Светодиодные лампы A19: что кроется под матовой поверхностью?

11 октября 2011
Почему светодиодные лампы А19 так дорого стоят? Чтобы получить обоснованный ответ на этот вопрос, независимая лаборатория MuAnalysis вскрыла пять ламп и нашла повод задать другие вопросы.

Лампы А19, которые входят в состав большинства светильников, поставляются в светодиодном исполнении. Розничная цена светодиодов находится в пределах 20–40 долл. (эквиваленты 40- и 60-Вт ламп накаливания). Одни из них оснащены регулятором яркости, другие его не имеют. Производители заявляют, что срок службы этих ламп составляет 25–50 тыс. ч, если ежедневно эксплуатировать их в течение 3–4 ч. При бережной эксплуатации эти лампы переживут своего владельца.

Но почему они так дорого стоят? Их цена оправдана? Почему некоторые лампы вдвое дороже других?

Лаборатория MuAnalysis вскрыла пять светодиодных ламп А19: 60-Вт эквивалент лампы накаливания от Philips, мощность потребления ­которой – 12,5 Вт, световой поток – 800 лм; 40-Вт эквиваленты от Feit, GE, Pharox и Sylvania (см. рисунок). В результате исследования возникли новые вопросы.

Лампы, принявшие участие в исследовании
Лампы, принявшие участие в исследовании

В отличие от традиционных ламп накаливания и компактных люминесцентных ламп в невзрачной обертке, каждая светодиодная лампа поставляется в специальной красивой упаковке, которая повышает суммарную стоимость изделия.

Очевидно, эти лампы не относятся к предметам широкого потребления – они дорого стоят и имеют большой срок службы. Однако цена на электронные устройства так упала за последнее время, что долговечность изделия больше не является определяющим фактором стоимости. Тогда почему стандартная лампа стоит дороже младшей модели цифрового аппарата?

Каждая протестированная лампа обладает уникальным внешним видом. Например, в конструкции лампы GE имеется керамическая шейка и ребра, изготовление которых обходится дороже пластико-металлических конструкций.

В основании всех ламп установлены печатные платы с электролитическими конденсаторами и трансформаторами большого размера (см. рисунок). Известно, что требования к обеспечению надежной эксплуатации светодиодов высоки. Как долго электролитические конденсаторы проработают при высокой температуре?

Все лампы оснащены встроенной печатной платой с электролитическими конденсаторами и трансформаторами большого размера
Все лампы оснащены встроенной печатной платой с электролитическими конденсаторами и трансформаторами большого размера

Сравнительный анализ ламп

Лампы с регулируемой яркостью свечения оснащены силовыми кремниевыми транзисторами Infineon или ST. Ни в одной электронной схеме нет карбидокремниевых транзисторов.

Для каждой лампы разработана собственная микросхема драйвера, отличная от ИС других источников света. Лампа Pharox использует четыре микросхемы, 40 резисторов и 16 конденсаторов, а также трансформаторы и множество диодов. Все эти компоненты обеспечивают регулировку яркости 40-Вт эквивалента лампы накаливания лишь в тех случаях, если диммер новый, поскольку старая схема может оказаться несовместимой.

В лампе Philips применяется технология удаленного люминофора, преобразующего излучение с коротковолновым спектром в свет с большей длиной волны. В качестве люминесцентной среды в двух лампах применяется оксид лютеция, однако последние несколько лет этот материал в лампах не применялся. В других лампах используются стандартные люминофоры, например, на основе фосфата бария и алюмоиттриевый гранат (АИГ) с добавками церия и другие люминофоры с редкоземельными элементами.

Удивительно, что во всех лампах были обнаружены нитрид-галлиевые светодиоды, т.е. ни в одном из этих источников света не используются RGB-светодиоды. Красные светодиоды Pharox с линзами не загораются при включении лампы. Очевидно, что они не предназначены для выравнивания цвета излучения. Возможно, лампа зажигается красным, когда истекает ее срок службы, либо она неправильно подключена.

Компания Philips широко использует светодиоды марки Luxeon Rebel в модулях, допускающих замену при выходе из строя (см. таблицу). Ожидалось, что в лампе Sylvania будут установлены светодиоды Osram или семейства Dragon, но вместо них оказались кристаллы Cree.

Светоизлучающая площадь светодиодов варьирует в пределах 4–12 кв.мм в лампах, эквивалентных 40-Вт лампам накаливания, тогда как энергопотребление находится в диапазоне 6–9 Вт. В некоторых лампах установлены четыре светодиодных кристалла, в других – 48.

Таблица. Сравнительные характеристики светодиодных ламп нескольких производителей

 

Светодиодная серия Sylvania Ultra High Performance

Philips Ambient LED (для бытового применения)

GE Energy Smart

Feit Performance LED

Pharox 300

Потребляемая мощность, Вт

8

12,5

9

7,5

6

Срок службы, тыс. ч

50

25

25

25

35

Световой поток, лм

430

800

450

450

360

Светоотдача, лм/Вт

54

64

50

60

60

Цвет излучения

ярко-белое

мягкое белое

мягкое белое

теплое белое

Цветовая температура, К

3000

3000

3000

2900

Совместимость диммера

да

да

нет

нет

только у некоторых моделей

Цена, долл.

39,99

39,98

42,89

21,98

24,95

Как рассчитывается срок службы таких ламп, учитывая наличие в них нескольких дюжин светодиодов? Нигде на упаковке с предупреждениями, оговорками об освобождении компании от ответственности и гарантиями не поясняется, что считать окончательным выходом лампы из строя. Ее мерцание? Она эксплуатируется до последней секунды, или наступит момент, когда из-за слабого свечения лампы пользователь решит ее заменить?

Таким образом, возникло много побочных вопросов, а нам не удалось даже ответить на первый из них: почему так дорого стоят лампы А19? У светодиодных ламп, подвергшихся демонтажу, при светоотдаче в 50–60 лм/Вт та же эффективность, что у 40-Вт КЛЛ, световой поток которых составляет 560 лм при 10 Вт, а цена равна нескольким долларам при сроке службы до восьми лет. При той же экономии электричества цена одной светодиодной лампы в два-три раза превышает цену КЛЛ, суммарный срок службы которых составляет около 25 лет.

Лампы являются товарами широкого потребления независимо от их срока службы. Как правило, причиной выхода из строя КЛЛ является электронная схема. Вероятно, у светодиодных ламп причина отказа та же самая. Однако использование экономичных КЛЛ сопряжено с загрязнением окружающей среды ртутью. У светодиодных ламп два преимущества: они мгновенно включаются и не содержат ртути, а токсичность редкоземельных материалов низка. Кроме того, их содержание в светодиодных лампах очень невелико.
Со временем цены на светодиодные лампы снизятся, и они станут безопасной альтернативой КЛЛ, обеспечив при этом больший срок службы. Ожидается, что светодиодные лампы будут характеризоваться и другими преимуществами – для этого потребуется лишь время.


Оставить комментарий