Исследование изменений светотехнических характеристик светодиодных ламп ретрофитов в результате длительных испытаний

Светодиодные лампы с каждым годом становятся более востребованными источниками света (ИС) для использования в осветительных приборах промышленного и бытового освещения. Среди широко распространенных ИС бытового освещения можно выделить светодиодные лампы ретрофиты. Светотехнические характеристики светодиодных ИС исследовали ряд авторов ( Лишик и др., 2017; Журавлева и др., 2019; Нестеркина и др., 2020; Макарова и др., 2019; Световой прибор…, 2011 ).

Светодиодные лампы ретрофиты по форм-фактору аналогичны лампам накаливания (в них применяется стандартный резьбовой цоколь, размеры корпуса соответствуют размерам ламп накаливания), однако рассеиватель светодиодной лампы изготавливается из матового пластика, что позволяет снизить слепящее воздействие на человека и скрыть внутренние электронные компоненты.

Актуальность работы связана с исследованием светотехнических характеристик светодиодных ламп ретрофитов различных производителей вследствие широкого распространения на рынке светотехнической продукции сомнительного качества. Научная новизна исследования заключается в сравнительном анализе пяти модификаций светодиодных ламп ретрофитов различных производителей, наиболее востребованных на рынке, в течение времени горения до 6000 ч.

Цель работы – исследование и сравнение изменений светотехнических характеристик светодиодных ламп ретрофитов различных производителей в течение времени горения до 6 000 ч.

Материалы и методы

Для проведения исследования светотехнических характеристик были приобретены светодиодные лампы ретрофиты форм-фактора А60 и типа цоколя Е27 различных производителей по три образца каждого типа.

Перечень светодиодных ламп ретрофитов (рис. 1):

• а)    Uniel LED 10W 4000К (Россия – Китай);

• б)    JazzWay PLED-SP 10W 5000K (Россия – Китай);

• в)    Philips Essential LED 9W 6500K (Нидерланды);

• г)    Ecola Classic LED 10.2W 4000K (Россия);

• д)    Wolta LX 12W 3000К (Германия).

  
  
  

  а                   б                    в                  г                    д

  Рис. 1. Светодиодные лампы ретрофиты

  Fig. 1. Retrofit LED lamps

  
  

  Исследование характеристик светодиодных ламп проводили в лаборатории Центра коллективного пользования "Светотехническая метрология" (Институт электроники и светотехники МГУ им. Н. П. Огарева)¹. Электрические характеристики и световой поток измеряли согласно ГОСТ² на фотоколориметрической измерительной установке фирмы Gooch & Housego, содержащей фотометрический шар OL IS7600, многоканальный спектрорадиометр OL 770 UV/VIS, оптоволоконный кабель 770–7G–3.0, прецизионный источник постоянного тока OL410–200 PRECISION LAMP SOURCE (для питания вспомогательной лампы AUX LAMP A180), арматуру (для крепления ламп), регулируемый автотрансформатор (для изменения напряжения питающей сети), блок мультиметров UNI-T UTD890D, компьютер ( Микаева и др., 2012 ).

Коэффициент пульсации освещенности определяли прибором пульсметр-люксметр ТКА-ПКМ 08. Кривые силы света (КСС) исследуемых ламп измеряли на гониофотометре G0 – 2000А.

Испытание ламп в течение 6000 ч горения проводили при напряжении сети 220 В. Лампы выключались 4 раза в сутки и вновь включались не менее чем через 15 мин после выключения. Измерения светотехнических характеристик ламп проводили после 0, 1 000, 2 000, 3 000, 4 000, 6000 ч горения. Положение ламп во время испытаний – цоколем вверх.

Стабильность светового потока L определяли как отношение величины светового потока в заданное время работы лампы к его начальной величине, выраженное в процентах согласно ГОСТ³.

Результаты и обсуждение

На первоначальном этапе исследования было осуществлено измерение начальных светотехнических характеристик светодиодных ламп ретрофитов: светового потока Ф, мощности P , коэффициента пульсации К_п. Световая отдача η была определена по формуле

η = Ф / P.

Параметры ламп, заявленные производителем и полученные в результате исследования (усредненные по трем образцам), представлены в табл. 1.

Таблица 1. Светотехнические характеристики светодиодных ламп ретрофитов Table 1. Lighting characteristics of LED retrofit lamps

Наименование лампы	Ф, лм		P , Вт		η, лм/Вт		К п , %
	2 ё I	2 d> & d> §	2 ё I	2 &		К    S и H S S у м "S aS	g	d> §
Uniel LED 10W 4000К	850	853	10	7,7	85	110,8	< 5	0,2
JazzWay PLED-SP 10W 5000K	800	802	10	8,2	80	98,3	< 5	0,2
Philips Essential LED 9W 6500K	900	902	9	9,4	100	96,3	< 5	0,8
Ecola Classic LED 10.2W 4000K	710	712	10,2	10,1	71	70,4	< 5	0,2
Wolta LX 12W 3000К	1 055	1 058	12	8,9	88	118,2	< 5	2,4

В табл. 2 представлены результаты исследования светотехнических характеристик образцов ламп после 0, 1 000, 2 000, 3 000, 4 000 и 6000 ч горения.

Таблица 2. Изменение светотехнических характеристик светодиодных ламп ретрофитов в процессе горения

Table 2. Changes in the lighting characteristics of retrofit LED lamps during the test period

Название лампы	Параметры	Время горения, ч
		0	1 000	2 000	3 000	4000	6000
Uniel LED 10W 4000К	Ф, лм	853	835	826	821	811	806
	Р , Вт	7,7	7,8	7,9	7,9	7,8	7,9
	η, лм/Вт	110,8	106,5	103,9	103,9	104,0	102,0
	К п , %	0,2	0,3	0,7	1,1	1,5	2,3
	L , %		97,8	96,8	96,2	95,1	94,5
JazzWay PLED-SP 10W 5000K	Ф, лм	802	795	770	749	736	716
	Р , Вт	8,2	8,4	8,3	8,3	8,4	8,4
	η, лм/Вт	98,3	94,9	92,4	90,2	87,6	85,2
	К п , %	0,2	0,2	0,3	0,5	1,1	1,5
	L , %		99,1	96	93,4	91,8	89,3
Philips Essential LED 9W 6500K	Ф, лм	902	902	891	883	877	868
	Р , Вт	9,4	9,5	9,5	9,5	9,6	9,6
	η, лм/Вт	96,3	94,9	93,6	92,9	91,4	90,4
	К п , %	0,8	4,4	7,3	7,2	7,2	7,3
	L , %		100	98,8	97,9	97,2	96,2

3 ГОСТ IEC 62612-2019. Лампы светодиодные со встроенным устройством управления для общего освещения на напряжения свыше 50 В. Эксплуатационные требования. М., 2019. 32 с.

Ecola Classic LED 10.2W 4000K	Ф, лм	712	701	640	630	618	608
	Р , Вт	10,1	10,3	10,1	10,2	10,2	10,2
	η, лм/Вт	70,4	67,7	63,4	61,8	60,6	59,6
	К п , %	0,2	0,2	0,2	0,5	1,3	2,2
	L , %		98,4	89,9	88,5	86,8	85,4
Wolta LX 12W 3000К	Ф, лм	1 058	1 033	1 027	1 022	1 018	1 008
	Р , Вт	8,9	8,9	8,9	9,0	9,1	9,1
	η, лм/Вт	118,2	116,5	115,0	113,6	111,9	110,8
	К п , %	2,4	3,4	9,6	9,5	9,6	9,6
	L , %		97,6	97	96,6	96,2	95,3

На рис. 2 показано изменение светового потока исследуемых ламп в течение времени испытания.

0         1000       2000       3000       4000       5000       6000

t , ч

Uniel LED 10W 4000К            JazzWay PLED-SP 10W 5000K

Philips Essential LED 9W 6500K     Ecola Classic LED 10.2W 4000K

Wolta LX 12W 3000К

Рис. 2. Изменение светового потока ламп ретрофитов в процессе испытаний Fig. 2. Change in the luminous flux of retrofit lamps during the test period

Изображения кривых сил света (КСС) исследуемых ламп представлены на рис. 3–7.

Анализ результатов показал, что исследуемые лампы имеют косинусную КСС. Угол раскрытия светового потока для всех ламп приблизительно составляет 180 град., кроме лампы Philips, у которой угол раскрытия светового потока – 150 град.

В результате проведенных исследований ламп в течение 6000 ч горения можно сделать следующие выводы:

• –    измеренное значение начального светового потока всех светодиодных ламп ретрофитов соответствует заявленному;

• –    в течение 6000 ч горения световой поток всех ламп снижается;

• –    высокое значение стабильности светового потока после 6 000 ч горения среди светодиодных ламп ретрофитов показали Uniel LED 10W 4000К (94,5 %), Philips Essential LED 9W 6500K (96,2 %), Wolta LX 12W 3000К (95,3 %), что соответствует коду 9 по снижению светового потока согласно ГОСТ⁴. Для ламп JazzWay PLED-SP 10W 5000K и Ecola Classic LED 10.2W 4000K стабильность светового потока составила менее 90 %, что соответствует коду 8;

• –    в течение времени горения световая отдача ламп уменьшается. Снижение световой эффективности всех исследуемых источников света связано со спадом светового потока и ростом потребляемой мощности;

• –    в течение времени горения у светодиодных ламп ретрофитов Uniel LED 10W 4000К, JazzWay PLED-SP 10W 5000K, Ecola Classic LED 10.2W 4000K наблюдается изменение коэффициента пульсации от 0,2 до 2,3 %, что в пределах заявленного значения; у лампы Philips Essential LED 9W 6500K коэффициент пульсации уже после 2 000 ч увеличивается до 7,3 %, у лампы Wolta LX 12W 3000К – до 9,6 %, что выше значений, заявленных производителем.

Рис. 3. КСС лампы Uniel LED 10W 4000К

Fig. 3. Light intensity curves (LIC) of the lamp Uniel LED 10W 4000K

Рис. 4. КСС лампы JazzWay PLED-SP 10W 5000K

Fig. 4. LIC of the lamp JazzWay PLED-SP 10W 5000K

Рис. 5. КСС лампы Philips Essential LED 9W 6500K

Fig. 5. LIC of the lamp Philips Essential LED 9W 6500K

Рис. 6. КСС лампы Ecola Classic LED 10.2W 4000K

Fig. 6. LIC of the lamp Ecola Classic LED 10.2W 4000K

Рис. 7. КСС лампы Wolta LX 12W 3000К

Fig. 7. LIC of the lamp Wolta LX 12W 3000К

Заключение

Таким образом, высокая световая эффективность и малое снижение светового потока светодиодных ламп в процессе длительных испытаний до 6000 ч обосновывает целесообразность замены данными ИС традиционных ламп накаливания, у которых срок службы 1 000 ч, и стабильность светового потока после 75 % средней продолжительности горения составляет от 72 до 85 % в зависимости от мощности лампы5. Из всех исследованных ламп с учетом соответствия измеренных светотехнических характеристик и коэффициента пульсации заявленным значениям и высокой стабильности светового потока после 6000 ч горения только лампу Uniel LED 10W 4000К можно рекомендовать для использования в осветительных приборах для бытового освещения.