Когда в продаже появились светодиодные лампы, остальным стало трудно с ними конкурировать. Очевидных преимуществ, о которых с готовностью сообщали продавцы, было два:
- энергии потребляют на порядок меньше, а светят даже ярче.
- впечатляющий срок службы, заявленный производителями.
Единственного плюса лампочки накаливания, заключающегося в невысокой цене, оказалось недостаточно, чтобы конкурировать со светодиодными лампами.
Белая непрозрачная колба из пластика – неизменная деталь светодиодной лампочки. Так было, пока в магазинах через какое-то время не появились лампы, предлагаемые со светильниками стиля ретро. Внешне они напоминают лампы Ильича: нить накаливания внутри прозрачной стеклянной колбы. Такие лампочки называются филаментными.
Филаментные
Японский концерн Ushio в 2008 году впервые представил Filament LED Bulb — светодиодные лампы с внешним видом ламп накаливания. Изначально эти лампочки были задуманы как декоративные, поскольку обладали малым световым потоком. Уже в 2013 году несколько китайских производителей усовершенствовали японское изобретение, что позволило использовать филаментные лампы для освещения помещений. В этой статье разберем, что это такое — светодиодные филаментные лампы.
Как видно из названия, отличительными функциональными элементами являются филаменты. Из них состоит похожая на нить накаливания деталь. Сам филамент состоит из трех частей:
- основания из стекла или сапфира (искусственного);
- полоски из 28 светодиодов, расположенных на основании;
- слоя люминофора, являющегося верхним слоем.
Данную технологию называют Chip-On-Glass (сокращенно COG), что переводится как чип на стекле, или кристалл на стекле.
К стеклянной или сапфировой полоске прикрепляются светодиоды синего свечения. Они расположены друг к другу максимально близко, поэтому филаментная нить светится, как один длинный светодиод. Подключаются светодиоды последовательно, поэтому при выходе из строя хотя бы одного весь филамент становится непригодным для дальнейшей эксплуатации.
Для получения более теплого оттенка каждый четвертый синий светодиод заменяется красным. Люминофор, пропуская через себя свет, преобразует его в белое свечение. Цветовая температура лампочки определяется до вкручивания лампочки в патрон просто по оттенку люминофора:
- лимонный оттенок нитей – 4500К (нейтральный белый свет);
- насыщенный желтый цвет – 3000К (теплый белый);
- насыщенный оранжевый – 2350К (еще более теплый);
Филаменты имеют одинаковую мощность, составляющую примерно 1 Вт. Значит, мощность лампочки определяется количеством светодиодных нитей. Прозрачная колба лампы никак этому не препятствует. Для питания одного филамента необходимо напряжение 60 Вольт, что делает невозможным производство низковольтных ламп.
Конструкция и устройство
Филаментная лампа состоит из:
- цоколя;
- драйвера;
- стеклянной ножки;
- филаментной нити;
- стеклянной колбы;
Цоколь является стандартным и может быть только двух типоразмеров: Е27 и Е14. В непрозрачной белой колбе обычной светодиодной лампы достаточно места, чтобы поместить драйвер на плате. Несложно собрать схему с деталями высокого качества. Конструкция филаментной лампы позволяет поместить драйвер только в цоколе. Поэтому его плата должна быть очень маленькой.
Основными компонентами драйвера являются предохранитель, диодный мост, конденсаторы, микросхема регулятора тока. С помощью диодного моста происходит преобразование переменного тока в постоянный. Конденсатор нужен, чтобы сглаживать пульсации. У надежных производителей уровень пульсации не превышает 1%.
На стеклянной ножке располагаются электроды для питания филаментной нити. В лампах накаливания вольфрамовая спираль располагается перпендикулярно стеклянной палочке, а в филаментных светодиодные нити — соосно.
Отвод тепла
При свечении светодиоды сильно греются, поэтому без теплоотвода не обойтись. В первых моделях светодиодных ламп стояли радиаторы охлаждения. В современных лампах используются светодиоды меньшего размера, и для отведения тепла хватает контактных площадок.
В филаментных отвод тепла производится по-другому. Поскольку филаментная нить состоит из множества мелких светодиодов, то каждый из них по отдельности выделяет мало тепла. Для отвода же используется хорошо проводящий тепло газ, которым заполнена колба. Самым вероятным вариантом используемого газа является гелий, однако многие производители утверждают, что используется специальная смесь газов. Точный состав является секретом фирмы.
Размер колбы лампы определяет количество газа, необходимого для эффективного отвода тепла. При измерении на поверхности колбы температура варьирует в районе 60 градусов. Температура филаментов в это время равна примерно 100 градусам. Значит, такие лампочки можно использовать в светильниках с бумажными или тканевыми абажурами. Без колбы филаментная светодиодная лампа может сохранить свою работоспособность, но недолго.
Если увеличить количество светодиодных нитей, то они будут перегреваться, поскольку газ не будет справляться с отводом тепла. Этим объясняется, почему максимальное количество филамент в лампе равно 8.
Угол свечения
В лампах с пластиковой колбой светодиоды расположены на плоской плате, поэтому угол свечения достигает всего 170 градусов. Приходится использовать специальные матовые рассеиватели. В них неизбежно теряется часть света.
Стеклянная колба и расположенные по кругу филаменты обеспечивают угол свечения примерно 300 градусов. Но в отличие от лампы накаливания, у некоторых моделей лампы led filament есть «мертвая зона». Под включенной лампочкой есть пятно, которое освещается в два раза меньше, чем остальные области. Это обусловлено способом крепления светодиодных нитей к стеклянной палочке.
Преимущества и недостатки филаментных ламп
После изучения конструкционных особенностей филаментных светодиодных ламп можно подытожить, какими плюсами и минусами они обладают.
Преимущества лампочек filament:
- Низкое потребление электроэнергии. Количество нитей позволяет сразу определить мощность лампы. Сразу понятно, достоверная ли информация указана на упаковке.
- Не нагреваются выше 60 градусов, поэтому нет риска получения ожога или возникновения пожара.
- Срок службы до 30000 часов. Только в случае сборки из комплектующих высокого качества.
- Большой угол рассеивания света (до 300 градусов).
- Они незаменимы при оформлении ретро-дизайна. В хрустальных люстрах и светильниках со стеклянными плафонами светодиодные лампы с непрозрачной колбой будут смотреться нелепо. Их свет не будет играть на гранях хрусталя.
- Возможность утилизировать как бытовые отходы.
Не лишены лампы и недостатков:
- Стеклянная колба лампы требует бережного обращения.
- Выпускается только с цоколем двух типоразмеров: Е27 и Е14.
- При выходе из строя хотя бы одного элемента led filament изделие становится непригодным для дальнейшей эксплуатации.
- Высокая цена, поскольку разрабатывалась лампочка для дизайнерских решений.
- На практике из Китая могут поставляться некачественные комплектующие. При наличии таковых собранное изделие не будет обладать таким свойством, как долгий срок службы. Некачественное покрытие люминофором может пропускать синий свет, который вреден для глаз. А драйвер низкого качества будет плохо сглаживать пульсацию, что будет вызывать дискомфорт, а также отрицательно скажется на здоровье глаз.
Сравним разные типы ламп:
| Тип лампы | Потребляемая мощность, Вт | Светоотдача, Лм/Вт | Нагрев | Световая температура, К | Срок службы, часов |
|---|---|---|---|---|---|
| Лампа накаливания | 10-500 | 9-19 | Сильный | 2700 | до 1000 |
| Галогеновая | 3-100 | 15 | Сильный | 2700 | 2000 |
| Люминесцентная энергосберегающая (КЛЛ) | 15-80 | 80 | Средний | 2000 — 6500 | 8000 — 12000 |
| Светодиодная LED лампа | 3-30 | 80-120 | Низкий | 2000 — 6500 | 50 000 |
| Филаментная LED лампа | 4-8 | 120-140 | Средний | До 4500 | 30 000 |
Заключение
При высоком качестве led комплектующих у филаментных ламп преимуществ больше, чем недостатков. Стеклянные комплектующие и цоколи производят на тех же заводах, на которых производились лампы накаливания.
Пока они нечасто используются для бытового освещения, в том числе из-за цены. Лучше обращаться к надежным производителям. Иначе нечего жаловаться, что эти деньги, потраченные на филаментную светодиодную лампу, были просто выброшены.
Лампочка с цоколем Е27 надежнее благодаря большей вместительности. Из-за маленького размера в цоколь Е14 очень сложно монтировать качественную схему.
