Филаментная лампа что это такое

Филаментная нить что это такое

Что же такое этот самый филамент, который запрятан в стеклянной колбочке? Филамент – это стержень из искусственного сапфира или керамики, но чаще всего стекла.

На этом стержне размещаются миниатюрные светодиоды, которые соединяются между собой тончайшей золотой проволокой, образуя таким образом последовательную цепочку. Это что-то вроде светодиодной ленты в миниатюре.

Светодиоды находятся так близко между собой, что в рабочем состоянии вся нить светится равномерно. Никаких отдельных точек не видно. На концах стержня припаяны контакты для подачи напряжения.

Сверху вся эта конструкция покрыта специальным составом – люминофором. Он преобразует синий свет кристаллов светодиодов в белый и отвечает за цветовую температуру источника света (теплый, холодный).

Все филаментные нити крепятся на стеклянной ножке, со штенгелем в виде трубки. Помимо крепежных функций, через это устройство откачивают воздух из колбы. Через эту же ножку проходят проводники для подачи напряжения.

Конструкция

Конструктивно сильно отличаются от обычных светодиодок для дома. Но основное отличие это отсутствие радиатора. А в остальном используются те же элементы, драйвер и нитевидные светодиоды.

В данной конструкции, и это её главное достоинство, вопрос охлаждения решён принципиально иным методом. Конструкция светодиодных нитей специально предполагает использование очень маломощных светодиодных кристаллов рассредоточенных по её длине. Данное обстоятельство обеспечивает равномерное выделение тепла по длине нити, которое легко переносится на колбу лампы газом наполняющим колбу. Из законов физики следует, что самый эффективный теплоперенос осуществляется лёгкими газами с высокой подвижностью. Поэтому в  лампе в качестве наполнителя применяется самый лёгкий и химически инертный газ — гелий. И именно эти принципы позволили создать данную лампу. При этом условия охлаждения кристаллов в нашей лампе значительно более комфортные, чем в уже привычных лампах на корпусных светодиодах с радиаторным охлаждением.

В итоге ресурс данных ламп значительно выше, но с дальнейшим ростом мощности будет расти размер колбы, так же как и размер радиатора в упоминаемых аналогах.

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.

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.

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 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 филаментной лампочки полноценный драйвер, обеспечивающий стабильное питание светодиодов.

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.

Мощность светодиодной лампы

Мощность светодиодных ламп, как и любых других, измеряется в ваттах (Вт). Промышленность производит LED лампы:

• общего назначения – 3-15 Вт;
• промышленного назначения – до 100 Вт.

Вся прелесть светодиодных ламп заключается в низком потреблении электроэнергии по сравнению с другими – накаливания, например.

При этом они способны обеспечивать световой поток высокой интенсивности. Даже небольшая светодиодная лампочка в состоянии осветить с достаточной эффективностью небольшую комнату или лестничную площадку.

Ее более мощные «сестры» предназначенные для освещения промышленных объектов или улиц, потребляют 120-160 Вт, а по интенсивности светового потока могут конкурировать с ртутными лампами мощностью 400 Вт.

Характеристики

Филаментные лампы выпускаются в ограниченном диапазоне потребляемой мощности – от 4 до 8 Вт, что эквивалентно 85 Вт ЛН. Это связано с проблемой охлаждения светодиодной нити. Такая лампа способна создать поток света, равный 980 лм. Светоотдача составляет около 120 лм/Вт. Производители заявляют срок службы изделия около 30 тыс. часов. Световая температура филаментных светодиодных источников света находится в пределах 2 700 К.

Сравнение ламп от разных производителей

Признанный российский производитель Томский завод осветительных приборов Rusled реализует филаментные устройства под торговой маркой “Лампочка Томича”. Изделия этой фирмы нацелены на замещение импортной продукции. Выпускаются лампы трех модификаций: 4, 6, и 8 Вт со световым потоком 400, 600 и 800 лм соответственно. Производитель заявляет ресурс изделия равным 15 тыс. часов.

Изготовление филаментных источников света проводится на базе производства ЛН с использованием китайских комплектующих. При проведении независимого тестирования практически все заявленные характеристики были подтверждены. Однако ресурс изделий не выдерживает никакой критики. Из 30 тестируемых ламп за 2 месяца вышли из строя 26 шт. Связан ли брак с переходным периодом и модернизацией оборудования, не понятно.

Другой российский производитель из Саранска – Лисма – выпускает модели 4, 6, 8, и 9 Вт. Филаменты несколько отличаются от “томичей”. В этих изделиях стеклянная подложка покрывается кристаллами и люминофором только с одной стороны, вторая остается чистой. Это позволяет еще больше повысить срок службы кристаллов за счет увеличивающегося теплоотвода. Производитель гарантирует исправную работу источников света в течение 30 тыс. часов.

При проведении тестирования температура колбы 8- и 9-ваттных ламп составила 70 и 85°С соответственно. В этом случае сложно говорить о длительном сроке службы изделия. В этих же моделях и другие параметры, кроме пульсации, не соответствуют заявленным.

В большинстве случаев поломки филаментных ламп происходили из-за низкого качества изготовления драйвера. При разборке было выявленно повышенное (более 300 В вместо 160 В) напряжение, что говорит о выходе из строя источника питания. Эти поломки характерны для изделий обоих производителей. Хотя необходимо отметить, что процент брака у Лисмы ниже и составляет 20-25%.

Преимущества филаментных ламп

Положительными качествами филаментных ламп являются:

• совместимость с патронами Е27 и Е14;
• низкое энергопотребление;
• большой световой поток и высокое качество света;
• длительный срок службы;
• экологичность, утилизируются как бытовые отходы;
• низкая рабочая температура нити.

Благодаря этим характеристикам спрос на филаментные светодиодные лампы и их производство будут расти.

Недостатки

Как и любые недавно выпущенные изделия, эти лампы имеют свои отрицательные стороны:

• высокая цена;
• низкая прочность стекла;
• большой процент брака;
• отсутствие низковольтных аналогов.

Дальнейшее развитие производства должно привести к уменьшению цен и повышению качества продукции.

Предыдущая
ПодсветкаВыбор подсветки для аквариума и как сделать самостоятельно
Следующая
Светильники, браКак выбрать подходящий светильник для аквариума

Спасибо, помогло!Не помогло

Филаментные светодиодные лампы

Светодиодные лампочки

Светодиод всегда излучает свет в одну сторону. Эта особенность определяется его расположением на подложке. Направленность света в светодиодных лампочках зависит от геометрии расположения излучателей света. С учетом этого надо выбирать лампочку для светильника или люстры. Более новыми конструктивными разновидностями являются филаментные лампочки. Они имитируют лампочки накаливания и создают свет, наиболее равномерно направленный во все стороны.

В них применены микросхемы в виде нитей. Нить на самом деле – это узкая сапфировая лента-подложка. На ней сформированы кристаллы и резисторы по аналогии со светодиодной лентой. Эти лампочки идеально подходят для различных светильников с дизайном, адаптированным под лампочки накаливания. Питает светодиодную лампочку электронный балласт, аналогичный тому, который применен в энергосберегающей лампочке.

Чтобы сравнить разные виды лампочек по основным характеристикам, далее приведены таблица и иллюстрация. Они наглядно показывают преимущества светодиодных ламп. Несмотря на более высокую цену, эти источники света окупаются сполна.

Таблица основных характеристик различных видов ламп

Основные параметры филаментных светодиодных ламп

Всю информацию относительно выбранной filamentLED можно прочитать на упаковке к устройству, однако не каждый хозяин способен корректно расшифровать, о чем говорится. Очень много из указанных комбинаций можно узнать и о внешнем виде приспособления.

1. Начнём со стандартной формы колбы, которая на коробке обозначается, как А60. Также в продаже встречаются сферические или шарообразные варианты с условным обозначением А95.
2. Количество ватт, к примеру 6 ВТ — это мощность, которая присвоена данному источнику освещения. Если вы приобрели модель с показателем 6 Вт, значит она будет соответствовать 60 Вт-ной лампе накаливания.
3. Число с латинской буквой «Е», к примеру, Е27 говорит о том, что в лампочке предусмотрен стандартный размер цоколя с диаметром 27 мм. Есть лампы с уменьшенным типом цоколя E14, но такие больше подходят для малогабаритных настольных ламп.
4. Показатель цветовой температуры может отличаться. В некоторых моделях свечение составляет 2700 кельвинов, что сопровождается желтым освещением, а у моделей с белым освещением нагрев соответствует 4000 кельвинам.

Несмотря на то, что филаментные лампы — это инновационная разработка в сфере электротехники, в них присутствуют еще неусовершенствованные частницы, некоторые из них подлежат срочной переработке. Именно это по мнению экспертов повышает безопасность при использовании устройства.

Если корпус филаментной лампы продуман при падении на пол, она может остаться целой.

Распространение филаментов, что предлагает рынок, критерии выбора

С появлением филаментных источников света все больше людей начали переходить на новые изделия. Причиной стал оригинальный дизайн и больший угол свечения без применения дополнительных оптических систем. В стандартных светодиодах, находящихся в пластиковом корпусе, угол 170 градусов, а здесь 300.

Что касается производителей, популярностью пользуется продукция компаний Maxus, Videx, Philips, Osram, Лисма и лампа Томича.

Критерии выбора

При покупке филаментных лампочек важно обращать внимание не только на мощность и тип цоколя, но и на другие критерии. Ниже рассмотрим основные параметры:

Ниже рассмотрим основные параметры:

1. Тип продукта: декоративная лампа, для освещения, специальная и т. д.
2. Вид цоколя — Е27, Е14 или Е40.
3. Напряжение: 170 — 240 В.
4. Мощность: от 2 — 12 Вт.
5. Аналог лампы накаливания: 16 — 560 Вт.
6. Яркость: от 9 — 1521 Лм.
7. Минимальная площадь освещения.
8. Цвет света — белый (теплый, нейтральный, холодный), красный, желтый, синий, янтарный.
9. Температура цвета: 1800 — 6500 К.
10. Форма — шар, сфера, груша, свеча, круг, спираль, овал, карандаш, декоративная фигурка и прочие.
11. Отделка колбы — матовая, прозрачная, золотистая, янтарная, тонированная, белая, серебристая.
12. Материал — дутое стекло / металл, пластик, стекло, матированное стекло.
13. Высота: 7 — 435 мм.
14. Диаметр: 4 — 225 мм.
15. Управление устройством — выключатель, настенный переключатель, поворотно-нажимной диммер.
16. Угол свечения — 300, 320 или 360 градусов.
17. Индекс передачи цвета: 77 — 90.
18. Марка — Uniel, Elgo, Lexman, Osram, Gauss, Elektrostandart и другие.

Дополнительно учитывайте и другие параметры — полезный световой поток, наличие совместимых приложений, срок службы, максимальное число включений, класс энергопотребления

Обратите внимание на страну-производителя и вид упаковки

Gauss LED Filament E14 свеча

Китайский продукт с цоколем на E14 и мощностью в 11 Вт. Изделие светит как лампочка накаливания на 80 Вт. Цвет освещения нейтрально-белый, а максимальная площадь — 7 кв. м.

Угол сведения составляет 360 градусов, а полезный световой поток 750 Лм. Модель рассчитана на 50 000 включений и отключений, а средний срок службы составляет 35 000 часов.

Лампа светодиодная филаментная Lexman

Устройство, изготовленное в Китае. Модель оборудована цоколем на Е14 и имеет мощность 4,5 Вт. Заявленные параметры позволяют светить также как 40-ватная лампа накаливания.

Свет освещения тепло-белый (ближе к желтому), площадь освещения около двух квадратных метров, а угол свечения составляет 360 градусов.

Полезный световой поток находится на уровне 470 Лм. Лампочка имеет ресурс на 25 000 включений и отключений, а также срок службы в 25 000 часов.

Все ли светодиодные лампы хорошие и если нет, чем хорошие отличаются от плохих?

В обычных лампах накаливания всё просто: колба и вольфрамовая нить. Светодиодная лампа устроена гораздо сложнее и её качество зависит от качества светодиодов, люминофора и электроники.

Есть три важных параметра, влияющих на качество света, которое даёт лампа:

• Пульсация света. Многие некачественные лампы имеют высокий уровень пульсации (мерцания) света. Такой свет визуально некомфортен и человек от него быстро устаёт. При переводе взгляда с одного предмета на другой виден стробоскопический эффект (видно как бы несколько предметов вместо одного). Человеческий глаз воспринимает пульсацию более 40%. Есть два способа проверить наличие пульсации света — карандашный тест (берём обычный длинный карандаш за кончик и начинаем быстро-быстро двигать им по полукругу туда и обратно. Если отдельных контуров карандаша не видно, — мерцания нет, если же видно «несколько карандашей» — свет мерцает) и проверка с помощью камеры смартфона (если посмотреть на свет через камеру смартфона, как правило при мерцании света по экрану будут идти полосы, причём чем они ярче, тем мерцание сильней). Лампы с видимой пульсацией нельзя использовать в жилых помещениях.
• Индекс цветопередачи (CRI). Спектр света светодиодной лампы отличается от спектра солнечного света и света обычной лампы накаливания. Хоть свет и выглядит белым, некоторых цветовых компонентов в нём больше, а некоторых меньше. CRI показывает, насколько равномерен уровень разных цветовых компонентов в свете. При низком CRI света хуже видны оттенки. Такой свет визуально неприятен, причём понять, что в нём не так, очень сложно. У ламп накаливания и солнца CRI=100, у обычных светодиодных ламп он больше 80, у очень хороших больше 90. Лампы с CRI ниже 80 в жилых помещениях лучше не использовать.
• Угол освещения. Светодиодные лампы типа «груша» бывают двух видов. У первых защитный колпак имеет форму полусферы, имеющей такой же диаметр, как и корпус. Такие лампы совсем не светят назад и если в люстре они светят вниз, потолок будет оставаться тёмным, что может быть визуально некрасиво. У второго вида ламп прозрачный колпак имеет диаметр больше корпуса и лампа немного светит и назад. Лампы на светодиодных нитях или прозрачных дисках имеют такой же большой угол освещения, как обычные лампы накаливания. Галогенные софиты дают узкий луч света с углом освещения около 30 градусов, а большинство светодиодных софитов светят рассеянным светом с углом около 100 градусов. Такие лампочки в подвесном потолке «слепят» из-за слишком широкого угла. Только некоторые светодиодные софиты имеют линзы и такой же узкий угол освещения, как у галогенных ламп.

И ещё три проблемы, с которыми можно часто столкнуться у светодиодных ламп:

• Несоответствие светового потока и эквивалента заявленным значениям. К сожалению, часто на упаковке светодиодных ламп пишут завышенные значения светового потока и эквивалента. Можно встретить лампы, на которых указан световой поток 600 Лм и то, что лампа заменяет 60-ваттную ламу накаливания, а по факту она светит только, как 40-ваттная лампа.
• Несоответствие цветовой температуры заявленной. Очень часто встречаются лампы, цветовая температура света которых отличается от того, что обещает производитель. Вместо 2700К можно встретить 3100К, а вместо 6000К даже 7200K.
• Преждевременный выход ламп из строя. Производители указывают срок службы светодиодных ламп от 15000 до 50000 часов, по факту же лампы иногда ломаются через несколько месяцев работы.

Лазерные диоды

И напоследок еще об одном типе, который нельзя отнести ни к индикаторным, ни к осветительным LED, – лазерный диод. Собственно, светодиодом его можно считать с натяжкой, поскольку по технологии производства он не имеет ничего общего с обычными LED.

Лазерные диоды представляют собой особым образом обработанные полупроводниковые кристаллы, которые при подаче напряжения генерируют очень узкий пучок света. При этом образцы нового поколения позволяют получить угол расхождения луча в пределах 5-10⁰. Встречаются как модели, работающие в видимом диапазоне, так и вне его (УФ и ИК).

Широкое применение эти диоды нашли в лазерных указках, целеуказателях, DVD-приводах, оптических компьютерных мышах, линиях оптоволоконной связи.

Конструкция

Конструкция филаментной лампы совмещает в себе старую и проверенную технологию сборки лампы накаливания с новыми, более современными материалами. Стандартная конструкция лампы состоит из:

• светодиодный филамент;
• колба с газом, изготовленная из стекла;
• ножка, изготовленная из стекла;
• цоколь;
• драйвер.

Структура филаментной лампы Следует разобрать основные элементы подробнее

Цоколь

Цоколь — основная часть лампы, которая служит для скрепления всех проводов и колбы. Это единственное место, где может быть драйвер, который отвечает за исправность. Самые распространенные виды цоколей — E27 и E14.

Насыщенность и яркость света определяет атмосферу заведения

Стеклянная колба

Колба — основной элемент лампы, без которого она не сможет исправно работать и полностью освещать помещение. Это полностью прозрачная колба, может быть разной формы, в зависимости от применения лампы. Есть отдельные виды колб с особым напылением белого или кремового цвета, чтобы сделать цвет насыщеннее и ярче.

Разнообразие филаментных ламп

В колбе содержится специальный газ, а также размещена конструкция из светодиодной нити. При нагревании светодиодов, газ позволяет теплу быстрее рассеивать свет по стенкам колбы, чтобы осветить все помещение.

Кроме того, газ контролирует процесс нагревания нити. Тепло, размещается по всей поверхности колбы, а так как она превышает в 3 раза количество тепла, то температура не превышает 60 градусов по Цельсию, что абсолютно безопасно для пользования.

Стеклянная ножка и проводники

Стеклянная ножка предназначена для крепления к ней основания филаментных нитей. Она служит опорой, чтобы стабилизировать работу лампы при скачках напряжения. Также в ножке есть проводники. Они передают нитям электрический заряд от розетки, чтобы лампа начала гореть.

Ножка — опора для филаментной лампочки

Светодиоды

Особенность филаментной нити заключается в том, что ее производят по той же технологии, что и дисплейные модули для телефонов и планшетов. Технология называется Chip-on-Glass. Филаментная нить состоит из нескольких частей: стеклянная подложка, светодиоды, люминофор.

Филаментная нить представляет собой небольшую стеклянную подложку 2-3 см в длину из сапфирового стекла, которое не плавится и не трескается при высоких температурах. Внутрь подложки в одну линию выкладывают светодиодные кристаллы (7-10 штук).

Вам это будет интересно Что это такое — прожектор с датчиком движения и как им пользоваться

Оригинальный дизайн лампочки

К концам подложки прикрепляются проводники, которые подают заряд тока к светодиодам. Сверху подложка покрывается люминофором, который обеспечивает необходимый цвет и температуру света. Нити соединяют в одну конструкцию, а ее основания прикрепляют к ножке.

Драйвер

Драйвер — самая главная часть, отвечающая за ее работоспособность, энергоэффективность и прочее. Драйвер представляет собой небольшую электронную микросхему, которая собрана на печатной плате. Он отвечает за продолжительность работы диодов при изменении температуры и напряжения. Именно он обеспечивает отсутствие мерцания и бликов света.

Интересно! Современные модели филаментных ламп оснащены усовершенствованными драйверами, которые охватывают большие электросети и работают с огромным спектром напряжения.

Экономия электроэнергии — главная задача производителей филаментных ламп

До покупки лампы, ее цвет можно определить визуально, даже без включения. Все зависит от цвета филаментной нити. Например, если нить яркого желтого или оранжевого цвета, то свет будет более теплым, с желтоватым или кремовым оттенком. Если же нить лимонного цвета — свет будет белым, дневным. Кроме того, угол освещения можно определить по форме и длине нити. Чем больше светодиодов, и чем длиннее их подложки, тем больше в них находится световых кристаллов, а значит — свет будет ярче и угол распыления больше.

Драйвер филаментной лампочки Томича

Использование светодиодного принципа требует установки драйвера, расположенного внутри цоколя. Назначение устройства — снижение тока из сети до параметра, безопасного для светодиодных элементов.

Драйвер состоит из следующих элементов:

1. Предохранитель.
2. Выпрямитель диодного моста.
3. Сглаживающие конденсаторы.
4. Микросхема импульсного токового регулятора с дополнительными компонентами. В состав схемы входит диод, дроссель, сопротивление ВЧ конденсатор.

Особый интерес заслуживает схема драйвера. В фазном проводе установлен предохранитель F1, вместо которого можно поставить сопротивление до 20 Ом до 1 Вт мощности.

Также в элементы схемы входит:

• диодный мост для выпрямления тока на напряжение 400 — 1000 В, DB1;
• конденсатор для сглаживания пульсаций на выходе DB1, E2;
• дополнительная емкость для подачи напряжения на схему, E1;
• драйвер устройства, благодаря которому работает вся цепь, SM7315P;
• емкость для фильтрации пульсаций на выходе, E3;
• токовый датчик для корректировки силы тока в цепи источников света, R1 (чем выше сопротивление, тем ниже ток);
• сопротивление для снижения тока на преобразователе, R2;
• диод, обеспечивающий функционирование преобразователя, D1;
• накопительная индуктивность для преобразования напряжения, L

По сути, элементы D1, L1 и транзисторный ключ формируют типовую схему импульсного преобразователя.