СВЕТОДИОДНАЯ ЛАМПА

Полезная модель относится к светотехническим устройствам и может быть использована при конструировании светодиодных осветительных приборов, применяемых в различных областях науки и техники.
Известна конструкция светодиодной лампы (Патент США №4,727,289; НКИ: 315-71; 23.02.1988 г.), содержащая стеклянный баллон, внутри которого имеется печатная плата, цепь из последовательно соединенных единичных светодиодов, используемых в качестве источников света, и балластного резистора. Количество последовательно соединенных светодиодов в цепи зависит от требуемой освещенности объекта. Подключается светодиодная лампа к внешнему источнику постоянного напряжения через разъемное соединение в виде цоколя. Недостатком известной светодиодной лампы является то, что ее яркость и надежность работы по объективным причинам существенно зависит от возможных колебаний тока, протекающего через светодиоды. Превышение этого тока выше допустимого с одной стороны увеличивает яркость свечения светодиодов, а с другой - нарушает их температурный баланс и, в конечном счете, существенно снижает надежность и долговременность работы из-за возможного их перегрева. Поэтому в качестве источника питания светодиодной лампы, как правило, применяют химические источники тока или специализированные вторичные источники питания, при этом параметры, как светодиодной лампы, так и ее источника питания строго согласуют между собой. Без такого источника питания возможность использования известной светодиодной лампы практически крайне ограничена и создает большие дополнительные проблемы в случае ее применения вместо ламп накаливания для различных осветительных приборов, в особенности подключаемых непосредственно к промышленной сети.
Также известна светодиодная лампа (см. патент JP 11163420 А, 18.06.1999 г.) содержащая цоколь, включающий в себя металлическую и диэлектрическую части, электрод, монтажную плату, отверстие в монтажной плате, светодиод с выводами, резистор балластный, электрические выводы балластного резистора, диод полупроводниковый, выводы полупроводникового диода и линзу. Под линзой, расположенной над цоколем, размещена монтажная плата с встроенным в ее отверстие светодиодом, имеющим электрические выводы. Один из выводов светодиода соединен с выводом балластного резистора, а другой вывод последнего проходит через центральное отверстие диэлектрической части цоколя и формирует торцевой электрод светодиодной лампы. Полупроводниковый диод соединен одним выводом с выводом светодиода, а другим - с металлической частью цоколя, образуя при этом другой электрод светодиодной лампы. Другой вывод светодиода соединен с выводом выпрямительного полупроводникового диода, а другой вывод последнего соединен с металлической частью цоколя, образуя при этом другой электрод светодиодной лампы. Для известной светодиодной лампы также требуется отдельный источник питания в виде химического источника тока или специализированного вторичного источника питания, параметры которого должны обеспечивать с одной стороны необходимую яркость свечения лампы, а с другой - исключить возможность температурного перегрева полупроводникового кристалла светодиода, существенно влияющего на надежность и долговечность ее работы. Без наличия специализированного источника питания применение известной светодиодной лампы практически крайне ограничено.
Кроме этого известен светодиодный источник света (см. полезную модель RU 52523 от 2006.03.27; H01L 33/00). Известный светодиодный источник света содержит основание с контактными токопроводящими площадками, единичные светодиоды с выводами, подключенными к контактным площадкам основания и выводы, запрессованные в основание и подключенные к его контактным площадкам. Запрессованные в основание выводы необходимы для подключения к разъему источника питания. Однако известному светодиодному источнику света также как и вышеуказанным аналогам требуется внешний источник питания, в качестве которого могут быть использованы как химический источник тока, так и вторичный специализированный, которые обеспечивали бы протекание постоянного тока через светодиоды не выше предельно допустимою для них. Эти требования к источникам питания существенно ограничивают область применения светодиодных ламп, и делают их невыгодными по сравнению с лампами накаливания, как по условиям эксплуатации, так и по экономическим показателям. Особенно ощутимы эти недостатки в случае необходимости подключения светодиодной лампы к промышленной сети, используя специализированный вторичный источник питания.
Наиболее близким техническим решением к заявленной светодиодной лампе является единичная светодиодная лампа (см. свидетельство на полезную модель RU 74520 от 27.06.2008 г., H01L 33/00). Известная лампа содержит основание с токопроводящими площадками, входные клеммы или цоколь и единичные светодиоды выводы которых закреплены на токопроводящих площадках основания и соединены между собой последовательно в цепь, подключенную к входным клеммам или цоколю основания через последовательно соединенные двухполупериодный выпрямитель и гасящий конденсатор определенной емкости.
В отличие от аналогов известная единичная светодиодная лампа имеет сравнительно экономичный и надежный вторичный источник питания, обеспечивающий возможность ее подключения к промышленной сети, однако в ней недостаточно полно решен вопрос температурного режима работы единичных светодиодов, что существенно снижает надежность работы и предельный срок ее эксплуатации.
Техническим результатом заявленной полезной модели является устранение отмеченного недостатка, как у аналогов, так и у прототипа. А именно, обеспечение условий, при которых, с одной стороны выделяемая светодиодами тепловая энергия будет в значительной степени отводиться в окружающее пространство, а с другой - не будет приводить к их взаимному прогрессирующему нагреву, особенно тех светодиодов, которые расположены на кратчайшем расстоянии друг от друга.
Для достижения вышеуказанного технического результата предлагается новая конструкция светодиодной лампы, в состав которой входят: входные клеммы или цоколь для подключения к промышленной сети, одно или несколько скрепленных между собой единичных оснований в виде пластины с токопроводящими площадками, один или несколько вторичных источников питания, подключенных своими входами к входным клеммам или цоколю лампы и единичные светодиоды, выводы которых закреплены на токопроводящих площадках и соединены между собой на каждом единичном основании в цепь, подключенную к выходу соответствующего вторичного источника питания.
Заявляемая светодиодная лампа может содержать как одно единичное основание, так и несколько таких оснований, при этом результирующая мощность светодиодной лампы будет возрастать или убывать пропорционально количеству установленных единичных оснований, что позволяет получить дискретный ряд светодиодных ламп различной мощности только за счет изменения количества единичных оснований.
Дискретность такого ряда светодиодных ламп будет определяться параметрами и количеством светодиодов, установленных на одном единичном основании. Это обстоятельство существенно повышает эксплуатационные характеристики
светодиодной лампы, а также сокращает номенклатуру разрабатываемых узлов и деталей для каждого случая ее применения.
Для крепления светодиодной лампы по месту установки она содержит кронштейн, один конец которого скреплен с единичным основанием, а другой - имеет отверстие.
При необходимости, для повышения электробезопасности на каждое из единичных оснований может быть одет светопрозрачный чехол из электроизоляционного материала. Светопрозрачный чехол может быть выполнен в виде охватывающего со всех сторон чулка или в виде двух смыкаемых по периметру чашек.
С целью дополнительного повышения сопротивления изоляции, а каждое единичное основание с размещенными на нем соответствующими комплектующими может быть нанесен дополнительный слой электроизоляционного покрытия.
С целью расширения эксплуатационных характеристик на каждом из единичных оснований могут быть дополнительно размещены входные клеммы или цоколь, а также вторичный источник питания, подключенные соответственно к цепи из последовательно соединенных светодиодов.
Возможен вариант выполнения светодиодной лампы, у которой входные клеммы или цоколь, а также вторичный источник питания будут размещены на отдельной плате, а единичное основание с токопроводящими площадками будет содержать единичные светодиоды, подключенные в последовательную цепь и соответствующие клеммы для подключения к выходу вторичного источника питания на вышеупомянутой отдельной плате.
На фиг.1 изображен вид единичного основания со стороны токопроводящих площадок и, закрепленных на них своими выводами, единичных светодиодов.
На фиг.2 изображено единичное основание - вид сбоку. На фиг.3. изображено единичное основание - вид сбоку, на которое одет светопрозрачный чехол в виде чулка.
На фиг.4 изображено единичное основание - вид сбоку, на которое одет светопрозрачный чехол в виде двух смыкаемых по периметру чашек.
На фиг.5 изображено единичное основание - вид сбоку, без вторичного источника питания.
На фиг.6 изображена отдельная плата, на которой размещены входные клеммы и вторичный источник питания.
Светодиодная лампа может содержать одно или несколько единичных оснований 1 в виде пластины с токопроводящими площадками 2…24. Вторичный источник питания, размещенный на части 46 единичного основания 1. Единичные светодиоды 25…41, выводы которых закреплены на токопроводящих площадках 2…24 и соединены на каждом единичном основании 1 последовательно в цепь, подключенную к выходу вышеупомянутого вторичного источника питания. Конструктивно единичное основание 1 с токопроводящими площадками 2…24 выполнено так, чтобы каждый из единичных светодиодов 25…41 был удален от ближайших к нему других единичных светодиодов 25…41 на оптимальное расстояние,
Эти условия позволяют с одной стороны обеспечить эффективный отвод тепла от светодиодов в окружающую среду, а с другой - исключить возможность взаимного прогрессирующего нагрева светодиодов и как следствие снижение надежности и срока их работоспособности.
Кроме этого на единичном основании 1 также расположены входные клеммы 45 светодиодной лампы, подключенные своим входом к промышленной сети, а выходом - к входу вторичного источника питания. Для крепления по месту установки светодиодной лампы она содержит кронштейн 42, один конец которого закреплен с помощью узла крепления 43 к единичному основанию 1, а второй его конец имеет отверстие 44. Например, для замены обычной лампы накаливания в светильнике на предлагаемую светодиодную лампу достаточно ослабить клеммы подвода питания к стандартному патрону с лампой накаливания в светильнике, открутить крепежный винт, удерживающий патрон с лампой по месту их установки и удалить их, затем на их место с помощью вышеупомянутого крепежного винта через отверстие 44 в кронштейне 42 закрепить единичное основание 1 и подключить провода питания от промышленной сети к входным клеммам 45.
В случае необходимости входные клеммы 45 со вторичным источником питания могут быть размещены на отдельной плате 49 (см. фиг.6). В этом случае единичное основание 1 (см. фиг.5) будет содержать токопроводящие площадки 2…24, единичные светодиоды 25…41, клеммы 50 для подключения к выходу вторичного источника питания и кронштейн 42 с отверстием 44, закрепленный с помощью узла 43 к единичному основанию 1.
Для повышения электробезопасности на единичное основание 1 с токопроводящими площадками 2…24, входными клеммами 45, вторичным источником питания и единичными светодиодами 25…41 может быть одет светопрозрачный чехол 47 в виде чулка (см. фиг.3), или в виде двух смыкаемых по периметру чашек 48 (см. фиг.4) из электроизоляционного материала.
Кроме этого, на единичное основание 1 со всеми установленными на нем элементами может быть нанесено дополнительное электроизоляционное покрытие.
Таким образом, предложенное техническое решение позволяет осуществить возможность полноценной замены всего ряда бытовых ламп накаливания на равноценные по создаваемой освещенности энергосберегающие светодиодные лампы, подключаемые к промышленной сети с минимально возможными затратами, а также изготовлении их серийно на современном промышленном оборудовании.