Lampy LED z długimi żarnikami. Sekrety żarówek LED

Zapraszamy miłośników lamp LED na strony bloga Prestigio!

Dzisiaj porozmawiamy o jednym palącym i niezwykle popularnym ostatnio temacie, a mianowicie o lampach LED z żarnikiem (lub po rosyjsku nitkowatymi). Na Geektimes (, ,) można znaleźć wiele artykułów im poświęconych, jednak nie dotyczą one analizy lamp i porównania ich charakterystyk temperaturowych. Dlatego specjalnie dla Was, drodzy czytelnicy, przeprowadziliśmy szczegółową analizę lamp różnych producentów, obejmującą pomiar temperatury żarników LED. A pod cięciem postaramy się odpowiedzieć na pytanie: czy żarówki żarnikowe są tak dobre, jak przedstawiają je marketerzy?

Tło problemu

Około 5 lat temu oświetlenie LED zaczęło aktywnie zdobywać swoich sługusów i zwolenników. Inżynierowie od dawna próbują zaadaptować naturalnie dwuwymiarowe źródła światła do oświetlenia trójwymiarowego (wystarczy spojrzeć na lampy w kształcie kolb kukurydzy). Pisano o tym wielokrotnie, zarówno wtedy, jak i później.

I tak na rynek trafiły lampy żarowe. Wydawałoby się, że jeśli nie idealne, ale optymalne rozwiązanie problemu zostało znalezione, gdy „owce są karmione, a wilki bezpieczne”: żarówka praktycznie nie różni się od żarówki Iljicza zarówno formą, jak i w treści jedynie włókno wolframowe zostało zastąpione żarnikiem LED. Pracę znalazły nawet stare fabryki i warsztaty dmuchania szkła. Obecnie proponuje się zastosowanie półprzezroczystego podłoża ceramicznego w celu poprawy promieniowego rozkładu strumienia świetlnego lamp (na przykład Crystal Ceramic MCOB).

Co to za tajemniczy włókno? Krótko o strukturze wątku

Filament to ciasto składające się z kilku składników. Cienkie podłoże szklane (niezbyt dobry przewodnik ciepła) lub szafirowo-ceramiczne (dobry przewodnik ciepła) - w zależności od chciwości producenta - z dwoma stykami na krawędziach. Na tym podłożu instalowane są chipy LED, które połączone są szeregowo najdelikatniejszą złotą nicią. Następnie całą konstrukcję wypełniamy fosforem i voila, włókno jest gotowe.

Pomysł na tego typu diody LED jest prosty: próba wyciśnięcia nieco więcej lm/W, bo w tej konstrukcji nie ma znaczenia, gdzie dioda emituje światło, w przeciwieństwie do SMD. Światło nadal dociera do luminoforu i daje ciepłą składową (kolory zielony i czerwony).

Krótko mówiąc, dla przeciętnego konsumenta przegrzanie lub niewystarczające odprowadzanie ciepła z diod LED oznacza tylko jedno - wielokrotne (czasem o rzędy wielkości) pogorszenie właściwości lamp LED

Tradycyjnie wnioski dla spieszących się przedstawiamy w dwóch zestawieniach. Miłośników dokładnych pojedynków zapraszamy do części eksperymentalnej.

Część eksperymentalna

CroLED: jakość z chińskiego serwisu Ebay

Analiza żarówki ujawniła jedną interesującą cechę konstrukcyjną – mianowicie sterownik. A dokładniej jego całkowity brak: żarówka zasilana jest przez banalny mostek diodowy MB10F z parą rezystorów i ogromnym kondensatorem półprzewodnikowym. Ale jest kompaktowy!

Dlaczego producentom opłaca się wytwarzać ultramałe diody LED?

Zainteresowanie Zapytaj. Jeden z powodów jest czysto ekonomiczny. Małe chipy LED po prostu nie wymagają dodatkowych złotych styków, aby zapewnić równomierny rozkład pola elektrycznego i odpowiednio równomierną jasność w całej diodzie.

Innym powodem jest rozpraszanie ciepła. Nie ma sensu umieszczać mocnej, dużej diody LED na podłożu, które stosunkowo słabo przewodzi ciepło.

Ale zajrzyjmy teraz pod żarówkę naszej lampy. Po zdjęciu szkła i zmierzeniu temperatury okazało się, że gwinty bardzo szybko (dosłownie w ciągu 1 minuty) nagrzewają się do prawie 90 stopni, a w niektórych miejscach, najwyraźniej tam, gdzie znajdują się diody, temperatura sięga ponad 100 stopni.

Eglo: zwykła lampa o zwykłych właściwościach

Liryczna dygresja na temat migotania

Do jednego z artykułów na D3 użytkownik Justicebest napisał co następuje:

Gdzie jest napisane:

Uwaga - Współczynnik pulsacji oświetlenia uwzględnia pulsację strumienia świetlnego do 300 Hz. Pulsacja oświetlenia powyżej 300 Hz nie ma wpływu na wydajność ogólną i wizualną.

Phillips: jakość jest najważniejsza

Sama lampa posiada tylko dwa żarniki LED, gdyż pobiera jedynie 2,3 W. Chipy LED umieszczone są na przezroczystym podłożu i wielkością przypominają te stosowane w lampach Eglo, lecz mają inną fakturę podłoża – „tarczę”. Jak zauważono powyżej, nie można argumentować przeciwko prawom termofizyki.

W listopadzie 2013 spacerując po wystawie Intersvet zobaczyłam kilka stoisk z Państwa Środka z... całkiem zwyczajnymi na pierwszy rzut oka żarówkami. Spontanicznie pojawiło się pytanie: co skłoniło chińskich producentów do wprowadzenia technologii mającej ponad sto lat? Dopiero po bliższym przyjrzeniu się stało się jasne, że w rzeczywistości były to diody LED. Już w następnym roku te niezwykłe lampy zaczęto sprzedawać w rosyjskich sklepach. Nowego produktu nie zapowiadano w żaden sposób, producenci utrzymywali intrygę, nie zdradzając zasady działania, co wywołało wiele plotek w środowisku zawodowym. Takie podejście nie tylko wzbudziło zainteresowanie konsumentów, ale wręcz przeciwnie, wielu z nich odstraszyło. Nie było jasne, czy w praktyce można zastosować nietypowe lampy. W tym artykule zasłona tajemnicy zostanie zerwana z tajemniczym wynalazkiem.

W wielu modelach lamp żarnik jest ważnym elementem konstrukcyjnym. Dlatego do niedawna nie było w nich czym zastąpić żarówki. Fizycznie niemożliwe jest stworzenie kompaktowej lampy fluorescencyjnej (CFL), której kształt świecącego korpusu dokładnie odpowiada żarówce. Diody LED to miniaturowe źródła światła, co otworzyło perspektywy rozwiązania tego problemu. Powstały na przykład lampy, w których diody LED umieszczano na wąskiej linijce wewnątrz żarówki, a linijka z kolei była połączona z radiatorem na zewnątrz żarówki. Wadami tej konstrukcji były ograniczenia mocy (lampa LED odpowiada strumieniowi świetlnemu żarówce o mocy nie większej niż 25 W), a także wysoki koszt. Ponadto nie było możliwe osiągnięcie pełnej zgodności projektu z lampą żarową.

W 2008 roku japońska firma Ushio stworzyła pierwsze lampy LED, na zewnątrz nie do odróżnienia od lamp żarowych. Nowy produkt nosi nazwę Filament LED Bulb od angielskiego słowa Filament, co oznacza „żarnik żarowy”. Termin „żarówki LED” pojawił się po raz pierwszy w języku rosyjskim, jednak nie zakorzenił się, ponieważ łączył ze sobą sprzeczne pojęcia. W chwili pisania tego tekstu istniał już termin „lampy LED z żarnikiem” (FSL).

Początkowo FSL były produkowane wyłącznie do celów dekoracyjnych, ich strumień świetlny był niewystarczający do oświetlenia ogólnego. Dlatego nie zdobyli sławy poza Japonią. Przełom nastąpił w 2013 roku, kiedy kilka chińskich firm wprowadziło jednocześnie FSL o dużej mocy do oświetlenia ogólnego, porównywalne pod względem strumienia świetlnego z żarówkami o mocy do 60 W.

Należy zaznaczyć, że choć powstanie FSL podyktowane było przede wszystkim względami estetycznymi, to rozwój ich konstrukcji nie ograniczył się jedynie do umieszczenia diod LED w taki sposób, aby imitowały żarnik. Musieliśmy głęboko przemyśleć wiele kwestii związanych z konstrukcją źródeł światła LED, co zaowocowało zasadniczo nowym typem lampy.

Jak działa włókno?

FSL opiera się na technologii Chip-on-Glass (COG), która została wcześniej z sukcesem przetestowana przy tworzeniu wyświetlaczy dla urządzeń mobilnych. Polega na umieszczeniu subminiaturowych diod LED na podłożu wykonanym ze sztucznego szafiru lub w tańszej opcji ze specjalnego rodzaju szkła. Przezroczystość podłoża pozwala na tworzenie układów diod LED świecących we wszystkich kierunkach.

Typowy żarnik - analog LED kawałka żarnika - to pręt wykonany ze sztucznego szafiru lub szkła o średnicy 1,5 mm i długości 30 mm. Wykorzystując technologię COG umieszczono na nim 28 niebieskich diod LED, które połączone są szeregowo. W niektórych modelach żarnik może zawierać kilka czerwonych diod LED, aby uzyskać cieplejszy odcień blasku, podczas gdy całkowita liczba diod LED w żarniku również wynosi 28. Całość pokryta jest warstwą luminoforu na bazie silikonu. Pobór mocy jednego żarnika mieści się w przedziale 0,8-1,3 W. Zbierając wymaganą liczbę włókien w kolbie, można uzyskać lampę LED o wymaganej mocy. Znane są modele FSL zawierające do 16 włókien.

Istotną zaletą żarnika w porównaniu do tradycyjnych matryc LED jest to, że aby równomiernie rozprowadzić światło we wszystkich kierunkach, nie ma konieczności stosowania skomplikowanego układu optycznego, który wprowadza duże straty. Zapewnia to wysoką wydajność lampy. Moc dostarczana do żarnika jest 1,5 razy większa niż w przypadku tradycyjnej matrycy LED, przy tym samym strumieniu świetlnym. Zmniejszenie poboru mocy oznacza zmniejszenie wytwarzania ciepła. Jednak pierwsze pytanie, które pojawia się u specjalisty, który po raz pierwszy ma do czynienia z FSL, brzmi: „Jak tutaj usuwa się ciepło?” W rzeczywistości nie opiera się na elementach mocowania włókna. A typowy FSL nie ma żadnego radiatora, nawet zwykłego, plastikowego. I tu dochodzimy do kolejnej ważnej innowacji.

Radiator

Włókna są hermetycznie zamknięte w szklanej kolbie. Kolba ta jest wypełniona specjalnym gazem o wysokiej przewodności cieplnej. To właśnie za pośrednictwem gazu ciepło jest odprowadzane z diod LED. Szklana bańka o cienkich ściankach dobrze przewodzi ciepło, dlatego pełni rolę radiatora. Według producentów FSL taki system odprowadzania ciepła w niektórych przypadkach okazuje się nawet skuteczniejszy niż tradycyjne lampy LED, temperatura złącza pn nie przekracza 60°C.

Przy wytwarzaniu kolb i napełnianiu ich gazem stosuje się procedury, które zostały już dobrze ustalone dla lamp żarowych. Ale skład gazu jest tajemnicą produkcyjną, pilnie strzeżoną przez producentów FSL. Na razie możemy opierać się jedynie na nieoficjalnych informacjach zamieszczonych na kilku profesjonalnych portalach, według których kolbę napełnia się helem, gazem o najwyższej (z wyjątkiem wodoru) przewodności cieplnej. Inną opcją jest mieszanina gazów, której ważnym składnikiem jest również hel.

Parametry FSL

W chwili pisania tego tekstu (marzec 2015) maksymalne wartości parametrów seryjnych próbek FSL z żarówką konwencjonalną w rozmiarze A60, posiadających skorelowaną temperaturę barwową 2700 K, kształtowały się następująco:

• strumień świetlny - 980 lm (co odpowiada żarówce o mocy 85 W);
• strumień świetlny całej lampy - 116 lm/W (niektórzy producenci podają wartości nawet do 150 lm/W, jednak dane te nie zostały potwierdzone niezależnymi badaniami);
• współczynnik oddawania barw CRI - 90;
• deklarowana przez producenta żywotność wynosi 30 000 godzin;
• Możliwość ściemniania.

Należy zaznaczyć, że FSL produkowane są z kolbą sferyczną o średnicy 95 mm, która ma większą powierzchnię niż kolba A60. Zapewnia to lepsze odprowadzenie ciepła w porównaniu do żarówki A60, pozwalając na osiągnięcie strumienia świetlnego na poziomie 1500 lm.

Do jednego żarnika dostarczane jest napięcie około 100 V. Dlatego wszystkie FSL są produkowane do bezpośredniego podłączenia do sieci oświetleniowej, modele niskonapięciowe (powiedzmy 12 V) nie są produkowane. W momencie pisania artykułu produkowano FSL do europejskich nabojów E27 i E14, akceptowanych także w Rosji, amerykańskich nabojów E26 i E12, a także na naboje bagnetowe. Te ostatnie, jak wiadomo, stosuje się tam, gdzie występują drgania i wibracje, na przykład na statkach. Dane dotyczące odporności FSL na wibracje nie zostały jeszcze nigdzie opublikowane, ale można założyć, że jest ona wyższa niż w przypadku lamp żarowych.

Zalety i wady

Duże zainteresowanie FSL zarówno ze strony specjalistów, jak i zwykłych konsumentów wynika z faktu, że lampy te mają szereg niezaprzeczalnych zalet:

• pełna kompatybilność według krzywej światłości z lampami oryginalnie przeznaczonymi dla żarówek;
• wysoka wydajność świetlna ze względu na brak układu optycznego zapewniającego równomierny rozkład światła w różnych kierunkach;
• możliwość obniżenia kosztów produkcji poprzez wykorzystanie istniejących mocy produkcyjnych do produkcji lamp żarowych;
• przełamanie bariery psychologicznej podczas korzystania z oświetlenia LED w życiu codziennym.

Jednocześnie FSL ma również pewne wady:

• mała przestrzeń na przetwornik, przez co stosuje się albo przetworniki o uproszczonej konstrukcji o wysokim współczynniku pulsacji, albo przetworniki o dużym stopniu miniaturyzacji bez pulsacji, które są bardzo drogie;
• historia praktycznego zastosowania tego typu lamp do oświetlenia ogólnego trwa zaledwie około 1,5 roku, więc nadal nie ma wiarygodnych statystyk dotyczących rzeczywistej niezawodności, istnieją jedynie obliczenia teoretyczne;
• w przypadku FSL ważne jest, aby zastosować szklaną żarówkę, aby w odróżnieniu od innych typów lamp LED nie były one nietłukące;
• Jak dotąd FSL są produkowane wyłącznie przez mało znane chińskie firmy, co komplikuje zadanie wyboru konsumentom dalekim od technologii oświetleniowej.

Problem podany w punkcie 1 niektórzy producenci rozwiązują poprzez dodanie pierścienia pomiędzy podstawą a żarówką, co zwiększa przestrzeń dla kierowcy. Rozwiązanie problemu określonego w ust. 2 jest kwestią czasu. Punkt 4 można wytłumaczyć powolnością charakterystyczną dla dużych firm. Jednak i tutaj sytuacja się zmienia. Niedawno znana tajwańska firma Edison Opto rozpoczęła produkcję włókien na bazie sztucznego szafiru. W związku z tym zastosowanie w lampie żarników znanego producenta jest już swego rodzaju gwarancją jakości (choć nie powinniśmy zapominać, że wiele zależy również od sterownika). A już niedługo na sklepowych półkach pojawi się FSL, produkowany w bardzo znanym dużym zakładzie z niemal 60-letnią historią. A to jest rosyjskie przedsiębiorstwo.

Produkcja rosyjska

Rozpoczęcie produkcji seryjnej pierwszego krajowego FSL zaplanowano na kwiecień 2015 roku. Będzie produkowany w słynnych zakładach Lisma w Sarańsku. Mówimy o FSL, który jest w stanie zastąpić 40-watową żarówkę trzonkiem E27, zużywając tylko 4 W. Według oficjalnej strony Lismy w sieci społecznościowej VKontakte deklarowana żywotność nowego produktu wynosi 10 000 godzin. Cena detaliczna, jak tam wskazano, wyniesie około 120 rubli. Świetlówka CFL o tym samym strumieniu świetlnym kosztuje tyle samo. Ale w porównaniu do świetlówek kompaktowych konsument otrzymuje 2 razy mniejsze zużycie energii, o 25% dłuższą żywotność, natychmiastowy start i możliwość używania lampy w szerokiej gamie lamp.

Lampa zostanie wyprodukowana przy użyciu chińskiego sterownika i żarników. Produkcja żarówki i podstawy, montaż żarników i napełnienie żarówki gazem, a także montaż lampy będą realizowane w Lism.

Perspektywy dla FSL

Wykorzystujące dłuższe żarniki, w 2014 roku w Chinach powstały lampy LED T8. To prawda, że ​​​​ten pomysł nie został jeszcze rozwinięty.

Ponadto lampy FSL są produkowane na skalę przemysłową w celu zastąpienia żarówek reflektorowych. Wydawałoby się, po co stosować tę technologię, skoro nie ma problemów z kompatybilnością na poziomie krzywej światłości lamp LED, podobnych do żarówek reflektorowych? Ponadto projektanci lamp prawie nigdy nie eksponują żarówek żarowych lamp reflektorowych. Być może to zaawansowana technologia ich produkcji skłoniła producentów do produkcji refleksyjnych FSL.

I wreszcie austriacka firma Soft LED promuje takie rozwiązanie jak FSL z... termosem na mleko. W takiej lampie nie są widoczne włókna imitujące żarnik. Jednak ich zastosowanie pozwoliło obejść się bez specjalnego radiatora.

Powyższe przykłady pokazują, że połączenie technologii COG i odprowadzania ciepła gazu z diod LED samo w sobie okazało się bardzo wygodne w produkcji. Dlatego też lampy FSL będą rozwijać się także w kierunku zastosowań, w których nie jest wymagane dokładne odwzorowanie konstrukcji żarówki.

Aleksiej Wasiliew

Żarówki żarnikowe, choć należą do lamp LED, znacznie różnią się od nich zarówno zewnętrznie, jak i konstrukcyjnie. Ignorantowi może się wydawać, że jest to zwykła żarówka, tylko trochę „dziwna”. W rzeczywistości lampy żarowe LED łączą w sobie najlepsze cechy znanych „żarówek Iljicza” i nowoczesnych lamp LED. Rezultat był ciekawy, ekonomiczny, przyjazny dla środowiska i bardzo przyjemny dla oka. Na pierwszy rzut oka ich cel nie jest do końca jasny, ale po przeczytaniu artykułu stanie się jasne, czym są, dlaczego są potrzebne i jak wybrać.

Funkcje projektowe

Jednym z głównych „zadań”, do których przeznaczone są żarówki LED, jest całkowita wymiana żarówek na lampy stylowe. Rzeczywiście, na zewnątrz wygląda jak najzwyklejszy - przezroczysta żarówka, brak ogromnej (obowiązkowej w przypadku żarówek LED), zwykła gwintowana podstawa. Tyle, że „żarnik” wygląda trochę dziwnie, ale po włączeniu żarówki ta różnica nie jest już tak zauważalna.

Tak naprawdę żarówki żarnikowe można stosować nie tylko w lampach retro, ale w ogóle wszędzie. Pod względem właściwości niemal całkowicie odpowiada tradycyjnym diodom LED.

Na przykład „standardowa” żarówka (oznaczona jako A60 w przeciwieństwie do modelu sferycznego lub kulistego oznaczonego jako A95) ma moc 8 watów, temperaturę barwową 2700 K, strumień świetlny 980 lm lub wyższa i żywotność 30 tysięcy godzin.

Główną różnicą jest technologia produkcji. Uważa się, że był on już wcześniej testowany przy opracowywaniu wyświetlaczy dla urządzeń mobilnych. Na przezroczyste szklane lub szafirowe podłoże nanosi się żarnik LED z niebieskimi, a czasem czerwonymi mikrodiodami, następnie całość pokrywa się żywicą wykonaną z silikonu i mieszaniny fosforu (luminoforu).

Gotowe włókna umieszcza się w kolbie ze specjalnym gazem, którego skład zwykle jest przez producentów utrzymywany w tajemnicy – ​​z reguły jest to hel lub oparta na nim mieszanina gazów.

Niektórzy producenci, zwłaszcza chińscy, czasami używają do fosforu niskiej jakości silikonu. Prowadzi to ostatecznie do awarii lampy w wyniku zniszczenia żarnika LED. Kolejnym „słabym punktem” jest niskiej jakości luminofor, który powoduje wyciek niebieskiego światła, co może poważnie uszkodzić wzrok. Dlatego nie należy kupować żarówek wątpliwej produkcji, nawet jeśli zakup wydaje się bardzo opłacalny.

Taka konstrukcja pozwala „pozbyć się” nieporęcznego radiatora, typowego dla innych lamp LED i niezbędnego do chłodzenia. Gaz zawarty w żarówce skutecznie odprowadza ciepło z diod, które ze względu na swoje niewielkie rozmiary nagrzewają się już mniej niż w konwencjonalnej lampie LED.

W podstawie żarówki znajduje się mała płytka z elektronicznym układem sterownika potrzebnym do konwersji napięcia z prądu przemiennego na prąd stały. Pomaga to uniknąć szkodliwej dla ludzkiego oka pulsacji diod LED. Dzięki takiemu konwerterowi współczynnik pulsacji można zmniejszyć do 2% - mimo że pulsacja konwencjonalnej żarówki może sięgać 20%.

Zalety i wady

Chociaż lampy żarowe są uważane za stosunkowo nową i zaawansowaną technologię, mają one swoje wady i zalety.

Zalety obejmują:

• W pełni kompatybilny z lampami wykorzystującymi tradycyjne żarówki.
• Niskie zużycie energii elektrycznej.
• Znajomy wygląd dla kupującego.
• Długa żywotność.
• Wysoka wydajność świetlna dzięki przezroczystości ścianek żarówki i braku dodatkowych elementów optycznych.
• Większy kąt rozproszenia światła w porównaniu do lamp LED z radiatorem.
• Lekka waga lampy wynosi około 20-40 gramów.

Wady:

• Kolba jest wykonana ze szkła i dlatego łatwo ulega stłuczeniu.
• Nie ma modeli niskonapięciowych - takie żarówki są przeznaczone do zwykłych sieci elektrycznych i standardowego napięcia.
• Średnica podstawy wynosi nie więcej niż 27 i nie mniej niż 12 milimetrów.
• Dość wysoki koszt.

Najczęściej w życiu codziennym stosuje się żarówki LED z trzonkami śrubowymi e27 i e14, dzięki czemu najłatwiej je znaleźć na półkach sklepowych. Dzięki trzonkowi E27 można je zastosować wszędzie tam, gdzie stosowane są standardowe żarówki - jest to najczęstszy rodzaj trzonka. Trzonek E14 jest prawie o połowę mniejszy, lampy tego typu stosowane są w małych lampach, żyrandolach z dużą ilością ramion, kinkietach dekoracyjnych i innych.

Krótki przegląd producentów

Obecnie na rynku rosyjskim istnieje ograniczona liczba marek oferujących konsumentom wysokiej jakości żarówki LED. Zapamiętanie tych najlepszych nie będzie trudne, ale ta lista pomoże Ci nie popełnić błędu przy wyborze i uchroni Cię przed zakupem lamp wątpliwej jakości.

1. Osrama. Niemiecka firma, jeden z liderów wśród producentów sprzętu LED. Oferuje dość szeroką gamę żarówek, zarówno o klasycznych kształtach, jak i w formie świecy czy kuli. W szczególności firma produkuje lampy ściemnialne - takie, w których można zmieniać poziom oświetlenia (lampy te są droższe od zwykłych lamp).
2. Philipsa. Marka, której nie trzeba specjalnie przedstawiać, ponieważ jakość i wysokie parametry techniczne produktów tej firmy są już znane każdemu. Philips oferuje zarówno zwykłe żarówki o trzonku E27 lub E14, jak i żarówki tradycyjne, a także opcje dekoracyjne: kuliste, w kształcie świecy. Jednocześnie lampy tej firmy są około dwukrotnie tańsze od produktów Osram.
3. Lisma. Mordowski producent, którego produkty są również dobrej jakości, ale jednocześnie kosztują nieco mniej niż ich zagraniczne odpowiedniki. Miłym bonusem jest 2-letnia gwarancja na dowolną lampę.
4. Ruszony. Krajowa firma jest silnym „chłopem średnim”. Produkuje lampy o tradycyjnym trzonku gwintowanym E27 i niskim stopniu pulsacji (około 1-2%), które jednocześnie charakteryzują się krótszą żywotnością niż lampy zagranicznej konkurencji – 15 000 godzin. Te drobne niedociągnięcia w pełni rekompensują przystępne ceny produktów.
5. Maks. Kolejny uznany lider, tym razem ukraiński. Średni przedział cenowy, produkt wysokiej jakości i 36-miesięczna gwarancja. Dodatkowo Maxus wyposaża lampy żarowe w kompaktowe ściemniacze.

Jeśli wolisz jakość i trwałość, a cena nie gra roli, to powinieneś wybrać pierwszych 2 producentów. Jeśli potrzebujesz równowagi pomiędzy ceną a jakością, doskonałym wyborem będą żarówki LED typu Lisma lub Rusled.

Wideo

Specjalnie dla tych, którzy lubią zamawiać towary z Aliexpress, oto recenzja wideo 6-watowej lampy LED z żarnikiem zamówionej z Chin.

Perspektywy i technologie

Eksperci uważają, że w nadchodzących latach produkcja żarówek LED będzie się rozwijać w szybkim tempie. Po pierwsze dlatego, że można je wyprodukować na niemal tym samym sprzęcie, co konwencjonalne – żarowe. Po drugie, produkcja żarnika jest dość opłacalna ze względu na jego wysoki koszt.

Przyjemny „wygląd” i właściwości energooszczędne sprawiają, że żarówki LED są atrakcyjne dla konsumentów. Będzie dobrze wyglądać w zwykłym mieszkaniu, tematycznej kawiarni czy przytulnym biurze. Istnieją dowody na to, że wkrótce twórcy wyeliminują największą wadę takich żarówek - kruchość żarówki (wykorzystując do jej produkcji nowocześniejsze, przezroczyste materiały, a nie szkło), a wtedy szybko i łatwo podbiją rynek sprzętu LED nie tylko w Rosji, ale także na całym świecie, na cały świat.

Próby zamaskowania żarówki LED jako lampy żarowej zakończyły się sukcesem w 2008 roku, kiedy japońskim naukowcom udało się stworzyć pierwszy żarnik LED. Dalsze badania i rozwój technologii produkcji przyczyniły się do udoskonalenia parametrów technicznych nowego produktu, dzięki czemu w 2013 roku rozpoczęto masową produkcję żarówek na bazie diod LED.

Zewnętrznie nowe próbki całkowicie przypominały żarówki żarnikowe, więc pierwszymi aktywnymi nabywcami byli ludzie, którzy chcieli zachować estetyczny obraz żyrandola i wnętrza pokoju jako całości. A deklarowana przez producenta oszczędność energii i żywotność wynosząca 30 tysięcy godzin, były dodatkowym przyjemnym bonusem.

Jakie wnioski można wyciągnąć po kilkuletniej eksploatacji żarówek LED i co kryje się we wnętrzu przezroczystej żarówki? Najpierw najważniejsze rzeczy.

Żarówki LED z żarnikiem do urządzeń

W terminologii technicznej słowo „włókno” oznacza „włókno”. Dlatego w Rosji stopniowo zaczyna obowiązywać określenie „żarówka”. Składa się z 4 głównych części:

• Paski LED;
• szklana kolba;
• metalowa podstawa;
• płyta sterownicza.

Czasami projekt zawiera dodatkowo podstawę części podstawowej. Filament LED to szklany pręt o przekroju prostokątnym lub okrągłym, na którym instalowane są miniaturowe kryształki LED metodą COG (Chip-on-Glass). Wszystkie diody LED jednego żarnika tworzą szeregowy obwód elektryczny z anodą i katodą na końcach. Jego pobór mocy wynosi zwykle 1 W. Zatem liczba prętów w żarówce wskazuje moc lampy.

Każdy żarnik LED jest pokryty grubą warstwą żółtego luminoforu silikonowego. Zapobiega przenikaniu promieniowania ultrafioletowego i sprzyja równomiernemu rozproszeniu strumienia świetlnego. Temperatura barwowa diod LED mieści się w ciepłym lub neutralnym zakresie, aby lepiej naśladować ich wolframowych poprzedników.

Żarówki LED zasilane są nie bezpośrednio, lecz poprzez sterownik. Ponieważ umieszczenie konwertera w standardowej podstawie jest prawie niemożliwe, jako źródło zasilania wykorzystuje się prymitywne układy elektroniczne. Jednak światowej klasy producenci starają się zainstalować pełnoprawny sterownik w podstawie żarówki żarnikowej, który zapewnia stabilną moc diodom LED.

Tanie żarówki LED z żarnikiem nie mają bezpiecznika. Z jakiegoś powodu chińscy rzemieślnicy nie uważają za konieczne umieszczanie bezpiecznika w podstawie na zasadzie energooszczędnych lamp fluorescencyjnych.

Warto zaznaczyć, że żarówki tego samego producenta, ale o różnych mocach i dla różnych gniazd, będą się różnić jakością sterownika i konstrukcją obwodu. Jest tego kilka powodów. Po pierwsze, wewnątrz podstawy E27 jest więcej miejsca niż wewnątrz E14. Oznacza to, że zmieści się w nim prosty stabilizator i kondensator wygładzający. Po drugie, ich napięcie zasilania zależy od liczby połączonych szeregowo nitek świetlnych, co stwarza dodatkowe trudności przy zastosowaniu małej podstawy.

Niektórzy producenci skutecznie rozwiązują problem braku miejsca na sterownik, zwiększając podstawę żarówki LED, a mianowicie instalując plastikową krawędź pomiędzy podstawą a żarówką. Dzięki plastikowemu pierścieniowi pojawia się dodatkowa przestrzeń dla kondensatora wygładzającego i większego obwodu sterującego.

Rozpraszanie ciepła

Żarówki LED działają przy prądzie mniejszym od maksymalnego dopuszczalnego, dzięki czemu kryształy LED nie przegrzewają się. Temperatura złącza p-n w stanie roboczym oscyluje wokół 60°C. W markowych żarówkach do szklanej bańki pompowana jest mieszanina gazów na bazie helu, która ma wysoką przewodność cieplną. To gaz służy jako przewodnik ciepła pomiędzy włóknami a cienkim szkłem kolby. Skuteczność tej metody jest wystarczająca, aby uniknąć przegrzania kryształów emitujących światło.

Jednak, jak w przypadku każdego projektu, w żarówce LED nie wszystko jest tak gładkie. Ponieważ istnieje inne źródło ciepła - kierowca. Brak grzejnika nie pozwala na szybkie odprowadzenie ciepła. Dodatkowo mała objętość podstawy znacznie utrudnia chłodzenie. Okazuje się, że elementy sterujące są najsłabszym ogniwem całego systemu. Sądząc po opiniach użytkowników, to jednostka sterująca powoduje nadmierne migotanie i awarię produktu. A dla wysokiej jakości sterownika, który zapewnia minimum tętnienia i stabilność, potrzebne są drogie elementy radiowe.

Obecność sterownika prądowego w podstawie można ocenić po zakresie napięcia zasilania wskazanym na opakowaniu. Przykładowo lampa o napięciu U = 85–250 V prawdopodobnie ma zainstalowany wysokiej jakości stabilizator prądu, który chroni pręty LED żarnika przed skokami napięcia.

Zalety i wady

Głównym dostawcą żarówek do Rosji są Chiny. Dlatego jakość dostarczanych produktów często odbiega od ideału. Mimo to istnieje kilka pozytywnych aspektów, dzięki którym istnieje zapotrzebowanie na żarówki LED z żarnikiem:

• duże podobieństwo wyglądu do lamp żarowych, co jest warunkiem realizacji niektórych pomysłów projektowych;
• kąt rozproszenia światła wynosi 360°, a temperatura barwowa około 3000°K (wskaźnik ten występuje w innych temperaturach barwowych), co jest lepsze od podobnych wskaźników żarówek;
• wysoki poziom strumienia świetlnego dzięki przezroczystej żarówce;
• brak masywnego grzejnika;
• długa żywotność (tylko w przypadku produktów markowych wysokiej jakości);
• W przyszłości możliwe będzie wypuszczenie nowych standardowych rozmiarów z włóknami o większej lub krótszej długości, a także obniżenie kosztów w celu utrzymania konkurencyjności.

Teraz o wadach. W ciągu kilkunastu lat działalności żarówki udało się znacząco uzupełnić swoje zobowiązania komentarzami:

• produkt nie podlega naprawie ze względu na nierozłączną obudowę;
• delikatna szklana kolba;
• często w konstrukcji zastosowano prymitywny prostownik zamiast pełnoprawnego sterownika prądowego;
• większość lamp jest wysoka;
• Z reguły w konstrukcji żarówki nie ma bezpiecznika;
• mają zawyżoną wartość rynkową;
• W tanich chińskich lampach moc i rzeczywista żywotność są niższe niż deklarowane.

Podsumowując, warto powiedzieć, że jak dotąd lampy żarnikowe LED mają więcej wad niż zalet. Technologia ta jest jednak konkurencyjna dzięki zasadniczo nowemu podejściu do projektowania i chłodzeniu kryształów LED. Mamy nadzieję, że chińscy producenci poprawią jakość sterownika, którego niezawodność wyeliminuje kilka niedociągnięć jednocześnie.

Praktyczne zastosowanie prętów LED żarnikowych w lampach o trzonku E27 i E14 to pierwszy krok w kierunku ich rozwoju. Istnieje wiele projektów korzystających z innych wspólnych baz, dlatego zapewne wkrótce porozmawiamy o ich nowych modyfikacjach i zakresie zastosowania.

Przeczytaj także

Lampy LED są bardzo popularne i zużywają mało prądu, jednak ich wygląd nie jest odpowiedni dla niektórych opraw. Specjalnie do kryształowych żyrandoli i kinkietów. W takich przypadkach lepiej jest kupić żarówki LED.

Co to są lampy żarnikowe?

Jest to rodzaj lamp LED, które wyglądem przypominają żarówki. Posiadają całkowicie przezroczystą szklaną żarówkę i podstawę, a wewnątrz zamiast żarnika znajdują się diody LED.

Żarnik, główny element funkcjonalny takiej lampy, to pasek LED o specjalnej konstrukcji. Filamenty z wyglądu przypominają nitkę, dlatego niektórzy tak je nazywają – żarówki na żarnikach LED.

Z czego składa się żarnik LED?

Przyjrzyjmy się bardziej szczegółowej strukturze tego typu diod LED - Filament. Dosłownie po rosyjsku to słowo brzmi jak włókno. Składa się z trzech warstw:

1. Podstawa szklana lub szafirowa;
2. 28 niebieskich diod LED. Czasami, aby uzyskać cieplejsze odcienie, niektóre niebieskie diody LED zastępowane są czerwonymi w proporcji 1 do 3;
3. warstwa luminoforu zapewniająca białą poświatę o wymaganej temperaturze barwowej.

Średnio moc jednego żarnika wynosi około 1 W, a napięcie wynosi od 60 woltów. To napięcie zasilania nie pozwala na produkcję lamp niskonapięciowych z żarnikami LED.

Żarówki wytwarzają dość silny strumień świetlny, porównaj go z innymi typami ze stołu. Filamenty produkowane są w bardzo wąskim zakresie mocy – od 4 do 8 W.

Korpus żarówek różni się całkowicie od lamp LED w ich zwykłej formie. Żarówki dokładnie powtarzają konstrukcję żarówek, co pozwala krajowym producentom wytwarzać je na tych samych liniach produkcyjnych, co żarówki. O tym, jakie konsekwencje niesie ze sobą taka egzekucja, porozmawiamy poniżej.

Projekt żarówki Tomich

Lampa z diodami żarnikowymi składa się z:

• Podstawa, zwykle E27 lub E14;
• szklana kolba;
• wewnątrz kolby znajduje się szklana nóżka oraz przewody do zasilania żarników;
• diody żarnikowe;
• sterownik, który znajduje się w bazie.

Zdjęcie szczegółowo pokazuje projekt producenta Rusled. Sprzedają swoje produkty pod nazwą „żarówka Tomich”.

Są to produkty produkowane w kraju, mające na celu zastąpienie produktów importowanych. Już w nazwie nawiązuje się do lampy Iljicza. Lampa Tomich to swego rodzaju nowy krok w rozwoju oświetlenia domowego.

Oprócz Tomicha produkcja w naszym kraju odbywa się w Sarańsku - w zakładzie Lisma. Jak głosi reklama: „Jedyna linia do produkcji szkła do lamp i podstaw lamp w Federacji Rosyjskiej”.

Jednocześnie w Rosji nie ma potężnych przedsiębiorstw zdolnych do produkcji takich diod LED, dlatego komponenty LED są importowane z Chin.

W konwencjonalnych lampach LED sterownik umieszczony jest na płytce, dla której jest dużo miejsca w obudowie. Pozwala to na zastosowanie obwodów o wysokiej jakości i stopniu złożoności w celu zmniejszenia współczynnika tętnienia.

W przypadku sterownika lampy żarnikowej obowiązują ograniczenia co do wielkości – jego płytka jest bardzo mała i musi mieścić się we wnęce podstawy. Zobaczcie jak to wygląda w prawdziwym życiu.

Na tak małej przestrzeni projektantom udało się umieścić wszystkie niezbędne części. Lampy wysokiej jakości nie pulsują lub ich pulsacje są bardzo małe i mieszczą się w dopuszczalnych granicach.

Naturalnie lampy budżetowe często są wyposażone w konwencjonalny obwód zasilania oparty na kondensatorze gaszącym, podobnie jak ma to miejsce w przypadku klasycznych plastikowych lamp LED. Daje to zbyt pulsujące światło, które jest ekstremalne.

Obwód sterownika

Sterownik jest zwykle wykonywany według podobnego schematu. Zamiast bezpiecznika F1 można zastosować rezystor o niskiej rezystancji (do 20 omów) o średniej mocy (do 1 W).

DB1 to mostek diodowy prostowniczy przeznaczony na napięcie wsteczne do 400-1000V. E2 to kondensator wygładzający pulsacje mostka diodowego, E1 to dodatkowy kondensator do zasilania mikroukładu. SM7315P i tym podobne to układ sterownika, serce całego obwodu.

Jego urządzenie składa się ze sterownika PWM, obwodów sprzężenia zwrotnego prądu (różne multipleksery, komparatory i inne elementy. Porównują wartość prądu znamionowego z wartością rzeczywistą, a następnie dają sygnał do sterownika PWM, aby zmienił współczynnik wypełnienia impulsów sterujących) ). PWM steruje wyłącznikiem zasilania (najprawdopodobniej n-MOS). Włącznik zasilania znajduje się w obudowie mikroukładu, więc nie znajdziesz go na płytce.

R1 – czujnik prądu, umożliwia zmianę natężenia prądu w obwodzie diody LED. Im wyższa wartość znamionowa, tym niższy prąd.

L1 – indukcyjność magazynowania, dzięki której następuje konwersja napięcia.

D1 to dioda niezbędna do pracy przetwornicy.

E3 to kondensator filtrujący tętnienia wyjściowe.

R2 to rezystor zapewniający minimalne obciążenie konwertera.

Ogólnie obwód utworzony z L1, D1 i przełącznika tranzystorowego wbudowanego w mikroukład jest typowym obwodem przełączającym konwertera obniżającego napięcie. Uproszczoną wersję takiego schematu pokazano na poniższym rysunku.

Funkcje projektowe

Jak często piszę, diody LED nagrzewają się. W tym przypadku nagrzewanie następuje na tyle mocno, że niektóre chipy nie mogą pracować nawet minuty bez dodatkowego radiatora. W przypadku małych diod LED w obudowach SMD ciepło jest odprowadzane przez ich pola stykowe.

Moc jednego żarnika wynosi około 1 wata. Spójrz na diody LED SMD - na każdy wat ich mocy potrzeba 25-30 cm2. obszar grzejnika. Rodzi to interesujące pytanie związane z chłodzeniem żarnika.

Moc żarówki można określić na podstawie jej wyglądu, a mianowicie liczby nitek. 1 wątek - 1 W.

Jak chłodzone są diody LED typu Filament?

Po pierwsze, żarnik nie jest solidną diodą LED dużej mocy, a jedynie matrycą. Typ matrycy w tej obudowie nosi nazwę „COG” lub „Chip-on-Glass” w zasobach anglojęzycznych. W języku rosyjskim jest to coś w rodzaju „Matrix na szklanej podstawie”.

Po drugie, skoro jest to matryca, oznacza to, że znajduje się na niej wiele małych diod. Pojedynczo wytwarzają bardzo mało ciepła, ponieważ mają małą moc. Przybliżone obliczenia:

1 W / 28 diod LED = 0,036 W/LED

Aby usunąć ciepło, potrzebny jest nośnik. Producenci napełniają żarówkę żarówek gazem, który dobrze przewodzi ciepło. Niektóre źródła podają, że tym gazem jest hel, w filmach promocyjnych o żarówkach Tomsk mowa jest o specjalnej formule gazów. Nie ma jasnych informacji w tej sprawie.

Dzięki takiej konstrukcji nagrzewanie się żarówki jest niskie - około 50-60 stopni. Można je bezpiecznie stosować w lampach z abażurami papierowymi, tkaninowymi i plastikowymi. Nagrzewanie samego żarnika osiąga temperatury powyżej 100 stopni. Nowoczesne diody LED są w stanie pracować w temperaturach KRYSZTAŁOWYCH do 120 stopni, a obudowa nagrzewa się znacznie mniej.

Rozprzestrzenianie się włókna

Po pojawieniu się żarówek popyt na nie zaczął rosnąć i stopniowo osiągnął poziom konwencjonalnych produktów LED. Powód tego jest prosty – ich konstrukcja i możliwość uzyskania dużego kąta luminescencji, bez stosowania dodatkowych układów optycznych.

Standardowe lampy LED, w obudowie z tworzywa sztucznego, posiadają kąt świecenia aż 170 stopni. W przypadku żarówek osiąga 300 stopni.

Taki kąt świecenia uzyskano dzięki przezroczystej szklanej żarówce i ułożonym w okrąg żarnikom. Niektóre modele mają niestandardowe kształty i sposób ułożenia żarników (pod kątem, w poprzek, w kształcie litery S), aby zapewnić bardziej równomierne oświetlenie.

Tabela porównawcza włókien różnych producentów

Jeśli zdecydujesz się na zakup, zwróć uwagę na producenta. Deklarowane parametry są dla każdego inne i często są zawyżane o 10 proc.

Jak widać z tabeli, produkty różnych producentów wytwarzają różną ilość światła przy tej samej mocy. Dzieje się tak dlatego, że na każdy wat mocy lampy LED otrzymują one inny specyficzny strumień świetlny (Lm/W).

Jest to spowodowane różnymi dostawcami materiałów lub konstrukcją obwodów i trybami pracy sterownika.

Problemy z diodami LED typu Filament

Kolba wykonana ze szkła pęka. Choć kształt kolby nadaje jej większą sztywność i jest w stanie wytrzymać pewne obciążenia, to i tak pęka. Dyfuzor standardowej lampy LED jest znacznie mocniejszy. Jednocześnie uszkodzona żarówka może zachować swoją funkcjonalność, jak widać na zdjęciu.

Istnieje również duże prawdopodobieństwo porażenia prądem w przypadku dotknięcia części pod napięciem.

Producenci badają tę kwestię, trwają prace nad wprowadzeniem kolb poliwęglanowych, które zwiększą wytrzymałość i obniżą koszt produktu.

Żarówki budżetowe nie działają przez podany okres 15 000 godzin lub więcej, ze względu na niską jakość komponentów. Lampa albo po prostu przestaje się włączać, albo poszczególne nitki zaczynają migotać lub przestają świecić.

Żarówek żarnikowych w odróżnieniu od klasycznych modeli lamp LED nie da się naprawić, co jest kolejną wadą tej konstrukcji.

Może zauważyłeś jakieś inne zalety lub wady? Podziel się w komentarzach.

Zalety żarówek

• Jednolity blask we wszystkich kierunkach;
• niska temperatura pracy;
• dobrze wyglądają, można je stosować w lampach otwartych i przezroczystych;
• utylizować jako odpady domowe;

Wady

• Cena jest wyższa niż zwykle;
• delikatna szklana kolba;
• nie nadaje się do naprawy;
• gdy pojedynczy włókno zawiedzie, powoduje to dyskomfort i mruganie;
• różnica w jakości i odrzuceniu jest wielokrotnie większa niż w przypadku analogów tworzyw sztucznych;
• produkowany tylko dla sieci 220 V;
• dostępne dwie podstawy – E27 i E14;

Żarówki LED z żarnikiem mają swoje zalety i wady, ale w chwili pisania tego tekstu jest ich więcej wad niż zalet. Nie oznacza to, że masz o tych lampach zapomnieć, wystarczy, że zastanowisz się, dlaczego je kupujesz.

Żarówki doskonale sprawdzają się jako źródło światła do lamp stołowych, a także do celów dekoracyjnych. Podczas pracy są praktycznie zimne. Reputację żarówek psują produkty niskiej jakości od pozbawionych skrupułów chińskich producentów.