Uważany za jeden z najbardziej skuteczne sposoby Ogólnym zmniejszeniem poziomu zużycia energii jest dziś organizacja systemów sztucznego oświetlenia z wykorzystaniem diod LED.

Przy tym samym strumieniu świetlnym pobór mocy źródeł światła LED jest około 10 razy niższy niż w przypadku konwencjonalnej żarówki. Jednocześnie służą wielokrotnie dłużej niż świetlówki.

Masowe użycie Lampy LED do niedawna ich powstrzymywał wysoka cena, co w dużej mierze zależy od dość złożonej technologii wytwarzania. Tak więc, aby zainstalować monokryształ na podłożu ( płytka drukowana) stosować lutowanie w piecu konwekcyjnym.

Aby zmniejszyć złożoność produkcji energooszczędnych źródeł światła, opracowano matryce LED, które w ogólnym przypadku są zestawem pojedynczych diod LED ze wspólnym (połączenie równoległe) lub oddzielnym zasilaniem.

W takim przypadku na jednym podłożu montuje się około 9 lub więcej kryształów, które są następnie wypełniane luminoforem.

Technologia ta znacznie obniżyła koszty produkcji lamp LED i uczyniła je bardziej przystępnymi cenowo. Takie matryce są z powodzeniem wykorzystywane w produkcji zarówno opraw oświetleniowych, jak i urządzeń wskazujących. Nie wymagają lutowania w piecu konwekcyjnym i można je montować ręcznie lub za pomocą specjalnych modułów montażowych.

Diody SMD(Urządzenie do montażu powierzchniowego) jest nieco przestarzałym typem, konstrukcyjnie składającym się z metalowego podłoża (miedzianego lub aluminiowego), na którym montowany jest kryształ, przylutowany do styków obudowy, w której jest instalowane podłoże.

Kryształ jest pokryty soczewką i/lub pokryty luminoforem. Technologia ta umożliwia umieszczenie do trzech diod LED na jednym podłożu. Wykorzystywane są w produkcji taśm LED do oświetlenia i podświetlenia.

Jednocześnie w zależności od ilości kryształów w matrycy produkowane są taśmy z ilością diod 60 szt/m (1 kryształ) i 30 szt/m (3 kryształy). Jasność blasku taśm z diodami LED, składających się z trzech kryształów, jest naturalnie wyższa niż taśm z diodami LED na jednym chipie.

Matryce SMD produkowane są również z kryształów posiadających inny kolor blask (typ RGB). Diody LED typu RGB są sterowane przez specjalne kontrolery, które regulują jasność lub moc świecenia metodą modulacji szerokości impulsu (PWM).

Stosując prąd o różnej wielkości do każdego kolorowego kryształu, możesz zmienić jego całkowity strumień świetlny, tworząc dziwaczne kombinacje kolorów i jasności blasku.

Diody COB(Chip On Board z angielskiego „chip on the board”) to najpopularniejszy typ matrycowych diod LED. Konstrukcyjnie są podłożem (płytą), na którym osadzona jest duża ilość nierozpakowanych kryształów. Następnie są wypełnione luminoforem.

Duża ilość kryształów zapewnia zwiększoną jasność diod typu COB, która jest o rząd wielkości wyższa niż analogiczny parametr diod typu SMD. Diody typu SOV wykorzystywane są zarówno do oświetlenia, jak i jako urządzenia wskazujące.

Żarówki LED obiecująca technologia Chip On Glass, która pozwala zainstalować 28 kryształów na szklanym lub szafirowym podłożu.

Stosowany do produkcji lamp LED w przezroczystych szklanych kolbach. Jednocześnie strumień świetlny rozciąga się w zakresie 360°, co pozwala na uzyskanie większego oświetlenia przy tej samej mocy co diody SMD i COB.

© 2012-2019 Wszelkie prawa zastrzeżone.

Materiały prezentowane na stronie służą wyłącznie celom informacyjnym i nie mogą być wykorzystywane jako wytyczne i dokumenty normatywne.

Knyazev O.V., Stroy-TK Group of Companies, maj 2017 r.

Obecnie rynek oświetlenia LED w Rosji przeżywa boom, w sprzedaży są zarówno drogie modele zaawansowanych technologicznie lamp, jak i reflektory, których okres gwarancyjny wynosi 3-7 lat, a także tanie produkty LED, które prawdopodobnie nie będą działać bez awarii co najmniej 1 rok. Spróbujmy zrozumieć ten zestaw propozycji.

Skąd pochodzą tanie jednorazowe „rzemiosło”?

Paradoksalnie w magazynie duża liczba ofert tanich lamp LED produkowanych seryjnie, winę ponosi sam Klient, ponieważ głównym kryterium wyboru dla Klienta jest Koszt.

Sytuacja się powtarza, jak to było wcześniej z: jeśli jest popyt na tanie produkty, to producenci z Państwa Środka również zapewnią podaż! Ponieważ nikt nie ma monopolu na import z Chin, konkurenci zaczynają żądać od producentów stałej, partia po partii, obniżania cen zakupu, aby po prostu zdobyć konkurentów na rynku niską ceną. Jednak wszystko ma rozsądne granice, a stałe obniżanie kosztów produktów przy zachowaniu wszystkich podstawowych cech jest po prostu niemożliwe. Gra zaczyna więc zmniejszać wydajność, niezawodność itp. - wystarczy sprzedać sprzęt oświetleniowy poprzez wstawienie minimalny okres Gwarancja. I to pomimo tego, że dla diod LED zapowiadano szalony czas pracy – od 50 do 100 tys. godzin.

Co to jest COB

Technologia COB, ostatnio MCOB (Multi Chip-on-Board) - tłumaczy się jako „Crystal On Board”. Jest uważana za najbardziej zaawansowaną technologię LED do tej pory.

W skrócie można to opisać w następujący sposób: umieszczenie kryształów na płytce bez obudów i podłoży ceramicznych, a także pokrycie wszystkich tych kryształów wspólną warstwą luminoforu. Kryształy LED znajdują się bardzo blisko siebie - gęstość rozmieszczenia może sięgać 70 kryształów na 1 cm 2, tj. kryształy praktycznie zlewają się w jedno pole, a blask matrycy okazuje się bardzo równomierny, poszczególne punkty kryształów są nie do odróżnienia.

Ważnym plusem technologii jest jakość emitowanego światła. Obiekty oświetlone lampami na matrycy COB mają wyraźną granicę cienia ze względu na równomierny rozkład strumienia świetlnego. Lampy na diodach SMD niestety nie mogą pochwalić się takim kontrastem ze względu na dużą ilość pojedynczych kryształów i odbłyśników, które są szeroko rozdzielone w przestrzeni.

Efektywność energetyczna matryc COB może osiągnąć 170 Lm/W.

Korzyści COB

Główne zalety technologii MCOB to:

1. Wysoka wydajność świetlna (ponad 100 lm/W);
2. Możliwość uzyskania wysokiego natężenia strumienia świetlnego przy stosunkowo niewielkich rozmiarach;
3. Kompatybilny z różnymi sterownikami, m.in. z przyciemnianiem;
4. Jednorodność strumienia świetlnego, brak efektu cienia;
5. Kompaktowość, mały rozmiar, dostępność różnych kształtów;
6. Możliwość wykonania matryc o dowolnej temperaturze barwowej od 2700K do 7000K;
7. Wskaźnik oddawania barw do 90Ra;

Wady COB

Główną wadą technologii COB jest obowiązkowe zapewnienie dobrego rozpraszania ciepła z potężnej matrycy COB, co jest trudne do zapewnienia, ponieważ powierzchnia matrycy jest niewielka i trudno jest usunąć nadmiar ciepła z małej powierzchni styku.

Na tym polega haczyk: tania, a więc początkowo niskiej jakości matryca COB zamontowana na chłodnicy bez odpowiedniego spasowania i obróbki powierzchni stykowych nie jest wystarczająco schłodzona, zaczyna się przegrzewać, a w końcu wypala.

Na potwierdzenie możemy przytoczyć następujący fakt: nie tak dawno, my punkt serwisowy Do diagnostyki i naprawy wpłynęło 57 reflektorów LED 100W (COB). Sądząc po ich wyglądzie (patrz zdjęcie), z taniej serii GS Light.

Po diagnostyce okazało się, że w zdecydowanej większości reflektorów (49 sztuk) zawiodła matryca COB LED, a w pozostałych 8 przypadkach sterownik LED.

Co to jest SMD

Technologia SMD (urządzenie do montażu powierzchniowego) - dosłownie można przetłumaczyć jako „urządzenie do montażu powierzchniowego”.

Główna różnica między tą technologią a „tradycyjną” technologią przewlekaną polega na tym, że komponenty są montowane na powierzchni płyty. Zapewnia to mniejsze wymiary konstrukcji, lepsze odprowadzanie ciepła i zmienność wykonania. Ten projekt jest zdecydowanie najbardziej rozpowszechniony w oświetleniu i jest stosowany w prawie wszystkich rodzajach źródeł światła.

Do tej pory to właśnie technologia SMD jest najbardziej rozpowszechniona w oświetleniu LED i jest stosowana w prawie wszystkich typach opraw.

Ta technologia jest bezpośrednio stworzona w celu zorganizowania silnego rozproszonego oświetlenia, co osiąga się poprzez rozprowadzenie znacznej liczby małych diod LED na całej powierzchni lampy (do 700 sztuk w jednym produkcie), co pozwala nie stosować dowolną optykę w lampach, tylko zwykłą szkło ochronne korpus lampy. Aby zwiększyć stopień rozproszenia (na przykład do pomieszczeń z technologia komputerowa) zastosowano mleczny, pryzmatyczny lub mikropryzmatyczny dyfuzor.

Ponieważ diody umieszczone są na aluminiowej linijce o dużej powierzchni, a odległość między nimi jest wystarczająco duża, chłodzenie LED nie sprawia większych trudności, stąd trwałość linijek SMD przy odpowiednim zasilaniu.

Spośród minusów opraw z liniami SMD należy zwrócić uwagę na dużą złożoność ich naprawy, ponieważ jeśli jedna dioda LED ulegnie awarii, cała linia przestanie się palić, a samodzielna wymiana diody LED SMD jest dość czasochłonnym zadaniem. Wymiana całej linii jest już kosztowna finansowo. Należy uczciwie powiedzieć, że większość producentów lamp LED w Rosji, w przypadku gwarancji, wymienia całą linię.

Aplikacje COB i SMD

1. Sprawa ogólna

Zrobiłbym taki fragment: jeśli kształt obudowy lampy pozwala na umieszczenie wystarczająco dużego radiatora, to można zastosować lampy COB LED, ograniczając ich moc do 30 watów. Wszystkie urządzenia oświetleniowe o większej mocy to wyłącznie SMD. Ogólnie stanie się idealną opcją do wprowadzenia oświetlenia LED.

2. Przekazałem przedmiot i zapomniałem

Jeśli zadanie jest właśnie takie - oddać przedmiot i uciec, to oczywiście trzeba użyć tanich lamp lub reflektorów na matrycy COB dużej mocy. Ich czas pracy powinien wystarczyć, abyś schował się przed polem widzenia... :)

3. Krótki czas pracy

Jeśli lampa lub reflektor działa sporadycznie, włączając się na kilka minut (na przykład jest wyposażona w czujnik obecności i włącza się tylko wtedy, gdy przechodzą ludzie), możesz bez obaw wybrać COB. Matryca po prostu nie zdąży się przegrzać.

4. Organizacja oświetlenia tymczasowego.

Do organizacji oświetlenia tymczasowego (np. na budowie przy wykonywaniu prac wykończeniowych) polecam zastosować reflektory COB o mocy 20 – 30 W.

5. Oświetlenie magazynów, pomieszczeń przemysłowych

W magazynach, budynkach przemysłowych i pomieszczeniach zwykle stosuje się mocne lampy, zawieszone na wysokiej (6-12 metrów) wysokości. Do ich oświetlenia elektrycznego zdecydowanie zaleca się stosowanie lamp wykonanych na taśmach LED SMD. Przy wyborze opraw należy zwrócić szczególną uwagę na obecność dobrze zdefiniowanych grzejników, których zadaniem jest odprowadzenie nadmiaru ciepła do otoczenia.

Wyraźmy nasz punkt widzenia na ten dylemat, który zaczyna przypominać kłótnię o to, który jest lepszy, iOS czy Android. Nie ma jednej odpowiedzi na to pytanie. Konieczne jest jasne zrozumienie przeznaczenia lampy, w której zastosowano matrycę diodową. Dla jednych COB będzie lepszy, dla innych SMD.

COB do reflektorów o małej mocy

Na przykład COB wyraźnie wygrywa w komercyjnych reflektorach. Takie jak oświetlenie szynowe, oprawy typu downlight i inne rodzaje oświetlenia akcentującego.

W przypadku rozproszonego oświetlenia komercyjnego bardziej odpowiednie jest oświetlenie konwencjonalne. Światło taśmy LED lub linijka zamontowana na obwodzie obudowy oprawy pod kloszem. Matryce COB nie zachowują się źle w reflektory uliczne moc do 50 watów.

SMD do przemysłowych lamp kopułkowych powyżej 50W

Jeśli chodzi o oświetlenie przedsiębiorstw przemysłowych, na przykład w przemysłowych lampach LED, dzwonek
Spotkanie matrycy COB (patrz rysunek po prawej) od światowej sławy zaawansowanych producentów jest prawie niemożliwe, chociaż kilka lat temu wszyscy uwielbiali takie eksperymenty.

Przemysłowe oprawy kopułkowe LED COB są znacznie tańsze niż oprawy diodowe SMD, takie jak przemysłowe oprawy kopułkowe.

Wynika to z faktu, że matryca COB z diodami tego samego producenta kosztuje 30-50% mniej, co obniża koszt oprawy. Minusem jest, według opinii większości wybitnych producentów oświetlenia przemysłowego i ulicznego, częste wymiany matryc COB w ramach gwarancji, jeśli moc oprawy przekracza 50 watów.

W jednej z fabryk, z którą współpracujemy, opowiedziano nam historię o tym, jak świeci dzwonek przemysłowy LED system jakości radiator i wysokiej jakości dioda COB zostały zapomniane przy włączonym chipie na stole w dół, a po 2 godzinach stół zapalił.

Prawdziwe doświadczenie

Z własnego doświadczenia znamy historię o tym, jak energetyk w dużym przedsiębiorstwie, aby zaoszczędzić pieniądze kosztem jakości, kupił przemysłowe lampy kopułkowe z diodami COB i teraz musi za to zapłacić. zła decyzja: co roku wymieniaj płytki diodowe w 15-20% opraw.

Aby nie otrzymać złajania od władz za to, czego kiedyś nie otrzymało właściwy wybór prosi o wystawianie rachunków za świetlówki i różne elektryczne materiały eksploatacyjne zamiast matryc COB, aby ukryć rzeczywiste koszty.

Degradacja diod COB

Nie należy również zapominać o rzeczywistej degradacji diod w oprawach przemysłowych dużej mocy, która według obserwacji użytkowników jest wyższa dla opraw dużej mocy z elementami COB. Ale bardzo rzadko ktoś dokonuje corocznych pomiarów oświetlenia pomieszczenia.

Oślepiający efekt diod COB

Kolejną obserwacją użytkownika jest fakt, że przemysłowe lampy kopułkowe COB LED w magazynach i warsztatach wytwarzają więcej olśnienia, co utrudnia personelowi pracę na wysokości.

Opinia eksperta: „Nasza opinia: oprawy COB LED są Najlepsza decyzja do oświetlenia akcentowego i opraw o średniej mocy do 50W. Jedynymi wyjątkami są systemy wielomodułowe, w których każdy moduł to osobna macierz COB o umiarkowanej mocy. Do oświetlenia powyżej 50 watów lepiej jest użyć przemysłowych lamp dzwonkowych z matrycą SMD. Co więcej, im więcej diod na 1 wat mocy, tym lepiej” – mówi Alexey Frolov, inżynier oświetlenia w Grandenergoproekt.

Matryce LED to technologiczne połączenie na jednym podłożu kilku świecących kryształów półprzewodnikowych, ze wspólnym wypełnieniem mieszaniną fosforu i silikonu.

Pojawienie się matryc LED wiąże się z rozwojem (Chip-on-Board), co dosłownie tłumaczy się jako „chip na płytce”. Technologia ta zastąpiła diody LED SMD, charakteryzuje się wysokim stopniem automatyzacji produkcji i doprowadziła do znacznej obniżki cen lamp LED i reflektorów punktowych.

Rodzaje i zastosowania

Zachowując jedną zasadę umieszczania kryształów LED na podłożu przewodzącym ciepło, matryce LED różnią się znacznie liczbą kryształów na jednej podstawie oraz sposobami ich łączenia.

Liczba kryształów na jednym podłożu określa ostateczną moc matrycy, która może sięgać setek watów na produkt. Mocne matrycowe źródła światła sprawdziły się w reflektorach i oprawach do oświetlenia ulicznego. Sposób, w jaki kryształy są ze sobą połączone, determinuje możliwość sterowania świeceniem poszczególnych kryształów oraz parametry zasilania matrycy. Szeregowo-równoległa struktura połączeń wewnętrznych umożliwia zmniejszenie prądu i zwiększenie napięcia zasilania, co znajduje odzwierciedlenie w charakterystyce produktów matrycowych.

Kolejną cechą wewnętrznych połączeń kryształów ze sobą z wyprowadzeniami zewnętrznymi jest możliwość wykorzystania struktur matryc LED w tablicach informacyjnych oraz w ekranach graficznych lub znakowych. Takie matryce LED są używane w sprzęcie kontrolno-pomiarowym i różnych instalacjach reklamowych.

W starszych modelach, do tablic informacyjnych, wyświetlaczy graficznych lub znakowych, matryce LED projektowano w oparciu o diody LED DIP lub SMD.

Schemat obwodu

Jak wspomniano powyżej, obwód szeregowo-równoległy do ​​łączenia ze sobą kryształów LED określa wymagania dotyczące zasilania matrycy. Im wyższe napięcie zasilania, tym więcej diod LED jest połączonych szeregowo. Cecha ta zmniejsza wymagania dotyczące prądów wyjściowych sterowników, ale w przypadku awarii jednego kryształu w obwodzie szeregowym, cały obwód przestaje emitować światło. Prąd jest redystrybuowany do pracujących chipów LED, przyspieszając w ten sposób ich degradację i poważnie skracając żywotność matrycy LED jako całości.

Aby rozwiązać ten problem, niektórzy producenci łączą wszystkie chipy LED wewnątrz matrycy jednocześnie szeregowo i równolegle. Cecha ta znacznie ogranicza możliwość awarii matrycy LED z powodu wypalenia jednego chipa. Równoległe połączenie diod LED między sobą w ramach tej samej struktury matrycy wymaga dużych prądów wyjściowych sterownika, ale ogólna emisyjność praktycznie nie cierpi z powodu uszkodzenia jednego lub dwóch kryształów. Matryce do wyświetlaczy LED zawierają złożony system przełączania wewnętrznego, który jest określony przez wymagania dotyczące indywidualnego sterowania każdą diodą LED. Aby kontrolować takie matryce LED, stworzono specjalne zintegrowane procesory i mikroukłady.

Połączenie

Na schematach połączeń matryc LED dwa czynniki decydujące o ich niezawodności Kluczowe punkty- Wystarczająca powierzchnia radiatora do odprowadzania ciepła i stabilizacji prądów zasilających. Oba te czynniki są bezpośrednio związane ze zwiększoną degradacją kryształów półprzewodnikowych, gdy ich temperatury przekraczają maksymalne dopuszczalne.

Zarówno niewystarczająca powierzchnia chłodnicy, jak i zbyt duży prąd przepływający prowadzą do wzrostu temperatury kryształu.

Wartości robocze prąd stały są wskazane w parametrach matryc LED, a dla przybliżonego doboru powierzchni promiennika można posłużyć się wartością 20-25 cm² na 1 W mocy matrycy. Należy wziąć pod uwagę, że taka powierzchnia jest wymagana przy temperaturze otoczenia do 35°C. Z więcej wysokie temperatury obszar roboczy grzejnika należy zwiększyć lub uzupełnić o aktywne chłodzenie.

Wybierając matryce LED z wbudowanym sterownikiem i zasilane z sieci 220 V należy wziąć pod uwagę, że takie źródła światła nie nadają się do oświetlania miejsc stałego zamieszkania człowieka.

Brak kondensatorów elektrolitycznych w obwodzie sterownika zasilanym z sieci 220 V Duża pojemność decyduje o wysokiej emisji światła, którego szkodliwy wpływ na zdrowie człowieka został potwierdzony licznymi badaniami naukowymi.

Wniosek

Poprawa parametrów świecących kryształów LED prowadzi do powstawania coraz potężniejszych struktur matrycowych, których moc wyjściowa osiągnęła już 300 W lub więcej.

Tendencja ta, w połączeniu ze wzrostem jednostkowego strumienia świetlnego na 1 W mocy wejściowej, determinuje dalszy rozwój matryc LED i ich wyprzedzający rozwój na rynku techniki oświetleniowej.

Przeczytaj także