Обзор светодиодной лампы Эдисона

Не так давно, просматривая спам, мы случайно наткнулись на письмо от китайцев-производителей различных светодиодных ламп. Писем таких нам приходит больше 100 в день, но именно это письмо попалось под руку и заинтересовало.

Некая компания предлагала приобрести модные светодиодные лампы с нитями, имитирующими ранние лампы Эдисона с угольными электродами:

Выглядело это немного необычно, и, самое главное, было непонятно, как они вообще умудрились сделать светодиоды тонкой светящейся палочкой, да еще и светящейся сразу во все стороны.

Предположения были: два светодиода с торцов палочки, светящие внутрь (против этого играл только один видимый электрод с каждой стороны); что-то с удаленным люминофором (ультрафиолетовый диод без люминофора, закрытый на некотором расстоянии люминофором, который светится от ультрафиолета), или какой-то очень хитрый COG (Chip On Glass - технология, при которой платой служит стеклянная подложка, а дорожки и вся электроника припаивается к стеклу). Была даже идея с оптоволокном, подсвеченным снизу из цоколя и имеющим насечки, как "ангельские глазки" в фарах BMW.

При цене в $5, разумеется, никаких нанотехнологий там быть не могло. В итоге любопытство взяло верх, и мы заказали пару образцов.

Несколько недель ожидания, и вожделенные лампы у нас в лаборатории и ждут препарирования:

Сразу бросаются в глаза колбы ламп и цоколь: в отличие от большинства современных светодиодных ламп, в которых обычно и колбу, и элементы цоколя делают пластиковыми или из керамики, а то и алюминия, здесь явно применены военные "конверсионные" технологии сборки на заводе, ранее выпускавшем обычные лампы накаливания.

Пытаемся включить, и тут обнаруживается проблема: В лаборатории у нас есть тепловизор, осциллограф, целая куча блоков питания, паяльников и термофенов, светодиодов, 3D-принтер, и даже аппарат точечной сварки - но обычного светильника, куда можно вкрутить обычную лампочку с цоколем E27 - нет!

Решение пришло внезапно: разбираем фотостудию, вынимаем из софтбокса импульсную фотовспышку, и вуаля: лампа пилотного света как раз под цоколь E27! Вкручиваем, включаем, не работает. Изучаем переключатели вспышки: выясняется, что переключатель мощности пилотного света стоит на 1/2 мощности. Печально: значит, наши лампочки диммирования (плавного изменения яркости) не поддерживают. Включаем полную мощность: Светит, причем именно так, как и было обещано!

Понравилось, что у "большой" лампы E27 свет практически без мерцания:

А вот лампочка-"миньон" под E14 просто дико, невообразимо противно мерцает:

Crash Time!

Стеклышко оказалось обычным и тоненьким, разбилось легко и без хлопка: вакуума внутри нет. Четыре палочки соединены последовательно, внутри цоколя виднеется что-то, похожее на плату драйвера

Подключаем лабораторный блок питания, выкручиваем напряжение на максимум (30В). Однако не горит.

Любопытно. Значит, наши палочки высоковольтные. Больше 45 вольт лабораторные блоки не выдали, принимаем решение питать от 220. Фотовспышку жалко, поэтому припаиваемся напрямую. Интересно, что центральный контакт расплавился целиком, т.е. представляет из себя большую каплю припоя.

От греха подальше заматываем изолентой высоковольтную часть.

Включаем в розетку: горит! С пониженной выдержкой видно, что трубочки действительно светятся сами, целиком и во все стороны. Любопытство только растет.

Цепляем крокодилы на одну из палочек:

Вот это да! 71 Вольт. Т.е. на сборке из 4х палок - все имеющиеся 284В!

Судя по низкой цене, отсутствию диммирования и высоковольтности светодиодов, драйвер должен представлять из себя что-то очень простое: скорее всего, диодный мост выпрямителя да пару конденсаторов для сглаживания. Распиливаем цоколь:

Односторонняя плата драйвера. С одной стороны - все дорожки и SMD-компоненты, с другой - выводные детали:

На удивление, немного сложнее ожидаемого:

Срисовываем схему:

Принцип работы драйвера прост. Диодный мост D5 выпрямляет переменное напряжение. Конденсаторы C1,C2 на его выходе сглаживают пульсации, после чего выпрямленное напряжение подается на светодиоды. Цепь из стабилитрона D6 (TL431), управляемого напряжением на токовом шунте (резистор R3) и ключа - транзистора Q1 выполняет роль стабилизатора тока, поддерживая ток через светодиоды на заданном уровне. Просто, дешево, сердито.

В колбе лампочки E14, судя по безумному мерцанию, даже такой драйвер не поместился.

Открываем: конденсаторный источник питания, мегаомный резистор для разрядки конденсатора при выключении, на выходе - диодный мост. И все.

Сглаживания на выходе никакого нет. Хоть бы маленький копеечный сглаживающий конденсатор поставили, мерцало бы не так сильно, было же место. Схема дешевая, технически рабочая, но опасная (см. в конце статьи).

И, собственно, то, ради чего все затевалось: из чего же состоят палочки? На ощупь - резина.

Судя по всему, резина - люминофор. Счищаем ножом, обнаруживаем под ним стекло.

Так и есть: стеклянная полоска, на которую по методу COG нанесены 27 ультрафиолетовых светодиодов, и закрыто всё толстым слоем силиконового люминофора. Целиком во все стороны палочка светится исключительно из-за его толстого слоя.

Достаем мощный ультрафиолет - Polarion PH50 с УФ-фильтром. Люминофор вспыхивает.

Подложка под микроскопом:

Выводы

Лампочки интересные. Предположения о том, что внутри них - COG с удаленным люминофором, оправдались. Светят красиво. Своих $5, наверное, стоят, но домой мы их ставить не рекомендуем.

Диммер не предусмотрен - включить их "вполнакала", чтобы нити красиво тлели, не получится. Лампами с цоколем Е14 можно очень быстро повредить зрение от мерцания. И даже в качестве декоративной подсветки они не годятся.

Мы специально акцентировали внимание на схемах и внешнем виде драйверов: такой "мусор" с ручной пайкой стоит поголовно во всех дешевых лампах, выключателях и светильниках, которыми наполнены все рынки и магазины.

Гальванической развязки, предохранителей, устройств защиты в них нет: если что-то где-то пробьет, или пьяный электрик перепутает фазы - может и дуга вспыхнуть, и до пожара недалеко. Номиналы электролитов выбраны опасно впритык к рабочему напряжению: на 400В. Т.е. любой мало-мальски сильный выброс в сети - конденсаторы пробьет. Про опасность конденсаторных источников питания подробно писал Di HALT. Мы же порекомендуем потратить на пару сотен рублей больше и купить нормальные, качественные лампы.