Разница между светодиодами COB и SMD
Светодиоды постоянно совершенствуются. Они становятся более универсальными и обеспечивают более эффективное расходование электроэнергии. Различные модели светодиодных ламп и светильников пользуются всё большей популярностью по сравнению с традиционными лампами накаливания. Они могут работать примерно в 25 раз дольше при меньшем потреблении энергии.
Светодиодные лампы с использованием технологии COB или SMD отличаются своими характеристиками.
Что такое SMD?
Светодиоды SMD (Surface Mounted Device) являются наиболее распространенными светодиодами на рынке. Микросхема со светодиодами размещена на печатной плате и пользуется большой популярностью благодаря своей универсальности. Эти светодиоды используются в большинстве бытовых ламп, и даже в индикаторах уведомлений на вашем мобильном телефоне.
Светодиодные чипы SMD бывают разных размеров. Светодиоды SMD могут работать с микросхемами сложной конструкции, такими как SMD5050 шириной 5 мм или SMD3528 шириной 3,5 мм. Микросхемы SMD маленькие, почти такие же, как у плоских квадратных компьютерных чипов.
Одной из отличительных особенностей светодиодных чипов SMD является количество контактов и диодов, которые они имеют.
Микросхемы светодиодов SMD могут иметь более двух контактов. На одной микросхеме может быть до 3-х диодов, причем каждый диод имеет индивидуальную электрическую цепь. Каждая цепь будет иметь один катод и один анод, что приведет к 2, 4 или 6 контактам на микросхеме.
Эта конфигурация является причиной, по которой микросхемы SMD более универсальны (по сравнению с COB). Микросхема может включать красный, зеленый и синий диоды. С помощью этих трех диодов, вы можете создать практически любой цвет, путем регулировки уровня выходного сигнала.
SMD-чипы также известны своей яркостью. Они могут производить от 50 до 110 люмен на ватт.
Что такое COB?
Технология COB (Chip on Board) — это шаг вперед в более эффективном использовании энергии. Как и SMD, чипы COB также имеют несколько диодов на одной поверхности. Но разница между технологиями COB и SMD заключается в том, что у чипов COB больше диодов на единицу площади. Кроме этого, они покрыты общим слоем люминофора.
Чипы COB обычно имеют 9 или более диодов. Микросхемы COB имеют только одну электрическую цепь и 2 контакта, независимо от количества диодов. Именно благодаря такой конструкции электроцепи, чип COB выглядит как единая светодиодная панель (SMD-свет, с другой стороны, выглядит как набор миниатюрных ламп на плате).
В отличие от SMD, светодиодные чипы COB не могут быть использованы для создания ламп, меняющих цвет. Это обусловлено наличием одной электрической цепи и 2 контактов. Для создания эффекта изменения цвета требуется несколько каналов для настройки. Именно поэтому, светодиодные светильники COB эффективны в одноцветных решениях, но не подходят для более универсальных технологий.
Другим аспектом разницы между COB и SMD светодиодами является использование электроэнергии. Светодиоды COB известны лучшим соотношением люмен на ватт и тепловой эффективностью. Это во многом связано с дизайном светодиодов COB и охлаждающей керамической подложкой чипов.
Чипы COB можно найти во всех видах ламп и устройств, таких, например, как вспышка вашего мобильного телефона. Энергоэффективность таких диодов как правило выше 80 люменов на ватт.
SMD светодиоды. Напаяны непосредственно на поверхность платы на определенном расстоянии друг от друга. Каждый диод покрыт слоем люминофора. Такие диоды имеют высокую светоотдачу.
COB светодиоды. Кристаллы напаиваются на плату и покрываются общим слоем люминофора. Это позволяет производить лампы малых размеров, и обеспечивает направленный световой поток и эффективный отвод тепла.
Чем отличаются светодиоды COB и SMD?
Чем отличаются светодиоды COB и SMD?
Вы когда-нибудь задумывались о том, насколько зернышко соли маленькое? Размер одного зерна составляет около трех миллиметров. Теперь представьте предмет, размеры которого составляют третью часть зерна соли. Разместите мысленно крошку на плату – и получите светодиод, наименьший из существующих сегодня. Технологии стремятся к уменьшению размеров LED, и возникновение светодиодных ламп типа SMD и COB это подтверждает. Как они возникли, чем отличаются и где используются?
Содержание
Как пришли к созданию матриц SMD и COB
Долго время развитие светотехники двигалось в направлении увеличения мощности светодиода. Светодиоды типа DIP, со светоотдачей максимум 5 Лм или 0,08 Вт, использовались в индикаторном освещении. Тогда как для яркого освещения применялись более мощные модели (до 10 Вт, хоть большей популярностью пользовались изделия от 1 до 3 Вт). Задачей было создать источник света, увеличив его светоотдачу без увеличения количества светодиодов. Это удалось, но не стало причиной уменьшения стоимости LED-светильников. К тому же, светоотдача светильника была существенно меньше, чем у используемых в нем LED.
Главная неудача вектора развития заключалась в природе самого светодиода – это точечный источник света. Массовый потребитель ждал изобретение, которое бы создавало рассеянный свет, тогда как ему предлагали товар, который без дополнительной оптической системы создавал неприятный слепящий эффект. Оптические решения делали свет LED рассеянным, но также увеличивали стоимость продукции и становились причиной потери силы светового потока (до 35%). Производство таких светильников требовало большого объема ручного труда.
Выход из положения нашли в 2000-х годах, когда создали LED поверхностного монтажа (SMD – Surface Mounting Device – «устройство с креплением на поверхность») с размерами чипа 3,5 мм на 2,8 мм. Изобретение вызвало фурор и завоевало лидерские позиции на рынке. Позже изобрели более яркий аналог – SMD 5050.
Светодиодная матрица SMD
Массовое производство светильников с SMD-светодиодами началось с 2009 года. Особенности матриц состояли в следующим:
Кристаллы создаются искусственным образом с использованием подложек из наносапфира и галлия, что наслаиваются и соединяются с основой.
Сверху чип покрыт люминофором оранжевого или желтого цвета. Первый излучает белый свет теплой температуры свечения (2700-3500K), второй – холодной (6000-6500K). RGB модели, которые позволяют выбрать цвет свечения (синий, зеленый, красный), люминофор не содержат:
Инкапсулируют тип с помощью специального кремниевого клея, нанесенного на поверхность люминофора. К монтажной плате чип крепится припоем.
Принцип работы SMD-светодиодов (и отличие их от COB) состоит в том, что чипы крепятся на плате на расстоянии друг от друга. Это является недостатком матрицы и причиной низкой ремонтоспособности, если один из диодов вышел из строя. Проще и дешевле заменить плату, чем перепаивать составляющие ее элементы.
Светодиоды SMD выпускают нескольких размеров: 2835, 3014, 3030, 3528, 5050, 5630, от чего зависит мощность:
Более современная матрица – COB
Технология Chip On Board появилась на рынке в 2010 году. Матрица COB представляет собой размещенные на плате близко друг к другу кристаллы (в количестве от нескольких десятков и больше), покрытые общим слоем люминофора. Таким образом достигается световой поток, который мощнее, чем у матрицы SMD. COB излучает более равномерный свет, с котором отдельные точки (кристаллы) практически не различимы. К тому же, стоимость такой матрицы ниже.
Такое решение позволило изготавливать источники света той же мощности, что и SMD, но меньших размеров. Соответственно, появилось больше возможностей использовать это преимущество в дизайне светильников.
При тех же размерах, мощность COB значительно выше и достигает 100 Вт, что при хорошем теплоотводе позволяет получить светоотдачу в пределах 100–150 Лм/Вт (светоотдача лампы накаливания 100 Вт – около 12 Лм/Вт).
Лучшие показатели теплопроводности достигаются большей площадью подложки. В SMD тепло от диодов поступает к радиатору, проходя через электроды и подложку (чаще алюминиевую). В COB этот путь упрощен, поскольку чипы установлены сразу же на подложку (из керамики или алюминия).
Срок службы COB-матриц, как заявляют производители, составляет 30-50 тыс. часов. Эти данные получают путем математического моделирования, поскольку на стадии изготовления проверить время работы невозможно. Иначе пришлось бы ждать почти 6 лет, чтобы удостовериться, что LED работает, как заявлено. Этого времени достаточно для изобретения более эффективной модели, а полученные результаты потеряют актуальность.
Как выбрать светодиодную лампу?
Подробнее!
Для того чтоб понять, какие перспективы открывает изобретение LED-матрицы минимально возможных размеров и почему современные технологии к этому стремятся, рассмотрим пример.
Вернемся мысленно к тому времени, когда были популярны SMD, а о возможностях и коммерческом потенциале COB еще не думали. Чип с размерами 3,5 на 2,8 мм имеет мощность 0,06 Вт. Для того, чтоб сконструировать светильник 50 Вт необходимо было установить в нем 50/0,06 = 833 чипов! И это без учета того, что каждому чипу требуется место для рассеивания тепла, как и светильнику в целом. Посчитать приблизительные габариты такого прибора несложно. Сложнее представить, как им пользоваться и кто его будет покупать.
На верхнем рисунке представлены размеры чипа SMD и COB-светодиода. Мощность последнего – 50 Вт, размеры – 36 x 36 мм. Работать с осветительной техникой стало проще, модельный ряд товара вырос, о чем говорит и с ассортимент продукции ТМ Брилле. Увидеть своими глазами товар и проверить его работу можно в наших магазинах. Сайт позволяет купить светильники и LED лампы в несколько кликов с доставкой и гарантией.
Где используют SMD и COB
SMD более популярны в изготовлении светодиодных лент и лампочек, прожекторов. COB выигрывает конкуренцию при комплектации светильников для коммерческих целей и акцентной подсветки, уличной подсветки мощностью до 50 Вт. На рисунке ниже отображен видимый свет от матриц, зависимо от типа рассеивателя:
Освещение промышленных и складских помещений, где требуются светильники мощностью больше 50 Вт, обеспечивается с помощью SMD. COB в этих целях реже устанавливают из-за ослепляющего эффекта. Если персонал не работает на высоте, вблизи светильников, этот недостаток можно не брать во внимание.
COB спроектированы таким образом, что замена чипов на матрице становится невозможной. Соответственно, в случае поломки, необходимо отдавать в ремонт весь светильник (если он имеет встроенные источники света). Преимущество SMD – большая гибкость для различных инженерных идей, ведь набор микросхем зависит от компоновки платы. В бытовых условиях изменить микросхему не удасться, но при наличии оборудования это возможно.
Отличие матриц COB от SMD
Огромное количество пользователей постоянно задаются вопросом на каких светодиодах выбирать ту, или иную осветительную технику. И в разгар наиболее страстных споров, которые уже выходят на уровень глобального противостояния мы решили подробно и крайне простым языком сравнить эти две технологии лоб в лоб и расставить все точки над “ё”.
Появление COB на рынке
Данная технология относительно нова. Получила она свое широкое распространение лишь 5 лет назад. COB (chip-on-board) представляет собой новую ступень эволюции светодиодной техники. В то время, как производители устаревших форматов LED источников боролись за яркость светового потока, новая технология позволила отступить от яркости в пользу количества располагаемых элементов свечения на одной плате (о чем говорит название технологии).
Основные преимущества COB над SMD
Данный пункт прямо исходит из предыдущего. Поскольку при организации осветительной цепи не используется многомодульная схема, то стоимость COB источников значительно дешевле, чем SMD варианты. Со временем цена на соответствующую продукцию значительным образом снижается, но уже сейчас LED источники обеих технологий доступны каждому.
Увеличенный срок службы
Современные варианты COB элементов отличаются длительным рабочим ресурсом. Среднестатистический светильник или прожектор, работающий на новых технологиях свободно проработает до 50 000 часов, по заверению различных производителей.
Равномерный поток света
Данная отличительная черта элементов COB выгодно отличает их в случаях, когда вам требуется не направленный пучок света, а равномерно распределенный по всему помещению (или при наружном использовании).
Когда стоит выбирать SMD?
Кроме прочего, COB модели легко выходят из строя при деформации твердой платы, что вынуждает пользователя ограничиваться некоторыми правилами эксплуатации.
Осветительное оборудование на светодиодных матрицах COB и SMD.
Автор: Князев О.В., ГК «Строй-ТК», май 2017г.
В настоящее время рынок светодиодного освещения в России переживает свой бум, в продаже представлены как высокотехнологичные дорогие модели светильников и прожекторов, гарантийный срок на которые составляет 3-7 лет, так и дешевые светодиодные изделия, вряд ли отработающие без поломок хотя бы 1 год. Попытаемся разобраться в этом множестве предложений.
Откуда берутся дешевые одноразовые «поделки»
Что такое COB
Энергоэффективность COB матриц может достигать 170 Лм/Вт.
Преимущества COB
Основными преимуществами технологии MCOB считаются:
Недостатки COB
Основным минусом технологии COB является обязательное обеспечение хорошего теплоотвода от мощной COB матрицы, который обеспечить сложно, поскольку площадь матрицы мала, а с маленькой площади контакта сложно снять теплоизбытки.
Здесь-то и кроется подвох: дешевая, а значит изначально некачественная, матрица COB, смонтированная на радиатор охлаждения без должной подгонки и обработки поверхностей сопряжения, недостаточно охлаждается, начинает перегреваться и, в конце концов, перегорает.
В качестве подтверждения можно привести такой факт: не так давно нам в сервисный центр по ремонту светодиодной техники поступили для диагностики и ремонта 57 светодиодных прожекторов (COB) мощностью 100Вт. Судя по их виду (см. фото), из дешевой серии GS Light.
Что такое SMD
Основным отличием этой технологии от «традиционной» технологии сквозного монтажа в отверстия является то, что компоненты монтируются на поверхность платы. Это обеспечивает меньшие габариты конструкции, лучший теплоотвод, вариативность исполнения. Данная конструкция на сегодня является самой распространенной в освещении и используется в источниках света практически всех типов.
На сегодняшний день именно технология SMD является самой распространенной в светодиодном освещении и используется в светильниках практически всех типов.
Данная технология прямо-таки создана для организации мощного рассеянного освещения, которое достигается за счет распределения по всей площади светильника значительного количества мелких светодиодов (в одном изделии бывает до 700 шт), что позволяет не применять в светильниках никакой дополнительной оптики, только обычное защитное стекло корпуса светильника. Для увеличения степени рассеивания (например для помещений с компьютерной техникой), применяется молочный, призматический либо микропризматический рассеиватель.
Поскольку светодиоды располагаются на алюминиевой линейке большой площади, а расстояние между ними достаточно велико, охлаждение LED не вызывает больших трудностей, отсюда и долговечность SMD линеек при правильном их питании.
Области применения COB и SMD
1. Общий случай
2. Сдал объект и забыл
3. Короткое время работы
Если светильник или прожектор работает изредка, включаясь на несколько минут (например оснащен датчиком присутствия и включается только при проходе людей), можно безбоязненно выбирать COB. Матрица просто не будет успевать перегреваться.
4. Организация временного освещения.
5. Освещение складов, производственных помещений
Видео по теме: Лампы на COB матрицах LED.
DIP, SMD и COB: особенности устройства светодиодов
Под светодиодным элементом подразумевают полупроводник, оснащенный переходом электронно-дырочного типа, способным создавать оптическое излучение небольшого спектра при пропуске прямого электрического заряда. Этот эффект именуется электролюминесценцией, и именно благодаря ему светодиодные излучатели получили столь широкое применение.
Сферы применения светодиодов в повседневной жизни
Сегодня светодиоды используются повсеместно. Различные осветительные приборы, подсветка предметов интерьера, освещение магазинов, а также жилых и промышленных помещений – перечень этот можно продолжать бесконечно. Такая популярность обусловлена рядом преимуществ, начиная с длительного срока эксплуатации и надежности и заканчивая безопасностью, ведь LED не содержит ртути, а значит, не требует особых условий для утилизации. Кроме того, эксплуатация таких осветительных приборов позволяет экономить электричество, и нередко выгода составляет около 50 процентов.
Общие принципы работы устройств
Среди главных особенностей светодиодных элементов – способность излучать волны определенной длины и цвета, напрямую зависящих от того, какую формулу имеет лежащий в их основе кристалл. Основа LED-компонента выделяет минимум тепла, поэтому абсолютное большинство устройств, работающих на кристаллах полупроводникового типа, не требует дополнительного охлаждающего оборудования. Пожалуй, именно эти принципы, включая высокую экологичность и безопасность в применении, являются обобщающими для всех светодиодов, вне зависимости от их типов и особенностей. В остальном принцип работы может отличаться, так как существует несколько стандартов для LED, имеющих свои преимущества и недостатки.
Особенности разных видов светодиодов
Используемые сегодня светодиоды имеют ряд отличительных характеристик, поэтому их можно классифицировать сразу по нескольким признакам.
Одним из первых светодиодов стал стандарт DIP, расшифровывающийся, как Direct In-Line Package, который был создан и получил свое широкое применение еще в XX веке. Конструкция этого элемента представляет собой миниатюрную стеклянную или пластиковую беспигментную колбу, выполняющую функцию своеобразной линзы, способной фокусировать и направлять свет в конкретном направлении.
В этом случае кристалл размещается непосредственно на катоде, тогда как с анодом его соединяет соответствующий провод. И катод, и анод выпирают из-под колбы, в результате чего образуется некое подобие ножек, которые припаиваются к ленте, после чего все свободное пространство изолируется от внешней среды с помощью специального герметика. За частоту и интенсивность мерцания, уровень яркости и порядок/силу подачи тока на проводящий кристалл отвечает микрочип, которым в некоторых конструкциях можно управлять.
К неоспоримым плюсам DIP-стандарта можно отнести высокую яркость, долговечность работы даже при эксплуатации в условиях внешней среды, а также небольшое энергопотребление.
Главным конкурентом для DIP является стандарт SMD, который получил ряд существенных отличий. Среди них – особенности крепления кристалла, который в случае с SMD размещается на теплоотводящей подложке с вмонтированными в нее же контактами. Соединение с анодом выполняется анодным проводом, как и у DIP. То же самое можно сказать и об управляющем микрочипе, который здесь также имеется.
А вот линза получила овальную форму, хотя сегодня довольно широко применяется другая технология, которая вообще не предполагает использования защитных корпусов. То есть герметический состав для обеспечения изоляции наносится прямо поверх кристаллов, что чревато определенными ограничениями по уровню яркости. Так, обозначенный показатель редко когда превышает 8 тысяч кандел на квадратный метр. Однако миниатюрный размер LED-элементов позволяет использовать их для оснащения как домашних, так и уличных интерьерных экранов и панелей.
Этот стандарт, расшифровывающийся, как Chip-On-Board, появился относительно недавно, но уже успел занять лидирующие позиции на рынке благодаря особенностям своей конструкции и направленности света. Главная отличительная характеристика таких LED заключается в том, что к подложке крепится большое количество кристаллов, надежная фиксация которых обеспечивается за счет специального диэлектрического состава.
Такой подход позволяет создавать равномерный источник света без теневых помех, которые наблюдаются в других конструкциях. В качестве наглядного примера можно привести такую популярную продукцию, как филаментные лампочки, рассчитанные на 220 вольт, в основе которых лежит стержень из стекла, полностью покрытый светодиодами и защитным люминофором.
Проводя сравнительную характеристику среди всех перечисленных стандартов, стоит отметить, что все они имеют приблизительно одинаковый срок службы, рассчитанный в своем максимуме на 150 тысяч часов. Однако при сопоставлении SMD и DIP становится очевидно, что первый явно проигрывает последнему по уровню яркости. В то же время оба они уступают COB, давая рассеивающий свет, тогда как этот стандарт по праву считается лучшим решением в коммерческом сегменте осветительных приборов направленного типа.
