COB（Chip-on-Board）とHOB（Holder-on-Board）のLED技術は、設計、効率、および用途が異なります。COB LEDは、複数のダイオードを基板に直接搭載し、より高いルーメン密度（120+ lm/W）と優れた熱管理を提供し、スポットライトに最適です。HOB LEDは、個別のホルダーを使用しており、モジュール式の修理は可能ですが、効率は低くなります（80–100 lm/W）。COBは180°のビーム角を提供しますが、HOBは120°を達成します。COBは高価ですが、長寿命（50,000時間以上）であり、HOBは交換可能な部品で予算重視のプロジェクトに適しています。明るさにはCOBを、柔軟性にはHOBを選択します。
基本的な設計の違い
COB設計は通常、1平方センチメートルあたり30〜50個のLEDチップを搭載しており、より小さなスペースでより高いルーメン出力（120+ lm/W）を可能にします。一方、HOB LEDは、ホルダー間の物理的な分離により、密度が低く、1平方センチメートルあたり約10〜20個のチップです。これは、明るさ、熱分布、および全体的な効率に影響を与えます。
COB LEDは、チップが金属コアPCBに直接接着されているため、熱抵抗が低減され、より効率的に熱を伝達します。これにより、ホルダー間の空気の隙間により80〜100°Cに達する可能性があるHOB LEDと比較して、より低い動作温度（約60〜80°C）を維持するのに役立ちます。
COB LEDは、すべてのチップに単一の回路を使用しており、配線は単純ですが、修理は困難です。HOB LEDは、チップごとに個別の回路があり、個別の交換が可能であり、メンテナンスが優先されるアプリケーションで役立ちます。
主要な設計仕様の簡単な比較を以下に示します。
| 特徴 | COB LED | HOB LED |
|---|---|---|
| チップ密度 | 30-50チップ/cm² | 10-20チップ/cm² |
| ルーメン効率 | 120+ lm/W | 80-100 lm/W |
| 熱抵抗 | 低い (60-80°C) | 中程度 (80-100°C) |
| 修理可能性 | 困難 (単一回路) | 容易 (モジュール式ホルダー) |
一般的な10W COBモジュールは$5-8かかりますが、同等のHOBセットアップは組み立てが簡単なため、$3-6かかる場合があります。ただし、COBのより高い効率とより長い寿命（50,000時間以上 vs. HOBの30,000-40,000時間）は、プロの照明では追加費用を正当化することがよくあります。
明るさと効率
COB LEDは、1ワットあたり120〜150ルーメン（lm/W）を提供し、生の光出力でHOBを上回りますが、HOB LEDは通常80〜110 lm/Wの範囲です。この20〜30%の効率差は、COB LEDが同じ消費電力でより多くの光を生成することを意味し、ステージ照明、小売ディスプレイ、自動車のヘッドライトなどの高輝度アプリケーションに最適です。
50W COB LEDは6,000〜7,500ルーメンを生成できますが、50W HOBセットアップは4,000〜5,500ルーメンしか達成できない場合があります。これは、COB LEDが同じワット数で30〜40%高い明るさを達成し、時間の経過とともにエネルギーコストを削減することを意味します。たとえば、毎日10時間稼働する商業環境では、HOBからCOBに切り替えることで、電気代で器具あたり年間$15-25を節約できます。
COB LEDは、直接基板に接着されているため、より効果的に熱を放散し、同じ負荷の下でHOB LEDよりも接合部温度を10〜15°C低く保ちます。この熱的利点により、時間の経過とともに安定したルーメン出力が維持されます。COB LEDは通常、30,000時間後も90%の明るさを維持しますが、HOB LEDは同じ期間で80%に低下する可能性があります。
実際のパフォーマンス指標の内訳は次のとおりです。
- ルーメン維持率（30,000時間後）：
- COB：初期出力の90%
- HOB：初期出力の80%
- 一般的なアプリケーション効率：
- COB：130 lm/W（ハイエンドモデル）
- HOB：95 lm/W（平均モデル）
- エネルギー節約（50W器具/年あたり）：
- COB：HOBと比較して$15-25低い運用コスト
COBのソリッドステート設計は、緩んだホルダーやコネクタなどの故障箇所が少なく、HOBの35,000〜40,000時間と比較して50,000時間の寿命を実現します。産業ユーザーにとって、これは交換回数の削減とメンテナンスコストの削減につながります。
HOBのモジュール性により、選択的なチップ交換が可能であり、個々のLEDが頻繁に故障するシナリオ（例：激しい振動環境）では費用対効果が高い場合があります。ただし、純粋な明るさと省エネの観点からは、COBは効率重視のアプリケーションで明確な勝者であり続けます。
熱管理の比較
COB LEDは、同じ電力レベルでHOB LEDよりも通常15〜20°C低く動作します。これは、金属コアPCBへのダイレクトダイボンディングによるものです。たとえば、連続動作中の30W COB LEDは65〜75°Cで安定しますが、同等のHOB LEDは80〜95°Cに達します。この差は、性能と信頼性の両方に影響します。
COB LEDは、チップが銅またはアルミニウム基板に直接はんだ付けされているため、ダイオードとヒートシンク間の熱抵抗が2°C/W未満です。一方、HOB LEDは、個別のホルダーがあり、空気の隙間や追加の材料層により3〜5°C/Wの熱抵抗を導入します。これは、HOB設計では30%多くの熱が閉じ込められることを意味し、LEDが明るさを維持するためにより懸命に働く必要があります。
実際のテストでは、その結果が示されています。
- 85°Cの接合部温度では、COB LEDは初期ルーメン出力の95%を維持しますが、HOB LEDは85%に低下します。
- 全電力で10,000時間後、COBの色シフトは3 MacAdam楕円未満であるのに対し、HOBは5〜7楕円です。
- 動作温度が10°C低下するごとに、LEDの寿命は2倍になり、COBに明確な長寿命の優位性がもたらされます。
50W HOBアレイは、安全な温度内に留まるために25〜30 CFMの気流を必要とすることが多いのに対し、COBの同等品はわずか15〜20 CFMで済みます。これはシステム設計に影響を与えます。HOBの設置では、より大きなヒートシンク（30〜40%大きい）または騒音の多いファンが必要になることが多く、冷却コストでユニットあたり$5-15が追加されます。
100W以上の照明システムでは、COBソリューションは、より安全な動作温度を維持しながら、40%小さいヒートシンクを実現できます。自動車のヘッドライトはこれを完全に示しています。最新のCOB設計は70〜80°Cで動作しますが、従来のHOBアレイは100°C以上に達し、密閉されたハウジングでの早期故障のリスクがあります。
COBの均一な熱分布は、アレイ全体でCRI >90を維持しますが、HOBのホットスポットは個々のLED間で5〜10%のCRI変動を引き起こす可能性があります。これは、博物館、小売照明、または色精度が重要となるあらゆるアプリケーションで重要です。
予算を重視する購入者にとっては、トレードオフがあります。HOB LEDは初期費用が20〜30%安いですが、その高い動作温度は次のようにつながります。
- 15〜25%速いルーメン減衰
- 30〜50%頻繁なドライバーの故障（熱が電子機器を破壊します）
- 密閉空間でのより高いHVAC負荷（冷却コストに3〜5%追加）
産業環境では、これらの隠れた費用は、18〜24ヶ月以内にHOBの初期価格優位性を打ち消すことがよくあります。そのため、倉庫や工場はCOBへの標準化をますます進めています。高い値札にもかかわらず、総所有コストは低くなります。
アプリケーションが毎日4時間以上稼働するか、暖かい環境で動作する場合、COBの熱的優位性は長寿命、安定した出力、および低いメンテナンスという形で利益をもたらします。
コストと寿命の要因
HOBモジュールは、COBのルーメンあたり$0.10−0.15と比較して、ルーメンあたり$0.08−0.12で安価に見えますが、真の財務状況は、時間の経過に伴う運用コスト、交換サイクル、および省エネを考慮すると明らかになります。一般的な100W COB器具は、初期費用が$120−150かかるのに対し、HOBは$80−110ですが、COBの50,000時間の寿命は、HOBの30,000〜35,000時間よりも40%長いサービスを提供し、計算を完全に変えます。
毎日12時間稼働する500器具の商業施設では、COB LEDは11.4年ごとに1回の交換サイクルで済みますが、HOBは7年ごとに交換が必要です。器具交換あたりの人件費$25を考慮すると、HOBソリューションは15年間で人件費だけで$12,500の追加を蓄積します。HOBの交換のための追加の器具コスト$15,000−20,000を追加すると、見かけの30%の初期節約は6年目までに消滅します。
COBの130 lm/Wの効率とHOBの95 lm/Wを比較すると、100W COB器具は、同等の明るさを生成するHOB器具よりも23%少ない電力で13,000ルーメンを提供します。1,000器具を持つ製造工場では、この効率差により、$0.12/kWhで年間$18,000−22,000の電気代が節約されます。COBの11.4年の寿命にわたって、これは$205,000-$250,000のエネルギー節約になり、照明システム全体を2回まかなうのに十分な額です。
HOBのモジュール設計により、チップあたり$3-8で個々のLEDの交換が可能ですが、フィールドデータによると、これらの部分的な修理は4〜7年目のサービスコールの60%を占めています。COBの単一ユニット設計は、チップレベルの修理を排除します。故障が発生した場合（通常45,000時間以上後）、モジュール全体が交換されます。これは費用がかかるように聞こえますが、高品質のCOBモジュールの年間故障率0.5%は、HOBの12〜15%の交換率と比較して、ほとんどの設置で50,000時間の寿命中に3%未満の交換しか見られないことを意味します。
10,000平方フィートの倉庫での10年間のコストの内訳は次のとおりです。
| コスト要因 | COB LEDシステム | HOB LEDシステム |
|---|---|---|
| 初期投資 | $28,000 | $22,000 |
| エネルギーコスト | $48,000 | $62,000 |
| 交換部品 | $1,200 | $6,800 |
| 人件費 | $800 | $3,700 |
| 合計10年間コスト | $78,000 | $94,500 |
COBのより低い動作温度（65-75°C vs. HOBの80-95°C）は、ドライバーコンポーネントを保護し、電源の故障を40〜60%削減します。ドライバーは器具コストの30〜35%を占めるため、この信頼性の向上はCOBのコストプロファイルをさらに改善します。
予算を重視する購入者にとって、COBの$1.20−1.50と比較して、HOBのワットあたり$0.80−1.10の初期費用は魅力的に見えます。年間3,000時間以上の稼働時間では、COBは18〜24ヶ月以内に安価になります。24時間年中無休で稼働する自治体や企業は、HOBからCOBにアップグレードする際に、14ヶ月未満でROIを達成することがよくあります。
賢明な選択は、使用パターンによって異なります。
- 1日の稼働時間が8時間以上、またはアクセスが困難な設置の場合はCOBが勝利します。
- 4時間未満/日の使用、または一時的な設置の場合はHOBで十分かもしれません。
- 色の一貫性または熱の制約が重要な場合は、常にCOBを選択してください。
最終的に、HOBの低い値札は初期の注目を集めますが、COBのより長い寿命、省エネ、および低いメンテナンスは、10年以上にわたって23〜28%低い総所有コストを提供し、照明においても、ほとんどの事柄と同様に、支払った分だけ得られることを証明しています。
各タイプの最適な用途
3000K COBスポットライトを使用する小売店は、HOBの代替品と比較して、商品ディスプレイ全体で25〜30%優れた色均一性を達成します。COB LEDのCRI（演色評価数）の安定性は、20,000時間後でも90以上を維持しますが、HOBアレイは同じ期間で5〜7ポイントのCRI低下を示すことがよくあります。ハイエンドのブティックやアートギャラリーにとって、この違いは顧客エンゲージメントと売上コンバージョン率に直接影響します。
1日18時間の稼働を行う工場は、COBの50,000時間の寿命の恩恵を受け、HOBの30,000時間の代替品と比較して、ランプ交換の人件費を40〜60%削減します。IP65定格のCOBハイベイは、HOB器具が熱保護回路のために80%の明るさにスロットルバックする40°Cの周囲温度でも95%のルーメン出力を維持します。食品加工工場は、バクテリアが成長する可能性のある隙間を排除する密閉された洗浄可能な設計のため、COBを特に好みます。これは、HOBのホルダーの隙間に対する重要な利点です。
エンターテイメント会場は、個々のLEDの故障がパフォーマンス中に90秒で交換できるステージ照明リグにHOBを選択することがよくあります。これは、COBの統合設計では不可能です。劇場は、HOBの15%高いエネルギー消費量にもかかわらず、ダウンタイムコストが30%低いと報告しています。これは、ショーの中止が1時間あたり$5,000−15,000の費用がかかるためです。同様に、建設現場の照明は、器具が損傷した場合に$25-40の交換モジュールで済むHOBの恩恵を受けます。これは、COBの完全交換に必要な$80-120と比較して有利です。
高級住宅では、COBダウンライトが、15mmと薄い洗練されたプロファイルと、1%の明るさへのフリッカーのない調光のためにますます設置されていますが、予算重視の建設業者は依然としてHOBの$8-12の器具価格を好みます。興味深いことに、スマートホームインテグレーターは、温度が50〜60°Cに達する密閉された天井空間でのより安定したドライバー性能のおかげで、5年間でCOB設置でのサービスコールが23%少ないと報告しています。
COBヘッドライトは現在、プレミアム車両を支配しており、HOBアレイよりも2,500+ルーメン/チップと10%タイトなビームパターンを提供します。しかし、大型トラックは、個々のLEDがルーチンメンテナンス中に$3-5で交換できるため、依然としてHOBベースのマーカーライトを使用しています。これは、COBアセンブリ全体の$80-200と比較して有利です。フリートマネージャーは、500台以上の車両フリート全体で、HOBソリューションで62%低い部品在庫コストを計算しています。
垂直農業は、HOBのより低い密度と熱的課題が不十分であることが証明されているため、150〜200 μmol/sのPAR出力と90%のエネルギー変換効率のためにCOB植物育成ライトを独占的に使用しています。逆に、船舶の航行灯は、50,000時間の塩水暴露に直面する際に重要な、耐振動性とUSCG承認のモジュール式交換のために依然としてHOBを好みます。
費用便益分析により、明確なパターンが明らかになります。
- 稼働時間が年間4,000時間を超える場合、または光の品質が収益に影響を与える場合は、COBを選択します。
- メンテナンスアクセスが困難な場合、またはモジュール式の修理が高価なシャットダウンを防ぐ場合は、HOBを選択します。
- 過酷な環境または精密な光学システムの場合は、常にCOBを優先します。
データは、COBがハイユースシナリオでルーメン時間あたり$2.10−3.80のROIを提供し、HOBが低デューティサイクルまたは高振動環境で価値を最大化することを示しています。賢明な購入者は、包括的なソリューションを追いかけるのではなく、特定のユースケースの測定基準を分析します。なぜなら、照明技術では、常にコンテキストが勝者を決定するからです。
