Мощная полупроводниковая лампа

 

Мощная полупроводниковая лампа относится к светотехнике и может быть использована при изготовлении светотехнического оборудования для бытового освещения. Лампа содержит светодиоды (3), расположенные на теплопроводящей печатной плате (2), источник питания (8), средства токоподвода, совмещенные радиаторы охлаждения (4) и световоды (5), выполненные в виде прямоугольных пластин и размещенные параллельно продольной оси лампы с воздушными зазорами. Торцы световодов (5) установлены с зазором над соответствующими группами светодиодов (3). Торцы радиаторов (4) соединены с печатной платой (2). Между радиаторами (4) и световодами (5) расположены отражатели (6). Грани световодов (5), прилегающие к отражателям (6) имеет массив из светорассеивающих элементов, выполненных в виде рельефа, выпуклостей или окрашенных точек. Отражатели (6) выполнены в виде покрытия из светоотражающего материала, которое нанесено на внешнюю поверхность радиаторов (4) или на металлические пластины. Источник питания (8) установлен внутри объема, образованного радиаторами (4). Технический результат заключается в увеличении световой отдачи, отсутствии эффекта ослепленности. 4 з.п. ф-лы, 4 илл.

Полезная модель относится к светотехнике и может быть использована при изготовлении светотехнического оборудования для бытового освещения.

Мощная светодиодная лампа предназначена для замены ламп накаливания, газоразрядных ламп типа ДРЛ, МГЛ, ДНаТ, КЛЛ, преимущественно со световым потоком до 3000 лм. Анализ технических решений существующих мощных светодиодных ламп со световым потоком 2000-3000 лм, и габаритным диаметром 80 мм и длиной 220 мм (аналог лампы накаливания мощностью 200 Вт), показал, что у перечисленных ниже ламп имеется ряд недостатков.

В известных светодиодных лампах увеличение светового потока достигается за счет увеличения габаритов радиатора охлаждения и соответственно размеров лампы, либо за счет использования активного охлаждения (вентилятора).

Светодиодная лампа мощностью 30 Вт и световым потоком 2100 лм, BR-LED-E40/30W, [www.briaton.ru/products/led_lamps/br_led_f_e40_28w_4200] имеет габариты: диаметр 92 мм и высоту 270 мм, что превышает требуемые значения размеров.

Лампа фирмы Varton YS126102330 мощностью 30 Вт и заявляемым световым потоком 3000 лм. [www.varton.ru/ru/products/promyshlennoe-osveshchenie/moschnye-svetodiodnye-lampy/item/svetodiodnaya-lampa-30w], имеет габариты близкие к требуемым, но использование светодиодов без светорассеивающих элементов, создает дискомфортное слепящее действие, что не удовлетворяет санитарным требованиям. Однако, использование данной конструкции со светорассеивающими элементами приведет к нарушению теплового режима светодиодов и выходу лампы из строя.

Лампа Shine Cooler 25W Е27 мощностью 25 Вт и световым потоком 2000 лм, [www.shine.ru/catalog/Lamps/LED_bulbs/svetodiodnaya_lampa_shine_cooler_25w_e27_4000k_229134.html], имеет приемлемые габариты, однако в системе охлаждения используется вентилятор, являющийся механическим устройством, которое подвержено засорению и поломкам. После выхода из строя вентилятора, тепловой режим лампы будет нарушен и лампа выйдет из строя. Использование светорассеивающих элементов в виде матовой колбы позволяет избежать эффекта ослепленности, но приводит к существенному уменьшению световой отдачи.

Наиболее близкая, принятая за прототип, мощная светодиодная лампа [RU патент 2521612, опубл. 10.07.2014] содержит излучатель, составленный из двух, трех или большего количества индивидуально защищенных светодиодных модулей или линеек, собранных в тепловом контакте на индивидуальных радиаторах охлаждения, разделенных между собой в пространстве, установленных в меридиональных плоскостях параллельно или под острым утлом к продольной оси симметрии лампы и подключенных к преобразователю питающей сети, собранному в отделенной от излучателя камере через средства токоподвода. Каждый модуль со светодиодами индивидуально заключен в светорассеивающую систему, выполненную в виде трубчатой оптически прозрачной колбы с продольной прорезью.

Недостатки прототипа связаны с большой степенью ослепленности [Справочная книга по светотехнике // под ред. Ю.Б. Айзенберга. М.: Знак, 2006. - 31 с], поскольку светодиоды находятся в прямой видимости, если стекло сделать рассеивающим это приведет к дополнительным потерям светового потока. Указанный недостаток является критическим при работе в условиях повышенной опасности.

Также к недостаткам следует отнести световые потери, вызванные Френелевскими отражениями, свет попадает на стекло не под прямым углом, в результате чего большая часть светового потока отражается от стекла, поскольку на конструктивных элементах нет отражающих частей, то большая часть будет поглощаться. Так же в конструкции есть щель, в которую свет будет попадать и более половины этого света поглотится внутри щели.

Технический результат заключается в увеличении световой отдачи, отсутствие эффекта ослепленности лампы высокой мощности.

Указанный технический результат достигается тем, что в мощной полупроводниковой лампе, содержащей, как и прототип, светодиоды, расположенные на теплопроводящей печатной плате, светорассеивающую систему, радиаторы охлаждения, в виде прямоугольных пластин, которые установлены параллельно продольной оси лампы и разделены воздушными зазорами, источник питания и средства токоподвода, в отличие от прототипа, светорассеивающая система содержит световоды в виде прямоугольных пластин, каждая из которых совмещена с соответствующим радиатором охлаждения, причем между радиаторами и световодами расположены отражатели, грани световодов, прилегающие к отражателям имеют массив из светорассеивающих элементов, торцы световодов с зазором установлены над светодиодами, торцы радиаторов соединены с печатной платой.

Для обеспечения равномерного рассеивания света целесообразно, чтобы массив из светорассеивающих элементов был выполнен в виде рельефа, выпуклостей или в виде окрашенных точек.

Отражатели целесообразно выполнить в виде покрытия из светоотражающего материала, которое нанесено на внешнюю поверхность радиаторов охлаждения или на металлические пластины.

Для уменьшения габаритов лампы целесообразно, чтобы источник питания был установлен внутри объема, образованного радиаторами.

Каждая группа светодиодов расположенная на печатной плате светит в торец световода, чем достигается отсутствие эффекта ослепления, поскольку свет, проходя через световод, рассеивается на задней грани световода, примыкающей к радиатору охлаждения, на которой имеется массив светорассеивающих элементов, это позволяет получить равномерное распределение яркости лампы с минимальными потерями.

Печатная плата выполнена на основе теплопроводящего материала, например Dupont LA, и имеет тепловой контакт со всеми радиаторами охлаждения, разделенными воздушными каналами, что позволяет лампе лучше охлаждаться за счет конвективных потоков. Это позволяет использовать в лампе мощные светодиоды, имеющие высокую светоотдачу более 130 лм/Вт и световым потоком более 130 лм.

Наиболее предпочтительный пример выполнения заявляемого устройства показан на чертежах. Фиг. 1 - мощная полупроводниковая лампа, вид спереди, с частичным разрезом. Фиг. 2 - вид Б фиг. 1. Фиг 3 - вид на излучатель лампы сверху без крышки 13. Фиг.4 - схема хода лучей.

Мощная полупроводниковая лампа 1 содержит печатную плату 2, на которой расположены светодиоды 3 (преимущественно мощностью 1 Вт), радиаторы охлаждения 4, в виде прямоугольных пластин, которые закреплены на печатной плате 2, вдоль оси лампы 1, световоды 5, совмещенные с радиаторами 4. Между радиаторами 4 и световодами 5 расположены отражатели 6. Световоды 5, выполнены в виде прямоугольных пластин с выступами 7 на торцах, изготовлены из прозрачного материала, например, из органического стекла, обладающего высокой прозрачностью, низкой стоимостью и технологичностью, установлены выступами 7 на печатной плате 2 концентрично оси лампы. Световоды 5 между собой разделены воздушными зазорами для конвекционного отвода тепла. Под торцом каждого световода 5, с зазором, образованным выступами 7, расположена группа мощных светодиодов 3, размещенных на печатной плате 2, подключенных к источнику питания 8, установленному внутри объема, образованного радиаторами 4. Вокруг светодиодов 3 расположено декоративное кольцо 9. Печатная плата 2 установлена на пластиковый диск 10, который вставляется в основание 11 лампы 1. Радиаторы 4 изготовлены из теплопроводного материала, например из алюминиевых сплавов, методом экструзии. Отражатели 6 могут быть выполнены в виде светоотражающего покрытия, например из «ALANOD MIRROR 4», которое нанесено на внешнюю поверхность радиаторов 4 охлаждения или на металлические пластины.

Радиаторы охлаждения 4 снабжены элементами крепления 12 к печатной плате 2, а с противоположной стороны элементами крепления декоративного колпака 13. Источник питания 8 закреплен в соответствующем выступе основания 11 лампы и таким же выступом в колпаке 13. Средства токоподвода, например провода, от источника питания 8 идут непосредственно на цоколь 14, например, типа Е27.

На фиг. 4 представлена схема хода лучей. Луч 15 излучаемый светодиодом 3, выходит в произвольном направлении и в некоторой точке входит в световод 5 и преломляется, проходя по световоду 5 и попадая на один из светорассеивающих элементов 16, он распадается на две компоненты: отраженную и преломленную. Грани световодов 5, прилегающие к отражателям 6, имеют массив из светорассеивающих элементов 16, которые выполнены в виде рельефа, выпуклостей или в виде окрашенных точек.

Отраженная от светорассеивающих элементов 16 компонента луча 15 с большой вероятностью выходит из объема световода 5 через его внешнюю поверхность 17, а преломленная составляющая отражается отражателем 6 обратно внутрь световода 5, затем также выходит во внешнее пространство, за счет этого достигаются высокие световые характеристики.

Преобразователи питающей сети AC-DC для применения в разработанных лампах целесообразно использовать от компании ЗАО ММП-ИРБИС /Москва/.

Примером выполнения. Была изготовлена мощная светодиодная лампа с девятью световодами, под каждым световодом были размещены три светодиода. В качестве мощных светодиодов были использованы светодиоды белого свечения фирмы Cree серии XTE R5 [http://www.cree.com/LED-Components-and-Modules/Products/XLamp/Discrete-Directional/XLamp-XTE-White] мощностью 1 Вт со световым потоком 139 лм. Общий поток составил 3000 лм, при размерах лампы 220 мм в длину, диаметром 75 мм.

Предложенная мощная полупроводниковая лампа на основе световодов с радиаторами охлаждения обеспечивает возможность получать световой поток более 3000 лм, при меньших габаритах, в сравнении с лампами мощностью 30 Вт компании Briaton, при отсутствии эффекта ослепления по сравнению с лампами фирмы Varton и мощной лампой предложенной в прототипе, и без использования принудительного охлаждения вентилятором, предлагаемого фирмой Shine.

1. Мощная полупроводниковая лампа, содержащая светодиоды, расположенные на теплопроводящей печатной плате, светорассеивающую систему, радиаторы охлаждения в виде прямоугольных пластин, которые установлены параллельно продольной оси лампы и разделены воздушными зазорами, источник питания и средства токоподвода, отличающаяся тем, что светорассеивающая система содержит световоды в виде прямоугольных пластин, каждая из которых совмещена с соответствующим радиатором охлаждения, причем между радиаторами и световодами расположены отражатели, грани световодов, прилегающие к отражателям, имеют массив из светорассеивающих элементов, торцы световодов установлены с зазором над светодиодами, торцы радиаторов соединены с печатной платой.

2. Мощная полупроводниковая лампа по п. 1, отличающаяся тем, что массив из светорассеивающих элементов выполнен в виде рельефа, выпуклостей или в виде окрашенных точек.

3. Мощная полупроводниковая лампа по п. 1, отличающаяся тем, что отражатель выполнен в виде покрытия из светоотражающего материала, который нанесен на внешнюю поверхность радиаторов охлаждения.

4. Мощная полупроводниковая лампа по п. 1, отличающаяся тем, что отражатель выполнен в виде пластины с покрытием из светоотражающего материала.

5. Мощная полупроводниковая лампа по п. 1, отличающаяся тем, что источник питания установлен внутри объема, образованного радиаторами.



 

Похожие патенты:

Светодиодный светильник с лампой 220в местного освещения (для станков) относится к электроосветительным устройствам и может быть использован на производстве для освещения рабочей области на станочном оборудовании и для освещения любой другой рабочей области в дополнение к основному освещению.

Светильник светодиодный накладной, подвесной, потолочный, встраиваемый сетевой общего назначения, промышленный, офисный или для жкх относится к светотехнике, а именно, к устройствам для освещения офисных, жилых, производственных, складских, торговых и других внутренних помещений и может быть использован для прямой замены электрических ламп накаливания.

Светодиодный светильник относится к осветительным устройствам и может быть использован для уличного освещения и/или наружного освещения промышленных объектов.

Потолочный точеный накладной, встраиваемый или подвесной офисный светодиодный светильник относится к области электротехники и может быть использован в качестве навесного светильника и светильника, встраиваемого в подвесной потолок внутри промышленных и жилых зданий.

Полезная модель относится к светотехнике, а именно к модульным светодиодным светильникам и может применяться в качестве осветительного прибора в офисных торговых, спортивных, производственных и других помещениях, в том числе с повышенной влажностью или запыленностью, как встраиваемый или подвесной потолочный светильник.

Световой прожектор с ксеноновой газоразрядной лампой относится к осветительным устройствам и может быть использован в различных областях техники, в том числе в качестве прожектора для подвижного состава железных дорог.

Светильник светодиодный подвесной потолочный линейный для складов, промышленных предприятий относится к световой технике и может применяться в коридорах, производственных, промышленных и складских помещениях.

Система освещения пешеходного перехода (устройство в целом), наружный светодиодный уличный прожектор-светильник (часть целого) относится к технике эксплуатации автомобильных дорог, в частности к техническим средствам организации дорожного движения, а также к области светотехники. Полезная модель относится к области оборудования дорожного движения и может быть использована для снижения вероятности наезда автомобилей на человека в зоне пешеходного перехода.

Встраиваемый потолочный энергосберегающий светодиодный светильник для лифта относится к светотехнике, а именно, к устройствам для освещения лифтов, офисных, жилых, производственных, складских, торговых и других внутренних помещений и может быть использован для прямой замены люминесцентных и электрических ламп накаливания.

Светодиодная лампа освещения 12 вольт с радиатором, потолочная уличная или для дома относится к светотехнике, а именно, к светодиодным лампам.

Прожектор, характеризующийся тем, что он содержит основание с установленным на нем корпусом, внутри которого размещен осветительный элемент, включающий отражательную часть, блок поворота корпуса вокруг вертикальной оси и блок поворота осветительного элемента с отражающей частью осветительной системы в вертикальной плоскости.

Светильник монолитный светодиодный потолочный точечный подвесной или встраиваемый относится к области светотехники, в частности, к осветительным системам и устройствам и может быть использован при создании монолитных светодиодных светильников офисных, промышленных и для дома .

Светильник модульный светодиодный потолочный точечный подвесной или встраиваемый относится к светотехнике, а именно к модульным светодиодным светильникам и может применяться в качестве осветительного прибора в офисных торговых, спортивных, производственных и других помещениях, как встраиваемый или подвесной потолочный светильник.

Светодиодная лампа освещения 12 вольт с радиатором, потолочная уличная или для дома относится к светотехнике, а именно, к светодиодным лампам.

Встраиваемый потолочный энергосберегающий светодиодный светильник для лифта относится к светотехнике, а именно, к устройствам для освещения лифтов, офисных, жилых, производственных, складских, торговых и других внутренних помещений и может быть использован для прямой замены люминесцентных и электрических ламп накаливания.
Наверх