Есть ли гелиевый теплоотвод? Всё о филаментных лампах.

5,1k full reads

На моём канале уже есть несколько статей, посвящённых светодиодным лампам. Но в них почти ничего не говорилось о филаментных, или, в переводе на русский, нитевидных светодиодных лампах. Сегодня подробно рассмотрим именно такую лампу.

Колба лампы стеклянная, ничем не отличается от лампы накаливания. Внутри вместо нити накала используются последовательные светодиодные сборки в виде нитей, сделанные по технологии COB (COG), т.е. несколько синих светодиодов на матовой сапфировой подложке, покрытых общим силиконовым люминофором.

Запуск кристалла со снятым люминофором можно посмотреть в следующем видео.

В лампе на фото присутствуют 2-е последовательные ветви из 3-х параллельных филаментных сборок в каждой. По второй фотографии в галерее можно легко посчитать количество кристаллов в одной нити. Их 28 штук. В другой лампе мне встречались 24 кристалла.

Заметно, что нити одной из ветвей имеют выгоревшие светодиоды, а одна вообще не светится. Если замкнуть эту ветвь, предварительно разбив колбу, то получим свечение трёх нитей другой ветви на номинальной яркости.

Работа лампы на половину мощности (3 нити вместо 6-ти, 3 Вт вместо 6 Вт)
Работа лампы на половину мощности (3 нити вместо 6-ти, 3 Вт вместо 6 Вт)

В LED лампах для охлаждения светодиодов используют алюминиевый радиатор. Но как же охлаждаются светодиодные нити без радиатора? По заявлениям изготовителей, тепло от нитей отводится с помощью гелия. Действительно, лучшей теплопроводностью среди газов обладают водород и гелий, поэтому с заявлением можно согласиться. Конечно же, теплопроводность гелия намного ниже, чем алюминия, отсюда и низкая надёжность филаментных ламп. Но воздух подходит ещё хуже. Поэтому захотелось проверить, есть ли на самом деле гелий в лампе.

Всем известно, что гелий легче воздуха, и шарик, наполненный этим газом, взлетает. Лампа с гелием не взлетит, но её масса будет меньше, чем у лампы без гелия. Нам остаётся взвесить целую лампу на точных весах и сравнить с разбитой лампой. Главное не потерять осколки!

Лампа вместе с пластиковой бутылкой на весах
Лампа вместе с пластиковой бутылкой на весах

Для этого лампа помещается в ПЭТ бутылку с отрезанным верхом. Бутылка сверху заклеивается широким скотчем. И лампа разбивается молотком.

Разбитая лампа вместе с бутылкой на весах
Разбитая лампа вместе с бутылкой на весах

Наблюдаем увеличение массы на 0,08 г. Это с большой степенью вероятности указывает на наличие гелия в колбе лампы.

В теории возможны и другие варианты проверки на содержание гелия в лампе.

1. Заставить светиться газ внутри лампы с помощью трансформатора Теслы. Подходит даже такое небольшое устройство, описанное в предыдущей ссылке. При этом газ в лампах накаливания совершенно не светится от этого трансформатора. Потом нужно исследовать спектр на соответствие гелию.

2. При вдыхании гелия тембр голоса меняется. Соответственно, нужно разбить лампу, вдохнуть газ и что-нибудь сказать. Если голос изменился, то там был гелий, а не воздух. Не факт, что объёма гелия из лампы хватит для описанного эффекта. Вдыхание гелия может быть опасно для здоровья, в связи с тем, что в лёгкие не попадает кислород (но это если много вдыхать, с одной лампы никаких проблем быть не должно).

Одноваттные нити от трёх разных ламп
Одноваттные нити от трёх разных ламп

Лампа имеет импульсный драйвер с Кп 3%, изолированный от резьбы цоколя пластиком. Провода соединены с платой накруткой, как это обычно делается в КЛЛ (компактная люминесцентная лампа). Всё это и фотографии драйвера с разных сторон далее в галерее.

Падение напряжения на одной филаментной сборке 77 В. Менее чем за минуту падает до 75 В и продолжает снижаться от нагрева светодиодов.

Ток каждой ветви 34,2 мА, значит ток одной нити около 11,4 мА, что хорошо согласуется с расчётным током: I=P/U=1/84=0,011 А, где 84 В - это падение напряжения на одной нити, если считать, что 1 кристалл - 3 В.

Драйвер работает на частоте около 57 кГц, когда подключены 3 нити. Около 73 кГц, если использовать 6 нитей.

В этом коротком видео показано разбивание лампы тисками и питание светодиодов с помощью генератора переменного тока из электробритвы, повышающего трансформатора и диодного моста.

Спасибо за то, что дочитали мою статью!
Если информация понравилась, ставьте лайк, делитесь в соцсетях, комментируйте!

На канале есть много других статей, которые Вы могли не видеть. Все они доступны по ссылке: https://zen.yandex.ru/id/5c50c2abee8f3100ade4748d