Светодиодный источник света
Полезная модель относится к светотехническим устройствам и может быть использована при конструировании светодиодных осветительных приборов, применяемых в различных областях науки и техники. Целью данной полезной модели является повышения мощности излучения светодиодного источника света и одновременно с этим исключения возможности разогрева электролюминисцирующих полупроводниковых кристаллов до значений температуры, превышающих их допустимое значения в рабочем состоянии. Для достижения поставленной цели предлагается новая конструкция светодиодного источника света, в котором имеются основание с контактными токопроводящими площадками, единичные светодиоды с выводами, подключенные к контактным площадкам основания и выводы, запрессованные в основание и подключенные к его контактным площадкам, для подключения к стандартному разъему источника питания для источника света. Новизной конструктивного решения светодиодного источника света является то, что его основание выполнено в виде круглой пластины, а единичные светодиоды размещены своими электролюминисцирующими полупроводниковыми кристаллами в плоскости параллельной основанию вдоль взаимно убывающих или возрастающих периметров, по меньшей мере, двух окружностей или многоугольников, расположенных симметрично центральной оси основания. Выступающие за пределы основания и запрессованные в него выводы расположены с одной стороны основания, а, подключенные к контактным площадкам основания, светодиоды - с противоположной стороны этого основания. С целью обеспечения условий, при которых достигается в наибольшей степени оптимальное решение поставленной цели, необходимо единичные светодиоды разместить своими электролюминисцирующими полупроводниковыми кристаллами в плоскости параллельной основанию вдоль взаимно убывающих или возрастающих периметров, по меньшей мере, двух правильных шестиугольников.
Полезная модель относится к светотехническим устройствам и может быть использована при конструировании светодиодных осветительных приборов, применяемых в различных областях науки и техники.
Известна светодиодная лампа (см. патент JP 11163420 А, 18.06.1999 г.) содержащая цоколь, металлическую часть цоколя, диэлектрическая часть цоколя, электрод, плата монтажная, отверстие в монтажной плате, светодиод, выводы светодиода, резистор балластный, электрические выводы балластного резистора, диод полупроводниковый, выводы полупроводникового диода и линза. Под линзой, расположенной над цоколем расположена монтажная плата со встроенным в ее отверстии светодиодом и его электрическими выводами. В цоколе, имеющим металлическую и диэлектрическую части, а также контактный электрод, размещен балластный резистор и выпрямительный полупроводниковый диод. Один из электрических выводов светодиода соединен с одним из выводов балластного резистора, а другой вывод балластного резистора проходит через центральное отверстие диэлектрической части цоколя и формирует торцевой электрод светодиодной лампы. Другой вывод светодиода соединен с выводом выпрямительного полупроводникового диода, а другой вывод последнего соединен с металлической частью цоколя, образуя при этом другой электрод светодиодной лампы. Недостатком конструкции светодиодной лампы является то, что в ней во время работы отвод тепла в окружающее пространство крайне затруднен, поэтому в случае использования светодиодов с повышенной яркостью свечения произойдет чрезмерный нагрев выделяющимся теплом электролюминисцирующего полупроводникового кристалла до температуры, превышающей допустимое рабочее значение, что, по меньшей мере, существенно сокращает гарантированный срок службы светодиода.
В качестве прототипа выбрана известная конструкция светодиодной лампы (Патент США №4,727,289; НКИ: 315-71; 23.02.1988 г.), содержащая стеклянный баллон, внутри которого имеется цепь из последовательно соединенных единичных светодиодов, используемых в качестве источников света, и балластного резистора. Для получения высокой освещенности объекта в светодиодной лампе используется большое количество единичных светодиодов, что с одной стороны позволяет увеличить мощность светового излучения лампы, а с другой - существенно возрастают габаритные размеры полупроводниковой лампы, потребляемая светодиодами мощность, а самое главное, в
предложенной конструкции светодиодной лампы нарушается температурный режим работы единичных светодиодов при длительной их включении в работу из-за чрезмерного разогрева электролюминисцирующих полупроводниковых кристаллов светодиодов ввиду недостаточного отвода в окружающее пространство выделяющегося в полупроводниковых кристаллах тепла, что, по меньшей мере, приводит к существенному сокращению срока службы светодиодов и светодиодной лампы в целом.
Целью данной полезной модели является устранение недостатков, отмеченных у прототипа и аналога, т.е. повышения мощности излучения светодиодного источника света и одновременно с этим исключения возможности разогрева электролюминисцирующих полупроводниковых кристаллов до значений температуры, превышающих их допустимое значения в рабочем состоянии.
Для достижения поставленной цели предлагается новая конструкция светодиодного источника света, в котором имеются основание с контактными токопроводящими площадками, единичные светодиоды с выводами, подключенными к контактным площадкам основания и выводы, запрессованные в основание и подключенные к его контактным площадкам, для подключения к стандартному разъему источника питания.
Новизной конструктивного решения светодиодного источника света является то, что его основание выполнено в виде круглой пластины, а единичные светодиоды размещены своими электролюминисцирующими полупроводниковыми кристаллами в плоскости параллельной основанию вдоль взаимно убывающих или возрастающих периметров, по меньшей мере, двух окружностей или многоугольников, расположенных симметрично центральной оси основания. Выступающие за пределы основания и запрессованные в него выводы расположены с одной стороны основания, а, подключенные к контактным площадкам основания, светодиоды - с противоположной стороны этого основания.
С целью обеспечения условий, при которых достигается в наибольшей степени оптимальное решение поставленной цели, необходимо единичные светодиоды разместить своими электролюминисцирующими полупроводниковыми кристаллами в плоскости параллельной основанию вдоль взаимно убывающих или возрастающих периметров по меньшей мере, двух правильных шестиугольников.
На фиг.1 представлен один из возможных вариантов выполнения светодиодного источника света, вид сбоку. На фиг.2 показан этот же вариант выполнения светодиодного источника света, вид на основание со стороны светодиодов.
Светодиодный источник света содержит основание 1 с электропроводящими контактными площадками, например в виде печатной платы. Основание 1 выполнено в виде круглой пластины, например из фольгированного стеклотекстолита. На представленных фигурах 1 и 2 контактные площадки не видны, поскольку закрыты корпусами светодиодов 2. Расположение, форма и размеры контактных площадок для одного и того же источника света могут быть разными и какое либо прямое существенное влияние на поставленную цель они не оказывают. На основании 1 размещены и подключены к контактным площадкам своими выводами светодиоды 2. В основание 1 запрессованы и подключены к его контактным площадкам выводы 3, с помощью которых обеспечивается подключение источника света к стандартному разъему источника питания. Форма и размеры выводов 3 определяются параметрами стандартного разъема источника питания. Светодиоды 2 размещены на поверхности основания 1 с возможностью расположения их электролюминисцирующих полупроводниковых кристаллов в плоскости параллельной основанию 1. В приведенном на фиг.1 и 2 примере это условие обеспечивается тем, что все используемые светодиоды 2 имеют одну и туже конструкцию, а так же параметры и прилегают основанием своего корпуса к основанию 1 источника света.
В рассматриваемом случае на основании 1 светодиоды 2 размещены по периметрам 4, 5 и 6 трех правильных шестиугольников, симметрично расположенных относительно центральной оси основания 1. Периметры шестиугольников 4, 5 и 6 имеют разную длину, в частности длина периметра 6 наибольшая, а длина периметра 4 - наименьшая. Длина периметра 5 занимает промежуточное значение. В зависимости от направления счета длина рассматриваемых периметров 4, 5 и 6 может возрастать или убывать. Следует отметить, что количество периметров многоугольников или окружностей может быть равно двум или превышать его на сколь угодно большее число.
Проведенные испытания светодиодных источников света показали, что наиболее оптимальным с точки зрения эффективности является источник света, у которого светодиоды 2 размещены на основании 1 по периметрам правильных шестиугольников, симметрично расположенных относительно центральной оси основания 1. т.е. приведенный на фиг.1 и 2 пример выполнения светодиодного источника света является наиболее предпочтительным, т.е. при минимально возможных размерах основания 1, можно обеспечить максимально возможную яркость свечения и одновременно с этим температура полупроводниковых кристаллов светодиодов при длительном времени их свечения не будет превышать допустимое рабочее значение, установленное
производителем светодиодов.
Для того, чтобы светодиодный источник света перешел в рабочее состояние его необходимо подключить к стандартному разъему источника питания с помощью выводов 3. При этом питание подается одновременно на все светодиоды 2 и они все вместе начинают светить в сторону объекта. Предложенное конструктивное решение источника света обеспечивает с одной стороны необходимую суммарную мощность излучения световой энергии и одновременно с этим исключает возможность повышения температуры полупроводниковых кристаллов светодиодов выше допустимых рабочих значений, поскольку часть выделяющегося в кристаллах тепла свободно передается в окружающее воздушное пространство. Благодаря этому, поставленная перед полезной моделью цель будет достигнута в полном объеме.
Хотя данная полезная модель описана с помощью одного конкретного примера ее реализации, рассмотренная конструкция приведена лишь для иллюстрации основных принципов, лежащих в ее основе. Объем патентных притязаний, изложенных в формуле на полезную модель, допускает возможность выполнение источника света с любым сколь угодно большим количеством взаимно убывающих или возрастающих периметров окружностей или многоугольников, симметрично расположенных относительно центральной оси основания 1, а также иное выполнение выводов, запрессованных в основание 1, определяемое стандартным разъемом источника питания свтодиодного источника света.
1. Светодиодный источник света, содержащий основание с контактными токопроводящими площадками, единичные светодиоды с выводами, подключенные к контактным площадкам основания, и выводы, запрессованные в основание и подключенные к его контактным площадкам, для подключения источника света к стандартному разъему источника питания, отличающийся тем, что основание выполнено в виде круглой пластины, а единичные светодиоды размещены своими электролюминисцирующими полупроводниковыми кристаллами в плоскости, параллельной основанию, вдоль взаимно убывающих или возрастающих периметров, по меньшей мере, двух окружностей или многоугольников, расположенных симметрично центральной оси основания, при этом выступающие за пределы основания и запрессованные в него выводы расположены с одной стороны основания, а подключенные к контактным площадкам основания единичные светодиоды - с противоположной стороны этого основания.
2. Светодиодный источник света по п.1, отличающийся тем, что единичные светодиоды размещены своими электролюминисцирующими полупроводниковыми кристаллами в плоскости параллельной основанию вдоль взаимно убывающих или возрастающих периметров, по меньшей мере, двух правильных шестиугольников.
