نگاهی سریع به محتوا
یک دیود تاباننده نور، منبع نور نیمه‌هادی است که در هنگام عبور جریان الکتریکی از آن، نور را انتشار می‌دهد. به عنوان یکی از نمونه‌های رایج، آن را با عنوان LED می‌شناسیم و در زندگی روزمره ما نقش اساسی دارد. LED در دستگاه‌های مختلفی مثل لامپ LED، نمایشگر LED، چراغ راهنمایی ترافیک LED و غیره وظایف متنوعی را انجام می‌دهد. امیدواریم که این مقاله به شما در درک درستی از طبقه‌بندی (نوع)، مزایا، و کاربردهای LED کمک کرده باشد.
انواع مدل ال ای دی LED
با توجه به تفاوت در ساختار چیپ‌های LED، انواع مختلف شامل COB، SMD، MCOB و MCCOB از تکنولوژی های LED وجود دارند.
SMD مخفف “Surface mounted diode” است که یک چیپ مستقل بر روی پایه سرامیکی است. این چیپ معمولاً برای لامپ‌های LED سفید و نوارهای LED استفاده می‌شود. در حال حاضر، استفاده از آن در کاربردهای صنعتی نوری مانند چراغ خیابان، چراغ سیلابی و نور خطی بسیار متداول است.
COB مخفف “chip on board” است. این نوع از LED به عنوان یک چیپ با توان بالا ظاهر می‌شود که بر روی یک برد مدار چاپی با مدیریت حرارت بهینه متصل شده است. معمولاً در لامپ‌های LED دانلایت و چراغ‌های ردیابی LED استفاده می‌شود.
به جز SMD و COB چیپ‌های MCOB و MCCOB در حال حاضر در کاربردهای نورپردازی LED رایج می‌شوند.
MCOB مخفف “multiple chips on board” است. این چیپ‌ها شامل چندین COB هستند که به صورت یک چیپ تلفیق شده‌اند. این تکنولوژی معمولاً در لامپ‌ها و لوله‌های LED استفاده می‌شود. MCCOB مخفف “multiple chips and cups on board” است. این چیپ‌ها معمولاً برای تجهیزات نوری با بیشترین ارتفاع و برخی از چراغ‌های سیلابی استفاده می‌شوند.
همانطور که قبلاً معرفی کردیم، می‌توانیم LEDها را اصولاً بر اساس ساختارهای مختلف به SMD، COB، MCOB و MCCOB تقسیم کنیم. با این حال، LEDها را می‌توان بر اساس توان آنها به سه دسته اصلی تقسیم کرد: توان پایین، توان میانی و توان بالا.
محاسبه توان به صورت ریاضی از طریق ولتاژ فوروارد و جریان درایو انجام می‌شود. به عنوان مثال، LEDهای Lumileds 3030 با ولتاژ فوروارد ۵.۸ و جریان درایو ۱۲۰ میلی آمپر تقریباً ۰.۷ وات انرژی مصرف می‌کنند.
همانطور که Lumileds اظهار داشته است، آنها را بر اساس استاندارد زیر دسته‌بندی کرده‌اند. LEDهای با توان زیر ۰.۱ وات به عنوان کلاس توان پایین شناخته می‌شوند. LEDهای با محدوده توان ۰.۱ تا ۱.۰ وات به عنوان توان میانی شناخته می‌شوند، در حالی که آن‌هایی با محدوده توان ۱ تا ۳ وات به عنوان LEDهای توان بالا شناخته می‌شوند.
اما تأمل متفاوت تامین‌کنندگان به استانداردهای مختلف منجر به نتایج متفاوتی می‌شود. Osram به ما گفته است که LEDهای با توان زیر ۰.۲ وات به عنوان توان پایین شناخته می‌شوند. LEDهای با توان در محدوده ۰.۲ تا ۱.۰ وات به عنوان توان میانی شناخته می‌شوند. و LEDهای با توان در محدوده ۱.۰ تا ۴.۰ وات به عنوان LEDهای توان بالا شناخته می‌شوند. برای چیپ‌های LED 4 واتی از Cree، آنها هنوز آن را به عنوان توان میانی معرفی کرده‌اند.
مزایا و معایب چیپ‌های SMD و COB
بر اساس استانداردهای مختلف، نوع LED می‌تواند SMD، COB و یا دیگران باشد. در اینجا به طور اصلی مزایا و معایب SMD و COB معرفی می‌شوند.
SMD به عبارت “Surface Mounted Device” یا “دستگاه نصب شده بر روی سطح” اشاره دارد که یکی از محبوب‌ترین انواع LED در بازار است. این نوع LED دارای چندین اندازه چیپ مختلف است: ۲۸۳۵، ۳۵۳۵، ۳۰۳۰، ۳۰۱۴، ۵۰۵۰، ۵۶۳۰؛ آنها بر اساس ابعاد خود (طول و عرض) نام‌گذاری می‌شوند. به عنوان مثال، اندازه ۳۵۳۵، ۳.۵×۳.۵ میلی‌متر و اندازه ۳۰۳۰، ۳.۰×۳.۰ میلی‌متر است. در زیر مزایا و معایب آنها آورده شده‌اند.
مزایای چیپ‌های SMD
- SMD ها به دلیل اینکه منبع نور تولید کننده لومن بر وات بیشتری دارند، مؤثرتر از COB ها هستند. این به این معناست که با توان کمتری، بیشترین مقدار نور تولید می‌کنند.
- آنها یک پرتو نور گسترده‌تر تولید می‌کنند که بر روی یک مساحت بزرگتر پخش می‌شود. این به این معناست که کمترین مقدار مواد برای سینک حرارت نیاز است، که به نوبه خود به این معناست که آنها اقتصادی‌تر هستند.
- لامپ‌های SMD نور گسترده‌ای را تولید می‌کنند که برای نورپردازی مناطق مناسب است.
- از آنجایی که تعداد زیادی چیپ بر روی یک برد وجود دارد، با گذر زمان، اگر یکی از چیپ‌ها خراب شود، چیپ‌های LED دیگر هنوز توسط طراحی یک مدار خاص کار خواهند کرد.
- قابلیت اطمینان بالا، مقاومت قوی در برابر لرزش و نرخ نقطه‌های جوش پایین.
- با توجه به اینکه LEDهای SMD اندازه نسبتاً کوچکی دارند و وزن کمتری دارند، راحتی در دستیابی به اتوماسیون بهبود یافته و باعث افزایش کارآیی تولید می‌شود. بنابراین مواد، انرژی، تجهیزات، نیروی انسانی، زمان، نیز صرفه‌جویی می‌شود.
- با اینکه اندازه کوچک LEDهای SMD آنها را در طراحی لامپ انعطاف‌پذیرتر می‌کند. و با وزن کمتر و انتقال حرارت خوب (بدون سینک حرارت کمتر)، لامپ‌ها با وزن کمتری ارائه می‌شوند که در برخی از مناقصات رقابتی است و همچنین برای ایمنی مفید است. به دلیل محدودیت‌های توان آنها، الکتریکی کلاس ۲ از نظر نقطه نشانه آتش نسبت به ایمنی مورد نظر و ارائه حفاظت قابل قبولی در برابر شوک الکتریکی محسوب می‌شود. بنابراین توصیه می‌شود که الکتریکی کلاس ۲ را برای نورپردازی خارجی انتخاب کنید.
معایب چیپ‌های SMD
- روند تولید برای ساخت SMD گران‌تر است زیرا دیودهای SMD (چیپ‌های LED) به وسیله ماشین بر روی یک برد PCB چاپ می‌شوند.
COB مخفف “Chip on Board” یا “چیپ بر روی برد” است. چندین چیپ LED به عنوان یک ماژول نوری ترکیب می‌شوند و زمانی که روشن می‌شود، شبیه یک پنل به نظر می‌رسد. برخلاف SMD، COB دارای تعداد بیشتری دیود است. COB یک برد مدار چاپی روی زیرکار است و چیپ‌های دیود بر اساس مدار PCB به صورت موازی یا/و به صورت سری ترتیب داده شده‌اند. زیرکار می‌تواند از جنس آلومینیوم یا سرامیک باشد. در زیر مزایا و معایب آن آورده شده‌اند.
مزایای چیپ‌های COB
- ارزان هستند.
- با توجه به اینکه چیپ COB بر روی برد مدار چاپی قرار دارد و اتصال الکتریکی بین چیپ و زیرکار از طریق روش دوختن سیم انجام می‌شود و با یک رزین پوشانده شده است، پایداری تضمین شده است.
- با CRI نسبتاً بالا و نورپردازی یکنواخت، COB مناسب برای نورپردازی داخلی است.
- نصب و استفاده از COB آسان است، که موجب کاهش مشکلات طراحی لامپ و صرفه‌جویی در هزینه مونتاژ لامپ می‌شود.
معایب چیپ‌های COB
- زیرا گروه تکی از LED در یک نقطه قرار دارند، نیاز به خنک‌کننده بیشتر دارند، بنابراین یک سینک حرارت بزرگتر، معمولاً از آلومینیوم ساخته شده، برای انتقال حرارت باید نصب شود. چون برای ساخت یک سینک حرارت COB LED مقدار بیشتری مواد مورد نیاز است، معمولاً هزینه را افزایش می‌دهد. اما حتی با استفاده از مواد بیشتر، مشکل انتقال حرارت COB هنوز هم حل نمی‌شود.
- نسبت به SMD، COB دارای تعداد بیشتری از LEDها در همان منطقه است، بنابراین این دارای معایبی مانند نور چراغ و تابش نور می‌باشد. اما با استفاده از پوشش خاص و اضافه کردن نور یکنواخت آن، نیز در نورپردازی داخلی کاربرد دارد.
- تعداد کمی از چراغ‌های خیابانی با LEDهای COB دارای طراحی ماژولار هستند، که باعث می‌شود چراغ‌های خیابانی COB برای نگهداری آسان نباشند. علاوه بر این، اگر یک COB خراب شود، قدرت لامپ‌ها به شدت کاهش می‌یابد و سپس باید این لامپ را تعمیر کنیم.
کاربردهای ال ای دی SMD و COB
LEDهای SMD یکی از رایج‌ترین انواع نورپردازی است که امروزه داریم. این‌ها در بسیاری از کاربردهای خارجی مانند چراغ‌های خیابان، چراغ‌های سیلابی، چراغ‌های بالایی، چراغ‌های نشیمن، و چراغ‌های خطی استفاده می‌شوند.
لامپ‌های COB در بسیاری از کاربردها مورد استفاده قرار می‌گیرند، از جمله نورپردازی خیابان با COB، نورپردازی ردیابی، داون‌لایت، اسپات‌لایت، و چراغ‌های بای‌لو.
بنابراین، سناریوهای کاربرد آنها ثابت نیست. به عنوان مثال، هر دو COB و SMD می‌توانند در نورپردازی خیابان و چراغ‌های تیر برق استفاده شوند. در حالی که COB بسیار رایج در دانلایت و نورپردازی ردیابی است، و SMD بیشتر در نورپردازی بالایی و نورپردازی خیابان استفاده می‌شوند.
سخن نهایی
در زیر تفاوت‌های بین SMD و COB را لیست کردیم. اما مطمئناً به شکل زیر خواهد بود. به عنوان مثال، برخی از LEDهای COB با کارایی بالاتری نسبت به LEDهای SMD هستند. یا SMD ممکن است یک راه حل ارزان‌تر باشد که در کاربردهای چراغ‌های خیابان مورد استفاده قرار می‌گیرد. یا حتی یک دانلایت با LED COB می‌تواند عملکرد بهتری در انتقال حرارت داشته باشد.
| SMD | COB | |
| تعداد دیودها | به طور معمول تا ۳ یا ۴ دیود | چند دیود، ۹ یا بیشتر |
| ظاهر | کوچک، شبیه یک واحد کامل است | گاهی اوقات دیودهای بزرگ قابل مشاهده هستند |
| کیفیت نور | زاویه پرتو عریض با کمی تابش خیره کننده. | CRI نسبتاً بالا و روشنایی یکنواخت |
| نسبت لومن بر وات | معمولاً بالاتر از COB است | راندمان نسبتا کمتر |
| اندازه هیت سینک | هیت سینک کوچک | به یک هیت سینک بزرگ نیاز دارید |
| فن آوری | آنها نیاز به نصب و سپس لحیم کاری مجدد روی PCB دارند | نیازی به نصب یا لحیم کاری مجدد ندارد |
| هزینه های ساخت | نسبتا بالا | نسبتا کم |
