LED燈絲燈膽

LED燈絲燈膽（英文：LED filament light bulb）係一種用發光二極管技術整嘅燈膽，佢嘅外觀設計有啲似傳統嘅電燈膽，有明顯睇得到嘅燈絲，但係就有發光二極體（ LED ）嘅高效率。LED燈絲燈膽呢個名係嚟自佢嘅一串串，由好多排得好密嘅串聯發光二極管，呢啲發光二極管串埋一齊，睇落更加似傳統嘅鎢絲咁，成粒LED燈絲燈膽比起以前嘅舊式LED燈膽（由好多粒焊喺印刷線路底板上面嘅LED，再加一個奶白外殼整成），睇落更加似傳統嘅鎢絲燈膽。LED燈絲燈膽係作為傳統鎢絲燈膽嘅直接替代品嚟設計同埋製造，因為佢哋嘅形狀相同，又用相同嘅底座，而且佢哋嘅電源電壓一樣。佢哋嘅優點係，著咗燈嗰陣佢哋同透明嘅鎢絲燈膽差唔多樣，同鎢絲燈膽一樣，佢哋嘅光線分佈係廣角，通常係300°。另外，佢哋亦都比起其他舊式LED燈更加高效率，更加慳電。

A 230-volt LED filament light bulb, with a B22 base. The filaments are visible as the four yellow vertical lines.

歷史

 

典型嘅燈絲結構

喺5%功率之下嘅燈絲大特寫，睇到一點點嘅LED光點

第一個LED燈絲型設計嘅燈膽係由日本嘅 Ushio Lighting 喺2008年生產，佢既設計目的係想模仿電燈膽嘅外觀。當時嘅LED燈膽通常係用單一大型 LED 或者係連接喺一個大型散熱器上面嘅LED矩陣，呢啲燈膽通常會產生180度範圍嘅光束。到咗2015年左右，已經有幾間LED燈膽製造商推出LED燈絲燈膽。呢啲設計用咗幾個LED燈絲發光器，當著咗燈嗰陣，外觀同透明標準鎢絲燈嘅燈絲好似，而且啲細節位同早期嘅愛迪生多條鎢絲嘅燈膽好似。

喺2008年 Ushio 同三洋（Sanyo）攞到LED燈絲燈膽嘅專利。松下（Panasonic）喺2013年嘅專利嗰度描述咗一種用類似燈絲嘅平面排列模組。喺2014年有另外兩份獨立申請嘅專利申請，但係佢哋從來都無得到批准。早期申請嘅專利包括喺LED下面有個散熱器。喺嗰陣時，LED嘅發光效率都係低過100 lm/W，到咗2010年代尾，呢個發光效率已經提升到接近160 lm/W。而2020年同埋2021年，LED 燈絲燈膽嘅發光效率已經可以分別達到 188.3 lm/W 同埋 200 lm/W。

設計

LED 燈絲係由幾個串聯（series-connected）嘅LED安裝喺透明基板上面組成，叫做 COG（chip-on-glass）。呢啲透明基板係用玻璃或者藍寶石（sapphire）造嘅。 呢種透明度令到發出嘅光可以均勻噉分散，而唔會受到任何干擾。 矽膠樹脂粘合劑材料入面嘅黃色螢光粉塗層，可以將LED產生嘅藍光轉化成接近想要嘅色溫嘅白光或者黃光，通常係2700K，同電燈膽嘅暖黃光一樣。 矽膠粘合劑嘅降解同藍光嘅洩漏係LED燈絲燈膽嘅設計問題。

燈絲設計嘅其中一個好處係，由於用咗更多數量嘅LED發光單元，令到每個單元嘅驅動電流都更加低，所以效率可以做到更高。呢個設計嘅一個主要好處係，可以輕鬆咁由燈絲陣列得到接近完整嘅「全局」照明（360 ° ），但係兩個發出較少光嘅區域出現喺基板嘅對角線上。

可調光LED燈絲燈膽嘅閃爍，對數碼相機幀率嘅干擾

高嘅工作溫度會縮短LED發光二極管嘅壽命。 LED燈絲燈膽有好多比其他類型LED燈膽更細、功率損耗更低嘅LED晶片，所以唔需要用散熱器，但係設計嘅時候，仍然必須注意熱管理；為咗盞燈可以好可靠咁用到，需要設計到有幾條散熱路徑。燈膽裏面可能會有啲高導熱性嘅氣體（氦氣）混合物，令到佢可以更好咁將啲熱量由LED燈絲嗰度傳導到玻璃外殼。適當嘅LED燈絲排列亦都可以優化散熱效果。 LED晶片嘅預期壽命同接面溫度（Junction Temperature，Tj）有關；喺接面溫度比較高嘅情況之下，光輸出會隨時間而下降得更快。要達到 30,000小時嘅預期壽命，同時保持90%嘅光通量（Luminous flux），需要將接面溫度保持喺85°C以下。另外值得注意嘅係，如果填充氣體因為任何原因而流失，LED燈絲可能會好快就燒咗。

透明燈膽入面嘅電源供應器一定要好細先可以放得入燈膽嘅底座。由於每粒藍光LED嘅電壓係喺直流2.48V到3.7V之間，所以同其他LED晶片比較，大量嘅LED（通常每條燈絲有28粒）簡化咗電源供應器嘅設計。有啲設計可能會額外用紅光LED，佢哋嘅電壓係喺直流1.63V到2.03V之間，所以兩條紅色同藍色混合嘅燈絲就需要接近直流110V嘅電壓，而四條燈絲就需要接近直流220-240V嘅電壓。相比起其他LED燈所需要嘅將交流電壓降低到直流3V到12V之間，LED燈絲嘅高電壓，令到電源供應器需要承受嘅電壓降會低好多，設計亦都容易咗，體積亦都可以細啲。LED燈絲燈膽嘅設計通常都係用四條燈絲，外觀上同鎢絲嘅燈絲好似。一般嚟講，用螢光粉混合物嚟做到更高嘅顯色指數（Color Rendering Index，CRI；同色溫唔同），而唔係用黃色螢光粉嘅早期藍色LED。註：CRI 係衡量自然顏色喺人造光源之下同埋陽光之下所呈現出嚟嘅效果嘅指標。

一啲平價嘅燈膽用簡單嘅線性穩壓器，會出現交流電頻率嘅兩倍頻率（100HZ或者120HZ）嘅閃爍，呢啲閃爍好難用肉眼睇到，但係佢可能會導致眼睛疲勞同頭痛。

圖庫

• 
  LED燈絲燈膽，琥珀色嘅玻璃外殼，同埋有幾條燈絲，咁樣視覺效果會比較好
• 
  燈絲以交叉嘅圖案排列，目的係減少陰影同埋可以有更均勻嘅照明效果
• 
  由頂部睇同一粒4燈絲燈膽