СВЕТОДИОДНЫЙ ИСТОЧНИК ИЗЛУЧЕНИЯ

Полезная модель относится к средствам светоизлучения и может быть использовано в системах освещения.
Основными преимуществами полупроводниковых светодиодных источников излучения над остальными источниками света является;
надежность - в настоящий момент светодиоды различных конструкций имеют срок службы до 50000 часов и более, в то время, как лампы накаливания и люминесцентные лампы имеют срок службы не более 10000 часов;
световая отдача светодиодов в настоящий момент превышает 80 лм/Вт и постоянно растет, тогда как световая отдача ламп накаливания и люминесцентных находится в пределах 10-120 лм/Вт.
Современный опыт применения полупроводниковых светодиодных источников излучения в различных системах освещения подтвердил вышеперечисленные преимущества таких источников над традиционными лампами накаливания. В общем виде, светодиодная лампа состоит из: платы с определенным количеством штатных светодиодов, с параллельно-последовательным соединением, определяющим номинальное значение напряжения и световой поток; схемы управления, в основном работающей на понижение напряжения с 220 В, до значения определяющегося последовательно-параллельным соединением светодиодов, и, как правило, работающей в импульсном режиме для увеличения тока через излучающие элементы; цоколя, размеры которого соответствуют аналогичным лампам накаливания; тела лампы в виде радиатора, размеры которого должны соответствовать мощности, потребляемой лампой. Так, в числе конструкций известных светодиодных источников излучения может быть в частности упомянута конструкция по патенту РФ №2444091 на изобретение, содержащая несколько полупроводниковых излучателей света, оптического диапазона, объединенных электрической цепью, в по меньшей мере, один базовый элемент, держатель базового элемента, с присоединительными выводами, покровную линзу, и радиатор для отвода тепла от базового элемента.
Вместе с тем, одним из недостатков светодиодных ламп известных конструкций является недостаточная равномерность освещения поверхности, неоднородность цветовой температуры, отсутствие нормативного фактора слепимости за счет вторичной оптики типа «молочных» стекол, выполненных в виде колпачков на лампочки или защитных плафонов на готовые осветители. Кроме того, помимо расширения телесного угла, возникают потери эффективности излучения до 3÷4 раз.
Задача, поставленная при создании настоящей полезной модели, состоит в создании светодиодного излучающего устройства, эксплуатационные возможности которого с одной стороны сочетают в себе все достоинства ламп накаливания, а с другой, лишены указанных недостатков, являясь, по существу, полными аналогами ламп накаливания со всеми достоинствами полупроводниковых излучателей света. Технический результат, полученный при решении поставленной задачи, состоит в возможности получения равномерного освещения и однородного поля цветовой температуры, а также в оптимизации потерь эффективности излучения и создании комфортного диффузного освещения.
Для достижения поставленного результата, предлагается в известном светодиодном источнике излучения, содержащем, по меньшей мере, два полупроводниковых излучателя света оптического диапазона, объединенных электрической цепью в, по меньшей мере, один базовый элемент, держатель базового элемента с присоединительными выводами, комбинированную покровную линзу и радиатор для отвода тепла от базового элемента, предлагается покровную линзу выполнить легированной мелкодисперсным кварцем с размером частиц 3±1,5 мкм в концентрации 0,25±10 вес.%.
Полезная модель поясняется рисунками, где на рис.1 представлен общий вид заявленного светодиодного источника (в разрезе), на рис.2 - кривая силы света (КСС) такого источника для различных вариантов его исполнения.
2
Возможность достижения поставленного результата обусловлена тем, что при легировании покровных линз (выполненных, например, из оптического поликарбоната) прозрачным мелкодисперсным кварцем (SiO) с размером частиц 3±1,5 мкм на поверхности линзы возникает слой, содержащий определенное количество мелкодисперсного кварца, который уменьшает выход основного излучения кристалла синего цвета с λ=450 нм, особенно на краю линзы за счет дисперсии. Выбор численного значения концентрации кварца обусловлен тем, что избыточная концентрация может приводить к необоснованным потерям эффективности свечения кластеров.
2
В общем виде, конструкция заявленного светодиодного источника излучения (лампы) не отличается от известных аналогов и состоит из полупроводниковых излучателей света 1 с одним или несколькими P-N переходами одноцветного или разноцветного излучения, покрытых люминофором 2, трансформирующим излучение полупроводниковых излучателей света в излучение белого цвета. Излучатели размещены на стеклотекстолитовой плате 3 с топологией (электрической цепью), объединяющей полупроводниковые излучатели света в базовый элемент. Плата одновременно является теплоотводящим элементом с большой геометрической площадью, так как снизу армирована алюминиевой пластиной 4 толщиной от 0,5 мм и более. Источник также содержит штатный патрон для ламп освещения и корпус (не показаны), одновременно являющийся радиатором для отвода тепла от излучателей света, при этом его площадь составляет не менее 50 см.
Комбинированная покровная линза 5 из поликарбоната и эластичного полимера помещается на основание и совмещается с ним с помощью котировочных штыков 6, предусмотренных в конструкции линзы, и отверстий в плате. Далее на специальной установке происходит механическая опрессовка с одновременной терморазвальцовкой юстировочных штырьков. Таким образом, происходит закупоривание объема предусмотренного для впрыска (заполнения) люминофорной композицией или прозрачным компаундом через специально предназначенные отверстия: одно для впрыска 7, другое для выпора 8 (вытеснения воздуха из объема).
2
Дополнительно, наличие выполнение полупроводниковых излучателей света размером 1×1 мм с высоким значением КПД преобразования электрической энергии в световую, использование радиатора, позволяющего эффективно отводить тепло от кристаллов, принципиальная электрическая схемой и соотношение основных параметров базового элемента позволяют сохранить КПД светодиодного источника излучения.