7 секретов светодиодной филаментной лампочки

Лампы накаливания и галогенная лампочка

Однако галогенные лампы не рекомендуется трогать руками за колбу. Поэтому они должны идти упакованными в отдельный пакетик.
Когда горит галогенка, она разогревается до очень высокой температуры. И если вы будете жирными руками касаться ее колбы, то на ней образуется остаточное напряжение. В результате этого, спираль в ней перегорит значительно быстрее, уменьшив тем самым срок ее службы.

Кроме того, они очень чувствительны к скачкам напряжения и часто из-за этого перегорают. Поэтому их ставят вместе с приспособлениями плавного запуска или подключают через диммеры.

Галогенные лампы в большинстве своем производятся для работы от однофазной сети с напряжением 220-230 Вольт. Но существуют и низковольтные на 12 Вольт, которые требуют подключения через трансформатор для соответствующего типа ламп.

Галогенка светит ярче чем обычная, примерно на 30%, а мощность потребляет ту же самую. Это достигается за счет того, что внутри нее содержится смесь инертных газов.

Кроме того, в процессе работы частички элементов вольфрама возвращаются обратно на нить накаливания. В обычной лампе происходит постепенное испарение с течением времени и оседание этих частиц на колбе. Лампочка тускнеет и работает вдвое меньше, чем галогенная.

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.

Красивые светодиодные лампы в ресторан

Кроме обычной прозрачной колбы иногда можно встретить модели со специальным напылением. Оно создает более мягкое и теплое освещение.

Кроме прямых нитей, выпускаются модели с дугообразной и спиральной формой. Они дороже и их чаще всего используют в качестве декоративной подсветки под Новый Год.

Филаментные лампы идеально подходят для хрустальных светильников и люстр. В них как раз-таки важен нитевидный источник света, который при отражении будет играть на гранях хрусталя. Матовые экономки в таких люстрах смотрятся нелепо. Свет получается “мертвый”, а висюльки не сияют.

На сегодняшний день можно точно сказать, что за филаментами не стоит будущее развитие светотехнической индустрии. Да, они напоминают привычные нам лампочки Ильича, приятно смотрятся в интерьере, но все таки подобная имитация ламп накаливания, это в первую очередь большой-большой компромисс.

Устройство лампы

Рассмотрим филаментные  лампы детально. В них используют элементы ламп накаливания, проверенные годами, но усовершенствованные инновационными светодиодными технологиями. В запрессованных колбах размещается стеклянная ножка, филамент, снизу – цоколь с драйвером.

1. Колбы – герметичные конструкции, прозрачные, из стекла. По форме могут отличаться. Если это декоративная лампа, для ее изготовления используют стекла с особенным напылением. Это помогает создавать теплый, уютный источник освещения. В середине колба заполняется инертными газами. Преимущественно используют гелий – газ, максимально быстро переносящий теплоотдачу к стенкам колбы, выделяемое светодиодами. Распределение тепла происходит по колбам пропорционально, после чего оно рассеивается в пространство. Прибор при этом не нагревается свыше 60 градусов.
2. Филаменты – нити, производимые по уникальной технологии COG. Такая технология используется в производстве экранов для мобильных телефонов (смартфонов). По внешнему виду это подложки из прочного сапфирового стекла, с расположенными кристаллами светодиодов в виде цепочек. Свет равномерно распространяется, благодаря прозрачности подложек. На их концах крепятся контакты, закрепляющие нити в устройствах и подающие электропитание. С внешней стороны нити покрываются люминофором, универсальным веществом, задающим требуемые источники освещения нитей (цветовые параметры). Для лампы в стиле лофт, ретро лампы и других декоративных серий приборов используют нити специальных форм. Это может быть форма спиральки, дуги. Один фрагмент нити, имеющей длину три сантиметра, имеет мощность 0,8-1,3 Вт. Поэтому в устройствах используют до нескольких десятков элементов, благодаря чему свет рассеивается во всех направлениях.
3. Стеклянные ножки являются важным компонентом конструкции. Это опора, на которую крепятся нити. Кроме этого здесь расположены проводники. Через них электропитание поступает к светодиодам.
4. Цоколи предназначаются для закрепления устройств в электрических патронах и поступления к ним источников энергопитания. Преимущественно используют такие типы, как Е14, Е27. В цоколях размещаются драйверы питания светодиодов.
5. Драйверы в филаментных лампах дополнены электронными схемами, разработанными специально, и установленными на оригинальных печатных платах. Их предназначение – обеспечение правильного режима функционирования светодиода при перепадах температурного режима, напряжения в сети и других негативных внешних факторах. Инновационные схемы таких драйверов отличаются по различным видам защиты, коэффициенту полезного действия, могут работать в разных диапазонах напряжения. При изменениях отсутствует пульсирующий, мерцающий свет. Преимущественно используют специализированную микросхему, которая способна обеспечивать различные высокие показатели.

Полезная информация. Определить показатели цветовой температуры ламп можно приблизительно. Для этого достаточно посмотреть на цветовой оттенок филаментов. Нити лимонного цвета означают, что устройства создают белый цвет (дневной). Если они имеют оранжевую, желтую цветовую гамму, то создают теплые, приглушенные источники освещения (например, винтажные лампы). Качество освещения также напрямую зависит от имеющегося количества филаментов, их длины, формы. Чем длиннее цепочки нитей, и чем их большее количество, тем больше на них расположено светодиодов, а значит и максимально яркий источник освещения. Равномерность источника света также зависит от того, как располагаются филаментные нити.

Почему стоит купить филаментную лампу

Возникает вопрос ‒ к чему такие «заморочки»? Ведь по факту филаменты стоят дороже остальных лампочек, а выйти из строя, похоже, могут очень быстро? Самая главная причина такой покупки – это требование интерьера.

ФОТО: market-sveta.ruВыглядят они суперстильно, и для интерьеров в стиле лофт вообще незаменимы

А ещё ‒ такие лампы, пожалуй, единственные, которые хорошо смотрятся в дорогущих хрустальных люстрах, какие во многих семьях просто переходят по наследству как фамильная ценность. Ведь хрусталь в принципе не предназначен для экономичного источника света.

ФОТО: мир-света.рфЕщё один плюс таких ламп, который как раз позволяет ему справляться с хрустальным плафоном – это 360° светорассеивания

Ну, и служат такие лампы, если они не из Китая, очень долго, это факт.

Светоотдача и мертвая зона

Помимо малого нагрева филаменты обладают еще одним преимуществом – высокая светоотдача. Он доходит до 120 Лм/Вт.

При этом угол рассеивания лампочек достигает 360 градусов. В то время как в обычных светодиодных он не превышает 120-270 градусов.

Когда филаментная лампочка висит вниз колбой, у нее по центру появляется пятно, которое раза в два темнее, чем весь освещаемый периметр. Диаметр пятна достигает 50см на удалении в 1,5 метра от самой лампочки.

Форма пятна – это четырехлистник, который образуется от нитей светодиодов сходящихся наверху вместе. Чем он шире, тем больше это пятно.

Достоинства филаментных ламп

Наверное, назвать достоинствами конструктивные особенности филаментов, было бы преувеличением. Здесь, мы говорим только о попытке устранения недостатков присущих светодиодным устройствам, изготовленных с применением SMD-основы.

Теплоотвод

Высокая теплопроводность газа наполняющего внутренний объём колбы, по идее, должна обеспечивать эффективный отвод тепла от светодиодов, что должно способствовать более долгому сроку службы изделия.

Что это за газ, точно не знает никто, кроме производителя. Многие источники информации предполагают, что это гелий или смесь газов на основе гелия.

Чтобы узнать, насколько оправданным окажется такой способ отвода тепла, необходима статистика перегораний светодиодов по причине их перегрева, а пока такой статистики нет, все рассуждения по этому поводу, голословны.

Широкий угол свечения

Светодиодные лампы, выполненные на SMD-основе, обладая многими достоинствами, не способны создавать мягкое, комфортное освещение, образованное отражённым, рассеянным светом. Лампочки накаливания, напротив, имеют много недостатков, но могут такое освещение создать. Потребитель стоит перед выбором, комфортное освещение или экономия на потреблении электроэнергии.

Каков бы ни был сделан выбор, в любом случае, это будет неоптимальным решением.

Филаментные лампы объединяют положительные качества обеих устройств. Они не только потребляют мало электроэнергии, но и способны создавать рассеянный свет, благодаря способности одинаково светить во всех направлениях. Достигается это, за счёт пространственно-комбинированного расположения отдельных филаментов.

Светоотдача

Световой поток (лм), это вся световая энергия, излучаемая источником. Зависит от: потребляемой мощности, угла свечения, цветовой температуры, конструктивных особенностей как самой лампы, так и светильника в целом. Поэтому разного типа устройства, излучающий одинаковый световой поток, визуально будут светить по-разному.

Для объективной оценки эффективности правильнее использовать соотношение светового потока к затраченной энергии (световой КПД, лм/Вт). Проще говоря, разделить указанное значение светового потока, на потребляемую электрическую мощность.

Показатель светоотдачи

Ламп накаливания 8 – 19 лм/Вт.

Компактных люминесцентных (КЛЛ) 45 – 90 лм/Вт.

Светодиодных, в том числе филаментных 37 – 180 лм/Вт.

Не всё так хорошо, как кажется

Заявленная светоотдача светодиодных и люминесцентных лампочек, чаще всего, не соответствует действительности. Производители указывают суммарную световую мощность источников, но преднамеренно “забывают” о неизбежных потерях обусловленных конструктивными факторами конструкции в целом.

Перечислю только некоторые из них. Тепловые потери светодиодов. Снижение интенсивности свечения светодиодов вследствие их деградации. Частичное поглощение излучаемого света люминофором. Неидеальный КПД драйверов. Потери при прохождении света через защитное стекло и светорассеивающий экран.

Наверное, в каждом отдельном случае можно добавить ещё пару, тройку таких факторов. Поэтому относиться к указанной световой мощности, нужно с определённой долей скептицизма. В действительности, она процентов на 30 – 35 меньше.

Дизайн некоторых моделей филаментных ламп настолько самодостаточен и оригинален, что нет никакой надобности их как-то скрывать за декоративными плафонами. Хотя здесь показана только продукция компании Gauss, но нечто подобное есть у других производителей General Lighting, Navigator.

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.

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.

Конструкция филаментной лампы

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).

Секрет №1

Кстати, не все знают, но эту саму температуру свечения можно легко определить по оттенку люминофора, даже не вкручивая лампочку в патрон люстры.

лимонный оттенок нитей – 4500К (нейтральный белый свет)

насыщенный желтый цвет – 3000К (теплый белый)

насыщенный оранжевый – 2350К (еще более теплый)

Секрет №2

Потребляемая мощность одной филаментной нити, как правило, составляет 1 ватт.

Таким образом, просто взглянув на лампочку можно тут же узнать ее примерную мощность.

4 нити – 4 Вт

8 нитей – 8 Вт

Секрет №3

Не доверяйте лампам, которые обещают бОльшее количество ватт, не соответствующих количеству нитей.

Всегда руководствуйтесь правилом – сколько нитей, столько и ватт.

Если их больше, то это означает что внутри либо неэффективный драйвер, либо светодиоды работают в жестком режиме и быстро сгорят.

Даже многие известные бренды на лампочках малой мощности прописывают срок службы в 15 000 часов и более, а для мощных, всего 10 000 часов.

Перегорают они следующим образом. Сначала начинают помаргивать и работать как стробоскоп отдельные нити. Светят то ярко, то тускло.

Затем тусклая фаза становится все дольше, пока лампа окончательно не погаснет и перестанет запускаться.

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.

Филаментные светодиодные лампы

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 коэффициент пульсации;
• 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.

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.

Охлаждение

Существует ложное заблуждение, что светодиоды не греются. Наоборот, они нагреваются сильно, а некоторые микросхемы не работают и нескольких минут без охлаждения.

У небольших светодиодов, находящихся в корпусах SMD-типа, тепло передается к установленным через них контактных площадках.

Мы уже знаем, что один филамент потребляет в среднем 1 Вт. Для сравнения в SMD-диодах на 1 Вт мощности конструктивно предусматривается около 25-30 кв. см охладительного устройства. И здесь возникает вопрос по поводу охлаждения ламп.

Учтите следующее:

1. Филамент представляет собой матрицу.
2. Конструктивно за матричной часть впаяны диоды, которые выделяют незначительный объем тепла из-за малой мощности. К примеру, если поделить 1 Вт на 28 лампочек, получается в среднем 0,036 Ватт на один светодиод.

Для отвода тепла используется гелий или специальный газ, обеспечивающий минимальный нагрев до 55-60 градусов Цельсия. Это позволяет использовать их в светильниках с тканевыми, бумажными и пластиковыми лампами. При этом нитка филаментной лампы нагревается до 100 градусов Цельсия.

Рейтинг светодиодных ламп для дома по производителям и надежности, ТОП 45 популярных моделей

Будущее развитие филаментных ламп

Недавно в Китае использовались светодиодные лампы, имеющими длинные филаменты, но в этом направлении они в серийное производство не пошли. Зато в полной мере началось замещение рефлекторных ламп филаментными. Учитывая явные положительные свойства нового продукта на рынке электротоваров, можно с уверенностью сказать, что за этими энергосберегающими лампами будущее. Они имеют отличное сочетание новой технологии и физические свойства газа по отводу тепла из ламп, благодаря чему филамент будет применяться как в промышленности, так и в быту. К тому же, необязательно придерживаться стандартного вида колбы лампы. Можно использовать длинные филаменты, сделав под них новую колбу.

Производителю удалось поместить плату электроники в цоколь лампы, даже в такой маленький, как у E14

В настоящее время ведется усиленная борьба за каждую возможность сократить потребление электроэнергии и снизить до минимального предела её перерасход. Вот поэтому актуальным остаётся вопрос энергосбережения путём применения новых технологий в освещении домов, офисов, складов, торговых залов, промышленных предприятий и иных помещений. Кроме эффективного расходования электрической энергии на первый план выходят: экологичность, простота конструкции и низкая себестоимость при производстве товара.

Не удивительно, что в скором времени все виды филаментных энергосберегающих ламп будут применяться повсюду и это условие станет обязательным для организаций всех форм собственности. Не так давно стали вестись разработки по модернизации филаментных ламп, которые заключаются в создании новых небьющихся колб для них. Основным материалом, заменяющим стекло, станет поликарбонат.

Теперь и в Российской Федерации существуют собственные заводы по производству такого типа ламп, которые, несомненно, создадут достойную конкуренцию всем остальным энергосберегающим лампам.