Výhody technológie Chip On Board. COB LED diódy LED sovičky

Svetelné inžinierstvo aktívne zavádza LED diódy do osvetlenia. Okrem LED sú na trhu aj COB LED. Sú založené na výkonnejších žiaričoch. LED osvetľovacie prvky COB (Chip On Board) sú svetelné zdroje, s ktorými ušetríte na spotrebe energie. Odborníci však naďalej argumentujú, ktoré lampy je najlepšie použiť. Čo sú čipové LED diódy na palube a aké funkcie majú, o tom budeme hovoriť ďalej.

Vzhľad na trhu

V polovodičovej osvetľovacej technike do roku 2009 existoval iba jeden smer - zvýšenie výkonu diódového žiaru. Tento smer sa nazýva Power LED, čo znamená „výkonné LED diódy“. Vedcom sa podarilo vynájsť lampu, ktorej výkon dosahoval až 10 W. Spravidla však boli veľmi žiadané žiariče s výkonom 1 až 6 W.

Od roku 2009 sa na trhu objavili SMD diódy. Táto technológia znamená, že zariadenie je pripevnené k povrchu pomocou spájkovania a každá dióda je pokrytá vrstvou fosforu. Takéto svietidlá majú nízky výkon a vďaka veľkému počtu diód (až sedemsto kusov) vytvárajú rozptýlené svetlo.

Ďalším krokom vo vývoji bola technológia COB, čo znamená „početné kryštály na doske“. Podstatou Chip On Board je, že kryštály sú pripevnené k doske bez krytu a bez keramických substrátov. Potom sú všetky kryštály pokryté jednotnou vrstvou fosforu. Vďaka tomu bude svietidlo svietiť rovnomerne. Tento dizajn umožnil výrazne znížiť náklady na LED diódy.

Zariadenie COB LED je zobrazené na obrázku:

Technológia výroby

Výhodou IDS oproti SMD je, že na štvorcový centimeter je umiestnených iba 70 kryštálov. To znamená, že veľkosť lampy je výrazne znížená, ale hnev zostáva nezmenený.

Chip On Board matrice sa vyrábajú pomocou špecifickej technológie, ktorá zahŕňa nasledujúce kroky:

• substrát je potiahnutý špeciálnou lepiacou kompozíciou, ktorá poskytuje lepiace vlastnosti;
• inštalácia kryštálov na substrát;
• vytvrdzovanie lepiacej vrstvy, ktorá vykonáva ochrannú funkciu;
• čistenie matrice od kontaminácie pomocou plazmovej technológie;
• spájkovanie kontaktov dosky a kryštálu navzájom;
• povlak s fosforom, ktorý je zmiešaný so silikónom (ten je potrebný na utesnenie kryštálov).

Najťažším štádiom tejto technológie je rovnomerné nanášanie veľmi tenkej vrstvy lepiaceho materiálu. Aby sa kryštály prichytili k podkladu, je potrebné naniesť tenkú vrstvu lepidla, ktorá však musí mať stanovenú hrúbku. Ak je táto vrstva tenká, kryštály počas používania odpadnú. Ak je vrstva hrubá, medzi podkladom a prvkom nie je dostatočný kontakt (tepelný výkon klesá).

Problém vyriešili čínski vedci, ktorí navrhli metódu, pri ktorej sa lepiaca vrstva nanáša rovnomerne, čím sa zlepší tepelný kontakt. Táto metóda sa nazýva magnetrónové naprašovanie. Vylepšené matrice sa teraz nazývajú Multi Chip On Board. Dnes sa takmer všetky COB matricové LED diódy vyrábajú pomocou tejto technológie, čím sa vytvárajú vysokovýkonné žiarovky.

Charakteristika a parametre LED diód

Využitie moderných technologických postupov umožňuje vyrábať svietidlá využívajúce maticu SOV s výkonom až 100W. A svetelný výkon dosahuje 150 Lm/W. Typická matica Chip On Board má dva tvary: okrúhly a štvorcový. Jeho rozmery (priemer a strana) sa pohybujú od 1 do 3 cm.

Existujú však čipové diódy LED vo väčších veľkostiach. Výrobcovia matice SOV dávajú produktu životnosť až 30 000 hodín a výkonnejšie LED diódy môžu pracovať až 50 000 hodín.

Takéto ukazovatele viedli niektorých odborníkov k názoru, že Chip On Board má nízku spoľahlivosť. Tieto údaje o životnosti produktu boli získané matematickým výskumom. LED diódy boli testované v extrémnych podmienkach a výsledok priniesol nasledujúce hodnoty: v nepretržitom režime môže zariadenie fungovať až šesť rokov. Za taký dlhý čas sa objavia ďalšie výkonnejšie a lepšie modely produktov.

Mali by ste však pamätať na to, že všetci výrobcovia osvetľovacích prvkov založených na matici Chip On Board poskytujú záručnú dobu až 20 000 pracovných hodín. Ak sa počas tejto doby niečo stane, sú pripravení vykonať bezplatné opravy.

Samozrejme, matice IDS majú aj nevýhody, ktoré však nie sú také výrazné v porovnaní s ich výhodami. Svietidlá s takouto matricou sú drahšie ako konvenčné, ale ak vypočítate spotrebu energie, je zrejmé, že LED žiarovky sú výhodnejšie.

Pozreli sme sa teda na Chip On Board LED, ich výhody, vlastnosti a dizajn. Dúfame, že uvedený článok bol pre vás užitočný a zaujímavý!

Asi nevieš:

LED diódy sa stávajú čoraz obľúbenejšími riešeniami v rôznych oblastiach. Môžu byť použité ako dekoratívne výrobky alebo na osvetlenie interiéru, ako aj rôznych priestorov mimo budov. LED sa na trh dodávajú v pomerne širokej škále modifikácií. Zároveň vývojári príslušných produktov pravidelne ponúkajú inovatívne riešenia, ktoré môžu v budúcnosti vytvoriť nové medzery na trhu. Aké sú dnes najbežnejšie typy LED? Na aké účely môžu byť použité?

Čo sú to LED diódy?

Pred zvážením bežných typov LED diód si preštudujme všeobecné informácie o príslušných zariadeniach. LED je polovodič, ktorý je schopný premieňať elektrický prúd na svetlo. V tomto prípade sa polovodičový kryštál, ktorý je jeho hlavnou zložkou, skladá z niekoľkých vrstiev charakterizovaných 2 typmi vodivosti. Totiž – dierové a elektronické.

Vedenie prvého typu zahŕňa prenos elektrónu z jedného atómu na druhý, ktorý má voľné miesto. Ďalší elektrón prichádza k prvému atómu, ďalší elektrón prichádza k predchádzajúcemu atď. Tento mechanizmus funguje vďaka kovalentným väzbám medzi atómami. V tomto prípade sa nehýbu. V skutočnosti sa pohybuje kladný náboj, ktorý fyzici bežne nazývajú diera. V tomto prípade, keď elektrón prechádza do dier, uvoľňuje sa svetlo.

Štruktúra LED je vo všeobecnosti podobná usmerňovacej dióde. To znamená, že má 2 terminály - anódu a katódu. Táto vlastnosť predurčuje potrebu zachovania polarity pri pripájaní LED k zdroju elektrického prúdu.

Vo všeobecnosti sú zodpovedajúce produkty navrhnuté pre dopredný prúd 20 miliampérov. V zásade je možné túto hodnotu znížiť, aj keď v tomto prípade môže dôjsť k zmene farby a zníženiu jasu LED. Na druhej strane je nežiaduce zvyšovať zodpovedajúci parameter. Ak prúd prekročí optimálnu hodnotu, použije sa obmedzovací odpor na jeho zníženie na požadovanú úroveň.

Pri inštalácii LED diód je potrebné mať na pamäti niekoľko nuancií. To je predurčené ich vnútornou štruktúrou a formou prevedenia. V niektorých prípadoch môže byť potrebné použiť stabilizátor pre LED diódy a iné elektronické komponenty, aby sa zabezpečilo fungovanie zariadenia, v ktorom je daný produkt nainštalovaný.

V závislosti od zloženia polovodičov v LED môže byť červená, žltá, zelená alebo modrá. Napríklad, ak štruktúra zodpovedajúceho elektronického komponentu obsahuje nitrid gália, LED bude svietiť na modro. V skutočnosti jedným z kritérií, na základe ktorých sa rozlišujú určité typy LED diód, môže byť ich farba.

Aplikácia

Prvé LED diódy dodávané na trh boli vyrobené v kovových krytoch. Postupne ho začal nahrádzať plast. V tomto prípade sa farba zvyčajne vyberá s prihliadnutím na farbu LED žiary. Celkom bežné sú však aj priehľadné plastové obaly.

Uvažované elektronické zariadenia sú široko používané v rôznych oblastiach. Je to spôsobené tým, že takmer každý sa vyznačuje:

Energetická účinnosť;

Dlhá životnosť;

Schopnosť určiť farbu žiary, ako aj upraviť jej silu;

bezpečnosť;

Priateľský k životnému prostrediu.

Ak hovoríme o energetickej účinnosti, LED diódy s rovnakou svetelnou účinnosťou môžu mať výrazne menší výkon ako bežné žiarovky. Nižší výkon LED znižuje celkové zaťaženie energetického systému budovy. Životnosť zariadení môže byť niekoľko desiatok krát dlhšia ako u bežných lámp. Zároveň sa im z hľadiska funkcií môžu LED úplne rovnať.

S rastúcim masovým dopytom po takýchto výrobkoch, ako aj ich nákladmi, sa LED diódy čoraz viac používajú na rovnaké účely ako konvenčné žiarovky. V porovnaní s tradičnými osvetľovacími zariadeniami nie sú pri inštalácii zodpovedajúcich riešení žiadne ťažkosti. Dôležité je len uistiť sa, či je konkrétna LED vhodná na inštaláciu do elektrickej siete miestnosti. K tomu môže byť potrebné vopred identifikovať jeho hlavné parametre - pred zakúpením LED.

Aké ďalšie výhody môžu mať zvažované riešenia?

Možno teda poznamenať, že teplota farby LED môže byť takmer ľubovoľná - vrátane kombinácie vyššie uvedených farieb. Zariadenia je navyše možné doplniť o rôzne svetelné filtre, ktoré môžu výrazne rozšíriť pole pôsobnosti LED z hľadiska výberu požadovanej farebnej teploty.

Schopnosť ovládať výkon žiary je ďalšou výhodou predmetných zariadení. Táto možnosť ide dobre s ich vysokou energetickou účinnosťou. Výkon LED je možné nastaviť automaticky - na základe skutočných podmienok používania svietidiel. A to prakticky neovplyvňuje ich životnosť.

LED diódy sú šetrné k životnému prostrediu, pretože nevyžarujú druhy žiarenia škodlivé pre človeka. Táto vlastnosť opäť rozširuje aplikačné možnosti príslušných zariadení.

Klasifikácia: indikátory a riešenia osvetlenia

Odborníci rozlišujú 2 hlavné kategórie LED - indikátor a osvetlenie. Prvé sú určené hlavne na vytvorenie dekoratívneho svetelného efektu a používajú sa ako prvok dekorácie budovy, miestnosti alebo vozidla. Alebo ako nástroj na štylizáciu textu – napríklad na reklamný banner.

Na druhej strane sú tu osvetľovacie LED diódy. Sú určené na zvýšenie jasu osvetlenia v miestnosti alebo v určitej oblasti územia - napríklad ak vezmeme do úvahy LED diódy pre automobily. Tento typ riešenia je alternatívou k použitiu klasických lámp a v mnohých prípadoch je výhodnejší z hľadiska energetickej účinnosti a šetrnosti k životnému prostrediu.

Druhy popravy

Vráťme sa však ku klasifikácii LED diód. Je možné definovať širokú škálu dôvodov pre ich zaradenie do určitých kategórií. Spoločný prístup medzi odborníkmi zahŕňa identifikáciu nasledujúcich hlavných typov LED:

Vláknina;

Poďme sa na ne pozrieť bližšie.

Aké sú špecifiká DIP LED?

Ak podrobnejšie študujeme, ako sa tieto typy LED objavili na trhu, potom zariadenia triedy DIP možno pripísať prvým, ktoré sa začali masovo predávať. Tieto riešenia sú kryštály, ktoré sú umiestnené v krytoch s optickými komponentmi, najmä šošovkou, ktorá vytvára svetelný lúč.

DIP LED patria do kategórie indikátorov. Majú iné meno - DIL. Sú inštalované na doske, na ktorej je potrebné najskôr urobiť otvory. Je možné poznamenať, že v rámci posudzovanej kategórie možno rozlíšiť rôzne typy LED diód, ktoré sa líšia priemerom žiarovky, farbou a materiálom výroby. V tomto prípade môžu byť zodpovedajúce parametre prezentované v najširšom rozsahu. Tvar uvažovaných riešení je valcový. Medzi zodpovedajúcimi LED diódami sú monochromatické aj viacfarebné zariadenia.

Spider LED

Tento typ LED je vo všeobecnosti veľmi podobný predchádzajúcim zariadeniam. Ale majú dvakrát toľko výstupov - 4. Kým DIP LED majú 2. Tým, že prezentovaný typ riešenia má viac výstupov, sa optimalizuje odvod tepla a zvyšuje sa spoľahlivosť zodpovedajúcich komponentov. V praxi sa používajú v rôznych oblastiach, najmä ako LED diódy pre automobily.

LED diódy SMD

Tieto riešenia sa vyrábajú pomocou koncepcie povrchovej montáže. To znamená, že sú to LED diódy inštalované na akomkoľvek povrchu, zatiaľ čo iné riešenia môžu byť inštalované cez montáž cez otvory.

Rozmery LED tohto typu môžu byť výrazne menšie ako rozmery alternatívnych riešení, ako aj konštrukcie, na ktorých sú inštalované. Aj v tomto prípade je legitímne hovoriť o optimálnom odvode tepla. Použitie SMD LED v mnohých prípadoch umožňuje rozšíriť variabilitu návrhov osvetlenia.

LED diódy SMD patria do kategórie osvetlenia. Vyznačujú sa pomerne zložitou štruktúrou. Samotná LED teda pozostáva z kovového substrátu. Na ňom je upevnený kryštál, ktorý je prispájkovaný priamo na kontakty tela substrátu. Nad kryštálom je umiestnená šošovka. V tomto prípade je možné na jeden substrát nainštalovať 1-3 LED diódy. SMD zahŕňa bežné typy ultrajasných LED diód, ako napríklad 3528. Tieto riešenia majú vysoký dopyt.

COB LED diódy

Ďalším populárnym typom LED je COB. Vyrába sa technológiou, ktorá zahŕňa inštaláciu kryštálu priamo na dosku. Toto riešenie má mnoho výhod:

Ochrana zlúčeniny pred oxidáciou;

Malé konštrukčné rozmery;

Účinnosť odvádzania tepla;

Zníženie nákladov na inštaláciu LED - najmä v porovnaní so zariadeniami typu SMD.

Ak vezmeme do úvahy vyššie uvedené typy LED, možno poznamenať, že riešenia značky COB možno klasifikovať ako najinovatívnejšie. Táto technológia bola prvýkrát implementovaná japonskými inžiniermi koncom roku 2000. Teraz tieto typy LED naďalej získavajú na popularite.

Podľa odborníkov sa zvažované riešenia môžu stať dokonca najpopulárnejšími na trhu, najmä ak hovoríme o komerčnom segmente a oblasti osvetlenia domácností. Stojí za zmienku, že existujú oblasti, kde môže byť použitie COB LED ťažké. Medzi ne patrí výroba profesionálnych osvetľovacích zariadení. Faktom je, že predmetné LED diódy nie sú príliš optimálne z hľadiska prispôsobenia sa organizácii osvetlenia so stanovenou krivkou svietivosti. V takýchto prípadoch môžu byť vhodnejšie zariadenia typu SMD.

Opísané diódy sú klasifikované ako svetelné diódy. Ako poznamenávajú odborníci, možno ich klasifikovať ako najlepšie na základe charakteristík svetelného toku. Na trhu sú dostupné v rôznych farbách, ako je červená, zelená, modrá a tiež biela. Svetelný tok týchto modelov má uhol rozptylu 40-120 stupňov.

Na jeden substrát je možné nainštalovať viac ako 9 COB LED. Sú potiahnuté fosforom, vďaka čomu získavajú vysoký jas. Je možné poznamenať, že svetelný tok týchto riešení je vyšší ako svetelný tok zariadení SMD. Ak teda zvážime, ktorý typ LED je lepší, potom podľa špecifikovaného kritéria môže mať výhodu riešenie triedy COB.

COB LED sa používajú aj v automobilovom priemysle. Môžu byť použité ako súčasť predných, zadných svetiel a smerových svetiel. Hlavná vec je správne nainštalovať zakúpené zariadenia. Na tento účel má zmysel obrátiť sa na skúsených odborníkov.

Vláknové LED diódy

Vláknové LED diódy možno považovať za inovatívne. Na trhu sa objavili nedávno, v roku 2015. Uvedené riešenia vyvinuli inžinieri z Južnej Kórey.

Tieto typy LED diód je možné použiť pri výrobe odevov. To znamená, že z nich je celkom možné vyrobiť košeľu alebo tričko, ktoré môže svietiť. Výroba odevov na báze vláknových LED diód zahŕňa aj použitie rôznych polymérov, ako aj zlúčenín hliníka.

Vláknové LED diódy

Ďalším príkladom inovatívnych LED sú riešenia Filament. Ich hlavnou výhodou je vysoká energetická účinnosť. Pri rovnakom výkone, s LED, ako je napríklad COB, môžu riešenia Filament poskytnúť vyššiu úroveň osvetlenia.

Jedna z nich sa najčastejšie používa pri výrobe jednej. Medzi pozoruhodné vlastnosti výroby zodpovedajúcich LED patrí inštalácia priamo na podložku zo skla. Tento prístup umožňuje rozložiť svetlo vyžarované LED cez 360 stupňov.

Ako si vybrať najlepšiu možnosť?

Ako určiť typ LED, ktorý je optimálny pre konkrétny dizajn? Existuje veľké množstvo kritérií, na ktoré sa v tejto veci môžete zamerať. V zásade je celkom legitímne určiť rozsah použitia LED na základe jej klasifikácie podľa charakteristík, o ktorých sme hovorili vyššie. Poďme študovať špecifiká výberu vhodných elektronických komponentov, berúc do úvahy vlastnosti zariadení:

Výber LED: vlastnosti DIP riešení

Ako sme uviedli vyššie, DIP LED patria medzi prvé produkty, ktoré sa dostali na trh. Zahŕňajú teda dosť staré, no stále žiadané technológie. Ich hlavnými výhodami sú jednoduchá inštalácia, pohodlný tvar, nízka spotreba energie, nízke zahrievanie a pomerne vysoký stupeň ochrany pred vonkajšími vplyvmi.

Najčastejšie sú predmetné LED dostupné v priemeroch 3 a 5 mm. Ak porovnáme LED diódy podľa typu, môžeme dospieť k záveru, že zvažované riešenia sú najoptimálnejšie na použitie:

Ako prvky tuningu automobilov;

Ako dekoratívne komponenty;

Ako súčasť nízkoenergetických - ako voliteľných pre domáce - baterky.

Uvedené LED diódy majú relatívne nízku cenu a dostupnosť na trhu. Možno poznamenať, že medzi najbežnejšie úpravy patria 12 voltové LED diódy. Môžu byť prítomné v rôznych online katalógoch, ako aj v špecializovaných predajniach v širokom sortimente. V skutočnosti sa akékoľvek 12 voltové LED diódy vyznačujú pomerne vysokým dopytom na trhu.

Výber LED: vlastnosti riešení typu SMD

Zodpovedajúci typ riešenia sa vo vzhľade zásadne líši od ostatných v tom, že má plochý tvar. Tieto elektronické komponenty sú namontované bez použitia nožičiek. Prúd pre LED typu SMD je privádzaný na svorky, ktoré sú umiestnené na ich zadnej strane.

Inštalácia týchto zariadení sa teda vykonáva bez použitia otvorov. Umiestnenie LED diód je možné vykonať veľmi kompaktne. V dôsledku toho sa môže zmenšiť aj konštrukcia, na ktorej sú príslušné zariadenia umiestnené.

Hlavnými spôsobmi použitia predmetných zariadení sú rovnaké automatické ladenie, rôzne typy osvetlenia interiéru. Medzi najvýznamnejšie výhody týchto možností patrí vysoký jas a svetelný výkon. V kombinácii s ich malými rozmermi ponúkajú tieto riešenia významné výhody oproti alternatívnym modelom produktov.

Medzi najbežnejšie na modernom trhu patrí typ LED 3528. Tieto produkty sú široko používané pri výrobe LED pásikov. Dizajn príslušných produktov umožňuje výrobu trojfarebných LED diód - s červenou, modrou a zelenou farbou žiary. Mnoho ďalších elektronických komponentov sa vyrába na základe riešení typu 3528, ako je napríklad LED typu SMD 5050.

Predmetné výrobky sa vyznačujú aj cenovou dostupnosťou. Zvyčajne sú prezentované na trhu v širokom rozsahu.

Výber LED: Vlastnosti riešení COB

V prvom rade stojí za zmienku, že významná časť LED zodpovedajúceho typu sú veľmi výkonné konštrukcie. Ich charakteristickým znakom je rýchly rozptyl svetla, vďaka umiestneniu kryštálov na povrchu, čo zabezpečuje dynamický odvod tepla.

Príslušné LED diódy sú veľmi jasné. Vďaka tomu sú žiadané špeciálne pre použitie pri navrhovaní svetlometov automobilov. Stojí za zmienku, že tieto produkty by sa mali inštalovať s prihliadnutím na množstvo významných nuancií - vedia ich iba skúsení odborníci. Preto sa odporúča kontaktovať kompetentný servisný personál, aby nainštaloval vhodné riešenia.

Svetelné diódy (LED) a vyžarovacie diódy AL, 3L– polovodičové zdroje žiarenia s jednosmerným napätím z 1,35 V predtým 3,0 V a sila jednosmerného prúdu z 5 mA predtým 300 mA. Intenzita svetla sa mení v závislosti od nominálnej hodnoty 0,02 μd predtým 350 mcd.

Prezentované emitujúce diódy sú rozdelené do troch typov: svetelné diódy(LED), vyžarujúce infračervené diódy(IR) a LED indikátory syntézy znakov(AL304 červená a zelená žiara). Rozšírené sú aj iné názvy LED: indikačné LED, okrúhle DIP LED diódy (Dual In-line Package), DIL LED diódy (Dual In-Line - „v dvoch radoch“), LED LED diódy (Light Emitting Diode).

Epitaxné LED diódy Phosphidogalium AL, 3L sú prezentované v niekoľkých variantoch farebná žiara: červená, žltá, zelená. Gálium arzenidové diódy vyžarujúce infračervené žiarenie sú mesa-epitaxiálne alebo mesadifúzne.

Vyrábajú sa v kovovo-sklenom alebo kovovom puzdre s opticky priehľadnou alebo difúzne rozptylovou zmesou, ako aj v plastovom puzdre. Záver jednosmerný radiálny, flexibilný, drôtený typ. Anódový vývod je o niečo dlhší, niekedy hrubší a katódový vývod môže byť označený malou časťou puzdra.

Pri pripájaní potrebujete pozor na polaritu. Je tiež zakázané pripájať LED priamo k zdroju energie. Rezistory musia byť použité ako obmedzujúci stabilizátor prúdu. V tomto prípade je ku každému reťazcu sériovo zapojených LED pripojených jeden samostatný. odpor obmedzujúci prúd, čo platí aj pre paralelné pripojenie.

Niektoré LED a vyžarovacie diódy AL, 3L sú na tele navyše označené farebnými bodkami alebo lemami.

Inštalácia realizované technológiou THT (vývody sa montujú priamo do priechodných otvorov dosky plošných spojov) pomocou spájkovania. Vyžarovacie diódy typu AL119, 3L119, AL123, 3L123, AL124, 3L124 sú namontované na prídavných chladičoch.

Zvýšená prevádzková teplota prostredia nie je väčšia ako +85 °С, znížená prevádzková teplota – nie nižšia -60°С. Straty výkonu nepresahujú 500 mW. Uhol svetla z 8° predtým 120°. Životnosť nie je menšia 15 000 h.

Podrobnejšia charakteristika, vysvetlenie značenia, celkové rozmery označujúce polaritu vývodov LED a vyžarovacích diód AL, 3L sú uvedené nižšie.

Záručná doba na LED a vyžarovacie diódy AL a 3L dodávané našou spoločnosťou je 2 roky, čo je doložené príslušnými dokladmi kvality.

Konečná cena za LED a vyžarovacie diódy AL, 3L závisí od množstva, dodacej lehoty, výrobcu, krajiny pôvodu a spôsobu platby.

Moderná osvetľovacia technika čoraz viac tiahne k používaniu LED diód. Ale čím novšia technológia, tým viac otázok vyvoláva. Aké typy LED diód existujú? Aký typ LED si mám vybrať? Ktorá technológia je najspoľahlivejšia? Odpovede na tieto a ďalšie otázky nájdete v tomto článku.

LED je polovodičové zariadenie, ktoré premieňa elektrickú energiu na svetlo. Svetelným prvkom LED je polovodičový kryštál s viacvrstvovou štruktúrou tenkých vrstiev polovodičov s rôznymi typmi vodivosti - dierovou a elektronickou.

Dierové vedenie je spojené s prenosom elektrónu z iného atómu na atóm s voľným miestom. Atóm, z ktorého elektrón prešiel, prijíma ďalší elektrón od iného atómu atď. Je to spôsobené kovalentnými väzbami atómov. Kladný náboj sa teda pohybuje bez pohybu samotného atómu. Tento podmienený kladný náboj sa nazýva diera.

V kontaktných zónach rôznych typov vodivosti sa vytvárajú p-n križovatky. Takéto viacvrstvové štruktúry sa nazývajú heteroštruktúry.

Pri prechode elektrického prúdu oblasťou p-n prechodov dochádza k rekombinácii dier a elektrónov (elektróny obsadzujú voľné pozície - diery), sprevádzané emisiou svetla. Toto žiarenie môže byť červené, žlté, zelené alebo modré – v závislosti od zloženia polovodičov v heteroštruktúre. Heterostruktúry pozostávajúce z vrstiev nitridu gália (GaN) s určitými nečistotami vyžarujú modré svetlo.

V osvetľovacej technike sa emitujúci kryštál nitridu gália s podložkami pre kontaktné drôty zvyčajne nazýva čip. Čip je kľúčovým komponentom, na základe ktorého je samotná LED zostavená.

Na vytvorenie bieleho svetla sa na čip aplikuje fosfor – chemická látka, ktorá je excitovaná žiarením vychádzajúcim z kryštálu a vyžaruje svoje vlastné žiarenie. Ten kombinuje LED diódy s kompaktnými žiarivkami – vo vnútri trubice je aj fosfor.

Čip je potiahnutý vrstvou gélu na báze silikónu s fosforovým práškom tak, že časť jeho žiarenia je absorbovaná vo fosforovej látke a excituje ju a časť cez fosfor voľne prechádza. Výsledkom je, že zmiešaním pôvodnej modrej žiary nitridu gália so žltou žiarou fosforu vzniká biele svetlo. Použitím rôznych fosforov je možné dosiahnuť akúkoľvek farebnú teplotu vyžarovaného svetla.

Samotné LED diódy sú vyrobené na báze emitujúceho kryštálu potiahnutého fosforom a vybaveného elektrickými kontaktmi.

V závislosti od technológie montáže existujú v súčasnosti 4 typy LED diód.

1. DIP LED.

V tomto formáte sa objavili prvé LED diódy pre masové použitie. Kryštál je umiestnený v puzdre so zabudovaným optickým systémom - špeciálnou šošovkou, ktorá tvorí požadovaný svetelný lúč.

Dnes je to najrozšírenejší typ LED, ale prakticky sa nepoužíva v moderných high-tech svetelných zdrojoch. Používa sa hlavne vo svetelných displejoch, podsvieteniach a rôznych slávnostných svetelných dekoráciách.

2. Piranha LED, Superflux LED alebo Spider LED.

Majú podobný dizajn ako ich predchodca, ale ich rozdiel je v tom, že výstupy nie sú 2, ale 4. To zlepšuje odvod tepla a poskytuje väčšiu spoľahlivosť pri inštalácii. Z tohto dôvodu je tento typ LED bežný v automobilovom priemysle.

V osvetlení sa dnes prakticky nepoužíva pre svoju veľkosť a náročnosť inštalácie v porovnaní s modernejšími typmi LED prevedení.

3. LED diódy SMD.

LED diódy tohto typu sú vyrábané technológiou povrchovej montáže TMP (technológia povrchovej montáže) alebo SMT (technológia povrchovej montáže). Odtiaľ pochádza aj jeho názov SMD – povrchovo montované zariadenie – zariadenie namontované na povrchu.

Hlavným rozdielom medzi touto technológiou a „tradičnou“ technológiou priechodných otvorov je, že komponenty sú namontované na povrchu dosky. Tým sú zaistené menšie konštrukčné rozmery, lepší odvod tepla a variabilita dizajnu.

Tento dizajn je dnes najbežnejší v osvetlení a používa sa takmer vo všetkých typoch svetelných zdrojov.

4. COB technológia.

COB (Chip-On-Board - chip on board) je technológia, pri ktorej je kryštálový čip osadený (prilepený, spájkovaný) do dosky a je zabezpečená najvyššia spoľahlivosť (ochrana kontaktu pred oxidáciou), miniatúrne rozmery a odvod tepla . Okrem toho sú výrobné náklady takýchto LED diód nižšie v porovnaní s LED diódami SMD.

Technológia COB bola prvýkrát použitá v Japonsku koncom roku 2000 spoločnosťami Citizen a Sharp. Boli prví, ktorí použili keramickú platňu s nízkym tepelným odporom ako dosku s plošnými spojmi pre LED. V súčasnosti sa používajú hliníkové aj keramické dosky a objem výroby LED touto technológiou je cca 20% všetkých vyrobených LED a neustále rastie.

Skutočnosť, že viac výrobcov LED po celom svete začína vyrábať COB LED, ukazuje, že táto technológia má dobrú pozíciu na to, aby čoskoro zaujala vedúcu pozíciu v komerčnom a rezidenčnom osvetlení na mnoho ďalších rokov. Je však potrebné poznamenať, že technológia COB nemôže úplne nahradiť SMD kvôli mnohým technickým obmedzeniam a nevýhodám. Napríklad pre profesionálne osvetlenie s danou krivkou svietivosti (pre pouličné alebo úzkopásmové osvetlenie) nie je technológia COB použiteľná. Okrem toho, ak je potrebný rovnomerne svietiaci zdroj svetla (napríklad veľkoplošné stropné svietidlo), je lepšie použiť veľa malých LED diód SMD.

Na záver treba poznamenať, že LED osvetlenie je dnes čoraz populárnejšie. Vysoká miera rastu tohto trhu prispieva k rozvoju nových technológií výroby LED a rozširuje hranice ich použitia. V moderných kancelárskych a rezidenčných prostrediach, ako aj vo vonkajšom osvetlení sa predtým mnohé aplikácie zdali pevne ukotvené v klasických typoch svetelných zdrojov. Dnes sú tieto postuláty predmetom revízie: LED diódy poskytujú nielen úsporu nákladov, ale aj dostatok príležitostí na vytvorenie vysokokvalitného osvetlenia pre život, prácu a kreativitu.

Hlavným smerom osvetľovacej techniky je zavedenie LED do svietidiel všetkých druhov a typov. Treba však poznamenať, že tento vývoj nemá jediný smer. Dnes sa okrem známych LED svietidiel dostávajú na trh aj takzvané COB svietidlá, ktoré sú založené na výkonnejších LED. LED COB lampy ( čip-on-board)- ide v podstate o tie isté LED svetelné zdroje, s ktorými chce každý ušetriť spotrebu energie. No medzi odborníkmi stále zúria spory, v ktorých sa strany nevedia zhodnúť na tom, ako vybrať toho správneho.

Predpokladá sa, že v modernej osvetľovacej technike až do roku 2009 existoval iba jeden smer vývoja - zvýšenie žhaviaceho výkonu diód. Vtedy aj dnes sa tento smer nazýva Power LED (výkonná LED). Vedcom sa podarilo dosiahnuť významné výsledky – zrodili sa LED diódy s výkonom až 10 W. Hoci 3-6 wattové zariadenia zostávajú v dopyte.

Čo je podstatou konceptu Power LED? V zásade je všetko celkom jednoduché - znížte náklady na svetelné zdroje. Verilo sa, že zvýšenie výkonu, a teda aj jasu, zníži počet LED diód. Ale v skutočnosti sa nič z toho nestalo. Náklady na svietidlá Power LED sa neznížili a svetelný výkon sa príliš nezvýšil. Prečo sa to stalo?

• Prvým dôvodom je, že LED je a vždy bola bodovým zdrojom svetla. Ale pre základné prevádzkové podmienky akéhokoľvek svietidla je potrebné rozptýlené svetlo. Preto boli diódové lampy pre domácnosť vybavené špeciálnymi optickými systémami. Bez nich svetelný zdroj vyžaroval vysoký jas a tok bol oslepujúci. Existujú však ďalšie dva faktory: po prvé, samotné optické systémy boli drahé a po druhé, samotná lampa stratila určitý jas (až 35%).
• Druhým dôvodom je, že montáž LED svietidiel pomocou COB diód zahŕňa pomerne veľké množstvo ručnej práce. Aj tu teda náklady výrazne ovplyvnili cenu produktu.

Prelom

Od roku 2009 sa objavili diódy SMD, ktorých výkon je 0,01-0,2 wattov. LED diódy tohto typu pozostávajú z 1-3 kryštálov, ktoré sú nalepené na keramickej štvorcovej základni s rozmermi od 1,4 do 6 mm. A každá bodová dióda je na vrchu pokrytá fosforom. Najdôležitejšie je, že LED diódy sú pripojené k plató pomocou spájkovacej metódy. To znamená, že celý technologický proces môže byť plne automatizovaný, čím sa vyhne drahej ručnej práci.

Ale to nie je všetko.

• SMD diódy sú nízkoenergetické, na jednu lampu ich musíte inštalovať vo veľkom množstve (až 700 kusov). A toto je stopercentný rozptyl svetla. To znamená, že nie je potrebné používať drahé a zložité optické systémy. Najlepšou možnosťou je tienidlo vyrobené z obyčajného skla, ktorého strata svetla je iba 8%.
• LED diódy sú umiestnené na plató v určitých intervaloch, ktoré sú niekoľkonásobne väčšie ako veľkosť samotných kryštálov. Preto sú samotné diódy tak jasne viditeľné jednotlivo a nie v celkovej hmotnosti. Okrem toho je možné zvýšiť optimálnu žiaru v miestnostiach, kde je počítač. Môžete jednoducho nainštalovať lampy s mliečnymi LED diódami.

Jedinou nevýhodou SMD lámp je ich nízka udržiavateľnosť. Ručne je takmer nemožné rozobrať a znovu zaspájkovať vypálenú diódu. Je teda lepšie, ak lampu úplne vymeníte za novú. Nebude to stáť veľa.

Prielom pokračuje

Takže späť k téme COB LED lampy. Nikto sa týchto LED nemienil vzdať, bolo len potrebné upraviť samotnú lampu, aby bola lacná. Možností na zmenu dizajnu bolo viacero, no jedna sa ukázala ako optimálna.

• Po prvé, opustili keramické substráty. To znamená, že kryštály sa začali inštalovať priamo na plošinu.
• Po druhé, všetky kryštály boli pokryté jednou vrstvou fosforu. Preto svietidlo svieti rovnomerne bez viditeľných jednotlivých svetelných bodov.

A tu začali vyhrávať matrice COB nad matricami SMD. V obvodoch 220 V LED svietidiel je až 70 kryštálov na štvorcový centimeter. To znamená, že lampa sa niekoľkokrát zmenší, ale jej jas nebol nižší ako u iných modelov. Nakoniec bolo možné použiť reflektory aj difúzory vo svetelných zdrojoch tohto typu, ktoré sú inštalované na tradičných lampách.

Proces produkcie

COB matrice sa vyrábajú v niekoľkých automatizovaných krokoch.

• Na substrát sa nanáša adhézna kompozícia, ktorá poskytne vysoké adhézne vlastnosti.
• Inštalácia kryštálov.
• Vytvrdnutie lepidla.
• Čistenie matrice plazmovou technológiou.
• Spájkovanie kryštálov z náhornej plošiny.
• Aplikácia fosforu.

Pozor! Pri tejto technológii sa fosfor zmiešava so silikónom. Ten zaisťuje úplnú tesnosť svetelnej konštrukcie.

Najnáročnejšou technologickou operáciou, ktorú donedávna nebolo možné realizovať, je nanášanie tenkej lepiacej vrstvy. Ide o to, že vrstva lepidla musí mať určitú hrúbku. Ak je tenký, kryštály sa počas používania začnú odlupovať. Ak je príliš hrubý, prenos tepla kryštálov na substrát sa zníži. Tento problém vyriešili Číňania, ktorí navrhli použiť metódu magnetrónového naprašovania. Preto sa nové matrice teraz nazývajú MCOB, teda Multi Chip-on-Board, čo v preklade znamená „početné kryštály na doske“. Je pravda, že to nezmenilo dizajn LED lampy. Práve táto technológia v súčasnosti umožňuje výrobu vysokovýkonných LED svietidiel.

Parametre a charakteristiky

Takže technické špecifikácie. Moderné COB svietidlá môžu dosiahnuť 100 wattov. Zároveň svietivosť žiary dosahuje až 150 Lm/W, čo je dokonca veľmi slušný ukazovateľ.

Rozmery matrice (môže byť štvorcová alebo okrúhla) sú od 1 do 3 cm.Toto je na vnútorné použitie. Pre vonkajšie LED svietidlá sa používajú diódy s rozmerom matice 3x12 cm.Životnosť LED svietidiel s COB diódami je 300 000 hodín, výkonnejšie analógy až 500 000 hodín.

Niektorí odborníci, vzhľadom na krátku životnosť, hovoria o nízkej schopnosti tohto typu svietidiel. Je tu však jedna výhrada. Životnosť lampy bola testovaná v extrémnych podmienkach. Potom pomocou matematických výpočtov zrátali, že budú pracovať nepretržite 6 rokov. A počas tejto doby sa pravdepodobne objavia nové osvetľovacie zariadenia, hospodárnejšie, spoľahlivejšie a jasnejšie.

Pozor! Takmer všetci výrobcovia poskytujú záručnú dobu 200 000 hodín, počas ktorých sú pripravení vykonať opravy.

Technické charakteristiky v zásade naznačujú, že LED svietidlá sú zďaleka najekonomickejšou možnosťou pre osvetľovací systém v dome. Samozrejme je aj najdrahší z hľadiska zálohy (ceny). Ale stojí za to im venovať pozornosť, ak spotrebiteľ čelí problému šetrenia.

Záver k téme

Pre mnohých už zrejme nie je tajomstvom, že mnohé európske krajiny chcú upustiť od elektriny vyrábanej štiepením uránu. Jadrové elektrárne sú nespoľahlivé. Napríklad Švajčiarsko do roku 2036 zatvorí všetky jadrové elektrárne, hoci tvoria až 41 % výroby elektriny. Európania preto investujú veľa peňazí do vývoja nových energeticky náročných technológií, kde je LED osvetlenie prioritou.

A posledná vec k tejto téme. Mnoho spotrebiteľov sa pýta, ktoré LED svietidlá sú lepšie a ako si vybrať ten správny? Ak ste si prečítali článok, mali by ste pochopiť, že táto otázka nemá zmysel.