СПОСОБ СБОРКИ СВЕТОДИОДНОЙ ЛАМПЫ И ЛАМПА СВЕТОДИОДНАЯ
ASSEMBLY METHOD OF LIGHT-EMITTING-DIODE LAMP, AND LIGHT-EMITTING-DIODE LAMP

Область техники.
Заявляемая группа изобретений относится к электротехнике, а именно к осветительной технике с применением светоизлучающих диодов (светодиодов). Заявляемые способ сборки светодиодной лампы и лампа светодиодная могут использоваться при производстве светодиодных ламп, предназначенных для освещения. Заявляемая лампа светодиодная может быть использована для замены газоразрядных ламп при реконструкции систем освещения.
Предшествующий уровень техники.
Известен способ сборки осветительного устройства, заключающийся в том, что сначала изготавливают плату со светодиодами, затем на внутреннюю сторону основания приклеивают блок питания, после чего на наружную сторону основания приклеивают плату со светодиодами и затем провода платы присоединяют к блоку питания (патент РФ №77023 на полезную модель, МПК F21S 8/00, 2008 [1]).
Недостатком указанного способа сборки осветительного устройства [1] является то, что провода платы присоединяют к блоку питания после закрепления вышеуказанных платы и блока питания на основании. Такое электрическое соединение платы и блока питания является неудобным и трудоемким процессом, при котором возможно повреждение проводов и платы.
Известно осветительное устройство [1] содержащее корпус с обращенным внутрь основанием, плату со светодиодами и блок питания. При этом плата со светодиодами приклеена к наружной стороне основания, а блок питания приклеен к внутренней стороне основания. Блок питания и плата со светодиодами соединены проводами.
Недостатком указанного осветительного устройства [1] является то, что при выполнении гибкими проводов, соединяющих блок питания и плату со светодиодами, происходит их провисание и перекручивание. При этом для предотвращения электрического контакта проводов между собой и с основанием корпуса эти провода необходимо выполнять изолированными. Это, в свою очередь, приводит к повышению трудоемкости монтажа устройства.
Известен также способ сборки безлампового осветительного устройства на базе светодиодов, заключающийся в том, что изготавливают светодиодный осветительный модуль, затем закрепляют его на верхней части основания, после чего устанавливают в канале основания управляющую цепь. Управляющий кабель управляющей цепи электрически подсоединяют к светодиодному осветительному модулю (патент РФ №100178 на полезную модель, МПК F21S 4/00, 2010 [2]).
Указанному аналогу [2] присущ недостаток аналога [1].
Известно также осветительное устройство на базе светодиодов [2], содержащее основание, управляющую цепь, по меньшей мере один светодиодный осветительный модуль, прикрепленный к верхней части основания. При этом основание имеет полую внутреннюю область, образующую вмещающий канал. При этом управляющая цепь установлена и удерживается в канале основания. При этом управляющая цепь содержит управляющий кабель, электрически присоединенный к светодиодному осветительному модулю.
Указанному аналогу [2] присущ недостаток аналога [1], а именно провисание и перекручивание управляющего кабеля в процессе эксплуатации осветительного устройства, электрически соединяющего управляющую цепь и светодиодный осветительный модуль.
Известен способ сборки светильника уличного светодиодного, заключающийся в том, что изготавливают светодиодный модуль со светодиодами и плату блока питания с блоком питания, после чего плату блока питания устанавливают в верхней полости корпуса, а светодиодный модуль устанавливают в нижнюю полость корпуса, после чего электрически соединяют блок питания и светодиодный модуль (патент РФ №106335 на полезную модель, МПК F21S 13/00, 2011 [3]).
Недостатком указанного аналога [3] является неудобное и трудоемкое электрическое соединение светодиодного модуля и блока питания после закрепления вышеуказанных модуля и блока питания на основании.
Указанный способ [3] является наиболее близким к заявляемому изобретению. Поэтому он принят в качестве прототипа заявляемого способа сборки светодиодной лампы.
Известен светильник уличный светодиодный [3], содержащий корпус, установленный внутри корпуса светодиодный модуль со светодиодами и блок питания. При этом корпус содержит верхнюю для блока питания полость, при этом блок питания установлен в полости. При этом светодиодный модуль со светодиодами электрически соединен с блоком питания.
Недостатком указанного светильника уличного светодиодного [3] является то, что при электрическом соединении светодиодного модуля и блока питания гибкими проводами, происходит их провисание и перекручивание. При этом может возникать электрический контакт проводов с основанием корпуса.
Указанный светильник [3] является по совокупности существенных признаков наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому изобретению. Поэтому он принят в качестве прототипа заявляемой лампы светодиодной.
Раскрытие изобретения.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым способом сборки светодиодной лампы, является снижение трудоемкости и одновременное повышение технологичности способа в сочетании с повышением надежности электрического соединения печатной платы и блока питания.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемой лампой светодиодной является упрощение конструкции и снижение материалоемкости.
Сущность заявляемого способа сборки светодиодной лампы состоит в том, что изготавливают по меньшей мере одну основную печатную плату со светодиодами и дополнительную печатную плату. Затем соединяют между собой входные контактные площадки основной и дополнительной печатных плат жесткими проводами. После этого дополнительную печатную плату устанавливают в полости радиатора и закрепляют основную печатную плату на радиаторе.
При изготовлении дополнительной печатной платы на одной из ее поверхностей монтируют элементы питания.
Дополнительную печатную плату предпочтительно устанавливают в направляющих полости радиатора.
Целесообразно перед закреплением основной печатной платы на радиаторе загибать упомянутые жесткие провода в сторону наружной поверхности радиатора. При этом соединительные провода размещают в области бокового выреза радиатора.
Основную печатную плату желательно закрепляют на радиаторе двусторонней клейкой лентой, основание которой является диэлектрическим.
После закрепления основной печатной платы на радиаторе, на него преимущественно устанавливают светопропускающую часть.
Одновременно с соединением входных контактных площадок основной и дополнительной печатных плат на некоторых входных контактных площадках основных и дополнительной печатных плат преимущественно закрепляют электрические вводы, выполненные в виде жестких проводов. После установки на радиаторе светопропускающей части с обеих сторон корпуса лампы устанавливают цоколи, выводы которых соединяют с упомянутыми электрическими вводами и обжимают.
Все упомянутые жесткие провода преимущественно выполнены неизолированными.
Сущность заявляемой лампы светодиодной состоит в том, что лампа светодиодная содержит по меньшей мере одну основную печатную плату со смонтированными на ней светодиодами, закрепленную на радиаторе, дополнительную печатную плату со смонтированными на ней элементами питания, размещенную в полости радиатора. При этом основная и дополнительная печатные платы электрически соединены проводами. При этом провода выполнены жесткими и размещены в области бокового выреза радиатора.
Дополнительная печатная плата предпочтительно размещена в направляющих, выполненных на поверхности полости радиатора.
Радиатор преимущественно выполнен в форме части цилиндра, образованной сечением цилиндра плоскостью, параллельной оси цилиндра.
Радиатор может содержать полости.
Радиатор желательно снабжен наружными желобами.
Основная печатная плата желательно закреплена на радиаторе с помощью двухсторонней клейкой ленты, основание которой является диэлектрическим.
На радиаторе преимущественно закреплена светопропускающая часть.
Светопропускающая часть предпочтительно снабжена бортами.
Лампа светодиодная преимущественно содержит цоколи, размещенные с обоих ее торцов. При этом вывод первого цоколя соединен с дополнительной печатной платой, а вывод второго цоколя соединен с одной из основных печатных плат. Кроме того упомянутые соединения цоколей с печатными платами выполнены в виде жестких проводов.
Все упомянутые жесткие провода преимущественно выполнены неизолированными.
Краткое описание чертежей.
На фигуре 1 показана схема соединения основной и дополнительной печатных плат; на фиг.2 - схема размещения дополнительной печатной платы в направляющие полости радиатора; на фиг.3 - схема размещения на радиаторе основной печатной платы; на фиг.4 - схема лампы светодиодной в сборе (аксонометрическое изображение); на фиг.5 - схема позиционирования светопропускающей части относительно лампы; на фиг.6 - схема позиционирования цоколей относительно лампы, вид сверху; на фиг.7 - схема установки цоколей с обеих сторон корпуса лампы; на фиг.8 - схема лампы светодиодной; на фиг.9 - разрез В-В фиг.8 по примеру 1; на фиг.10 - разрез А-А фиг.8; на фиг.11 - разрез С-С фиг.8; на фиг.12 - разрез В-В фиг.8 по примеру 3.
Осуществление изобретений.
Сборку заявляемой светодиодной лампы осуществляют следующим образом.
Предварительно изготавливают по меньшей мере одну основную печатную плату (1) со светодиодами (3) и дополнительную печатную плату (2) (фиг.1). При этом поверхности дополнительной печатной платы (2) монтируют элементы питания (4). При этом вблизи торцов на поверхности основной (1) и дополнительной (2) печатных плат выполняют входные контактные площадки (5).
Затем размещают основную (1) и дополнительную (2) печатные платы торцами рядом друг с другом на расстоянии 3 - 10 мм и жесткими, преимущественно неизолированными проводами (6) соединяют между собой их входные контактные площадки (5) в соответствии с электрической схемой. Используют провода (6), толщина которых достаточна для пропускания тока потребления светодиодной лампы и для того, чтобы провода (6) не изгибались под собственным весом. При этом на входных контактных площадках (5) основной печатной платы (1) и дополнительной печатной платы (2) дополнительно закрепляют по меньшей мере по одному электрический вводу (7). Электрические вводы (7) предназначены для подвода тока потребления светодиодной лампы от внешнего источника к элементам питания (4) и светодиодам (3). В качестве электрических вводов (7) также используют жесткие, преимущественно неизолированные провода, толщина которых достаточна для пропускания тока потребления светодиодной лампы и для того, чтобы провода не изгибались под собственным весом.
Затем на радиаторе (8) закрепляют дополнительную печатную плату (2) (фиг.2). При этом используют радиатор (8), на торцах которого выполнены боковые вырезы (9). Боковые вырезы (9) предназначены для исключения электрического контакта проводов (6) и электрических вводов (7) с радиатором (8). При этом по крайней мере часть радиатора (8) выполнена полой. Полость (10) радиатора (8) предназначена для размещения в ней дополнительной печатной платы (2) с элементами питания (4). На боковых поверхностях полости (10) выполнены направляющие (11), предназначенные для надежного закрепления дополнительной печатной платы (2) в полости (10) радиатора (8). Дополнительную печатную плату (2) устанавливают в направляющие (11), при этом смонтированные на дополнительной печатной плате (2) элементы питания (4) располагаются в зоне полости (10).
Затем на радиаторе (8) закрепляют основную печатную плату (1) (фиг.3). При этом загибают провода (6) на наружную плоскую поверхность радиатора (8), при этом провода (6) размещаются в области бокового выреза (9) радиатора (8), а основная печатная плата (1) размещается на радиаторе (8). При этом первую печатную плату (1) закрепляют на радиаторе (8) двусторонней клейкой лентой, основание которой является диэлектрическим.
За счет жесткости проводов (6) дополнительная плата (2) удерживается от перемещения вдоль направляющих (11).
После закрепления основной печатной платы (1) на радиаторе (8), на него устанавливают светопропускающую часть (12) (фиг.4). Для удержания светопропускающей части (12) на радиаторе (8) последний снабжен наружными желобами (14), а светопропускающая часть (12) снабжена бортами (15) (фиг.5).
Затем с обеих торцов лампы устанавливают цоколи (16) (фиг.6). Цоколи (16) предназначены для подключения светодиодной лампы к внешним источникам питания. При установке цоколей (16) электрические вводы (7), закрепленные на входных контактных площадках (5) основной печатной платы (1) и дополнительной печатной платы (2), частично вставляют в выводы (17) цоколя (16). Упомянутые выводы (17) каждого цоколя (16) выполнены, преимущественно, в виде трубок, закрепленных в корпусе цоколя (16) на диэлектрическом держателе. Выводы (17) каждого цоколя (16) электрически соединены между собой внутри цоколя (16).
Затем цоколи (16) подводят к торцу ламы не до упора (фиг.7). После этого поворачивают цоколи (16) на заданный угол, преимущественно, равный 90°, одновременно доводя их до упора в торец лампы. При повороте цоколей (16) и доведении их до упора в торец лампы, электрические вводы (7) изгибаются в сторону вращения под углом к поверхностям основной (1) и дополнительной (2) печатных плат. При этом один из участков электрических вводов (7) располагается в области бокового выреза (9) на торце радиатора (8). Этим достигается исключение электрического контакта вводов (7) и радиатора (8).
После установки цоколей (16) части электрических вводов (7), выступающие за пределы выводов (17) цоколя (16) обрезают. Выводы (17) могут быть обжаты для обеспечения лучшего контакта электрических вводов (7) и выводов (17) цоколя (16).
В заявляемом способе сборки светодиодной лампы заявляемый технический результат: «снижение трудоемкости и одновременное повышение технологичности способа в сочетании с повышением надежности электрического соединения печатной платы и блока питания» достигается за счет того, что изготавливают по меньшей мере одну основную печатную плату со светодиодами и дополнительную печатную плату. Затем соединяют между собой входные контактные площадки основной и дополнительной печатных плат жесткими проводами. После этого дополнительную печатную плату устанавливают в полости радиатора и закрепляют основную печатную плату на радиаторе.
Лампа светодиодная (фиг.8, 10), содержит радиатор (8), по меньшей мере одну основную печатную плату (1) со смонтированными на ее первой стороне светодиодами (3), дополнительную печатную плату (2) со смонтированными на ее поверхности элементами питания (4), светопропускающую часть (12).
Радиатор (8) выполнен в форме части цилиндра, образованной сечением цилиндра плоскостью, параллельной оси цилиндра. Радиатор (8) выполнен из теплопроводного материала, предпочтительно алюминия. Поверхность радиатора (8), предназначенная для крепления основной (1) печатной платы, выполнена плоской и гладкой. С целью исключения электрического контакта проводников основной (1) и дополнительной (2) печатных плат с радиатором (8) на торцах радиатора (8) выполнены боковые вырезы (9). При этом по крайней мере часть радиатора (8) выполнена содержащей полость (10), на стенках которой выполнены направляющие (11) (фиг.2). Полость (10) радиатора (8) предназначена для размещения в ней дополнительной печатной платы (2) с элементами питания (4). Радиатор (8) предназначен для отвода тепла от основной печатной платы (I) со светодиодами (3) и от дополнительной печатной платы (2) со смонтированными на ее поверхности элементами питания (4).
Основная (1) и дополнительная (2) печатные платы представляют собой пластины, выполненные из диэлектрика, преимущественно текстолита.
На первой стороне основной печатной платы (1) выполнены электрические проводники, соединяющие контактные площадки, предназначенные для установки (припаивания) светодиодов (3). Светодиоды (3) могут быть размещены по всей поверхности основной печатной платы (1), что позволяет увеличить светящуюся поверхность светодиодной лампы. На второй стороне выполнены полигоны, электрически связанные с площадками и/или проводниками на первой стороне через металлизированные отверстия. Второй стороной основная печатная плата (1) закреплена на радиаторе (8). По крайней мере на одном торце основной печатной платы (1) выполнены входные контактные площадки (5). При этом на входных контактных площадках (5) по крайней мере одной основной печатной платы (1) закреплен по меньшей мере один электрический ввод (7), выполненный в виде жесткого, преимущественно неизолированного провода.
На поверхности дополнительной печатной платы (2) смонтированы элементы питания (4), электрически соединенные проводами (6) со светодиодами (3) основной печатной платы (1). Дополнительная печатная плата (2) размещена в направляющих (11) полости (10) радиатора (8). Провода (6), соединяющие элементы питания (4) на дополнительной печатной плате (2) и светодиоды (3) на основной печатной плате (1), закреплены на входных контактных площадках (5) основной (1) и дополнительной (2) печатных плат (фиг.1). При этом провода (6) выполнены жесткими, преимущественно неизолированными и размещены в области бокового выреза (9) радиатора (8). Провода (6) выполнены медными.
На входных контактных площадках (5) дополнительной печатной платы (2) закреплен по меньшей мере один электрический ввод (7), выполненный в виде жесткого, преимущественно неизолированного провода.
Светопропускающая часть (12) выполнена в форме цилиндрообразного желоба, предпочтительно, из пластика или стекла. Светопропускающая часть (12), закрепленная на радиаторе (8), образуют цилиндрическую боковую поверхность светодиодной лампы. Для удержания светопропускающей части (12) на радиаторе (8) последний снабжен наружными желобами (14), а светопропускающая часть (12) снабжена боргами (15) (фиг.5).
Цоколи (16) размещены с обоих торцов лампы и предназначены для дополнительной фиксации радиатора (8) и светопропускающей части (12), а также для подвода питания к светодиодной лампе. Каждый цоколь (16) снабжен по меньшей мере одним выводом (17). Упомянутые выводы (17) выполнены, преимущественно, в виде трубок, закрепленных в корпусе цоколя (17) на диэлектрическом держателе. Выводы (17) электрически соединены с электрическими вводами (7).
Примеры конкретного выполнения лампы светодиодной.
Пример 1. Для повышения теплоотдачи радиатор (8) содержит ребра (фиг.9).
Пример 2. Основная печатная плата (1) закреплена на радиаторе (8) с помощью двухсторонней клейкой ленты, основание которой является диэлектрическим.
Пример 3. Для сокращения материалоемкости радиатор (8) содержит полости (18) (фиг.12).
Реализация конструктивных элементов заявляемого изобретения не ограничивается приведенными выше примерами.
При включении лампы светодиодной электропитание поступает через электрические вводы (7) к элементам питания (4) дополнительной печатной платы (2). От элементов питания (4) электрический ток поступает по жестким, преимущественно неизолированным проводам (6) к светодиодам (3) основной печатной платы (1). При работе светодиодной лампы светодиоды (3) основной печатной платы (1) излучают свет и рассеивают тепло, а элементы питания (4) дополнительной печатной платы (2) рассеивают тепло. Так как элементы питания (4) расположены в полости (10) радиатора (8), то сокращается количество несветящихся зон на поверхности основной печатной платы. Тепло, выделяемое при работе светодиодов (3) отводится через основную печатную плату (1) и радиатор (8) во внешнюю среду. Тепло, выделяемое, элементами питания (4) рассеивается через дополнительную печатную плату (2) и радиатор (8) в окружающую среду.
Использование заявляемой лампы светодиодной заключается в установке ее в соответствующий патрон системы освещения. Заявляемая светодиодная лампа может устанавливаться взамен газоразрядной лампы. При этом дополнительно требуется перекоммутация проводников, подходящих к патрону, связанная с отключением элементов, обеспечивающих работу газоразрядной лампы (дросселей, пуско-регулирующих аппаратов), и подключением заявленной светодиодной лампы непосредственно к сети питания.
Таким образом, из вышеизложенного следует, что в заявляемой лампе светодиодной заявляемый технический результат: «упрощение конструкции и снижение материалоемкости» достигается за счет того, что лампа светодиодная содержит по меньшей мере одну основную печатную плату со смонтированными на ней светодиодами, закрепленную на радиаторе, дополнительную печатную плату со смонтированными на ней элементами питания, размещенную в полости радиатора. При этом основная и дополнительная печатные платы электрически соединены проводами. При этом провода выполнены жесткими и размещены в области бокового выреза радиатора.
Промышленная применимость.
Авторами группы изобретений изготовлен опытный образец лампы светодиодной, испытания которого подтвердили достижение технического результата.
Заявляемые способ сборки светодиодной лампы и лампа светодиодная реализованы с применением промышленно выпускаемых устройств, могут быть применены на любом электротехническом предприятии и найдут широкое применение в электронной промышленности при производстве светодиодных ламп.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Патент РФ №77023 на полезную модель, МПК F21S 8/00, опубл. 2008 г.
2. Патент РФ №100178 на полезную модель, МПК F21S 4/00, опубл. 2010 г.
3. Патент РФ №106335 на полезную модель, МПК F21S 13/00, опубл. 2011 г.