Comment fonctionnent les ampoules LED à filament, très similaires aux ampoules à incandescence?

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Les ampoules à filament LED utilisent des bandes très étroites contenant la LED, qui ressemblent aux filaments d'une vieille ampoule à incandescence:

Elles ressemblent à une ampoule normale avec de gros filaments de charbon "à l'ancienne", et ont à peu près la même taille et la même forme que l'ampoule à douille standard E27.

ampoule à filament éteinte, sur bois - 2

Il existe deux variantes de base de ces ampoules:

  • Un "ordinaire" comme décrit, ressemblant de manière impressionnante à une ampoule classique
  • L'autre a un revêtement blanc sur le verre, d'environ 15 mm de large à côté de la douille métallique.

Comment sont construits ces filaments? Je pourrais imaginer les LED "assez normales", mais beaucoup d'entre elles, directement liées à quelque chose? (Il y a des références à COB)

Comment fonctionne la gestion de la chaleur? J'ai vu des spéculations sur le remplissage de l'ampoule avec de l'hélium ou "du gaz organique breveté" - cela pourrait-il être suffisant pour le refroidissement?

Comment fonctionne le pilote - qui semble très petit -?

Dans la variante avec revêtement blanc - cachant certains composants, je suppose - il n'y a déjà pas beaucoup d'espace, et dans la variante simple, il semble qu'il n'y ait presque pas d'espace pour quelque chose de non trivial.

Ci-dessous, vous voyez quelques ampoules de la variante de revêtement blanc, allumées:

trois ampoules à filament allumées
(Images avec la permission de ce fournisseur chez Alibaba )


Notez que les ampoules à filament LED ne sont pas tellement similaires aux ampoules à filament de tungstène récemment supprimées - elles ressemblent plus aux ampoules à filament de carbone obsolètes depuis longtemps:

Real retro - ampoule en fibre de carbone
bd® Antike Edison 220V-240V 40W Style rétro vintage de l'industrie Deko Glühbirne (kl)

Volker Siegel
la source
Ils semblent beaux!
Andy aka
1
@AndyakaOui, je ne les ai pas vus en direct, mais ils sont certainement impressionnants! (Confirmé par les personnes qui les font vivre)
Volker Siegel
@GRTech (oublié de vous informer) Hmm ... n'a pas trouvé de relation avec les ampoules LED lors du saut - dans quelle partie dois-je regarder?
Volker Siegel
2
Quel que soit le conducteur, je me méfie du facteur de puissance de cela. Puis sur l'efficacité du refroidissement et divers bruits. Regardez ici google.com/patents/US20110298375
GR Tech
@GRTech Basé sur le "keine Elektronik und somit langlebiger", il s'agit probablement d'un compte-gouttes à résistance. Quoi qu'il en soit, à 3W, qui se soucie de PF?
Spehro Pefhany

Réponses:

2

Pour comprendre le fonctionnement de ces appareils, il est utile de comprendre le fonctionnement des LED traditionnelles. Une LED est une diode électroluminescente, donc en gros, vous pouvez la considérer comme une simple jonction PN qui serait utilisée dans une diode (bien qu'en réalité la structure des LED soit plus compliquée, souvent une structure à double hétérojonction ).

structure de dispositif menée
(source: gsu.edu )

Basé sur des images d'une ampoule à filament LED similaire sur Amazon image1 , image2
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Il semble que chaque "filament" soit une seule LED avec une structure radiale , qui utilise des couches radiales plutôt que les couches planes traditionnelles. Ainsi, la couche centrale (cathode par exemple) serait composée d'un conducteur / métal, puis la couche externe suivante serait un matériau de type n, puis la couche externe suivante serait un matériau de type p, et enfin la couche la plus externe serait un conducteur transparent (pour laisser passer la lumière) tel que ITO (Indium-Tin-Oxide).

Il semble que les LED de l'ampoule soient disposées en deux lignes en parallèle, chacune avec deux LED en série.

Le pilote dépendrait des spécifications des "filaments" LED particuliers, mais un pilote pourrait être aussi simple qu'un pont de diodes si les LED ont une tension directe suffisamment élevée.

Parce que ces "filaments" LED sont si longs et minces, ils ont une grande surface spécifique par volume, de sorte que la chaleur est plus dissipée que dans une LED traditionnelle.

wgardiner
la source
1
Peut confirmer d'avoir cassé l'un d'eux, que ces assemblages de LED semblent se débarrasser de la chaleur bien mieux que des chaînes de LED planes conventionnelles.
Anindo Ghosh
La gestion de la chaleur par le gaz ... L'hélium est en effet un bon candidat, avec sa conductivité thermique élevée (18 fois plus élevée que l'air). Mais est-ce suffisant pour garder ces LED suffisamment froides? Une autre suggestion?
2
La mise en œuvre d'une structure LED radiale multicouche avec les matériaux d'aujourd'hui est presque impossible. Les matériaux à base de GaN sont tout simplement délicats, même pour les substrats plans.
BarsMonster du
2
"il semble que chaque filament soit une seule LED ..." - fortement en désaccord. Pour un lien vers une entreprise qui fabrique ces derniers, consultez ledlam.co.uk/how-do-led-filament-work
fearless_fool
1
Bien que j'apprécie d'essayer de désosser la structure en fonction de l'image, les conclusions sont tout à fait erronées. Je n'ai vu aucun "filament" LED comme décrit. Ce sont TOUS des rangées de très petites puces LED d'affilée soit sur un substrat en verre (pire dissipation thermique, mais transparent tout autour) ou sur une bande métallique (voir l'image ci-dessus). Aucune structure radiale.
FarO
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Ces LED ne sont pas une seule matrice radiale, elles sont fabriquées avec un substrat transparent avec de nombreuses matrices LED en série (probablement 25) placées dessus. Le tout est ensuite recouvert de phosphore. La lumière n'est pas complètement uniforme mais elle est assez bonne. filament de LED en coupe Il y a une fiche technique ici: http://www.runlite.cn/en/product-detail-145.html

Marcel Dejean
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Il semble y avoir plusieurs façons de les construire, je n'écarterais pas l'option radiale.
Passant
@Passerby avez-vous au moins un exemple de construction radiale? Je ne trouve aucun exemple.
FarO
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J'ai acheté une de ces lampes en Italie: 3W / 300lumens / 9,00euros

J'ai pris quelques photos avec une très faible exposition à de nombreux "leds à points":

Détail 1

Détail 2

Boîte

Je peux compter 28 dot-leds par bande et 4 bandes. Cela donne 112 points LED.

Autres chiffres: 100 lumen / watt 2,68 lumen / pointillé 75 lumen / bande 0,03 euro / lumen

En supposant que la moitié du coût est pour l'électronique, nous pourrions supposer, pour des calculs plus faciles, 4,00 euros pour 4 filaments, donc 1 euro par bande de 28 points / 75 lumens.

jumpjack
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