Светодиодная нить накаливания — это светодиодная лампа , которая разработана так, чтобы напоминать традиционную лампу накаливания с видимыми нитями для эстетических целей и распределения света, но с высокой эффективностью светоизлучающих диодов (LED). Название происходит от их цепочек из множества близко расположенных последовательно соединенных диодов, которые напоминают нити ламп накаливания гораздо ближе, чем предыдущие лампы с большим количеством светодиодов. Они сделаны как прямая замена обычным лампам накаливания, так как они сделаны в тех же формах, они используют те же цоколи, которые подходят к тем же патронам , и они работают при том же напряжении питания. Они могут использоваться из-за их внешнего вида, похожего при освещении на прозрачную лампу накаливания, или из-за их широкого угла распределения света, обычно 300°. Они также более эффективны, чем многие другие светодиодные лампы. [1]
Светодиодная нить накаливания была произведена компанией Ushio Lighting в 2008 году [2], [3] и призвана была имитировать внешний вид стандартной лампочки . [1] Современные лампочки обычно использовали один большой светодиод или матрицу светодиодов, прикрепленных к одному большому радиатору . Как следствие, эти лампочки обычно производили луч шириной всего 180 градусов. [1] Примерно к 2015 году светодиодные нить накаливания были представлены несколькими производителями. В этих конструкциях использовались несколько светодиодных нитевидных излучателей света, внешне похожих на нить накаливания прозрачной стандартной лампы накаливания [1] и очень похожих в деталях на несколько нитей накаливания ранних ламп накаливания Эдисона . [1]
Светодиодные лампы накаливания были запатентованы Ushio и Sanyo в 2008 году. [2] Panasonic описала плоскую конструкцию с модулями, похожими на нити, в 2013 году . [3] Две другие независимые заявки на патент были поданы в 2014 году, но так и не были удовлетворены. [4] [5] Ранние поданные патенты включали отвод тепла под светодиодами. В то время световая эффективность светодиодов составляла менее 100 лм/Вт . К концу 2010-х годов она возросла почти до 160 лм/Вт. [6]
Светодиодная нить накаливания состоит из нескольких последовательно соединенных светодиодов на прозрачной подложке, называемой чип-на-стекле (COG). Эти прозрачные подложки изготавливаются из стеклянных или сапфировых материалов. Эта прозрачность позволяет излучаемому свету рассеиваться равномерно и однородно без каких-либо помех. Ровное покрытие желтым люминофором в связующем материале из силиконовой смолы преобразует синий свет, генерируемый светодиодами, в свет, приближающийся к белому свету желаемой цветовой температуры — обычно 2700 К, чтобы соответствовать теплому белому цвету лампы накаливания. [1] Деградация силиконового связующего и утечка синего света являются проблемами конструкции светодиодных нитей накаливания.
Преимуществом конструкции нити является потенциально более высокая эффективность за счет использования большего количества светодиодных излучателей с более низкими токами возбуждения. Главным преимуществом конструкции является легкость, с которой можно получить почти полное "глобальное" (360°) освещение из массивов нитей, [1] но две зоны, излучающие меньше света, кажутся диагональными к подложке. [7]
Срок службы светодиодных излучателей сокращается из-за высоких рабочих температур. Светодиодные лампы накаливания имеют множество меньших, менее мощных светодиодных чипов, чем другие типы, что позволяет избежать необходимости в радиаторе, но они все равно должны уделять внимание управлению температурой ; для надежной работы необходимы несколько путей рассеивания тепла. Лампа может содержать смесь газа с высокой теплопроводностью ( гелий ) для лучшей передачи тепла от светодиодной нити к стеклянной колбе. [1] Светодиодные нити могут быть расположены для оптимизации рассеивания тепла. Ожидаемый срок службы светодиодных чипов коррелирует с температурой перехода (Tj); световой поток падает быстрее со временем при более высоких температурах перехода. Достижение ожидаемого срока службы в 30 000 часов при сохранении 90% светового потока требует поддержания температуры перехода ниже 85 °C. [1] Также стоит отметить, что светодиодные нити могут быстро перегореть, если контролируемое газовое заполнение когда-либо будет потеряно по какой-либо причине.
Источник питания в прозрачной колбе должен быть очень маленьким, чтобы поместиться в цоколь лампы. [8] Большое количество светодиодов (обычно 28 на нить накала) упрощает источник питания по сравнению с другими светодиодными лампами, так как напряжение на синий светодиод составляет от 2,48 до 3,7 вольт постоянного тока. Некоторые типы могут дополнительно использовать красные светодиоды (от 1,63 В до 2,03 В). Таким образом, две нити накала со смесью красного и синего близки к 110 В, а четыре близки к 220–240 В, по сравнению со снижением напряжения переменного тока сети до 3–12 В, необходимым для других светодиодных ламп. Обычно используются четыре нити накала, и внешний вид похож на перегруженную лампу накаливания с углеродной нитью. Обычно используется смесь люминофоров, чтобы обеспечить более высокий индекс цветопередачи (в отличие от цветовой температуры), чем у ранних синих светодиодов с желтым люминофором. [9] Восемь нитей накаливания при ~10 В и двенадцать нитей накаливания при ~15 В используют конденсаторы для уменьшения количества и увеличения срока службы до 25 000 часов; эти модели, производимые Phillips , доступны только в ОАЭ. [10]
Простой линейный регулятор, используемый в некоторых дешевых лампочках, может вызывать мерцание с частотой, в два раза превышающей частоту переменного тока сети, что может быть трудно обнаружить, [8] но, возможно, способствует напряжению глаз и головным болям. [ необходима цитата ]
Медиа, связанные со светодиодными лампами накаливания на Wikimedia Commons
