Филаментные светодиодные лампы: что это такое и из чего состоят

Филаментные лампы – что это такое?

Итак, сначала расскажу, что такое лампы накаливания (вдруг кто не знает). Так что если бросить беглый взгляд на такие лампы, то можно подумать, что перед нами обычная лампа накаливания. Но если внимательно рассмотреть лампу, то вместо старой спирали есть несколько «ниточек» следующим образом:

Именно эти нити и называются LED Filament. В нашей стране это иностранное название претерпело изменение, и таким образом получилась Лампа накаливания.

Особенности конструкции

Этот тип светильника реализуется из следующих элементов:

1. Стеклянная банка.

2. Филаментные нити.

3. Розетка. Стандартные Е27 и Е14.

4. Драйвер. Важнейший элемент светильника и, по сути, самое слабое звено (но об этом позже). Спрятан в основании лампочки.

Конечно, наибольший интерес представляют филаментные нити. Поговорим о них подробнее.

Цоколь

Цоколь — это основная часть светильника, которая служит для удержания всех кабелей и лампочки. Это единственное место, где может находиться водитель, отвечающий за здоровье. Наиболее распространенными типами разъемов являются E27 и E14.


Насыщенность и яркость света определяют атмосферу заведения

Стеклянная колба

Лампочка – это основной элемент светильника, без которого он не сможет нормально работать и полноценно освещать помещение. Это полностью прозрачная колба, она может быть разной формы, в зависимости от области применения лампы. Есть определенные виды колб со специальным покрытием белого или кремового цвета, делающим цвет насыщеннее и ярче.


Разнообразие ламп накаливания

Колба содержит специальный газ, а также конструкцию из светодиодной нити. Нагревая светодиоды, газ позволяет теплу быстрее рассеивать свет вдоль стенок лампы, освещая всю комнату.

Кроме того, газ управляет процессом нагрева нити накала. Нагрев размещается на всей поверхности колбы, а поскольку он превышает количество тепла в 3 раза, то температура не превышает 60 градусов Цельсия, что абсолютно безопасно в использовании.

Стеклянная ножка и проводники

Стеклянная ножка предназначена для крепления к ней основы нитей накаливания. Он служит опорой для стабилизации работы лампы при пиках напряжения. Есть и водители на ноге. Они передают электрический заряд от держателя лампы на нити накала, благодаря чему лампа начинает гореть.


Ножка — опора для лампы накаливания

Светодиоды

Особенность филаментной нити в том, что она производится по той же технологии, что и дисплейные модули для телефонов и планшетов. Технология называется Chip-on-Glass. Нить накаливания состоит из нескольких частей: стеклянной подложки, светодиодов и люминофора.

Нить представляет собой небольшую стеклянную подложку длиной 2-3 см из сапфирового стекла, которое не плавится и не трескается при высоких температурах. Внутри подложки расположены светодиодные кристаллы (7-10 штук) в ряд).


Оригинальный дизайн лампочки

К концам подложки прикреплены проводники, подающие токовую нагрузку на светодиоды. Сверху подложка покрыта люминофором, обеспечивающим необходимый цвет и температуру света. Нити объединяются в конструкцию и их основания крепятся к ножке.

Драйвер

Контроллер — важнейшая часть, отвечающая за его производительность, энергоэффективность и т д. Контроллер представляет собой небольшую электронную микросхему, которая собрана на печатной плате. Отвечает за длительность работы диода при изменении температуры и напряжения. Именно он обеспечивает отсутствие мерцания и бликов света.

Интересный! Современные модели ламп накаливания оснащены передовыми контроллерами, которые охватывают большие электрические сети и работают с широким спектром напряжения.


Энергосбережение – главная задача производителей ламп накаливания

Перед покупкой лампы ее цвет можно определить визуально, даже не включая ее. Все зависит от цвета филаментной нити. Например, если нить ярко-желтая или оранжевая, свет будет более теплым, с желтоватым или кремовым оттенком. Если нить лимонная, свет будет белым днем. Также угол освещения можно определить по форме и длине нити накала. Чем больше светодиодов и чем длиннее ваши подложки, тем больше световых кристаллов они содержат, а значит свет будет ярче и угол распыления больше.

Способ отвода тепла

Внутри корпуса предусмотрена прочная алюминиевая прокладка, позволяющая постепенно отводить тепло от контроллера.
Внутри корпуса предусмотрена прочная алюминиевая прокладка, позволяющая постепенно отводить тепло от контроллера.

Работа нитей светодиода осуществляется током ниже максимально допустимого. В рабочем режиме светодиодный элемент имеет свойство нагреваться до 60 градусов, а это достаточно высокий показатель, который может привести к перегреву. Чтобы этого не произошло, устройство предусматривает впрыск гелия, который использует теплопередачу, рассеивая ее. Известно, что гелий обладает хорошей теплопроводностью.

Однако в полости основания есть еще один источник тепла — это контроллер, который не имеет радиатора, что способствует медленному отводу тепла. Как оказалось, сильный перегрев столешницы вызывает длительное мерцание лампочек и скорый выход прибора из строя.

в случае перегрева происходит потеря яркости светодиодов.
В случае перегрева происходит потеря яркости светодиодов.

Обязательно учитывайте наличие драйвера тока при покупке filamentLED, обычно эта информация указана на упаковке.

Угол свечения филаментных светодиодов

Спрос на лампы накаливания за последние годы значительно вырос, и именно благодаря комплексному подходу к освещению в помещении. Почему потребитель выбирает именно этот источник света? Дело в том, что угол излучения света в этих устройствах соответствует 300°С, тогда как стандартные светодиодные элементы способствуют рассеянию лучей только на 170°С.

В случае перегрева лампочек пользователю не грозит возгорание, а только выход устройства из строя.
В случае перегрева лампочек пользователю не грозит возгорание, а только выход устройства из строя.

Такой световой эффект достигается благодаря необходимому количеству стержней накаливания, а также их равномерному расположению по периметру колбы и их идеальной прозрачности. Есть лампочки, в которых стержни расположены образно: в форме буквы S, по кругу, крест-накрест или под углом. Такой подход помогает сделать освещение более равномерным. Обычно лампочки с подобным свойством приобретают для светильников, устанавливаемых на письменные столы, а также для детского освещения.

Некачественные лампочки часто сопровождаются максимальной пульсацией – они выключаются и снова включаются.
Некачественные лампочки часто сопровождаются максимальной пульсацией – они выключаются и снова включаются.

Разновидности

Чаще всего в быту и в ретро-светильниках используются лампы с цоколем Эдисона – Е27. Чтобы полностью перейти на филамент, производители решили выпускать продукцию под традиционный картридж. Это позволит не менять лампу. В многорожковых люстрах и цокольных настенных светильниках е14 также возможно использование источников света накаливания.

Что такое лампы накаливания и в чем их особенность

Многие потребители привыкли управлять яркостью ЛН через установленные диммеры. Для ламп накаливания эти устройства не подходят, так как вызывают мерцание и самопроизвольное зажигание лампы. Регулировка яркости светодиодной нити немного отличается. Для этого используется специальный диммер.

Установка некоторых типов устройств требует дополнительной проводки. Диммер может быть установлен как возле источника света, так и в распределительной коробке. Чаще всего управление осуществляется с помощью радиосигнала, передаваемого ПКП.

При покупке ламп накаливания необходимо убедиться, что они диммируются. При этом упаковка должна быть маркирована (регулируемая).

Какую выдает мощность

Средняя мощность нити накала около 1 Вт, напряжение 60 В. В целом лампочка потребляет от четырех до восьми Вт и имеет следующие параметры:

  • световой поток: 120 — 140 Лм/Вт;
  • световая температура: до 4500К в зависимости от уровня исполнения;
  • срок службы 30 000 часов;
  • соотношение выходной мощности с лампой накаливания, нить накала/ЛК: 2 — 25 Вт, 4 — 40 Вт, 6 — 60 Вт, 8 — 75 Вт.

Для сравнения, у ламп накаливания, светодиодных и люминесцентных ламп мощность находится в пределах: 10 – 500 Вт, 3 – 30 и 15 – 80 Вт соответственно.

Обычные источники света показывают самую низкую световую температуру: 2700К со сроком службы 1000 часов.

Что касается люминесцентных и светодиодных ламп, то они показывают наилучшие характеристики: световая температура до 6500 или 6400 К, а срок службы 40 и 50 тысяч часов соответственно.

Состав филаментной нити

Итак, нить накала изготавливается из стеклянной трубки (при этом они могут быть круглыми или квадратными у разных производителей), к ней крепятся маленькие светодиоды по технологии Chip-on-Glass.

Так вы получите примерно по 1 ватту с каждой «нити» (с небольшими отклонениями в большую или меньшую сторону).

В производстве могут использоваться синие и ультрафиолетовые светодиоды, а также могут добавляться красные светодиоды.

Итак, после помещения в колбу нужной комбинации диодов она дополнительно покрывается слоем специального люминофора, преобразующего излучение светодиодов в свет необходимой температуры.

Наверное, уже понятно, что созданные таким образом «провода» нельзя просто взять и подключить к переменному напряжению. Именно поэтому подключение происходит через специальный контроллер.

При последующем производстве внутренняя полость колбы заполняется инертным газом, хорошо проводящим тепло, поэтому в таких лампах нет радиатора, и все рассеивание происходит через стеклянную колбу.

Ну а теперь перейдем к плюсам и минусам ламп накаливания.

Анализ причины перегорания филаментной лампы

Чтобы не отставать от технического прогресса, когда на рынке появились лампы накаливания, я купил двенадцать таких лампочек с цоколем Е14 мощностью 6 Вт для двух люстр.

Лампы красиво смотрелись в люстре и хорошо освещали комнату, но через год эксплуатации одна из них ярко засветилась и перестала светиться. Решил узнать, в чем причина отказа.

Попытка отделить цоколь от лампы не увенчалась успехом. Клеевой состав прочно прикрепил основание к колбе. Пришлось использовать деструктивный метод разборки с тисками.

Для извлечения драйвера из основания пришлось при повороте его немного сжимать, также в тисках. Компаунд и остатки стекла в колбе рассыпались.

В результате удалось снять нити накала и драйвер с лампы, не повредив их. На фото показано, как выглядит лампа накаливания без колбы и цоколя.

При осмотре контроллера мне сразу бросилось в глаза, что рядом с токоограничивающим конденсатором резистор был покрыт слоем нагара, что свидетельствовало о подгорании одной из деталей. Проверка на прочность показала его исправность. Следовательно, конденсатор вышел из строя.

С противоположной стороны платы контроллера был припаян и помечен для подключения только мостовой выпрямитель. Прозвонка диодов мультиметром показал, что все диоды рабочие.

Электрическая схема филаментной лампы

Для более детального анализа причины выхода из строя платы контроллера я скопировал электрическую схему лампы накаливания. Как видно из схемы, она практически не отличается от схемы стандартной светодиодной лампы, собранной на обычных светодиодах с токоограничивающим конденсатором.

Ток стабилизируется конденсатором С1, выпрямляется диодным мостом VD1-VD4, а затем подается на нити накала HL1-HL6, соединенные последовательно двумя группами по три параллельно. Резисторы используются для разрядки конденсаторов после выключения лампы. C2 смягчает волны.

Преимуществом данной схемы драйвера является простота, позволяющая разместить его даже в цоколе Е14, высокий КПД и практически нулевое тепловыделение. Недостатком является высокий коэффициент пульсации светового потока, что исключает использование светильников с таким драйвером для освещения рабочих мест с высокой нагрузкой.

Схема драйвера на микросхеме светодиодной лампы накаливания

Если вам нужна лампа накаливания с низким коэффициентом пульсаций, покупать ее нужно с драйвером на микросхеме. На фото классическая схема такого драйвера, но он больше по размерам, поэтому устанавливается только на лампы накаливания с цоколем Е27.

Проверка филаментов лампы

Для проверки нитей накала необходимо подать на их выводы постоянное напряжение не менее 60 В. Поэтому прозвонить нить мультиметром, выдающим в режиме измерения сопротивления напряжение не более 9 В, нельзя.

Поэтому для проверки нитей накала использовался снятый с лампы драйвер. Конденсатор С1 был открыт, поэтому он был выпаян, а на его место впаян ремонтопригодный навесной такой же емкости.

При подаче напряжения на драйвер загоралась только одна из шести нитей накала, и то пятнами, что свидетельствовало о возможной неисправности всех нитей накала лампы.

Чтобы проверить нити, они были разделены и испытаны отдельно. Они были подключены к родному контроллеру, последовательно с которым через цепь подачи питающего напряжения был впаян дополнительный конденсатор такой же емкости.

Как и ожидалось, все нити оказались бракованными. Один из них был включен, как и прежде, в патчах, что не позволяло использовать дальше.

Причина перегорания филаментной лампы

Лампа накаливания перегорела из-за электрического отказа токоограничивающего конденсатора С1. В результате все напряжение питания (220 В) подавалось на выводы нитей светодиода, и через них протекал ток, превышающий допустимый поток.

Светодиоды сгорели от перегрева, как и сам конденсатор. Оттуда печатная плата покрылась сажей.

Преимущества и недостатки филаментных ламп

Итак, начнем с минусов.

Первый и, пожалуй, главный недостаток – это цена таких ламп. Ведь качественные лампы накаливания стоят дороже обычных светодиодов.

Абсолютная неремонтопригодность. Если обычную светодиодную лампу можно попробовать починить, то в случае с лампами накаливания при выходе из строя какой-либо детали вы просто выбрасываете лампу и покупаете новую.

Водитель. Да, это одно из самых слабых мест лампы накаливания. Проблема в том, что габариты базы ограничены, поэтому поставить на нее полноценный контроллер с качественным охлаждением практически невозможно. Поэтому в недорогих образцах очень часто используется обычный выпрямитель. Это значит, что эти лампы будут иметь сильную пульсацию, что негативно скажется на нашем зрении.

Высокая пульсация на многих образцах.

Со временем лампы тускнеют.

А теперь несколько слов о профессионалах

Пожалуй, лучшее решение для оформления интерьера.

Угол рассеивания составляет 360 градусов.

Высокий процент цветопередачи.

Относительно длительный срок хранения. Конечно, это условное преимущество, которое полностью зависит от качества приобретаемого товара.

Идеальная замена лампам накаливания. Например, если у вас есть старая люстра, обычные светодиодные лампы будут смотреться нелепо, а лампы накаливания достойно заменят обычные лампы накаливания.

Краткий обзор производителей

В настоящее время на российском рынке представлено ограниченное количество торговых марок, предлагающих потребителю качественные светодиодные лампы накаливания. Запомнить лучшие несложно, но этот список поможет вам сделать правильный выбор и избежать покупки ламп сомнительного качества.

  1. Осрам. Немецкая компания, один из ведущих производителей светодиодного оборудования. Предлагает достаточно широкий ассортимент ламп накаливания, как классических форм, так и в форме свечи, шара. В частности, компания выпускает диммируемые лампы, в которых можно менять уровень освещенности (такие лампы дороже обычных).
  2. Филлипс. Бренд, не нуждающийся в особом представлении, так как качество и высокие технические характеристики продукции этой компании уже всем известны. Philips продает как обычные лампочки с цоколем е27 или е14, так и традиционную лампочку, а также декоративные варианты: сферические, в форме свечи. При этом лампы этой фирмы стоят примерно в два раза дороже продукции Osram.
  3. Лиза. Мордовский производитель, продукция которого также хорошего качества, но при этом немного дешевле зарубежных аналогов. Приятный бонус — гарантия 2 года на любую лампу.
  4. Руслед. Нацкомпания — крепкий «середняк». Выпускает лампы с традиционным винтовым цоколем е27 и низкой степенью пульсации (около 1-2%), которые при этом имеют меньший, чем у зарубежных конкурентов, срок службы – 15 000 часов. Эти мелкие недостатки полностью компенсируются демократичными ценами на продукцию.
  5. Максус. Еще один признанный лидер, на этот раз украинский. Средний ценовой диапазон, высокое качество продукции и гарантия 36 месяцев. Кроме того, Maxus комплектует лампы накаливания компактными диммерами.

Светодиодная лампа накаливания с цоколем е27

Если вы предпочитаете качество и долговечность, а цена не имеет значения, то стоит дать выбор первым 2 производителям. Если вам нужен баланс между ценой и качеством, светодиодные лампы накаливания Lisma или Rusled — отличный вариант.

Перспективы и технологии

По мнению экспертов, производство светодиодных ламп накаливания в ближайшие годы будет развиваться буквально ударными темпами. В первую очередь потому, что их можно производить практически на том же оборудовании, что и обычные лампы накаливания. Во-вторых, производство филаментов достаточно рентабельно из-за его высокой себестоимости.

Приятный «внешний вид» и энергосберегающие качества делают светодиодные лампы накаливания привлекательными для потребителя. Он будет хорошо смотреться в обычной квартире, в тематическом кафе или в уютном офисе. Есть данные, что вскоре разработчики устранят самый большой недостаток таких лампочек — хрупкость колбы (для ее производства используется не стекло, а более современные прозрачные материалы), и тогда они быстро и легко завоюют рынок светодиодного оборудования не только в России, но и во всем мире.

Несколько лайфхаков при покупке филаментных ламп

Перед покупкой обратите внимание на номинальную мощность ламп накаливания. В погоне за кошельком покупателя многие производители искусственно завышают этот показатель на упаковке, но многочисленные замеры показывают, что, как правило, мощность одной нити накала не превышает 1 Вт, а значит, визуально можно определить мощность лампа.

Если вы видите перед собой лампу, внутри которой 5 нитей накала, а на упаковке указано, что мощность 10 Вт, то это, скорее всего, маркетинговый ход, и как минимум преувеличение.

Цветовую температуру можно определить по оттенку нити. Чем темнее и насыщеннее цвет нитей накала, тем теплее свет, излучаемый лампой. И наоборот, более бледные оттенки желтого будут давать более высокую цветовую температуру.

При выборе ламп накаливания обратите внимание на характеристики, указанные на упаковке. Покупайте лампы с напряжением 230В, указанным на упаковке. Такие производители лучше справятся с скачками напряжения в сети, да и лампа не перегорит при первом скачке.

А теперь бочка дёгтя в этой ложке мёда

Так почему же все-таки многие потребители, купившие эти лампы, после опыта их использования отказываются от этой идеи?

Обратите внимание, что эти лампы не подходят для освещения рабочего места. Все предметы при таком свете становятся тускло-желтыми, и ваши глаза просто не выдерживают такой нагрузки. Такое ощущение, что работаешь при свечах. Так что ни на кухне, ни на рабочем столе они не приживутся. Они годятся только в качестве фонового и декоративного освещения.

Для гостиной или спальни идеально. Именно по этой причине от такого освещения быстро отказались в производстве
Для гостиной или спальни идеально. Именно по этой причине от такого освещения быстро отказались в производстве

Лампы имеют достаточно высокую стоимость – от 150 рублей, и при этом абсолютно неремонтопригодны. А дело в том, что стеклянная колба, присутствующая в этой конструкции, довольно хрупкая, поэтому разбить лампу можно так же просто, как лампочку Ильича. И что уже было сказано: массовые подделки китайского производства мерцают и горят, как лампы накаливания.

Какой вывод можно сделать? Если ваш особый интерьер этого не требует, не гонитесь за модой. Гораздо надежнее и дешевле купить обычную светодиодную лампу и не ждать ловушки.

А вот еще мнение об этих устройствах:

Посмотреть это видео на YouTube
Честно говоря о лампах накаливания: признание практиков

Оцените статью
Блог про ремонт