Описание светодиодов типа COB

Светодиод

Уже из названия понятно, что главным рабочим элементом устройства светодиодных ламп на 220 В является светодиод. Именно его классификация в большей мере является решающей в определении видов лампочек.

Светодиод является полупроводниковым кристаллическим элементом, который интенсивно выделяет свет при прохождении через него электрического тока. Разные цвета получаются путем изменения состава кристалла. Он наращивается на специальную площадку, которая имеет контакты для подключения проводов. Изначально кристалл имеет синий цвет, без покрытия испускает соответствующее свечение. Для защиты от внешних факторов на него в светодиодной лампе наносится желтое твердое покрытие, при прохождении синего света сквозь него получается обычный белый свет.

Один из этапов выращивания светодиодов

Существует четыре основных технологии сборки чипа, которые и определяют классификацию используемых в лампочках светодиодов.

• SMD-технология – самая распространенная в быту. Кристалл размещается на поверхности светового прибора. Это позволяет сильно уменьшить его размеры, увеличить плотность расположения для большей яркости, при этом он имеет улучшенный теплоотвод. Используется практически во всех лампочках, которые вы видите в магазинах.
• DIP – световой элемент состоит из одного мощного кристалла, сверху на который прикреплена линза. Это второй по распространенности тип светодиода, благодаря концентрированию светового луча в одном направлении используется для подсветки на витринах и раскладках, а также в вывесках и прочих декоративных элементах.
• Пиранья – любимчики автомобильной промышленности. В отличие от DIP, где присутствует только два контакта, здесь их четыре, поэтому гораздо легче подключаться к разным вольтовым элементам. Это значительно повышает уровень теплоотвода, расширяет сферу применения, монтаж получается более надежным и долговечным.
• COB-технология – продвинутая схема подключения светодиодных кристаллов, самый защищенный от перегрева и окисления вариант. Здесь чип впаивается прямо в несущую плату. Благодаря самому продуманному теплоотводу достигается наибольшая яркость свечения, каким бы ни было напряжение. Но и минус присутствует значительный – если такой светодиод все-таки сгорит, его придется менять вместе со всей платой – в домашних условиях даже с неплохим опытом и оборудованием перепаять его будет очень сложно.

Технология производства

На 1 см 2 Chip On Board светильников монтируется не более семидесяти кристаллов, что качественно отличает их отSMD устройств меньшими размерами без потери яркости свечения.

Chip On Board матрицы производятся по определённой технологии, включающей в себя следующие этапы:

1. Подложку обрабатывают особым клеящим составом, обеспечивающим адгезию (сцепление).
2. Крепление кристаллов к подложке.
3. Отвердевание защитного клеевого слоя.
4. Очистка матрицы от различного рода загрязнений плазменным методом.
5. Соединение кристаллов с платой при помощи пайки.
6. Покрытие кристаллов смесью силикона с люминофором (силикон герметизирует кристаллы).

Основным и довольно трудоёмким технологическим процессом является равномерное покрытие подложки клеящим составом строго определённой толщины.

Эту проблему решили учёные из Китая, разработавшие методику магнетронного распыления.

Использование данной методики позволяет наносить адгезионный состав оптимальной толщины, что улучшает тепловую отдачу. Оптимизированные матрицы носят название

На данный момент все Chip On Board диоды производятся по данной технологии, что даёт возможность получения светильников с большой мощностью.

Классификация по цвету свечения

По цвету свечения устройства делятся на монохромные, т. е. одноцветные – синие, красные, зеленые и т. д., и полихромные или многоцветные. Второй вид имеет международное обозначение RGB, составленное из первых букв слов Red или красный, Green он же зеленый и Blue, т. е. синий. Этот СИД или светоизлучающий диод состоит из трёх кристаллов, размещенных на общей подложке и работающих независимо от соседнего. Световой поток складывается в элементе вторичной оптике – линзе или в пространстве по оси излучения. Яркостью свечения каждого светодиода управляет специальный контроллер. Если используется обычный цифровой многоразрядный код, то число цветовых оттенков может быть более 16 млн.

Приобретайте на нашем сайте светодиоды разных конструкций и цветовых характеристик. В этом окажут помощь наши консультанты. Отдельного внимания заслуживают герметичные светодиодные модули, которые можно использовать на улице.

Главные враги светодиодов любого типа – перегрев и деградация

Светодиоды имеют весомый недостаток – они очень маленькие. И даже при колоссальном соотношении потребляемого тока и светоотдачи их придется использовать как минимум в количестве нескольких штук рядом, для того чтобы добиться необходимой яркости. Близкое расположение кристаллов друг к другу сильно влияет на их теплоотвод, они перегреваются и выгорают один за другим. LCD-диоды лишены такой проблемы.

Деградация светодиодов может быть вызвана как перегревом, так и длительным сроком эксплуатации даже с отличным теплоотводом. Со временем они начинают тускнеть при потреблении все того же электричества (при воздействии высоких температур это происходит быстрее). Качественные лампочки спустя несколько лет регулярного использования теряют до 30% яркости, у безымянных «китайцев» этот параметр может доходить до 60%.

Примерный график деградации

Разновидности и устройство

Все светодиоды разделяют на категории индикаторные и осветительные.

Индикаторные устройства

Назначение состоит в индикации процессов и состояния. Также используются для подсветки приборных палений, мониторов. Мощность их сравнительно невелика – до 0,02 Вт, яркость умеренная. Классификация диодов связана с конструкцией.

• DIP – светоизлучающий маломощный кристалл заключен в корпус, обычно с выпуклой линзой. Форма корпуса цилиндрическая с диаметром от 3 мм и прямоугольная. Выпускаются модели, излучающие свет от инфракрасного до ультрафиолетового. Могут быть одно- и многоцветными, если требуется сложная индикация. Минус устройства – небольшой угол рассеяния, не более 60 градусов.
• Super Flex «Pirahna» – сверхъяркий полупроводник в прямоугольном корпусе с 4 выводами. Конструкция легко крепится на плату. Диод используют для подсветки автомобильных приборов, рекламных вывесок холодных огней. Выпускают красный, зеленый, синий и 3 белых светодиодов. Корпусов всего 2: на 3 и 5 мм с линзой и без нее. Угол рассеивания – от 40 до 120 градусов.
• Straw Hat – по виду напоминают двухвыводные цилиндрические модели, но меньшей высоты с линзой с большим радиусом. Полупроводник здесь расположен намного ближе к стенке линзы, что обеспечивает больший угол рассеивания – 100–140 градусов. Выпускают синие, красные, зеленые, желтые и белые светодиоды. Они чаще используются в декоративных целях, так как создают рассеянный, а не направленный свет. Обычная сфера применения – места, где требуется равномерная подсветка.
• SMD – вариант для поверхностного монтажа. Кристаллы помещаются в корпуса прямоугольные и квадратные, но плоские. Размеры указаны в маркировке – 0603, 0805, где цифры обозначают длину и ширину в сотых дюйма. Есть разновидности с выпуклой линзой и без нее. Светодиоды сверхъяркие, мощность до 0,1 Вт, как цветные, так и белые. SMD-модели получили широкое применение при монтаже подсветки.

Осветительные светодиоды

Лазерный светодиод Такие полупроводники применяются для освещения: помещений, улиц, автомобилей. Они намного мощнее и выпускаются только в белом цвете разной температуры: белый холодный, белый теплый, дневной.

На самом деле белого излучения в природе не существует. Чтобы получить генератор белого света, комбинируют три базовых цвета – красный, синий, желтый.

• SMD LED – большинство осветительных светодиодов имеет такое исполнение. От индикаторных их отличает только большая мощность. Угол рассеивания – 100–130 градусов, поэтому для равномерного освещения нужно много LED.
• COB – по сути, аналог платы, в которую интегрировано большое количество кристаллов SMD – несколько десятков. Угол рассевания – 180 градусов, так что этот вариант подходит для формирования только рассеянного излучения.
• Filament LED – спектр излучения близок к лампе накаливания. Чаще используется для освещения жилых комнат и для создания декоративного освещения. КПД модели выше, чем у SMD.

SSMD LED

COB

Filament LED Выпускают еще один необычный вариант – лазерный светодиод. Полупроводниковые кристаллы в них излучают узконаправленный поток света – в 5–10 градусов. Применяются в лазерных устройствах, наподобие строительного уровня, в линиях оптоволоконной связи, в целеуказателях.

Xiaomi Yeelight Aurora Lightstrip Plus (YLDD04YL)

Основные характеристики:

• Степень защиты – IP 65
• Тип свечения – многоцветное
• Цвет свечения – зеленый, красный, синий
• Напряжение – 12/220 В
• Общая длинна – 2 м
• Количество светодиодов на погонный метр – 24 шт.

Назначение. Лента предназначена для ночной подсветки и декоративного оформления элементов интерьера. Она имеет длину базовой части 2 метра, которую можно укоротить обрезкой в маркированных местах или нарастить специальными удлинителями до 10 метров, крепящихся последовательно с помощью концевых коннекторов.

Монтаж осуществляется с применением самоклеящейся тыльной поверхности без вспомогательного инструмента. Степень защиты IP65 допускает использование во всех помещениях за исключением мест вероятного подтопления.

Возможное применение Xiaomi Yeelight Aurora Lightstrip Plus (YLDD04YL).

Функционал и особенности. Этот осветительный прибор RGB типа имеет в своем составе 48 трехцветных светодиодов SMD 5050. Он поддерживает 16 миллионов цветов, любой из которых устанавливается вручную или автоматическим копированием понравившейся вам окраски находящегося поблизости предмета.

Устройство может входить в систему «умного дома» или управляться по Wi-Fi со смартфона, создавая многочисленные динамически изменяющиеся образы. Рабочее напряжение 12 вольт. Общая потребляемая мощность всего 7,5 Вт позволяет отнести изделие к разряду экономичных.

Комплектация. Эта модель поставляется в картонной коробке вместе с кабелем, контроллером управления лентой и блоком питания. Удлиняющие модули надо приобретать отдельно.

Комплектация Xiaomi Yeelight Aurora Lightstrip Plus (YLDD04YL).

Плюсы Xiaomi Yeelight Aurora Lightstrip Plus (YLDD04YL)

1. Множество сценариев работы, доступных через приложение Xiaomi.
2. Удобство монтажа.
3. Управление со смартфона.
4. Полная комплектация.
5. Красивое оформление.

Минусы Xiaomi Yeelight Aurora Lightstrip Plus (YLDD04YL)

1. Слабый приемник Wi-Fi.
2. Редко расположены светодиоды, что ухудшает качество восприятия цвета.
3. Поставляется с китайской вилкой.
4. Запах дешевого пластика.
5. Высокая цена.

Прорыв продолжается

Итак, возвращаемся к теме «диодная лампа COB». Никто не собирался отказываться от этих светодиодов, просто пришла необходимость видоизменить сам светильник, сделав его недорогим. Вариантов изменения конструкции было несколько, но оптимальным оказался один.

• Во-первых, отказались от керамических подложек. То есть кристаллы стали устанавливать на плато напрямую.
• Во-вторых, все кристаллы покрывались единым слоем люминофора. Поэтому светильник светится равномерно без видимых отдельных светящихся точек.

И вот тут COB матрицы стали выигрывать перед SMD матрицами. В схемах светодиодных ламп на 220 В помешалось до 70 кристаллов на один квадратный сантиметр. То есть, светильник становится в разы меньше, но его яркость не уступала другим моделям. В конце концов появилась возможность использовать в источниках света данного типа и отражатели, и рассеиватели, которые устанавливаются на традиционных лампах.

Технические характеристики

На сегодняшний день светодиоды smd 2835 выпускаются в трех исполнениях:

• 0.2 Вт;
• 0.5 Вт;
• 1 Вт.

Все они одинаковы по внешнему виду и отличаются лишь мощностью кристалла, установленного в корпусе. Отдельно от этих трех типов светодиодов стоит китайская разработка мощностью 0.09 Вт. По сути, это обычная подделка, имеющая стандартную маркировку, но оснащенная маломощным кристаллом со световым потоком в 8 лм.

Стоит такой светодиод недорого, но хуже всего то, что внешне отличить его от нормального фирменного светодиода весьма сложно – кристалл не всегда просматривается через компаунд, и визуально определить его размеры бывает невозможно. В сопроводительной же документации к приборам наши китайские друзья могут указать все что угодно. Единственная возможность не попасть на подделку – не покупать подозрительно дешевые приборы.

Остальные же характеристики светодиодов, включая и китайскую версию, я свел в табличку:

Основные характеристики smd led 2835

Параметр	Светодиод
smd 2835 0.09w	smd 2835 0.2w	smd 2835 0.5w	smd 2835 1w
Потребляемая мощность, Вт	0.09	0.2	0.5	1
Световой поток, лм	8	20	50	100
Рабочий ток, мА	25	60	150	300
Рабочее напряжение, В	3.2	3.2	3.2	3.2
Максимально допустимая температура корпуса, °С	+60	+80	+80	+110
Габариты, мм	2.8 х 3.5	2.8 х 3.5	2.8 х 3.5	2.8 х 3.5
Угол излучения, градусов	120	120	120	120

Как отличить СМД 2835 от 3528

Существует еще один тип светодиодов, которые нередко путают с 2835, – это smd 3528. Мало того, что вводят в заблуждение цифры, так обе модели имеют одинаковые размеры. Тем не менее это абсолютно разные приборы, причем светодиоды 3528 имеют гораздо более скромные характеристики:

1. Мощность – 0.06 Вт.
2. Световой поток – 6 лм.
3. Угол излучения – 100 градусов.

Таким образом, если ты спутаешь эти приборы, то у тебя на руках окажется, к примеру, лента или лампа с удельной мощностью 3.6 Вт/м вместо ожидаемых 14.4 и со световым потоком в 360 лм/м вместо 1200.

Как же отличить один тип светодиодов от другого? Сделать это несложно, поскольку конструктивные особенности каждого из них видно даже невооруженным глазом:

Во-первых, кристалл у smd 2835 покрыт компаундом на всей площади корпуса, а у модели 3528 покрытие занимает лишь небольшой круглый пятачок. Кстати, именно из-за такого маленького пятачка угол рассеивания последнего сужен до 100 градусов.

Во-вторых, поскольку smd 2835 имеет минимум вчетверо большую мощность, он сильнее нагревается, а значит, требует более эффективного отвода тепла. А роль теплоотвода, как я уже говорил, исполняют выводы прибора – они у этого типа светодиодов намного больше.

Вот мы и разобрались со светодиодами и светодиодными лентами smd 2835. Теперь ты знаешь, где они используются, какими характеристиками обладают и чем отличаются от изделий похожих типов.

0%

Для каких целей ты собираешь конструкцию?

Декоративная белая подсветка.

Локальное освещение

Общее освещение.

Дежурный свет

Декоративная цветная подсветка.

Какое питание будет у конструкции?

От сети 220В.

Батарейки

Миниатюрные аккумуляторы

Бортовая сеть автомобиля

Аккумулятор достаточно большой емкости

Какой тип SMD светодиодов выбрать

Тебе подойдет SMD 3528

Тебе подойдет SMD 5050

Тебе подойдет SMD 5630

Тебе подойдет SMD 5730

Тебе подойдет SMD 3014

Тебе подойдет SMD 2835

  Перепройти тест!

Предыдущая
СветодиодыХарактеристики мощных светодиодов 5730 и их применение
Следующая
СветодиодыКорпуса и маркировка SMD диодов и стабилитронов

Спасибо, помогло!4Не помогло

PCB Star светодиоды

Если исходить из занимаемой площади, то эти светодиоды занимают первое место по величине светового потока.

Данный светодиод состоит из одного единственного кристалла, имеющего большую площадь (относительно моделей SMD).

Однако по большому счету, это тот же самый SMD вид. Он напаивается к подложке из алюминия, напоминающую по форме звезду.

Если у вас очень мощный источник света, а не множество кристаллов, то и фокусировка его упрощается. Поэтому из таких типов светодиодов PCB Star и начали массово делать яркие мощные прожекторы и не менее яркие ручные фонарики.

Таблицы всех технических характеристик светодиодов “звезда”:

Из всех представленных видов на сегодняшний день, SMD модели являются самыми универсальными. Из них делают множество световой продукции:

прожекторы

светодиодные ленты

Led светильники равномерной засветки

Мир светодиодов: краткий обзор предложений современных производителей

Первые удачные эксперименты были проведены более ста лет назад. Но только в конце 70-х прошлого века удалось создать образцы, пригодные для коммерческого применения.

Разные комбинации полупроводниковых материалов создают волны определенной длины

Для зеленого цвета применяют AlGaInP (Алюминий-Галий-Фосфид индия). Красный получается с использованием AlGaAs (Алюминий-Арсенид галлия). Долгое время не могли найти комбинацию для синего. Только в 90-х годах был найден подходящий состав, за который авторы получили Нобелевскую премию. Сочетание перечисленных цветов позволило создать белый свет. С этого времени был дан старт массовому внедрению технологий данной категории в разные сферы человеческой деятельности.

Индикаторные светодиоды

Конструкция прибора DIP типа

Для концентрации светового потока функции отражателей выполняет опорная пластина и стенки. Такие приборы выпускают с выпуклыми линзами и прямоугольными торцами диаметром от 3 до 10 мм. Их подключают к источникам питания 2,5-5 В с ограничением по току до 20-25 мА. Угол рассеивания не превышает 140°. Яркость – до 1,1 люмен.

Индикаторные светодиоды ранее применяли для создания фонарей, светофоров, информационных стендов и рекламных табло. В наши дни появились новые модификации полупроводниковых приборов с большей силой света.

Оригинальная подсветка сценических костюмов

На практике пригодятся следующие преимущества индикаторных светодиодов:

• низкая стоимость;
• хорошая защищенность от влаги и других неблагоприятных внешних воздействий;
• безопасные токи и напряжение питания;
• небольшое потребление энергии.

Последний пункт надо дополнить низким выделением тепла. Такие устройства способны функционировать долгосрочно в широком температурном диапазоне без специальных охлаждающих радиаторов.

Осветительные светодиоды

Полупроводниковые приборы SMD, как наиболее распространенные изделия, подробно рассмотрены ниже. Их создают в стандартных размерах на специальной подложке, которая хорошо приспособлена для последующего монтажа на печатную плату.

Излучающее поле лампы, созданное из SMD светодиодов

Для улучшения защищенности полупроводники закрепляют на подложке внутри литого пластикового корпуса. Верхняя полусферическая часть образует линзу, что помогает сузить световой поток.

«Пиранья». Грозное название этой категории подчеркивает высокую эффективность приборов

Следующая группа изделий создана специально для освещения. На подложке размещают синие светодиоды. Сверху – слой люминофора. В данном случае применяют большее количество кристаллов на единицу поверхности по сравнению с технологией SMD. Это позволяет получить сильный световой поток.

Мощную матрицу категории COB (Chip On Board) надо охлаждать. Такие лампы устанавливают в автомобильные фары ближнего и дальнего светаТехнология Chip On Glass («Чип-на-стекле»)

На фото изображены основные стадии производственного процесса:

1. Создается подложка из стекла нужной формы.
2. На ней закрепляют последовательно полупроводниковые кристаллы.
3. Сверху устанавливают слой люминофора.
4. Далее – финишное защитное покрытие.

В цоколе лампочки размещают блок питания, который создает постоянное напряжение с нужной силой тока.

Плюсы и минусы осветительных светодиодов

Выяснив, какие бывают светодиоды, надо перечислить их преимущества по сравнению с альтернативными изделиями:

• Лучшие полупроводниковые приборы способны обеспечить более 200 люменов на 1 Вт энергии. Это потребление на 80-85 % меньше по сравнению с типовыми лампами накаливания.
• Качественные светодиодные светильники устойчивы к вибрациям, перепадам напряжения в сети. Долговечность лучших изделий приближается к 100 тыс. часов, что эквивалентно белее чем 11 годам непрерывной эксплуатации.
• Отсутствие ртутных и других вредных соединений вместе с прочной рассеивающей колбой повышает уровень безопасности.

Не забывайте, что в экономический расчет надо включать все сопутствующие расходы. Светодиодные источники, сделанные известными производителями, стоят дорого. Только через несколько лет получится окупить первоначальные инвестиции. Также надо отметить:

• Мерцание при недостаточно качественной сборке блока питания.
• Небольшой угол рассеивания.
• Различные технические характеристики в одной товарной партии.
• Узкий диапазон цветовой температуры, несоответствие параметра паспортным данным.

В чем разница между SMD и COB?

Хотя оба этих источника света имеют сходство, у них также есть различия, которые их различают. Ниже приведена таблица, в которой показаны некоторые общие различия между ними;

	Светодиодные лампы SMD	COB светодиодные фонари
Количество диодов	У них до 3-х диодов	У них несколько диодов, 9 и более
Внешний вид	Они выглядят как набор меньших огней	Имеют панельный вид
Качество света	Светильники SMD имеют некоторые блики.	Они не слепящие и обеспечивают более равномерное освещение.
Цветовая температура	Цветовая температура SMD варьируется от основного красного, зеленого и синего. Вывод также можно отрегулировать для получения различных цветовых температур.	Они не гибкие, когда дело касается цветовой температуры. Они производят единую цветовую температуру.
Отношение люмен на ватт	Они производят световой поток от 50 до 100 люмен на ватт.	Они имеют более высокий выходной диапазон – более 80 люмен на ватт.
Размер радиатора	У них есть небольшой радиатор	У них большой радиатор
Технологии	Они требуют монтажа, а затем пайки оплавлением на печатной плате.	Не требует монтажа или пайки оплавлением.
Затраты на производство	Стоимость изготовления довольно высока. Затраты на производство и оплату труда составляют почти 15% стоимости материалов.	Стоимость изготовления ниже. Затраты на производство и оплату труда составляют почти 10% стоимости материалов.

Разница между SMD и COB