Светодиодные нити в филаментных лампах

Лампы накаливания с 1880-х годов были нашим основным источником света в домах. Все мы помним элегантную форму и теплый свет от лампы с видимой нитью накала. Это стеклянная колба с вольфрамовой нитью накала, которая продолжает оставаться эталоном, с которым мы сравниваем все остальные лампочки. Сегодня лампа накаливания является почти историей, ее нельзя производить или импортировать в страны Европы из-за неэффективного использования энергии. Какую лампочку мы можем выбрать, чтобы получить ту же атмосферу и стиль, что и у лампы накаливания?

Обратимся к светодиодным лампочкам. Филаментные светодиодные лампы выполнены в том же вневременном дизайне, что и традиционные лампы накаливания с видимыми светящимися нитями и прозрачным стеклом (рис.1). На просторах интернета есть различные названия таких ламп: чаще филаментная светодиодная лампа, светодиодная лампа накаливания и т.д.

Filament – в переводе с английского «Нить», а вот LED Filament lamp – «Светодиодная нитевая лампа». 

Рисунок 1 – Варианты светодиодной филаментной лампы

Светодиодная нитевая лампа излучает видимый свет от своих нитей, состоящих из ряда светодиодов. Они напоминают нити накаливания классических ламп (рис.2). Кажется, было найдено оптимальное решение: лампа не сильно отличается от лампы «Ильича» ни по форме, ни по содержанию. И только одна вольфрамовая нить была заменена несколькими светодиодными.

Современные филаментные лампы так же просты и универсальны в использовании, как и их предшественники.

Рисунок 2 – Конструкция филаментной светодиодной лампы

Что это за таинственная нить?

Нить филамент в современных лампах обычно состоит из множества (иногда сотен) крошечных светодиодных чипов, установленных на прозрачной подложке. Обычно это называется Chip-On-Glass (COG) – монтаж светодиодов на стекло. Эти прозрачные подложки изготовлены из стекла или сапфировых материалов. Также есть технологии, которые используют полупрозрачную керамическую подложку для улучшения распределения светового потока от лампы (Crystal Ceramic MCOB).

Материалы подложки (нитей) светодиодных филаментных ламп прошли три поколения от прозрачной керамики, кварцевого стекла до сапфира.

Некоторые компании выпускают нитевидные филаменты с люминофором по обе стороны подложки. В других лампах подложка покрывается кристаллами и люминофором только с одной стороны, вторая остается чистой. Это позволяет еще больше увеличить срок службы кристаллов, за счет увеличивающегося теплоотвода.

Следует отметить, что использование низкокачественного люминофора для снижения затрат является обычной практикой среди многих производителей светодиодных ламп. Низкокачественный люминофор становится хрупким после 200 часов работы. Это приводит к разрушению структуры нити и разрыву проводной светодиодной цепочки. Вот почему использование высококачественного силикона важно для длительного срока службы светодиодных ламп. На рисунке 3 показан пошаговый процесс производства светодиодной нити.

Рисунок 3 – Производство нитевидных светодиодов

Светодиодные лампы первого поколения, как правило, изготавливались из светодиодов большого размера, и поэтому имели высокий уровень потребления тока для максимальной производительности. Конструкция современных светодиодных филаментных ламп обеспечивает еще лучшую производительность, чем у традиционных светодиодных ламп, благодаря использованию множества небольших светодиодных чипов с низким энергопотреблением. В результате мы получим меньше нагрева, лучшую эффективность и более гладкую конструкцию без необходимости использования радиатора.

При разработке высококачественных светодиодных осветительных приборов Filament уделяют особое внимание управлению температурой. То есть, надежная светодиодная лампа должна иметь несколько путей рассеяния тепла. Фактом является то, что температура перехода (Tj) напрямую коррелирует с ожидаемым сроком службы светодиодных чипов. Это явление обычно называют «эффектом снижения». Чтобы иметь ожидаемый срок службы 30 000 часов при поддержании 90% светового потока, температуру соединения необходимо поддерживать ниже 85 °C. Зачастую это условие в некачественных лампах не выполняется.

Давайте подведем итоги и попробуем ответить на вопрос: стоит ли сегодня покупать филаментную лампу?

Филаментная лампа имеет неоспоримые преимущества:

  • Мягкий, уютный свет, комфортный для глаз.
  • Возможность использовать лампы в дизайнерских решениях для создания ретро-эффекта.
  • Существенная экономия электроэнергии!
  • Подходят для обычных патронов.
  • Обеспечивают освещенность почти на 360°. Для обычных светодиодных лампочек угол излучения составляет 180-250°.
  • Лампы в рабочем состоянии нагреваются всего до 50-60 градусов. А значит, уменьшается травмоопасность и возможность возгорания. Их можно без опаски использовать в светильниках с тканевыми и бумажными абажурами.
  • Экологичность и безопасность для здоровья. Лампы можно утилизировать вместе с бытовыми отходами (стеклом).

На сегодняшний день есть производители качественных светодиодных филаментных ламп, и поэтому для создания мягкого света — яркого, или, наоборот, приглушенного — в квартире, кафе, барах и ресторанах просто необходимо использовать филаментную лампу.