Светодиодная плата внутри лампы: алюминиевая основа и чипы

Круглая плата под колбой — сердце лампы. Разбираем её слои, расположение чипов и то, почему из-за одного сгоревшего чипа гаснет вся лампа.

Каждый, кто аккуратно снимал колбу с перегоревшей светодиодной лампы, видел одно и то же: круглую белую плату с маленькими жёлтыми квадратиками по кругу. Эта плата и есть излучающая часть лампы, и от её устройства напрямую зависит, сколько лампа проработает. Понимая, как она устроена, проще разобраться в причинах поломок и увидеть, чем на самом деле отличаются лампы.

Почему именно алюминий

В обычной электронике платы делают из стеклотекстолита. Он хорошо изолирует, но плохо проводит тепло. Светодиодный чип выделяет заметное количество тепла на крошечной площади, и если это тепло не отводить быстро, температура чипа растёт, свет слабеет, старение ускоряется.

Поэтому в светодиодных лампах обычно используют платы на металлическом основании, чаще всего на алюминиевом. Алюминий лёгкий, хорошо проводит тепло и сравнительно прост в обработке. Плата забирает тепло от чипов и передаёт его корпусу лампы, а корпус отдаёт его в воздух. Сам корпус часто состоит из алюминия внутри и изолирующей пластиковой оболочки снаружи: металл распределяет тепло, пластик делает лампу безопасной при прикосновении.

В очень маломощных и дешёвых лампах иногда встречаются платы из стеклотекстолита. Такое решение ослабляет теплоотвод и обычно ограничивает мощность, с которой лампа может нормально работать.

Слои платы

Плата на алюминиевом основании — не цельный кусок металла, а набор слоёв:

• Алюминиевое основание — самый толстый слой, распределяет тепло и даёт механическую прочность.
• Диэлектрический слой — очень тонкая изоляция, отделяющая схему от металла и при этом как можно меньше мешающая теплу.
• Медные дорожки — проводящие пути, соединяющие чипы между собой и с драйвером.
• Защитное покрытие — обычно белое, защищает медь от окисления и отражает свет вверх.

Диэлектрик — самое тонкое место конструкции. Он должен выдерживать высокое напряжение и при этом минимально влиять на теплопередачу. Чем лучше этот слой, тем холоднее работают чипы.

Чипы и люминофор

Жёлтые квадратики на плате — это SMD-светодиоды. Внутри каждого крошечный полупроводниковый кристалл, излучающий синий свет. Кристалл покрыт слоем жёлтого люминофора. Часть синего света в люминофоре преобразуется в более длинноволновый, и глаз воспринимает смесь как белый свет. Состав и толщина люминофора определяют, тёплым или холодным будет свет и насколько хорошо он передаёт цвета.

Чипы расположены по кругу, чтобы свет равномерно падал на колбу. Их количество и ток через каждый вместе задают мощность и тепловой режим лампы: одинаковый свет можно получить от нескольких чипов на высоком токе или от большего числа чипов на щадящем. Второй вариант обычно позволяет чипам работать холоднее.

Последовательное соединение и типичная поломка

В бытовых светодиодных лампах чипы часто соединены последовательно: ток проходит через один чип и идёт к следующему. Это упрощает драйвер, но создаёт слабое место. Если один чип в цепочке сгорает и обрывается, путь тока прерывается и гаснет вся лампа.

Вскрыв такую лампу, сгоревший чип часто видно невооружённым глазом: чёрная точка или потемневшее пятно посреди жёлтой поверхности. Иногда чип не обрывается полностью, а деградирует, и лампа начинает моргать. В основе большинства таких поломок — перегрев или слишком высокий для чипа ток.

Что можно понять по плате

Несколько признаков во вскрытой лампе говорят о качестве. Плата, плотно прилегающая к корпусу, с термопастой между ними, показывает, что теплоотвод продуман. Все чипы должны выглядеть одного цвета; соседние чипы разных оттенков могут указывать на небрежный отбор. Места пайки должны быть блестящими и аккуратными.

Стоит оговориться: разбирать работающую лампу ради проверки не нужно — это повреждает колбу и создаёт опасность поражения током. Эти признаки полезнее всего, чтобы понять, почему уже перегоревшая лампа перестала работать.

Светодиодные лампы Zəfər İşığı собирают в Гяндже. На страницах продукции компании отмечены такие свойства, как отсутствие ртути и мгновенное включение.