Ласкаво просимо! Ви можете увійти або створити обліковий запис.

Все про світлодіодні лампи на філаменах

Все про світлодіодні лампи на філаменах

Все про світлодіодні лампи на філаменах

У багатьох моделях світильників нитка розжарення лампи є важливим елементом дизайну. Тому замінити лампу розжарювання в них до недавнього часу було нічим. Створити компактну люмінесцентну лампу (КЛЛ), яка за формою світиться тіла точно відповідала б лампі розжарювання, фізично неможливо. Світлодіоди є мініатюрними джерелами світла, що відкрило перспективи вирішення даної проблеми. Наприклад, були створені лампи, в яких світлодіоди розташовувалися на вузькій лінійці всередині колби, лінійка, в свою чергу, з'єднувалася з теплоотводом поза колби. Недоліками такої конструкції були обмеження по потужності (по Світлодіодна лампа світлового потоку еквівалентна лампі розжарювання потужністю не більше 25 Вт), а також висока вартість. До того ж повної відповідності дизайну лампі розжарювання досягти так і не вдалося.

У 2008 році японською компанією Ushio були створені перші світлодіодні лампи, зовні відрізнити від ламп розжарювання. Новинка отримала назву світлодіодні лампи розжарювання від англійського слова Ushio, в перекладі означає «нитка розжарення».

Спочатку ФСЛ випускалися тільки для декоративних цілей, їх світловий потік був недостатній для загального освітлення. Тому за межами Японії вони не отримали популярності. Прорив стався в 2013 році, коли кілька китайських компаній одночасно представили потужні ФСЛ для загального освітлення, по світловому еквівалентні лампам потоку розжарювання потужністю до 60 Вт.

Слід зазначити, що, хоча створення ФСЛ і диктувалося в першу чергу естетичними міркуваннями, розробка їх конструкції не зводилася тільки до розміщення світлодіоди таким чином, щоб вони імітували нитка розжарення. Довелося глибоко переосмислити безліч питань, пов'язаних з конструкцією світлодіодних джерел світла, в результаті чого вийшла принципово новий різновид ламп.

Як влаштований филамент

В основі ФСЛ лежить технологія Chip-On-Glass (COG), раніше вже успішно випробувана при створенні дисплеїв для мобільних пристроїв. Вона полягає в розміщенні надмініатюрних світлодіодів на підкладці зі штучного сапфіра або, як більш дешевий варіант, із спеціального сорту скла. Прозорість підкладки дозволяє створювати масиви світлодіодів, які світять в різні боки.

Типовий филамент - світлодіодний аналог відрізка нитки розжарювання - являє собою стрижень з штучного сапфіра або скла довжиною діаметром 1,5 мм і довжиною 30 мм. На ньому за допомогою технології COG 28 розміщені світлодіодів синього світіння, які з'єднані послідовно. У деяких моделях филамент може містити кілька світлодіодів червоного свічення для досягнення більш теплого відтінку свічення, при цьому загальна кількість світлодіодів в филаменте також одно 28. Зверху це все покрито шаром люмінофора на силіконовій основі. Потужність одного філамента лежить в межах 0,8-1,3 Вт. Набираючи потрібну кількість філаментів в колбі, можна отримати світлодіодну лампу необхідної потужності. Відомі моделі ФСЛ, до 16 містять филаментов.

Важливою перевагою філамента в порівнянні з традиційними світлодіодними матрицями є те, що для рівномірного розподілу світла в усі сторони не потрібно використовувати складну оптичну систему, що вносить великі втрати. Це забезпечує високий ККД лампи. Потужність, що підводиться кфіламенту, в 1,5 рази вище, ніж до традиційної світлодіодним матриці, при рівному значенні світлового потоку. Зменшення потужності, що підводиться означає зниження тепловиділення. Проте, перше питання, яке виникає у фахівця, вперше взяв у руки ФСЛ: «Як тут відводиться тепло?». Справді, не по елементам ж кріплення филаментов. Та й тепловідведення ніякого, навіть найпростішого пластмасового, у типовій ФСЛ немає. І тут ми переходимо до іншої важливої ​​інновації.

тепловідведення

Філаменти герметично запаяні в скляну колбу. Ця колба наповнена спеціальним газом, що володіє високою теплопровідністю. Саме через газ і здійснюється відведення тепла від світлодіодів. Скляна колба з тонкими стінками добре проводить тепло, тому вона і використовується в якості тепловідводу. За твердженням виробників ФСЛ, така система відводу тепла в ряді випадків виявляється навіть більш ефективною, ніж у світлодіодних ламп традиційної конструкції, р-температура р-n переходу не перевищує 60 ° С.

При виготовленні колб і наповненні їх газом використовуються вже добре відпрацьовані для ламп розжарювання процедури. А ось склад газу є виробничим секретом, ретельно оберігаємою виробниками ФСЛ. Ми можемо поки орієнтуватися тільки на неофіційну інформацію, розміщену на кількох професійних сайтах, згідно з якою колба заповнена гелієм - газом з найвищою (за винятком водню) теплопровідністю. Інший варіант - суміш газів, де важливою складовою також є гелій.

параметри ФСЛ

світловий потік - 980 лм (відповідає лампі розжарювання потужністю 85 Вт);

світловіддача всієї лампи - 116 лм / Вт (деякі виробники заявляють про значення до 150 лм / Вт, але ці дані не підтверджені незалежною експертизою);

ІНДЕКС CRI кольору - 90;

термін служби, заявлений виробником - 30 000 годин;

можливість діммірованія.

Слід зазначити, що випускаються ФСЛ зі сферичною колбою діаметром 95 мм, що володіє більшою площею поверхні, ніж колба А60. Це забезпечує кращий тепловідвід в порівнянні з колбою А60, що дозволяє досягти світлового потоку 1500 лм.

До одного филаментам підводиться напруга близько 100 В. Тому все ФСЛ випускаються для безпосереднього підключення до освітлювальної мережі, низьковольтні моделі (скажімо, на 12 В) не виробляються. ФСЛ випускалися під європейські патрони Е27 і Е14, американські патрони Е26 і Е12, а також під патрони байонетного типу. Останні, як відомо, застосовуються там, де є тряска і вібрації, наприклад, на кораблях. Дані про стійкість ФСЛ до вібрації поки ніде не публікувалися, але можна припустити, що вона вище, ніж у ламп розжарювання.

Переваги та недоліки

Великий інтерес до ФСЛ з боку як фахівців, так і звичайних споживачів пов'язаний з тим, що ці лампи мають цілий ряд незаперечних переваг:

повна сумісність з кривої сили світла зі світильниками, спочатку проектувалися під лампи розжарювання;

висока світловіддача, обумовлена ​​відсутністю оптичної системи для рівномірного розподілу світла в різні боки;

можливість зниження собівартості виробництва за рахунок використання вже наявних потужностей з виробництва ламп розжарювання;

подолання психологічного бар'єру при використанні світлодіодного освітлення в побуті.

У той же час, ФСЛ властиві і деякі недоліки:

мале місце під драйвер, внаслідок чого використовуються або драйвера спрощеної конструкції з високим коефіцієнтом пульсації, або драйвера з високим ступенем мініатюризації без пульсації, які коштують дуже дорого;

історія практичного застосування даного типу ламп для загального освітлення налічує всього близько 1,5 років, тому ще немає достовірної статистики про реальну надійності, є тільки теоретичні розрахунки;

для ФСЛ принципово використання скляної колби, так що, на відміну від інших типів світлодіодних ламп, вони не є небиткими;

поки ФСЛ виробляються лише маловідомими китайськими компаніями, що ускладнює завдання вибору для споживачів, далеких від світлотехніки.

Проблема, наведена в п. 1, вирішується деякими виробниками шляхом додавання кільця між цоколем і колбою, що збільшує місце для драйвера. Рішення проблеми, зазначеної в п. 2 - питання часу. П. 4 можна пояснити неповороткістю, характерною для великих компаній. Втім, і тут ситуація змінюється. Нещодавно відома тайванська компанія Edison Opto почала виробляти філаменти на основі штучного сапфіра. Відповідно, використання в лампі филаментов від знаменитого виробника є вже якоюсь гарантією якості (хоча не варто забувати, що і від драйвера теж багато що залежить).

перспективи ФСЛ

З використанням більш довгих філаментів, в 2014 році китаї БУЛИ створені світлодіодні лампи Т8. Правда, поки ця ідея подальшого розвитку не отримала.

Крім цього, серійно випускаються ФСЛ для заміни рефлекторних ламп розжарювання. Здавалося б, навіщо застосовувати дану технологію, коли проблем із сумісністю на рівні кривої сили світла у світлодіодних ламп, аналогічних рефлекторним лампам розжарювання, не виникає? До того ж, дизайнери світильників практично ніколи не оголюють колби рефлекторних ламп розжарювання. Можливо, до випуску рефлекторних ФСЛ виробників підштовхнула саме висока технологічність їх виробництва.

І, нарешті, LED австрійська фірма Soft просуває на ринок таке рішення, як ФСЛ з  молочною колбою. У такій лампі філаменти, що імітують нитка розжарення, що не видно. Проте, їх використання дозволило обійтися без спеціального відводу тепла.

Перераховані приклади показують, що поєднання технології COG і відведення тепла від світлодіодів за допомогою газу саме по собі виявилося дуже зручним у виробництві. Тому ФСЛ будуть розвиватися і в бік тих застосувань, де не потрібно точне відтворення дизайну лампи розжарювання.