Сравнение дешевой китайской светодиодной лампы с дорогой! Свет коммунизма – мультиобзор китайских светодиодных лампочек (LED лампы, которые вы давно хотели, но боялись купить).

) 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… …

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...

Я уже несколько раз писал о том, что по неизвестным причинам в китайских интернет-магазинах нет хороших светодиодных лампочек. Совсем нет.

При этом почти все приличные светодиодные лампы, которые можно купить в России, производятся в том же самом Китае.

Однажды в комментариях к моей один из комментаторов написал: «Я отцу взял 5w. В люстре у него 15 штук. Доволен выше крыши и ещё попросил 15 штук.»

Я не пожалел кровных пяти долларов и решил проверить, заказав две лампочки.

Первая - 5W 5B-E14 за $1.9.

Измеряем параметры с помощью прибора .

Вместо 5 ватт имеем фактические 2.3 Вт. Света лампочка даёт всего 171 Лм - приблизительно, как 20-ваттная лампа накаливания. У лампы жуткий индекс цветопередачи (CRI) - 63. Даже самые плохие лампы, продающиеся в магазинах имеют CRI больше 70, а для ламп, использующихся для освещения жилых помещений рекомендуется CRI больше 80. Пульсация света - 34%.

Вторая лампочка на 9 китайских ватт - 9F-E14 за $3.04.

Измеряем.

Вместо 9 Вт в три раза меньше - ровно 3 Вт и света эта лампа даёт ещё меньше, чем первая - всего 151 Лм - приблизительно, как 15-ваттная лампа накаливания. Индекс цветопередачи не менее ужасен - 63.5, правда пульсация света всего 2%.

При разборке этой лампочки обнаружилось, что производитель забыл намазать термопасту на плату.

Китайский продавец не сообщает основные параметры лампы - световой поток, индекс цветопередачи, коэффициент пульсации света, а цветовую температуру указывает не точно, а в виде диапазона.

Единственный точный параметр, который указал продавец, - потребляемая мощность. И тут покупателя обманывают в несколько раз, а точнее, более чем в два раза с первой лампой и в три раза со второй.

Такие лампы можно поставить разве что в холодильник, да и то не влезут по габаритам.

При покупке ламп советую обращать внимание на следующие вещи:

1. На упаковке лампы должен быть указан световой поток в люменах (Лм, Lm), точное значение цветовой температуры (не диапазон и не указание словами, «тёплый/холодный»), значение индекса цветопередачи CRI (Ra). Хорошо, если будет указано «без пульсации» (no flicker).

2. На упаковке лампы должен быть штрихкод (это признак того, что лампа сделана на большом заводе и продаётся в магазинах).

3. На упаковке должен быть указан срок гарантии и чем он больше, тем лучше (встречаются лампы с гарантией 1, 2, 3, 5 лет). Если лампа перегорела, её действительно можно без проблем поменять в магазине.

P.s. А давайте-ка сделаем вот что. Если вы по прежнему уверены, что в китайских магазинах есть хорошие лампы, я могу это проверить. Я готов заказать за свои деньги 5 ламп с ценой до $5 за каждую (включая стоимость доставки), протестировать их и опубликовать результаты. Дайте в комментариях ссылки на те лампы, которые вы считаете хорошими, и хотите, чтобы я их протестировал. От одного человека не более одной лампы.

P.p.s. Я протестировал уже более 1000 светодиодных ламп. Все результаты на

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.

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.

Обзор напрашивался давно, а сегодня я заболел и решил посвятить день вынужденного бездействия служению людям.
Давно озадачившись экономией электроэнергии, да и просто увлекаясь светодиодами, решил упорядочить информацию, о тех представителях китайского диодного света, которые честно отдают их обладателю оплаченные ватты и люмены. Таковых набралось аж пять штук:)
Все товары были любезно предоставлены продавцами за полную стоимость:)

Сразу хочу отметить, что лампочек вообще пробовал достаточно много, но в обзоре рассмотрел только те, которыми действительно можно осветить зал, кухню и прочие жилые помещения, а не только чулан и лестничную клетку. Замеров светового потока и освещенности, к сожалению, не будет – нет оборудования. Фото потрохов тоже нет, фото светодиодов сделал для тех ламп, которые смог разобрать без повреждений.

Виновницы обзора:


Для сравнения присутсвует лампочка на 60 ленинских ватт, часы и газета «Ульяновск сегодня»:)

Без рассеивателей (первые три представителя):

Тестовый стенд:

Итак, начнем. Первый представитель коммунистического освещения:



Заказан был экземпляр в 25Вт, реальная мощность около 16Вт.
Свет приятный, без посторонних оттенков. Светит ярко шо писец, на небольшую кухню лампы хватает с большим запасом. Включается сразу, не «пыхает» от выключателя с подсветкой, радиатора хватает, рука терпит после нескольких часов работы в открытом плафоне. Габариты, конечно, чудовищные - жена ласково называет её «ананас»:) Хочу заметить, что далеко не всякий ананас дотянет размером до этой лампочки:)
Работает больше года. Мог бы рекомендовать к покупке, если бы продавец не нагрел меня на 10Вт:)

Второй участник был выписан из небезызвестного магазина BuyInCoins.



Мощность честная, но исполнение худшее среди конкурентов. Свет отдает зеленцой. Поначалу лампочка висела в ванной, я не вынес зеленоватое отражение своего организма в зеркале – угнетает . Включается с задержкой. Всполохи ночью в ванной комнате от выключателя с неонкой - тоже вымораживаю:). Лампочка нашла свое применение в люстре в зале, среди еще двух лампочек. Там она не «пыхает», а неприятный оттенок незаметен на фоне товарок. Работает больше года.

Третья лампочка.



Недешево, но светит суперски. Собрана на диодах 5630, прекрасный световой оттенок, честная мощность, полноразмерный радиатор гарантирует диодам долгую жизнь, размер еще позволяет засунуть ее практически в любую люстру. Озаряет моё бытие около 4х месяцев.

Четвёртая представительница уже обозревалась на муське.



Светит честно, теплый свет, диоды 5630, достаточный радиатор, умеренные габариты.
Долгосрочного тестирования не проводил – нет вакансий в светильниках:)

И последний светик.

Свет прекрасный – как и у всех представителей 5630. Мощность честная, самые скромные габариты, герметичная колба – висит в ванной комнате около полугода. После часа работы рука терпит с трудом, так что втыкать её в невентилируемые светильники не стоит. Как и любую другую светодиодную лампочку:)

Теперь сравнение потребляемой мощности и освещенности:

Краткое резюме. Свет в Китае есть! :) Но он не из кукурузы, ибо corn-лампы не имеют радиатора, следственно светят на 20-30% мощности. Зачем покупать машину, если она не едет быстрее 30 км/ч? :) Лампочка не может стоить менее 1$ за 1Вт мощности. Чудес не бывает. Лучше всего брать лампы на современных диодах – 5630/5730. Они имею лучший световой оттенок и лучший квантовый выход.

Конечно, неплохо было бы свести фотки с освещенностью в коллаж (а лучше и вовсе их перефоткать), но, прошу прощенья, простуда валит с ног.

Всем спасибо за внимание и терпение! Отчет первый, летящие тапки приветствуются. :)