Типа филамент по внешнему виду. Эксперименты с нитевидными светодиодными сборками (Filament COB LED). Технологические особенности ламп типа «филамент»

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.

Попытки 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

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 люминофором
Filament - 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 +155

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

Светодиодные лампы очень популярны и потребляют мало электроэнергии, но для некоторых светильников их внешний вид не подходит. Особенно касается хрустальных люстр и бра. В таких случаях лучше приобрести светодиодные лампы filament.

Филаментные лампы что это такое?

Это вид светодиодных ламп, которые внешне максимально приближены к лампам накаливания. Они имеют полностью прозрачную стеклянную колбу и цоколь, а внутри расположены светодиоды вместо нити накала.

Филамент – основной функциональный элемент такой лампы, представляет собой светодиодную полоску особой конструкции. Внешним видом филаменты напоминают нить, потому некоторые так их и называют — лампочки на светодиодных нитях.

Из чего состоит светодиодная нить?

Рассмотрим более подробную структуру такого типа LED – Filament. Дословно на русском языке это слово звучит, как нить накала . Состоит из трёх слоев:

1. Стеклянное или сапфировое основание;
2. 28 светодиодов синего свечения. Иногда, для получения более тёплых оттенков, часть синих светодиодов заменяются красными, в пропорции 1 к 3;
3. слой люминофора, который обеспечивает свечение белого цвета необходимой цветовой температуры.

светодиодные нити (филаменты) крупным планом

В среднем мощность одного филамента – порядка 1Вт, а напряжение – от 60 вольт. Такое напряжение питания не позволяет производить низковольтные лампы со светодиодными нитями.

Филаментные лампы выдают довольно сильный световой поток, сравните его с другими типами из таблицы. Филаменты выпускаются в весьма узком диапазоне мощностей – от 4 до 8 Вт.

Тип лампы	Потребляемая мощность, Вт	Светоотдача, Лм/Вт	Световая температура, К	Срок службы, часов
Лампа накаливания	10-500	9-19	2700	1000
Люминесцентная энергосберегающая (КЛЛ)	15-80	40-80	До 6500, в зависимости от исполнения	40 000
Светодиодная LED лампа	3-30	100-120	До 6400, в зависимости от исполнения	50 000
Филаментная LED лампа	4-8	120-140	До 4500	30 000

Корпус филаментных ламп совершенно отличается от светодиодных, в привычном их виде. Филаментные в точности повторяют конструкцию лампочек накаливания, что позволяет отечественным производителям делать их на тех же производственных линиях, что и накаливания. О том, какие последствия влечет за собой такое исполнение, мы расскажем ниже.

Конструкция филаментной лампы Томича

Лампа с нитевыми светодиодами состоит из:

• Цоколя, обычно E27 или E14;
• стеклянная колба;
• внутри колбы расположена стеклянная ножка и проводники для питания филаментов;
• филаментные светодиоды;
• драйвер, который расположен в цоколе.

На фото подробно рассмотрена конструкция производителя Rusled. Они продают свою продукцию под название «лампочка Томича».

Это изделия отечественного производства, они нацелены на замещение импортной продукции. Даже в своем названии проводят аналогию с лампой «Ильича». Лампа Томича — это своего рода новый шаг в развитии бытового освещения.

Кроме «Томича» на территории нашей страны производство есть в Саранске – на заводе «Лисма». Как заявляют рекламные ролики: «Единственная в РФ производственная линия лампового стекла и цоколей».

При этом в России нет мощных предприятий способных наладить выпуск подобных светодиодов, поэтому LED-комплектующие импортируют из Китая.

В обычных светодиодных лампах драйвер размещен на плате, для которой в корпусе достаточно много места. Это позволяет использовать схемы высокого качества и уровня сложности, с целью снижения коэффициента пульсаций.

В случае с размерами драйвера лампы filament led есть ограничения – его плата очень маленькая и должна вмещаться в пределах полости цоколя. Взгляните как это выглядит в жизни.

В таком маленьком пространстве конструкторам удалось разместить все необходимые детали. Качественные лампы не пульсируют или их пульсации крайне малы и находятся в пределах допустимого.

Естественно, бюджетные лампы зачастую оборудованы обычной схемой питания на гасящем конденсаторе, как и в случае с пластиковыми классическими светодиодными лампами. Это дает слишком пульсирующий свет, что крайне .

Схема драйвера

Драйвер выполняется обычно по подобной схеме. Вместо предохранителя F1 может использоваться низкоомный резистор (до 20Ом) средней мощности (до 1Вт).

DB1 – это выпрямительный диодный мост, рассчитанный на обратное напряжение до 400-1000В. E2 – конденсатор сглаживающий пульсации диодной моста, E1 – дополнительный конденсатор для питания микросхемы. SM7315P и подобные – это микросхема драйвер, сердце всей цепи.

Его устройство включает в себя ШИМ-контроллер, цепи обратной связи по току (различные мультиплексоры, компараторы и другие элементы. Они сравнивают значение номинального тока и реального, после чего дают сигнал ШИМ-контроллеру на изменение коэффициента заполнения управляющих импульсов). ШИМ управляет силовым ключом (n-MOS скорее всего). Силовой ключ расположен в корпусе микросхемы, поэтому на плате его вы не найдёте.

R1 – датчик тока, позволяет изменить силу тока в цепи светодиодов. Чем больше его номинал – тем меньше ток.

L1 – накопительная индуктивность, благодаря которой происходит преобразование напряжения.

D1 – диод, необходимый для работы преобразователя.

E3 – конденсатор, фильтрующий выходные пульсации.

R2 – резистор, обеспечивающий минимальную нагрузку для преобразователя.

В целом, контур образованный из L1, D1 и транзисторного ключа, встроенного в микросхему, представляет собой типовую схему импульсного понижающего преобразователя. Упрощенный вариант такой схемы изображен на следующем рисунке.

Особенности конструкции

Как я часто пишу – светодиоды греются. При этом нагрев происходит настолько сильный, что некоторые чипы не могут проработать и минуты без дополнительного теплоотвода. У мелких светодиодов в SMD-корпусах тепло отводится через их контактные площадки.

Мощность одного филамента около 1 ватта. Взгляните на SMD-светодиоды – на каждый ватт их мощности, нужно 25-30кв.см. площади радиатора. Отсюда возникает интересный вопрос, связанный с охлаждением филаментов.

Мощность филаментной лампы можно определить по её внешнему виду, а именно по количеству нитей. 1 нить — 1Вт.

Как охлаждаются филаментные светодиоды?

Во-первых, филамент – это не цельный мощный светодиод, а лишь матрица. Тип матрицы в этом форм-факторе на англоязычных ресурсах называется «COG» или «Chip-on-Glass». На русском языке это что-то вроде «Матрица на стеклянной основе».

Во-вторых, раз уж это матрица, значит на ней есть множество мелких светодиодов. По отдельности они выделяют очень мало тепла, так как они маломощные. Приблизительный расчет:

1 Вт / 28 светодиодов = 0,036 Вт/светодиод

Для отвода тепла нужен носитель. Производители заполняют колбу филаментных ламп хорошо проводящим тепло газом. Одни источники заявляют, что этот газ — гелий, в рекламных видео о лампочках томича говорится о специальной рецептуре газов. Однозначной информации по этому поводу нет.

Благодаря такой конструкции нагрев филаментной лампочки слабый – порядка 50-60 градусов. Вы смело можете использовать их в светильниках с бумажными, тканевыми и пластиковыми абажурами. Нагрев самой нити филамента доходит до температур свыше 100 градусов. Современные светодиоды способны работать и при температурах КРИСТАЛЛА в 120 градусов, а корпус имеет значительно меньший нагрев.

Распространение филаментов

После появления филаментных ламп – спрос на них начал расти и постепенно дошел до уровня обычных светодиодных изделий. Причина этому проста – их дизайн и возможность добиться большого угла свечения, без использования дополнительных оптических систем.

У стандартных светодиодных ламп, в пластиковом корпусе, угол излучения до 170 градусов. У филаментных же доходит до 300 градусов.

Такого угла свечения получилось достичь благодаря стеклянной прозрачной колбе и расположенных по кругу филаментов. Некоторые модели имеют нестандартные формы и способ расположения филаментов (под углом, крест на крест, S-образно), для обеспечения более равномерного освещения.

Сравнительная таблица филаментнов от разных производителей

Если решили покупать — обратите внимание на производителя. Заявленные параметры у всех отличаются и зачастую завышен процентов на 10.

Модель лампы	Цена, $	Заявленная мощность, Вт	Световой поток, Лм	Аналог лампы накаливания, Вт	Срок службы, часов
Maxus филамент A60	4-5	8	800	60	30000
VIDEX NeoClassic (Filament) A60FA 2200K	3-4	7	630	55	40000
Philips LEDClassic A60 WW CL D APR	7-8	7,5	806	70	15000
OSRAM LED RF CL A60 2700К	6-7	6	806	75	15000
Лисма СДФ-8Вт	5	8	780	75	30000
Лампа «Томича» СА 220-8	3-5	8	800	75	15000

Как вы можете понять из таблицы, изделия разных производителей выдают различное количество света при одинаковой мощности. Это связано с тем, что они получают различный удельный световой поток (Лм/Вт) с каждого ватта мощности светодиодного светильника.

Это вызвано различными поставщиками материалов или схемотехникой и режимами работы драйвера.

Проблемы нитевидных светодиодов

Колба, выполненная из стекла бьется. Хоть и форма колбы придаёт ей большую жесткость, и способна выдержать некоторую нагрузку, но все же она бьется. Рассеиватель стандартной светодиодной лампы гораздо прочнее. При этом битая филаментная лампа может сохранить свою работоспособность, что вы можете увидеть на фотографии.

Также сохраняется высокая вероятность поражения электрическим током, при прикосновении к токоведущим частям.

Этот вопрос прорабатывается производителями, ведутся работы по внедрению колб из поликарбоната, что повысит прочность и снизит стоимость продукта.

Бюджетные филаментные лампы не работают заявленные сроки в 15 000 и более часов, по причине низкого качества комплектующих. Лампа либо просто перестает включаться, либо начинают мерцать или перестают светиться отдельные нити.

Филаментные лампы в отличии от классических моделей светодиодных ламп, не поддаются ремонту, что является еще одним минусом в этой конструкции.

Может вы заметили еще какие-то достоинства или недостатки? Поделитесь в комментариях.

Преимущества филаментных ламп

• Равномерное свечение во всех направлениях;
• низкая рабочая температура;
• хорошо выглядят, можно использовать в открытых и прозрачных светильниках;
• утилизируются как бытовые отходы;

Недостатки

• Цена выше чем у обычных;
• хрупкая стеклянная колба;
• не пригодны для ремонта;
• при выходе из строя отдельной филаменты – создает дискомфорт и мигания;
• разброс по качеству и выбраковка в разы большая, чем у пластиковых аналогов;
• производятся только для сетей 220 вольт;
• доступно два цоколя – E27 и E14;

У светодиодных ламп филаментного типа есть свои плюсы и минусы, однако минусов на момент написания статьи больше чем плюсов. Это не значит, что нужно забыть об этих лампах, просто нужно учитывать для чего вы её покупаете.

Филаментные лампы неплохо подойдут как источник света для настольных светильников, а также в декоративных целях. Они практически холодные во время своей работы. Репутацию филаментных ламп портит низкосортная продукция недобросовестных китайских производителей.