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 суток.
Общеизвестно применение ламп накаливания в составе светосигнальных аппаратов различного назначения. К недостаткам упомянутых источников света относится большое потребление электроэнергии, малый срок службы, низкая механическая прочность.
Использование светодиодных устройств вместо ламп накаливания значительно повышает надежность и снижает энергопотребление аппаратуры [1].
Известно устройство светодиодной лампы [2], 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 известного устройства относятся сложность конструкции, связанная с трудоемким монтажом светодиодов, большая себестоимость устройства, слабый отвод тепла от внутренних элементов светодиодов (полупроводниковый кристалл с р-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.
Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое решение, состоит в устранении указанных недостатков.
Положительный результат достигается тем, что в светодиодной лампе, содержащей источник света, подключенный через средства токоподвода к электронному преобразователю питающей цепи, по данному предложению источником света является группа кристаллов светоизлучающих диодов, окружающих центральный теплоотводящий стержень, сопряженный со светоотражателем и внешним теплоотводящим радиатором, а свободный
объем внутри светоотражателя заполнен оптически прозрачным герметизирующим компаундом.
Вариант исполнения устройства, который наиболее полно характеризует существо предлагаемой полезной модели, показан на фиг.1.
На центральный, теплоотводящий стержень 1 напаяны кристаллы светоизлучающих диодов 2. Светоотражатель 3 обеспечивает заданное пространственное распределение оптического излучения светодиодных кристаллов 2. Свободный объем внутри светоотражателя 3 заполнен оптически прозрачным герметизирующим компаундом 6. Оптически прозрачный компаунд 6 обеспечивает механическую прочность оптической зоны светодиодной лампы. Теплоотводящий стержень 1 обеспечивает эффективный отвод тепла от р-п переходов светоизлучающих кристаллов 2, что способствует увеличению рабочего тока и повышению оптической мощности, а также позволяет достигнуть плотной интеграции светоизлучающих кристаллов на едином носителе. Для более эффективного отвода тепла от светодиодной лампы в окружающее пространство теплоотводящий стержень 1 сопряжен с внешним теплоотводящим радиатором 4. Наличие светоотражателя 3 исключает необходимость в использовании внешних фокусирующих элементов.
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 существенным преимуществом перед прототипом.
Пример практического исполнения. Была изготовлена партия светодиодных ламп по данному предложению в количестве 20 шт. Источник света представлял собой группу из 20 шт. кристаллов светоизлучающих диодов GaAlAs красного цвета свечения площадью 250×250 мкм, напаянных равномерно по окружности на боковую поверхность медного стерженька. Все кристаллы электрически были 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 компаундом ОК 72ф. Внешний теплоотводящий радиатор был выполнен из алюминия. Встроенный преобразователь питающей сети 220 В обеспечивал на выходе стабилизированный ток 700 мА, возбуждающий оптическое излучение светодиодных кристаллов.
Сила света изготовленных светодиодных ламп составляла 10-12 кд при потребляемой мощности питающей сети не более 4 Вт.
Себестоимость предлагаемого устройства с учетом использования в нем современных высокоэффективных излучающих кристаллов составила 600 руб. Что касается прототипа, то стоимость только комплекта суперярких светодиодов превышает 1000 руб. Следовательно, полная себестоимость светодиодной лампы - прототипа более, чем в 2 раза выше изделия по данному предложению.
Источники информации.
1. Б.Ф.Тринчук. Светосигнальная аппаратура на светодиодах. «Светотехника», 1997, №5, с.6-11.
2. Середа Н.И., Сысун В.В.. Лампа на светодиодах. Патент RU 2227245 С2.