Филаменты - новое поколение светодиодных ламп. Светодиодные лампы Filament: устройство и принцип работы Конструкция филаментной лампы Томича

Многие заметили новинку в магазинах и стали спрашивать про светодиодные лампы, сделанные по новой технологии. Они имеют внешний вид типа «назад в будущее», по внешнему виду в точности напоминает обычную, но внутри вместо спиралей установлены тонкие и длинные светодиоды. Такие модели появились почти у всех производителей. Слово «filament» переводится как «нить». Красивого и запоминающегося названия еще не получили, но технология называется Filament LED, основанная на технологии COB. Есть еще несколько народных названий, такие как:

1. лампы филамент;
2. filament led;
3. с нитевидными светодиодами.

• 1. Обзор технологии Filament LED
• 2. Мощность
• 3. Видео обзор
• 4. Различные виды
• 5. Конкурент светодиодных

Обзор технологии Filament LED

По сути это светодиод, изготовленный по технологии COB, когда на одной подложке размещается множество кристаллов. Технический прогресс позволил из КОБ диода сделать двусторонний, на длинной узкой пластинке. Производители заявляют:

• яркость нитевидного диода составляет 100 -115 Люмен на Ватт;
• срок службы, как у большинства, будет 50.000 часов;
• питание 3.3 Вольта;
• питание 55-70 Вольт, видимо модификации под разное напряжение.

Если посмотреть на филамент , то драйвер для питания диодов запихнуть особо некуда, а судя по напряжению питания, он и не требуется.

Пример Филаментной без ободка, в которой видимо нет драйвера

Предполагаю, что нитевидные диоды будут работать от 220 вольт, без понижения напряжения, поэтому сила тока будет проходить минимальная, примерно 10-20 Миллиампер. Для питания потребуется выпрямитель, для получения плюса и минуса, и резистор для ограничения тока. Но при этом должны будут присутствовать пульсации светового потока.

Пример с ободком из пластика, который закрывает драйвер

Один мой коллега заметил, что качественные филаменты без пульсаций должны иметь пластиковый ободок у цоколя, в котором будет установлен полноценный драйвер. Но это все равно напрямую не гарантирует лучших , но как косвенный признак можно использовать.

Думаю никаких отличий от классических LED в эксплуатации не будет, и они будут полноценно работать с .

Мощность

Первый вопрос, который возникает при виде филаментных светодиодных лампочек, как же охлаждается светодиод, который висит в колбе. Все гениально просто, он сделан нитевидной формы, он достаточно длинный и имеет приличную площадь поверхности для отвода тепла. Исходя из его размеров, обычно мощность одной такого составляет 1 Ватт, что позволяет ему работать без перегрева колбе. Соответственно, зная мощность одного и сосчитав через прозрачную колбу количество светодиодов Filament, получаем общую мощность равную их количеству. Именитые производители на 12 марта 2015 года выпускают такие на 2-6 Ватт при размерах, равных обычной на 60W. Если количество элементов больше, то и размер самой должен больше прямопропорционально. Иначе, я считаю, что будет перегрев и сокращение срока службы, исходя из законов физики.

Единственный минус таких filament ламп, что невозможно их делать большой мощности, в замкнутом пространстве стеклянной колбы тепло быстро накапливается, а вентиляционные отверстия отсутствуют. можно повысить, используя защитную колбу из прозрачного пластика, например поликарбоната, который позволит сделать в колбе неограниченное количество отверстий для циркуляции воздуха.

Кроме необычного вида мы еще получим и один приличный минус, ремонтопригодность ниже, а чтобы добраться до нитевидных светодиодов, надо будет разбить колбу, и товарный вид потеряется.

Видео обзор

Видеообзор он нашего зарубежного коллеги на английском, но понятно все без перевода.
Он проводит:

1. измерения энергопотребления;
2. замеры люксметром;
3. коэффициент пульсаций;
4. разбирает;
5. показывает миниатюрный драйвер.

Различные виды

В продаже появились элитные светодиодные лампы, сделанные под лампочки прошлого века, по виду как первые от Эдиссона. Они идеально подойдут для интерьеров стилизованных под старину. Есть модельки вида «свеча на ветру», в общем на любой вкус. Самую мощную, которую встречал была на 8 ватт и состояла из 8 нитей.

..

Конкурент светодиодных

На международной выставке Interlight Moscow 2014 были представлены конкуренты современных светодиодных источников света, индукционные лампы, которые работают по принципу источников дневного света, но работают они за счет высокочастотного магнитного поля, то есть индукции. Они экономичней и дешевле, но вероятно конкуренты будут притормаживать индукционные источники в развитии, чтобы они сильно не потеснили светодиодки, иначе громадным заводам по производству диодов придется уменьшить своё производство и долю рынка.

Если вам понравилась моя статья,
то добавьте её к себе на страницу Вконтакте Оцените статью звёздочками

Отзывы и вопросы, 16 комментариев

1. Александр Исаков 25.01.2016

   Купил такую нитевидную 6-Ваттную производства какого-то Henske. Горит, пульсаций нет (индикация фотоаппаратом), без всякого ободка, через стекло в цоколе просматривается платчёнка с восьмилапой микрухой. Всё ухтрились засунуть в цоколь.
   Подозреваю, что баллон ламп с нитевидными светодиодами заполняется водородом под давлением выше атмосферного - у него хорошая теплопроводность и это обеспечит хороший теплоотвод через стеклянный баллон. Генераторы на электростанциях для той же цели заполняют водородом с давлением ок. 3 атм. Это достаточно дёшево и сырья для его получения сколько угодно везде (кроме пустыни Сахара и ей подобных).

   1. Ответ эксперта 26.01.2016

      Фотоаппаратом не меряйте, они не всегда показывают, мой Никон не показывает, а смартфон показывает.

2. Дмитрий 11.01.2016

   приобрел лампочки Feron LB-61 4LED(5W) 230V E27 2700K филамент G45 — они периодически моргают, как будто скачет напряжение (хотя напряжение в норме, что видно по другим лампочкам и показателю на ИБП) — это и есть наверное мерцание? что делать с такими лампочками?

   1. Ответ эксперта 11.01.2016

      Мерцание, это пульсации с частотой 100 герц, которые невидимы глазу. А у вас моргают, тут проблема в драйвере или диодах.

3. Zennilt 08.01.2016

   С использованием более длинных филаментов, в 2014 году Китае были созданы светодиодные лампы Т8. Правда, пока эта идея дальнейшего развития не получила.

   1. Ответ эксперта 10.01.2016

      Сфера применения у них аналогична обычным светодиодам.

4. Про "элитные" филаментные лампы 12.12.2015

   Деление лампочек led filaments на разные классы, в частности, на массового спроса (или commodities) и «элитные» (хотя, на мой взгляд, «дизайнеркие» более подходящий для них эпитет) весьма условно.
   Технология одна, отличия в нюансах, а именно:
   1) цветовая температура; в «массовых» это, ка правило 2700-3000К, что примерно в дипазоне привычных лампочек накаливания. это и понятно, поскольку «массовые» СД филаменты — это энергосберегающие ретрофиты. «дизайнерские» же имеют CCT 2000-2200K, что соответствует «ретро лампочкам», или «лампочкам Эдисона», ныне модным и широко используемым в качестве декоративно-цункционального освещения в ресторанах, барах и т.п заведениях.
   2) «дизайнерские» используют, как правило, филаменты на сапфировой подложке, в отличие от «массовых», использующих более дешевые и с худшим теплоотводом стеклянные. Худший теплоотвод приводит к более скорому деградированию светодиодов. Кстати, филаментовые лампочки служат 15-25 тысяч часов, а не 50, как указано в обзоре выше. в этой технологии отвод тепла осуществляется без помощи специального радиатора, что, несмотря на малую мощность светодиодов в филаментах все-таки приводит к деградации быстрее, чем в лампах с радиаторами. Вдобавок, «массовые», лампочки часто имеют вакуум в колбе, что еще больше ускоряет процесс деградации. У более дорогих ламп, и «дизайнерских» в частности, в колбе закачан инертный газ (как в «галогенках»), который рассеивает тепло существенно эффективнее вакуума.
   3) драйвер. хотя в столь маленький цоколь сложно вместить сложный драйвер, в более дорогих лампах используемые схемы все-таки посложнее и понадежнее, чем в лампочках «массовых». Кроме того, «дизайнерские» лампы диммируются. Правда зачастую за это приходится платить пульсацией. Но есть уже диммируемые филаментные лампы, пульсация которых не превышает 20-30% У дешевых филаментовых лампочек пульсация, даже при отсутствии диммирования, может достигать 100% (это опять же — результат экономии на схеме драйвера).
   4) цветопередача. если у «массовых» можно встретить индескс CRI 80 и ниже, то «дизайнерские» близки по этому показателю к лампам накаливания и имеют CRI>90.
   Если подытожить, то можно сказать, что «массовые» филаменты — это рабочие лошадки, которые должны стоить сравнительно недорого, и выполнять свою основную функцию — сокращать потребление энергии в сравнении с лампами накаливания. «дизайнерские» же — помимо более продвинутого функционала и лучших характеристик несут еще эстетическую составляющую, вписываясь в соответствующие дизайны интерьеров.

   1. Ответ эксперта 14.12.2015

      Сильно постарались все расписать. Читали последний обзор про Томича?

5. Дмитрий 28.10.2015

   а можно ли использовать филаментные лампы с диммером?

   1. Ответ эксперта 28.10.2015

      В принципе это тоже что и обычные светодиодные лампы. Если производитель укажет что лампочка может работать с диммером, то можно.

6. Alexsis 23.10.2015

   странно…
   Кого вы имеет в виду?
   Кроме Osram, не видно не у кого… да и те пока их на наш рынок их не поставляют…

   1. Ответ эксперта 23.10.2015

      Томский лампочковый завод хочет мне ящик филаментных лампочек послать на обзор. Даже в России их уже выпускают, не только в Китае.

7. Alexsis 23.10.2015

   Здравствуйте, подскажите пожалуйста, где можно в живую посмотреть и купить лампы на филаментах,
   стилизованные под старину о которых вы писали, цитата: «В продаже появились элитные светодиодные лампы, сделанные под лампочки прошлого века, по виду как первые от Эдиссона.»
   И вообще, кто на рынке продает филаментые лампы, кроме Навигатора, поиск в гугл ничего не дал.
   Спасибо

   1. Ответ эксперта 23.10.2015

      Филаментные лампы уже появились у всех производителей. А стилизацию под Эдисcона видел у китайцев на Aliexpress.

8. yuracoriza 03.05.2015

   Есть лампы с нитями фирмы СТАРТ без пластикового ободка, не мерцают. Может у кого-то есть информация по такому типу LED ламп в колбах Эдисона с нормальным драйвером? Хочу заказать с алиэкспресс, но не хочется переплатить за лампу в стиле Эдисона, но с плохим драйвером из-за которого она будет мерцать.

   P.S. Может не по теме нитевидных лед ламп, но очень разочаровался в лампах philips и osram, думал там стандартно будет не мерцающий драйвер, всё же лучшие бренды, но и тот и тот бренд мерцал. В итоге вернул лампы фирмы Philips назад и вместо них проверил камерой телефона все что были в магазине, не мерцали Cтарт и Gauss, мне надо были в форме свечи 5-7вт е14 2700-3000, гаусы остались только 4100 пришлось взять Старт, норм лампы, вообще не мерцают, посмотрим как долго проработают. Хотелось бы не мерцающие нитевидные в колбах эдисона найти.

   1. Ответ эксперта 05.05.2015

      Если нитевидная (Filament) лампа не мерцает, то зачем вам лампа с другим драйвером, если эта и так не мерцает. У Филипсов и Осрам обычно диоды более качественные и долговечные, чем у китайских брендов, потому то они производят их сами.

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».

Филаментные лампы, хоть и относятся к светодиодным, но и внешне, и конструктивно достаточно сильно от них отличаются. Несведущему человеку вообще может показаться, что это обычная лампа накаливания, только немного «со странностями». На самом деле филаментные светодиодные лампы объединили лучшие качества привычных нам «лампочек Ильича» и современных led-ламп. Результат получился интересный, экономичный, экологичный и глазу весьма приятный. С первого взгляда не совсем понятно их назначение, но прочитав статью станет ясно что это такое, зачем нужно и как выбрать.

Особенности конструкции

Одной из основных «задач», для которых предназначены филаментные светодиодные лампы, считается полноценная замена ламп накаливания в светильниках в стиле. Действительно, внешне она смотрится, как самая обычная – прозрачная колба, отсутствие огромного (обязательного для светодиодных лампочек), привычный резьбовой цоколь. Разве что «нить накаливания» выглядит несколько странно, но если лампочку включить, то это отличие становится уже не так заметно.

На самом деле, филаментные лампочки можно использовать не только в ретро-светильниках, а вообще где угодно. По своим характеристикам она практически полностью соответствует традиционным светодиодным.

Например, «стандартная» филаментная лампа (маркируется как А60, в отличие от шарообразной или сферической модели, которая маркируется как А95) имеет мощность 8 ватт, цветовую температуру 2700 К, световой поток 980 Лм и выше, и срок службы от 30 тысяч часов.

Основное отличие – технология производства. Считается, что ранее ее опробовали при разработке дисплеев для мобильных устройств. На прозрачную подложку из стекла или сапфира наносится светодиодная нить с синими и иногда красными микродиодами, затем все это сверху покрывается смолой из силикона и фосфорной смеси (люминофором).

Готовые филаменты помещаются в колбу со специальным газом, состав которого производители обычно держат в секрете – как правило, это гелий или смесь газов на его основе.

Некоторые производители, особенно китайские, иногда используют для люминофора низкокачественный силикон. Это, в конце концов, приводит к выходу лампы из строя из-за разрушения светодиодной нити. Еще одно «слабое место» — некачественный люминофор, который вызывает утечку синего цвета, способного нанести зрению человека серьезный вред. Поэтому не стоит покупать лампочки сомнительного производства, даже если покупка кажется очень выгодной.

Такая конструкция позволяет «избавиться» от громоздкого радиатора, типичного для других светодиодных ламп и необходимого им для охлаждения. Газ в колбе эффективно отводит тепло от диодов, которые и без того греются меньше, чем в обычной led-лампе, из-за своего маленького размера.

В цоколе лампочки находится небольшая плата с электронной схемой драйвера, необходимая для преобразования напряжения из переменного в постоянное. Это помогает избежать пульсации светодиодов, вредной для человеческого глаза. Благодаря такому преобразователю, коэффициент пульсации можно снизить до 2% — притом, что пульсация обычной лампочки накаливания может достигать и 20%.

Преимущества и недостатки

Несмотря на то, что филаментные лампы считаются относительно новой и передовой технологией, у них есть свои недостатки и преимущества.

К плюсам можно отнести:

• Полную совместимость со светильниками, в которых применяются традиционные — накаливания.
• Низкое потребление электричества.
• Привычный для покупателя внешний вид.
• Длительный срок службы.
• Высокую отдачу света, обусловленную прозрачностью стенок колбы и отсутствием дополнительных оптических элементов.
• Больший угол рассеивания света по сравнению со светодиодными лампами с радиатором.
• Меленький вес лампы – около 20-40 граммов.

Минусы:

• Колба делается из стекла и поэтому легко бьется.
• Отсутствие низковольтных моделей – такие лампочки рассчитаны на обычные электрические сети и стандартное напряжение в них.
• Диаметр цоколя не более 27 и не менее 12 миллиметров.
• Достаточно высокая стоимость.

чаще всего в быту используются филаментные светодиодные лампы с винтовым цоколем е27 и е14, поэтому их проще всего найти на прилавках магазинов. С цоколем е27 могут применяться везде, где и стандартные лампы накаливания – это самый распространенный тип цоколя. Цоколь е14 почти в два раза меньше, такие лампы используются в небольших светильниках, люстрах с большим количеством рожков, декоративных бра и других.

Краткий обзор производителей

На российском рынке в настоящее время представлено ограниченное количество брендов, которые предлагают потребителю качественные светодиодные филаментные лампы. Запомнить лучшие не составит труда, зато этот список поможет вам не ошибиться при выборе и убережет от покупки ламп сомнительного качества.

1. Osram. Немецкая компания, один из лидеров среди производителей светодиодного оборудования. Предлагает достаточно широкий ассортимент филаментных ламп, как классических форм, так и в виде свечи, шара. В том числе, компания производит диммируемые лампы – те, у которых можно менять уровень освещенности (эти лампы стоят дороже обычных).
2. Philips. Бренд, не нуждающийся в особом представлении, поскольку качество и высокие технические характеристики продукции данной компании и так всем известны. Филипс реализует как обычные лампочки с цоколем е27 или е14 и традиционной колбой, так и декоративные варианты: шарообразные, в форме свечи. При этом лампы данной фирмы стоят примерно в два раза дешевле, чем продукция Осрам.
3. Лисма. Мордовский производитель, чьи изделия также отличаются хорошим качеством, но при этом стоят немного дешевле, чем иностранные аналоги. Приятный бонус – гарантия 2 года на любую лампу.
4. Руслед. Отечественная компания – крепкий «середнячок». Выпускает лампы с традиционным винтовым цоколем е27 и низкой степенью пульсации (около 1-2%), которые в то же время имеют менее продолжительный срок службы, чем у иностранных конкурентов – 15000 часов. Эти мелкие недостатки вполне компенсируются демократичными ценами на продукцию.
5. Maxus. Еще один признанный лидер, на этот раз – украинский. Средний ценовой диапазон, высокое качество товара и гарантия 36 месяцев. Кроме того, Максус комплектует филаментные лампы компактными диммерами.

Если предпочитаете качество и долговечность, а цена не играет роли, то стоит отдать выбор первым 2 производителям. Если нужен баланс между ценой и качеством, отличным выбором станут филаментные светодиодные лампы фирмы Лисма или Руслед.

Видео

Специально для любителей заказывать товары с Алиэкспресс, видео обзор филаментной светодиодной лампы мощностью 6 Ватт, заказанной из Китая.

Перспективы и технологии

Как полагают эксперты, производство светодиодных филаментных ламп в ближайшие годы будет развиваться буквально ударными темпами. Во-первых, потому что их можно производить практически на том же оборудовании, что и обычные — накаливания. Во-вторых, производство филаментных достаточно выгодно из-за их высокой стоимости.

Приятная «внешность» и энергосберегающие качества делают светодиодные филаментные лампы привлекательными для потребителя. Она будет хорошо смотреться в обычной квартире, в тематическом кафе или уютном офисе. Есть данные, что в скором времени разработчики устранят самый большой недостаток таких лампочек– хрупкость колбы (применив для ее производства не стекло, а более современные прозрачные материалы), и тогда они быстро и легко завоюют рынок светодиодного оборудования не только в России, но и по всему миру.

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);

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