Что такое филаментные светодиодные лампы, критерии выбора, плюсы и минусы

Филаментная лампа — особая разновидность светодиодного источника света, внешне схожая с обычной лампочкой накаливания. Конструктивно состоит из стеклянной колбы, внутри которой вмонтированы светодиоды в виде нитей, от которых исходит свечение.

Ниже рассмотрим, что это за изделие, из каких элементов состоит, мощность, схему подключения. Отдельно поговорим об охлаждении, преимуществах и недостатках, критериях выбора и предложениях рынка.

Что такое филаментная лампа

Простыми словами, филаментная лампа — комбинация двух видов лампочек: светодиодной и накаливания. От первой взят принцип действия, а от второй конструктивные особенности.

Внутри стеклянной колбы подключена светодиодная полоска, из-за которой лампа и получила название.  Слово «filament» переводятся с английского как «нить».

По свечению филаментный источник света почти не отличается от лампы накаливания (он обладает желтоватым оттенком), а вот по конструкции и функционалу опережает конкурента.

Устройство, конструктивные особенности филаментной лампы Томича

Конструктивно излучатель такой лампы состоит из трех элементов:

1. Стеклянное или сапфировое основание.
2. Светодиоды синего / красного свечения в количестве 28 штук.
3. Люминофорное покрытие, обеспечивающие белый свет с особой цветовой температурой.

Если рассматривать конструкцию в целом, филаментный источник света состоит из следующих элементов:

1. Цоколь на Е14 или Е27.
2. Прозрачная колба с высокой пропускной способностью света.
3. Стеклянная ножка с элементами, обеспечивающими подвод напряжения к светодиодной ленте.
4. Филаментные детали.
5. Драйвер (электроника), расположенная в кожухе цоколя.

Драйвер занимает минимальные размеры и легко помещается на плате. Последняя, в свою очередь, монтируется в цоколь лампочки.

Такая конструкция позволяет применять высококачественные схемы с разным уровнем сложности для уменьшения пульсаций.

Какую выдает мощность

Средняя мощность филамента около 1 Вт, а напряжение — 60 В. В целом лампочка потребляет от четырех до восьми Вт и имеет следующие параметры:

• светоотдача: 120 — 140 Лм/Вт;
• световая температура: до 4500 К в зависимости от уровня исполнения;
• срок службы 30 000 часов;
• соотношение по выдаваемой мощности с лампой накаливания, филаментная/ЛК: 2 – 25 Вт, 4 – 40 Вт, 6 – 60 Вт, 8 – 75 Вт.

Для сравнения у ламп накаливания, светодиодных и люминесцентных мощность находится в диапазонах: 10 — 500 Вт, 3 — 30 и 15 — 80 ватт соответственно.

Наиболее низкую световую температуру показывают обычные источники света — 2700 К при сроке службы в 1000 часов.

Что касается люминесцентных и светодиодных ламп, они показывают лучшие характеристики: световая температура до 6500 или 6400 К, а срок службы — 40 и 50 тысяч часов соответственно.

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:

1. Предохранитель.
2. Выпрямитель диодного моста.
3. Сглаживающие конденсаторы.
4. 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.

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.

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:

1. Филамент представляет собой матрицу.
2. 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.

Преимущества и недостатки филаментных ламп

Перед переходом на филаментные источники света необходимо понимать их слабые и сильные стороны.

Преимущества:

1. Экономичность.
2. Равномерность свечения во всех направлениях, отличное решение для освещения дачи.
3. Стильный внешний вид, что позволяет использовать их в открытых светильниках.
4. Стойкость к износу.
5. Продолжительный срок эксплуатации.
6. Универсальность применения и возможность монтажа во многие модели осветительных устройств.
7. Отличная цветопередача.
8. Минимальный нагрев, благодаря закачанному внутрь газу.
9. Высокая степень яркости.
10. Легкость утилизации в виде бытовых отходов.

Недостатки филаментных изделий:

1. Высокая стоимость.
2. Хрупкая колба, нуждающаяся в осторожной эксплуатации.
3. При нестабильном напряжении появляется мигание, ухудшается качество света.
4. Невозможность ремонта.
5. Предназначение только для 220-вольтных сетей.
6. Наличие двух видов цоколей — на Е14 и Е27.
7. Разброс по качеству.
8. Жалобы на небольшой срок службы.
9. Наличие мертвой зоны под источником света при вертикальном расположении колбы (подробности ниже).

Распространение филаментов, что предлагает рынок, критерии выбора

С появлением филаментных источников света все больше людей начали переходить на новые изделия. Причиной стал оригинальный дизайн и больший угол свечения без применения дополнительных оптических систем. В стандартных светодиодах, находящихся в пластиковом корпусе, угол 170 градусов, а здесь 300.

Что касается производителей, популярностью пользуется продукция компаний Maxus, Videx, Philips, Osram, Лисма и лампа Томича.

Критерии выбора

При покупке филаментных лампочек важно обращать внимание не только на мощность и тип цоколя, но и на другие критерии.

Ниже рассмотрим основные параметры:

1. Тип продукта: декоративная лампа, для освещения, специальная и т. д.
2. Вид цоколя — Е27, Е14 или Е40.
3. Напряжение: 170 — 240 В.
4. Мощность: от 2 — 12 Вт.
5. Аналог лампы накаливания: 16 — 560 Вт.
6. Яркость: от 9 — 1521 Лм.
7. Минимальная площадь освещения.
8. Цвет света — белый (теплый, нейтральный, холодный), красный, желтый, синий, янтарный.
9. Температура цвета: 1800 — 6500 К.
10. Форма — шар, сфера, груша, свеча, круг, спираль, овал, карандаш, декоративная фигурка и прочие.
11. Отделка колбы — матовая, прозрачная, золотистая, янтарная, тонированная, белая, серебристая.
12. Материал — дутое стекло / металл, пластик, стекло, матированное стекло.
13. Высота: 7 — 435 мм.
14. Диаметр: 4 — 225 мм.
15. Управление устройством — выключатель, настенный переключатель, поворотно-нажимной диммер.
16. Угол свечения — 300, 320 или 360 градусов.
17. Индекс передачи цвета: 77 — 90.
18. Марка — Uniel, Elgo, Lexman, Osram, Gauss, Elektrostandart и другие.

Дополнительно учитывайте и другие параметры — полезный световой поток, наличие совместимых приложений, срок службы, максимальное число включений, класс энергопотребления. Обратите внимание на страну-производителя и вид упаковки.

Популярные модели

Рынок предлагает большой выбор филаментных ламп, пользующихся спросом и получивших положительные отзывы пользователей.

Ниже выделим несколько популярных вариантов.

Gauss LED Filament E14 свеча

Китайский продукт с цоколем на E14 и мощностью в 11 Вт. Изделие светит как лампочка накаливания на 80 Вт. Цвет освещения нейтрально-белый, а максимальная площадь — 7 кв. м.

Угол сведения составляет 360 градусов, а полезный световой поток 750 Лм. Модель рассчитана на 50 000 включений и отключений, а средний срок службы составляет 35 000 часов.

Лампа светодиодная филаментная Lexman

Устройство, изготовленное в Китае. Модель оборудована цоколем на Е14 и имеет мощность 4,5 Вт. Заявленные параметры позволяют светить также как 40-ватная лампа накаливания.

Свет освещения тепло-белый (ближе к желтому), площадь освещения около двух квадратных метров, а угол свечения составляет 360 градусов.

Полезный световой поток находится на уровне 470 Лм.  Лампочка имеет ресурс на 25 000 включений и отключений, а также срок службы в 25 000 часов.

Lexman G95

Китайская светодиодная филаментная лампочка с цоколем на Е27 в форме шара и мощностью 5 Вт. По свечению она эквивалентна лампе накаливания на 40 Вт.

Устройство выделяется тепло-белым (желтоватым) свечением и максимальной площадью «покрытия» в два квадратных метра. «Рабочий» угол свечения равен 360 градусов, а световой поток 250 Лм.

Что касается срока службы и числа включений / отключений — эти параметры составляют 25 000 часов и циклов соответственно.

Uniel свеча на ветру

Филаментная лампа с цоколем на Е14, сделанное в Китае. Рабочая мощность составляет 6 Вт, что в эквиваленте соответствует работе лампочки накаливания на 55 Вт.

Модель способна осветить помещение площадью 1,3 кв. метра. При этом полезный световой поток равен 500 Лм, а угол свечения — 360 градусов. Срок службы и число циклов составляет до 30 000 часов и не более 10 000 включений / отключений соответственно.

Uniel Vintage

Китайская филаментная лампа с цоколем на Е27, мощностью на 6 Вт и световым потоком в 540 Лм. Внешне она напоминает лампочку накаливания, выдает тепло-белый цвет и способа осветить площадь в 1,3 кв. метра. Угол свечения составляет 360 градусов.

Gauss E27

Изделие китайского производства мощностью 4,5 Вт. Модель светит аналогично лампе накаливания на 40 Вт. Цвет освещения — тепло-белый (ближе к желтому), температура цвета 2700 К, а максимальная площадь освещения около трех квадратных метров.

Полезный поток света составляет 400 Лм, а угол свечения — 360 градусов. Ресурс устройства составляет 25 000 часов, а максимальное число включений / отключений — 35 тысяч.

Gauss A60

Филаментный источник света с цоколем Е27, мощностью в 4,5 Вт и тепло-белым светом. Устройство дает освещение по аналогии с лампочкой накаливания на 30 Вт.

Полезный световой поток равен 300 Лм, угол свечения 360 градусов, а срок службы 25 000 часов.

Что касается максимального числа включений / отключений, оно составляет 35 000 циклов.

Аirdim в форме шара

Модель изготовлена в Китае, имеет цоколь на Е14 и мощность 5 Вт (эквивалентно лампочке накаливания на 30 Вт). Изделие способно осветить комнату на 1,3 кв. метра нейтрально белым светом.

Полезный поток света и угол свечения составляют 450 Лм и 360 градусов соответственно. Модель служит в среднем 30 000 часов, а предельное число включений / отключений находится на уровне 10 000 раз.

Gauss Vintage шар

Филаментная декоративная лампа диаметром 20 см, мощностью на 4 Вт и цоколем Е27. Несмотря на китайское производство, устройство отличается высоким качеством и светит как изделие накаливание на 40 Вт. Срок службы 35000 часов или

Филамент выдает тепло-белый цвет, а максимальная площадь освещения — четыре «квадрата».

Что касается угла свечения и полезного потока света, эти параметры находятся на уровне — 360 градусов и 420 Люменов соответственно.

Orsam

Качественная модель с цоколем Е27 производства Китая. Девайс имеет мощность 5 Вт, что эквивалентно свечению лампы накаливания на 60 Вт.

Изделие выдает тепло-белый цвет и освещает площадь до 3,3 «квадрат». Полезный световой поток составляет 600 Лм, а угол свечения — 300 градусов. Срок службы составляет 15 000 часов, а максимальное число включений / отключений — 100 000.

Что такое метровая зона

При свечении филаментной лампы, если колба расположена строго вертикально, под ней образуется, так называемая, зона меньшего освещения, которую можно назвать «мертвой». Уровень освещения в ней в два раза меньший, чем в основной зоне освещения.

На расстоянии в полтора метра пятно достигает размеров 50 см. Соответственно оно увеличивается по мере удаления от источника света.

Форма этого пятна, в зависимости от модели ламы, количества и расположения спиралей, разная.

Проверяйте пульсацию при покупке

При покупке филаментной лампы важно проверить пульсацию. Игнорирование этого требования может привести к разочарованию при использовании девайса в качестве основного освещения в спальне, зале или другом помещении.

По законам РФ (ПП №1356 от 10.10.2017 г. «Об утверждении требований к осветительным приборам») запрещена продажа источников света пульсацией свыше 10% и CRI меньше 80.

За пульсацию отвечает драйвер и в качественных изделиях этот показатель не превышает 1%.

И нужно помнить, что внутри даже одинаковых по форме лампочек может быть два разных драйвера. Один с нормальной пульсацией и качественными деталями, а второй — изготовленный с применением дешевых элементов.

Как определить потребляемую мощность

Мощность одной нити филамента равна 1 Вт. Это означает, что по одному взгляду можно определить нужный параметр. К примеру, наличие двух нитей свидетельствует о мощности 2 Вт, четырех — 4 Вт, шести — 6 Вт и т. д. При этом не обязательно доверять информации, указанной на коробке.

Проверяем драйвер с помощью радиоприемника

Предварительную проверку можно сделать путем обычного осмотра:

• при поднесении качественного драйвера к радио появляется фон;
• дешевый девайс не создает никаких помех.

Также в моделях «свеча» (не во всех) из-за небольшого цоколя Е-14 драйвер ставится между колбой и цоколем. Он хорошо виден. Вставить в такое маленькое пространство что-то качественное сложно.

Светоотдача

Филаментные лампы отличаются высокой светоотдачей, которая достигает 120 Лм/Вт, а угол рассеивания света равен 360 градусов, при этом они меньше греются по сравнению со своими аналогами. Для сравнения у светодиодных ламп мертвая зона может достигать от 90 градусов и более.

Определяем температуру свечения

Мало кто знает, что температуру свечения легко определить по оттенку люминофора даже без вкручивания лампу в патрон.

Здесь выделяется:

1. Лимонный оттенок — 4500 К (нейтральный белый).
2. Желтый — 3000 К (теплый белый).
3. Оранжевый — 2500 К (с еще более теплым оттенком).

Достаточно одного взгляда для определения ориентированной температуры.

Итоги

Филаментные лампы — альтернатива светодиодным изделиям, обладающие лучшими характеристиками и стильным видом. Для таких моделей характерна универсальность, высокая отдача света, огромный выбор и отсутствие мертвой зоны по периметру.

Благодаря длительным срокам эксплуатации, устройства быстро окупают расходы радуют качественным освещением.

Нельзя забывать и о недостатках, которые не дают «развернуться» такой продукции.

На сегодняшний день это хрупкость колбы, высокая цена и пульсации при низком качестве изделия и электричества.