LED matris smd. LED matrisleri. Kısa çalışma süresi

LED matrisleri, bir fosfor ve silikon karışımı ile ortak bir dolguya sahip, birkaç ışık yayan yarı iletken kristalin bir substratı üzerinde teknolojik bir kombinasyondur.

LED matrislerinin görünümü, kelimenin tam anlamıyla "kart üzerinde bir çip" olarak tercüme edilen geliştirme (Chip-on-Board) ile ilişkilidir. Bu teknoloji SMD LED'lerin yerini aldı, yüksek derecede üretim otomasyonu ile karakterize edildi ve LED lambaların ve spot lambalarının fiyatlarında önemli bir düşüşe yol açtı.

Türler ve uygulamalar

LED kristallerini ısı ileten bir alt tabaka üzerine yerleştirme prensibini koruyan LED dizileri, bir tabandaki kristal sayısı ve bunların birbirine bağlanma biçimleri bakımından önemli ölçüde farklılık gösterir.

Bir substrat üzerindeki kristallerin sayısı, ürün başına yüzlerce vata ulaşabilen matrisin nihai gücünü belirler. Güçlü matris ışık kaynakları, spot ışıklarında ve sokak aydınlatma armatürlerinde kendilerini kanıtlamıştır. Kristallerin birbirine bağlanma şekli, tek tek kristallerin parlamasını kontrol etme yeteneğini ve matris için güç kaynağının parametrelerini belirler. Dahili bağlantıların seri-paralel yapısı, matris ürünlerin özelliklerine yansıyan akımın azaltılmasına ve besleme voltajının arttırılmasına olanak tanır.

Kristallerin iç bağlantılarının harici kablolarla birbirine bağlanmasının bir diğer özelliği de bilgi panolarında ve grafik ya da karakter ekranlarında LED matrix yapılarının kullanılabilmesidir. Bu tür LED matrisleri, kontrol ve ölçüm ekipmanlarında ve çeşitli reklam kurulumlarında kullanılır.

Daha eski modellerde, bilgi panoları, grafik veya karakter ekranları için LED matrisleri, DIP veya SMD LED'lerine göre tasarlandı.

devre şeması

Yukarıda belirtildiği gibi, LED kristallerini birbirine bağlamak için seri-paralel devre, matris güç kaynağı gereksinimlerini belirler. Besleme voltajı ne kadar yüksek olursa, seri devrelerde o kadar fazla LED bağlanır. Bu özellik, sürücülerin çıkış akımları için gereksinimleri azaltır, ancak bir seri devrede bir kristalin arızalanması durumunda, tüm devre ışık yaymayı bırakır. Akım, çalışan LED çiplerine yeniden dağıtılır, böylece bozulmalarını hızlandırır ve bir bütün olarak LED matrisinin ömrünü ciddi şekilde azaltır.

Sorunu çözmek için bazı üreticiler matris içindeki tüm LED çiplerini aynı anda seri ve paralel olarak bağlar. Bu özellik, bir çipin yanması nedeniyle LED matrisinin arızalanma olasılığını önemli ölçüde azaltır. LED'lerin aynı matris yapısı içinde birbirine paralel bağlanması, yüksek sürücü çıkış akımları gerektirir, ancak genel emisyon, bir veya iki kristalin arızalanmasından pratik olarak etkilenmez. LED ekranlar için matrisler, her LED'i ayrı ayrı kontrol etme gereklilikleriyle belirlenen karmaşık bir dahili anahtarlama sistemi içerir. Bu tür LED matrislerini kontrol etmek için özel entegre işlemciler ve mikro devreler oluşturulmuştur.

Bağlantı

LED matrislerini bağlama şemalarında, güvenilirlikleri için belirleyici faktörler iki kilit noktadır - ısının giderilmesi ve besleme akımlarının dengelenmesi için radyatörün yeterli alanı. Bu faktörlerin her ikisi de, sıcaklıkları izin verilen maksimum değeri aştığında, yarı iletken kristallerin artan bozunmasıyla doğrudan ilişkilidir.

Hem soğutma radyatörünün yetersiz alanı hem de çok yüksek geçiş akımı, kristalin sıcaklığının artmasına neden olur.

Doğru akımın çalışma değerleri, LED matrislerinin parametrelerinde belirtilmiştir ve radyatör alanının yaklaşık seçimi için, 1 W matris gücü başına 20-25 cm² rakamını kullanabilirsiniz. 35 °C'ye kadar ortam sıcaklıklarında böyle bir alanın gerekli olduğu dikkate alınmalıdır. Daha yüksek sıcaklıklarda, radyatörün çalışma alanı artırılmalı veya aktif soğutma ile desteklenmelidir.

Yerleşik bir sürücüye sahip ve 220 V ağ ile çalışan LED matrislerini seçerken, bu tür ışık kaynaklarının bir kişinin daimi ikametgahlarını aydınlatmak için uygun olmadığı dikkate alınmalıdır.

220 volt ile beslenen sürücü devresinde yüksek kapasiteli elektrolitik kondansatörlerin bulunmaması, yüksek oranda yayılan ışığın insan sağlığına zararlı etkisi birçok bilimsel çalışma ile kanıtlanmış olduğunu belirlemektedir.

Çözüm

Işık yayan LED kristallerinin parametrelerinin iyileştirilmesi, çıkış gücü zaten 300 W veya daha fazlasına ulaşan, giderek daha güçlü matris yapılarının ortaya çıkmasına yol açar.

1 W giriş gücü başına özgül ışık akısındaki artışla birleşen bu eğilim, LED matrislerinin daha da geliştirilmesini ve aydınlatma teknolojisi pazarındaki üstün gelişimini belirler.

Ayrıca oku

Günümüzde genel enerji maliyetlerini düşürmenin en etkili yollarından birinin, LED kullanan yapay aydınlatma sistemlerinin organizasyonu olduğuna inanılmaktadır.

Aynı ışık akısı ile LED ışık kaynaklarının güç tüketimi, geleneksel bir akkor lambadan yaklaşık 10 kat daha düşüktür. Aynı zamanda floresan lambalardan çok daha uzun süre hizmet ederler.

Yakın zamana kadar, LED lambaların toplu kullanımı, büyük ölçüde oldukça karmaşık bir üretim teknolojisi tarafından belirlenen yüksek fiyatları nedeniyle kısıtlanıyordu. Bu nedenle, bir substrat (baskılı devre kartı) üzerine tek bir kristal yerleştirmek için, bir konveksiyon fırınında lehimleme kullanılır.

Enerji tasarruflu ışık kaynakları üretmenin karmaşıklığını azaltmak için, genel durumda ortak (paralel bağlantı) veya ayrı bir güç kaynağına sahip bir dizi tekli LED olan LED dizileri geliştirilmiştir.

Bu durumda, bir substrat üzerine yaklaşık 9 veya daha fazla kristal monte edilir ve bunlar daha sonra bir fosforla doldurulur.

Bu teknoloji, LED lambaların üretim maliyetini önemli ölçüde azalttı ve onları daha uygun fiyatlı hale getirdi. Bu tür matrisler, hem aydınlatma armatürlerinin hem de gösterge cihazlarının imalatında başarıyla kullanılmaktadır. Konveksiyon fırınında lehimleme gerektirmezler ve manuel olarak veya özel montaj modülleri kullanılarak monte edilebilirler.

SMD Diyotları(Yüzeye Monte Edilen Cihaz), yapısal olarak üzerine bir kristalin monte edildiği ve alt tabakanın takıldığı kasanın kontaklarına lehimlenmiş metal bir alt tabakadan (bakır veya alüminyum) oluşan, biraz eskimiş bir türdür.

Kristal bir mercekle kaplıdır ve/veya bir fosforla kaplanmıştır. Bu teknoloji, bir alt tabakaya üç adede kadar LED yerleştirmeyi mümkün kılar. Aydınlatma ve arka aydınlatma için LED şerit üretiminde kullanılırlar.

Aynı zamanda matristeki kristal sayısına bağlı olarak LED sayısı 60 adet/m (1 kristal) ve 30 adet/m (3 kristal) olan bantlar üretilmektedir. Üç kristalden oluşan LED'li bantların ışıltısının parlaklığı, tek bir çip üzerinde LED'li bantlardan doğal olarak daha yüksektir.

SMD matrisleri, farklı bir parlaklık rengine (RGB tipi) sahip kristallerle de mevcuttur. RGB tipi LED'ler, darbe genişlik modülasyonu (PWM) yöntemini kullanarak ışımanın parlaklığını veya gücünü ayarlayan özel kontrolörler tarafından kontrol edilir.

Her renkli kristale farklı büyüklükte bir akım uygulayarak, toplam ışık akısını değiştirebilir, tuhaf renk kombinasyonları ve ışımanın parlaklığını yaratabilirsiniz.

COB Diyotları(İngilizce'deki "chip on board" kelimesinden gelen Chip On Board), matris LED'lerin en yaygın türüdür. Yapısal olarak, üzerine çok sayıda paketlenmemiş kristalin monte edildiği bir alt tabakadır (tahta). Daha sonra bir fosfor ile doldurulurlar.

Çok sayıda kristal, SMD tipi diyotların benzer parametresinden bir kat daha yüksek olan COB tipi LED'lerin artan parlaklığını sağlar. SOV tipi diyotlar hem aydınlatma hem de gösterge cihazları olarak kullanılır.

Filaman LED'leri bir cam veya safir alt tabakaya 28 kristal yerleştirmenize izin veren gelecek vaat eden Chip On Glass teknolojisi.

Şeffaf cam şişelerde LED lambaların imalatında kullanılır. Aynı zamanda ışık akısı 360°'nin üzerine yayılarak SMD ve COB LED'ler ile aynı güçte daha fazla aydınlatma elde edilmesini mümkün kılar.

Sitede sunulan materyaller yalnızca bilgilendirme amaçlıdır ve kılavuz ve normatif belgeler olarak kullanılamaz.

Hangisi daha iyi, iOS mu Android mi tartışmasını andırmaya başlayan bu ikilemle ilgili görüşümüzü ifade edelim. Bu sorunun tek bir cevabı yok. Bir diyot matrisi kullanan lambanın amacını açıkça anlamak gerekir. Bazıları için COB, diğerleri için SMD daha iyi olacaktır.

Düşük güçlü spot ışıkları için COB

Örneğin, ticari spot ışıklarında COB açıkça kazanıyor. Ray lambaları, tavan lambaları ve diğer vurgulu aydınlatma türleri gibi.

Ticari aydınlatmayı dağıtmak için, normal bir LED şerit veya difüzörün altındaki armatür gövdesinin çevresine monte edilmiş bir cetvel daha uygundur. COB matrisleri, 50 watt'a kadar sokak spot ışıklarında kötü davranmaz.

50 W üzeri endüstriyel kubbe ışıkları için SMD

Endüstriyel işletmelerin aydınlatmasına gelince, örneğin endüstriyel LED lambalarda, zil
Birkaç yıl önce herkes bu tür deneyleri sevse de, dünyaca ünlü gelişmiş üreticilerin COB matrisini (sağdaki şekle bakın) karşılamak neredeyse imkansızdır.

Endüstriyel COB LED dome armatürler, endüstriyel dome armatürler gibi SMD diyot kartlı armatürlerden çok daha ucuzdur.

Bunun nedeni, aynı üreticiden diyotlu bir COB matrisinin maliyetinin %30-50 daha az olması ve bu da aydınlatma armatürünün maliyetini düşürmesidir. Dezavantajı, en seçkin endüstriyel ve sokak lambası üreticilerinin incelemelerine göre, armatürün gücü 50 watt'tan fazlaysa, garanti kapsamında COB matrislerinin sık sık değiştirilmesidir.

İşbirliği yaptığımız fabrikalardan birinde, yüksek kaliteli bir ısı dağıtım sistemine ve yüksek kaliteli bir COB diyoduna sahip endüstriyel bir LED zil lambasının masanın üzerinde çip açıkken nasıl unutulduğuna dair bir hikaye bize anlatıldı ve 2 saat içinde masa tutuştu.

Gerçek deneyim

Kişisel deneyimlerimizden, büyük bir işletmedeki bir güç mühendisinin kalite pahasına tasarruf etmek için COB diyotlu endüstriyel kubbe aydınlatma armatürleri satın almasının ve şimdi yanlış kararının bedelini ödemesi gerektiğinin hikayesini biliyoruz: her Armatürlerin %15-20'sinde diyot kartlarını değiştirmek için yıl.

Zamanında yanlış seçim yaptığı için üstleri tarafından azarlanmamak için, gerçek maliyetleri gizlemek için COB matrisleri yerine flüoresan lambalar ve çeşitli elektrik sarf malzemeleri için fatura kesmesini ister.

COB diyotlarının bozulması

Kullanıcı gözlemlerine göre COB elemanlarına sahip yüksek güçlü armatürler için daha yüksek olan, yüksek güçlü endüstriyel armatürlerdeki diyotların gerçek bozulmasını da unutmamalıyız. Ancak çok nadiren birisi odanın aydınlatmasının yıllık ölçümlerini yapar.

COB diyotlarının kör edici etkisi

Diğer bir kullanıcı gözlemi ise, depo ve atölyelerdeki endüstriyel COB LED kubbe ışıklarının daha güçlü bir parlama etkisine sahip olması, personelin yüksekte çalışmasını zorlaştırmasıdır.

Uzman görüşü: “Bizim düşüncemiz: COB LED armatürler, vurgulu aydınlatma ve 50W'a kadar orta güçteki armatürler için en iyi çözümdür. Tek istisna, her bir modülün orta düzeyde güçte ayrı bir COB matrisi olduğu çok modüllü sistemlerdir. 50 watt'tan fazla aydınlatma için SMD matrisli endüstriyel çan lambaları kullanmak daha iyidir. Ayrıca, 1 watt güç başına ne kadar çok diyot varsa o kadar iyi," diyor Grandenergoproekt aydınlatma mühendisi Alexei Frolov.

Knyazev O.V., Stroy-TK Şirketler Grubu, Mayıs 2017

Şu anda Rusya'daki LED aydınlatma pazarı patlama yaşıyor, hem yüksek teknolojili pahalı lamba ve spot modelleri, garanti süresi 3-7 yıl olan hem de onsuz çalışması pek mümkün olmayan ucuz LED ürünleri satışta. en az 1 yıllık arızalar. Bu teklif dizisini anlamaya çalışalım.

Ucuz tek kullanımlık "el sanatları" nereden geliyor?

Göründüğü kadar paradoksal - Müşteri için ana seçim kriteri Maliyet olduğundan, çok sayıda ucuz tüketici sınıfı LED lamba teklifinin varlığından Müşterinin kendisi sorumludur.

Durum daha önce olduğu gibi tekrar ediyor: ucuz ürünlere talep varsa, Orta Krallık'tan üreticiler de tedarik sağlayacak! Çin'den yapılan ithalatta kimsenin tekeli olmadığından, rakipler, pazardaki rakiplerini düşük bir fiyatla basitçe puanlamak için üreticilerden satın alma fiyatlarında sürekli, parti parti, indirim talep etmeye başlar. Bununla birlikte, her şeyin makul sınırları vardır ve tüm temel özellikleri korurken ürünlerin maliyetinde sürekli bir azalma imkansızdır. Böylece oyun performansı, güvenilirliği vb. düşürmeye başlar. - sadece aydınlatma ekipmanı satmak için minimum bir garanti süresi koyarak. Ve bu, LED'ler için çılgın çalışma süresinin 50 ila 100 bin saat arasında açıklanmasına rağmen.

COB nedir?

COB teknolojisi, daha yakın zamanda MCOB (Multi Chip-on-Board) - "Crystal On Board" olarak tercüme edilir. Bugüne kadarki en gelişmiş LED teknolojisi olarak kabul edilir.

Kısaca şu şekilde tarif edilebilir: kristallerin tahta üzerine kasasız ve seramik alt tabakalar olmadan yerleştirilmesi ve ayrıca tüm bu kristallerin ortak bir fosfor tabakası ile kaplanması. LED kristalleri birbirine çok yakın yerleştirilir - yerleştirme yoğunluğu 1 cm2 başına 70 kristale ulaşabilir, yani. kristaller pratik olarak tek bir alanda birleşir ve matrisin parıltısı çok tekdüze olur, kristallerin tek tek noktaları ayırt edilemez.

Teknolojinin önemli bir artısı, yayılan ışığın kalitesidir. COB matrisi üzerindeki lambalarla aydınlatılan nesneler, ışık akısının düzgün dağılımı nedeniyle net bir gölge sınırına sahiptir. SMD LED'lerdeki lambalar, ne yazık ki, uzayda geniş bir şekilde ayrılmış çok sayıda bireysel kristal ve reflektör nedeniyle böyle bir kontrastla övünemez.

COB matrislerinin enerji verimliliği 170 Lm/W'a ulaşabilir.

COB Faydaları

MCOB teknolojisinin başlıca avantajları şunlardır:

Yüksek ışık çıkışı (100 lm/W'den fazla);
Nispeten küçük bir boyutta yüksek bir ışık akısı yoğunluğu elde etme yeteneği;
Dahil olmak üzere çeşitli sürücülerle uyumludur. karartma ile;
Işık akısının tekdüzeliği, gölge etkisi yok;
Kompaktlık, küçük boyut, çeşitli şekillerin mevcudiyeti;
2700K ila 7000K arasında herhangi bir renk sıcaklığında matris üretme imkanı;
90Ra'ya kadar renk oluşturma indeksi;

COB'nin dezavantajları

COB teknolojisinin ana dezavantajı, matris alanı küçük olduğu için sağlanması zor olan ve küçük bir temas alanından fazla ısıyı çıkarmak zor olan, güçlü bir COB matrisinden iyi bir ısı dağılımının zorunlu olarak sağlanmasıdır.

İşin püf noktası burada yatıyor: ucuz ve bu nedenle başlangıçta düşük kaliteli bir COB matrisi, uygun şekilde takılmadan ve arayüz yüzeyleri işlenmeden bir soğutma radyatörüne monte edilir, yeterince soğutulmaz, aşırı ısınmaya başlar ve sonunda yanar.

Onay olarak şu gerçeği aktarabiliriz: Çok uzun zaman önce, teşhis ve onarım için 100 W gücünde 57 LED spot ışığı (COB) aldık. Ucuz GS Light serisinden görünümlerine bakılırsa (fotoğrafa bakın).

Teşhisin ardından, spot ışıklarının büyük çoğunluğunda (49 adet) COB LED matrisinin arızalandığı ve geri kalan 8 vakada LED sürücüsünün arızalandığı ortaya çıktı.

smd nedir

SMD teknolojisi (Yüzeye Montaj Cihazı) - kelimenin tam anlamıyla "yüzeye montaj cihazı" olarak tercüme edilebilir.

Bu teknoloji ile "geleneksel" geçiş deliği teknolojisi arasındaki temel fark, bileşenlerin kart yüzeyine monte edilmiş olmasıdır. Bu, daha küçük tasarım boyutları, daha iyi ısı dağılımı ve uygulamada değişkenlik sağlar. Bu tasarım, aydınlatmada açık ara en yaygın olanıdır ve hemen hemen her tür ışık kaynağında kullanılır.

Bugüne kadar LED aydınlatmada en yaygın olan ve hemen hemen her tür armatürde kullanılan SMD teknolojisidir.

Bu teknoloji, lambanın tüm alanına (bir üründe 700 parçaya kadar) önemli sayıda küçük LED dağıtarak elde edilen güçlü dağınık aydınlatmanın organizasyonu için doğrudan yaratılmıştır. lambalarda herhangi bir ek optik kullanmak için, sadece mahfaza lambasının normal koruyucu camı. Dağılım derecesini arttırmak için (örneğin bilgisayar donanımlı odalar için) sütlü, prizmatik veya mikroprizmatik bir difüzör kullanılır.

LED'ler geniş alanlı bir alüminyum cetvel üzerine yerleştirildiğinden ve aralarındaki mesafe yeterince büyük olduğundan, LED soğutması çok fazla zorluğa neden olmaz, bu nedenle uygun şekilde çalıştırıldığında SMD cetvelleri dayanıklıdır.

SMD hatlı armatürlerin eksilerinden, onarımlarının çok zor olduğu belirtilmelidir, çünkü bir LED arızalanırsa, tüm hat yanmayı durdurur ve SMD LED'i kendi başınıza değiştirmek oldukça zaman alan bir iştir. Tüm hattın değiştirilmesi mali açıdan zaten pahalıdır. Adil olmak gerekirse, Rusya'daki çoğu LED lamba üreticisinin, bir garanti durumunda tüm hattı değiştirdiği söylenmelidir.

COB ve SMD Uygulamaları

1. Genel durum

Bunun gibi bir bölüm yapardım: Lamba mahfazasının form faktörü yeterince büyük bir soğutma radyatörü yerleştirmenize izin veriyorsa, güçlerini 30 watt ile sınırlayan COB LED lambaları kullanabilirsiniz. Daha yüksek güce sahip tüm aydınlatma ekipmanları yalnızca SMD'dir. Genel olarak, LED aydınlatmayı tanıtmak için ideal bir seçenek olacaktır.

2. Nesneyi geçti ve unuttu

Görev tam olarak buysa - nesneyi teslim etmek ve kaçmak, o zaman, elbette, yüksek güçlü bir COB matrisinde ucuz lambalar veya spot ışıkları kullanmanız gerekir. Onların çalışma süresi görüş alanından saklanmanız için yeterli olmalıdır... :)

3. Kısa çalışma süresi

Bir lamba veya spot ışığı ara sıra birkaç dakika boyunca yanıyorsa (örneğin, bir varlık sensörü ile donatılmıştır ve yalnızca insanlar geçtiğinde açılır), korkusuzca COB'yi seçebilirsiniz. Matrisin aşırı ısınmak için zamanı olmayacak.

4. Geçici aydınlatma organizasyonu.

Geçici aydınlatmanın organizasyonu için (örneğin, bitirme işi yaparken bir şantiyede), 20 - 30 W gücünde COB spot lambalarının kullanılmasını tavsiye ederim.

5. Depoların, endüstriyel tesislerin aydınlatılması

Depolarda, endüstriyel binalarda ve binalarda, genellikle yüksek (6-12 metre) yükseklikte asılı duran güçlü lambalar kullanılır. Elektrikli aydınlatma için, SMD LED şeritlerinde yapılan lambaların kullanılması şiddetle tavsiye edilir. Armatürleri seçerken, amacı aşırı ısıyı çevreye dağıtmak olan iyi tanımlanmış radyatörlerin varlığına özellikle dikkat edin.