Князєв О.В., ГК «Строй-ТК», травень 2017р.
В даний час ринок світлодіодного освітлення в Росії переживає свій бум, у продажу представлені як високотехнологічні дорогі моделі світильників та прожекторів, гарантійний термін на які становить 3-7 років, так і дешеві світлодіодні вироби, навряд чи відпрацювати без поломок хоча б 1 рік. Спробуємо розібратися в цій множині пропозицій.
Звідки беруться дешеві одноразові "вироби"
Як ні парадоксально - в наявності великої кількості пропозицій дешевих широко використовуваних світлодіодних світильників винен сам Замовник, адже основним критерієм вибору для Замовника є Вартість.
Ситуація повторюється, як це було раніше з: якщо є попит на дешеву продукцію, виробники з Піднебесної забезпечать і пропозиція! Оскільки на ввезення з Китаю ні в кого немає монополії, конкуренти починають вимагати у виробників постійного, від партії до партії, зниження закупівельних цін, щоб просто забити конкурентів на ринку низькою ціною. Однак всьому є розумні межі і постійне зниження вартості виробів при збереженні всіх основних характеристик просто неможливо. Ось і починається гра на зниження експлуатаційних характеристик, надійності і т.п. - аби продати освітлювальне обладнання, поставивши мінімальний термін гарантії. І це при тому, що для світлодіодів анонсуються божевільні терміни напрацювання - від 50 до 100 тис. Годин.
Що таке COB
Технологія COB, останнім часом MCOB (Multi Chip-on-Board) - перекладається як «Кристал На Платі». Вважається найбільш просунутої на сьогоднішній день світлодіодною технологією.
Коротко її можна описати так: розміщення на платі кристалів без корпусів і керамічних підкладок, а також покриття всіх цих кристалів загальним шаром люмінофора. Кристали світлодіодів розташовуються дуже близько один до одного - щільність розміщення може досягати 70 кристалів на 1 см 2, тобто кристали практично зливаються в єдине поле і світіння матриці виходить дуже рівномірним, окремі точки кристалів невиразні.
Важливий плюс технології - якість випромінюваного світла. Предмети, що освітлюються світильниками на COB-матриці, мають чітку тіньову кордон за рахунок рівномірного розподілу світлового потоку. Світильники на SMD світлодіодах, на жаль, не можуть похвалитися такою контрастністю через великої кількості сильно рознесених в просторі окремих кристалів і відбивачів.
Енергоефективність COB матриць може досягати 170 Лм / Вт.
переваги COB
Основними перевагами технології MCOB вважаються:
- Висока світловіддача (більше 100 лм / Вт);
- Можливість досягнення високої інтенсивності світлового потоку при відносно невеликих розмірах;
- Сумісність з різними драйверами, в т.ч. з діммірованіе;
- Рівномірність світлового потоку, відсутність тіньового ефекту;
- Компактність, невеликі розміри, доступність різних форм;
- Можливість виготовлення матриць будь-якої колірної температури від 2700К до 7000К;
- Індекс передачі кольору до 90Ra;
недоліки COB
Основним мінусом технології COB є обов'язкове забезпечення хорошого тепловідведення від потужної COB матриці, який забезпечити складно, оскільки площа матриці мала, а з маленькою площі контакту складно зняти теплонадлишки.
Тут-то і криється каверза: дешева, а значить спочатку неякісна, матриця COB, змонтована на радіатор охолодження без належної підгонки і обробки поверхонь сполучення, недостатньо охолоджується, починає перегріватися і, врешті-решт, перегорає.
Як підтвердження можна навести такий факт: не так давно нам в сервісний центр по надійшли для діагностики і ремонту 57 світлодіодних прожекторів (COB) потужністю 100Вт. Судячи з їхнього вигляду (див. Фото), з дешевої серії GS Light.
Після проведення діагностики виявлено, що в переважній більшості прожекторів (49 штук) вийшла з ладу світлодіодна матриця COB, а в решти 8 випадках - світлодіодний драйвер.
Що таке SMD
Технологія SMD (Surface Mounting Device) - дослівно можна перекласти як «пристрій з кріпленням на поверхню».
Основною відмінністю цієї технології від «традиційної» технології наскрізного монтажу в отвори є те, що компоненти монтуються на поверхню плати. Це забезпечує менші габарити конструкції, кращий тепловідвід, варіативність виконання. Дана конструкція на сьогодні є найпоширенішою в освітленні і використовується в джерелах світла практично всіх типів.
На сьогоднішній день саме технологія SMD є найпоширенішою в світлодіодному освітленні і використовується в світильниках практично всіх типів.
Дана технологія прямо-таки створена для організації потужного розсіяного освітлення, яке досягається за рахунок розподілу по всій площі світильника значної кількості дрібних світлодіодів (в одному виробі буває до 700 шт), що дозволяє не застосовувати в світильниках ніякої додаткової оптики, тільки звичайне захисне скло корпусу світильника. Для збільшення ступеня розсіювання (наприклад для приміщень з комп'ютерною технікою), застосовується молочний, призматичний або мікропрізматіческій розсіювач.
Оскільки світлодіоди розташовуються на алюмінієвій лінійці великої площі, а відстань між ними досить велика, охолодження LED не викликає великих труднощів, звідси і довговічність SMD лінійок при правильному їх харчуванні.
Їх з мінусів світильників з SMD лінійками слід відзначити велику складність їх ремонту, оскільки при виході з ладу одного світлодіода перестає горіти вся лінійка, а замінити SMD-світлодіод самостійно - досить трудомістке завдання. Заміна ж лінійки цілком - вже накладна в фінансовому плані. Справедливості заради треба сказати, що більшість виробників світлодіодних світильників в Росії при виникненні гарантійного випадку замінюють лінійку цілком.
Області застосування COB і SMD
1. Загальний випадок
Я б зробив розділ таким чином: якщо форм-фактор корпусу світильника дозволяє розмістити досить великий радіатор охолодження, то можна застосовувати світильники на COB LED, обмеживши їх потужністю до 30 Вт. Вся світлотехніка з більш високою потужністю - виключно SMD. А взагалі ідеальним варіантом впровадження світлодіодного освітлення стане.
2. Здав об'єкт і забув
Якщо завдання саме така - здати об'єкт і втекти, то, звичайно ж, потрібно застосовувати дешеві світильники або прожектори на COB матриці великої потужності. Часу їх роботи має вистачити для того, щоб Ви встигли сховатися з поля зору ... :)
3. Короткий час роботи
Якщо світильник або прожектор працює зрідка, включаючись на декілька хвилин (наприклад оснащений датчиком присутності і включається тільки при проході людей), можна безбоязно вибирати COB. Матриця просто не буде встигати перегріватися.
4. Організація тимчасового освітлення.
Для організації тимчасового освітлення (наприклад на будівельному майданчику при виконанні оздоблювальних робіт), я б рекомендував застосовувати прожектори COB потужністю 20 - 30 Вт.
5. Освітлення складів, виробничих приміщень
На складах, у виробничих будівлях і приміщеннях, зазвичай застосовують потужні світильники, підвішені на великий (6-12 метрів) висоті. Для їх електроосвітлення настійно рекомендується застосовувати світильники, виконані на світлодіодних лінійках SMD. При виборі світильників особливу увагу приділяти наявності добре помітних радіаторів, призначення яких - розсіювання надлишків тепла в навколишнє середовище.
Світлодіодні матриці представляють собою технологічне об'єднання на одній підкладці кількох світловипромінюючих напівпровідникових кристалів, із загальною заливанням сумішшю люмінофора і силікону.
Поява LED-матриць пов'язане з розробкою (Chip-on-Board), що дослівно перекладається як «чіп на платі». Ця технологія прийшла на зміну SMD світлодіодів, відрізняється високим ступенем автоматизації виробництва і привела до істотного зниження цін на світлодіодні світильники і прожектори.
Види і області застосування
Зберігаючи єдиний принцип розміщення світлодіодних кристалів на теплопроводящей підкладці, світлодіодні матриці істотно відрізняються за кількістю кристалів на одній підставі і способам їх з'єднання між собою.
Кількість кристалів на одній підкладці визначає підсумкову потужність матриці, яка може досягати сотень ват на один виріб. Потужні матричні джерела світла добре зарекомендували себе в прожекторах і світильниках для вуличного освітлення. Спосіб з'єднання кристалів між собою визначає можливості управління світінням окремих кристалів і параметри блоку живлення для матриці. Послідовно-паралельна структура внутрішніх з'єднань дає можливість знизити струм і збільшити величину напруги живлення, що знаходить своє відображення в характеристиках матричних виробів.
Ще однією особливістю внутрішніх з'єднань кристалів між собою з зовнішніми висновками виступає можливість використання світлодіодних матричних структур в інформаційних табло і в графічних або символьних екранах. Такі LED-матриці знаходять своє застосування в контрольно-вимірювальної апаратури і всіляких інсталяціях рекламного характеру. 
У застарілих моделях, для інформаційних табло, графічних або символьних екранів, світлодіодні матриці конструювалися на основі DIP або SMD-світлодіодів.
Принципова схема
Як зазначалося вище, послідовно-паралельна схема з'єднання світлодіодних кристалів між собою визначає вимоги до джерела живлення матриці. Чим вище напруги живлення, тим більше світлодіодів об'єднані в послідовні ланцюга. 
Така особливість знижує вимоги до вихідних струмів драйверів, але в разі виходу з ладу одного кристала в послідовному ланцюзі, перестає випромінювати світло весь ланцюжок. Струм перерозподіляється на робочі LED-чіпи, тим самим прискорюючи їх деградацію і серйозно зменшуючи термін служби світлодіодної матриці в цілому.
Для вирішення проблеми, деякі виробники з'єднують все світлодіодні чіпи всередині матриці одночасно послідовно і паралельно. Така особливість значно зменшує можливість виходу з ладу LED-матриці внаслідок перегоряння одного чіпа. 
Паралельне з'єднання світлодіодів між собою в межах однієї матричної структури вимагає великих вихідних струмів драйвера, але загальна випромінює здатність практично не страждає від виходу з ладу одного або двох кристалів. 
Матриці для світлодіодних табло мають в своєму складі складну систему внутрішньої комутації, що визначається вимогами управління кожним світлодіодом окремо. Для управління такими LED-матрицями створені спеціальні інтегральні процесори і мікросхеми. 
підключення
У схемах підключення світлодіодних матриць визначальними факторами їх надійності виступають дві основні речі - достатня площа радіатора для відводу тепла і стабілізація живлять струмів. Обидва ці фактори безпосередньо пов'язані з посиленою деградацією напівпровідникових кристалів при перевищенні їх температур вище максимально допустимої.
До підвищення температури кристала призводить, як недостатня площа радіатора охолодження, так і занадто високий проходить струм.
Робочі величини постійного струму вказуються в параметрах світлодіодних матриць, а для орієнтовного вибору площі радіатора можна використовувати цифру 20-25 см² на 1 Вт потужності матриці. При це слід враховувати, що така площа необхідна при температурах навколишнього повітря до 35 ° С. При більш високих температурах робочу площу радіатора слід збільшити або доповнити активним охолодженням.
При виборі світлодіодних матриць з вбудованим драйвером і живленням від мережі 220 В необхідно врахувати, що такі джерела світла не підходять для освітлення місць постійного перебування людини.
Відсутність в схемі драйвера з живленням від мережі 220 вольт електролітичних конденсаторів великої ємності визначає високий випромінюваного світла, шкідливий вплив якого на здоров'я людини доведено безліччю наукових досліджень.
висновок
Удосконалення параметрів світловипромінювальних світлодіодних кристалів веде до появи все більш потужних матричних структур, вихідна потужність яких вже досягла 300 більш Вт.
Така тенденція, в поєднанні з підвищенням питомої світлового потоку на 1 Вт потужності, що підводиться, визначає подальший розвиток світлодіодних матриць і їх випереджаючий розвиток на ринку освітлювальної техніки.
Читайте також
Висловимо нашу точку зору на цю дилему, що починає нагадувати суперечка про те, що краще, iOS або Android. Однозначної відповіді на це питання немає. Необхідно чітко розуміти призначення світильника, в якому використовується діодний матриця. Для одних буде краще COB, для інших-SMD.
COB для малопотужних світильників спрямованого світла
Наприклад, COB однозначно виграє в комерційних світильниках спрямованого світла. Таких, як трекові світильники, даунлайти і інші види акцентованого підсвічування.
Для розсіює ж комерційного освітлення більше підійде звичайна світлодіодна стрічка або лінійка, вмонтовується по периметру корпусу світильника під розсіювачем. Цілком не погано поводяться COB-матриці і в вуличних прожекторах потужністю до 50 ват.
SMD для промислових купольних світильників більше 50 Вт
Що стосується освітлення промислових підприємств, то, наприклад, в промислових світлодіодних світильниках дзвін
COB-матрицю (див. Малюнок справа) у всесвітньо відомих просунутих виробників зустріти вже практично не можливо, хоча кілька років тому все любили подібні експерименти.
Промислові купольні світильники світлодіодні з COB-матрицею значно дешевше ніж світильник з SMD-диодной платою, як наприклад промислові купольні світильники.
Це пов'язано з тим, що COB-матриця з діодами одного і того ж виробника коштує на 30- 50% дешевше, що знижує собівартість світильника. Мінусом же є, за відгуками більшості іменитих виробників промислового і вуличного світла, часті заміни COB-матриць по гарантії, якщо потужність світильника більш 50 Вт.
На одній з фабрик, з якими ми співпрацюємо, нам розповідали історію про те, як промисловий світлодіодний світильник дзвін з якісною системою тепловідведення і якісним COB-діодом забули включеним на столі чіпом вниз, і за 2 години стіл запалав.
реальний досвід
З нашої особистої практики нам відома історія про те, як енергетик на великому підприємстві з метою економії на шкоду якості купив промислові купольні світильники з COB-діодами і тепер йому доводиться розплачуватися за своє невірне рішення: щороку міняти діодні плати в 15- 20% світильників .
Щоб не отримати прочухана від начальства за те, що свого часу зробив неправильний вибір, він просить виставляти йому рахунки на люмінісцентні лампи і різну електротехнічну расходку замість COB-матриць, для того, щоб приховати реальні витрати.
Деградація COB-діодів
Не варто також забувати і про реальну деградацію діодів в потужних світильниках промислового призначення, яка, за спостереженнями користувачів, у потужних світильників з COB- елементами вище. Але дуже рідко хтось проводить щорічні заміри освітленості приміщення.
Сліпучий ефект COB-діодів
Іншим наглядом користувачів є той факт, що промислові купольні світильники світлодіодні з COB-матрицею на складах і в цехах дають сильніший сліпучий ефект, що ускладнює роботу персоналу на висоті.
Експертна думка: «Наша думка: світлодіодні світильники з COB-матрицею - це найкраще рішення для акцентованого світла і світильників помірної потужності до 50 Вт. Виняток становлять лише багатомодульні системи, в яких кожен модуль - це окрема COB- матриця помірної потужності. Для освітлення більше 50 ват краще використовувати промислові світильники дзвін з SMD- матрицею. Причому, чим більша кількість діодів на 1 ват потужності, тим краще », - каже Олексій Фролов, інженер-светотехник« Гранденергопроект ».
Вважається, що одним з найбільш ефективних способів загального зниження рівня енерговитрат сьогодні є організація систем штучного освітлення з використанням світлодіодів.
При однаковому світловому потоці енергоспоживання світлодіодних джерел світла приблизно в 10 разів нижче, ніж у звичайної лампи розжарювання. При цьому служать вони в багато разів довше, ніж люмінесцентні світильники.
Масове використання світлодіодних ламп до останнього часу стримувалося їх високою ціною, яка багато в чому визначається досить складною технологією виготовлення. Так, для того, щоб встановити одиничний кристал на підкладку (друковану плату) використовують пайку в конвекційної печі.
Для зниження трудомісткості виготовлення енергозберігаючих джерел світла були розроблені світлодіодні матриці, що представляють собою в загальному випадку сукупність одиничних світлодіодів з загальним (паралельне включення) або роздільним харчуванням.
У цьому випадку на одну підкладку монтується близько 9 і більше кристалів, які потім заливаються люмінофором.
Ця технологія значно здешевила процес виготовлення світлодіодних ламп і зробила їх більш доступними. Такі матриці з успіхом використовуються при виготовленні як освітлювальних приладів, так і индикационного пристроїв. Вони не вимагають пайки в конвекційної печі, їх можна монтувати вручну або за допомогою спеціальних кріпильних модулів.
діоди SMD (Surface Mounted Device з англ. «Прилад, що монтується на поверхню») трохи застарілий тип, конструктивно складається з металевої підкладки (мідь або алюміній), на яку монтується кристал, припаюють до контактів корпусу, де встановлена \u200b\u200bпідкладка.
Кристал накривають лінзою і / або покривають люмінофором. Така технологія дає можливість розмістити на одній підкладці до трьох світлодіодів. Використовуються вони в виробництві світлодіодних стрічок для освітлення і підсвічування.
При цьому в залежності від кількості кристалів в матриці випускаються стрічки з кількістю світлодіодів 60 шт. / М (1 кристал) і 30 шт. / М (3 кристала). Яскравість світіння стрічок зі світлодіодами, що складаються з трьох кристалів, природно, вище, ніж у стрічок зі світлодіодами на одному кристалі.
Випускаються SMD матриці і з кристалами, що мають різний колір світіння (RGB тип). Світлодіоди RGB типу управляються спеціальними контролерами, які регулюють яскравість або потужність світіння, використовуючи метод широтно-імпульсної модуляції (ШІМ).
Подаючи струм різної величини на кожен кольоровий кристал можна змінювати його загальний світловий потік, створюючи химерні поєднання кольорів і яскравості світіння.
діоди СОВ (Chip On Board з англ. «Чіп на платі») найбільш поширений тип матричних світлодіодів. Конструктивно являють собою підкладку (плату), на якій монтують велику кількість безкорпусних кристалів. Потім їх заливають люмінофором.
Велика кількість кристалів забезпечує підвищену яскравість світлодіодів типу СОВ, яка на порядок перевищує аналогічний параметр діодів SMD типу. Використовуються діоди типу СОВ як для освітлення, так і в якості индикационного пристроїв.
Filament світлодіоди перспективна технологія Chip On Glass, що дозволяє встановлювати 28 кристалів на скляну або сапфірову підкладку.
Використовуються при виготовленні світлодіодних ламп в прозорих скляних колбах. При цьому світловий потік поширюється на 360 °, що дозволяє при однаковій зі світлодіодами типу SMD і СОВ потужності отримати більшу освітленість.
© 2012-2019 р Всі права захищені.
Представлені на сайті матеріали мають інформаційний характер і не можуть бути використані в якості керівних і нормативних документів
