Достоинства и недостатки
Филаментные светодиодные лампы известны небольшому кругу потребителей, поскольку выпускаются в ограниченном количестве. Их разработка еще продолжается, чтобы устранить все недостатки и представить всему миру глобальный выпуск светильников нового поколения. На данный момент, те, кто пользуются филаментными лампами, выделяют несколько плюсов и минусов.
Преимущества:
- Большой угол освещения. По сравнению с обычными, а также светодиодными моделями, угол освещения филаментного светильника в 3 раза больше, практически 360 градусов. Подобный эффект достигли в результате совмещения в одно сооружение полностью прозрачного и прочного стекла, и конструкции из светодиодов. Таким образом, одна лампа может освещать помещение в 20-35 кв.м.
- Полностью прозрачная колба. За счет этого повышается уровень энергоэффективности светильника.
Достоинства использования филамнентного устройстваОбратите внимание! В лампе накаливания и светодиодных вариантах используются полупрозрачные колбы. Они забирают на себя часть света, из-за чего свет становится тусклее
Вам это будет интересно Особенности электронного балласта
- При долгой работе, температура в колбе увеличивается до максимального уровня, что мешает нормально распределять световые диоды по всей поверхности колбы. Как результат — плохое освещение или «мигание». В филаментных лампах это момент предусмотрен. Благодаря особенному созданию конструкции светодиодов, температура равномерно распространяется по нити, нагревая каждый световой кристалл до оптимальной температуры. Это позволяет свету лучше распространяться по общей поверхности колбы и делать свет ярче. Кроме того, газ, который находится в колбе и диодах, регулирует температуру в лампе, не допуская перегревания.
- Работоспособность и производительность. Обычная лампа служит не более 1000 часов, в то время как филаментные модели — 30000 часов.
- Практичность. На рынке можно увидеть огромное количество филаментных ламп, разного цвета, формы, вида. Их можно устанавливать в светильники, монтировать в натяжные потолки, пол и так далее.
- Комфорт. Данные светильники не мерцают, цвет приятный для глаз, можно использовать как постоянный источник света. Им не страшны перепады температур или скачки напряжения.
Свойства стеклянной колбы филаментной лампочки Недостатки:
- На рынке представлены модели небольшой мощности. Лампы начали выпускать в 2008 году, поэтому их совершенство еще в процессе.
- Не совместимы с низковольтными сетями.
- Стоят дороже, чем обычные лампы.
- Колба изготавливается только из стекла. Это снижает практичность модели. На данный момент производится проектирование ламп из других материалов.
- Филамент не ремонтируется. Если один диод из конструкции вышел из строя, его уже невозможно починить, как обычную лампу.
Что такое филаментные лампы и как они устроены?
Филаментные светодиодные лампы (или сокращенно — ФСЛ) были представлены японской компанией Ushio в 2008 году. Первые образцы не получили широкого распространения на потребительском рынке, так как существенно проигрывали по мощности SMD-моделям. Ситуация изменилась лишь через 5 лет, когда в рамках отраслевой выставки InterLight Moscow сразу несколько китайских производителей (Qianshi Lighting, JNQ и ряд других) представили модели с цоколем типа «миньон», эквивалентные по силе светового потока 60-ваттным лампам накаливания.
Чем же они отличаются от привычных нам SMD-устройств? Технология Chip-on-Glass (COG), лежащая в основе ФСЛ, является логическим развитием более ранней COB (Chip-on-Board). Главное новшество заключается в том, что вместо металлической теплоотводящей подложки миниатюрные светодиоды размещаются в один ряд на стеклянной или сапфировой пластине длиной около 30 мм.
Гетерокристаллы синего свечения (в некоторых моделях часть из них заменяется красными в соотношении 1 к 3) соединяются друг с другом последовательно с помощью тончайщих золотых проводников. Их количество достигает 28 единиц на каждой нити. Сверху вся конструкция покрывается силиконовым компаундом, содержащим люминофор, который выполняет защитную функцию, а также позволяет добиться оптимальной цветовой температуры.
Мощность каждой нити фиксирована и лежит в пределах от 0.8 до 1.3 Вт — то есть, на отдельный кристалл приходится около 0.036 Вт, что в разы меньше по сравнению с SMD-чипами. Филаменты помещаются в герметичную колбу, заполненную газовой смесью на основе гелия, характеризующейся высокой теплопроводностью. Отвод тепла осуществляется благодаря явлениям конвекции и диссипации, благодаря чему необходимость в установке массивных радиаторов полностью отпадает.
Еще один важный нюанс: для питания филаментов используется постоянный ток напряжением от 60 до 100 вольт, а низковольтных модификаций не существует в принципе. Данный факт позволил существенно упростить схемотехнику драйвера, сделав электронный блок более компактным: все необходимые компоненты могут быть распаяны на единственной плате, без труда умещающейся в стандартный цоколь E27.
Перечисленные конструкционные особенности способствуют равномерному распределению светового потока без использования дополнительной оптики — диаграмма направленности филаментных светодиодных ламп оказывается практически идентична диаграмме ламп накаливания, а угол расходимости достигает 300°.
Помимо этого, филаментные светодиоды по сравнению с SMD-модулями и COB-матрицами оказываются значительно более энергоэффективными — их световая отдача может достигать 150 люменов на каждый ватт израсходованной электроэнергии.
Это интересно: Что делать если не горят лампы заднего хода ВАЗ 2110: объясняем тщательно
Рассмотрим филаменты в четырех популярных колбах
Модель типоразмера A60 (на упаковке написано 60х107мм). Это стандартный размер для ламп в форме груши.
A60 чаще остальных продаётся c цоколем E27. У нас под прицелом лампа мощностью 7 Вт (аналог лампы накаливания в 60 Вт), и естественного белого свечения со световым потоком в 760 Люмен.
Компания Feron производит эти лампы в 3 цветовых исполнениях — это:
- тёплый белый
- нейтральный белый
- и дневной белый — холодный такой вот 6400к — приближенный к ксеноновому свету.
В данном случае это нейтрально белая лампочка с заявленной мощностью 7Вт и рабочим напряжением 230В.
Продавец в интернет магазине говорил, что нужно смотреть именно на то чтобы производитель указал 230В. Только они подходят по ГОСТам. Если указано 220В, то скачек напряжения в сети в плюс-минус 10% может привести к перегоранию.
Так что обязательно смотрите на напряжение питания. Для наглядности, если у Вас, как у меня, есть вот такой ваттметр с функцией замера напряжения, можете замерить свои лампочки. Замерив видим: наши 226,6В (даже плюс-минус 10%) — это в пределах нормы.
Угол рассеивания у них заявленный 270 градусов, но по факту я бы сказал что не
270 градусов, а как минимум 300 градусов.
Срок службы в 30.000 тоже можно считать не завышенным параметром, это реальный срок большинства LEDов.
Пульсации — как проверить?
Обязательно проверяйте пульсации при покупке. Иначе повесите такие лампы у себя в зале и спальне как основной источник света, а затем будете мучиться с глазами.
Если подходить к этому вопросу по всей строгости закона,
то лампы с плохими показателями коэффициента пульсации, вообще не имеют права
даже находиться на прилавках магазинов.
Существует постановление правительства России №1356 “Требования к осветительным приборам и осветительным лампам”. Оно запрещает продажу источников света с пульсацией более 10% и CRI<80.
Заметьте, что у одних и тех же по размеру лампочек внутри может быть два разных драйвера. Один полноценный с коэффициентом пульсации 1% и менее, другой – на основе дешевых комплектующих.
Секрет №7
Кстати, косвенно(!) проверить какой драйвер стоит внутри, не разбирая цоколь, можно при помощи радиоприемника.
Хороший драйвер при поднесении к нему радио будет фонить. А вот дешевый, не создаст никаких серьезных импульсных помех в эфире.
В некоторых моделях “свеча” с миниатюрным цоколем E14,
драйвер помещают в специальную проставку между цоколем и колбой, так как
воткнуть что-то качественное в бочонок диаметром 14мм вообще не реально.
Второй недостаток – стеклянная колба, которую легко можно разбить при небрежном отношении или транспортировке.
Третий – малая мощность. А еще не забываем:
проблемы с диммированием большинства моделей
плохая совместимость со световой автоматикой, которая плавно зажигает и гасит свет
низкое качество цветопередачи
тепличные условия эксплуатации (не любит жары и холода)
Поэтому 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.
И ученым в отдаленном будущем следовало бы разработать в освещении что-то более совершенное и прорывное. Филамент таковым, к сожалению, не стал.
Источники – Кабель.РФ, 5watt
Вообще что такое филамент?
Мы привыкли, что все современные светодиодные лампы, которые есть в продаже, устроены на SMD диодах. Первоначальные лампы на DIP диодах уже давно отжили своё, т.к. не эффективны — их уже трудно сыскать
Сейчас самые популярные в форме груши, свечи, шариков, таблетки gx53 — они все в основном идут на SMD диодах 2835, 5730, 5630 типа.
И даже есть уже лампы на COB диодах — это чипы с очень плотным монтажом для изготовления в основном миниатюрных ламп G4 и G9. А также MR16 и другие лампы направленного света. Груши на COB технологии изготавливать смысла большого нет, так как COB светодиоды имеют очень малый угол рассеивания — всего 120 градусов.
Поэтому на основе таких светодиодов делают источники света (лампы, светильники) именно направленного света, такие как прожекторы.
А если нужен рассеянный свет, то выходят из положения применением SMD диодов, размещая их на матрице в одной плоскости, которую прикрепляют к радиатору для теплоотвода. А свет рассеивается за счет матовой колбы.
Но так или иначе, в любом случае, угол рассеивания гораздо хуже чем у филаментных — где-то 180 градусов, а то и меньше.
Преимущество такой технологии в том что, она позволяет хорошо отводить тепло.
Особенно если в конструкции применён хороший радиатор.
Статья по теме: Холодильник в машину своими руками (3 варианта, фото, пошагово)
Еще некоторые производители пытаются выйти из положения за счёт увеличения сферы матового рассеивателя (пластиковой колбы), дабы увеличить сам угол рассеивания.
Вот как раз в таких LED лампах угол приближен к 270 градусам.
Но, в любом случае, за счёт матового рассеивателя КПД лампы снижается, т.к. часть света теряется вот в этом самом рассеивателе. Чтобы уйти от этой «потери света» изобрели вот такие вот филаменты.
В них применяются нитевидные светодиодные матрицы. Это не один светодиод, а типа COB технология, только здесь она называется COG (Chip on Glass).
В COG на стеклянное основание нарощены светодиоды и покрыты люминофором ( которое как раз таки и светится тем или иным цветом свечения).
Для того чтобы отводить тепло этих нитевидных светодиодов, внутрь закачан (по сути должен быть закачан по технологии) газ, на основе гелия. Вот он обладает хорошей теплопроводностью и текучестью. Он там внутри за счет конвекции он отводит тепло от светодиодов к стеклянной колбе, а та уже отдает в окружающую среду.
Так вот мощность филаментных ламп ограничена ёмкостью вот этой колбы, и сколько туда газа можно закачать.
Поэтому невозможно поставить там 20-30 таких светодиодных нитей. Да, теоретически они будут светить, но не долго, т.к. быстро перегреются и выйдут из строя.
Поэтому как и классические LED лампы, филаментные ограничены в мощности. В маленькой лампочке нельзя реализовать 20Вт, а обычно 5-7Вт.
Максимум, что мне встречалось это 18Вт в А60 колбе у LEDeX, и то с применением хорошего радиатора. Так что в принципе для долгосрочной службы лампы реализовать больше мощности уже не получится.
Так и в филаментных мощность лампы ограничена размерами, а точнее емкостью колбы.
На пример, Feron заявляют, что реализовали на этой лампе 7Вт.
Но насколько я уже сталкивался с этими лампами, в среднем мощность одной нити составляет порядка 1Вт.
Соответственно если нитей четыре, то получается 4 Вт. Но у каждого производителя разные комплектующие и возможно в одной нити может быть конечно и больше 1Вт. Но это очень просто замерять.
Здесь вот чудес нет, и она не 7 Вт. Как я и подозревал, 3-4 Вта — вот такая фактическая мощность. Как видите, достаточно легко с этими лампами прикинуть мощность: просто смотрите, сколько у неё нитей. И помните: одна нить потребляет порядка 1Вт.
К тому же коэффициент пульсации порядка 25%, а это, в любом случае, больше чем санитарные нормы. Поэтому для бытового использования в домашних условиях я бы такой лампу наверное не применял.
Из плюсов: лампа не греется, и буквально чуть тепленькая. Хотя на 4Вт… конечно, чего бы она нагревалась. И обычная LED лампа в 4Вт греться почти не будет. Но КПД у филаментной лампы выше.
Сейчас они пока конечно дороже чем обычные на традиционных SMD диодах.
Особенно разница ощущается в ряду с удешевленными лампами на так называемых, композитных радиаторах. Там радиатор где-то есть, а где-то нет. Так для чего имеет смысл покупать такие вот филамент-лампочки?
Лампы с таким нитевидным светодиодом отлично подходят именно для хрустальных светильников и люстр.
Потому что для хрустальных светильников важен, вот этот эффект, чтобы свет играл на грани хрусталя. А с матовым источником хрустальные люстры переливаться не будут.
Ну и потом так как КПД такой лампы лучше, она и свет рассеивает лучше. И там, где Вам нужен именно хороший угол рассеивания, вот такие филаменты подойдут лучше всего.
Что внутри светодиодной лампы?
Возьмем старую лампу, одну из перегоревших. У неё была заявлена мощность именно 10Вт и она скорее всего в этой колбе перегрелась и перегорела.
У многих маркетологов сейчас началась тенденция «больше и больше заявленной мощности». Начинают пихать в маленькую колбу всё больше и больше нитей.
Сначала появились восьми-нитевые на 4-8 Вт, это еще было нормально. А сейчас они выбрасывают на рынок лампы такого же размера, но с в 10Вт на борту. В них «стопудово» либо меньше мощности, либо она точно также быстро перегорит.
Даже 8Вт для филаментной лампы в форме А60 — это уже предел. Она начинает перегреваться и достаточно быстро может выйти из строя, особенно если она у вас в закрытом светильнике. Или более того в каком нибудь герметичном светильнике, где нет охлаждения. А она такая же светодиодная, и тоже требовательна к охлаждению.
Так и с моей старой лампой случилось, которая думаю, всё-таки выдавала порядка около 9Вт, что и привело к тому что она перегрелась.
Еще один способ проверить лампочку — разбить. Если там есть газ (а он должен быть), то должен быть и характерный хлопок, как у лампы накаливания. В них, правда, был вакуум или там газ какой-то инертный на основе гелия. В крайнем случае, если хлопка вы не услышите, то должен присутствовать специфический запах. Но в целом этот момент остаётся на совести производителя, так как не станете же вы бить лампочки прямо в магазине.
В принципе видно всё что расположено внутри, конденсаторы и импульсный трансформатор которые во всех лампах занимаются сглаживанием пульсаций. Если этих деталей там нет, то пульсация в лампе соответственно будет бешенная.
В общем, такие лампы нуждаются в грамотном подходе к выбору и к покупке.Не стоит бездумно покупать какие-то новомодные лампочки. Они есть разного качества от разных производителей. Они также выходят из строя, могут перегореть, и в них тоже может присутствовать пульсация.
И не верьте рассказам, о том что LED лампы не перегорают, не пульсируют как люминесцентные и вообще это панацея.
Ограничивающие факторы применения
Да они, безусловно, есть. О некоторых из них уже говорилось, но есть ещё одна.
Ограниченная мощность
Гипотетически, в стандартную для ламп общего назначения колбу, диаметром 61 мм, можно “напихать” большое количество филаментов. Потребляемая мощность такой лампочки действительно возрастёт, но световой поток вырастет незначительно и светить она будет недолго.
Для того чтобы питающая электроэнергия преобразовывалась в световой поток, как можно в большей мере, должны быть выполнены ряд условий. Одно из них, пространственное размещение осветительных элементов. Каждый отдельный филамент должен занимать какое-то пространство, по возможности не перекрывая другие филаменты. Очевидно, что с возрастанием их числа, таких возможностей будет всё меньше и меньше.
Есть и ещё один аспект связанный с ограничением мощности. Для эффективного отвода тепла, выделяемого при свечении светодиодов, необходим не только инертный, лёгкий газ, но и какой-то минимальный его объём.
На основании изложенного можно прийти к выводу, что мощность филаментовых ламп ограничена объёмом колбы.
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:
- Предохранитель.
- Выпрямитель диодного моста.
- Сглаживающие конденсаторы.
- 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.
Почему мигает светодиодная лампа, причины, способы устранения
Как работает схема
Принцип работы схемы прост. Напряжение, которое поступает на вход, выпрямляется с помощью диодного моста. Далее, благодаря действию емкости и конденсатора, происходит сглаживание тока.
На подходе к микросхеме ток преобразуется в ВЧ импульсы, сглаживаемые с помощью конденсатора. В дальнейшем питание поступает на филаментный светодиод и возвращается в сеть.
Что касается драйвера, в его состав входит ШИМ-контроллер и дополнительные устройства (компараторы, мультиплексоры и т.д.). Они сравнивают реальный и номинальный токи, а после отправляют сигнал контроллеру ШИМ на внесение правок в коэффициент заполнения импульсов.
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 Особенности лампы ДНАТ 250
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.
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:
- Филамент представляет собой матрицу.
- 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
Анализ причины перегорания филаментной лампы
Чтобы не отставать от технического прогресса при появлении на рынке филаментных ламп приобрел двенадцать таких лампочек с цоколем Е14 мощностью 6 Вт для двух люстр.
Лампы красиво смотрелись в люстре и хорошо освещали помещение, но через год эксплуатации одна из них ярко вспыхнула и перестала светить. Решил выяснить, в чем причина отказа.
Попытка отделить цоколь от колбы лампы не увенчалась успехом. Клей-компаунд скрепил цоколь с колбой намертво. Пришлось применить разрушающий метод разборки с помощью тисков.
Для извлечения драйвера из цоколя пришлось, вращая его сжимать по немного тоже в тисках. Компаунд и остатки стекла колбы при этом крошились.
В результате удалось извлечь из лампы филаменты и драйвер без их повреждения. На фотографии показано как выглядит филаментная лампа без колбы и цоколя.
При осмотре драйвера сразу бросилось в глаза, что рядом с токоограничивающим конденсатором резистор был покрыт слоем копоти, что свидетельствовало о сгорании одной из деталей. Проверка резистора показала его исправность. Следовательно, вышел из строя конденсатор.
На противоположной стороне печатной платы драйвера был распаян только мостовой выпрямитель и нанесена маркировка для подключения. Позвонка диодов мультиметром показала, что все диоды исправны.
Электрическая схема филаментной лампы
Для дальнейшего анализа причины отказа с печатной платы драйвера срисовал электрическую принципиальную схему филаментной лампы. Как видно из схемы, она практически не отличается от стандартной схемы светодиодной лампы, собранной на обыкновенных светодиодах с токоограничивающим конденсатором.
Ток стабилизируется с помощью конденсатора С1, выпрямляется диодным мостом VD1-VD4 и далее поступает на филаменты HL1-HL6, соединенные последовательно двумя параллельными группами по три. Резисторы служат для разряда конденсаторов после выключения лампы. С2 сглаживает пульсации.
Достоинством этой схемы драйвера является простота, позволяющая поместить его даже в цоколь Е14, высокий КПД и практически отсутствие выделения тепла. Недостатком является большой коэффициент пульсаций светового потока, что исключает использование ламп с таким драйвером для освещения рабочих мест с напряженным трудом.
Если необходима филаментная лампа с малым коэффициентом пульсаций, то нужно приобретать с драйвером на микросхеме. На фото классическая схема такого драйвера, но он больше по размерам, поэтому устанавливается только в филаментные лампы с цоколь Е27.
Проверка филаментов лампы
Для проверки филаментов необходимо на их выводы подать напряжение постоянного тока не менее 60 В. Поэтому мультиметром, который выдает в режиме измерения сопротивления напряжение не более 9 В прозвонить филамент невозможно.
Поэтому для проверки филаментов был использован драйвер, извлеченный из лампы. Конденсатор С1 был в обрыве, поэтому был выпаян и вместо него запаян исправный навесной такой же емкости.
При подаче напряжения на драйвер, засветился только один из шести филаментов, и то участками, что указывало на возможную неисправность всех филаментов лампы.
Для проверки филаментов они были разъединены и проверены по отдельности. Подключались к родному драйверу, последовательно с которым по цепи подачи питающего напряжения был запаян дополнительных конденсатор такой же емкости.
Как и ожидалось, все филаменты отказались неисправными. Один из них засветился, как и ранее, участками, что не позволяло его дальнейшее использование.
Причина перегорания филаментной лампы
Филаментная лампа перегорела из-за электрического пробоя токоограничивающего конденсатора С1. В результате все напряжение питающей сети (220 В) было приложено к выводам светодиодных филаментов и через них потек ток, превышающий допустимый.
Светодиоды от перегрева перегорели, как и сам конденсатор. От него и покрылась копотью печатная плата.
Устройство
LED filament-лампа состоит из четырех элементов – светодиодных стержней, стеклянной колбы, цоколя и платы драйвера (куда уж без него в LED-светильниках). Стержни являются стеклянными трубками с размещенными на них кристаллами, покрытыми люминофором. Такая технология исполнения светодиодов классифицируется как COG (Chip-on-Glass), что в дословном переводе звучит как «чип на стекле».
Кристаллы каждого из стержней соединены последовательно, таким образом, создается цепочка от начала к концу стеклянной палочки, где одна сторона – это анод, ну а вторая – катод. Каждый стержень образует один сплошной светодиод мощностью 1 ватт, а значит, даже мельком взглянув на подобную лампочку, можно понять, какова ее мощность.
Благодаря желтому люминофору, цветовая температура подобных световых приборов максимально близка к привычному свету ламп накаливания.
Вместо привычного уже ШИМ, который установлен в драйвер светодиодов, в филаментных световых приборах питание подается посредством примитивных электронных схем, т. к. нереально вместить полноценный драйвер в столь маленький цоколь.
Интересно, что при приобретении двух ламп одного производителя, но с разными цоколями, либо разной мощности качество драйвера будет значительно отличаться. Объясняется это очень просто. В цоколе Е27 места значительно больше, чем в Е14, соответственно и установить туда улучшенный, а значит увеличенный стабилизатор куда проще.
Филаментные лампы Томского
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
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.
