СВЕТОДИОДНАЯ ЛАМПА
LED LAMP

Область техники
Изобретение относится к светотехнике, а именно к конструкции светодиодных ламп общего назначения.
Уровень техники
Светодиодные лампы общего назначения имеют, как правило, следующие основные узлы и элементы: осесимметричную выпуклую светорассеивающую оболочку, плату со светодиодами, радиатор для конвективного теплообмена, встроенный источник питания и цоколь для соединения с сетью электропитания, различные дополнительные узлы и элементы, которые могут повышать эффективность работы лампы.
Одной из важнейших проблем является обеспечение рабочего температурного режима светодиодов и источника питания. Причем самостоятельной проблемой становится их взаимное термическое влияние. В любом случае проблема отвода излишков тепла решается с помощью конвекционной теплоотдачи и теплового излучения с поверхности радиатора в окружающую воздушную среду. Чем более мощная лампа, тем актуальнее вопрос, как быстро отвести выделяемое тепло к поверхности теплоотдачи в окружающий воздух.
Известна светодиодная лампа, содержащая корпус-радиатор, выполненный из электроизоляционного материала, имеющий поверхность конвекционного теплообмена с окружающей средой; рассеиватель излучения светодиодов, закрепленный на корпусе-радиаторе; светодиоды, смонтированные на плате; теплопроводящий элемент, установленный с возможностью теплообмена с платой светодиодов и с корпусом-радиатором; источник питания светодиодов и цоколь (TW 201405067, МПК F21V 3/04, опубликован 01.02.2014).
К недостаткам известного решения относится то, что при данной конструкции трудно выполнить лампу большой мощности при приемлемых размерах ввиду недостаточного теплоотвода от светодиодов, излучение тепла которых ограничено с одной стороны воздушной подушкой под рассеивателем, а с другой стороны замкнутой полостью внутри радиатора, в которой расположен источник питания, также являющийся источником тепла. Светодиоды и источник питания оказывают друг на друга негативное влияние, причем слабым звеном оказывается источник питания, рабочая температура для которого должна быть существенно ниже, чем она может быть у светодиодов.
Известны другие решения, например CN 203477931 U, JP 539258782 В2, CN 203500894 U, CN 203731137 U, общим для которых является наличие рассеивателя светового излучения светодиодов и размещение в замкнутом объеме корпуса лампы источника питания, подвергающегося тепловому воздействию светодиодов.
Следует указать наличие международной заявки автора PCT/RU2014/000997 с приоритетом от 26.12.2014, в которой описана конструкция светодиодной лампы, содержащей плату светодиодов, снабженную теплоотводом, вся поверхность которого является поверхностью теплоотдачи и теплового излучения.
Описанное в TW 201405067 решение выбрано в качестве прототипа, так как является наиболее близким к заявленному решению по количеству совпадающих признаков.
Техническим результатом заявленного решения является улучшение отвода тепла от светодиодов и источника питания, повышение технологичности и световой эффективности лампы.
Раскрытие изобретения
Заявленное изобретение характеризуется следующей совокупностью признаков.
Светодиодная лампа, содержащая корпус-радиатор, покрытый диэлектрической теплопроводной пластмассой; плату со светодиодами; рассеиватель, накрывающий светодиоды; источник питания и цоколь, отличающаяся тем, что корпус-радиатор состоит из первой и второй части, каждая из которых включает комбинированный алюминиевый профиль, внутренняя и внешняя поверхность которого покрыта диэлектрической теплопроводной пластмассой, внешняя стенка имеет удлиненные концы и плоский участок поверхности, снабженный теплоотводящими ребрами охлаждения, при этом теплоотводящие ребра первой части корпуса-радиатора ориентированы навстречу теплоотводящим ребрам второй части корпуса-радиатора и смонтированы с зазором; плата светодиодов установлена на плоских участках поверхности каждого алюминиевого профиля; а удлиненные концы внешней стенки каждого алюминиевого профиля соединены с цоколем при помощи диэлектрической теплопроводящей пластмассы, из материала которой между удлиненными концами внешней стенки алюминиевого профиля выполнена ниша для размещения источника питания, отделенная от алюминиевого профиля воздушным промежутком.
В одном из вариантов комбинированный алюминиевый профиль содержит полые пространства удлиненной формы, а ограничивающие их теплоотводящие ребра соединяют плоский участок и удлиненные концы алюминиевого профиля.
В другом варианте комбинированный алюминиевый профиль имеет одну или несколько замкнутых полостей, примыкающих к плоскому участку профиля, стенки которых являются теплоотводящими ребрами.
Важным преимуществом заявленной светодиодной лампы является минимизация зависимости температурного режима источника питания от температуры светодиодов, что резко увеличивает срок службы лампы. Такое преимущество достигается за счет размещения источника питания в нише, выполненной из теплопроводящей диэлектрической пластмассы и отделенной от алюминиевого профиля воздушным промежутком, а также за счет существенного увеличения площади теплоотдачи в окружающий воздух с поверхности ниши, в дополнение к высокой теплоотдаче со всей поверхности теплоотводящих ребер.
Краткое описание чертежей
Заявленное решение иллюстрируется следующими графическими материалами:
фиг. 1 - объемное изображение варианта светодиодной лампы в сборе,
фиг. 2 - объемное изображение светодиодной лампы, показанной на фиг. 1, в разборе,
фиг. 3 - вид в плане варианта светодиодной лампы,
фиг. 4 - поперечное сечение светодиодной лампы, показанной на фиг. 3,
фиг. 5 - чертеж варианта алюминиевого профиля светодиодной лампы, показанной на фиг. 2,
фиг. 6 - первое осевое сечение светодиодной лампы, изображенной на фиг. 1,
фиг. 7 - второе осевое сечение плоскостью, проходящей в зазоре между частями корпуса светодиодной лампы, изображенной на фиг. 1.
Перечень позиций на чертежах:
1. Корпус-радиатор светодиодной лампы.
2. Слой диэлектрического теплопроводящего материала.
3. Плата светодиодов.
4. Светодиоды.
5. Рассеиватель.
6. Источник питания.
7. Цоколь.
8. Комбинированный алюминиевый профиль.
9. Внешняя стенка комбинированного алюминиевого профиля.
10. Плоский участок комбинированного алюминиевого профиля.
11. Удлиненные концы внешней стенки комбинированного алюминиевого профиля.
12. Стенки алюминиевого профиля, выполняющие функцию теплоотводящих ребер.
13. Зазор между теплоотводящими ребрами первой и второй части корпуса-радиатора.
14. Ниша для размещения элементов источника питания.
15. Воздушный промежуток между нишей источника питания и алюминиевым профилем.
16. Плата источника питания.
17. Переходные элементы корпуса, отлитые из теплопроводной пластмассы.
18. Вентиляционные полости.
19. Элементы крепления рассеивателя.
Светодиодная лампа содержит корпус-радиатор 1, покрытый диэлектрической теплопроводной пластмассой 2; плату 3 со светодиодами 4; рассеиватель 5, накрывающий светодиоды 4; источник питания 6 и цоколь 7. Корпус-радиатор 1 включает первую и вторую разъемные части, каждая из которых содержит комбинированный алюминиевый профиль 8, внешняя стенка 9 которого имеет плоский участок 10 и удлиненные концы 11, при этом внутренняя поверхность этого плоского участка 10 снабжена теплоотводящими ребрами 12. Теплоотводящие ребра 12 первой части корпуса-радиатора 1 ориентированы навстречу теплоотводящим ребрам 12 второй части корпуса-радиатора 1. Такое взаиморасположение теплоотводящих ребер 12 создает вентиляционные полости 19, обеспечивающие сквозную вентиляцию корпуса-радиатора 1 в одном направлении. Для обеспечения эффективности конвективного отвода тепла при любом положении лампы между теплоотводящими ребрами 12 первой и второй части корпуса-радиатора 1 образован зазор 13, обеспечивающий вентиляцию корпуса-радиатора 1 в другом направлении, при этом величина зазора 13 выбирается в зависимости от количества выделяемого лампой тепла.
Плата 3 светодиодов 4 установлена на плоских участках 10 внешних стенок 9 алюминиевых профилей 8 первой и второй частей корпуса-радиатора 1. При этом удлиненные концы 11 внешней стенки 9 каждого алюминиевого профиля 8 соединены с цоколем 7 переходными элементами 17, которые сформированы из диэлектрической теплопроводящей пластмассы 2 одновременно с заливкой каждой из частей корпуса-радиатора 1. Ниша 14 для источника питания 6 образована заливкой теплопроводящей пластмассы 2 и отделена от алюминиевого профиля 8 воздушным промежутком 15, обеспечивая при этом автономность температурного режима источника питания 6 и резкое увеличение срока службы лампы. Источник питания 6, смонтирован на плате 16, которая установлена вдоль оси корпуса-радиатора 1 и обеспечивает электрическое соединение цоколя 7 с платой 3 светодиодов 4.
Примеры осуществления
На чертежах фиг. 1 и фиг. 2 показан предпочтительный вариант светодиодной лампы, содержащей сборный корпус-радиатор 1, выполненный из двух по существу симметричных частей, каждая из которых включает одинаковые алюминиевые профили, например показанный на фиг. 5, покрытые теплопроводным диэлектрическим материалом 2 со всех сторон. Теплоотводящие ребра 12 соединяют плоский участок 10 с удлиненными концами 11 внешней стенки 9 алюминиевого профиля 8. Отвод части тепла также происходит по внешней стенке 9 алюминиевого профиля 8. Между теплоотводящими ребрами 12 созданы вентиляционные полости 18, способные обеспечить свободную конвекцию воздуха.
Поверхность ниши 14 с источником питания 6 окружена воздушным промежутком 15 так, что тепло, выделяемое светодиодами, 4 практически не оказывает влияния на работу источника питания 6, смонтированного на вертикально установленной плате 16, электрически соединенной с платой 3 светодиодов 4, установленной на поверхности плоского участка 10 алюминиевых профилей 8. Электронные компоненты источника питания 6 смонтированы на вертикальной плате 16, причем часть этих компонентов размещена в той части платы 16, которая находится в цоколе 7, а навесные габаритные компоненты источника питания 6 смонтированы так, что расположены в нише 14.
Удлиненные стенки 11 соединены с цоколем 7 при помощи теплопроводящей пластмассы 2, из материала которой сформированы переходные элементы 17.
Сборка этого варианта светодиодной лампы осуществляется следующим образом. На подготовленную первую половину корпуса-радиатора 1, включающую экструзионный алюминиевый профиль 8, покрытый со всех сторон теплопроводной диэлектрической пластмассой 2, и сформированные из нее переходные элементы 17, половину ниши 14, половину элемента крепления 19 для рассеивателя 5, размещают плату 16 светодиодов 4 на плоском участке 10 алюминиевого профиля 8. Устанавливают плату 16 источника питания 6 продольно оси лампы, так что обеспечивается ее электрическое соединение с платой 3 светодиодов и с цоколем 7. Подготовленная вышеописанным способом вторая половина корпуса-радиатора 1 сопрягается с первой половиной корпуса-радиатора 1. Соединение описанных половин корпуса-радиатора 1 осуществляется цоколем 7 по цилиндрической поверхности переходных элементов 17. Закреплением рассеивателя 5 на элементах крепления 19 завершается соединение частей корпуса-радиатора лампы. На этом процесс сборки светодиодной лампы завершается.
Возможность промышленного применения
Технология изготовления элементов светодиодной лампы широко известна, хорошо освоена и обеспечена высокопроизводительными технологическими машинами разной степени автоматизации.