Beschreibung der LEDs vom Typ COB
Vor nicht allzu langer Zeit begann sich der Markt mit LED-Lampen zu füllen, die mit COB-Technologie hergestellt wurden. Unmittelbar nach dem Erscheinen solcher Produkte nahmen Informationen über sie den Charakter von Mythen an. Diese Rezension ist ein Versuch, Wahrheit von Fiktion und Marketingtricks zu trennen.
Was ist COB-LED
Seit dem Aufkommen von SMD-LEDs steht die Technik nicht still. Die Entwickler vieler Hersteller haben die Probleme gelöst, die Beleuchtungsgeräte zu verkleinern, die Lichtleistung zu erhöhen, die Installation, Montage usw. zu vereinfachen und zu senken. Nun ist schwer festzustellen, wer zuerst auf die Idee kam, nicht jeden p-n-Übergang in ein separates, mit Leuchtstoff beschichtetes Gehäuse einzuschließen, sondern mehrere Galliumarsenid-Kristalle in einer Schale unterzubringen. Das erste Muster solcher Produkte kam jedoch 2003 von Citizen Electronics auf den Markt.
Die Idee erwies sich als Durchbruch. Zusätzlich zur Lösung der obigen Probleme wurde es möglich, die Strahlungselemente auf eine relativ kleine Fläche zu konzentrieren und weniger Lichtstreuung zu erhalten.Diese Technologie nennt sich COB – Chip-on-Board, „Chip on Board“. Vielleicht wäre eine genauere Übersetzung der Ausdruck „Element auf dem Brett“ oder „Kristall auf dem Brett“.
Lange Zeit war die Herstellung von nach diesem Prinzip hergestellten Matrizen durch die Komplexität des Aufklebens von LEDs auf ein Substrat eingeschränkt. Die Dicke des Klebstoffs muss streng überprüft werden: Eine Abnahme der Schicht führt zu einer Abnahme der Befestigungsfestigkeit, eine Zunahme führt zu einer Abnahme der Effizienz der Wärmeabfuhr. 2009 wurde dieses Problem gelöst und die COB-Technologie trat ihren Siegeszug durch die Welt der Lichttechnik an.
Ein nach diesem Prinzip hergestelltes Modul enthält eine gehäuselose Matrix von LEDs auf der Basis. Aufgrund des Fehlens von Schalen war es möglich, die Dichte der strahlenden Elemente zu erhöhen und die von einer Einheitsoberfläche genommene Helligkeit zu erhöhen. In manchen Fällen sind LEDs aus Gründen der Haltbarkeit mit einer transparenten Masse gefüllt. Der obere Teil der Schale ist mit einem Leuchtstoff beschichtet.
Die Leiterplatte wird nach üblicher Technologie hergestellt, sie besteht aus Leiterbahnen, die sich auf einer dielektrischen Unterlage befinden. Eine Metallplatte mit hoher Wärmeleitfähigkeit wird von unten geklebt, und das Produkt erhält ein fertiges Aussehen.
Wichtig! In den meisten Fällen reicht ein Standardkühlkörper nicht aus, um die normale Betriebstemperatur der LEDs zu gewährleisten. Es muss ein zusätzlicher externer Kühlkörper verwendet werden.
Typische Werte des Lichtstroms von Matrizen mit einer Kristallgröße von 0,762 * 0,762 mm, abhängig von der Leistung, sind in der Tabelle angegeben.
| Elektrische Leistung W | Anzahl Elemente, Stk | Lichtstrom, lm |
| 10 | 9 | 450-550 |
| 30 | 30 | 1800-2200 |
| 50 | 50 | 2550-2750 |
| 100 | 100 | 4500-5500 |
Tatsächlich können die Parameter aufgrund zusätzlicher Bedingungen leicht variieren.
Typen
Vor kurzem sind COB-LEDs mit eingebauten Treibern auf dem Markt erschienen. „An Bord“ ist jetzt nicht nur eine Matrix, sondern auch Gleichrichterelemente sowie eine Mikroschaltung zur Stromstabilisierung durch Strahlungselemente. Wie Sie sehen, werden zusätzliche Elemente nicht unter einem gemeinsamen Gehäuse versteckt, sondern auf einer separaten Platine montiert und zu einem Modul kombiniert.
Diese Art der COB-LED-Technologie ist eine einzelne Einheit, an die nur noch Spannung angelegt werden muss.
Funktionsprinzip und Eigenschaften
Neue Prinzipien sollen nicht Grundlage für den Betrieb von COB-LEDs sein. Immerhin p-n-Übergang aus Galliumarsenid, Indiumphosphid oder anderen Materialien. Dieselbe Rekombination der Hauptladungen unter Emission eines Lichtquants beim Anlegen einer Gleichspannung. Dasselbe monochromatische Licht mit schmalem Spektrum. Die gleichen Prinzipien zum Erhalten unzugänglicher Farben - wenn Strom angelegt wird, initiiert die Strahlung von LEDs (im optischen Bereich oder UV) das Leuchten des Leuchtstoffs. Dieses bekannte Verfahren ermöglicht es, Farben zu erhalten, die mit dem direkten Glühen von Halbleiterübergängen nicht erreicht werden können. Auch das Problem der Wärmeableitung ist nicht verschwunden. Die Neuheit der Elemente liegt nur in der Produktionstechnologie, die es ermöglicht, lichtemittierende Geräte auf ein neues Verbraucherniveau zu bringen.
Kontrolle
Die Ansteuerung einer COB-LED läuft auf das Schalten der Versorgungsspannung hinaus, und in dieser Hinsicht gibt es keine grundlegenden Unterschiede zu herkömmlichen Geräten. Sie können dieses Element ein- und ausschalten:
- Handschalter für die entsprechende Spannung;
- elektromagnetisches Relais oder Anlasser;
- elektronischer Schlüssel (Transistor, Thyristor).
Es muss nur berücksichtigt werden, dass die Leistung einer solchen LED 100 W erreichen kann und die Betriebsspannung 220 V beträgt.Das Schaltelement muss die entsprechenden Parameter haben.
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Vorteile und Nachteile
Wichtig! Angesichts der geringen Herstellungskosten von COB-LEDs verlieren diese Nachteile allmählich an Bedeutung. Alles läuft darauf hinaus, dass es kostengünstiger wird, die Matrix zu ersetzen, anstatt sie wiederherzustellen.
Herstellerangaben über eine erhöhte Lichtausbeute im Verhältnis zur Leistung aufgrund der Verwendung neuer Produktionsprinzipien sind höchstwahrscheinlich auf Marketingmaßnahmen zurückzuführen. Es wurde bereits angemerkt, dass dem Betrieb von COB-Matrizen keine neuen Prinzipien zugrunde gelegt werden sollen. Und eine gewisse Steigerung der Lichtleistung kann mit der natürlichen Entwicklung von Technologien zur Herstellung von Leuchtstoffen und Halbleiterkristallen in Verbindung gebracht werden.
Lebensdauer
COB-Hersteller geben eine durchschnittliche Lebensdauer von etwa 30.000 Stunden an. Das sind etwa 3,5 Jahre Dauerbetrieb. Bei herkömmlichen LEDs in den technischen Daten wird dieser Zeitraum meist im Bereich von bis zu 50.000 Stunden (5,5 Jahre) angegeben.Oft wird der Schluss gezogen, dass die Zuverlässigkeit von COB-Elementen gering ist. Tatsächlich wurden noch keine Erfahrungen mit dem Betrieb neuer Licht emittierender Vorrichtungen gesammelt. Alle Zahlen stammen aus Berechnungen, die häufig die Betriebsbedingungen nicht berücksichtigen. Und es ist unwahrscheinlich, dass einer der Hersteller mehrjährige Real-Life-Tests durchgeführt hat. Sie haben keinen Sinn - in dieser Zeit werden neue Technologien und Materialien kommen.
Es sollte berücksichtigt werden, dass die Garantiezeiträume für diese und andere Elemente ungefähr gleich festgesetzt sind - im Bereich von 15.000 Stunden. Alles andere sind Prognosen und reines Marketing. Daher haben alle Angaben zur Lebensdauer heute Deklarationscharakter und sind mit Vorsicht zu genießen.
COB-LED-Lampe
Ein weiterer Vorteil der neuen Technologie ist, dass Matrizen beliebiger Form und Größe hergestellt werden können. In den meisten Fällen werden runde und rechteckige (quadratische) Geräte hergestellt, aus denen Lampen verschiedener Konfigurationen hergestellt werden können.
Die Maislampe, die ihren Namen den dezenten Elementen verdankt, die an Getreidekörner erinnern, hat einen neuen Look erhalten. Jetzt gibt es keine leuchtenden Punkte, die Oberfläche ist fest geworden, die Strahlung ist gleichmäßiger. Die Größe solcher Lampen ist jetzt durch die Anforderungen an die mechanische Festigkeit der Matrix begrenzt, aber es ist zu hoffen, dass die Entwicklung von Technologien in naher Zukunft es ermöglichen wird, dieses Problem zu umgehen.
Ein LED-Strahler, der solche Matrizen verwendet, kann je nach der erforderlichen Helligkeit des Scheins entweder ein strahlendes Element oder mehrere haben. Leuchten sind aufgrund der genannten Größenbeschränkungen noch nicht mit einer Matrix ausgestattet, die mehrere kleinere ersetzt.
Schaltplan
Das Anschlussschema hängt von der Ausführung der Matrix ab. Wenn es sich nur um parallele Ketten von Elementen handelt, müssen sie wie gewöhnliche einzelne LEDs oder Baugruppen über einen Gleichrichter oder Treiber für die entsprechende Spannung und Stromstärke an ein einphasiges 220-V-Haushaltsnetz angeschlossen werden.
Sind Gleichrichter und Treiber „an Bord“, dann unterscheidet sich der Anschluss nicht von einer herkömmlichen Glühlampe. Der bereits erwähnte „Mais“ hat beispielsweise einen Standardsockel zum Einschrauben in eine Kartusche.
Pinbelegung
Eine LED ist wie eine herkömmliche Diode ein Gerät, das Strom in eine Richtung leitet. Achten Sie daher beim Anschließen auf die Polarität. Die Anode muss an den positiven Ausgang der Stromquelle angeschlossen werden, die Kathode - an den negativen.
Die Lage der COB-Matrix-Stifte lässt sich leicht bestimmen – die Markierung wird direkt auf das Gehäuse aufgebracht. Die Schlussfolgerungen sind mit den Symbolen „+“ und „-“ gekennzeichnet. Kann die Baugruppe direkt an den Wechselspannungskreis angeschlossen werden, sind die Ausgänge mit L (Phase) und N (Null) gekennzeichnet.
Es besteht die Meinung, dass in COB-Technologie hergestellte Beleuchtungselemente in naher Zukunft SMD-LEDs vollständig ersetzen werden. Tatsächlich ist es unwahrscheinlich, dass dies geschieht. Schließlich haben SMD-Elemente Ausgangselemente nicht vollständig ersetzt, obwohl sie sie erheblich gedrückt haben. Es ist sehr wahrscheinlich, dass die Situation hier dieselbe sein wird - jede Technologie wird ihre eigene Nische besetzen.