Una bombilla de filamento LED es una lámpara LED que está diseñada para parecerse a una bombilla incandescente tradicional con filamentos visibles con fines estéticos y de distribución de la luz, pero con la alta eficiencia de los diodos emisores de luz (LED). Produce su luz utilizando filamentos LED , que son cadenas de diodos conectados en serie que se asemejan en apariencia a los filamentos de las bombillas incandescentes. Son reemplazos directos de las bombillas incandescentes convencionales transparentes (o mate), ya que están fabricadas con las mismas formas de envolvente, las mismas bases que encajan en los mismos casquillos.y trabajar con la misma tensión de alimentación. Pueden usarse por su apariencia, similar cuando se encienden con una bombilla incandescente transparente, o por su amplio ángulo de distribución de luz, típicamente 300 °. También son más eficientes que muchas otras lámparas LED. [1]
Historia
Ushio Lighting fabricó una bombilla de diseño tipo filamento LED en 2008, [2] destinada a imitar la apariencia de una bombilla estándar. [1] Las bombillas contemporáneas generalmente usaban un solo LED grande o una matriz de LED conectados a un disipador de calor grande . Como consecuencia, estas bombillas normalmente producían un haz de solo 180 grados de ancho. [1] Aproximadamente en 2015, varios fabricantes habían introducido bombillas de filamento LED. Estos diseños usaban varios emisores de luz de filamento LED, similares en apariencia cuando se encienden al filamento de una bombilla incandescente estándar transparente, [1] y muy similares en detalle a los múltiples filamentos de las primeras bombillas incandescentes de Edison . [1]
Las bombillas de filamento LED fueron patentadas por Ushio y Sanyo en 2008. [2] Panasonic describió una disposición plana con módulos similares a los filamentos en 2013. [3] En 2014 se presentaron otras dos solicitudes de patente independientes, pero nunca se concedieron. [4] [5] Las primeras patentes presentadas incluían un drenaje de calor debajo de los LED. En ese momento, la eficacia luminosa de los LED estaba bajo 100 lm / W . A finales de la década de 2010, esto se había elevado a cerca de 160 lm / W. [6]
Diseño
El filamento LED consta de varios LED conectados en serie sobre un sustrato transparente, denominado chip sobre vidrio (COG). Estos sustratos transparentes están hechos de materiales de vidrio o zafiro . Esta transparencia permite que la luz emitida se disperse de manera uniforme y uniforme sin ninguna interferencia. Una capa uniforme de fósforo amarillo en un material aglutinante de resina de silicona convierte la luz azul generada por los LED en luz blanca que se aproxima a la temperatura de color deseada , típicamente 2700 K para igualar el blanco cálido de una bombilla incandescente. [1] La degradación del aglutinante de silicona y la fuga de luz azul son problemas de diseño en las luces de filamento LED.
Un beneficio del diseño del filamento es una eficiencia potencialmente mayor debido al uso de más emisores LED con corrientes de conducción más bajas. Una de las principales ventajas del diseño es la facilidad con la que se puede obtener una iluminación casi "global" (360 °) a partir de conjuntos de filamentos, [1] pero dos zonas que emiten menos luz aparecen en diagonal al sustrato. [7]
La vida útil de los emisores LED se reduce debido a las altas temperaturas de funcionamiento. Las bombillas de filamento LED tienen muchos chips LED más pequeños y de menor potencia que otros tipos, lo que evita la necesidad de un disipador de calor, pero aún deben prestar atención a la gestión térmica ; Se necesitan múltiples rutas de disipación de calor para un funcionamiento confiable. La lámpara puede contener una mezcla de gas de alta conductividad térmica ( helio ) para conducir mejor el calor del filamento del LED a la bombilla de vidrio. [1] Los filamentos LED pueden disponerse para optimizar la disipación de calor. La esperanza de vida de los chips LED se correlaciona con la temperatura de unión (Tj); la producción de luz cae más rápido con el tiempo a temperaturas de unión más altas. Lograr una esperanza de vida de 30.000 horas mientras se mantiene un flujo luminoso del 90% requiere que la temperatura de la unión se mantenga por debajo de los 85 ° C. [1] También vale la pena señalar que los filamentos de LED pueden quemarse rápidamente si el llenado de gas controlado se pierde alguna vez por cualquier motivo.
La fuente de alimentación en una bombilla transparente debe ser muy pequeña para encajar en la base de la lámpara. [8] La gran cantidad de LED (normalmente 28 por filamento) simplifica la fuente de alimentación en comparación con otras lámparas LED, ya que el voltaje por LED azul está entre 2,48 y 3,7 voltios. Algunos tipos pueden utilizar adicionalmente LED rojos (1,63 V a 2,03 V). Por lo tanto, dos filamentos con una mezcla de rojo y azul están cerca de 110 V, y cuatro están cerca de 220-240 V, en comparación con la reducción de voltaje de la red entre 3 V y 12 V necesaria para otras lámparas LED. Por lo general, se utilizan cuatro filamentos y la apariencia es similar a una lámpara de filamento de carbono invadido. Por lo general, se utiliza una mezcla de fósforos para proporcionar un índice de reproducción cromática más alto (a diferencia de la temperatura de color) que los primeros LED azules con fósforo amarillo. [9]
La fuente de alimentación de cuentagotas capacitiva o resistiva simple utilizada por algunas bombillas más baratas provocará un parpadeo al doble de la frecuencia de la corriente alterna de la red, lo que puede ser difícil de detectar, [8] pero posiblemente contribuya a la fatiga visual y dolores de cabeza. Además, debido a la reactancia descendente de un condensador con frecuencia creciente , la corriente suministrada por fuentes de alimentación capacitivas aumenta con la frecuencia de la red, por ejemplo, de 50 a 60 Hz.
Galería
Una bombilla de filamento LED con una carcasa de vidrio de color ámbar y muchos filamentos para mejores efectos visuales
Filamentos dispuestos en un patrón entrecruzado para reducir las sombras y proporcionar una iluminación más uniforme.
La misma bombilla de 4 filamentos vista desde arriba
Referencias
- ↑ a b c d e f g h i Lin, Judy (5 de febrero de 2015). "La próxima generación de bombillas de filamento LED" . LED dentro . Consultado el 17 de febrero de 2019 .
- ^ a b US 8400051 , Kunihiko Hakata & Tomomi Matsuoka, "Dispositivo emisor de luz y aparato de iluminación que lo incorporan", publicado el 23 de julio de 2009 , asignado a Ushio Denki KK
- ^ Takeuchi, Nobuyoshi; Matsuda, Tsugihiro; Nagai, Hideo; Miki, Masahiro; Uemoto, Takaari (2014). "Lámpara y aparato de iluminación en forma de bombilla" . Consultado el 26 de septiembre de 2017 .
- ^ Wu, Bor-jen. "BOMBILLA LED (abandonada)" . Oficina de Patentes de Estados Unidos . Consultado el 4 de enero de 2015 .
- ^ Feng, Yunglong. "LUZ LED Y FILAMENTO DE LA MISMA (abandonada)" . Oficina de Patentes de Estados Unidos . Consultado el 4 de enero de 2015 .
- ^ http://www.runlite.cn/en/product-detail-129.html
- ^ http://yuanleicom.hkhost1.baten.cc/userfiles/file/20160901/20160901084246_29396.pdf
- ^ a b Aaron Birkland (9 de marzo de 2015). "Bombillas LED de Filamento" . Asesor de Edificación Ecológica . Consultado el 26 de abril de 2019 .
- ^ "Desmontaje espontáneo de la bombilla LED - Bombilla LED filamentada" . Blog.spitzenpfeil.org . 6 de abril de 2015 . Consultado el 17 de febrero de 2019 .
enlaces externos
- Medios relacionados con las lámparas de filamento LED en Wikimedia Commons