O chip de LED é o coração de uma lâmpada de LED. Isso inclui as lâmpadas de LED usadas em faróis automotivos. No entanto, nem todos os chips de LED são construídos da mesma forma, nem apresentam o mesmo nível de desempenho . Este é um fator importante que os fornecedores de lâmpadas de LED para faróis devem considerar.
Neste artigo, examinaremos as características de cinco chips de LED comumente usados em lâmpadas de farol. Explicaremos as características únicas de cada um, bem como seus prós e contras . Também explicaremos o que são chips de LED e por que nem sempre é possível julgá-los apenas pelo tamanho.
O que são chips LED?
LED é uma sigla que significa diodo emissor de luz . Esse nome exclusivo os diferencia dos diodos comuns que não produzem luz visível.
O básico dos LEDs
Os chips de LED são diodos fabricados com materiais semicondutores especiais que emitem luz quando uma tensão é aplicada sobre eles.
Existem muitos tipos de diodos atualmente, utilizados em diversas aplicações, incluindo comunicações, computação e conversão de corrente. No entanto, os LEDs diferem dos demais diodos por emitirem luz.
Todos os diodos liberam energia quando elétrons em uma banda de energia mais alta se combinam com uma lacuna e se movem para uma banda de energia mais baixa. Grande parte dessa energia é liberada como calor, mesmo em LEDs. No entanto, uma quantidade significativa dessa energia também é emitida como luz visível nos LEDs.
Esse comportamento singular levou ao uso de chips de LED para iluminação. Eles podem ser encontrados em iluminação interna, postes de luz, fitas de LED e luzes internas de automóveis. Mais recentemente, a iluminação automotiva em LED chegou às lâmpadas de farol.
Por que você deve usar LEDs?
As pessoas não escolhem LEDs apenas por serem a tecnologia mais recente e brilhante. A tecnologia LED tem vantagens significativas em relação às tecnologias de iluminação convencionais.
A principal vantagem dos LEDs é a sua eficiência energética. Os LEDs são mais de 75% mais eficientes do que as lâmpadas incandescentes. Isso se traduz em lâmpadas mais brilhantes e maior economia de combustível quando usadas em faróis de carros.
As luzes de LED também emitem menos calor. Isso protege outras partes do conjunto do farol.
A compatibilidade com a tecnologia de faróis adaptativos é ótima para recursos como modelagem do feixe de luz, alternância automática entre farol alto e baixo e melhor iluminação em curvas.
Quando implementados corretamente, o brilho extra, o melhor controle do feixe de luz e a vida útil mais longa fazem dos LEDs uma solução barata que torna a condução mais segura.
Diferentes tipos de chips usados em iluminação automotiva
As lâmpadas LED automotivas diferem significativamente umas das outras. Você pode estar ciente das diferenças no formato, tamanho, sistema de resfriamento e posição dos chips LED.
No entanto, diferentes tipos de chips de LED também são usados na indústria de iluminação automotiva e em outros setores, e isso faz uma grande diferença.
COB (chip a bordo)
Os LEDs chip-on-board são chips de LED que são colados diretamente ao substrato ou à placa de circuito impresso, em vez de serem conectados por fios ou soldados como os diodos de montagem em superfície. Essa abordagem permite que mais chips de LED sejam agrupados em uma matriz.
Um LED COB emite mais luz da mesma área do que um diodo de montagem em superfície (SMD) de tamanho semelhante. A luz dos LEDs COB também é mais uniforme, pois provém de muito mais pontos de luz individuais dentro da mesma área.
Esses chips possuem uma camada de silicone que contém um material fosforescente amarelo. Isso permite que eles transformem a luz azul em luz branca. Todos os chips em um arranjo COB são energizados usando apenas dois contatos. O substrato pode ser feito de alumínio, safira ou vidro.
Prós dos LEDs COB
- Eles são mais compactos que os SMDs e pode ser bem embalado, resultando em uma maior saída de luz por unidade de área.
- Eles têm menos pontos de falha devido à ausência de fiação ou solda e ao fato de que eles só precisa de dois contatos para energizar todo o conjunto.
- Eles produzem menos calor devido à falta de fios e solda, e a transferência de calor do chip é também mais eficiente.
- Eles têm melhores ângulos de visão devido à falta da embalagem tradicional de LED.
Contras dos LEDs COB
- Eles são mais caros que os LEDs tradicionais
- Eles não são pequenos o suficiente para algumas aplicações
- A cor nem sempre é consistente, especialmente em LEDs COB de baixa qualidade
- Eles são difíceis de fabricar.
CSP (PACOTE DE ESCALA DE CHIP)
Os LEDs Chip Scale Package (CSEP) são chips de LED com um tamanho total de encapsulamento que não é maior que 1.2 vezes o tamanho do die.
Os componentes dos LEDs CSP não exigem conexões soldadas por fio. Isso reduz pontos de falha, mas também melhora o desempenho térmico do LED.
A configuração dos LEDs CSP é diferente da dos chips de LED de montagem em superfície, que precisam ser conectados à placa de circuito impresso por meio de fios. Esses fios podem ser danificados pelo calor ou por picos de energia.
A montagem de chips CSP diretamente no substrato resulta em menor resistência térmica. Os chips CSP são pequenos, mas podem produzir mais luz e menos calor do que os chips LED SMD.
Prós dos LEDs CSP
- Eles têm menos pontos de falha do que os LEDs montados em superfície
- Eles transferem calor para o dissipador de calor com mais eficiência do que os chips SMD e COB.
- Eles são menores que os chips COB e podem ser usados para aplicações que precisam de designs de LED mais compactos.
- Eles produzem um resultado mais uniforme raio de luz comparado aos LEDs COB
- Eles têm maior flexibilidade de design do que os LEDs COB, pois possuem ainda menos componentes
Contras dos LEDs CSP
- Eles são mais difíceis de fabricar do que LEDs COB
- Eles são mais caros que os LEDs COB
Chip ZES Philips
O chip Philips ZES agora se chama Luxeon Z ES . É um chip de alta potência com dimensões de 1.6 mm por 2 mm. O tamanho do chip proporciona excelente flexibilidade de design para diferentes aplicações de iluminação.
Este chip está no mercado desde 2013 e continua a impressionar. Ele oferece melhor consistência de cores e padrão de feixe de luz do que chips desenvolvidos mais recentemente. Isso se deve aos excelentes padrões de fabricação da empresa que o produz.
Prós dos LEDs CSP
- Excelente qualidade de fabricação
- Boa qualidade de luz
- Bom controle de feixe
Contras
- Estes custam mais, apesar da era da tecnologia
- Eles não são tão brilhantes quanto alguns recém-formados desenvolveu projetos de chips.
Chips LED tipo CREE (com cercadura)
Os chips de LED CREE são chips com uma esfera transparente distinta que os envolve. Esse tipo de chip geralmente é associado ao fabricante CREE. Esses chips de LED são muito eficientes em termos de energia e produzem pouco brilho. Eles também têm bom foco.
Os chips de LED CREE originais são produtos premium com excelente durabilidade e desempenho consistente. Eles possuem chips específicos projetados para iluminação automotiva em LED.
Prós dos chips LED tipo CREE
- A saída de luz é nítida e focada com pequeno brilho resultando com boa visibilidade para faróis altos
Contras dos chips LED tipo CREE
- Este estilo de chip LED pode ser caro
- Eles não podem usar muita energia e isso limita seu brilho
- Pode ser difícil combinar com faróis para faróis baixos
Chip flip
Como o próprio nome sugere, os LEDs flip-chip são montados de cabeça para baixo em comparação com os chips de montagem em superfície. O resultado desse método de montagem exclusivo é que os LEDs podem ser conectados sem fios, resultando em uma dissipação de calor ainda mais eficiente.
Esses chips também são menores e são a opção preferida quando a compactação é importante. O conceito de montagem de diodos de cabeça para baixo existe desde a década de 60, quando era usado em transistores. Essa tecnologia pode ser combinada com CSP e COB.
Prós do Flip Chip
- Promoções melhor dissipação de calorn do que chips de LED montados verticalmente
- Não necessita de fios para conexões reduzindo pontos de falha
- O tamanho dos chips é menor em altura e área
Contras do Flip Chip
- O estilo de montagem exclusivo desses chips aumenta a fabricação complexidade e custo.
O tamanho dos chips LED
Os chips de LED vêm em tamanhos geralmente indicados por números como 5050, 3528 ou 2835. Nesses exemplos, os dois primeiros números indicam o comprimento de um lado do LED e os dois últimos números indicam o comprimento do outro lado.
Por exemplo, um chip LED 5050 tem 5.0 mm por 5.0 mm e um chip LED 2835 tem 2.8 mm por 3.5 mm.
Quando se trata do tamanho do chip de LED, maior nem sempre significa mais brilhante. Cada chip pode conter um ou vários diodos. Isso afetará a emissão total de lúmens.
Além disso, os diodos são orientados de forma diferente nos chips e são fabricados usando tecnologias diferentes. Portanto, um chip de LED menor ainda pode ser mais brilhante do que um chip maior, consumindo menos energia.
Lascas pequenas também podem ser embaladas de forma mais compacta. Isso aumentará a saída de luz por unidade de área.
As dimensões dos chips de LED indicadas pelos fabricantes não são uma boa medida da quantidade de luz que os chips podem produzir, especialmente porque as medidas se referem ao chip, e não ao diodo. Além disso, em uma lâmpada de farol , um diodo menor pode ser mais adequado.
Outros componentes de lâmpadas LED
Embora os chips de LED sejam o componente principal das lâmpadas de LED, seu desempenho dependerá muito da qualidade da montagem/fabricação e da qualidade dos demais componentes da lâmpada. Esses outros componentes são explicados a seguir.
Montagem de base
Esta é a parte da lâmpada que a conecta à fiação do carro. Ela deve ter um conector compatível com a fiação do veículo.
dissipador de calor
O dissipador de calor é um componente crítico das lâmpadas LED, pois o calor reduz a durabilidade e o brilho dos LEDs. Os dissipadores de calor podem ter ou não ventoinha . As ventoinhas dissipam mais calor, permitindo que as lâmpadas consumam mais energia e brilhem mais.
Os dissipadores de calor devem ter o tamanho adequado para oferecer resfriamento suficiente na faixa de brilho ideal da lâmpada. Dissipadores de calor com tamanho incorreto não dissiparão calor suficiente, causando superaquecimento dos chips e redução da emissão de luz.
Driver LED
O driver de LED regula a energia que chega ao LED. Os LEDs requerem corrente contínua, enquanto o alternador do carro produz corrente alternada. O driver lida tanto com a conversão da corrente quanto com a limitação da corrente para proteger o LED.
Os drivers de LED podem fazer parte da lâmpada ou estar conectados a ela por meio de um cabo. Quando o driver faz parte do conjunto da lâmpada, ele pode ser afetado pelo calor do chip de LED.
Módulo CANbus
O módulo CANbus impede que o sistema CANbus do seu veículo exiba mensagens de erro incorretas ao instalar uma lâmpada LED em um veículo que originalmente utilizava lâmpadas halógenas.
Lâmpadas LED com módulos CANbus são necessárias apenas para veículos com sistemas CANbus. Muitas lâmpadas possuem canceladores de aviso CANbus integrados, mas você pode precisar comprar um separadamente, dependendo do modelo do seu veículo.
Placa de circuito impresso (PCB)
Este é o substrato sobre o qual o chip de LED é montado. Ele pode ser feito de materiais como alumínio, safira, carbeto de silício e silício. O material do substrato varia dependendo da aplicação.
Ótica
Trata-se de uma cobertura colocada sobre a lâmpada, semelhante ao bulbo de vidro das lâmpadas incandescentes tradicionais. Pode ser um difusor ou uma lente que ajuda a distribuir a luz do LED. As lâmpadas usadas em faróis de LED geralmente não possuem essas coberturas. Essa função é desempenhada pela própria carcaça do farol.
Conclusão
As lâmpadas LED têm um design simples, mas essa simplicidade esconde a complexidade da tecnologia por trás delas. A parte mais complexa da lâmpada é o chip LED. Diferentes tipos de chips podem ser usados para essa aplicação, com resultados diferentes.
Alguns chips têm a vantagem de serem mais baratos, enquanto outros são mais caros, mas oferecem melhor desempenho. Em última análise, embora as características do chip sejam importantes, o que o fabricante da lâmpada faz com ele será igualmente importante.
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