СВЕТОДИОДНАЯ ЛАМПА

Полезная модель относится к светотехнике, в частности к светодиодной лампе, заменяющей лампу накаливания в осветительных устройствах бытового и производственного назначения.
Последнее десятилетие характеризуется все более широким использованием светодиодных ламп в осветительных приборах различного назначения. Для бытового сектора освещения лампа должна быть адаптирована к традиционной технологии производства ламп накаливания. Это позволяет при минимальной модернизации технологического процесса организовать массовое производство светодиодных ламп. Кроме того, сохранение традиционной формы лампы позволит использовать привычные способы ее применения и вместе с наблюдаемым постоянным снижением цены «завоевать» широкого потребителя.
Светодиоды (СД) в последнее время становятся основными источниками света из-за их высокой светоотдачи и надежности, быстрого достижения яркости, длительного срока службы, низкой потребляемой мощности, низкой стоимости их обслуживания, а также из-за их безопасности для окружающей среды. Светодиодные лампы уже подтвердили свои преимущества во всех сферах практических применений. Рынок светодиодных ламп бурно развивается.
Исторически первые светодиодные лампы представляли собой светодиодные кластеры, в которых светодиоды размещались на круглой плате, соединенной механически с радиатором и колбой, а электрически - с блоком питания (например, [1]).
Известна также светодиодная лампа, которая содержит «осветительный блок» (светодиоды на плате), радиатор и линзу, покрывающую осветительный блок и прикрепленную к радиатору [2]. Устройство не содержит колбу. В данном устройстве линза выполняет скорее роль крышки корпуса, изготавливается в отдельном процессе.
Настоящим прорывом на рынке светодиодных ламп стало появление конструкций с использованием излучающих элементов в виде светодиодных нитей (Filament LED Bulb) [3]. В этих лампах охлаждение светоизлучающих элементов осуществляется за счет конвекционных потоков в газовой среде в колбе, то есть, отсутствует радиатор. Лампы максимально приближены по форме и весу к традиционным лампам накаливания, а различные формы объемных излучающих конструкций из светодиодных нитей позволяют приблизиться к пространственному распределению света, характерному для ламп накаливания. Эти особенности ламп на основе светодиодных нитей привлекли большое внимание многих производителей источников света, в том числе и в России [4].
Недостатком лампы является невысокая механическая прочность, так как объемная излучающая конструкция из светодиодных нитей закреплена с одной стороны в месте спайки основания конструкции с колбой.
Известна светодиодная лампа, содержащая колбу, в которой размещен держатель со штенгелем и стойкой сердечника, на которой закреплена объемная излучающая свет конструкция из светодиодных нитей, цоколь и устройство питания, установленное в цоколе и электрически соединенное с ним и светодиодными нитями [3]. Колба заполнена газом для конвекционного охлаждения светодиодных элементов в нитях.
Это техническое решение по наибольшему совпадению признаков выбрано в качестве прототипа.
Недостатком прототипа является низкая устойчивость лампы к механическим воздействиям. Светодиодные нити в разных количествах (от 2 до 10 и более в зависимости от мощности лампы) закрепляются на стойке сердечника и имеют гораздо больший вес по сравнению с нитью накала обычной лампы. Как следствие, повышается вероятность разрушения стойки при больших ускорениях, например, при падении лампы.
Целью предлагаемого технического решения является повышение устойчивости лампы к механическим воздействиям.
Указанный технический результат достигается тем, что в светодиодной лампе, содержащей колбу, заполненную газом, в которой размещен держатель со штенгелем и стойкой сердечника, на которой закреплена объемная излучающая свет конструкция из светодиодных нитей, цоколь и устройство питания, установленное в цоколе и электрически соединенное с ним и светодиодными нитями, вершина колбы заполнена оптически прозрачным резиноподобным теплопроводящим материалом, в который погружены светодиодные нити с объемной конструкцией на глубину, равную видимой металлизированной части светодиодных нитей.
То есть, концы светодиодных нитей дополнительно закрепляются в залитом в колбу и полимеризованном резиноподобном материале. Этот материал выполняет роль демпфера, за счет чего и повышается устойчивость лампы к механическим воздействиям.
Далее сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежом.
Фиг. 1 - Схематический вид конструкции светодиодной лампы. Здесь: 1 - колба лампы, 2 - внутренний объем колбы, заполненный газом, 3 - стойка сердечника, 4 - штенгель, 5 - светодиодные нити, 6 - цоколь лампы, 7 - устройство питания, 8 - оптически прозрачный резиноподобный теплопроводящий материал.
Подробное описание вариантов воплощения технического решения.
На Фиг. 1 схематически представлен вариант конструкции светодиодной лампы в соответствии с предлагаемой полезной моделью. Светодиодная лампа содержит колбу (1), заполненную газом (2) с низкой вязкостью и высокой теплопроводностью, например, гелием. В колбе размещен держатель со стойкой сердечника (3) со штенгелем (4). На стойке сердечника закреплена объемная излучающая свет конструкция из светодиодных нитей (5). Эта конструкция может содержать одну, две, три и более светодиодных нитей, электрически соединенных последовательно, параллельно или последовательно-параллельно. Колба (1) лампы неразъемно и герметично соединена с цоколем (6). В цоколе установлено устройство питания (7), электрически соединенное с цоколем и светодиодными нитями (5). Вершина колбы (1) заполнена оптически прозрачным резиноподобным теплопроводящим материалом (8), в котором закреплены концы светодиодных нитей.
Выполненные патентные исследования и анализ других источников информации показали, что предлагаемое техническое решение является новым. Возможность промышленного производства и достижение положительного эффекта доказаны экспериментально.
2
Были изготовлены макеты светодиодных ламп мощностью 6 Вт, в вершину колбы которых залит материал Dow Corning EI-1184 и установлен держатель нитей так, что их металлизированные концы погружены в материал. Материал полимеризовали в течении 5 минут при температуре 100°С. Затем припаяли цоколь с устройством питания. Макеты светодиодных ламп испытали на вибрацию в соответствии с ГОСТ 17516.1-90. Макеты светодиодных ламп выдержали испытания на вибропрочность 10-35 Гц с амплитудой ускорения 15 м/с (1,5 g) и временем воздействия 6 ч.
Источники информации, использованные при составлении описания.
1. Светодиодная лампа (варианты) Патент РФ 102746 U1 от 27.10.10 МПК F21S 8/09 (2006/01) // Голубев В.В., Алексеев А.П., Кассирова Г.В., Малофеева Л.А.
2. LIGHTING BULB, Patent Application Publication US 2013/0135858 A1, May 30, 2013.
3. Светодиодная лампа Патент РФ 2546469 от 01.09.11 МПК F21V 19/00 (2006/01) // ГЭ Шичао, ГЭ Техань, ЛЮ Хуабинь
4. М. Абрашкина, И. Доброзраков, И. Кошин, Т. Рожкова. Филамент светодиодный на смену вольфрамовой спирали // Полупроводниковая светотехника. - 2015. - №4,. - С. 6-10.
5. Официальный сайт ООО Остек. Поставщик силиконового оптического заливочного компаунда Dow Corning EI-1184. [Электронный ресурс] Режим доступа: https://ostec-materials.ru