СВЕТОДИОДНАЯ ЛАМПА

Полезная модель относится к светотехнике, в частности, к устройству источников света на основе светоизлучающих диодов, генерирующих оптическое излучение из видимой и ближней инфракрасной областей спектра. Светодиодная лампа предназначена для работы в светосигнальных аппаратах светового ограждения высотных и протяженных объектов в ночное время (радиомачты, трубы ТЭЦ, заводские трубы, телевизионные вышки, опоры линий электропередач, высотные здания), для работы в условиях аэродрома, для работы в системах сотовой связи.
Известно устройство светодиодной лампы [1] (аналог), в котором источником света являются группы светодиодов, окружающие центральный стержень, собранные на пластинах, выполненных в форме плоских многоугольных плат подключенных через средства токоподвода к электронному преобразователю питающей сети. Платы со светодиодами заключены в оптически прозрачную колбу. К недостаткам этого устройства относятся сложность конструкции, связанная с трудоемким монтажом светодиодов, большая себестоимость устройства, слабый отвод тепла от внутренних элементов светодиодов (полупроводниковый кристалл с p-п переходом), что ограничивает рабочий ток и оптическую мощность светодиодной лампы по причине саморазогрева светодиодов. Для обеспечения заданного пространственного распределения оптического излучения известной светодиодной лампы необходимо применение фокусирующих элементов. Наличие оптически прозрачной колбы ограничивает механическую прочность светодиодной лампы.
Известна светодиодная лампа [2] (прототип) в которой источником света является группа кристаллов светоизлучающих диодов, окружающих центральный теплоотводящий стержень, сопряженный со светоотражателем, свободный объем внутри которого заполнен оптически прозрачным герметизирующим компаундом. Для более эффективного отвода тепла от светодиодной лампы в окружающее пространство теплоотводящий стержень сопряжен с внешним теплоотводящим радиатором. К недостаткам этого устройства относится отсутствие фокусирующего элемента и возникающая в связи с этим сложность получения заданного профиля пространственного распределения оптического излучения.
Целью данной полезной модели является устранение недостатков, отмеченных у аналога и прототипа, т.е. повышения мощности излучения светодиодного источника света и получение заданного пространственного распределения оптического излучения.
Для достижения поставленной цели предлагается новая конструкция светодиодной лампы, представленная на Фиг.1.
На центральной, теплоотводящей втулке 1 размещены кристаллы светоизлучающих диодов 2. Световыводящая линза 3 выполнена из оптически прозрачного герметизирующего материала и имеет специальную форму, обеспечивающую требующееся пространственное распределение оптического излучения (Фиг.2) и представляет из себя соединение двух фигур - цилиндра и усеченного конуса, образующая которого проходит к нормали основания конуса под углом лежащим в диапазоне 15÷75 градусов. Данная конструкция световыводящей линзы обеспечивает механическую прочность оптической зоны светодиодной лампы. Более эффективный отвод тепла от светодиодной лампы в окружающее пространство обеспечивает сопряжение теплоотводящей втулки 1 с внешним теплоотводящим радиатором 4.
В одном из вариантов исполнения светодиодной лампы высота усеченного конуса равна нулю, а световыводящая линза 3 имеет форму цилиндра.
В еще одном варианте исполнения световыводящая линза 3 имеет форму, представляющую из себя соединение цилиндра в основании и сферического сегмента, диаметр основания которого равен диаметру цилиндра.
Отвод тепла от светоизлучающих кристаллов 2 способствует увеличению рабочего тока и повышению оптической мощности, а также позволяет достигнуть плотной интеграции светоизлучающих кристаллов на едином носителе. Токоподвод к кристаллам излучающих диодов 2 от внешнего источника электропитания осуществляется через стандартный ламповый цоколь 5. Внутри цоколя 5 и радиатора 4 размещены электронный преобразователь питающей сети и внутренние электрические межсоединения (на фигуре не показаны).
В условиях промышленного производства сборка оптического блока данной светодиодной лампы поддается автоматизации, что является одним из существенных достоинств данной конструкции.
Пример практического исполнения.
Была изготовлена партия светодиодных ламп по данному предложению в количестве 20 шт. Источник света представлял собой группу из 12 шт. кристаллов светоизлучающих диодов GaAlAs красного цвета свечения площадью 250×250 мкм, напаянных равномерно по окружности на боковую, покрытую тонким слоем серебра поверхность латунного стерженька. Все кристаллы электрически соединены между собой параллельно. Параболический отражатель был выполнен из латуни и он обеспечивал угол излучения в горизонтальной плоскости 360°, а в вертикальной плоскости - 30°. Свободное пространство внутри светоотражателя было заполнено оптически прозрачным герметизирующим материалом. Внешний теплоотводящий радиатор был выполнен из алюминия. Встроенный преобразователь питающей сети 220 В обеспечивал на выходе стабилизированный ток 1.1 А, возбуждающий оптическое излучение светодиодных кристаллов.
Сила света изготовленных светодиодных ламп составляла не менее 10-12 кд при потребляемой мощности питающей сети не более 4 Вт.
Источники информации.
1. Патент RU 2227245 С2. Лампа на светодиодах.
2. Патент RU 52258 U1. Светодиодная лампа.