Экология потребления.Наука и техника:Проведен подробный анализ ламп разных производителей, включая измерение температуры светодиодных нитей. И под катом мы постараемся ответить на вопрос: а так ли хороши filament лампы, как их нам представляют маркетологи?
Сегодня мы поговорим об одной животрепещущей и крайне популярной в последнее время теме, а именно filament (или, по-русски, нитевидных) светодиодных лампах. Специально для Вас, уважаемые читатели, мы провели подробный анализ ламп разных производителей, включая измерение температуры светодиодных нитей. И под катом мы постараемся ответить на вопрос: а так ли хороши filament лампы, как их нам представляют маркетологи?
Предыстория вопроса
Когда речь заходит о новой технологии, то сразу встаёт один из важнейших вопросов: а как эта технология вливается в общую технологическую «эко-среду»? Обычно революционные технологии просто не вписываются в привычный ход вещей, и приходится прилагать огромные усилия для внедрения революционных продуктов. К примеру, так было с возобновляемыми источниками энергии, устанавливаемых на частных домах, когда стоимость «комплекта» просела на порядки, а в некоторых местах нашей планеты людям ещё и доплачивают за выработку электроэнергии, что потребовало пересмотра отношений между производителями и потребителями электричества. Совершенно аналогичная история приключилась с электрокарами, когда индустрия разделилась и пошла двумя путями: гибриды и полноценные электромашины с отдельными «заправочными» станциями.
Лет 5 назад светодиодное освещение начало активно завоёвывать своих приспешников и адептов. Инженеры долго пытались приспособить двумерные от природы источники света для трёхмерного освещения (чего только стоят лампы в виде кукурузных початков). Об этом писалось несколько раз, как тогда, так и совсем недавно.
И вот на рынок были выпущены filament-лампы. Казалось бы, что найдено пусть не идеальное, но оптимальное решение проблемы, когда и «овцы сыты и волки целы»: лампочка практически ничем не отличается от лампочки Ильича как форме, так и по содержанию, только нить вольфрамовая заменена на нить светодиодную. Даже старым стеклодувным заводам и мастерским нашлась работа. Сейчас предлагается использовать керамическую полупрозрачную подложку для улучшения радиального распределения светового потока ламп (например, Crystal Ceramic MCOB).
Что ж это за загадочный filament? Кратко об устройстве нити
Однако, несмотря на неоспоримые преимущества перед SMD светодиодами, у filament ламп существует ряд проблем, которые почему-то не хотят замечать. Например, в «стандартной» компоновке с SMD-диодами, довольно массивная алюминиевая подложка и корпус эффективно отводят тепло, тогда как в нитях единственный способ отвода тепла – фактически лишь конвекция и диссипация через стенки стеклянной колбы. То есть, банальный перегрев постепенно убивает как сами диоды (падение яркости с температурой), так и люминофор (страдают индекс цветопередачи CRI или R a и цветовая температура CCT). Да, такой метод «перегрева» работает для вольфрамовой лампы, потому что газ в ней частичной способствует регенерации нити в процессе использования, но не более того. Как следует из представленной статьи относительно безвредным можно считать температуры порядка 60-70 градусов.
В двух словах для рядового потребителя перегрев или недостаточный теплоотвод от светодиодов означает только одно – кратное (иногда на порядки) ухудшение характеристик светодиодных ламп
Чтобы данную точку зрения подтвердить или опровергнуть, надо запастись лампами, взять обычные светодиодные лампы для сравнения и поэкспериментировать… в том числе и с измерением температуры, в чём нам поможет тепловизор компании Flir 5-ой серии с матрицей в 240 на 320 пикселей. С помощью данной камеры была измерена температура как на колбе в течение получаса, так и на самих светодиодах после удаления колбы.
По традиции выводы для спешащих представлены в двух итоговых таблицах в самом конце статьи. А любителей основательных разборок милости просим в часть экспериментальную.
Часть экспериментальная
Итак, для экспериментов были взяты три лампы разных производителей: дешёвая китайская лампочка с Ebay от компании CroLED (на самом деле по цене эквивалентен Eglo), другая лампа фирмы Eglo из местного Леруа Мерлен и многоуважаемый и широкоизвестный Phillips. Да, стоит отметить, что возможно лампочка с Ebay НЕ имеет никакого отношения к фирме CroLED.
CroLED: китайское качество Ebay
Начнём с filament-лампы из Поднебесной. Лампочка прибыла из Китая в простой картонной коробке с минимум информации на ней (температура, мощность и напряжение питания. Честно признаться, ожидания были сами разные, но реальность оказалась намного суровее. Коэффициент пульсаций составил 67% (!), мне кажется, что это рекорд! Фактически лампочка гасла и разгоралась снова с периодичностью 10 мс. Цветовая температура отличалась в меньшую сторону от того, что указано в магазине продавца на Ebay.
NB: Все представленные в статье лампы имеют стеклянную колбу. И хотя она может выдержать падение на пол, будьте осторожны при обращении с ними!
Разбор лампочки выявил одну интересную особенность конструкции – а именно драйвер. Точнее его полное отсутствие: лампочка питается через банальный диодный мост MB10F с парой резисторов и огромным твердотельным конденсатором. Зато компактно!
Светодиоды расположены на матовой (!) подложке в количестве 18 штук. Каждый светодиодные чип выполнены из сапфировой текстурированной подложке типа «звёздочка». Чипы совершенно небольших размеров – меньше человеческого волоса.
Почему производителю выгодно делать ультра-маленькие светодиоды?
А что там с температурой? - спросит читатель. Да, температура на колбе за 5-7 минут достигает примерно 40 градусов и остаётся таковой в течение получаса.
Но давайте теперь заглянем под колбу нашей лампе. После удаления стекла и замера температуры выяснилось, что нити очень быстро (буквально за 1 минуту) нагреваются до почти 90 градусов, а в некоторых местах, по-видимому, там, где расположены светодиоды, температура достигает более 100 градусов.
Eglo: обычная ламп с обычными характеристиками
Следующая лампа от компании Eglo, у которой, между прочим, есть представительство и в РФ, в общем и целом порадовала своими характеристиками. Пульсаций на частоте 100 Гц составили около 6%, при этом цветовая температура и CRI вполне соответствуют заявленным характеристикам.
Лирическое отступление к вопросу про мерцание
Внутри лампы находятся также четыре нити светодиодов, как и в китайской лампе. Внутри спрятан драйвер на базе конденсаторного балласта. Светодиоды несколько больше – 113 на 57 микрон, чем в предыдущем случае. Однако они крайне плохо закреплены на опять-таки матовой подложке.
Что же касается температуры, то лампочка быстро (за те же 5-7 минут) разогревается до температуры порядка 50 градусов. И нити вновь демонстрируют температуру ~90 градусов. Прям, как проклятие конструкции лампы «накаливания» какое-то!
Phillips: качество превыше всего
Последняя протестированная лампочка производства компании Phillips. Удивительно, но эта лампочка в корпусе Е14 демонстрирует отличное соответствие заявленным характеристикам и крайне низки уровень пульсаций.
Чем это обусловлено, ведь цоколь E14 гораздо меньше E27? – зададитесь Вы вопросом. Всё гениальное просто: у Phillips хорошие, очень хорошие инженеры, которые способные создать ультра-компактный драйвер (обратноходовый преобразователь) так, чтобы он уместился в патрон E14, при этом драйвер обеспечивает крайне низкий уровень пульсаций (<1%).
В самой лампе всего две светодиодные нити, так как она потребляет всего 2.3 Вт. Светодиодные чипы размещены на прозрачной подложке и аналогичны по размерам тем, что используются в лампах Eglo, но с иной текстурой подложки – «щит». Как уже отмечалось выше против законов теплофизики не попрёшь.
Примерно за 10 минут колба лампы прогревается до ~45 градусов (две нити медленнее «прогревают» всю лампу). Однако температура нитей без стеклянной колбы составила всё же 95 градусов, местами – повторимся, скорее всего, в месте крепления светодиодных чипов к подложке – достигая значений в 110-120 градусов.
Чтобы не быть голословным при вынесении вердикта относительно filament-ламп, мы добавим несколько фотографий уже знакомых ламп IKEA и мощных умных ламп Prestigio, о которых мы поговорим в следующий раз. Корпус лампы IKEA прогревается до 75 градусов в течение полчаса, а умной лампы Prestigio до 58. При этом SMD светодиоды ламп Prestigio, к примеру, на максимальной мощности нагреваются лишь до указанной в самом начале статьи «безопасной» температуры 60-70 градусов.
Выводы
Давайте теперь подведём некоторые итоги и постараемся ответить на вопрос: стоит ли игра свеч filament’ов?
В следующей статье мы продолжим ковыряться в лампах и заглянем под радиатор лампочкам Prestigio, в том числе и смарт лампам, управляемым по протоколу BlueTooth. Будем посмотреть, что там интересненького! Подписывайтесь на наш youtube канал Эконет.ру
https://www.youtube.com/channel/UCXd71u0w04qcwk32c8kY2BA/videos
Отчитываюсь: Из установленных ламп IKEA, Gauss и умных лампочек Presigio, только LED-лампы IKEA заметно гудят. Причём все: что E27, что E14 и разные по мощности. Gauss практически не шумит, равно как и Prestigio (не забываем, всё же в современных устройствах стоит эффективное шумоподавление). опубликовано
Присоединяйтесь к нам в
Решил я приобрести упаковку светодиодных сборок для экспериментов. В статье я попытаюсь протестировать их последовательное включение, а также варианты их применения.
Заказывал я у продавца, который продаёт их по 20 штук. Я заказал 40 штук, но попросил положить 30 «холодных» и 10 «тёплых». Продавец так и сделал, и я получил 35 + 15 штук. Добра ему. Стоило это всё каких-то 13$ на момент покупки.
Сразу прошу прощения, но магазин больше не продаёт этот лот. Мне пришлось указать в ссылке на товар другой магазин, ещё я прошелся поиском и выудил там магазины с похожим товаром.
А изначально я собирался использовать их в создании семисегментных индикаторах на «скорую руку». Думал, что если их расположить просто на текстолите, да наладить их яркость в зависимости от освещённости комнаты - выйдут неплохие настольные часики. Я немного ошибся. Контрастность таких импровизированных индикаторов ниже плинтуса. А вырезать желобки, красить чёрной краской и накрывать это всё матовым орг.стеклом мне было лень.
Но руки чесались и решил я искать им применение на ходу. Для начала, изучаем их внимательней, ну и тестируем заявленные параметры. Как-то я лихо начал и даже не объяснил, что же покупка из себя представляет.
Описание
COB LED – один или сборка светодиодов покрытая люминофоромFilament - в данном случае означает, что сборка нитевидной формы
Плюсы:
- не нагревается
- всенаправленный свет
- приспособлены для работы в сети 220v
Минусы:
- вся сборка перестаёт работать при выгорании кристалла одного светодиода
- некоторые виды могут быть хрупкими (но есть залитые твёрдым компаундом)
- не найдут применение в низковольтной аппаратуре
- не любят пайку (подразумевается сварка)
Разбираем
Один экземпляр представляет собой палочку чуть меньше спички. Покрытие жёлтого цвета в моём случае является резиной (бархатистая и упругая поверхность). Внутри которой прозрачная площадка с нанесёнными на неё кристаллами swarovski светодиодами (24 штуки). На краях площадки крепятся металлические лепестки. Но крепятся они просто обжимая площадку и тут поджидает пара нюансов:- такая сборка очень хрупкая
- металлические площадки тонкие и плохо паяются
- нагревать металлические площадки не рекомендую, есть вероятность повреждения контакта
Перед включением я попросил продавца спецификацию на светодиоды. Он мне прислал спеки на продукцию Runlite.
Кому интересно, могут полюбопытствовать.
А я пока начну зажигать
Положительный вывод у светодиодов помечается еле заметным отверстием. Определитесь с полярностью перед заливанием его припоем. Паять контакты одно мучение. Если не использовать активные флюсы, то сначала хорошо бы шлифануть контакты пилочкой с алмазным напылением. И лишь потом подносить торец контакта к нагретому паяльнику. Паять нужно быстро, не допуская прогрева пластины.Контакты очень тонкие и легко сгибаются, так что паять к ним сколь-либо тонкий проводник чревато выламыванием контакта. Я использовал очень тонкие жилки для работы с светодиодами. Но металлические контакты магнитятся, так что есть вариант подключения к магнитикам.
При подаче 62v светодиодная сборка начинает открываться и потреблять около 0.001A. При 64v ток вырастает до 0.003A - и такой светодиод можно использовать в качестве индикатора или ненавязчивой подсветки.
Вот начиная с 70v ток нужно ограничивать на уровне 0.016A. В таком режиме яркость светодиода максимальна. Измерить нет возможности, но при таком освещении уже можно читать.
За всё время тестирования ни одна из филаментяшек не нагревается вообще никак*. С закрытыми глазами и дотрагиваясь пальцем я отличил бы включённый образец от выключенного только по тому как оно бьётся током. При всём этом «выход на режим» имеется, за 15 секунд ток повышается примерно с 0.014 до 0.017А (при о ограничении тока резистором).
* под «не нагревается вообще никак» подразумевается нагрев до температуры 70-80 градусов. Но из-за малой теплоёмкости они успевают остыть при касании пальцами.
Теперь продемонстрирую различие между «тёплыми» и «холодными» вариантами.
Выдержку и цветопередачу подбирал сравнивая фото с реальным положением дел.
Я дополнительно установил в качестве фона карточки для выставления баланса белого.
5 светодиодов
5 штук (62v*5=310v …… 74v*5=370v ). В этом случае яркость зависит от напряжения. Если бы было 355-370v ток уже нужно удерживать на уровне 12-15мА. Но напряжение после выпрямления было на уровне всего 311v, а общий ток не превышал 3мА. Яркость при потребляемых 1W небольшая, примерно как у 10W лампочки накаливания. Я знал, что 5 сборок светодиодов не откроются на таком малом напряжении. Просто я решил проверить одну идею. А именно - сколько продержится импровизированная лампочка после «внезапного выключения света»? Для этих целей я снабдил конструкцию конденсатором на целых 150мкФ.
В течении первой минуты светодиоды потребляли 0.12W и их свет был достаточен для ориентации в кромешной темноте. Потом ещё четыре минуты они лишь обозначали своё присутствие. Конденсатор разрядился с 309 v до 290V, после чего светодиоды закрылись, а конденсатор оставался заряженым ещё долго и заряд не расходовался. По этой причине увеличение ёмкости конденсатора не позволит существенно продлить эффект.
4 светодиода
4 штуки (62v*4=248v …… 74v*4=296v ). Напряжение после выпрямления было на уровне 309v и общий ток я ограничил 15мА. Яркость при потребляемых 4.65W, где-то на уровне стандартной 45W лампочки накаливания. А вот воплощение идеи «автономного освещения» выглядит блекло. Конденсатор в 150мкФ на открытых диодах разряжается быстро - за 3-4 секунды всё заканчивается. Какой-никакой, но эффект всё равно есть. Фотографировать не стал, так как фото не передадут эффекта. Ну, главное, что идея с послесвечением работоспособна. А уж как использовать этот эффект - дело рукоделия читателей.Конец
Мне светодиодные сборки понравились. Они не нуждаются в радиаторе, но требуют высокого напряжения. Можно собирать оригинальные светильники и встраивать в декор. Надеюсь, вам тоже было интересно.P.S.
Если будут вопросы о используемом преобразователе - к сожалению, но выше 67V он не выдаёт, так что выйти в режим не получится, в остальном можно и «зажигать». Планирую купить +42 Добавить в избранное Обзор понравился +95 +155Попытки замаскировать светодиодную лампочку под лампу накаливания увенчались успехом в 2008 году, когда японским ученым удалось создать первый LED filament. Дальнейшие исследования и развитие технологии производства способствовали улучшению технических характеристик новинки, благодаря чему в 2013 году началось массовое производство филаментных ламп на основе светодиодов.
Внешне новые образцы полностью напоминали лампочки с нитью накала, поэтому первыми активными покупателями оказались люди, желающие сохранить эстетический образ люстры и интерьера комнаты в целом. А экономия электроэнергии и заявленный изготовителем срок службы в 30 тыс. ч. шли в виде дополнительного приятного бонуса.
Какие выводы можно сделать спустя несколько лет эксплуатации филаментных светодиодных ламп и что скрывается внутри прозрачной колбы? Обо всём по порядку.
Устройство filament LED лампочки
В технической терминологии слово «filament» означает «нить накаливания». Поэтому в России постепенно входит в обиход словосочетание «филаментная лампа». Она состоит из 4 основных частей:
- светодиодные стержни;
- стеклянная колба;
- металлический цоколь;
- плата драйвера.
Иногда в конструкции дополнительно присутствует основание цокольной части. Светодиодный филамент – это стеклянный стержень прямоугольного или круглого сечения, на котором установлены миниатюрные кристаллы светодиодов методом COG (Chip-on-Glass). Все светодиоды одной палочки филамента образуют последовательную электрическую цепочку с анодом и катодом на концах. Её мощность потребления, как правило, составляет 1 Вт. Таким образом, количество стержней в колбе указывает на мощность лампы.
На каждый светодиодный филамент наносится толстый слой силиконового люминофора желтого цвета. Он препятствует прохождению ультрафиолета и способствует равномерному рассеиванию светового потока. Цветовая температура светодиодов соответствует тёплому или нейтральному диапазону, чтобы наиболее точно имитировать предшественников с вольфрамовой нитью.
Питание светодиодных нитей происходит не напрямую, а через драйвер. Так как вместить преобразователь в цоколе стандартного образца практически невозможно, в качестве источника питания используют примитивные электронные схемы. Тем не менее, производители мирового уровня стараются монтировать в цоколе филаментной лампочки полноценный драйвер, обеспечивающий стабильное питание светодиодов.
В дешевых филаментных светодиодных лампах нет предохранителя. Почему-то китайские умельцы не считают нужным размещать в цоколе предохранитель по принципу энергосберегающих люминесцентных ламп.
Стоит отметить, что филаментные лампы одного производителя, но разной мощности и под разные цоколи будут отличаться качеством драйвера и его схемотехникой. Причин этому несколько. Во-первых, внутри цоколя Е27 больше пространства, чем внутри Е14. Значит, в нем можно вместить простейший стабилизатор и сглаживающий конденсатор. Во-вторых, от количества последовательно включенных светящихся нитей зависит напряжение их питания, что создает дополнительные трудности при использовании цоколя малых размеров.
Проблема нехватки места под драйвер успешно решается некоторыми производителями путём увеличения цокольной части филаментной светодиодной лампы, а именно, установкой пластиковой окантовки между цоколем и колбой. За счет пластикового кольца появляется дополнительное пространство под сглаживающий конденсатор и более объемную схему драйвера.
Отвод тепла
Светодиодные нити работают на токе, меньше максимального допустимого, поэтому кристаллы светодиодов не перегреваются. Температура p-n перехода в рабочем состоянии колеблется около 60 °C. В фирменных филаментных лампах внутрь стеклянной колбы закачана газовая смесь на основе гелия, которая имеет высокую теплопроводность. Именно газ служит проводником тепла между филаментами и тонким стеклом колбы. Эффективности данного метода достаточно, чтобы избежать перегрева светоизлучающих кристаллов.
Но, как и в любой конструкции, в филаментной светодиодной лампе не всё так гладко. Потому что присутствует ещё один источник тепла - драйвер. Отсутствие радиатора не позволяет быстро рассеивать теплоту. К тому же малый объём цоколя сильно препятствует охлаждению. Получается, что элементы драйвера – самое слабое звено всей системы. Судя по отзывам пользователей, именно блок управления становится причиной чрезмерного мерцания и поломки изделия. А для качественного драйвера, обеспечивающего минимум пульсаций и стабильность, нужны дорогостоящие радиоэлементы.
О наличии токового драйвера в цоколе можно судить по диапазону напряжения питания, указанного на упаковке. К примеру, в лампе с U пит =85–250 В наверняка установлен качественный стабилизатор тока, защищающий филаментые светодиодные стержни от сетевых перепадов.
Преимущества и недостатки
Основной поставщик филаментных ламп в Россию – Китай. Поэтому качество поставляемой продукции зачастую далеко от идеального. Но всё-таки есть несколько положительных аспектов, благодаря которым светодиодные филаментные лампочки пользуются спросом:
- высокая схожесть внешнего вида с лампами накаливания, что является обязательным условием в реализации некоторых дизайнерских задумок;
- угол рассеивания света составляет 360°, а цветовая температура около 3000 °K (этот показатель может находится и в других цветовых температурах), что лучше аналогичных показателей ламп накаливания;
- высокий уровень светоотдачи, благодаря прозрачной колбе;
- отсутствие массивного радиатора;
- продолжительный срок службы (только в случае качественных фирменных изделий);
- в перспективе возможен выпуск новых типоразмеров с филаментами большей или меньшей длины, а также снижение себестоимости, чтобы сохранить конкурентоспособность.
Теперь о недостатках. За несколько лет эксплуатации филаментные лампы успели прилично пополнить замечаниями свой пассив:
- изделие неремонтопригодное из-за неразборного корпуса;
- хрупкая стеклянная колба;
- зачастую в конструкции применяется примитивный выпрямитель, вместо полноценного токового драйвера;
- большинство ламп имеют высокий ;
- как правило, в конструкции филаментой лампы отсутствует предохранитель;
- имеют завышенную рыночную стоимость;
- в дешевых китайских лампах мощность и реальный срок службы ниже заявленных значений.
Подводя итоги, стоит сказать, что пока у филаментных светодиодных ламп минусов больше, чем плюсов. Однако технология конкурентно способная, благодаря принципиально новому подходу конструкции и охлаждении LED-кристаллов. Стоит надеяться, что китайские производители улучшат качество драйвера, надёжность которого исключит сразу несколько недостатков.
Практическое использование филаментных светодиодных стержней в лампах с цоколем Е27, Е14 – это первый шаг на пути их развития. Существует множество проектов с использованием других распространённых цоколей, возможно поэтому вскоре мы расскажем о их новых модификациях и сфере применения.
Читайте так же
Филаментные (Filament) светодиодные лампы: технология, устройство и принцип работы Filament ламп.
Первые филаментные лампы были созданы в 2008 году японской компанией «Ushio», по внешнему виду лампы неотличимы от ламп накаливания.
Лампы получили название Filament LED от английского слова Filament, в переводе означающее «нить накаливания». В русском языке сначала появился термин «светодиодные лампы накаливания» затем «филаментные светодиодные лампы» — ФСЛ.
Первоначально ФСЛ выпускались только для декоративных целей, их световой поток был недостаточен для общего освещения. Поэтому за пределами Японии они не получили известности. Прорыв произошел в 2013 году, когда несколько китайских компаний одновременно представили мощные ФСЛ для общего освещения, эквивалентные по световому потоку лампам накаливания мощностью до 60 Вт.
В технической терминологии слово «filament» означает «нить накаливания». Поэтому в России постепенно входит в обиход словосочетание «филаментная лампа».
Filament лампа состоит из основных частей:
- светодиодные стержни;
- стеклянная колба;
- металлический цоколь;
- плата драйвера.
Иногда в конструкции дополнительно присутствует основание цокольной части.
Светодиодный филамент – это стеклянный стержень прямоугольного или круглого сечения, на котором установлены миниатюрные кристаллы светодиодов методом COG (Chip-on-Glass).
Все светодиоды одной палочки filament образуют последовательную электрическую цепочку с анодом и катодом на концах. Её мощность потребления, как правило, составляет 1 Вт. Таким образом, количество стержней в колбе указывает на мощность лампы.
На каждый filament наносится толстый слой силиконового люминофора желтого цвета. Он препятствует прохождению ультрафиолета и способствует равномерному рассеиванию светового потока. Цветовая температура светодиодов соответствует тёплому или нейтральному диапазону, чтобы наиболее точно имитировать предшественников с вольфрамовой нитью. Питание светодиодных нитей происходит не напрямую, а через драйвер.
Так как вместить ШИМ преобразователь в цоколе стандартного образца практически невозможно, в качестве источника питания используют примитивные электронные схемы. Тем не менее, производители мирового уровня стараются монтировать в цоколе filament лампы полноценный драйвер, обеспечивающий стабильное питание светодиодов.
Стоит отметить, что лампы одного производителя, но разной мощности и под разные цоколи будут отличаться качеством драйвера и его схемотехникой. Причин этому несколько. Во-первых, внутри цоколя Е27 больше пространства, чем внутри Е14. Значит, в нем можно вместить простейший стабилизатор и сглаживающий конденсатор. Во-вторых, от количества последовательно включенных светящихся нитей зависит напряжение их питания, что создает дополнительные трудности при использовании цоколя малых размеров.
Проблема нехватки места под драйвер успешно решается некоторыми производителями путём увеличения цокольной части, а именно, установкой пластиковой окантовки между цоколем и колбой. За счет пластикового кольца появляется дополнительное пространство под сглаживающий конденсатор и более объемную схему драйвера.
Светодиодные нити работают на токе, меньше максимального допустимого, поэтому кристаллы светодиодов не перегревается. Температура p-n перехода в рабочем состоянии колеблется около 60°C.
В фирменных лампах внутрь стеклянной колбы закачана газовая смесь на основе гелия, которая имеет высокую теплопроводность. Именно газ служит проводником тепла между филаментами и тонким стеклом колбы. Эффективности данного метода достаточно, чтобы избежать перегрева светоизлучающих кристаллов.
Но, как и в любой конструкции, в filament лампе не всё так гладко. Потому что присутствует ещё один источник тепла - драйвер. Отсутствие радиатора не позволяет быстро рассеивать теплоту. К тому же малый объём цоколя сильно препятствует охлаждению. Получается, что элементы драйвера – самое слабое звено всей системы. Судя по отзывам пользователей, именно блок управления становится причиной чрезмерного мерцания и поломки изделия. А для качественного драйвера, обеспечивающего минимум пульсаций и стабильность, нужны дорогостоящие радиоэлементы.
Для начала стоит рассмотреть, какие имеются достоинства у этих светодиодных ламп:
внешний вид напоминает длинные лампы накаливания, которые имели во все времена огромный спрос;
значительная экономия электроэнергии и, как следствие, сокращение расходов на её оплату;
отличная совместимость со всеми потолочными светильниками: как старого, так и нового производства;
очень низкий порог пульсации света, что прекрасно сказывается на восприятии такого света органами зрения человека;
разнообразие оттенков светового потока по цвету: дневной, тёплый, холодный (в зависимости от качества люминофора и его равномерности);
не используется сложная система распределения света, дающая равномерное освещение;
производство не требует дополнительных мощностей на перенастройку оборудования;
внушительный срок службы энергосберегающих ламп (в пределах 50 тысяч часов работы);
возможность регулировать степень освещенности при помощи диммера; утилизируется как бытовой отход; не вредит окружающей среде.
К недостаткам филаментных ламп относятся:
небольшое место под расположение драйвера, что влечёт за собой использование более простой конструкции драйвера, имеющего повышенный показатель пульсации (иногда применяется миниатюрный драйвер, который имеет высокую цену);
Рынок технологий стремительно развивается, на рынке освещения это выражается во все более эффективных и вместе с тем эстетичных решениях, которые предлагают производители как комплектующих, так и готовых изделий. Основными тенденциями в развитии светодиодных источников света является с одной стороны совершенствование так называемых ламп-ретрофитов (модернизация предусматривающая добавление новой технологии или её свойств к более старым системам), с другой стороны – предложение законченных изделий со встроенными светодиодами, где меняется сам подход к использованию источника света – его больше не предполагается менять так часто, как меняли раньше лампы, он становится неотделим от основного светового прибора, замена ламп в принципе больше не требуется до выработки ресурса. Однако, стремительная замена всех осветительных приборов невозможна по ряду причин – это и высокие единовременные затраты, и невозможность закрыть сразу все дизайнерские направления - то разнообразие стилей и соответственно осветительных приборов под них с патронами для отдельных ламп, а также сама инерция сознания и привычка потребителей к идее покупки и возможности замены ламп.
Вследствие описанных причин сегмент светодиодных ламп также активно развивается и осваивает новые технологии. Одним из знаковых прорывов стал вывод на рынок принципиально новых – как по внешнему виду, так и по техническим характеристикам, ламп типа «филамент ».
«При выпуске продукции по какой-то новой технологии очень важно соблюсти баланс между желанием поскорее выпустить новый продукт и возможностью довести его до ума. Первые продажи таких лампн а российском рынке были начаты несколькими компаниями еще в начале 2014 года, то есть компания Feron не была первой, кто начал продавать лампы подобного типа. Однако мы вышли на рынок в момент, когда технология была уже достаточно нами изучена, и мы смогли наладить выпуск ламп, в качестве которых мы можем быть уверены. – говорит Марк Вайнтрауб, технический эксперт компании Feron - Сегодня уже год, как мы выпускаем лампы-филаменты и продаем на российском рынке, и за все это время по информации нашего сервисного центра по этой продукции практически отсутствуют обращения по браку. Значит, мы сделали все как надо.»
Лампы типы филамент по внешнему виду очень похожи на привычные нам лампы накаливания – та же стеклянная запаянная колба с металлическим патроном. Однако внутри располагаются так называемые «светодиодные нити » - на подложку, которая может быть металлической, сапфировой или стеклянной в зависимости от модификации ламп, монтируются массивы последовательно соединенных синих или УФ светодиодных кристаллов, соединенные между собой золотым проводником. Следует заметить, что на фабриках Feron все светодиодные нити после размещения светодиодов проходят тест на проводимость, для проверки качества соединений в светодиодной линейке. Сверху нить заливается силиконом, смешанным с желтым люминофором, что позволяет получить белое свечение. Содержание люминофора отвечает за температуру свечения – это легко видно невооруженным глазом – в лампах дневного света цветностью 6400К светодиодные нити лимонного ненасыщенного цвета, а в лампах теплого света цветностью 2700К нити почти оранжевые – это позволяет убрать больше синего спектра и получить свечение близкое к лампе накаливания. Все залитые «нити» также подвергаются проверке светоэлектрических параметров – проверяются световой поток, цвет свечения, падение напряжения.
Далее, электроды светодиодных нитей методом пайки подключаются к медным проводникам, которые впоследствии будут подключаться к устройству управления светодиодами (драйверу) лампы. Для сохранения герметизации колбы, проводники от драйвера пропускают через стеклянную ножку, которая герметично запаивается. В зависимости от конструкции и ваттности лампы допустимо различное расположение и количество нитей. После этого ножка с нитями помещается в стеклянную колбу, которая заполняется специальным газом на основе гелия, обладающим высокой теплопроводностью и текучестью. При помощи газа осуществляется отвод тепла от светодиодов; стеклянная колба с тонкими стенками хорошо проводит тепло, поэтому она и используется в качестве передачи тепла в окружающую среду. Колба запаивается по отработанной десятилетиями технологии, ведь процесс абсолютно идентичен запаиванию колбы при изготовлении ламп накаливания. После того, как колба готова, она соединяется с цоколем, в котором располагается драйвер. В светодиодных лампах Feron типа филамент используется IC-драйвер (высокочастотный импульсный драйвер), который позволяет снизить пульсации света до минимальных значений, что обеспечивает безопасность для глаз и здоровья человека.
Технологические особенности ламп типа «филамент»
Одной из главных особенностей и преимуществ подобной конструкции ламп является кривая сила света, максимально близкая к кривой силе света ламп накаливания, получаемая без использования каких либо дополнительных оптических систем, что позволяет с успехом применять ее в светильниках вертикального типа. Зажженные нити отлично смотрятся в открытых плафонах, с хрустальными люстрами и бра, а также подойдут на замену ламп накаливания в уличных садово-парковых светильниках, обладая при этом минимальным потреблением энергии и долгим сроком службы.
Отказ от использования вторичной оптики (линз, отражателей) позволяет значительно снизить потери светового потока в лампе. В результате, мы получаем более высокий световой поток чем в классических светодиодных лампах, поэтому такой показатель как световой поток на ватт потребляемой мощности (энергоэффективность) достигает в филаментных лампах 110 Lm/w, при том, что в прошлых поколениях LED ламп хорошим считался поток 80 Lm/w. Таким образом, мы повысили энергоэффективность почти на 40%.
Другой характерной особенностью ламп этой конструкции является использование газа в колбе – гелия, который за счет своей высокой текучести позволяет быстро отвести тепло от кристалла, при этом отвод тепла осуществляется со всей поверхности филаментного чипа . Быстрое охлаждение чипов имеет критическое значение для срока службы и качества работы светодиода, поэтому данная особенность гарантирует надежную работу лампы на протяжении долгого времени. К тому же это позволяет избавиться в конструкции от тяжеловесных радиаторов, а соответственно уменьшить вес и габариты самой лампы. При этом надо заметить, что лампа практически не нагревается по сравнению с лампой накаливания – до колбы можно легко дотронуться после нескольких часов работы без каких-либо последствий, то есть и в этом смысле лампа достаточно безопасна.
Кроме всех перечисленных преимуществ хочется отметить также высокий индекс цветопередачи филаментных ламп Feron – его значение не ниже 85, таким образом обеспечивается исключительная цветопередача.
«Серьезный подход к технологическим изысканиям, отслеживанию качества производства и комплектующих позволяет сегодня говорить о Feron, как об ответственном производителе, который заботится о своем потребителе. – говорит Дмитрий Комков, исполнительный директор компании Feron - совершенно очевидно, что заявленная нами миссия - быть лидерами по внедрению новых технологий и делать доступными для наших клиентов самые последние достижения в области светотехники – не просто красивые слова. Мы вполне успешно реализуем эти цели на практике».
