Considerată a fi una dintre cele mai multe moduri eficiente reducerea globală a costurilor energetice astăzi este organizarea sistemelor de iluminat artificial cu LED-uri.

Cu același flux luminos, consumul de energie al surselor de lumină LED este de aproximativ 10 ori mai mic decât cel al unei lămpi cu incandescență convenționale. În același timp, ele servesc de multe ori mai mult decât lămpile fluorescente.

Utilizare în masă Lămpi cu LED-uri până de curând le-a reţinut preț mare, care este în mare măsură determinată de o tehnologie de fabricație destul de complexă. Deci, pentru a instala un singur cristal pe un substrat ( placă de circuit imprimat) utilizați lipirea într-un cuptor cu convecție.

Pentru a reduce complexitatea fabricării surselor de lumină care economisesc energie, au fost dezvoltate rețele de LED-uri, care, în general, sunt un set de LED-uri individuale cu o sursă de alimentare comună (conexiune paralelă) sau separată.

În acest caz, aproximativ 9 sau mai multe cristale sunt montate pe un substrat, care sunt apoi umplute cu un fosfor.

Această tehnologie a redus semnificativ costurile de fabricație a lămpilor cu LED-uri și le-a făcut mai accesibile. Astfel de matrici sunt utilizate cu succes la fabricarea atât a corpurilor de iluminat, cât și a dispozitivelor indicatoare. Nu necesită lipire într-un cuptor cu convecție și pot fi montate manual sau folosind module speciale de montare.

Diode SMD(Surface Mounted Device) este un tip oarecum învechit, constând structural dintr-un substrat metalic (cupru sau aluminiu), pe care este montat un cristal, lipit la contactele carcasei în care este instalat substratul.

Cristalul este acoperit cu o lentilă și/sau acoperit cu un fosfor. Această tehnologie face posibilă plasarea a până la trei LED-uri pe un substrat. Ele sunt utilizate în producția de benzi LED pentru iluminare și iluminare din spate.

Totodată, în funcție de numărul de cristale din matrice, se produc benzi cu numărul de LED-uri 60 buc/m (1 cristal) și 30 buc/m (3 cristale). Luminozitatea strălucirii benzilor cu LED-uri, formate din trei cristale, este în mod natural mai mare decât cea a benzilor cu LED-uri pe un singur cip.

Matricele SMD sunt de asemenea produse cu cristale având culoare diferită strălucire (tip RGB). LED-urile de tip RGB sunt controlate de controlere speciale care reglează luminozitatea sau puterea strălucirii folosind metoda de modulare a lățimii impulsului (PWM).

Aplicând un curent de mărime diferită fiecărui cristal colorat, îi puteți modifica fluxul luminos total, creând combinații bizare de culori și luminozitate a strălucirii.

Diode COB(Chip On Board din engleza „chip on the board”) este cel mai comun tip de LED-uri matrice. Din punct de vedere structural, sunt un substrat (placă), pe care sunt montate un număr mare de cristale neambalate. Apoi sunt umplute cu un fosfor.

Un număr mare de cristale asigură o luminozitate crescută a LED-urilor de tip COB, care este cu un ordin de mărime mai mare decât parametrul similar al diodelor de tip SMD. Diodele de tip SOV sunt folosite atât pentru iluminat, cât și ca dispozitive indicatoare.

LED-uri cu filament tehnologie promițătoare Chip On Glass, care vă permite să instalați 28 de cristale pe un substrat de sticlă sau safir.

Folosit la fabricarea lămpilor LED în baloane de sticlă transparentă. În același timp, fluxul luminos se întinde pe 360 ​​°, ceea ce face posibilă obținerea unei iluminari mai mari la aceeași putere ca și LED-urile SMD și COB.

© 2012-2019 Toate drepturile rezervate.

Materialele prezentate pe site au doar scop informativ și nu pot fi folosite ca îndrumări și documente normative.

Knyazev O.V., Grupul de companii Stroy-TK, mai 2017

În prezent, piața de iluminat cu LED-uri din Rusia se confruntă cu un boom, atât modele scumpe de înaltă tehnologie de lămpi și spoturi sunt la vânzare, perioada de garanție pentru care este de 3-7 ani, cât și produse LED ieftine, care este puțin probabil să funcționeze fără defecțiuni pt. cel putin 1 an. Să încercăm să înțelegem acest set de propuneri.

De unde provin „meșteșugurile” ieftine de unică folosință?

Paradoxal, pe stoc un numar mare oferte de lămpi LED ieftine produse în serie, Clientul însuși este de vină, deoarece principalul criteriu de selecție pentru Client este Costul.

Situația se repetă, ca și înainte cu: dacă există cerere de produse ieftine, producătorii din Regatul Mijlociu vor asigura și aprovizionarea! Deoarece nimeni nu are monopol asupra importurilor din China, concurenții încep să ceară producătorilor o reducere constantă, lot cu lot, a prețurilor de achiziție pentru a marca pur și simplu concurenții de pe piață cu un preț scăzut. Cu toate acestea, există limite rezonabile pentru orice și o reducere constantă a costului produselor, păstrând în același timp toate caracteristicile de bază, este pur și simplu imposibilă. Deci jocul începe să reducă performanța, fiabilitatea etc. - doar pentru a vinde echipamente de iluminat prin punere termen minim garanții. Și asta în ciuda faptului că pentru LED-uri a anunțat timpul de funcționare nebun - de la 50 la 100 de mii de ore.

Ce este COB

Tehnologia COB, mai recent MCOB (Multi Chip-on-Board) - se traduce prin „Crystal On Board”. Este considerată cea mai avansată tehnologie LED până în prezent.

Pe scurt, poate fi descris astfel: așezarea cristalelor pe placă fără carcase și substraturi ceramice, precum și acoperirea tuturor acestor cristale cu un strat comun de fosfor. Cristalele LED sunt situate foarte aproape unele de altele - densitatea de plasare poate ajunge la 70 de cristale pe 1 cm 2, i.e. cristalele se contopesc practic într-un singur câmp și strălucirea matricei se dovedește a fi foarte uniformă, punctele individuale ale cristalelor nu se pot distinge.

Un plus important al tehnologiei este calitatea luminii emise. Obiectele iluminate de lămpi de pe matricea COB au o margine clară de umbră datorită distribuției uniforme a fluxului de lumină. Lămpile pe LED-uri SMD, din păcate, nu se pot lăuda cu un astfel de contrast datorită numărului mare de cristale și reflectoare individuale care sunt larg separate în spațiu.

Eficiența energetică a matricelor COB poate ajunge la 170 Lm/W.

Beneficiile COB

Principalele avantaje ale tehnologiei MCOB sunt:

1. Putere luminoasă ridicată (mai mult de 100 lm/W);
2. Capacitatea de a realiza o intensitate mare a fluxului luminos cu o dimensiune relativ mică;
3. Compatibil cu diverse drivere, incl. cu estompare;
4. Uniformitatea fluxului luminos, fără efect de umbră;
5. Compactitate, dimensiuni reduse, disponibilitate de diferite forme;
6. Posibilitatea de fabricare a matricelor de orice temperatură de culoare de la 2700K la 7000K;
7. Indicele de redare a culorii de până la 90Ra;

Dezavantajele COB

Principalul dezavantaj al tehnologiei COB este asigurarea obligatorie a unei bune disipări a căldurii dintr-o matrice COB puternică, care este dificil de furnizat, deoarece zona matricei este mică și este dificil să îndepărtați căldura în exces dintr-o zonă mică de contact.

Aici se află problema: o matrice COB ieftină și, prin urmare, inițial de calitate scăzută, montată pe un radiator de răcire, fără montarea și prelucrarea corespunzătoare a suprafețelor de interfață, nu este suficient de răcită, începe să se supraîncălzească și, în cele din urmă, se arde.

Ca confirmare, putem cita următorul fapt: nu cu mult timp în urmă, noi centru de service Au fost primite 57 de spoturi LED (COB) de 100W pentru diagnosticare și reparare. Judecând după aspectul lor (vezi foto), din seria ieftină GS Light.

În urma diagnosticelor, s-a dezvăluit că în marea majoritate a spoturilor (49 de piese), matricea LED COB a defectat, iar în restul de 8 cazuri driverul LED.

Ce este SMD

Tehnologia SMD (Surface Mounting Device) - poate fi tradus literal ca „dispozitiv de montare la suprafață”.

Principala diferență dintre această tehnologie și tehnologia „tradițională” prin gaură este că componentele sunt montate pe suprafața plăcii. Acest lucru oferă dimensiuni mai mici de proiectare, o mai bună disipare a căldurii și variabilitate în execuție. Acest design este de departe cel mai comun în iluminat și este folosit în aproape toate tipurile de surse de lumină.

Până în prezent, tehnologia SMD este cea mai comună în iluminatul LED și este folosită în aproape toate tipurile de corpuri de iluminat.

Această tehnologie este creată direct pentru a organiza o iluminare difuză puternică, care se realizează prin distribuirea unui număr semnificativ de LED-uri mici pe întreaga suprafață a lămpii (până la 700 de bucăți într-un singur produs), ceea ce face posibil să nu se utilizați orice optică suplimentară în lămpi, doar obișnuite geam de siguranta corpul lămpii. Pentru a crește gradul de dispersie (de exemplu, pentru camere cu tehnologia calculatoarelor), se folosește un difuzor lăptos, prismatic sau microprismatic.

Deoarece LED-urile sunt amplasate pe o riglă de aluminiu cu suprafață mare, iar distanța dintre ele este suficient de mare, răcirea LED-urilor nu provoacă prea multe dificultăți, de unde și durabilitatea riglelor SMD atunci când sunt alimentate corespunzător.

Dintre dezavantajele corpurilor de iluminat cu linii SMD, trebuie remarcat marea complexitate a reparației lor, deoarece dacă un LED se defectează, întreaga linie încetează să mai arde, iar înlocuirea LED-ului SMD pe cont propriu este o sarcină destul de consumatoare de timp. Înlocuirea întregii linii este deja costisitoare din punct de vedere financiar. În mod corect, trebuie spus că majoritatea producătorilor de lămpi cu LED din Rusia, în cazul unui caz de garanție, înlocuiesc întreaga linie.

Aplicații COB și SMD

1. Caz general

Aș face o secțiune ca aceasta: dacă factorul de formă al carcasei lămpii vă permite să plasați un radiator de răcire suficient de mare, atunci puteți utiliza lămpi LED COB, limitându-le puterea la 30 de wați. Toate echipamentele de iluminat cu putere mai mare sunt exclusiv SMD. În general, va deveni o opțiune ideală pentru introducerea iluminatului LED.

2. A trecut obiectul și a uitat

Dacă sarcina este exact aceasta - să predați obiectul și să fugiți, atunci, desigur, trebuie să utilizați lămpi sau spoturi ieftine pe o matrice COB de mare putere. Timpul lor de lucru ar trebui să fie suficient pentru ca tu să te ascunzi de câmpul vizual... :)

3. Timp scurt de funcționare

Dacă o lampă sau un spot funcționează ocazional, aprinzându-se timp de câteva minute (de exemplu, este echipat cu un senzor de prezență și se aprinde doar când trec oamenii), poți alege fără teamă COB. Matricea pur și simplu nu va avea timp să se supraîncălzească.

4. Organizarea iluminatului temporar.

Pentru organizarea iluminatului temporar (de exemplu, pe un șantier la efectuarea lucrărilor de finisare), aș recomanda utilizarea spoturilor COB cu o putere de 20 - 30 W.

5. Iluminat depozite, spatii industriale

În depozite, clădiri industriale și spații se folosesc de obicei lămpi puternice, suspendate la o înălțime mare (6-12 metri). Pentru iluminatul electric al acestora se recomanda cu incredere sa se foloseasca lămpi realizate pe benzi LED SMD. Atunci când alegeți corpurile de iluminat, acordați o atenție deosebită prezenței radiatoarelor bine definite, al căror scop este disiparea excesului de căldură în mediu.

Să ne exprimăm punctul de vedere asupra acestei dileme, care începe să semene cu un argument despre care este mai bine, iOS sau Android. Nu există un singur răspuns la această întrebare. Este necesar să înțelegeți clar scopul lămpii, care utilizează o matrice de diode. Pentru unii, COB va fi mai bun, pentru alții, SMD.

COB pentru spoturi de putere redusă

De exemplu, COB câștigă clar în reflectoarele comerciale. Cum ar fi lumini de cale, downlight-uri și alte tipuri de iluminare de accent.

Pentru iluminatul comercial difuz, iluminatul convențional este mai potrivit. Bandă de lumină LED sau o riglă montată în jurul perimetrului carcasei corpului de iluminat sub difuzor. Matricele COB nu se comportă rău în reflectoare stradale putere de până la 50 de wați.

SMD pentru lumini industriale cu dom peste 50W

În ceea ce privește iluminatul întreprinderilor industriale, de exemplu, în lămpile LED industriale, clopotul
Este aproape imposibil să întâlniți o matrice COB (vezi figura din dreapta) de la producători avansați de renume mondial, deși în urmă cu câțiva ani toată lumea iubea astfel de experimente.

Corpurile de iluminat cu dom LED COB industriale sunt mult mai ieftine decât corpurile de iluminat cu plăci cu diode SMD, cum ar fi corpurile de iluminat cu dom industriale.

Acest lucru se datorează faptului că o matrice COB cu diode de la același producător costă cu 30-50% mai puțin, ceea ce reduce costul corpului de iluminat. Dezavantajul este, conform recenziilor celor mai eminenți producători de iluminat industrial și stradal, înlocuirea frecventă a matrițelor COB aflate în garanție dacă puterea corpului de iluminat este mai mare de 50 de wați.

Într-una dintre fabricile cu care cooperăm, ni s-a spus o poveste despre cum se aprinde un clopoțel cu LED industrial sistem de calitate radiatorul și o diodă COB de înaltă calitate au fost uitate cu cipul pornit pe masă în jos, iar în 2 ore masa s-a aprins.

Experiență reală

Din experiența noastră personală, cunoaștem o poveste despre cum un inginer energetic dintr-o întreprindere mare, pentru a economisi bani în detrimentul calității, a cumpărat lumini industriale cu diode COB și acum trebuie să plătească pentru el. decizie gresita: schimbați plăcile de diode în 15-20% din corpuri de iluminat în fiecare an.

Pentru a nu primi o certare de la autorități pentru ceea ce la un moment dat nu a primit alegerea potrivita, el cere să fie facturat pentru lămpi fluorescente și diverse consumabile electrice în locul matricelor COB pentru a ascunde costurile reale.

Degradarea diodelor COB

De asemenea, nu trebuie să uităm de degradarea reală a diodelor din corpurile de iluminat industriale de mare putere, care, conform observațiilor utilizatorilor, este mai mare pentru corpurile de iluminat de mare putere cu elemente COB. Dar foarte rar cineva face măsurători anuale ale iluminării camerei.

Efectul orbitor al diodelor COB

O altă observație a utilizatorului este faptul că luminile industriale COB cu LED-uri din depozite și ateliere au un efect de strălucire mai puternic, ceea ce face dificilă munca la înălțime pentru personal.

Opinia expertului: „Părerea noastră: corpurile de iluminat LED COB sunt cea mai bună soluție pentru iluminat de accent și corpuri de iluminat cu putere moderată de până la 50W. Singurele excepții sunt sistemele cu mai multe module, în care fiecare modul este o matrice COB separată de putere moderată. Pentru a ilumina mai mult de 50 de wați, este mai bine să utilizați lămpi industriale clopot cu o matrice SMD. Mai mult, cu cât mai multe diode la 1 watt de putere, cu atât mai bine”, spune Alexei Frolov, inginer de iluminat la Grandenergoproekt.

Matricele LED sunt o combinație tehnologică pe un substrat de mai multe cristale semiconductoare care emit lumină, cu o umplutură comună cu un amestec de fosfor și silicon.

Apariția matricelor LED este asociată cu dezvoltarea (Chip-on-Board), care se traduce literalmente prin „un cip pe placă”. Această tehnologie a înlocuit LED-urile SMD, se caracterizează printr-un grad ridicat de automatizare a producției și a dus la o reducere semnificativă a prețurilor la lămpile și spoturile LED.

Tipuri și aplicații

Păstrând un singur principiu de plasare a cristalelor LED pe un substrat conducător de căldură, matricele de LED-uri diferă semnificativ în numărul de cristale pe o bază și în modul în care sunt conectate între ele.

Numărul de cristale de pe un substrat determină puterea finală a matricei, care poate ajunge la sute de wați per produs. Sursele de lumină matrice puternice s-au dovedit în spoturi și corpuri de iluminat pentru iluminatul stradal. Modul în care cristalele sunt conectate între ele determină capacitatea de a controla strălucirea cristalelor individuale și parametrii sursei de alimentare pentru matrice. Structura serie-paralelă a conexiunilor interne face posibilă reducerea curentului și creșterea tensiunii de alimentare, ceea ce se reflectă în caracteristicile produselor matriceale.

O altă caracteristică a conexiunilor interne ale cristalelor între ele cu cabluri externe este posibilitatea utilizării structurilor matrice LED în plăci de informații și în ecrane grafice sau de caractere. Astfel de matrici LED sunt utilizate în echipamente de control și măsurare și diverse instalații de publicitate.

La modelele mai vechi, pentru plăci de informații, afișaje grafice sau de caractere, matricele LED au fost proiectate pe baza LED-urilor DIP sau SMD.

schema circuitului

După cum sa menționat mai sus, circuitul serie-paralel pentru conectarea cristalelor LED între ele determină cerințele pentru alimentarea matricei. Cu cât tensiunea de alimentare este mai mare, cu atât mai multe LED-uri sunt conectate în circuite în serie. Această caracteristică reduce cerințele pentru curenții de ieșire ai driverelor, dar în cazul unei defecțiuni a unui cristal într-un circuit serial, întregul circuit încetează să emită lumină. Curentul este redistribuit către cipurile LED care funcționează, accelerând astfel degradarea acestora și reducând serios durata de viață a matricei LED în ansamblu.

Pentru a rezolva problema, unii producători conectează toate cipurile LED din interiorul matricei în același timp în serie și în paralel. Această caracteristică reduce semnificativ posibilitatea de defecțiune a matricei LED din cauza arderii unui cip. Conexiunea paralelă a LED-urilor între ele în cadrul aceleiași structuri de matrice necesită curenți mari de ieșire a driverului, dar emisivitatea totală nu este practic afectată de defecțiunea unuia sau a două cristale. Matricele pentru afișajele LED încorporează un sistem complex de comutare internă, care este determinat de cerințele pentru controlul fiecărui LED în mod individual. Pentru a controla astfel de matrici LED, au fost create procesoare și microcircuite integrate speciale.

Conexiune

În diagramele de conectare ale matricelor LED, factorii determinanți ai fiabilității lor sunt doi momente cheie- Suprafață suficientă a radiatorului pentru disiparea căldurii și stabilizarea curenților de alimentare. Ambii acești factori sunt direct legați de degradarea sporită a cristalelor semiconductoare atunci când temperaturile lor depășesc maximul admis.

Atât zona insuficientă a radiatorului de răcire, cât și curentul de trecere prea mare duc la o creștere a temperaturii cristalului.

Valori de lucru curent continuu sunt indicate în parametrii matricelor LED, iar pentru o selecție aproximativă a zonei radiatorului, puteți utiliza cifra 20-25 cm² per 1 W de putere a matricei. Trebuie avut în vedere faptul că o astfel de zonă este necesară la temperaturi ambientale de până la 35 °C. Cu mai mult temperaturi mari zona de lucru a radiatorului trebuie mărită sau completată cu răcire activă.

Atunci când alegeți matrice LED cu driver încorporat și alimentat de o rețea de 220 V, trebuie să țineți cont de faptul că astfel de surse de lumină nu sunt potrivite pentru iluminarea locurilor de reședință permanentă a unei persoane.

Absența condensatoarelor electrolitice în circuitul driver alimentat de o rețea de 220 volți capacitate mare determină lumina emisă mare, ale cărei efecte nocive asupra sănătății umane au fost dovedite de numeroase studii științifice.

Concluzie

Îmbunătățirea parametrilor cristalelor LED care emit lumină duce la apariția unor structuri matrice din ce în ce mai puternice, a căror putere de ieșire a atins deja 300 W sau mai mult.

Această tendință, combinată cu o creștere a fluxului luminos specific per 1 W de putere de intrare, determină dezvoltarea în continuare a matricelor LED și dezvoltarea lor depășită pe piața tehnologiei de iluminat.

Cititi si