Что представляют из себя светодиодные лампы из китая. Китайские светодиодные лампы: всё плохо

В китайских интернет-магазинах продаются сотни моделей светодиодных ламп. За год я заказал 12 моделей ламп из разных магазинов.

К сожалению оказалось, что ни одна из этих ламп не пригодна для освещения жилых помещений. Каждая из них имеет несколько недостатков из следующего списка:

Мощность и яркость гораздо меньше заявленных;
Некомфортный цвет освещения, низкий CRI;
Высокая пульсация света (мерцание);
Узкий угол освещения, лампа светит только вперёд
Невозможность работы с выключателями, имеющими индикатор.

У меня сложилось ощущение, что в китайских интернет-магазинах вообще нет хороших светодиодных ламп. При этом в России можно купить множество хороших светодиодных ламп российских и международных брендов, которые производятся в том же Китае. Возможно причина такого странного явления в том, что бренды контролируют китайских производителей и требуют от них соблюдения технологий, а сами китайцы делают лампочки "абы как", пытаясь сэкономить на всём.


Результаты измерений, сделанных с помощью Viso LightSpion (), карандашного теста мерцания () и проверки работы с выключателем, имеющим индикатор, сведены в таблицу.

  Лампа   $        P    P изм.  Lm    Lm изм. % Lm  K         CRI   Пульсация Выкл с инд.
1. E27 Bulb 7W 6.2 7 6,1 580 406  70 2900 78,9 ОК Вспыхивает
2. E27 Bulb 9W 10 9 9 900 752  84 2900 60,3 ОК Вспыхивает
3. E27 Bulb COB 9W 10,6 9 8,9 900 685  76 3090 61,7 ОК Вспыхивает
4. E14 Candle Dimmable 9W 3,5 9 5,8 500 200  40 2930 62,6 Мерцает ОК
5. E14 Candle Dimmable 12W    7,4 12 5,7 550 269  49 3200 64,2 Мерцает ОК
6. E27 Corn 6500K 9W 4,1 9 7,7 800 427  53 6227 68,1 ОК ОК
7. E14 Corn COB 8W 8,5 8 5,3 800 299  37 3241 67,3 Мерцает Слабо светит
8. E27 Corn COB 9W 8,5 9 5,3 800 267  33 3160 66,3 Мерцает Слабо светит
9. E14 Corn COB 7W 7,5 7 5,1 500 437  87 2878 61,6 Мерцает Слабо светит
10. E14 Corn 5.5W 4,3 5,5 5 345 2935 63,8 ОК Вспыхивает
11. E14 Corn 7W 7,5 7 4,9 700 221  32 2960 64,3 Мерцает Слабо светит
12. E14 Corn 5.5W 3,7 5,5 3,4 450 133  30 2812 62,4 Мерцает Слабо светит

Как видно из таблицы, ни одна из 12 ламочек не даёт обещанный световой поток. В лучшем случае мы получаем 84% от обещанного, в худшем - лишь 30%.

По результатам моих измерений обычная матовая лампа накаливания 75 Ватт даёт 750 Lm, 60 Ватт - 555 Lm, 40 Вт - 310 Lm. Соответственно только 9-ваттная лампа №2 может заменить по яркости обычную 75-ваттную, а №3 - 60-ваттную. Лампы №1, 6, 8, 9, 10 могут заменить по яркости обычную 40-ваттную лампу. Остальные пять ламп по яркости смогут заменить лишь 15-25 ваттные лампы накаливания.

Считается, что для жилых помещений индекс цветопередачи (CRI) должен быть выше 80. Из 12 ламп к этому значению близка лишь первая лампа, у всех остальных значение CRI гораздо ниже, а это значит, что при освещении этими лампами будут значительно искажаться цвета всех предметов.

Семь ламп из двенадцати имеют сильную пульсацию света (мерцание). Эти лампы точно непригодны для жилых помещений.

Только три лампы (№ 4, 5, 6) корректно работают с выключателями, имеющими индикатор - когда выключатель выключен они не горят. Ещё четыре лампы - периодически вспыхвают при выключенном выключателе. Остальные - слабо горят (это лампы без драйвера - вся их электроника состоит из двух конденсаторов и диодного моста).

Все двенадцать ламп имеют некомфортный цвет освещения. У многих он зеленоватый. Свет этих ламп никогда не спутаешь со светом обычной лампы накаливания. Замечу, что существует множество хороших светодиодных ламп, свет которых невозможно отличить от света лампы накаливания.














Я делал подробные обзоры двух ламп:
Лампа №1 E27 Bulb 7W:
Лампа №4 E14 Candle Dimmable 9W:

Для всех остальных ламп приведу фотографии сравнения со светом ламп накаливания, раз уж они были сделаны, но по большому счёту с ними и так всё ясно.


Все фотографии сделаны на ручных настройках с одинаковыми значениями экспозиции и ISO. Баланс белого был установлен на 3500К.

Лампа с разбитым стеклом (там именно стекло, не пластик).

Сравнение с лампой накаливания 40 Вт в фотокубе.

Сравнение с лампой накаливания 60 Вт в реальных условиях.

2. E27 Bulb 9W. Внутри - множество мелких светодиодов. Свет яркий, но имеет зелёный оттенок.

3. E27 Bulb COB 9W. Внутри - модуль COB в форме кольца. Свет похож на предыдущую лампу - яркий с зеленоватым оттенком.

5. E14 Candle Dimmable 12W. Об этой лампочке: .

6. E27 Corn 6500K 9W. Эта лампочка была куплена по ошибке. Я не обратил внимания, что у её цветовая температура 6500К - холодный белый свет.

7. E14 Corn COB 8W. Кукуруза COB. У этой и двух следующих ламп простейший драйвер без активных электронных компонентов. Лампы сильно мерцают. При использовании с выключателем, имеющим индикатор, в выключенном состоянии лампы тускло горят.

8. E27 Corn COB 9W. Реальная мощность этой лампы точно такая же, как у предыдущей - 5.3 Вт, но светит она немного тусклее.

9. E14 Corn COB 7W. Из трёх ламп-кукуруз COB у этой самая маленькая мощность (и заявленная 7 Вт и реальная 5.1 Вт), но светит она ярче всех.

10. E14 Corn 5.5W. Одна из немногих ламп-кукуруз с полноценным драйвером, за счёт которого лампа не мерцает. Но люминофор всё равно плохой, так что свет зеленоватый.

11. E14 Corn 7W. Фотографий с этой лампой у меня не осталось, но поверьте, тут всё ничуть не лучше.

12. E14 Corn 5.5W. Лампа-недоразуменее со световым потоком 133 люмена, которая может соревноваться по яркости разве что с 15-ваттной лампочкой для холодильника.

Я допускаю, что в китайских интернет-магазинах встречаются хорошие светодиодные лампочки, но мне такие не попадались.

В китайских интернет-магазинах продаются сотни моделей светодиодных ламп. За год я заказал двенадцать моделей ламп из разных магазинов.

К сожалению оказалось, что ни одна из этих ламп не пригодна для освещения жилых помещений.

Каждая из них имеет несколько недостатков из следующего списка:

Мощность и яркость гораздо меньше заявленных;
Некомфортный цвет освещения, низкий CRI;
Высокая пульсация света (мерцание);
Узкий угол освещения, лампа светит только вперёд
Невозможность работы с выключателями, имеющими индикатор.


У меня сложилось ощущение, что в китайских интернет-магазинах вообще нет хороших светодиодных ламп. При этом в России можно купить множество хороших светодиодных ламп российских и международных брендов, которые производятся в том же Китае. Возможно причина такого странного явления в том, что бренды контролируют китайских производителей и требуют от них соблюдения технологий, а сами китайцы делают лампочки «абы как», пытаясь сэкономить на всём.

Итак, 12 ламп.

Результаты измерений, сделанных с помощью Viso LightSpion (https://ammo1.livejournal.com/470834.html), карандашного теста мерцания (https://ammo1.livejournal.com/418344.html) и проверки работы с выключателем, имеющим индикатор, сведены в таблицу.

Как видно из таблицы, ни одна из 12 ламочек не даёт обещанный световой поток. В лучшем случае мы получаем 84% от обещанного, в худшем - лишь 30%.

По результатам моих измерений обычная матовая лампа накаливания 75 Ватт даёт 750 Lm, 60 Ватт - 555 Lm, 40 Вт - 310 Lm. Соответственно только 9-ваттная лампа №2 может заменить по яркости обычную 75-ваттную, а №3 - 60-ваттную. Лампы №1, 6, 8, 9, 10 могут заменить по яркости обычную 40-ваттную лампу. Остальные пять ламп по яркости смогут заменить лишь 15-25 ваттные лампы накаливания.

Считается, что для жилых помещений (CRI) должен быть выше 80. Из 12 ламп к этому значению близка лишь первая лампа, у всех остальных значение CRI гораздо ниже, а это значит, что при освещении этими лампами будут значительно искажаться цвета всех предметов.

Семь ламп из двенадцати имеют сильную пульсацию света (мерцание). Эти лампы точно непригодны для жилых помещений.

Только три лампы (№ 4, 5, 6) корректно работают с выключателями, имеющими индикатор - когда выключатель выключен они не горят. Ещё четыре лампы - периодически вспыхвают при выключенном выключателе. Остальные - слабо горят (это лампы без драйвера - вся их электроника состоит из двух конденсаторов и диодного моста).

Все двенадцать ламп имеют некомфортный цвет освещения. У многих он зеленоватый. Свет этих ламп никогда не спутаешь со светом обычной лампы накаливания. Замечу, что существует множество хороших светодиодных ламп, свет которых невозможно отличить от света лампы накаливания.

Скриншоты Viso LightSpion
























Я делал подробные обзоры двух ламп:
Лампа №1 E27 Bulb 7W:
Лампа №4 E14 Candle Dimmable 9W:

Для всех остальных ламп приведу фотографии сравнения со светом ламп накаливания, раз уж они были сделаны, но по большому счёту с ними и так всё ясно.

Подробно о лампочках

Все фотографии сделаны на ручных настройках с одинаковыми значениями экспозиции и ISO. Баланс белого был установлен на 3500К.

Лампа с разбитым стеклом (там именно стекло, не пластик).

Сравнение с лампой накаливания 40 Вт в фотокубе.

Сравнение с лампой накаливания 60 Вт в реальных условиях.

2. E27 Bulb 9W. Внутри - множество мелких светодиодов. Свет яркий, но имеет зелёный оттенок.

3. E27 Bulb COB 9W. Внутри - модуль COB в форме кольца. Свет похож на предыдущую лампу - яркий с зеленоватым оттенком.

5. E14 Candle Dimmable 12W. Об этой лампочке:

6. E27 Corn 6500K 9W. Эта лампочка была куплена по ошибке. Я не обратил внимания, что у её цветовая температура 6500К - холодный белый свет.

7. E14 Corn COB 8W. Кукуруза COB. У этой и двух следующих ламп простейший драйвер без активных электронных компонентов. Лампы сильно мерцают. При использовании с выключателем, имеющим индикатор, в выключенном состоянии лампы тускло горят.

8. E27 Corn COB 9W. Реальная мощность этой лампы точно такая же, как у предыдущей - 5.3 Вт, но светит она немного тусклее.

9. E14 Corn COB 7W. Из трёх ламп-кукуруз COB у этой самая маленькая мощность (и заявленная 7 Вт и реальная 5.1 Вт), но светит она ярче всех.

10. E14 Corn 5.5W. Одна из немногих ламп-кукуруз с полноценным драйвером, за счёт которого лампа не мерцает. Но люминофор всё равно плохой, так что свет зеленоватый.

11. E14 Corn 7W. Фотографий с этой лампой у меня не осталось, но поверьте, тут всё ничуть не лучше.

12. E14 Corn 5.5W. Лампа-недоразуменее со световым потоком 133 люмена, которая может соревноваться по яркости разве что с 15-ваттной лампочкой для холодильника.


Я допускаю, что в китайских интернет-магазинах встречаются хорошие светодиодные лампочки, но мне такие не попадались.

© 2015, Алексей Надёжин

Неопытному покупателю легко растеряться среди цветных упаковок со светодиодными лампами на 220 В, которые представлены десятками разных производителей. Попытки разобраться на месте и спросить у продавца: «Какая лампочка из недорогой серии лучше?» как правило, заканчиваются стандартным ответом: «Да всё они из Китая».

Разве все одинаково плохи?

Неужели все дешёвые светодиодные лампы из Китая примерно одного качества? Вовсе нет! Некоторые китайские компании, специализирующиеся на производстве светодиодных источников света, уже более 10 лет поставляют в Россию продукцию приемлемого качества по доступным ценам. Среди них стоит отметить, например, Camelion и Supra которые работают по сертификату соответствия. Также в России успешно развивают свой бизнес компании по сборке LED-ламп из качественных полуфабрикатов китайского происхождения.

Однако российский рынок по-прежнему переполнен низкокачественными светодиодными лампами на 220 вольт от малоизвестных китайских фирм. Они продолжают заполнять наши магазины лампочками и светильниками, которые не способны отработать и полгода. Тем не менее люди их покупают в основном из-за привлекательного внешнего вида и низкой цены.

Что не так в дешёвых китайских светодиодных лампах и почему лучше отказаться от их покупки? Давайте разберёмся.

Электронная начинка

В магазине и, тем более на интернет-сайте определить некачественный товар невозможно. На первый взгляд, светодиодная лампочка типа no name не хуже других и светит ярко, а указанные на упаковке параметры просто впечатляют. Но стоит разобрать корпус и мнение о приобретённом осветительном приборе изменится. Во-первых, светодиоды. Предприимчивые китайцы продолжают монтировать SMD-кристаллы предыдущих поколений, от которых ведущие производители избавляются за копейки. Такие светодиоды обладают меньшим соотношением мощности и светового потока, а значит, менее эффективны. Чтобы увеличить яркость через них умышленно пропускают ток больше номинального и, таким образом, привлекают внимание покупателей в момент покупки.
Во-вторых, вместо светодиодного драйвера лампы оснащают простейшим источником питания, собранным на RC-цепочке, диодном мосте, емкостном фильтре и ограничительном резисторе. Всего получается 7–8 радиодеталей стоимостью меньше 0,5$ в рознице. Любое перенапряжение в сети приведёт к деградации кристаллов и выходу лампы из строя в целом.

В-третьих, пайка всех компонентов электрической цепи оставляет желать лучшего. В некоторых моделях ламп можно увидеть криво расположенные SMD-элементы, что свидетельствует о сборке ламп без применения автоматизированного оборудования.
Для соединения плат между собой и с цоколем используют тончайшие провода, которые нередко сами отваливаются.

Материалы корпуса

Если одновременно взять в руки фирменную светодиодную лампу наподобие лампы от Osram и дешёвую типа no name, то можно сразу ощутить разницу в материалах, из которых изготовлен корпус. У качественного продукта большая часть корпуса выполнена из сплава алюминия или теплопроводящего пластика, обычно с продолговатыми отверстиями по окружности.
В дешёвых светодиодных лампочках из Китая корпус делают из тонкого пластика, который от нагрева со временем может пожелтеть. Отверстия в нём либо отсутствуют, либо они неэффективны. При надавливании он может деформироваться и даже треснуть, если лампу случайно уронить. Такое же низкое качество имеет изолятор на цоколе, разделяющий фазу от нуля. Матовый рассеиватель и металлический цоколь, как правило, со своей функциональной нагрузкой справляются.

Качество сборки

Чтобы светодиодная лампочка была по-настоящему дешёвой, собирать её следует быстро и без контроля качества. Отсюда и возникают нелепые неисправности. Например, может отсутствовать точечная сварка или пайка в местах крепления проводов с цоколем. В этом случае один из проводов зажимают между цоколем и пластиком.

Не стоит удивляться, если при вкручивании лампочки в патрон, рассеиватель расшатается и останется в руке. В самом простом случае его крепят на клей, иногда на силикон, который после нагрева теряет свои клеящие свойства.

Плата, так называемого драйвера, внутри пластмассового корпуса часто фиксируется с ним кусочком липкой ленты. Такого нехитрого крепления хватает на пару трясок, после чего плата держится исключительно на припаянных проводках.

Избегайте покупки светодиодных ламп цилиндрической формы, которые в народе получили название «кукуруза». Эта технология не оправдала себя и считается пережитком прошлого.

Видео обзор китайской лампы

Итоги

На начало 2018 года стоимость 7 ваттных светодиодных ламп нормального качества снизилась до 200 рублей. Конечно, это касается только , продукция которых собирается на территории РФ и отличается стабильной работой. Теперь семьи со средним доходом могут постепенно перейти на светодиодное освещение своих домов и ощутить реальную экономию электроэнергии.

Получается, что с китайскими светодиодными лампами от неизвестных марок лучше не связываться. Покупка «кота в мешке» через AliExpress в результате окажется дешёвой только в кавычках.

Читайте так же

Решил поменять лампочки в ДХО. Там стоят накаливания, светят неплохо, но оттенок желтый. Что диссонирует с синевато белым ксеноном и светодиодными габаритами.

Пошарился на Али и нарыл вот такие вот лампочки:

Ну и еще на Драйв2 видел на них отзывы от одного из соклубников DS. На вид добротные. Но тут главное диодные сборки и корпус. Остальное можно будет допилить на месте. Заказываю…

Получил… На вид недурно. Включаю:

Сверху накрыл пластиковым колпачком, чтобы ухудшить условия охлаждения, приблизив их к тем что ее ждет в фаре. Ну и по глазам бьет меньше. Час работала, нагрелась градусов до 80 примерно. Не очень хорошо, но может можно чуток улучшить. А там посмотрим как они себя поведут. Напряжение, кстати, не влияет на яркость. Т.е. внутри стоит какой-то драйвер. Надо вскрыть и посмотреть.

Тянем на себя цоколь с изломом вбок и он слезает. Он не приклеен, просто запрессован. Между корпусом и цоколем зажат контакт и тянутся два проводка от корпуса. Отпаиваем их.

Внутри драйвер на PT4115, нормальный импульсник. Вот его схемка из даташита. Она повторена один в один, даже мост диодный воткнули:)

Дешевое, но неплохое решение. Могли и линейник сунуть или вообще пару резисторов. А тут все по людски. На входе диодный мост, что дает возможность втыкать как угодно. Пониженная яркость (лампа «двухнитевая») делается включением через балластный резистор. Что конечно лажа. Как двухнитевую ее юзать нельзя — другие фонари могут с ума сойти. Хотя тут от электрики автомобиля зависит. У меня же используется только одна нить. Потому резистор этот я выброшу.

Разбираем диодную сборку. Диодные модули тут какие то свои, китайские до жути. Кристаллы стоят как попало, но благодаря щедро насыпанному люминофору светятся весьма ярко. Конструкция на вид запаяна наглухо, но подковырнуть можно. Распаиваем крест, надо отпаять от него провод уходящий к торцевому модулю:

После чего торец можно оттянуть и выпаять его второй конец:

И вытащить торцевой диод:

Дальше все элементарно распаивается на части. И вот внимание ! Есть западло. Дело в том, что на модулях есть маркировка полярности. Минус выбит на жопе. НО! Он выбит от балды. Он может совпадать с реальностью, а может не совпадать! Верить ему нельзя! Поэтому помечаем минус сами.

Сборки соединены параллельно, в каждой по три кристалла последовательно. Не самый удачный вариант, сдыхание одной сборки ведет к каскадному умиранию остальных, но зато дешево и практично. Будем надеятся, что разброс параметров по диодам не сильно фатален.

Судя по номиналу токового шунта драйвера (0.3Ом) драйвер вдувает 300мА в сборку. Получается примерно 2,7Вт на всю кукурузину. Не очень много, но по люменам не слабей родной той 5Вт лампочки, что там положено быть. Вообще этот драйвер может до 1.5А выдавать.

Решил проверить на лапше как оно себя ведет. Собрал все обратно:

Проверил экспериментально… точно, 300мА. Драйвер сам не греется. Ну и отлично.

Теперь соберем все взад. Но собирать все как было моветон. Надо бы посадить все сборки на термоклей, чтобы они во первых лучше отводили тепло на корпус, а во вторых уравнивались между собой, что облегчит терморежим и стабильность параметров работы кристалла, меньше шансов, что одна нить сдохнет и утащит с собой в могилу остальные.

Кое как нашел в городе термоклей. Везде был Алсил-5, на проверку оказывавшийся засохшим. И вот случайно наткнулся на правильный термоклей: Arctic Alumina Thermal Adhesive:

В отличии от Алсил-5 он двухкомпонентный. Бодяжишь сопли из двух шприцов и через 5 минут они полимеризуются до состояния твердой резины.

Схватывает быстро и намертво, но в то же время довольно эластично. Рулез!

Дальше еще раз внимательно проверяем сборку, чтобы не накосячить с плюсом и минусом. А то я тут уже одну собрал, понадеялся на ускоглазых, а они от балды полярность лепят. И дальше мажем-клеем. Собираем сначала крестовину, а потом, в обратном порядке, всаживаем и вклеиваем торцевую:

Займемся драйвером. С ним все ок, поэтому я ничего там не делал, только избавился от балластного резистора, закоротив пятачки лампы изнутри проволочкой. Мне это не критично, а вы смотрите сами.

Припаял его к сборке.

Натянул сверху термоусадку и капнул немного силиконового герметика, чтобы не болталось:

Один проводок припаял к пятакам цоколя, а второй, просверлив дырочку в боковине на стакан цоколя. После чего одел цоколь, предварительно промазав его тем же термоклеем. Заодно будет тепло еще и на цоколь отводить и дальше.

Вкрутил в фару:

Результатом стали холодно белые ДХО.

Тут на стороне лампы играет еще и Солнце, засвечивая правую сторону. Нормальную фотку покажу когда не лень будет выходить вечером из дома. Т.к. на солнце толком не разберешь. В целом светит не хуже чем лампа накаливания, фокусируется в рефлекторе тоже хорошо. Если выключить фару и глядеть прямо в нее, то весь рефлектор становится равномерно желтым — отражается люминофор.

З.Ы.
Я на Драйв2 правда там больше эксплуатация и только.

) мне сразу хочется его разобрать и заглянуть внутрь, увидеть, как это всё устроено и работает. Видимо, это и отличает учёных от обывателей. Согласитесь, какой нормальный человек будет разбирать лампочку за 1000 рублей, но что поделать - партия сказала: надо!

Часть теоретическая

Как Вы думаете, почему все так озабочены заменой ламп накаливания , которые стали символом целой эпохи, на газоразрядные и светодиодные ?

Конечно, во-первых, это энергоэффективность и энергосбережение. К сожалению, вольфрамовая спираль больше излучает «тепловых» фотонов (т.е. свет с длинной волны более 700-800 нм), чем даёт света в видимом диапазоне (300-700 нм). С этим трудно спорить - график ниже всё расскажет сам за себя. С учётом того, что потребляемая мощность газоразрядных и светодиодных ламп в несколько раз ниже, чем у ламп накаливания при той же освещённости, которая измеряется в люксах . Таким образом, получаем, что для конечного потребителя это действительно выгодно. Другое дело - промышленные объекты (не путать с офисами): освещение пусть и важная часть, но всё-таки основные энергозатраты связаны как раз с работой станков и промышленных установок. Поэтому все вырабатываемые гигаватты уходят на прокатку труб, электропечи и т.д. То есть реальная экономия в рамках всего государства не так уж и велика.

Во-вторых, срок службы ламп, пришедших на замену «лампочкам Ильича», выше в несколько раз. Для светодиодной лампы срок службы практически неограничен, если правильно организован теплоотвод.

В-третьих, это инновации/модернизации/нанотехнологии (нужное подчеркнуть). Лично я ничего инновационного ни в ртутных, ни в светодиодных лампах не вижу. Да, это высокотехнологичное производство, но сама идея - это всего лишь логичное применение на практике знания о полупроводниках, которому лет 50-60, и материалов, известных около двух десятилетий.

Так как статья посвящена светодиодным лампам, то я более подробно остановлюсь на их устройстве. Давно известно, что проводимость освещённого полупроводника выше, чем проводимость неосвещённого (Wiki). Каким-то неведомым образом свет заставляет электроны бегать по материалу с меньшим сопротивлением. Фотон, если его энергия больше ширины запрещённой зоны полупроводника (E g), способен выбить электрон из так называемой валентной зоны и закинуть в зону проводимости.


Схема расположения зон в полупроводнике. E g - запрещённая зона, E F - энергия Ферми, цифрами указано распределение электронов по состояниям при T>0 ()

Усложним задачу. Возьмём два полупроводника с разным типом проводимости и и соединим вместе. Если в случае с одним полупроводником мы просто наблюдали увеличение тока, протекающего через полупроводник, то теперь мы видим, что этот диод (а именно так по-другому называется p-n-переход, возникающий на границе полупроводников с различным типом проводимости) стал мини-источником постоянного тока, причём величина тока будет зависеть от освещённости. Если выключить свет, то эффект пропадёт. Кстати, на этом основан принцип работы солнечных батарей .

Теперь вернёмся к светодиодам. Получается, что можно провернуть и обратное: подключить полупроводник p-типа к плюсу на батарейке, а n-типа - к минусу, и… И ничего не произойдёт, никакого излучения в видимой части спектра не будет, так как наиболее распространенные полупроводниковые материалы (например, кремний и германий) - непрозрачны в видимой области спектра. Всему виной то, что Si или Ge являются не прямозонными полупроводниками . Но есть большой класс материалов, которые обладают полупроводниковыми свойствами и одновременно являются прозрачными. Яркие представители - GaAs (арсенид галия), GaN (нитрид галлия).

Итого, чтобы получить светодиод нам надо всего-то сделать p-n-переход из прозрачного полупроводника. На этом я, пожалуй, остановлюсь, ибо, чем дальше, тем сложнее и не понятнее становится поведение светодиодов.

Позволю себе лишь несколько слов о современных технологиях производства светодиодов. Так называемый активный слой представляет собой очень тонкие 10-15 нм толщиной перемежающиеся слои полупроводников p- и n-типа, которые состоят из таких элементов как In, Ga и Al. Такие слои эпитаксиально выращивают с помощью метода MOCVD (metal-oxide chemical vapor deposition или химическое осаждение из газовой фазы).

Для заинтересованных читателей могу предложить познакомиться с физикой , лежащей в основе работы светодиодов. Помимо этой интересной работы, выполненной в стенах родного МГУ, у Светланы и Оптогана есть прекрасная плеяда научных коллективов в самом Санкт-Петербурге. Например, ФизТех . А ещё можно почитать .

Часть методическая

Все измерения спектров ламп были сделаны в течение 30 минут (т.е. фоновый сигнал менялся слабо) в затемнённой комнате с помощью спектрометра Ocean Optics QE65000. можно почитать об устройстве спектрометра. Помимо 10 зависимостей на каждый вид ламп был измерен темновой спектр, который затем вычитали из спектров лампочек. Все 10 зависимостей для каждого образца суммировались и усреднялись. Дополнительно каждый итоговый спектр был нормирован на 100%.


SEM-изображение отдельных светодиодов на подложке после удаления полимерного слоя

Сам же полимерный слой имеет довольно интересную структуру. Он состоит из маленьких (диаметр ~10 мкм) шариков:


Оптические микрофотографии «изнанки» полимерного слоя

Случайно получилось так, что один разрезанный микротомом диод остался в полимерном слое. Стоит отметить, что сам диод действительно прозрачен и сквозь него видны контакты на другой стороне чипа:


Оптические микрофотографии светодиода с тыльной стороны: отличная прозрачность для такого рода изделий

Полимерный слой настолько прочно приклеен как к самой медной подложке, так и к отдельным чипам, что после его удаления на поверхности диодов всё равно остаётся тонкий слой полимера. Ниже на изображениях, полученных с помощью электронного микроскопа можно во всей красе увидеть «скол» того самого активного слоя диода, в котором электроны «перерождаются» в фотоны:

SEM-изображения светоизлучающего слоя отдельного светодиода (стрелками указано расположение активного слоя)


А вот и текстурированный буферный слой, внимательно присмотритесь к правому нижнему изображению - оно нам ещё пригодится (стрелками указан буферный слой)


После неаккуратного обращения с чипом некоторые контакты повредились, а некоторые остались целыми

И последняя лампа - «СветаLED». Первое, что удивляет, - подложка со светодиодными модулями - внимание! - прикручена на здоровенный болтик к остальной лампе (прям как в Китае делали). Когда разбирал, думал, что может мешать «оторвать» её от остальной лампы, а потом увидел болтик… Кстати, на обороте этой алюминиевой подложки маркером! написан какой-то номер. Такое создаётся ощущение, что на заводе Светланы под Питером работают гастарбайтеры, которые собирают эти лампы вручную. Хотя нет, погодите, ведь лампочки производят военные… …


Оптические микрофотографии светоизлучающего диода от компании Светлана: на изображении-вставке отчётливо видна микроструктура подложки

На заметку: удалось разглядеть, как соединены отдельные чипы в модуле от «Светланы». Последовательно, к моему великому разочарованию. Таким образом, если «перегорит» хотя бы 1 светодиод, то весь модуль перестанет работать.


SEM-изображения светоизлучающего диода от компании Светлана (стрелочками показана активная область). На левом верхнем рисунке добавлено изображение предполагаемых контактов так, как они должны были быть проложены в модуле (4 x3 диода).

1 лампочке. Модуль у «Светланы» имеет размеры 5 на 5 мм, 2 уголка на «крышке» срезаны под 45 градусов и т.д. - многое совпадает со спецификацией «Оптогана». Продолжающийся эффект déjà vu не мучает?! А может просто всё закупается на Тайване?!

И, конечно же, выводы

Готов ли быть патриотом и назвать лампу «отечественного» (например, у «Оптогана» чипы производятся в Германии) производства лучшей по совокупности всех факторов?! Пожалуй, что нет. Честно, светодиодная лампа китайского производства меня приятно порадовала: относительная простота схемы питания диодов, простые материалы, удачное размещение светодиодов на подложке. Проблема с цветовой температурой решаема, а вот единственный минус, который меня как покупателя смущает, это долговечность лампочки из Поднебесной.

Лампы «отечественного» производства, а в особенности, «Оптоган» как всегда «радуют» своей ценой. Я больше, чем уверен, что можно было бы начать с «кустарного» дизайна, дешёвых материалов (стекло вместо поликарбоната) и заполнить нишу бюджетных источников света (вроде как богачей в России не так уж много, или я чего-то не знаю?!). Но даже не это главное, готовых вложить 1000 рублей в лампочку и не думать об их покупке в течение нескольких лет найдётся не мало. Оставим внешнее поразительное сходство между модулями, меня больше заботит другое - сходство между отдельными светодиодными чипами (геометрические размеры, расположение, контакты и т.д.). Такое ощущение, что изготавливали их на оборудовании одной и той же фирмы, только версии этого оборудования отличаются как v.1.0 и v.1.1. Конечно, я понимаю, что самое главное в светодиоде - внутренняя структура активной зоны, но, согласитесь, трудно достать 1 чип размером 160 на 500 мкм (толщина человеческого волоса 50-80 мкм) и сравнить эмиссионные спектры у чипов «Оптогана» и «Светланы».

Тем не менее, если компании «Оптоган» доработает цоколь, уберёт дорогие материалы (поликарбонат), уменьшит размеры, заменит 1 мощный чип на несколько более простых и оптимизирует драйвер (короче, вы поняли - полностью переделает лампу), то у такой лампочки будут все шансы завоевать российский рынок, так как помимо указанных недостатков, есть и масса плюсов таких, как грамотное соединение диодов в модуле, умный «драйвер» и т.д. Спасибо технической документации.

Что же касается «Светланы», то кроме простейшего драйвера, который должен влиять на цену в сторону понижения, расположения светоизлучающих модулей на подложке, плюсов-то практически и нет. Техническая документация мутная, светодиоды соединены последовательно, что при «перегорании» 1 диода выводит целый модуль из строя (т.е. в нашем случае снижает световой поток на 12,5%), размазанная повсюду термопаста - всё это уверенности не добавляет. Но, это был всего лишь прототип, может быть, промышленные образцы будут лучше.

Данная статья не имеет целью очернение или наоборот превознесение продукции одних производителей над другими. Привожу только факты, а уж вывод делать вам! Как говорится, думайте сами, решайте сами…

Видео раздел

Спасибо большое OSRAM, что подготовил столь подробное видео о том, как производит светодиоды (правда, эта компании делает светодиоды по несколько иной технологии, нежели все нами изученные лампочки):

Если есть энтузиасты готовые помочь с написанием русских субтитров - с радостью приму помощь

Процесс переноски светодиодных чипов внутрь пластикового корпуса:

А так на Тайване «фасуют» светодиодные чипы по пластиковым модулями с нанесением красителя и упаковкой в бобины:

P.S. В среду (26.10) начнётся , на нём будет широко представлена компания «Оптоган». Надеюсь, что мой микрофон на пресс-конференции не выключат и мне удастся задать неудобные вопросы… Главное, потом живым выбраться...
P.P.S. В свете последних личных проблем я не уверен, что найду в себе силы доделать начатую работу. А именно расквитаться с flash-памятью и дисплеями (E-Ink и ЖК). Ещё были планы и публикацию по биологическим объектам написать, но видимо и их придётся задвинуть в долгий ящик...

СПАСИБО! Всем за то, что читали и комментировали...






Top