СВЕТОДИОДНАЯ ЛАМПА

Полезная модель относится к светодиодным источникам излучения
Из уровня техники известна светодиодная лампа по патенту RU 2465688 C1, содержащая светодиодный модуль, выполненный в виде основания с закрепленными на нем единичными светодиодами, содержащими группу последовательно соединенных светодиодных кристаллов, радиатор, поверх которого размещено основание светодиодного модуля, преобразователь напряжения, электрически соединенный со светодиодным модулем, а также выполненное в виде цоколя средство токоподвода, электрически соединенное с преобразователем напряжения. Недостатком такой лампы является узконаправленное излучение света, что создает световой дискомфорт при использовании лампы в быту и не позволяет получить освещение, аналогичное освещению от классических ламп накаливания.
Известна светодиодная лампа по патенту RU 2508498, содержащая источник света, состоящий из множества светодиодов, установленных на печатной плате, расположенной внутри колбы. Печатная плата соединена с радиатором. Внешняя поверхность колбы сформирована из частей, пропускающих свет, и частей, являющихся элементами радиатора. Такая конструкция колбы предусматривает улучшение пространственного распределения света, но, однако, также не обеспечивает свечения, близкого к классической лампе накаливания.
Известна светодиодная лампа по заявке US 2013/0307492 A1, выбранная авторами в качестве ближайшего аналога. Устройство содержит светоизлучающий элемент, выполненный на дискретных светодиодах, отражающие элементы, которые могут быть выполнены из фольги, диффузионный колпак, теплоотводящий элемент и др. Данное устройство, имеющее довольно сложную конструкция системы отражения, позволяет улучшить световое распределение по сравнению со стандартными светодиодными лампами, но не обеспечивает полную взаимозаменяемость с классическими лампами накаливания.
Известно решение по патенту RU2584000, опубликовано: 20.05.2016, в котором описана светодиодная лампа, имеющая светодиодный модуль, состоящий из светодиодного СОВ (chip-on-board)-элемента, содержащего электронные компоненты поверхностного монтажа и, по крайней мере, один светодиодный кристалл, посаженный на печатную плату и имеющий электрическое соединение с печатной платой, при этом светодиодный модуль механически соединен с радиатором, внутри которого размещен преобразователь напряжения, электрически соединенный со светодиодным модулем и с цоколем лампы, отличающаяся тем, что она имеет два СОВ-элемента, каждый из которых содержит по крайней мере один светодиодный кристалл, посаженный на печатную плату и имеющий электрическое соединение с печатной платой, при этом СОВ-элементы прилегают друг к другу и имеют тепловой контакт сторонами, на которых не установлены светодиодные кристаллы, одновременно первичная оптика светодиодного модуля выполнена из светопрозрачного материала в виде двояковыпуклой, двояковогнутой, выпукло-вогнутой, выпукло-плоской или вогнуто-плоской объемной линзы, имеющей поднутрение с направляющими прорезями с сужающимся сечением, обеспечивающее плотное тепловое сопряжение двух СОВ-элементов, установленных внутри поднутрения.
Технической проблемой аналога является то, что в данной лампе светодиодный модуль установлен на плате и способен давать свет только на 180 градусов в пределах ее плоскости. Соответственно, для свечения на 360 градусов требуется ставить два светодиода с разных сторон платы. Кроме того, лампе требуется радиатор охлаждения.
Известен патент «Portable solar light-emitting diode (LED) lamp bulb» (CN 103174948 A, Suzhou Kunshilai Illumination Co., Ltd., 26.06.2013, формула, реферат, фиг. 1), в котором описывается светодиодная лампа, имеющая прозрачную колбу, установленные внутри корпуса: светодиоды, содержащие электронные компоненты поверхностного монтажа и имеющие электрическое соединение с печатной платой, преобразователь напряжения, который электрически соединен с печатной платой и с цоколем лампы [формула], корпус выполнен из прозрачного материала [реферат], светодиоды установлены сверху прозрачной пластины, пластина жестко зафиксирована относительно корпуса.
Также известен «СВЕТОДИОДНЫЙ ФИТОПРОЖЕКТОР» (RU 2369086 С1, Марков Валерий Николаевич, 10.10.2009, [описание: стр. 5-8, фиг. 3]), из которого также описывается светодиодная лампа, имеющая прозрачную колбу, установленные внутри корпуса: светодиоды, содержащие электронные компоненты поверхностного монтажа и имеющие электрическое соединение с печатной платой, преобразователь напряжения, который электрически соединен с печатной платой и с цоколем лампы [формула], корпус выполнен из прозрачного материала [реферат], светодиоды установлены сверху прозрачной пластины, пластина жестко зафиксирована относительно корпуса.
Решение выбрано за прототип.
Технической проблемой прототипа является то, что в данной лампе светодиодный модуль требует охлаждения, поэтому имеет ограничения по мощности.
Кроме того, при производстве светодиодов в качестве проводников обычно используется позолоченная нить, что усложняет и увеличивает процесс производства, в частности за счет того, что нужна установка дополнительных прямых контактов или клемм для подводки питания к светодиодам.
Задачей полезной модели является устранение недостатков прототипа.
Техническим результатом является:
- отсутствие потребности в использовании радиатора охлаждения;
- возможность использовать более мощные светодиоды.
Указанный технический результат достигается за счет того, что заявлена светодиодная лампа, имеющая прозрачную колбу, установленные внутри корпуса: светодиоды, содержащие электронные компоненты поверхностного монтажа и имеющие электрическое соединение с печатной платой, преобразователь напряжения, который электрически соединен с печатной платой и с цоколем лампы, корпус выполнен из прозрачного материала, светодиоды установлены сверху прозрачной пластины, причем кристаллы светодиодов и их токопроводящие дорожки полностью покрыты силиконовым люминофором, а пластина жестко зафиксирована относительно корпуса, отличающаяся тем, что прозрачная пластина представляет собой круглую печатную плату, на которой кристаллы светодиодов установлены кольцом, между собой кристаллы светодиодов соединены токопроводящими дорожками, причем в центральной части пластины расположены контактные площадки для подключения к источнику питания постоянного тока, а сверху кристаллы и токопроводящие дорожки полностью покрыты силиконовым люминофором в виде кольца.
Поверх светодиодов может быть установлена дополнительная прозрачная пластина.
Предпочтительно, пластина выполнена из стекла, стеклотекстолита или стеклопластика.
Предпочтительно, пластина зафиксирована между корпусом и колбой.
Предпочтительно, колба и корпус выполнены из полиметилметакрилата, полистирола или стекла.
В корпусе могут быть выполнены прорези.
Полезная модель поясняется чертежом
На чертеже показано устройство лампы, где вид слева – вид лампы в сборе, А-А – вид лампы в продольном разрезе, Б-Б – вид лампы в поперечном разрезе в зоне прозрачной пластины. На чертеже: 1 – корпус, 2 – колба, 3 – цоколь, 4 – печатная плата, 5 – преобразователь напряжения, 6 – прозрачная пластина, 7 – контакты мультикристального светодиодного модуля, 8 – зона покрытия люминофором, 9 – прорези в корпусе.
Осуществление полезной модели.
Лампа (см. Фиг.) состоит из цоколя 3, колбы 2, корпуса 1, внутри которого размещена печатная плата 4, на которой размещен преобразователь напряжения 5, который электрически соединен с печатной платой 4 и с цоколем 3 лампы. На корпусе 1 жестко закреплена прозрачная пластина 6. Светодиоды, содержащие электронные компоненты поверхностного монтажа и имеющие электрическое соединение с печатной платой 4 через контакты 7, расположенные в ее центре, установлены на прозрачной стеклянной пластине 6, являющейся частью мультикристального модуля, который выполнен следующим образом.
Прозрачная пластина, выполненная из стекла, стеклотекстолита или стеклопластика, по сути является светодиодом, состоящим из подложки, кристаллов, проводников и люминофора 8. При производстве светодиодов в качестве проводников обычно используется позолоченная нить. В данном случае решение основано по принципу печатной платы, где каждый кристалл, устанавливается на свои контактные площадки, как компоненты при SMD монтаже на плату. Таким образом, это не только удешевляет, но и ускоряет процесс производства. Если пластина 6 представляет собой печатную плату, то подключение к источнику питания также как и между кристаллами выполнено токоведущими дорожками с контактными площадками под пайку.
При этом, установка каких-либо дополнительных прямых контактов или клемм, усложняющие процесс монтажа и увеличивающие материалы, не требуется.
Таким образом, в заявленной конструкции лампы мультикристальный модуль изготовлен с применением известных технологий изготовления мультикристальных светодиодов. В отличие от известных светодиодов (традиционных) в корпусе и без, которые изготовлены на непрозрачной основе (на алюминиевой подложке, медной или керамической), мультикристальный модуль изготовлен на стекле, либо стеклотекстолите или стеклопластике, т.е. на прозрачной основе. Кристаллы светодиодов установлены на круглой пластине 6 или между двумя такими пластинами 6, а между собой кристаллы светодиодов соединены токопроводящими дорожками как на печатной плате.
Также выведены контактные площадки 7 для подключения мультикристального модуля к источнику питания постоянного тока. Сверху, на одной пластине 6 или между ними, или сверху и снизу на одной пластине, кристаллы и токопроводящие дорожки полностью покрыты (залиты) силиконовым люминофором 8 желтого цвета в виде кольца. В центральной части пластина 6 не покрыта силиконовым люминофором и остаётся прозрачной, на ней выведены дорожки 7 с контактными площадками для подключения к источнику питания постоянного тока.
Люминофор 8 покрывает кристаллы, установленные на пластину 6, которые расположены на пластине в форме кольца. Центр стеклянной пластины 6 находится точно над цоколем лампы, там же расположен источник питания. Если пластина 6 будет полностью покрыта кристаллами и люминофором, то поскольку свет распределяется в обе стороны, то свет будет «впустую» светить на источник питания и цоколь, кроме того, дополнительно их нагревая. Поэтому именно в центральной части удобнее вывести контакты 7 для подключения к источнику питания.
Колба 2 и корпус 1 выполнены из светопроводящего материала, например, из полиметилметакрилата (РММА), полистирола или стекла. Это позволяет давать свет от мультикристального модуля на 360 градусов.
Пластина 6 жестко зафиксирована, например, путем прижатия ее между корпусом 1 и колбой 2.
Так же в корпусе 1 могут быть выполнены прорези 9, что позволяет мультикристальному модулю охлаждаться за счет естественной конвекции.
Лампе не требуется радиатор. Новые технологии мультикристального модуля и конструкции позволяют обходиться без радиатора.
На известных моделях светодиодов и светодиодных модулей, где кристаллы установлены на не прозрачной основе (алюминиевой, медной, керамической), свет от кристалла распределяется преимущественно вверх, таким образом, получают традиционные светодиоды в корпусе или без корпуса с углом свечения 120-150-180 градусов. Отличие заявленной конструкции мультикристального модуля на стекле (на прозрачной подложке) в том, что свет от кристаллов распределяется и верх и вниз сквозь прозрачную подложку, таким образом, образуется угол свечения 360 градусов. Сочетания корпуса из светопроводящего корпуса и колбы и мультикристалического модуля на стеклянной подложке дает заявленной лампе возможность светить на 360 градусов. Это является существенным отличием от всех существующих образцов ламп.
А благодаря тому, что светодиоды вынесены на прозрачную пластину, которая не связана с платой, причем пластина жестко связана с корпусом, тепло от светодиодов передается на пластину 6 и равномерно распределяется по ней, частично отводясь на корпус и колбу, и при этом пластина получает естественное охлаждение, которое будет усилено, при наличии прорезей 9. Кроме того, поскольку свет от светодиодов проходит через прозрачную пластину, он меньше нагревает ее подложку. Поэтому, лампе не требуется радиатор и можно использовать светодиоды большей мощности, чем в прототипе.