Wybór oświetlenia LED można porównać do wyboru samochodu – istnieją różne modele, a każdy z nich ma inne funkcje, które dobierasz według swoich potrzeb i oczekiwań. Kiedy zdecydujesz się, jakie parametry ma mieć oświetlenie LED, wtedy możesz wybierać spośród różnych technologii, które różnią się od siebie sposobem implementacji kostki półprzewodnikowej LED w urządzeniu.
Jakie technologie są dostępne na rynku? W naszym artykule znajdziesz krótkie charakterystyki wybranych przez nas typów technologii LED.
Dual In-Line Package – DIP
Diody DIP (nazywane też THT) są najstarszym rodzajem diod emitujących światło – czyli najstarszymi diodami typu LED. Istnieją na rynku od ponad 50 lat i cieszą się sporą popularnością do dziś. Konstrukcyjnie są znacznie prostsze od nowszych technologii LED – w przeciwieństwie do lutowanych na powierzchni płytki diod SMD i ich następców, wyprowadzenia diod DIP są przewlekane przez płytkę drukowaną. Charakterystyczne, najczęściej okrągłe bądź cylindryczne obudowy tych diod pełnią funkcję soczewki skupiającej światło. Na ogół kolor obudowy określa barwę emitowanego światła, przy czym występują także diody o obudowie przezroczystej, emitujące światło białe, bądź promieniowanie podczerwone czy ultrafioletowe. Spotykane są także diody o przezroczystej obudowie i większej ilości wyprowadzeń, emitujące więcej niż jeden kolor.
Diody tego typu początkowo wykorzystywane były do celów sygnalizacyjnych, np. w urządzeniach elektronicznych. Dopiero w XXI wieku, wraz z udoskonaleniem technologii, zaczęto dostrzegać możliwość wykorzystania ich w charakterze oświetlenia ogólnego przeznaczenia. Początki nie były jednak proste – lampy i oprawy wykorzystujące diody tego typu były awaryjne i posiadały stosunkowo niskie parametry świetlne. Ze względu na niewielką moc, diody LED DIP są mniej wydajne niż inne rozwiązania, dlatego w jednej lampie (żarówce) montuje się nawet do 80 diod, osiągających łącznie do ok. 5 watów. Również niewysoki współczynnik CRI takich źródeł światła nie przedstawia się szczególnie atrakcyjnie na tle rozwiniętych już technologicznie żarówek świetlówkowych czy metalohalogenkowych.
Z powodu powyższych cech i ograniczeń diody LED DIP nigdy nie znalazły szerszego zastosowania jako oświetlenie specjalistyczne. Jako bardziej ekologicznie niż świetlówki, miały okres swojej popularności w użytku domowym, jednak i na tym polu zostały szybko i skutecznie wyparte przez diody montażu powierzchniowego (SMD).
Dzisiaj diody LED DIP, tak jak na początku swego istnienia, stosuje się głównie w elektryce i elektronice jako diody sygnalizujące stan urządzenia. Można je także spotkać w wyświetlaczach o dużych powierzchniach (telebimy itp.) oraz w innych, mniej popularnych zastosowaniach. Średnio zapewniają ok. 3-4 lumenów na diodę, działając zwykle pod napięciem 12 V. Ich skuteczność świetlna nie przekracza 80 lumenów na 1 Wat.
Chip-On-Board – COB
Oryginalnym sposobem implementacji technologii LED jest płytka zwana Chip-On-Board. Chip COB posiada większą ilość diod (na ogół więcej niż 10) znajdujących się na jednej płytce o bardzo małej powierzchni, umieszczonych pod wspólną soczewką pokrytą luminoforem, przy czym, w przeciwieństwie do innych technologii LED, COB posiada jeden obwód oraz dwa złącza, niezależnie od tego, jaka jest ilość diod na płytce. Technologia ta łączy ze sobą wysoką wydajność i niskie zużycie energii, jednak jej największym atutem jest prosta, kompaktowa konstrukcja i niewielkie wymiary. Dzięki temu otrzymujemy małą powierzchnię świecącą oraz łatwy do kontrolowania strumień światła. Światło z płytek COB jest skoncentrowane i bardzo równomierne.
Pomimo niewątpliwych zalet tego rozwiązania, ma ono również swoje ograniczenia. Zasilanie wszystkich diod na płytce COB za pomocą jednego obwodu uniemożliwia manipulowanie napięciem prądu dla poszczególnych diod. W efekcie niemożliwym jest wygenerowanie światła o zmiennej barwie, co wyklucza zastosowanie technologii LED COB w sterowanych systemach świetlnych RGB.
Należy także pamiętać, że ze względu na swoją konstrukcję, możliwości chłodzenia układu COB są ograniczone. Niewielkie rozmiary powierzchni świecącej pozwalają na zmniejszenie wymiarów całej oprawy, lecz wymuszają także stosowanie mniejszego, a zatem mniej efektywnego, systemu chłodzenia. Dodatkowo gęste osadzenie płytki diodami podnosi temperaturę układu podczas długotrwałej pracy – poprzez zmniejszenie odległości pomiędzy poszczególnymi diodami, nagrzewają się one od siebie nawzajem i gromadzą więcej ciepła, które jest wolniej i mniej równomiernie rozprowadzane. Może to skutkować zwiększoną awaryjnością diod (szczególnie tych w środku układu), a uszkodzenie tylko jednej z nich powoduje przerwanie obwodu, co oznacza awarię całej oprawy.
Ze względu na swoją specyfikę, chipy LED COB są powszechnie i chętnie używane, znajdziesz je w reflektorach, naświetlaczach, żarówkach, a także w kompaktowych lampach błyskowych, które wchodzą w skład kamer cyfrowych i smartfonów. Szczególnie dobrze sprawdzają się w elektronicznych urządzeniach przenośnych – z powodu wyjątkowo niskiego poboru energii przy wysokich parametrach – oraz jako oświetlenie domowe, czy ogólnego przeznaczenia. Nie jest to jednak optymalna technologia do wykorzystania w zastosowaniach przemysłowych, czy wysoce specjalistycznych – szczególnie gdy mamy do czynienia z długotrwałą pracą w wysokiej temperaturze, czy innych niesprzyjających warunkach.
W naszej ofercie również znajdziesz oświetlenie LED oparte o tę technologię. Przykładem jest Renovis VELA, będąca doskonałym zamiennikiem klasycznych rozwiązań z dziedziny oświetlenia ekspozycyjnego. Więcej informacji znajdziesz tu – Renovis VELA.
Multiple Chip-On-Board – MCOB
Ciekawym wariantem LED-ów COB jest Multiple Chip-On-Board. Konstrukcja składa się z kilku połączonych ze sobą chipów COB, które działają równorzędnie. W efekcie oprawa jest wyposażona w kilka niezależnych od siebie źródeł, każde działające na osobnych złączach i obwodzie.
Taka konstrukcja stanowi swego rodzaju połączenie technologii COB i SMD, zachowując zalety obu. Czyli uszkodzenie pojedynczej diody LED w danym chipie, sprawia, że obwód zostaje przerwany i nie wytwarza on światła. Pozostałe chipy, działające na osobnych złączach i obwodach, pozostają sprawne. Takie uszkodzenie może wpłynąć w widoczny sposób na ilość generowanego światła oraz na bryłę rozsyłu, jednak całkowita trwałość oprawy znacznie wzrasta.
MCOB wybiera się do urządzeń, które nie potrzebują źródeł o wysokiej mocy. Gęsto umieszczone i skupione diody LED przy wyższym prądzie zasilania wytwarzają dużo ciepła, którego skuteczne odprowadzanie w takiej konstrukcji bywa znacznie utrudnione. Dlatego też nie spotkasz ich w wysokomocowych reflektorach czy naświetlaczach, zamiast tego świetnie sprawdzają się w żarówkach, np. A19.
Multiple Chip-On-Board to wciąż stosunkowo nowa technologia, dlatego też w porównaniu z innymi rozwiązaniami jest obecnie rzadko spotykana, natomiast charakteryzuje się sporym potencjałem rozwojowym.
Surface Mounted Device – SMD
Kolejną, bodaj najpopularniejszą technologią LED, jest SMD – Surface Mounted Device, czyli tzw. Chipy montowane powierzchniowo. Ich wynalezienie było kamieniem węgielnym w rozwoju technologii LED. Chipy SMD, ze względu na efektywność wielokrotnie przewyższającą swoje poprzedniczki, pozwoliły na zastosowanie LED-ów w roli oświetlenia właściwego i w końcu na całkowitą dominację w tej branży.
Chipy SMD charakteryzują się bardzo małymi rozmiarami, dzięki czemu znajdują szerokie zastosowanie, od elektroniki, poprzez taśmy LED, latarki i żarówki, aż do bardziej złożonych systemów oświetlenia. Niewątpliwą zaletą technologii LED SMD jest obsługa funkcji RGB – światła kolorowego – z wykorzystaniem pojedynczego chipu. Jest to możliwe poprzez zainstalowanie więcej niż jednej pary katod i anod, z których każda zasilana jest poprzez osobne złącza. Istnieją modele posiadające 1, 2, 3 bądź nawet wielokrotnie więcej diod, co przekłada się na szersze możliwości manipulowania generowanym światłem, oraz wyższą efektywność świetlną pojedynczego chipu. W przypadku modelu RGB będą to 3 diody, z których każda emituje światło w innym kolorze: czerwonym, zielonym i niebieskim. Taka kombinacja pozwala osiągnąć dowolną barwę zawierającą się w spektrum światła widzialnego.
Terminem SMD zwykle określa się diody niskiej i średniej mocy, których pobór energii elektrycznej zawiera się w przedziałach odpowiednio 0,1-0,5W oraz 0,5-1W, przy czym te wartości nie są z góry narzucone i w zależności od producenta, terminy te bywają różnie stosowane. Obecnie technologia SMD została znacznie dopracowana i coraz częściej spotykamy ją w różnego rodzaju oświetleniu specjalistycznym, pod postacią diod LED dużej mocy (High Power LED). Łatwość produkowania układów i mnogość parametrów czy funkcji możliwych do zaimplementowania w tych konstrukcjach, sprawiają, że LED SMD jest najbardziej wszechstronną i najczęściej wykorzystywaną technologią w szerokiej gamie oświetlenia do niemal wszystkich zastosowań.
Posiadamy w naszej bazie produktów pozycje oparte na tej technologii. Panele LED Renovis GEMINI, Oprawy liniowe Renovis ANTLIA oraz Renovis FARMER, są doskonałymi przykładami ogromnego potencjału tego rozwiązania. Odpowiednia liczba wysokiej klasy diod LED SMD i przemyślana konstrukcja oprawy zasilanej doskonałej jakości sterownikiem prądu stałego, składają się na nowoczesne oświetlenie dyskwalifikujące tradycyjne rozwiązania świetlówkowe.
High-Power LED
High-Power LED to pojedyncza dioda SMD, której pobór mocy wynosi więcej niż 1W. W przeciwieństwie do diod o niskiej i średniej mocy, High-Power może uzyskać nawet dziesiątki Watów, przy odpowiednio wysokich wartościach prądu. Dla porównania klasyczna dioda SMD niskiej mocy pobiera prąd o mocy 0,1W przy 20mA.
Ze względu na stosunkowo wysoką cenę produkcji, konstrukcje High-Power LED stosuje się głównie jako oświetlenie specjalistyczne, niemniej postęp technologiczny sprawia, że są coraz powszechniej spotykane, a nawet pojawiają się pierwsze wyposażone w takie diody oprawy domowe. Technologia ta dąży do przekształcenia się z niszowej na masową – nic w tym dziwnego, gdy weźmiemy pod uwagę jej liczne zalety. Cechuje się wysoką odpornością, długą żywotnością i sporą efektywnością pojedynczego chipu.
Cechą odróżniającą diody wysokiej mocy od jej starszych odpowiedników jest wypukły kształt chipu. Ze względu na konstrukcję i przeznaczenie tych diod, stosowane są w nich soczewki kształtujące strumień światła w pożądany sposób.
Należy też zauważyć, że dla prawidłowego funkcjonowania układów wyposażonych w diody High-power LED, niezbędne jest zastosowanie zaawansowanego konstrukcyjnie zasilacza stałoprądowego, stabilizującego prąd na odpowiednim poziomie – na ogół w przedziale 350-1050mA. Wpływa to na koszt całego rozwiązania, jednak w zamian dostajemy najwyższej jakości źródła światła spośród rozwiązań dostępnych na rynku.
Diody LED High-Power i Mid-Power są podstawą konstrukcyjną naszego czołowego produktu – wyspecjalizowanych opraw oświetleniowych z systemem modułowym. W naszej ofercie znajdują się oprawy drogowe, przemysłowe, sportowe, naświetlacze różnego przeznaczenia – wszystkie działające w oparciu o moduły LED wyposażone w wysokiej jakości diody SMD średniej i wysokiej mocy.