图片1和图片2:Vosla GmbH
图片1和图片2:Vosla GmbH 德国普劳恩的一家历史悠久的餐馆，在老板确信新灯泡不会破坏舒适的气氛后，把白炽灯换成了LED灯丝灯泡。新灯泡如图所示。 两个LED灯泡的热成像图，每个灯泡消耗5.5瓦的能量。左边为LED灯丝灯泡，右边为Cree LED灯泡。左边的灯泡温度相对均匀，最高温度为48.5°C(120°F)。它以109流明/瓦特的效率产生608流明。克里灯泡的温度峰值在散热器，大约68°C(154°F)。它产生467流明，效率为87流明/瓦特。
图像信用：图像＃3：鳄鱼 来自瑞典报告的图表，显示了测量成本与效率。白炽灯和传统LED灯都绘制在这张图上。彩色框表示欧盟委员会的预测。超过一半的LED灯丝灯泡超过了2018年预计的105流明/瓦的效率，但成本差别很大。
图片4:瑞典能源署
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当涉及到提供老式白炽灯泡的临时替代品时，有许多技术和美学上的挑战，很难用基于led的技术来解决。
传统的LED灯泡由少量的高强度LED芯片构成，安装在具有合适光学器件的外壳内，该光学器件以所需的图案扩展光。LED对热量非常敏感，并且传统LED灯泡内部发现的高功率LED产生了很多。需要大型金属散热器，以使热量远离LED并将其散发到周围环境中。
第一个LED灯泡采用了“未来派”的造型以便将LED芯片发出的光以合理的模式分布，同时通过使用大型散热器保持足够的凉爽。
随着技术和制造技术的进展，已经可以将散热器收缩足以产生灯泡它的外观越来越接近老式白炽灯泡的典型磨砂外观。(1)使用光学如光管的变种是可用的尝试模仿白炽灯的清晰外观．总的来说，在70-90流明/瓦范围内的效率已经成为LED灯泡的常见替代品。
更小的形状因素，比如人们可能在枝形吊灯或吊灯中发现的大烛台底座的灯泡，就更难模仿了。所需的散热器可能导致膨胀的形状这与他们旨在更换的灯光。
最近，在研究我们正在翻修的一座19世纪50年代意大利风格建筑的照明选择时，我偶然发现了一个新型LED灯泡与传统LED灯泡的“高功率LED芯片+散热器+光学”相比，采用完全不同的方法。这些所谓的“LED灯丝”灯泡几乎看起来与反对者一样：一个玻璃灯泡，包裹在里面的小玻璃塔，带有微小的金属臂，举起一系列的“长丝”，在打开时明亮地发光。除了当灯泡关闭时“细丝”出现黄色的事实，没有外部提示。
这些LED长丝灯泡的卖家制作了一些惊人的性能要求：25,000至50,000小时的寿命，显色指数以上80以上，效率较高，近120毫升/倍。他们似乎都是相对未知的品牌，看似来自中国的几家匿名制造商。同样，这些灯泡对市场相当陌生，2013年初至欧洲市场大致介绍。
这些事情是真的吗?问题是什么?我对他们做了很多研究，最后得出了一个有趣的故事。
一个独特的建筑
有两个特性定义LED长丝灯泡：新颖的丝状LED结构，以及使用高导热的气体，例如氦（2），以允许玻璃灯泡本身用作散热器。
灯丝通常约一英寸长，是由几十个微小的、低功率的发光二极管串联在导热基片上形成的。这是通过一种被称为玻璃芯片(COG)的过程实现的，类似于电视机或智能手机上的液晶面板的形成方式。通常，这些小芯片安装在蓝宝石、陶瓷、玻璃或金属条上。的理想的基材将会是高度热传导的，并且是透明的，以允许光线向各个方向辐射。蓝宝石是透明的，导热的，而且价格昂贵。玻璃的导热性较差，但价格便宜。金属基板价格便宜，导热性好，但不太透明。
LED灯丝一旦串联在一起并粘合到衬底上，就被包裹在磷浸渍的硅树脂中。白色led(4)中使用的荧光粉是一种典型的黄色。不同配方的荧光粉可赋予光独特的颜色特征(如冷白色、暖白色等)。一些灯丝含有少量红色led以改善显色效果。这段视频(德语)很好地展示了在暗灯丝中蓝色和红色led的图案。
灯丝中的每一个LED都很小，功率很低，只有10毫安的电流。这个非常小。相比之下，普通的5mm封装led(如用于电子产品指示灯的led)的额定电流通常为20毫安。一根由28个微小发光二极管组成的灯丝很吸引人约0.8瓦特．名义上，当建造一个灯泡时，每根灯丝被认为是1瓦。也就是说，一个2瓦的灯泡将使用2根灯丝，一个4瓦的灯泡将使用4根灯丝，一个8瓦的灯泡将使用8根灯丝，以此类推。在120lm /w(6)的典型效率下，每根灯丝向周围气体散发大约0.5瓦特的热量。灯丝内的每一个LED产生的热量不到0.02瓦。这种低功率密度的led灯悬浮在导热气体中，是让这种灯泡在没有散热器的情况下安全工作的“秘方”。一些制造商声称，在正常工作条件下，单个led的结温为60°C，这是相当好的。相比之下，超过120°C的温度对led是有害的。
LED长丝灯泡的电源（驱动器）通常很小且简单。最大的物理元件通常是一个电解电容，它的作用是减少光输出中的闪烁或纹波。所有的驱动电路都隐藏在灯泡的螺丝底座内。对于较小的“烛台”底座灯泡(E12，在美国使用)，通常螺丝底座没有足够的空间容纳平滑电容，所以制造商要么不使用一个(以牺牲一些闪烁，可能在周边视觉可见)，或者在螺丝底座和玻璃灯泡之间加入一个塑料“扩展器”，为电容器腾出空间．有几个“拆除”视频解释了这些灯泡的物理结构：
一种-A19灯泡和塑料扩展器
一种-全玻璃A19灯泡
一种-与塑料延长器的烛台底灯泡
欧洲分析
虽然还没有进入北美市场，但在过去的两年里，LED灯丝灯泡在欧洲迅速普及。2014年11月瑞典能源署的报告测试了各种这些灯泡，以验证其营销索赔，并将其成本和性能与欧盟委员会提出的LED灯泡的预期技术进展进行了比较。
该研究包括各种清晰，全向LED灯泡（即非磨砂）进行比较。选择了几种模型进行测试，为每个品牌的灯泡测试了10个样本。测量LED长丝灯泡（8），在所有品牌上具有近107升/倍的平均效率。在110 LM / W以上测量的一半LED长丝灯泡型号。
效率比灯泡包装上宣称的低5%左右。相比之下，传统LED灯泡的平均效率仅略高于75lm /W，仍比制造商声称的低约5%。
LED灯丝灯泡的效率与欧盟委员会2018年对该行业的预测一致。灯丝灯泡的成本与2014年的预测相差无几，大约每500流明15欧元多一点。总的来说，LED灯丝灯泡比本研究中的传统LED灯泡效率高40%，成本高20%。
测试发光特性，如显色指数，显示LED灯丝灯泡有高的光质量(> 80 CRI)，总体上看起来没有比研究中包括的传统LED灯泡更好或更差。长期耐用性测试正在进行中，并将于5月份发布6000小时后管腔维护的后续报告。
初步结果令人鼓舞。尽管在最初的200小时内，由于制造缺陷或物理损坏(在保修期内)，一些灯泡出现了故障，但初步结果显示，LED灯丝灯泡迄今为止运行良好。
能源之星认证
今年早些时候，一家初创公司AXP照明成为了第一个经销商对于LED灯泡，能源之星认证是一个大问题．与大多数产品不同的是，能源之星评级仅仅表明一定的效率水平，LED灯泡必须满足一系列严格的光质量、寿命和技术要求经认可机构的独立测试验证。
通用全能灯泡的能源之星认证的一些关键测试要求包括:
- 6000小时的流明维护和颜色漂移测试。通用灯泡在测试结束时必须至少保持其91.8%的亮度，预计寿命(70%输出)为25,000小时。更高的灯泡寿命要求必须有数据支持(即测量的下降量更少)。
- 最低显色指数(CRI)为80R9红色水平至少为0（是的，值可能为负）。色温必须在指定限制内准确。
- 全向光图案，在规定范围内。
- 效率必须至少测量至少50-55 LM / W，具体取决于灯泡瓦数。
能源之星网站上提供认证能源之星灯泡的规格。目前，任何类型的最有效的“通用替代”能量星灯泡是一个7瓦LED灯丝型号它的流明为890流明，亮度为127.1 lm/W，色温为6500k。最高效的暖白(2700k)能源之星灯泡也是7瓦LED灯丝型号，以115.7 LM / W认证。这两个灯泡目前零售价为13.99美元。
分析整个能源之星数据集的LED通用更换灯泡(9)在A19(标准中等螺旋灯泡)形状因子，LED灯丝灯泡的平均效率为109 lm/W。传统灯泡(数据集中的其他一切)平均为76.5 lm/W。这与瑞典能源机构的报告结果非常相似，白炽灯的平均功率为107毫米/瓦，传统灯泡的平均功率为75毫米/瓦。需要说明的是，“能源之星”数据集只包含来自一家制造商的灯丝模型，而瑞典能源机构的报告则包含了几家。
结论
这些灯泡很有趣。瑞典能源机构的“能源之星”认证和分析在很大程度上证实了这一说法，即这些灯泡可以以100毫米/瓦的效率产生巨大的光，并且应该具有与带有散热器的传统LED灯泡相当的使用寿命。即使完全忽略了它们在美学上与钨丝灯泡的相似之处，它们的性能特点使它们成为通用照明的令人信服的选择。
在成本方面，瑞典能源机构报告表明，它们比常规LED灯泡昂贵约20％。然而，价格越来越多地，价格和表现之间似乎没有任何特殊的关系。例如，研究中最便宜的LED灯丝灯泡，一个“星际交易”的纯粹不到一半的平均价格，但具有高于平均水平的效率，并且具有与所有其他人的颜色渲染和一致性。德国泡泡的德国灯泡之一几乎是平均价格的两倍，但在近110升/米/米/米，提供出色的显着颜色渲染（CRI以上90以上，R9红色水平），似乎是在德国制造的。
在美国，在美国，廉价的无名称LED灯丝灯泡可从亚马逊，eBay或Ali Express等在线市场提供，许多零售商直接从中国销售航运很少或没有费用。在2到8瓦的范围内（有时甚至更少），易于找到5-美元的灯泡，但目前尚不清楚其中有多少具有基本的UL安全认证。似乎曾在各种品牌名称（如Spotlite USA，Lighting Science，Archipelago Lighting，Ariustek，Axp等）下出售的基于美国的进口商。其中许多似乎都列出了UL，AXP销售迄今为止迄今为止的LED灯丝灯泡;这课程中的2至8辆瓦特灯泡可以在100美元的100美元范围内找到来自基于美国的在线零售商（尽管很容易找到将提供超过那些的卖家）。
对我来说，这是第一个结合了我喜欢的所有功能的LED灯泡:高效率，聪明的设计，合理的成本，以及20世纪早期的白炽灯美学，这将非常适合我们的勒德主义装饰。
脚注
1.一些较新的，便宜的设计，如飞利浦Slimline和Cree 4flow使用电路板材料作为一个大型的内部散热片。
2.由于物理原因，氦和氢的导热性比其他气体高10倍，超出了本文的讨论范围。灯泡中可能含有氦气和相对便宜的惰性气体(如氮气)的混合物。由于氦气有逃脱束缚的倾向，一个密封的玻璃球是一个理想的外壳。这就是为什么灯丝LED灯泡是用玻璃而不是塑料做的。
3.通常每灯丝有28个led。
4.有两种不同类型的白色led。所谓的RGB led包含三种原色led，它们混合形成白色。这在现实生活中是有问题的，因为led之间不同的老化质量会导致颜色随着时间的推移略有漂移。大多数白色led是使用蓝色led的荧光粉品种。蓝光照射在黄色荧光粉上，导致它发出不同波长的光，在人眼看来是白色的。
5.磷基白色led的光谱通常缺乏红色和青色。红色对于以一种吸引人的方式观看某些主题，如肉和肉色，是特别重要的。一些荧光粉配方可以增强红光，但更有效的增强红光光谱的方法是混合一些红色led。
6. LED芯片的效率总是高于整个灯泡的测量效率。整个灯泡效率包括来自电源的损耗，以及通过光学器件。玻璃不是100％透明的。
7.一个100%高效的白色LED理论上可以产生250-370 lm/W，这取决于它的光谱。这里，假设的理想效率是310 lm/W。
8.结果在报告中，但与传统灯泡结果混合。此电子表格包含LED长丝灯泡的数据，而该产品具有传统的LED灯泡数据。
9.从能源之星高级搜索工具下载，LED A19灯泡过滤。
亚伦·伯克兰(Aaron Birkland)是纽约北部的一位房主，他在康奈尔大学(Cornell University)担任研究计算顾问。他和妻子约翰娜(Johanna)正在翻修纽约里奇福德(Richford)一座19世纪50年代的意大利风格农舍，以弥补上世纪60 - 70年代一次不幸的翻修所带来的后果。那次翻修可以作为糟糕的建筑科学决策的教科书案例。
编者注:图片#3所示的热图像是经过Passmark的许可从评审中复制的LEDisong LED灯泡和Cree 6W可调光的WW灯泡．
16条评论
伟大的文章。小修正......
伟大的文章 - 谢谢你的研究！
小修正:“效率必须测量至少5055 lm/W，取决于灯泡的瓦数。”大概是50到55lm /W。
氦
我希望保修范围包括由于在露天环境中打开包装并看着它们漂浮到大气中而造成的损失。一定要打开你家里的盒子，这样如果它们处理不当，你就可以从天花板上收集它们。
对查理·沙利文的回应
查理,
谢谢你注意这个打印错误。我已经改正了。
凉爽的
真的很整洁，从来没有听说过这些，很欣赏这个帖子。另一个小的错误评论:第三幅对比灯丝和传统LED灯泡的图像——文本称这两幅图像为“左边的图像”
回应Katy Hollbacher
凯蒂，
谢谢你告诉我们。我把错字修好了。
任何12伏直流版本？
非常有趣-你遇到过任何12v DC版本吗?
反应安德鲁罗宾逊
我只看到12V直流版本可直接从中国提供，而不是来自零售商。它们将使用略微不同的电源，而不是用于电源电流的灯泡，因为它将“提升”电压高达> 75V，以便轻盈而不是降低灯泡，并且不需要纠正AC。
以下是一些声称有12V直流变体，但是从中国制造商或批发商直接订购有风险。
http://www.alibaba.com/product-detail/filament-led-bulb-new-made-in_1973348954.html.
http://www.alibaba.com/product-detail/ul-high-luninance-3w-6w-smd_1983600715.html.
http://www.alibaba.com/product-detail/e12-filament-led-in-12v-ac_60059721668.html.
http://www.alibaba.com/product-detail/factory-lighting-chandeliers-led-filament-bulbs_60080703009.html
谢谢你！
我们正在使用这一点
谢谢你！
我们已经使用此信息博客来订购新代码咖啡馆的灯泡。
AJ.
中国国际广播电台和闪烁
不幸的是，许多廉价的LED灯泡简化了驾驶者，或者是“无人驾驶设计”，闪烁。即使120赫兹的闪烁很难检测到，从我所读到的来看，闪烁会导致眼睛疲劳和头痛。我猜这些灯丝LED灯泡就属于这一类，简单的驱动也有助于它们的高光波/瓦效率。更好的灯泡有高频驱动器，消除闪烁和/或推动它超过200hz。
我想要的是一个2700k色温的LED灯泡，CRI 90或更高(良好的R9)，没有闪烁，没有可听到的噪音(满时和暗时)，和高效率。理想的情况是，如果它也有“暖暗”——当它变暗时，颜色温度会降低，以模拟白炽灯。所有这些都是可用的，但还没有在一个单一的产品。在生产10美元以下灯泡的竞争中，闪烁问题似乎被忽视了。我先拿着荧光灯一段时间，直到有一个更符合这些要求的LED灯泡出现。
伟大的文章。
这表明，为了节省较少的轻型生产的增量节省，需要做多少工作。目前我有18个LED灯泡，3个白炽灯，2个节能灯。当我改用节能灯时，节省的照明是很不错的，但我妻子不喜欢。所以让我们说从白炽灯到LED灯的转换从每个灯泡60瓦到11瓦，每个灯泡节省了49瓦。把这些led灯换成节能40%的灯泡，每个灯泡可以节省4瓦的电量。
我的目标是减少50%的用电量。我落后了40%，最后的10%将是最艰难的。它花了5年的时间尝试，但还是令人满意的。就像我妻子经常提醒我的那样:生活方式的改变不是一个选择。洗碗机和干衣机还在!
对亚当·利伯曼的回应
事实上，恰恰相反——许多(大多数?)这样的灯泡很少或没有闪烁，而且可以把一个相当复杂的驱动器挤进灯泡的螺丝底座(也许在底部有一个塑料扩展器的帮助，以腾出一点空间)。这篇文章阐述了这一点:
实际上，其中一个视频显示了无闪烁的灯泡，看：43：
https://www.youtube.com/watch?v=25j2c4jq2hi#t=43
同样地，看看这些评论的底部:
http://www.ledbenchmark.com/display.php?id=239&name=ecopoint +Ledisong.
http://www.ledbenchmark.com/display.php?id=327&name=Mirabella+4W+LED+Filament+Classic
在这些评论中，闪烁被认为是1%。作为对比，他们的白炽灯显示11%
当然，具有最简单的驱动器（仅限整流器和电阻或电容滴管）的那些表明闪烁。例如，这一点（审稿人在与我单独的对话中指出的），似乎并没有被密封 - 表明长丝可能不充分冷却，因为冷却气体只是空气。驾驶电路的廉价和所得闪烁的常量与灯泡的整体质量一致。
http://www.ledbenchmark.com/display.php?id=331&name=littil+3.5W+LED+Filament+COB+Bulb+Large+Round
回复罗杰·威廉姆斯
我得到的印象是，这些灯泡的效率是创建看起来像灯丝的led所必需的技术的结果。它本身并不一定是一个目标，它只是为了让这个概念发挥作用而进行的工程设计的一个令人高兴的结果。
例如，光整形光学和磨砂(使光输出更加均匀)降低了光的传输(从而降低了效率)，但由于灯丝的全向特性，它们不需要这些。
同样，led在电流较低时工作效率最高。为了从灯丝中产生足够的光输出，同时保持足够的冷却(沿着一条长条状的弱led链)，这种策略本质上需要低电流。
至少我是这么看的。仅仅从规格上看，这些灯泡是否比传统灯泡更具有成本效益(平均效率提高40%，成本提高20%)是另一个问题，美学价值也是如此。这个问题的答案可能是不同的比企业主,房主可能有更多的灯燃烧更长时间,和为谁照明决策可能整体设计师正在寻找的一部分(例如旅馆在本文第二幅,甚至AJ正在咖啡馆)
非常有益的
一直在试验灯丝灯泡。在我看来，老式的爱迪生灯泡仍然能发出最好的光。但在一些繁忙的地区，灯泡是装饰的一部分，我们已经改用一些LED灯丝灯泡，很高兴。
回应Aaron Birkland
谢谢，很高兴知道许多这些有很少或没有闪烁。不幸的是，我还没有看到任何CRI 90灯丝型灯泡在美国市场上，但我希望他们出现。
高中国国际广播电台
亚当,
右 - 欧洲可以使用高CRI灯丝灯泡，而我不知道美国。灯丝灯泡的市场是不成熟的。如果他们感受到流行，可能会出售高CRI模型来遵守加州标题24建议书：
中国国际广播电台> = 90
R9机型> 50
CCT 2700-3000K.
在4步麦克达姆椭圆范围内的颜色一致性
没有视觉闪烁
能源之星
回应Aaron的评论＃12
伟大的文章。我发现它信息量很大，也很有用。我只是想强调你在文章文本中所说的，并在评论12中澄清你的陈述:“这些灯泡是否比传统灯泡更具有成本效益，仅仅从它们的规格来看(平均效率提高40%，成本提高20%)是另一个问题。”正如你的文章所阐明的，40%和20%的数字是与“传统的LED灯泡”相比的，如果这意味着什么的话，而不是传统的钨丝白炽灯。
虽然我认为这些灯泡40%的效率提高是一个伟大的进步，但也值得记住的是，它们比传统的钨丝白炽灯的不可思议的改进，后者仍在广泛销售。这些灯泡中最好的127.1流明每瓦，比维基百科(Wikipedia)给出的40瓦钨丝白炽灯标准12.6流明每瓦的效率提高了1000%。
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