Филаментные лампы: как «лампочка Ильича» стала светодиодной

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Филаментные лампы часто воспринимаются как дизайнерская стилизация под старину или а-ля маркетинговый трюк производителей для любителей ретро. На самом деле это отдельное «направление» светодиодного освещения, в котором классический внешний вид лампы накаливания миксуется с LED-технологией.

Автор: W. carter (CC BY-SA 4.0) Источник: commons.wikimedia.org

История филаментных ламп начинается с 2010-х годов. Обычные LED-лампы с пластиковыми рассеивателями и массивными радиаторами хорошо подходили для закрытых светильников, но плохо смотрелись в люстрах, бра и декоративных светильниках с открытой лампой. Первые коммерчески успешные филаментные лампы появились в Китае, где активно развивалось производство светодиодов и шел поиск форм, привычных массовому покупателю. Идея оказалась простой и удачной. Сохранить визуальный «образ» лампы накаливания, но заменить в ней раскаленную вольфрамовую нить на светодиодную «начинку».

С точки зрения устройства филаментная лампа — это полноценная светодиодная лампа. Свет в ней «рождается» не раскаленной вольфрамовой нитью, а посредством светоизлучающих диодов. Каждая видимая внутри стеклянной колбы «нить» (филамент) представляет собой тонкий стеклянный или сапфировый стержень, на котором размещены десятки малюсеньких светодиодов, соединенных последовательно. Эти светодиоды излучают преимущественно синий свет. Белым этот свет становится благодаря слою люминофора, который покрывает филамент (нить). От состава люминофора зависят цветовая температура филаментной лампы и «качество» её света.

Электропитание обеспечивает компактный драйвер, расположенный в цоколе лампы. Он понижает сетевое напряжение и стабилизирует ток, защищая светодиоды от перегрузок. Именно качество этого драйвера во многом определяет срок службы, уровень пульсаций и стабильность работы лампы.

Автор: MaPae (CC BY-SA 4.0) Источник: commons.wikimedia.org

Особого внимания в филаментных лампах заслуживает система охлаждения. В отличие от обычных светодиодных ламп, где тепло отводится через алюминиевый радиатор, в филаментных используется пассивная схема охлаждения без специального теплоотводящего элемента. Внутри колбы находится инертный газ, чаще всего гелий или его смесь с другими газами. Гелий был выбран для этой миссии из-за высокой теплопроводности при низкой плотности. Тепло от работающих светодиодов передается газу, распределяясь с ним по всему объему колбы и затем отводится наружу через стеклянные стенки колбы. Таким образом, сама колба становится элементом теплоотвода.

Именно такая схема позволяет отказаться от металлических радиаторов и сохранить классический внешний вид как у лампы накаливания. Однако у этого решения есть «физические» ограничения. Отвод тепла через газ и стекло менее эффективен, чем через массивный алюминиевый радиатор, поэтому филаментные лампы не делают слишком мощными. При попытке «выжать» из них больше ватт резко растет температура светодиодов, что напрямую сокращает срок службы филаментной лампы. Поэтому попытка сделать их слишком яркими приводит к росту температуры и ускоренному старению светодиодов и люминофора.

Давайте сравним характеристики разных источников света и определим нишу, которую среди них занимают «филаментники».

Лампы накаливания обладают крайне низкой световой эффективностью, ведь значительная часть энергии уходит в тепло, а световая отдача редко превышает 10-15 люмен на ватт (лм/Вт). Срок службы ламп накаливания обычно ограничен примерно тысячей часов. Филаментные же лампы, по сравнению с «лампочками Ильича», потребляют в несколько раз меньше электроэнергии, имеют световую отдачу порядка 120-150 лм/Вт и способны отработать десятки тысяч часов.

С точки зрения пользователя у филаментных ламп есть несколько очевидных преимуществ. Они дают практически круговое распределение света, близкое к 360 градусам, чего сложно добиться от большинства обычных LED-ламп. Свет их равномерный, без выраженного направления, что особенно важно для люстр, бра и открытых светильников. Визуально такой свет воспринимается мягче и привычнее, особенно в «теплых» цветовых температурах порядка 2700 К. При этом энергопотребление остается на уровне светодиодных ламп, а срок службы в разы превышает этот параметр ламп накаливания.

Автор: Lucas Martínez Farrapeira (CC BY-SA 2.0) Источник: commons.wikimedia.org

Классические LED-лампы чаще выигрывают у филаментных в мощности и проще переносят «жизнь» внутри закрытых плафонов с плохой вентиляцией. Они оптимальны для направленного освещения. Филаментные лампы уступают им по предельным показателям мощности, но выигрывают в равномерности света и визуальном комфорте, особенно в интерьерах, где источник света находится на виду.

Выбор филаментной лампы

Важным параметром при выборе филаментной лампы является индекс цветопередачи (CRI). Он показывает, насколько естественно при данном источнике света выглядят цвета предметов по сравнению с «эталонным» солнечным освещением. Лампы накаливания имеют максимальный CRI, близкий к 100. У светодиодных ламп спектр формируется люминофором, и именно его качество определяет итоговый CRI. Для жилых помещений минимально комфортным считается значение индекса около 80, но для действительно приятного и «живого» света лучше выбирать филаментные лампы с CRI 90 и выше. При таком освещении цвета кожи, древесины и текстиля выглядят естественно, без сероватого или искусственного оттенка. Низкий CRI может не бросаться в глаза сразу, но со временем вызывает ощущение некомфортного, утомляющего света.

Реальную яркость свечения лампы определяет световой поток в люменах, а не её мощность в ваттах. Цветовая температура задает «настроение» света и степень его сходства с лампой накаливания (читай с солнечным светом).

Автор: Raimond Spekking (CC BY-SA 4.0) Источник: commons.wikimedia.org

Не менее важно учитывать и условия эксплуатации. В закрытых плафонах и при плохой вентиляции филаментные лампы могут перегреваться сильнее, чем обычные LED с радиатором и срок их службы может резко сокращаться. Качество драйвера ламы напрямую влияет на пульсации и срок её службы, поэтому покупка дешевых ноунеймовских филаментных ламп часто оказывается не лучшим решением.

Получается, что филаментная лампа — это не универсальная замена всем существующим типам источников света, а удачное решение для тех случаев, когда важны внешний вид, равномерный свет и привычная форма лампочки накаливания, но с бОльшим сроком службы и без «энергетической прожорливости» ламп накаливания.

Изображение в превью:
Автор: W.carter (CC BY-SA 4.0)
Источник: commons.wikimedia.org

1 комментарий

C
Филаментные лампы предназначены прежде всего для производства на мощностях классических электроламповых заводов, ранее выпускавших лампы накаливания. Недостаток — обычно оснащены линейным драйвером и плохо ведут себя на пониженном напряжении.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Я думала, микроволновка спасает время при разморозке — и лишь недавно узнала, почему мясо получается сухим и опасным

Думала, что режим Defrost в микроволновке спасает время. Оказалось, я не только портила вкус и делала мясо жестким, но и устраивала «курорт» для бактерий. Теперь я знаю, как размораживать правильно.

Зачем на старых пультах телевизоров была кнопка AV/TV и почему она почти исчезла

На старых телевизорах была одна кнопка, после нажатия которой привычное изображение могло неожиданно пропасть. Только что показывали передачу, а через секунду на экране появлялся синий фон с...

Комнатное растение стоит во влажной земле неделю, хотя летом горшок высыхал за два дня: что изменилось осенью

Летом горшок приходилось поливать через день, а осенью та же земля остаётся влажной почти неделю. Кажется, будто с растением что-то случилось: корни перестали работать, грунт внезапно...

Как в колонках 35АСДС-017 боролись с нехваткой баса и зависимостью звука от положения слушателя

В 1984 году во Львове начали выпускать колонки 35АСДС-017 с электростатическими излучателями. Этот тип акустики славился чистыми средними и высокими частотами, но плохо справлялся с басом, а...

Инженерная оговорка первых партий GPO Brooklyn: почему CD-диск нужно вставлять задом наперед

Когда в руки попадает современная реплика классической аудиотехники 1980-х годов, меньше всего ждешь сюрпризов из области базовой эргономики. Музыкальный центр GPO Brooklyn, созданный брендом GPO...