Филаментные светодиодные лампы Томича: что это такое, плюсы и минусы, как выбрать

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.

Рейтинг филаментных ламп

Прежде чем приобретать устройства filament, стоит изучить рейтинг лучших:

фирменная лампа от Paulmann. Одна из самых дорогих моделей, сочетающая в себе последние разработки в сфере осветительных приборов. У владельца будет возможность отрегулировать цвет и температуру свечения. Доступны все цвета. Лампочка имеет и другие преимущества;
LED Fil AGL 1521LM. Модель от немецкого производителя. Несмотря на высокую цену (около 1900 рублей), лампа популярна, так как отличается надёжностью и возможностью регулировать температуру свечения;
в виде свечи Airdim. Используется в декоративных целях или как основной источник света. Она не работает с обычными выключателями, понадобится диммер. Тип цоколя – Е14;
лампа FDL. Цоколь – E27. Лампочка имеет оригинальный вид спирали, поэтому её редко устанавливают в светильники с абажуром. Зачастую используется в ресторанах барах и других заведениях;
устройство от бренда Paulmann с красной колбой. Пользуется спросом из-за внешнего вида. Выгодно смотрится в интерьерах с красной мебелью, стенами или потолком.

Устройство, конструктивные особенности филаментной лампы Томича

Конструктивно излучатель такой лампы состоит из трех элементов:

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

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

Цоколь на Е14 или Е27.
Прозрачная колба с высокой пропускной способностью света.
Стеклянная ножка с элементами, обеспечивающими подвод напряжения к светодиодной ленте.
Филаментные детали.
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.

Конструкция филаментной лампы

Основная цель разработки филаментных ламп – создание полноценной замены лампочкам накаливания. Внешне эти источники света действительно получились похожими: стеклянная колба, резьбовой цоколь, радиатора нет. Странно выглядит только «нить», но это заметно только в нерабочем состоянии.

Основные различия скрыты в технологии производства. «Нить» состоит из микродиодов, покрытых слоем люминофора, состоящего из фосфорной смеси и силиконовой смолы и обеспечивающего белый цвет свечения. Диоды в основном синие, но некоторые производители добавляют красные для получения более теплых тонов. «Нити» располагаются на подложку, изготовленную из сапфирового стекла, и помещаются в емкость, наполненную гелием или смесью газов. Ток подается через контакты на подложку.

Есть производители, использующие в качестве люминофора силикон низкого качества. Он провоцирует утечку синего цвета, что вредит глазам, и нарушает «нить», выводя лампочку из строя.

Драйвер

Драйвер филаментной лампы размещен в цоколе.

Это плата со схемой, которая:

преобразует переменное напряжение в постоянное;
защищает филаментные пластины от нeблагоприятной температуры и скачков сети;
снижает коэффициент пульсации до 2%.

Схема состоит из:

конденсатора, стабилизирующего ток;
диодного моста;
резистора, разряжающего конденсатор после выключения;
конденсатора, сглаживающего пульсацию.

Филаменты соединены в группы по 3 элемента последовательно, группы между собой – параллельно. По размерам больше драйверы для ламп с цоколем Е 27. В них присутствуют дополнительные элементы, максимально снижающие коэффициент пульсации.

Внимание! Через интернет были куплены изделия китайского производства, в которых вместо драйвера установлен диодный мост. Коэффициент пульсации при проверке оказался равен 67%.

Как охлаждаются филаментные светодиоды

«Нити» филаментных лампочек запаяны в стеклянные емкости, обладающие определенным уровнем теплопроводности. Тепло отводится только через газовую смесь и стекло. Производители уверяют, что это даже лучше, чем радиатор, поэтому температура на диодах не превышает 60оС. Тепла выделяется меньше благодаря небольшим размерам филаментов.

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.

Плюсы и минусы

Даже при том, что подобные приборы освещения являются практически новинкой в нашей стране (вроде бы и высокие технологии, и т. п.), недостатки этого вида освещения уже нашлись. Но для начала определим преимущества, к ним можно отнести:

Возможность установки в обычные патроны без дополнительного оборудования (хотя тем же могут похвастаться и обычные светодиодные, и энергосберегающие лампы).
Высокую экономичность. Подобные лампы экономичнее простых LED-ламп.
Внешний вид в стиле ретро. Для многих это становится решающим фактором при покупке.
Долгий срок службы. Действительно, заявленная долговечность – 30 000 часов.
Мощный световой поток, что обеспечивается прозрачным, не матированным стеклом, а также тем, что отсутствуют дополнительные оптические элементы.
Широкое рассеивание, которому не мешает находящийся сзади радиатор.
Малая масса светового прибора, всего 30–50 г.

Ну а теперь пришло время рассмотреть недостатки филаментных светодиодных ламп. К ним можно отнести:

То, что только что было отнесено к плюсам, – стеклянная колба, которую можно разбить. Так что это палка о двух концах.
В линейке с цоколем Е27 нет моделей на 110 и 36 вольт. Только лишь на стандартную электросеть.
Е27 – самый большой в линейке, а вот Е40 вообще не существует, даже у китайцев.
Цена на подобные приборы очень высока. Но это, конечно, явление временное. Когда-то и светодиодные LED-лампы стоили очень дорого.

В любом случае, наверняка этой филаментной светодиодной лампе уготован длинный путь. Впереди и модернизации, и снижение стоимости, ведь она действительно еще совсем новичок на российском, да и на мировом рынке, так что, как говорится, в добрый путь.

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:

Предохранитель.
Выпрямитель диодного моста.
Сглаживающие конденсаторы.
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.

Особенности конструкции

Массовое производство началось только в 2013 году, но эксперименты с удачным результатом проводились еще в 2008 году в Японии. Английское название — filament LED — переводится как «нить накаливания». На российском рынке его интерпретировали на «филаментную лампу».

Конструкция состоит из нескольких элементов:

Светодиодные стержни (филамент).
Колба из стекла.
Цоколь E27 и E14.
Драйвер.
Основание из плохо проводящего электричество материала (необязательный элемент, есть на некоторых моделях).

Светодиодный филамент — это стеклянный круглый или прямоугольный стержень. На нем закрепляются кристаллы методом «Chip – on — Glass». У каждого стержня мощность составляет 1 Ватт.

Диоды закрепляют на колбе, и покрывают желтым силиконовым люминофором. Слой должен быть достаточно толстым, чтобы не пропускать ультрафиолетовые лучи и обеспечивать равномерное рассеивание света. По цветовой температуре параметр близок к стандартной лампе накаливания.

Подключение питания к светодиодам не получится провести с помощью переменного напряжения, поэтому используются простые схемы.

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:

Филамент представляет собой матрицу.
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.

Что такое филамент?

Термин «filament», при дословном переводе означает «нить накаливания». Конечно, никакой нити накаливания тут и близко нет, а применяются диэлектрические полоски из стекла или сапфира с нанесенными на них светодиодами, покрытыми толстым слоем люминофора. Свечение филаментов максимально приближено к свечению нити накаливания.

Каждый филамент содержит около 28 мелких светодиодов, их свечение можно разглядеть на следующей фотографии (я намеренно повредил нить одного филамента в лампе, чтобы их можно было увидеть).

Как видите, филаментная лампа может работать и без стеклянной колбы. Средняя мощность одной «нити» составляет примерно 1 Вт и чтобы заставить филамент засветиться, следует подать на него напряжение порядка 60-70 вольт (поэтому «низковольток» с филаментами вы не найдёте).

Все филаменты внутри лампы соединены последовательно. Соответственно, если нитей четыре, то получается 4 Вт, а шесть будет соответствовать 6-ваттной лампочке. Впрочем, я не утверждаю, что мощность нити может быть и чуть выше 1 Вт, но не принципиально. Так что, не ведитесь на обещания на коробке, а посчитайте количество нитей в лампочке.

Преимущества и недостатки филаментных ламп

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

Преимущества:

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

Недостатки филаментных изделий:

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

Сфера использования

Современные модели очень актуальны, так как подходят для любой сферы.

Угол распределения света — 360градусов, что увеличивает яркость и освещение помещения. Подобные характеристики необходимы для работы заводов и фабрик.
Благодаря некрупным размерам, а также разнообразию форм и цветов лампы, ее можно использовать в качестве элемента декора в строительстве и интерьере.

Где используются филаментные светильники

Из-за стойкости к перепадам температур и скачкам напряжения, подходит для освещения рыночных и торговых площадок, больших центров, кафе, ресторанов.
Из-за продолжительности работы (30000 часов), можно использовать для дома. Это экономично и надежно.

Вам это будет интересно Правила расположения светильников на натяжном потолке

Весомым преимуществом здесь является универсальность — практичность применения.

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:

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

Достоинства и недостатки

Филаментные светодиодные лампы известны небольшому кругу потребителей, поскольку выпускаются в ограниченном количестве. Их разработка еще продолжается, чтобы устранить все недостатки и представить всему миру глобальный выпуск светильников нового поколения. На данный момент, те, кто пользуются филаментными лампами, выделяют несколько плюсов и минусов.

Преимущества:

Большой угол освещения. По сравнению с обычными, а также светодиодными моделями, угол освещения филаментного светильника в 3 раза больше, практически 360 градусов. Подобный эффект достигли в результате совмещения в одно сооружение полностью прозрачного и прочного стекла, и конструкции из светодиодов. Таким образом, одна лампа может освещать помещение в 20-35 кв.м.
Полностью прозрачная колба. За счет этого повышается уровень энергоэффективности светильника.

Достоинства использования филамнентного устройства
Обратите внимание! В лампе накаливания и светодиодных вариантах используются полупрозрачные колбы. Они забирают на себя часть света, из-за чего свет становится тусклее.

Вам это будет интересно Особенности умных лампочек

При долгой работе, температура в колбе увеличивается до максимального уровня, что мешает нормально распределять световые диоды по всей поверхности колбы. Как результат — плохое освещение или «мигание». В филаментных лампах это момент предусмотрен. Благодаря особенному созданию конструкции светодиодов, температура равномерно распространяется по нити, нагревая каждый световой кристалл до оптимальной температуры. Это позволяет свету лучше распространяться по общей поверхности колбы и делать свет ярче. Кроме того, газ, который находится в колбе и диодах, регулирует температуру в лампе, не допуская перегревания.
Работоспособность и производительность. Обычная лампа служит не более 1000 часов, в то время как филаментные модели — 30000 часов.
Практичность. На рынке можно увидеть огромное количество филаментных ламп, разного цвета, формы, вида. Их можно устанавливать в светильники, монтировать в натяжные потолки, пол и так далее.
Комфорт. Данные светильники не мерцают, цвет приятный для глаз, можно использовать как постоянный источник света. Им не страшны перепады температур или скачки напряжения.

Свойства стеклянной колбы филаментной лампочки
Недостатки:

На рынке представлены модели небольшой мощности. Лампы начали выпускать в 2008 году, поэтому их совершенство еще в процессе.
Не совместимы с низковольтными сетями.
Стоят дороже, чем обычные лампы.
Колба изготавливается только из стекла. Это снижает практичность модели. На данный момент производится проектирование ламп из других материалов.
Филамент не ремонтируется. Если один диод из конструкции вышел из строя, его уже невозможно починить, как обычную лампу.

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.

Определяем температуру свечения

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

Здесь выделяется:

Лимонный оттенок — 4500 К (нейтральный белый).
Желтый — 3000 К (теплый белый).
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.

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