- PVSM.RU - https://www.pvsm.ru -
Приветствуем любителей LED-ламп на страницах блога Prestigio!
Сегодня мы поговорим об одной животрепещущей и крайне популярной в последнее время теме, а именно filament (или, по-русски, нитевидных) светодиодных лампах. На Geektimes им посвящено множество статей (1 [1], 2 [2], 3 [3]), однако они не затрагивают разбор ламп и сравнение их температурных характеристик. Поэтому специально для Вас, уважаемые читатели, мы провели подробный анализ ламп разных производителей, включая измерение температуры светодиодных нитей. И под катом мы постараемся ответить на вопрос: а так ли хороши filament лампы, как их малюют нам представляют маркетологи?
Когда речь заходит о новой технологии, то сразу встаёт один из важнейших вопросов: а как эта технология вливается в общую технологическую «эко-среду»? Обычно революционные технологии просто не вписываются в привычный ход вещей, и приходится прилагать огромные усилия для внедрения революционных продуктов. К примеру, так было с возобновляемыми источниками энергии, устанавливаемых на частных домах, когда стоимость «комплекта» просела на порядки [4], а в некоторых местах нашей планеты людям ещё и доплачивают за выработку электроэнергии [5], что потребовало пересмотра отношений между производителями и потребителями электричества. Совершенно аналогичная история приключилась с электрокарами, когда индустрия разделилась и пошла двумя путями: гибриды и полноценные электромашины с отдельными «заправочными» станциями.
Лет 5 назад светодиодное освещение начало активно завоёвывать [6] своих приспешников и адептов. Инженеры долго пытались приспособить двумерные от природы источники света для трёхмерного освещения (чего только стоят лампы в виде кукурузных початков [7]). Об этом писалось несколько раз, как тогда [8], так и совсем недавно [9].
И вот на рынок были выпущены filament-лампы. Казалось бы, что найдено пусть не идеальное, но оптимальное решение проблемы, когда и «овцы сыты и волки целы»: лампочка практически ничем не отличается от лампочки Ильича как форме, так и по содержанию, только нить вольфрамовая заменена на нить светодиодную. Даже старым стеклодувным заводам и мастерским нашлась работа [10]. Сейчас предлагается использовать керамическую полупрозрачную подложку для улучшения радиального распределения светового потока ламп (например, Crystal Ceramic MCOB [11]).
Схема устройства светодиодной нити
Идея, заложенная в данный тип светодиодов, проста: попытка выжать ещё чуть-чуть лм/Вт, ведь в такой конструкции не важно, куда излучает светодиод, в отличие от SMD. Свет всё равно, достигнет люминофора и даст тёплую компоненту (зелёный и красный цвета).
Однако, несмотря на неоспоримые преимущества перед SMD светодиодами, у filament ламп существует ряд проблем, которые почему-то не хотят замечать. Например, в «стандартной» компоновке с SMD-диодами, довольно массивная алюминиевая подложка и корпус эффективно отводят тепло, тогда как в нитях единственный способ отвода тепла – фактически лишь конвекция и диссипация через стенки стеклянной колбы. То есть, банальный перегрев постепенно убивает как сами диоды (падение яркости с температурой), так и люминофор (страдают индекс цветопередачи CRI или Ra и цветовая температура CCT). Да, такой метод «перегрева» работает для вольфрамовой лампы, потому что газ в ней частичной способствует регенерации нити в процессе использования, но не более того. Подробнее про перегрев с научной точки зрения можно почитать тут [12]. Как следует из представленной статьи относительно безвредным можно считать температуры порядка 60-70 градусов.
В двух словах для рядового потребителя перегрев или недостаточный теплоотвод от светодиодов означает только одно – кратное (иногда на порядки) ухудшение характеристик светодиодных ламп
Чтобы данную точку зрения подтвердить или опровергнуть, надо запастись лампами, взять обычные светодиодные лампы для сравнения и поэкспериментировать… в том числе и с измерением температуры, в чём нам поможет тепловизор компании Flir 5-ой серии [13] с матрицей в 240 на 320 пикселей. С помощью данной камеры была измерена температура как на колбе в течение получаса, так и на самих светодиодах после удаления колбы.
По традиции выводы для спешащих представлены в двух итоговых таблицах в самом конце статьи [14]. А любителей основательных разборок милости просим в часть экспериментальную.
Итак, для экспериментов были взяты три лампы разных производителей: дешёвая китайская лампочка с Ebay [15] от компании CroLED (на самом деле по цене эквивалентен Eglo), другая лампа фирмы Eglo из местного Леруа Мерлен и многоуважаемый и широкоизвестный Phillips. Да, стоит отметить, что возможно лампочка с Ebay НЕ имеет никакого отношения к фирме CroLED [16].
Начнём с filament-лампы из Поднебесной. Лампочка прибыла из Китая в простой картонной коробке с минимум информации на ней (температура, мощность и напряжение питания. Честно признаться, ожидания были сами разные, но реальность оказалась намного суровее. Коэффициент пульсаций составил 67% (!), мне кажется, что это рекорд! Фактически лампочка гасла и разгоралась снова с периодичностью 10 мс. Цветовая температура отличалась в меньшую сторону от того, что указано в магазине продавца на Ebay.
NB: Все представленные в статье лампы имеют стеклянную колбу. И хотя она может выдержать падение на пол, будьте осторожны при обращении с ними!
Разбор лампочки выявил одну интересную особенность конструкции – а именно драйвер. Точнее его полное отсутствие: лампочка питается через банальный диодный мост MB10F с парой резисторов и огромным твердотельным конденсатором. Зато компактно!
Светодиоды расположены на матовой (!) подложке в количестве т штук. Каждый светодиодные чип выполнены из сапфировой текстурированной подложке типа «звёздочка» [17]. Чипы совершенно небольших размеров – меньше человеческого волоса.
Другая причина – теплоотвод. Не имеет смысла ставить мощный большой светодиод на подложку, которая относительно плохо проводит тепло.
А что там с температурой? — спросит читатель. Да, температура на колбе за 5-7 минут достигает примерно 40 градусов и остаётся таковой в течение получаса.
Но давайте теперь заглянем под колбу нашей лампе. После удаления стекла и замера температуры выяснилось, что нити очень быстро (буквально за 1 минуту) нагреваются до почти 90 градусов, а в некоторых местах, по-видимому, там, где расположены светодиоды, температура достигает более 100 градусов.
Следующая лампа от компании Eglo, у которой, между прочим, есть представительство и в РФ [18], в общем и целом порадовала своими характеристиками. Пульсаций на частоте 100 Гц составили около 6%, при этом цветовая температура и CRI вполне соответствуют заявленным характеристикам.
Про 300 Гц сказано в ГОСТ Р 54945–2012 [20] (1 Область применения) и в СНиП 23–05–95 [21] (пункт 7.14). Даю ещё ссылку на медицинское исследование [22].
Где сказано:
Примечание — Коэффициент пульсации освещенности учитывает пульсацию светового потока до 300 Гц. Пульсация освещенности свыше 300 Гц согласно [1] не оказывает влияния на общую и зрительную работоспособность.
Таким образом, мерцание до частоты 300 Гц всё-таки не желательно.
Внутри лампы находятся также четыре нити светодиодов, как и в китайской лампе. Внутри спрятан драйвер на базе конденсаторного балласта. Светодиоды несколько больше – 113 на 57 микрон, чем в предыдущем случае. Однако они крайне плохо закреплены на опять-таки матовой подложке.
Что же касается температуры, то лампочка быстро (за те же 5-7 минут) разогревается до температуры порядка 50 градусов. И нити вновь демонстрируют температуру ~90 градусов. Прям, как проклятие конструкции лампы «накаливания» какое-то!
Последняя протестированная лампочка производства компании Phillips. Удивительно, но эта лампочка в корпусе Е14 демонстрирует отличное соответствие заявленным характеристикам и крайне низки уровень пульсаций.
Чем это обусловлено, ведь цоколь E14 гораздо меньше E27? – зададитесь Вы вопросом. Всё гениальное просто: у Phillips хорошие, очень хорошие инженеры, которые способные создать ультра-компактный драйвер (обратноходовый преобразователь) так, чтобы он уместился в патрон E14, при этом драйвер обеспечивает крайне низкий уровень пульсаций (<1%).
В самой лампе всего две светодиодные нити, так как она потребляет всего 2.3 Вт. Светодиодные чипы размещены на прозрачной подложке и аналогичны по размерам тем, что используются в лампах Eglo, но с иной текстурой подложки – «щит» [17]. Как уже отмечалось выше против законов теплофизики не попрёшь.
Примерно за 10 минут колба лампы прогревается до ~45 градусов (две нити медленнее «прогревают» всю лампу). Однако температура нитей без стеклянной колбы составила всё же 95 градусов, местами – повторимся, скорее всего, в месте крепления светодиодных чипов к подложке – достигая значений в 110-120 градусов.
Чтобы не быть голословным при вынесении вердикта относительно filament-ламп, мы добавим несколько фотографий уже знакомых ламп IKEA [23] и мощных умных ламп Prestigio, о которых мы поговорим в следующий раз. Корпус лампы IKEA прогревается до 75 градусов в течение полчаса, а умной лампы Prestigio до 58. При этом SMD светодиоды ламп Prestigio, к примеру, на максимальной мощности нагреваются лишь до указанной в самом начале статьи «безопасной» температуры 60-70 градусов.
Давайте теперь подведём некоторые итоги и постараемся ответить на вопрос: стоит ли игра свеч filament’ов?
Пожалуйста, сэкономьте своё здоровье и время – запрашивайте результаты тестирования, прежде чем покупать LED-лампы на Ebay, да и в обычных магазинах [24] тоже скоро придётся ввести данную меру!
В следующей статье мы продолжим ковыряться в лампах и заглянем под юбку под радиатор лампочкам Prestigio [26], в том числе и смарт лампам, управляемым по протоколу BlueTooth. Будем посмотреть, что там интересненького!
PS: В прошлом обзоре и сравнении ламп IKEA и Canyon [23] пользователь kenbik [27] предложил протестировать лампы на электромагнитные помехи с помощью FM-радиоприёмника. Старого приёмника не нашлось, поэтому в ход пошла гарнитура SBH-52 [28] со встроенным FM-приёмником.
Отчитываюсь: Из установленных ламп IKEA, Gauss и умных лампочек Presigio, только LED-лампы IKEA заметно гудят. Причём все: что E27, что E14 и разные по мощности. Gauss практически не шумит, равно как и Prestigio (не забываем, всё же в современных устройствах стоит эффективное шумоподавление).
Оставайтесь с нами и подписывайтесь на наш блог [29]! Вам не сложно – нам приятно
Вскрытие чипа Nvidia 8600M GT [30], более обстоятельная статья дана тут: Современные чипы – взгляд изнутри [31]
Взгляд изнутри: CD и HDD [32]
Взгляд изнутри: светодиодные лампочки [33]
Взгляд изнутри: Светодиодная промышленность в России [34]
Взгляд изнутри: Flash-память и RAM [35]
Взгляд изнутри: мир вокруг нас [36]
Взгляд изнутри: LCD и E-Ink дисплеи [37]
Взгляд изнутри: матрицы цифровых камер [38]
Взгляд изнутри: Plastic Logic [39]
Взгляд изнутри: RFID и другие метки [40]
Взгляд изнутри: аспирантура в EPFL. Часть 1 [41]
Взгляд изнутри: аспирантура в EPFL. Часть 2 [42]
Взгляд изнутри: мир вокруг нас — 2 [43]
Взгляд изнутри: мир вокруг нас — 3 [44]
Взгляд изнутри: мир вокруг нас — 4 [45]
Взгляд изнутри: 13 LED-ламп и бутылка рома. Часть 1 [46]
Взгляд изнутри: 13 LED-ламп и бутылка рома. Часть 2 [47]
Взгляд изнутри: 13 LED-ламп и бутылка рома. Часть 3 [17]
Взгляд изнутри: IKEA LED наносит ответный удар [23]
Взгляд изнутри: а так ли хороши Fillament-лампы? [48]
и 3DNews:
Микровзгляд: сравнение дисплеев современных смартфонов [49]
Автор: Prestigio
Источник [50]
Сайт-источник PVSM.RU: https://www.pvsm.ru
Путь до страницы источника: https://www.pvsm.ru/gadzhety/112522
Ссылки в тексте:
[1] 1: https://geektimes.ru/company/medgadgets/blog/247172/
[2] 2: https://geektimes.ru/company/lamptest/blog/262014/
[3] 3: https://geektimes.ru/company/medgadgets/blog/248650/
[4] стоимость «комплекта» просела на порядки: https://en.wikipedia.org/wiki/Timeline_of_solar_cells
[5] доплачивают за выработку электроэнергии: https://www.gov.uk/feed-in-tariffs/overview
[6] завоёвывать: https://geektimes.ru/post/253792/
[7] кукурузных початков: http://www.ebay.com/itm/Energy-Saving-E27-E14-15W-12W-8W-5W-SMD-5050-LED-Lights-LED-Corn-Lamp-Bulb-/351405859538?var=&hash=item51d16be2d2:m:mRZ5h8vQ7nJxwFOQz9QCF9A
[8] тогда: https://geektimes.ru/post/135155/
[9] совсем недавно: https://geektimes.ru/post/259716/
[10] нашлась работа: https://geektimes.ru/company/lamptest/blog/269464/
[11] Crystal Ceramic MCOB: https://geektimes.ru/company/lamptest/blog/270510/
[12] тут: http://www.energyled.ru/partition/98/
[13] Flir 5-ой серии: http://www.flir.com/E6/
[14] в самом конце статьи: https://geektimes.ru/company/prestigio/blog/271198/#conclusions
[15] дешёвая китайская лампочка с Ebay: http://www.ebay.com/itm/191714401884?_trksid=p2057872.m2749.l2649&ssPageName=STRK%3AMEBIDX%3AIT
[16] CroLED: http://www.croled.com/
[17] типа «звёздочка»: https://geektimes.ru/post/263818/
[18] представительство и в РФ: http://www.eglo.com/russia
[19] статей на D3: https://science.dirty.ru/vzgliad-iznutri-ikea-led-nanosit-otvetnyi-udar-988034/#16503382
[20] ГОСТ Р 54945–2012: http://docs.cntd.ru/document/1200095043
[21] СНиП 23–05–95: http://docs.cntd.ru/document/871001026
[22] ссылку на медицинское исследование: http://www.lumen2b.ru/пульсации–освещенности/
[23] IKEA: https://geektimes.ru/company/prestigio/blog/269430/
[24] в обычных магазинах: https://geektimes.ru/company/lamptest/blog/271166/
[25] снабжены радиатором: http://www.aliexpress.com/promotion/promotion_b22-led-12w-filament-promotion.html
[26] лампочкам Prestigio: http://promo.prestigio.com/Smart_LED_Light/
[27] kenbik: https://geektimes.ru/users/kenbik/
[28] SBH-52: http://www.sonymobile.com/global-en/products/accessories/smart-bluetooth-handset-sbh52/
[29] наш блог: https://geektimes.ru/company/prestigio/
[30] Вскрытие чипа Nvidia 8600M GT: http://habrahabr.ru/post/127786/
[31] Современные чипы – взгляд изнутри: http://nanometer.ru/2011/09/22/nanotechnology_262064.html
[32] Взгляд изнутри: CD и HDD: http://habrahabr.ru/post/129893/
[33] Взгляд изнутри: светодиодные лампочки: http://habrahabr.ru/post/131216/
[34] Взгляд изнутри: Светодиодная промышленность в России: http://habrahabr.ru/post/135155/
[35] Взгляд изнутри: Flash-память и RAM: http://habrahabr.ru/post/135515/
[36] Взгляд изнутри: мир вокруг нас: http://habrahabr.ru/post/136234/
[37] Взгляд изнутри: LCD и E-Ink дисплеи: http://habrahabr.ru/post/138833/
[38] Взгляд изнутри: матрицы цифровых камер: http://habrahabr.ru/post/143169/
[39] Взгляд изнутри: Plastic Logic: http://habrahabr.ru/post/143949/
[40] Взгляд изнутри: RFID и другие метки: http://habrahabr.ru/post/161401/
[41] Взгляд изнутри: аспирантура в EPFL. Часть 1: http://habrahabr.ru/post/169099/
[42] Взгляд изнутри: аспирантура в EPFL. Часть 2: http://habrahabr.ru/post/171877/
[43] Взгляд изнутри: мир вокруг нас — 2: http://habrahabr.ru/post/174239/
[44] Взгляд изнутри: мир вокруг нас — 3: http://habrahabr.ru/post/174853/
[45] Взгляд изнутри: мир вокруг нас — 4: http://habrahabr.ru/post/206296/
[46] Взгляд изнутри: 13 LED-ламп и бутылка рома. Часть 1: http://geektimes.ru/topic/259716/
[47] Взгляд изнутри: 13 LED-ламп и бутылка рома. Часть 2: https://geektimes.ru/post/263120/
[48] Взгляд изнутри: а так ли хороши Fillament-лампы?: https://geektimes.ru/company/prestigio/blog/271198/
[49] Микровзгляд: сравнение дисплеев современных смартфонов: http://www.3dnews.ru/offsyanka/630202
[50] Источник: https://geektimes.ru/post/271198/
Нажмите здесь для печати.