Что такое cob led: суть технологии, характеристики и рекомендации

Параметры и характеристики

Итак, технические характеристики. Современные COB светильники могут достигать мощности 100 Вт. При этом яркость свечения достигает до 150 Лм/Вт, что является даже очень приличным показателем.

Размеры матрицы (она может быть квадратной или круглой) от 1 до 3 см. Это для внутреннего применения. Для уличных светодиодных ламп используются диоды с размером матрицы 3×12 см. Срок службы светодиодных ламп с COB диодами составляет 300000 часов, более мощные аналоги служат до 500000 часов.

Некоторые специалисты, учитывая небольшой срок службы, говорят о низкой способности данного вида светильников. Но тут есть один нюанс. Проверка срока эксплуатации ламп проводилась в экстремальных условиях. После чего математическими исчислениями подвели итог, что они в непрерывном режиме проработают 6 лет. А за это время, наверняка, появятся новые осветительные приборы, более экономичные, надежные и яркие.

В принципе, технические характеристики говорят о том, что светодиодные лампы на сегодняшний день это самый экономичный вариант системы освещения в доме. Конечно, он и самый дорогой в плане первого взноса (цена)

Но стоит на них обратить внимание, если перед потребителем стоит проблемы экономии

Технология Chip-On-Board (COB): основные положения и преимущества

Основное отличие технологии COB от предыдущих светодиодных технологий состоит в особенностях монтажа полупроводниковых кристаллов — они прикрепляются непосредственно на плату, изготовленную из материалов, обладающих высокой теплопроводностью. Таким образом, удается получить очень низкое тепловое сопротивление и обеспечить эффективный отвод тепла.

Открытие технологии COB стало важным этапом на пути эволюционного развития светодиодных источников света. Данная разработка обеспечивает максимально возможные показатели светоотдачи для светодиодов (более 110 лм/Вт), позволяет создавать мощные и в тоже время миниатюрные источники искусственного освещения различных конфигураций и с надежной системой теплоотвода. Светотехнические изделия на основе светодиодов COB имеют меньшую стоимость по сравнению с другими led-лампами такого же уровня яркости и отличаются большим сроком службы за счет усовершенствованной системы отвода тепла.

Светодиодные модули, изготовленные по технологии LED COB, могут быть круглой, прямоугольной и линейной формы, иметь жесткую или гибкую основу, использоваться для замены галогенных, люминесцентных и других видов светильников. Мощные светодиоды LED COB, как правило, монтируются на массивную плату-радиатор.

Ранее, с возрастанием мощности светодиодных ламп количество размещенных на подложке кристаллов увеличивалось

В последнее время большинство производителей уделяет внимание формированию надежной современной оптической системы, позволяющей увеличить мощность и эффективность работы осветительного прибора

Что такое SMD LED?

SMD (устройства поверхностного монтажа) – это светодиодная микросхема, установленная на поверхности печатной платы. Они производятся с использованием технологии поверхностного монтажа (SMT).

Технология, используемая при создании этих огней, делает их применимыми во многих областях, включая лампы накаливания и лампы накаливания. А знаете ли вы, что индикатор уведомлений на вашем телефоне также является светодиодным индикатором SMD? Индикатор, который вы видите после получения уведомления на своем телефоне, – это индикатор SMD.

Одна из отличительных особенностей SMD-микросхем – количество соединений и диодов. Кроме того, вы можете найти более трех диодов и более двух контактов на одной микросхеме, причем каждый из них имеет свою собственную схему.

Чипы создают несколько цветовых эффектов, включая основные цвета, зеленый, красный и синий. Вы можете получить любой цвет с помощью этих трех диодов, отрегулировав угол луча.

SMD светодиод

Почему выбирают SMD?

Светодиоды SMD — один из самых распространенных типов освещения, которое у нас есть сегодня. Они используются во многих наружных применениях для обеспечения надлежащего освещения, а также являются энергоэффективными. Тем не менее, вот и другие преимущества этих огней;

1. Они бывают разных форм и дизайнов.

Одним из основных преимуществ этих светильников является то, что они бывают разного дизайна, форм и размеров. Они имеют замысловатый дизайн, например SMD 2835, SMD 3030. SMD 3014, SMD 5050, шириной 3.5 мм, 3.0 мм, 2.8 мм и 5 мм соответственно.

Как упоминалось выше, микросхемы, используемые для изготовления этих фонарей, крошечные и построены на плоском предмете прямоугольной формы. Их небольшой размер делает их более адаптируемыми и идеальными для дооснащения.

У них больший угол луча

Светодиоды SMD не используют эпоксидное покрытие для фокусировки света. В результате они предлагают больший угол луча по сравнению с обычными светодиодами. Угол луча составляет около 110 градусов по горизонтали и более 120 градусов по вертикали.

Широкий угол луча этих огней делает их идеальными для многих приложений, в том числе прожекторы, светодиодное фасадное освещение для зданий, и прожекторы.

У них хорошее распределение света и смешивание

SMD может воспроизводить световые выходы разного цвета при разных углах луча, включая красный, синий и зеленый. При настройке под разными углами они создают несколько цветовых эффектов.

Мощность этих фонарей составляет около 50-100 люмен на ватт, что позволяет им производить яркий свет.

Простота в установке

Конструкция корпуса из алюминиевого сплава невероятно легкая. Благодаря своей архитектурной конструкции светильники SMD имеют небольшие размеры и очень просты в установке.

Давайте теперь рассмотрим светодиодные светильники COB, когда вы узнали о светодиодном освещении SMD и его преимуществах.

Тест светодиодной кукурузы на КОБ

Размеры и конструкция схожи с кукурузой на 60 штук SMD 5730, только вместо паяных  установлены COB пластины. Точно таких же габаритов выпускаются  лампы для дома на SMD 5630.

COB лампочка на 9 Ватт

Стоили 9$ за штуку, цена конечно завышена, похожая на SMD 5730 стоит 6$, аналогичная на SMD 5050 немного подешевле, но ради интереса пришлось купить. Продавец пообещал:

• цоколь Е27;
• питание 220В;
• ток потребления 32 мА;
• теплый белый;
• мощность 9 Вт;
• световой поток 800-900 Лм.

Энергосберегающая и светодиодная в люстре

Яркость сравнивал с новой энергосберегающей Филипс на 800 Лм, одинаковая яркость, свет и оттенок. В люстре на фото стоит две новых и две люминесцентных. Яркость китайских COB составляет до 100 Лм на Ватт, как в нашем случае.

Внутренности COB кукурузы

Питание сделано на балластном конденсаторе, но впаян дополнительный конденсатор для уменьшения коэффициента пульсаций. Мерцание присутствует, но оно не такое сильное, как у других недорогих, то есть в пределах нормы. Лампочка греется, но не перегревается, площадь боковой окружности все таки немалая, температура в пределах допустимого.

Тестирование показало, что она соответствует заявленным характеристикам, качество достаточное хорошее, в сборке дефектов не нашел.

Прорыв

С 2009 года появились SMD диоды, мощность которых составляет 0,01-0,2 ватта. Состоят светодиоды данного типа из 1-3 кристаллов, которые приклеивались к керамической квадратной основе размерами от 1,4 до 6 мм. И каждый точечный диод покрыт сверху люминофором. Самое главное, что соединение светодиодов с плато происходит методом пайки. А, значит, весь технологический процесс можно полностью автоматизировать, избежав дорогого ручного труда.

Но и это еще не все.

• SMD диоды маломощные, для одного светильника приходится устанавливать их в большом количестве (до 700 штук). А это стопроцентный рассеивающий свет. То есть, нет необходимости использовать дорогие и сложные оптические системы. Оптимальный вариант – плафон из обычного стекла, у которого светопотери составляют всего лишь 8%.
• Светодиоды располагаются на плато через определенные промежутки, которые в несколько раз превышают размеры самих кристаллов. Поэтому так хорошо видны сами диоды по отдельности, а не в общей массе. К тому же есть возможность увеличить оптимальное свечение в комнатах, где стоит компьютер. Можно просто установить светильники с молочными светодиодами.

Единственный минус SMD светильников – низкая их ремонтопригодность. Разобрать и перепаять сгоревший диод вручную практически невозможно. Так что лучше, если заменить полностью светильник новым. Обойдется это недорого.

Какие бывают светодиоды

Светодиод (обозначается СД, СИД, LED в англ.) представляет собой прибор, в основе которого лежит искусственный полупроводниковый кристаллик. При пропускании через него электротока создается явление испускания фотонов, что приводит к свечению. Данное свечение имеет очень узкий диапазон спектра, и цвет его находится в зависимости от материала полупроводника.

Светодиоды вполне могут заменить обычные лампы накаливания

Светодиоды с красным и желтым свечением производят из неорганических полупроводниковых материалов на базе арсенида галлия, зеленые и синие изготавливают на основе индия-галлия-нитрида. Чтобы увеличить яркость светового потока используют различные присадки или применяют метод многослойности, когда слой чистого нитрида алюминия размещают между полупроводниками. В результате образования в одном кристаллике нескольких электронно-дырочных (p-n) переходов, яркость его свечения возрастает.

Различают два типа светодиодов: для индикации и освещения. Первые используют для индикации включения в сеть различных приборов, а также как источники декоративной подсветки. Они представляют собой цветные диоды, помещенные в просвечивающийся корпус, каждый из них имеет четыре вывода. Приборы, излучающие инфракрасный свет, используют в устройствах для удаленного управления приборами (пульт ДУ).

В области освещения используют светодиоды, излучающие белый свет. По цвету различают светодиоды с холодным белым, нейтральным белым и теплым белым свечением. Существует классификация применяемых для освещения светодиодов по способу монтажа. Маркировка светодиода SMD означает, что прибор состоит из алюминиевой или медной подложки, на которой размещен кристаллик диода. Сама подложка располагается в корпусе, контакты которого соединены с контактами светодиода.

Применение светодиодной подсветки в интерьере кухни

Другой тип светодиодов обозначается OCB. В таком приборе на одной плате размещается множество кристаллов, покрытых люминофором. Благодаря такой конструкции достигается большая яркость свечения. Такую технологию используют при производстве светодиодных ламп с большим световым потоком на относительно малой площади. В свою очередь это делает производство светодиодных ламп наиболее доступным и недорогим.

Что такое светодиод – принцип действия

Принцип действия полупроводникового светодиода

На этом рисунке схематично изображено излучение (hv) c длиной волны (Lp) примерно 250 мкм. Оно создано в p-n переходе (полупроводник прямосмещенного типа) при рекомбинационном переходе инжектированных носителей на другой энергетический уровень.

В этой фразе есть несколько общеизвестных слов. Для расшифровки специфических терминов и понятий нужно изучить соответствующий раздел науки. Но на самом деле углубление в физику процесса не имеет практического значения. Вполне достаточно знать, что светодиод – полупроводниковый прибор. Он излучает в видимом диапазоне спектра при пропускании тока ограниченной величины в прямом направлении.

Конструкция и типовые части светодиодаЭлектрическая схема подключения

Filament LED и лампы на их основе

Светодиодные нити (filament LED) являются модифицированной версией COB матриц. Несмотря на то что COB и filament основаны на общей технологической базе, они имеют явные конструктивные отличия. В светодиодных нитях кристаллы наносят не на металлическую пластину, а, как правило, по окружности стеклянного стержня. Поэтому технологию часто называют сокращенно COG (Chip-on-Glass).

Практическое применение светодиодных нитей продиктовано необходимостью создания экономичных осветительных приборов, максимально схожих с лампами накаливания. Вместо нити накала в стандартный корпус Е14, Е27 со стеклянной колбой встраивают несколько filament стержней, а в цоколе монтируют миниатюрный драйвер. Функцию радиатора выполняет тонкое стекло колбы и газ, которым она заполнена. Конечно, конусное расположение филаментов внутри колбы не позволяет полностью имитировать нить накала, но вся конструкция в целом сохраняет эстетические свойства своего предшественника. Кроме этого, такая разновидность COB технологии дала жизнь новому подвиду светодиодных ламп.

Готовые светодиодные светильники, прожекторы и просто лампы, сконструированные по COB технологии, только берут разбег в гонке, в то время, когда аналогичная SMD продукция уже мчится на большой скорости. Этот факт хорошо заметен в розничной торговле, где по-прежнему преобладают дешёвые лампочки на SMD светодиодах. Но это только начало. Пройдет немного времени и люди достойно оценят преимущества COB технологии, что непременно отразится на спросе продукции на основе технологии Chip On Board.

Читайте так же

А. SuperFlux

(рус. СуперФлакс) (или Piranha, рус. — Пиранья) – технология, при которой чип «упакован» в квадратную коробочку с четырьмя выводами. И уже эта коробочка непосредственно монтируются на токопроводящую подложку.

Кристаллы SMD в свою очередь различаются числовыми индексами: 3528, 5050, 5630, 5730, 7060. Понимать эти индексы следует лишь как размеры чипа. Так, например, чипы наиболее популярных SMD 3528 и SMD 5050 имеют размер 3,5х2,8 мм и 5,0х5,0 мм соответственно. В то же время SMD 5050, например, в действительности представляет собой не один, а три интегрированных вместе чипа, поэтому в аббревиатуре некоторые производители и продавцы добавляют обозначение 3Chip или называют такие чипы многокристальными. Соответственно, большая площадь чипа означает его большую светимость.

C. CoB

(рус. – КоБ) – Chip-on-Board, технология «впаивания» чипа прямо на подложку платы. Эта технология позволяет эффективно отводить тепло от кристалла.

Основным направлением светотехники является внедрение светодиодов в светильники всех мастей и видов. Но необходимо отметить, что единого направления данного развития нет. Сегодня кроме известных LED светильников на рынок поступают и так называемые COB светильники, в основе которых лежат более мощные светодиоды. Светодиодные лампы COB (Chip-on-Board)
– это по сути, все те же светодиодные источники света, с помощью которых все хотят сэкономить потребление электроэнергии. Но среди специалистов до сих пор бушуют споры, в которых стороны никак не договорятся, как правильно выбирать.

Считается, что в современной светотехники до 2009 года было всего лишь одно направление развития – это увеличение мощности свечения диодов. И тогда, и сегодня это направление называют Power LED (мощный светодиод). Ученым удалось добиться значительных результатов – на свет появились светодиоды мощностью до 10 Вт. Хотя востребованными так и остались 3-6 ваттные приборы.

В чем же суть концепции Power LED? В принципе, все достаточно просто – снизить стоимость источников света. Считалось, что увеличение мощности, а соответственно и яркости, позволит уменьшить количество светодиодов. Но на самом деле всего этого не произошло. Стоимость светильников Power LED так и не снизилась, да и светоотдача повысилась ненамного. Почему так произошло?

• Причина первая – светодиод является и всегда был точечным источником света. Но для основных условий эксплуатации любого светильника необходим рассеивающий свет. Поэтому диодные лампы для дома обеспечивались специальными оптическими системами. Без них источник света излучал яркость большой мощности, к тому же поток был ослепляющий. Но тут есть еще два фактора: во-первых, сами оптические системы стоили дорого, во-вторых, через них сам светильник терял определенное количество яркости (до 35%).
• Причина вторая – сборка светодиодных ламп на COB диодах включает в себя достаточно большой объем ручного труда. Так что и здесь расходы сильно влияли на себестоимость изделия.

Технология Chip-On-Board (COB): основные положения и преимущества

Основное отличие технологии COB от предыдущих светодиодных технологий состоит в особенностях монтажа полупроводниковых кристаллов — они прикрепляются непосредственно на плату, изготовленную из материалов, обладающих высокой теплопроводностью. Таким образом, удается получить очень низкое тепловое сопротивление и обеспечить эффективный отвод тепла.

Открытие технологии COB стало важным этапом на пути эволюционного развития светодиодных источников света. Данная разработка обеспечивает максимально возможные показатели светоотдачи для светодиодов (более 110 лм/Вт), позволяет создавать мощные и в тоже время миниатюрные источники искусственного освещения различных конфигураций и с надежной системой теплоотвода. Светотехнические изделия на основе светодиодов COB имеют меньшую стоимость по сравнению с другими led-лампами такого же уровня яркости и отличаются большим сроком службы за счет усовершенствованной системы отвода тепла.

Светодиодные модули, изготовленные по технологии LED COB, могут быть круглой, прямоугольной и линейной формы, иметь жесткую или гибкую основу, использоваться для замены галогенных, люминесцентных и других видов светильников. Мощные светодиоды LED COB, как правило, монтируются на массивную плату-радиатор.

Ранее, с возрастанием мощности светодиодных ламп количество размещенных на подложке кристаллов увеличивалось

В последнее время большинство производителей уделяет внимание формированию надежной современной оптической системы, позволяющей увеличить мощность и эффективность работы осветительного прибора

Что такое светодиод простыми словами

Процесс производства

Процесс производства COB LED состоит из множества этапов:

• изготовления подложек;
• нанесения на них состава, обеспечивающего адгезию;
• установки кристаллов;
• затвердения клеящего покрытия;
• плазменной очистки от загрязнений;
• электрического соединения светодиодов;
• покрытия кристаллов люминофором, обеспечивающим герметизацию.

Печатная плата трехслойная: основание из металла, диэлектрик, слой, проводящий ток.

Длительное время реализовать СОВ технологию не позволяло отсутствие способа равномерного нанесения на подложки адгезивного состава. Он должен быть определенной толщины, не допускается ни увеличение, ни уменьшение. При первом варианте нарушается тепловой контакт с корпусом, при втором кристаллы отклеиваются.

В 2009 году был предложен метод magnetron sputtering (магнетронное распыление), позволяющий создать тепловой контакт, по качеству превышающий тот, который создается на печатных платах SMD. Новый метод назвали MCOB (Multi Chip-onBoard). На данный момент его используют все лучшие производители.

СОВ технология позволяет создавать матрицы любой формы без дополнительных оптических элементов.

Мощность

COB пластинка с нитевидными led светодиодами

Первый вопрос, который возникает при виде филаментных светодиодных лампочек, как же охлаждается светодиод, который висит в колбе. Все гениально просто, он сделан нитевидной формы, он достаточно длинный и имеет приличную площадь поверхности для отвода тепла. Исходя из его размеров, обычно мощность одной такого составляет 1 Ватт, что позволяет ему работать без перегрева колбе. Соответственно, зная мощность одного и сосчитав через прозрачную колбу количество светодиодов Filament, получаем общую мощность равную их количеству. Именитые производители на 12 марта 2015 года выпускают такие  на 2-6 Ватт при размерах, равных обычной на 60W. Если количество элементов больше, то и размер самой должен больше прямопропорционально. Иначе, я считаю, что будет перегрев и сокращение срока службы, исходя из законов физики.

Единственный минус таких filament ламп, что невозможно их делать большой мощности, в замкнутом пространстве стеклянной колбы тепло быстро накапливается, а вентиляционные отверстия отсутствуют. Мощность филамент ламп можно повысить, используя защитную колбу из прозрачного пластика, например поликарбоната, который позволит сделать в колбе неограниченное количество отверстий для циркуляции воздуха.

Заключение

Достигнутые Cree показатели эффективности впервые позволили говорить о конкуренции светодиодов с большинством традиционных ламп. В феврале 2010 г. компания объявила о создании в лаборатории мощного светодиода белого цвета свечения со световой отдачей 208 лм/Вт. Это достижение можно считать вехой в светодиодной индустрии, так как до недавнего времени значение 200 лм/Вт считалось определенным психологическим и технологическим барьером. Значение 208 лм/Вт было получено для светодиода с цветовой температурой 4579 К, что соответствует области естественного белого цвета, при токе 350 мА при комнатной температуре. В 2011 г. данный параметр был увеличен до 231 лм/Вт при токе 350 мА, а в апреле этого года был достигнут результат 254 лм/Вт. Технологическим пределом до последнего времени считалась величина 250 лм/Вт, и теперь мировое академическое сообщество будет вынуждено снова пересмотреть его в сторону увеличения — так уже случалось неоднократно за последние годы, когда результаты, полученные в лаборатории Cree, приближались или превосходили теоретически установленные максимумы для практического создания светоизлучающих гетероструктур.

Исследователи и разработчики Cree постоянно работают над улучшением оптических и электрических характеристик своей продукции, что наглядно иллюстрирует рис. 10.

Рис. 10. Повышение световой отдачи мощных белых светодиодов Cree

Подводя итоги, следует отметить, что подробно описанные в данной статье белые светодиоды серии XT-E имеют высокую световую отдачу и могут позволить получать наиболее выгодное на данный момент соотношение лм/Вт в готовом светодиодном изделии. Также применение данных светодиодов, имеющих соотношение лм/Вт лучше, чем светодиоды остальных серий, позволит сократить срок окупаемости изделий. Кроме того, применение белых светодиодов XT-E может позволить существенно снизить себестоимость люмена готового изделия по сравнению с применением светодиодов Cree других серий, а также обеспечить и повысить эффективность их использования в промышленности.

Светодиоды серии XB-D, по предположениям производителей, обещают привести к прорыву в применении светодиодов в освещении, поскольку могут позволить получить наилучшую себестоимость люмена в готовом изделии за счет не только снижения затрат на светодиоды, но и экономии на сопутствующих затратах, например на печатные платы. Использование данных светодиодов может упростить разработку изделий, что позволит преодолеть основной барьер для повсеместного применения светодиодов в освещении — высокую полную стоимость осветительной системы.

Светодиоды компании Cree используются в осветительных системах, установленных на промышленных предприятиях в разных странах мира. Их применение гарантирует конечным потребителям достаточно быструю окупаемость вложений на светодиодные светильники. Появление белых светодиодов серии XT-E позволяет Cree улучшать свои позиции на рынке мощных светодиодов за счет существенного снижения себестоимости световых характеристик для своих клиентов и упрочить позиции концепции развития светодиодного освещения. Для этого недостаточно только сделать более яркий светодиод, но также необходимо снизить срок окупаемости светодиодных изделий и систем освещения на основе светодиодов.

Применение новых светодиодов XP-G2, вернее, переход на использование этих светодиодов вместо предыдущего поколения серии XP-G позволит производителю в кратчайшие сроки получить увеличение светового потока, тем самым существенно сократив цикл разработки и выхода на рынок нового изделия. XP-G2 смогут найти применение в самых разных областях — от внутреннего и внешнего освещения до карманных фонариков и ламп-ретрофитов: новые светодиоды позволят производителям использовать все последние технологические достижения и преимущества без каких-либо существенных изменений конструкции существующих изделий и тем самым сократить время разработки и выпуска на рынок нового продукта.