El chip LED es el componente principal de una bombilla LED. Esto incluye las bombillas LED utilizadas en los faros de los automóviles. Sin embargo, no todos los chips LED son iguales ni ofrecen el mismo rendimiento . Este es un factor importante que los proveedores de bombillas LED para faros deben tener en cuenta.
En este artículo, analizaremos las características de cinco chips LED de uso común en faros delanteros. Explicaremos las características únicas de cada uno, así como sus ventajas y desventajas . También explicaremos qué son los chips LED y por qué no siempre se puede juzgar su calidad por su tamaño.
¿Qué son los chips LED?
LED es un acrónimo que significa diodo emisor de luz . Este nombre único los diferencia de los diodos comunes que no producen luz visible.
Los fundamentos de los LED
Los chips LED son diodos fabricados con materiales semiconductores especiales que emiten luz cuando se les aplica un voltaje.
Actualmente existen muchos tipos de diodos que se utilizan en diversas aplicaciones, como comunicaciones, informática y conversión de corriente. Sin embargo, los LED se diferencian de otros diodos porque emiten luz.
Todos los diodos liberan energía cuando los electrones de una banda de energía superior se combinan con un hueco y se desplazan a una banda de energía inferior. Gran parte de esta energía se libera en forma de calor, incluso en los LED. Sin embargo, una cantidad significativa de esta energía también se emite como luz visible en los LED.
Este comportamiento único ha propiciado el uso de chips LED para la iluminación. Se pueden encontrar en iluminación interior, alumbrado público, tiras LED y luces interiores de automóviles. Más recientemente, la iluminación LED para automóviles se ha incorporado a las bombillas de los faros.
¿Por qué debería utilizar LED?
La gente no elige los LED simplemente porque sean la tecnología más novedosa y brillante. La tecnología LED tiene ventajas significativas sobre las tecnologías de iluminación convencionales.
La principal ventaja de los LED es su eficiencia energética. Los LED son más de un 75 % más eficientes que las bombillas incandescentes. Esto se traduce en una mayor luminosidad y un menor consumo de combustible cuando se utilizan bombillas LED en los faros de los automóviles.
Las luces LED también emiten menos calor. Esto protege otras partes del conjunto del faro.
Su compatibilidad con la tecnología de faros adaptativos es ideal para funciones como la configuración del haz de luz, el cambio automático entre luces altas y bajas , y una mejor iluminación al tomar curvas.
Cuando se implementan correctamente, el brillo adicional, el control mejorado del haz de luz y la mayor vida útil hacen de los LED una solución económica que contribuye a una conducción más segura.
Diferentes tipos de chips utilizados en iluminación automotriz
Las bombillas LED para automóviles difieren significativamente entre sí. Es posible que conozca diferencias en la forma, el tamaño, el sistema de refrigeración y la posición de los chips LED.
Sin embargo, en la industria de la iluminación automotriz y en otros sectores también se utilizan diferentes tipos de chips LED, lo que marca una gran diferencia.
COB (Chip a bordo)
Los LED de chip sobre placa son chips LED que se adhieren directamente al sustrato o a la placa de circuito impreso, en lugar de conectarse mediante cables o soldarse como los diodos de montaje superficial. Este método permite integrar más chips LED en una matriz.
Un LED COB emite más luz desde la misma área que un diodo de montaje superficial de tamaño similar. La luz de los LED COB también es más uniforme, ya que proviene de muchos más puntos de luz individuales dentro de la misma área.
Estos chips poseen una capa de silicona que contiene un material fosforescente amarillo. Esto les permite transformar la luz azul en luz blanca. Todos los chips de una matriz COB se activan mediante solo dos contactos. El sustrato puede ser de aluminio, zafiro o vidrio.
Ventajas de los LED COB
- Son más compactos que los SMD y se puede compactar, lo que da como resultado una mayor producción de luz por unidad de área.
- Tienen menos puntos de fallo debido a la falta de cableado o soldadura, y al hecho de que solo necesitas dos contactos para energizar todo el conjunto.
- Producen menos calor debido a la falta de cables y soldaduras, y la transferencia de calor desde el chip es También más eficiente.
- Tienen mejores ángulos de visión debido a la falta de envases LED tradicionales.
Contras de los LED COB
- Son más caras que las LED tradicionales.
- No son lo suficientemente pequeños para algunas aplicaciones.
- El color no siempre es consistente, especialmente en LED COB de baja calidad
- Son difíciles de fabricar.
CSP (PAQUETE DE ESCALA DE CHIP)
Los LED con encapsulado a escala de chip son chips LED cuyo tamaño total de encapsulado no supera 1.2 veces el tamaño del chip.
Los componentes de los LED CSP no requieren conexiones soldadas. Esto reduce los puntos de fallo y mejora el rendimiento térmico del LED.
La configuración de los LED CSP es diferente a la de los chips LED de montaje superficial, que debían conectarse a la placa de circuito impreso mediante un cable. Estos cables pueden dañarse por el calor o una sobretensión.
El montaje directo de los chips CSP sobre el sustrato reduce la resistencia térmica. Los chips CSP son pequeños, pero producen más luz y menos calor que los chips LED SMD.
Ventajas de los LED CSP
- Tienen menos puntos de falla que los LED de superficie
- Transfieren calor al disipador de calor de manera más eficiente que los chips SMD y COB.
- Son más pequeños que los chips COB y se pueden utilizar para aplicaciones que Se necesitan diseños de LED más compactos.
- Producen una textura más uniforme. Haz de luz en comparación con los LED COB
- Ellos tienen mayor flexibilidad de diseño que los LED COB, ya que tienen incluso menos componentes
Contras de los LED CSP
- Son más difíciles de fabricar que los LED COB
- Son más caros que los LED COB
Chip Philips ZES
El chip Philips ZES ahora se llama Luxeon Z ES . Es un chip de alta potencia que mide 1.6 mm x 2 mm. Su tamaño le confiere una excelente flexibilidad de diseño para diversas aplicaciones de iluminación.
Este chip lleva en el mercado desde 2013 y sigue impresionando. Ofrece una mayor consistencia de color y un patrón de haz de luz superior al de chips desarrollados más recientemente. Esto se debe a los excelentes estándares de fabricación de la empresa que los produce.
Ventajas de los LED CSP
- Excelente calidad de fabricación
- Buena calidad de luz
- Buen control del haz
Desventajas
- Estos cuestan más a pesar de la era de la tecnología.
- No son tan brillantes como algunos recién llegados. diseños de chips desarrollados.
Chips LED tipo CREE (con cuentas)
Los chips LED CREE se caracterizan por tener una esfera transparente que los recubre. Este estilo de chips suele asociarse con el fabricante CREE. Estos chips LED son muy eficientes energéticamente y producen poco deslumbramiento. Además, ofrecen un buen enfoque.
Los chips LED originales de CREE son productos de primera calidad con una excelente durabilidad y un rendimiento constante. Cuentan con chips específicos diseñados para la iluminación LED automotriz.
Ventajas de los chips LED tipo CREE
- La salida de luz es nítida y enfocada con pequeño resplandor resultante con buena visibilidad para luces altas
Contras de los chips LED tipo CREE
- Este estilo de chip LED puede resultar caro
- No pueden usar demasiada energía y esto limita su brillo.
- Puede ser difícil combinarlos con los faros delanteros. para luces bajas
Flip Chip
Como su nombre indica, los LED flip-chip se montan al revés en comparación con los chips de montaje superficial. Gracias a este método de montaje único, los LED se pueden conectar sin cables, lo que resulta en una disipación de calor aún más eficiente.
Estos chips también son más pequeños y son la opción preferida cuando la compacidad es importante. El concepto de montar diodos al revés existe desde los años 60, cuando se utilizaba para transistores. Esta tecnología se puede combinar con CSP y COB.
Ventajas de Flip Chip
- Ofertas mejor disipación del calorn que los chips LED montados verticalmente
- No necesita cables para las conexiones, lo que reduce los puntos de falla.
- El tamaño de los chips es más pequeño en tanto la altura como el área
Contras de Flip Chip
- El estilo de montaje único de estos chips aumenta la fabricación. complejidad y costo.
El tamaño de los chips LED
Los chips LED vienen en tamaños que generalmente se indican con números como 5050, 3528 o 2835. En estos ejemplos, los dos primeros números indican la longitud de un lado del LED y los dos últimos, la longitud del otro lado.
Por ejemplo, un chip LED 5050 mide 5.0 mm por 5.0 mm y un chip LED 2835 mide 2.8 mm por 3.5 mm.
En lo que respecta al tamaño de los chips LED, un tamaño mayor no siempre significa mayor brillo. Cada chip puede contener uno o varios diodos, lo que afecta la salida total de lúmenes.
Además, los diodos están orientados de forma diferente en los chips y se fabrican con tecnologías distintas. Por lo tanto, un chip LED más pequeño podría ser más brillante que uno más grande, aunque consuma menos energía.
Las virutas pequeñas también se pueden empaquetar más apretadas. Esto aumentará la salida de luz por unidad de área.
El tamaño de los chips LED que indican los fabricantes no es un buen indicador de la cantidad de luz que pueden producir, especialmente porque las medidas corresponden al chip, no al diodo. Además, en una bombilla de faro , un diodo más pequeño puede ser más compatible.
Otros componentes de bombillas LED
Si bien los chips LED son el componente clave de las bombillas LED, su rendimiento dependerá en gran medida de la calidad del ensamblaje/fabricación y de la calidad de los demás componentes de la bombilla. Estos otros componentes se explican a continuación.
Ensamblaje de la base
Esta es la parte de la bombilla que la conecta al cableado del coche. Debe tener un conector compatible con el cableado del vehículo.
disipador de calor
El disipador de calor es un componente fundamental de las bombillas LED, ya que el calor reduce su durabilidad y brillo . Los disipadores pueden tener ventilador o ser sin él . Los ventiladores disipan más calor, lo que permite que las bombillas consuman más energía y brillen con mayor intensidad.
Los disipadores de calor deben tener el tamaño adecuado para proporcionar una refrigeración suficiente con el brillo óptimo de la bombilla. Los disipadores de calor de tamaño incorrecto no disiparán suficiente calor, lo que provocará que los chips se sobrecalienten y emitan menos luz.
Controlador de LED
El controlador LED regula la energía que llega al LED. Los LED requieren corriente continua, mientras que el alternador del automóvil produce corriente alterna. El controlador se encarga tanto de la conversión de corriente como de limitarla para proteger el LED.
Los controladores LED pueden formar parte de la bombilla o conectarse a ella mediante un cable. Cuando el controlador está integrado en la bombilla, puede verse afectado por el calor que genera el chip LED.
Módulo CANbus
El módulo CANbus evita que el sistema CANbus de su vehículo muestre mensajes de error incorrectos cuando instala una bombilla LED en un vehículo que viene con bombillas halógenas.
Las bombillas LED con módulos CANbus solo son necesarias para vehículos con sistemas CANbus. Muchas bombillas incorporan canceladores de advertencia CANbus, pero es posible que deba comprar uno por separado según el tipo de vehículo.
Placa de circuito impreso (PCB)
Este es el sustrato sobre el que se monta el chip LED. Puede estar fabricado con materiales como aluminio, zafiro, carburo de silicio y silicio. El material del sustrato varía según la aplicación.
Óptica
Se trata de una cubierta que se coloca sobre la bombilla, similar al cristal de las bombillas incandescentes tradicionales. Puede ser un difusor o una lente que ayuda a distribuir la luz del LED. Las bombillas utilizadas en los faros LED no suelen tener estas cubiertas; esta función la cumple la propia carcasa del faro.
Conclusión
Las bombillas LED tienen un diseño sencillo, pero esta simplicidad oculta la complejidad de la tecnología que incorporan. La parte más compleja de la bombilla es el chip LED. Se pueden utilizar diferentes tipos de chips para esta aplicación, con resultados distintos.
Algunos chips tienen la ventaja de ser más económicos, mientras que otros, aunque más caros, ofrecen un mejor rendimiento. En definitiva, si bien las características del chip son importantes, el uso que el fabricante de la bombilla le dé será igualmente crucial.
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