, kad kuris nors iš gamintojų atliko keletą metų trukusius tikrus bandymus. Juose nėra prasmės – per šį laiką ateis naujos technologijos ir medžiagos.

Reikėtų nepamiršti, kad tiek tų, tiek kitų elementų garantiniai terminai yra nustatyti maždaug vienodai – apie 15 000 valandų. Visa kita – prognozės ir gryna rinkodara. Todėl visa informacija apie eksploatavimo trukmę šiandien yra deklaracijų pobūdžio ir turėtų būti vertinama atsargiai.

COB LED lempa

Dar vienas naujosios technologijos privalumas – galima gaminti bet kokios formos ir dydžio matricas. Dažniausiai gaminami apvalūs ir stačiakampiai (kvadratiniai) įtaisai, iš kurių galima pagaminti įvairios konfigūracijos lempas.

Buitinė lempa su COB šviesos diodais.

Kukurūzų lempa, pavadinta dėl diskretiškų javų grūdus primenančių elementų, gavo naują išvaizdą. Dabar šviečiančių taškų nebėra, paviršius tapo vientisas, spinduliavimas tolygesnis. Tokių lempų dydį dabar riboja matricos mechaninio stiprumo reikalavimai, tačiau tikimasi, kad technologijų plėtra artimiausiu metu leis apeiti šią problemą.

LED prožektorius ant 6 matricų.

Tokias matricas naudojantys LED prožektorius gali turėti arba vieną spinduliuojantį elementą, arba kelis, priklausomai nuo reikalingo švytėjimo ryškumo. Šviestuvuose dėl minėtų dydžio apribojimų kol kas neįrengta viena matrica, kuri pakeičia keletą mažesnių.

Elektros schema

Ryšio schema priklauso nuo matricos vykdymo. Jei tai yra tik lygiagrečios elementų grandinės, jie turi būti prijungti prie buitinio vienfazio 220 V tinklo per lygintuvą arba tvarkyklę, kad būtų užtikrinta atitinkama įtampa ir srovė, kaip įprasti pavieniai šviesos diodai ar mazgai.

Matricos jungties schema.

Jei lygintuvas ir vairuotojas yra "įrenginyje", tada jungtis nesiskiria nuo įprastos kaitrinės lempos. Pavyzdžiui, jau minėtas „kukurūzas“ turi standartinį pagrindą įsukimui į kasetę.

Pinout

Šviesos diodas, kaip ir įprastas diodas, yra įtaisas, praleidžiantis srovę viena kryptimi. Todėl jungdami turite stebėti poliškumą. Anodas turi būti prijungtas prie teigiamos maitinimo šaltinio išvesties, katodas - prie neigiamo.

COB surinkimo kaištis.

Lengva nustatyti COB matricos kaiščių vietą – žymėjimas dedamas tiesiai ant korpuso. Išvados pažymėtos simboliais „+“ ir „-“. Jei mazgas gali būti prijungtas tiesiai prie kintamosios srovės įtampos grandinės, tada išėjimai yra pažymėti L (fazė) ir N (nulis).

Yra nuomonė, kad šviesos elementai, pagaminti naudojant COB technologiją, artimiausiu metu visiškai pakeis SMD šviesos diodus. Tiesą sakant, vargu ar taip nutiks. Juk SMD elementai visiškai nepakeitė išvesties elementų, nors ir gerokai juos spaudė. Labiausiai tikėtina, kad čia situacija bus tokia pati – kiekviena technologija užims savo nišą.