СВЕТОДИОДНАЯ ЛАМПА (ВАРИАНТЫ)

Предлагаемая полезная модель относится к светотехнике, в частности к осветительным приборам, и предназначена преимущественно для использования в бытовых и производственных светильниках широкого применения.
Известна электрическая лампа накаливания с увеличенным сроком службы, содержащая тело накала в стеклянном баллоне, металлический цоколь и расположенный внутри цоколя выпрямительный диод, который имеет вентиляционные отверстия в металлической гильзе цоколя для защиты от перегрева с помощью циркуляции воздуха между внутренним объемом цоколя и окружающей атмосферой (см. пат. РФ на изобретение №2284072, МПК Н01К 5/00 (2006.01), опубл. 2006.09.20). Однако, такие лампы энергоемки, имеют большие габариты, недолговечны и сильно нагреваются, что вызывает различные неудобства в процессе их эксплуатации.
Известна светодиодная лампа, содержащая светодиодные источники света, полый цилиндрический корпус и контактную систему, состоящую из патрона и цоколя из диэлектрического материала с боковой контактной поверхностью, внутри которого расположены электрические выводы, выполненные гибким изолированным проводом, и элементы управления источниками света (см. пат. РФ на изобретение №2297082, МПК Н01R 33/22 (2006.01), опубл. 2007.04.10). Однако такая конструкция обладает слабым теплоотводом, и при увеличении мощности до стандартных значений светового потока осветительных приборов возможна деградация и выход ее из строя.
Известна наиболее близкая по технической сущности для обоих вариантов светодиодная лампа, содержащая размещенные в стеклянной колбе светодиодный модуль, металлический радиатор, выполненный в виде ребер, закрепленных на заполненном теплопроводящим материалом цилиндрическом основании, присоединенный к колбе корпус, внутри которого установлена плата управления, и цоколь (см. з. США №2006/0198147, НКИ 362/294, опубл. 2006.07.09). Однако, такая конструкция неудобна в эксплуатации, так как не обладает высокой ударопрочностью, при нарушении целостности колбы может причинить телесные повреждения, а также требует аккуратной утилизации.
Задачей, решаемой при помощи предложенной полезной модели, является повышение эксплуатационных характеристик светодиодной лампы. Техническим результатом при ее использовании - упрощение конструкции и сборки при сохранении технических параметров (светового потока, срока службы и др.).
Указанный технический результат достигается тем, что в светодиодной лампе, содержащей модуль светодиодного излучателя, радиатор, корпус, внутри которого вдоль оси лампы установлена плата преобразования напряжения и задания тока, подключенная к модулю светодиодного излучателя, и цоколь, согласно первому варианту полезной модели, радиатор выполнен в виде расположенной между модулем светодиодного излучателя и корпусом шайбы с отверстиями. В частных случаях выполнения первого варианта шайба радиатора может быть выполнена металлической с нанесенным на наружную поверхность электроизоляционным покрытием, наружная поверхность шайбы может быть выполнена ребристой, крепление корпуса на ребристой поверхности шайбы может быть выполнено с образованием отверстий, на соединяющуюся с радиатором поверхность модуля светодиодного излучателя может быть нанесен металлический слой, корпус может быть выполнен из электроизоляционного теплопроводящего материала и снабжен отверстиями, а цоколь выполнен в виде стандартного лампового цоколя.
Согласно второму варианту полезной модели радиатор выполнен в виде шайбы с отверстиями, а полость лампы заполнена теплопроводящим электроизоляционным компаундом. В частных случаях выполнения второго варианта шайба радиатора может быть выполнена металлической с нанесенным на наружную поверхность электроизоляционным покрытием, наружная поверхность шайбы может быть выполнена ребристой, на соединяющуюся с радиатором поверхность модуля светодиодного излучателя может быть нанесен металлический слой, корпус может быть выполнен из электроизоляционного теплопроводящего материала, а цоколь выполнен в виде стандартного лампового цоколя.
Выполнение радиатора в виде шайбы с отверстиями обеспечивает достаточный теплоотвод от модуля светодиодного излучателя при использовании светодиодной лампы в осветительных бытовых и промышленных приборах со стандартными значениями светового потока (например, эквивалентной 100 W лампе накаливания), а нанесенное на ее наружную поверхность электроизоляционное покрытие обеспечивает дополнительную защиту для потребителей по электробезопасности в процессе эксплуатации. При этом в частных случаях первого варианта выполнения дополнительный отвод тепла обеспечивается через отверстия между ребристой поверхностью шайбы радиатора и внутренней стороной корпуса и через отверстия в корпусе. Во втором варианте
выполнения - за счет заполнения полости лампы теплопроводящим электроизоляционным компаундом.
Выполнение наружной поверхности шайбы ребристой увеличивает площадь охлаждаемой поверхности, что способствует дополнительному отводу тепла от радиатора и сохранению эксплуатационных характеристик лампы при увеличении мощности светового потока светодиодов. Так же дополнительный эффект отвода тепла достигается при изготовлении корпуса из электроизоляционного теплопроводящего материала и расположения платы преобразования напряжения и задания тока вдоль оси лампы. При этом нанесение металлического слоя на присоединительную поверхность модуля светодиодного излучателя обеспечивает высокую теплопроводность и максимальный отвод тепла от светодиодов.
Плата преобразования напряжения и задания тока предназначена для преобразования стандартных сетевых значений напряжения до безопасной величины и задания рабочих токов светодиодов, при этом обеспечиваются условия электробезопасности на модуле светодиодного излучателя.
Сущность полезной модели поясняется чертежами: на фиг.1 представлена схема светодиодной лампы по варианту 1, на фиг.2 - схема светодиодной лампы по варианту 2.
Светодиодная лампа содержит модуль светодиодного излучателя 1, присоединенный к нему радиатор, выполненный в виде шайбы 2, на которой закреплен корпус 3, в шайбе 2 выполнены отверстия 4. На соединяющуюся с радиатором 2 поверхность модуля светодиодного излучателя 1 нанесен металлический слой 5. В корпусе 3 вдоль оси лампы установлена плата 6 преобразования напряжения и задания тока, подключенная к модулю светодиодного излучателя 1. К корпусу 3 присоединен цоколь 7. В первом варианте полезной модели (фиг.1) в частных случаях выполнения шайба 2 радиатора может быть выполнена металлической с нанесенным на наружную поверхность электроизоляционным покрытием, наружная поверхность шайбы 2 может быть выполнена ребристой, причем ребра 8 могут быть различной формы: остроугольные, волнистые, полуцилиндрические и др., а корпус 3, изготовленный из электроизоляционного теплопроводящего материала, может быть снабжен отверстиями 9. Крепление корпуса на ребристой поверхности шайбы 2 может быть выполнено с образованием отверстий 10 между впадинами ребер и внутренней поверхностью корпуса для дополнительного проветривания.
Во втором варианте полезной модели, также содержащей модуль светодиодного излучателя 1, радиатор, выполненный в виде снабженной отверстиями 4 шайбы 2, на которой закреплен корпус 3 с установленной внутри него платой 6 преобразования
напряжения и задания тока, и цоколь 7, полость лампы заполнена теплопроводящим электроизоляционным компаундом 11. При этом в частных случаях выполнения второго варианта шайба 2 радиатора также может быть выполнена металлической с нанесенным на наружную поверхность электроизоляционным покрытием, наружная поверхность шайбы 2 может быть выполнена ребристой с различной формой ребер 8, а корпус 3 целесообразно изготавливать из электроизоляционного теплопроводящего материала. При необходимости в обоих вариантах цоколи 7 могут быть различных типов, применяющихся в осветительных устройствах, например, стандартные ламповые.
При включении светодиодной лампы предложенные варианты конструкции обеспечивают надежную и стабильную работу устройства в первую очередь за счет обеспечения теплоотвода от модуля светодиодного излучателя или вентиляцией через отверстия, или через теплопроводящий компаунд.
В качестве модуля светодиодного излучателя 1 целесообразно выбирать обладающие высокой ударной стойкостью современные конструкции с использованием полимерной герметизации на керамическом, металлическом или электроизоляционном основании, причем на основание модуля светодиодного излучателя целесообразно нанести металлическое покрытие, например, меди, толщиной >50 мкм, после чего к нему присоединяют радиатор. Радиатор может быть как керамическим, так и металлическим, например, алюминиевым, изготовленным методом литья под давлением, в качестве электроизоляционного покрытия на его наружную поверхность наносят краску.
Форма отверстий в шайбе радиатора может быть различной, например, круглой с одинаковым или разным диаметром на своем протяжении, или произвольной формы, и соответствует конфигурации размещения светодиодов в модуле 1. Степень заполнения полости лампы теплопроводящим компаундом может быть различной. Эти параметры варьируются в зависимости от заданных весовых и других потребительских характеристик устройства исходя из конкретных применений лампы.
Плата преобразования напряжения и задания тока 6 представляет собой печатную плату со схемами понижения напряжения и задания тока светодиодов, закрепленную на корпусе 3 и электрически соединенную с модулем светодиодного излучателя 1 и контактами цоколя 7, например, с помощью проводов. Корпус 3 изготавливается из электроизоляционного теплопроводящего материала, например, поликарбоната с теплопроводящими добавками, соединение корпуса и цоколя производится типовыми технологиями, например, с помощью запрессовки.
Высокие эксплуатационные характеристики обоих вариантов предложенной светодиодной лампы обеспечиваются как простотой и надежностью изготовления
элементов и сборки конструкции, так и сохранением ее технических параметров в течение длительного срока службы, что в значительной степени определяется отводом тепла от модуля светодиодного излучателя 1. В предложенных вариантах конструкций отвод тепла осуществляется через увеличенную поверхность радиатора, полость корпуса, либо проветриваемую через отверстия, либо заполненную компаундом с повышенной теплопроводностью, например, теплопроводящего диэлектрического заливочного компаунда (ТУ РБ 14576608.003-96), продольным расположением платы преобразования напряжения и задания тока.
Таким образом, заявленная полезная модель решает задачу улучшения эксплуатационных характеристик светодиодной лампы и обеспечивает упрощение конструкции и сборки при сохранении необходимых технических параметров.