Светодиодная осветительная техника радует своими достижениями потребителей по всему миру. Ее последней разработкой является филаментная лампа, эффектный, стремительно набирающий популярность осветительный прибор. Разбираемся, как она работает, чем отличается от других источников света, какими характеристиками и преимуществами обладает.
Что называют филаментной лампой
Многие, наверное, обращают внимание на интерьеры, эффектно декорированные лампами в ретро-стиле, думая, что это обычные лампы накаливания. На самом деле, это LED-лампы особого типа, лишь своим внешним видом напоминающие старые лампы с вольфрамовой нитью, изобретенные когда-то Томасом Эдисоном.
Визуально филаментные лампы (ФЛ) довольно точно имитируют старинные лампочки с нитью накаливания. В стеклянной колбе несложно рассмотреть светящуюся нить, которая довольно разнообразна по форме: встречаются варианты в форме петли, елочки, шпильки; несколько нитей могут располагаться по кругу.
Но нить в филаментной LED-лампе сделана не из вольфрама; по сути, это мелкие светодиоды, напаянные на вытянутую проволоку. Отсюда, кстати, и пошло название осветительного устройства: в переводе с английского filament – нить.
Если работающую ФЛ трудно отличить от модели с нитью накаливания, то выключенная выдает свое происхождение характерным желтым цветом нити. Есть отличие и от классических светодиодных лампочек. Если взглянуть, что это такое, филаментная лампа, по конструктиву, то главное отличие заключается в расположении светодиодов: они нанесены не на плату, а на стеклянную подложку.
Конструкция ФЛ
В устройстве ФЛ выделяют следующие конструктивные элементы:
- Колба. Стеклянная герметичная колба заполнена гелием (или другим инертным газом), способным качественно отводить тепло. Она может иметь стандартную или декоративную форму, быть прозрачной или матовой (в последнем варианте свет получается более мягким, рассеянным); нагревается не более, чем до 50-60 ℃.
- Светодиодный филамент. Изготавливается по технологии Chip-on-Glass: основой служит тонкая стеклянная нить-подложка, на которой последовательно закрепляются светодиоды. Филамент покрыт люминофором, преобразовывающим энергию в свет; от люминофора зависит цветовая температура (оттенок) света.
- Стеклянная ножка. Опора, на которой концами фиксируются филаментные нити. Внутри установлены проводники, по ним к светодиодам поступает электричество. На производстве через ножку откачивают из колбы воздух, а затем закачивают гелий.
- Цоколь. Деталь, на которой собирается вся лампа. Служит для фиксации изделия в патроне осветительного прибора (например, люстры), через него подводится электропитание. Распространены два вида цоколей – E27 (стандартный) и E14 (узкий, 14 мм). Также внутри цоколя помещается драйвер, небольшой электронный узел, отвечающий за корректное питание лампочки.
- Драйвер. Микросхема-преобразователь, обеспечивает безопасную работу. Схема нужна для выравнивания тока и понижения напряжения (до номинального рабочего). Контроль параметров тока выполняется в режиме реального времени. Схема может иметь вид голого диодного моста или разновидности импульсного преобразователя (обратноходового).
Особенности устройства и работы ФЛ
Первое отличие филаментных ламп от аналогов на обычных светодиодах, которое сразу бросается в глаза – ценник. Он будет выше в два раза, что связано с более сложной и дорогостоящей технологией производства.
В процессе изготовления диоды на стеклянной основе необходимо расположить настолько плотно, чтобы свечение ряда (нити) получилось однородным, без темных точек. Декоративные (например, винтажные) лампы стоят еще дороже, так как для них нить закручивают в более сложную форму (спираль, дугу), что сложнее в производстве и требует больше времени.
Полезно знать, что мощность одного ряда (или, что, то же самое, одной нити) равна 1 Вт. Если заглянуть в паспорт филаментной LED-лампы, то можно отметить следующие особенности мощности изделия:
- Количество нитей должно совпадать с указанным в паспорте числом ватт. Если количество ватт больше, то из этого следует, что диоды будут светить на максимуме своих возможностей. Вывод: светодиоды в таком устройстве быстро перегорят.
- Из предыдущего правила есть исключение. Если колба имеет вытянутую форму (например, в виде свечи), то у нее нити будут длиннее, что и даст превышение по ваттам. В таких изделиях вполне может насчитываться 3-6 нитей, а мощность достигать 8-9 Вт. В целом, чем больше нитей и они длиннее, тем ярче будет светить лампочка.
Особенности конструкции филаментных нитей дают им важное преимущество в виде широкого угла рассеивания света. Если в обычных лампах он составляет около 220°, в диодных – 120° (в точечных 90°), то прозрачная филаментная нить обеспечивает практически круговое рассеивания света (до 360°). Такой свет лучше отражается в световых приборах с отражающими элементами (например, в хрустальной люстре).
Интересно, что цветовую температуру ФЛ можно оценить без включения, по цвету нитей, а именно:
- Нити лимонного (бледно-желтого) цвета. На выходе будет дневной (белый) свет.
- Нити насыщенного желтого или желто-оранжевого цвета. Лампа будет испускать более теплый (желтоватый) свет.
Качество света во многом определяется качеством люминофора, покрывающего нити. Некоторые производители, стремясь предложить более привлекательный по цене продукт, экономят на люминофоре. Лампочки бюджетных брендов получаются более дешевыми, но использованный в них люминофор быстро деградирует: уменьшается яркость, изменяется оттенок свечения (например, появляется синий тон). Такой свет наносит вред глазам, а экономия оказывается бессмысленной.
Энергоэффективность ФЛ: от чего зависит
Привлекательное отличие филаментных LED-ламп от обычных светодиодных – их энергоэффективность. Разница выглядит прилично: если вы установите ФЛ мощностью 7 Вт, то она даст света столько же, сколько стандартный светодиодный источник мощностью 10 Вт. При этом электроэнергии будет потрачено меньше.
Светодиоды, нанесенные на нити и залитые люминофором, обеспечивают высокую энергоэффективность и высокий коэффициент полезного действия (КПД) схемы. Значение КПД у хороших устройств достигает порядка 95%, у бюджетных – редко дотягивает до 90%.
Эффективность филаментной лампочки зависит от того, насколько верно подобран драйвер. Если характеристики драйвера и светодиодных нитей соответствуют друг другу, нагрев во время работы минимальный, и большая часть энергии превращается в свет. Если драйвер подобран неверно, из-за высокого сопротивления он начинает греться, световой поток уменьшается, а система выходит из строя раньше времени.
Преимущества и недостатки филаментных ламп
Приобретение филаментных ламп имеет свои плюсы и минусы; к положительным относятся следующие их качества:
- Экономное потребление электроэнергии (примерно в 10 раз меньше чем лампы накаливания и в 1,5-2 раза меньше, чем светодиодные источники).
- Продолжительный (до 20 тысяч часов) ресурс эксплуатации.
- Широкий угол рассеивания света, благодаря чему окружающее пространство освещается равномерно.
- Приятная для глаз цветовая температура, в среднем 3000-4000 К, Диапазон цветовых температур достаточный, от холодных (2700 К) до теплых (6500 К).
- Стекло колбы не нагревается до опасных температур, поэтому ФЛ можно размещать рядом с натяжным потолком и другими поверхностями, не допускающими нагрева.
- Лампы обладают значительной декоративной ценностью, многие модели стилизованы в винтажном стиле.
Минусом считается высокая стоимость устройства (которая, однако, компенсируется быстрой окупаемостью). Кроме того, важно помнить, что в моделях большой мощности (10 Вт) охлаждение затруднено, поэтому они выходят из строя раньше, чем менее мощные аналоги.
Видео описание
Об устройстве филаментной лампы в следующем видео:
Виды филаментных ламп и их декоративная функция
В продаже имеется несколько типов филаментных ламп; что это значит на практике, можно понять по области их применения, например:
- Модели с прямой нитью и прозрачной колбой удобны, если необходимо осветить помещение максимально ярко.
- Декоративные модели оснащены нитью в виде спирали или другой фигуры. Если на колбу нанесено напыление, создаваемый свет получается мягким, рассеянным, что подходит для создания уютной атмосферы.
- Фигурные модели в форме свечи или, например, с граненой колбой подходят для оформления домашних и общественных интерьеров. Лампы-свечи хорошо смотрятся в классической хрустальной люстре, граненые лампочки подходят для оформления помещений в современном стиле.
- Изделия с прозрачной колбой подходят не только для классических или винтажных, но и для современных пространств.
Функционал филаментных LED-ламп позволяет использовать их в следующих ситуациях:
- Их можно совмещать со светильниками, предназначающимися для ламп накаливания.
- Спиральный филамент декоративен сам по себе, поэтому модели с эффектом «раскаленной спирали» рекомендуется использовать без каких-либо защитных деталей (плафон, абажур).
- Для некоторых современных стилей (лофт, сканди) подходит способ размещения на проводах, гирляндой или пучком. Это позволит подчеркнуть уют интерьера, или добавить дизайну урбанистическую нотку.
- Для создания старинной, винтажной атмосферы имеет смысл использовать больше лампочек невысокой мощности, тогда они и проработают дольше.
Видео описание
О плюсах и минусах филаментных ламп в следующем видео:
Коротко о главном
Изначально филаментные светодиодные лампы задумывались как декоративные устройства, но позже их стали использовать наряду с остальными источниками света. Их отличительной внешней чертой является особое строение и желтый цвет нити-филамента, источника светового излучения, аналога нити накаливания. Несмотря на внешнее сходство с лампой накаливания и использование диодов, филаментные источники эффективнее тратят электроэнергию, а свет рассеивают равномернее.