Светодиодная лампа

Область техники
Полезная модель относится к области техники освещения, конкретно к светодиодным лампам.
Уровень техники
Наиболее близким техническим решением (прототип) является светодиодная лампа (патент РФ №158205, дата публикации 27.12.2015). Светодиодная лампа содержит колбу, выполненную светопроницаемой, цоколь, держатель, блок питания, по крайней мере две светодиодные линейные сборки, каждая из которых состоит из одного или нескольких светодиодов, соединенных последовательно. Сборки могут быть расположены, например, по трем боковым ребрам воображаемой треугольной пирамиды. Цоколь лампы используется для электрического соединения с внешним источником питания, чтобы подать питание на светодиодные сборки. Сборки соединены электрически параллельно. Колба заполнена газом, давление которого может быть в пределах 8-200 кПа. Светодиодная линейная сборка включает в свой состав диэлектрическую подложку для каждого светодиода и металлическую подложку. Диэлектрические подложки закреплены на металлической подложке с помощью теплопроводящего клея.
Недостатком известного технического решения является сложность процесса производства светодиодных линейных сборок из-за наличия в составе каждой светодиодной линейной сборки металлической подложки, отдельных диэлектрических подложек для каждого светодиода и соединения диэлектрических подложек и металлической подложки с помощью теплопроводящего клея. Также недостатком известного технического решения является невозможность размещения на общей металлической подложке светодиодов, у которых индивидуальная подложка также выполнена металлической, без дополнительного слоя электроизоляции, что сильно ухудшает отвод тепла от каждого светодиода и приводит к ухудшению тепловых режимов работы всех светодиодов в составе светодиодной сборки.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является упрощение процесса производства светодиодных линейных сборок вследствие уменьшения количества элементов и соединений, а именно отсутствие металлической подложки и использование для светодиодов одной светодиодной линейной сборки общей диэлектрической подложки.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в светодиодной лампе, содержащей колбу, выполненную светопроницаемой, цоколь, держатель, блок питания, первый контакт и второй контакт, по крайней мере две светодиодные линейные сборки, каждая из которых состоит из, по крайней мере, одного светодиода и диэлектрической подложки, причем все светодиоды одной светодиодной линейной сборки размещены на соответствующей этой светодиодной линейной сборке диэлектрической подложке, колба выполнена герметичной и заполнена газовым составом, колба соединена с цоколем, блок питания размещен в цоколе, держатель закреплен и размещен в колбе, на держателе закреплены электрически изолированно друг от друга первый контакт и второй контакт, светодиодные линейные сборки соединены электрически параллельно, каждая из них соединена с первым контактом и вторым контактом, которые соединены с соответствующим каждому из них выходом блока питания, входы которого соединены с соответствующим каждому из них контактом цоколя, при этом блок питания выполнен Понижающим, а на диэлектрической подложке со стороны размещения светодиодов нанесена смесь компаунда и люминофора.
Краткое описание чертежей
Полезная модель поясняется чертежами (фиг. 1, 2), где на где на фиг. 1 показано взаимное расположение элементов устройства; на фиг. 2 показано расположение элементов светодиодной линейной сборки.
Раскрытие полезной модели
На фигурах обозначены: колба 1, первый контакт 2, контактная площадка 3, второй контакт 4, цоколь 5, третий контакт 6, четвертый контакт 7, токопроводящий элемент 8, светодиодная линейная сборка 9, держатель 10, полость 11, светодиод 12, диэлектрическая подложка 13, токопроводящая нить 14.
Основным функциональным элементом устройства является светодиодная линейная сборка 9.
Светодиодная линейная сборка 9 (далее иногда - сборка) состоит из одного или нескольких светодиодов 12 и диэлектрической подложки 13. Светодиод 12 представляет собой полупроводниковый прибор, преобразующий электрическую энергию в энергию оптического излучения на основе явления инжекционной электролюминесценции, происходящей в полупроводниковом кристалле с электронно-дырочным переходом. Светодиод 12 содержит по крайней мере один светоизлучающий кристалл с высокой степенью яркости, излучающий свет по всем направлениям по крайней мере в сине-фиолетовой зоне видимого спектра. Если светодиодов 12 несколько, то они могут быть соединены последовательно, причем соединение выполнено токопроводящими нитями 14. При этом расположение светодиодов 12 может быть различным, в частности, светодиоды 12 могут быть расположены непараллельно друг другу или в различных плоскостях. Кроме того, светодиоды 12 могут быть выполнены излучающими по крайней мере красный, Зеленый и голубой свет. Светодиоды 12 размещены на диэлектрической подложке 13 с одной стороны диэлектрической подложки 13. Диэлектрическая подложка 13 изготовлена из материала с высокой диэлектрической проницаемостью, например, из сапфира. Диэлектрическая подложка 13 может быть изготовлена из оптически прозрачного материала. Диэлектрическая подложка 13 может быть размещена на дополнительной металлической подложке. Диэлектрическая подложка 13 может быть выполнена, например, в форме прямоугольной пластины. Со стороны меньших краев пластины расположены контактные площадки 3. Каждому меньшему краю соответствует одна контактная площадка 3, например, прямоугольной формы. Ближайший к меньшему краю диэлектрической подложки 13 светодиод 12 соединен с ближайшей контактной площадкой 3 посредством токопроводящей нити 14. На диэлектрическую подложку 13 по крайней мере со стороны размещения светодиодов нанесен слой смеси компаунда и люминофора (или смеси люминофоров).
Общий контур светодиодной лампы образуют цоколь 5 и колба 1.
Цоколь 5 представляет собой конструктивную часть светодиодной лампы и служит для ее установки и обеспечения электрического соединения ее внутренних элементов с внешним электрическим источником. Цоколь 5 выполнен, например, цилиндрической формы с внутренней полостью, закрытой с одной стороны. Таким образом образован внутренний объем цоколя 5. Цоколь 5 соединен с колбой 1. Соединение выполнено таким образом, что вход колбы 1 герметично скреплен, например, через кольцо из пластмассы с открытой частью внутренней полости цоколя 5. В цоколе 5 размещен блок питания. Блок питания предназначен для преобразования переменного напряжения внешнего электрического источника в постоянное стабилизированное напряжение. Таким образом, блок питания выполнен понижающим и с обеспечением возможности подачи светодиодам 12 напряжения от 0,25 до 0,75 от напряжения внешней электрической сети. На внешней поверхности цоколя 5 выведены третий контакт 6 и четвертый контакт 7. В частном случае третий контакт 6 расположен на цилиндрической части цоколя 5, а четвертый контакт 7 - на его закрытой стороне, без соединения между ними. Третий контакт 6 и четвертый контакт 7 представляют собой электропроводящие площадки, имеющие контактные участки со стороны внешней и внутренней поверхностей цоколя 5. Третий контакт 6 и четвертый контакт 7 выполнены с возможностью соединения каждый с соответствующим ему входом блока питания. Третий контакт 6 и четвертый контакт 7 выполнены с возможностью соединения с соответствующим каждому из них контактом внешнего электрического источника (например, посредством ответной части цоколю 5).
Колба 1 представляет собой герметичную оболочку, имеющую полость 11. Полость 11 является закрытой. Полость 11 заполнена газовым составом, под давлением в пределах 8-200 кПа. В газовый состав входит по крайней мере гелий или любой другой инертный газ, или азот.
В полости 11 размещены: держатель 10, первый контакт 2, второй контакт 4, токопроводящие элементы 8, светодиодные линейные сборки 9 (по крайней мере две или более). В полости 11 размещена, по крайней мере, часть держателя 10. Держатель может иметь цилиндрическую форму. Первый контакт 2 закреплен на держателе 10 посредством одного или нескольких токопроводящих элементов 8. Второй контакт 4 закреплен на держателе 10 ближе к цоколю 5, по отношению к первому контакту 2. Крепление второго контакта 4 к держателю 10 осуществлено посредством одного или нескольких токопроводящих элементов 8. При этом, если держатель имеет форму цилиндра, ось цилиндра может являться поворотной осью симметрии первого контакта 2 и второго контакта 4. Первый контакт 2 и второй контакт 4 могут условно иметь форму поверхности вращения, получаемой вращением образующей замкнутой кривой (например, окружности или прямоугольника) вокруг оси, лежащей в плоскости этой замкнутой кривой и не пересекающей ее. При этом ось вращения совпадает с осью держателя 10. Также первый контакт 2 и второй контакт 4 могут условно иметь форму боковой поверхности правильной призмы. При этом прямая линия, проходящая через центры оснований воображаемой призмы, совпадает с осью держателя. Второй контакт 4 посредством, в том числе, токопроводящего элемента 8 (или нескольких) электрически соединен с соответствующим ему выводом блока питания. Первый контакт 2 посредством, в том числе, токопроводящего элемента 8 (или нескольких) электрически соединен с соответствующим ему выводом блока питания. В качестве электрического соединения первого контакта 2 и второго контакта 4 с соответствующими им контактами может быть использован проводник, пропущенный через материал колбы 1 или держателя 10 к блоку питания.
Держатель 10 и каждая светодиодная линейная сборка 9 могут лежать в одной плоскости, то есть прямая линия, параллельная большим краям диэлектрической подложки 13 и равноудаленная от них будет пересекать линию, включающую в себя ось держателя Ю. Светодиодные линейные сборки 9 могут быть расположены под равными углами к оси держателя 10 и на равном расстоянии друг от друга. Таким образом, светодиодные линейные сборки 9 условно соответствуют боковым ребрам правильной усеченной пирамиды. Например, на фиг. 1 показан вариант исполнения устройства с восемью светодиодными линейными сборками, которые являются боковыми ребрами усеченной пирамиды, в основании которой лежит правильный восьмиугольник.
Сборки 9 между собой соединены электрически параллельно. Одна из контактных площадок 3 каждой из сборок 9 соединена с первым контактом 2. Другая контактная площадка 3 каждой из сборок 9 соединена со вторым контактом 4. Соединение каждой из указанных контактных площадок с первым контактом 2 и вторым контактом 4 может быть выполнено посредством проводов.
Осуществление полезной модели
В случае использования указанных выше элементов и средств, полезная модель реализуется следующим образом. Изготавливают колбу 1, например, сферической формы, переходящей в цилиндрическую, цоколь 5, третий контакт 6, четвертый контакт 7, блок питания, держатель 10, токопроводящие элементы 8, необходимое количество сборок 9, первый контакт 2 и второй контакт 4.
Элементы, вводимые в полость И колбы 1 собирают следующим образом. Токопроводящие элементы 8 в необходимом количестве закрепляют на держателе 10. Токопроводящие элементы 8 выполняются с возможностью электрического соединения с соответствующим выводом блока питания. К токопроводящим элементам 8, расположенным ближе к цоколю 5, прикрепляют второй контакт 4. Второй контакт 4 закрепляют на токопроводящих элементах 8 с возможностью соединения между вторым контактом 4 и токопроводящими элементами 8. Первый контакт 2 закрепляют на токопроводящих элементах 8, расположенных дальше от цоколя 5 так, что расстояние между первым контактом 2 и вторым контактом 4 достаточно для установки сборок 9. Первый контакт 2 и второй контакт 4 закрепляют на токопроводящих элементах 8 с возможностью электрического соединения с соответствующим выводом блока питания посредством, например, провода.
Одну из контактных площадок 3 каждой из сборок 9 соединяют с первым контактом 2. Другую контактную площадку 3 каждой из сборок 9 соединяют со вторым контактом 4. Соединение каждой из указанных контактных площадок с первым контактом 2 и вторым контактом 4 может быть выполнено посредством провода или пайки. Конструкцию из сборок 9, первого контакта 2, второго контакта 4, токопроводящих элементов 8 и держателя 10 вводят в полость 11, производят откачку воздуха и заполнение полости 11 газовым составом. Колбу 1 затем герметизируют.
Элементы, вводимые во внутренний объем цоколя 5, соединяют следующим образом. Выводы блока питания электрически соединяют с соответствующими каждому из них первым контактом 2 и вторым контактом 4. Входы блока питания соединяют электрически с соответствующими каждому из них третьим контактом 6 и четвертым контактом 7. В частном случае третий контакт 6 располагают на цилиндрической части цоколя 5 (или соединяют с ней), а четвертый контакт 7 - снизу, с противоположной стороны от колбы 1. Третий контакт 6 и четвертый контакт 7 выполняют с возможностью электрического соединения с соответствующим каждому из них контактом внешнего электрического источника (например, посредством ответной части цоколя 5). Цоколь 5 прикрепляют к колбе 1, например, через кольцо, изготовленное из пластмассы. Соединение выполняют таким образом, что кольцо, изготовленное из пластмассы, прилегает к открытой части внутренней полости цоколя 5 и ко входу колбы 1 с образованием внутреннего объема цоколя 5, в котором размещают блок питания.
При включении устройства напряжение внешнего электрического источника подают на соответствующие входы блока питания посредством третьего контакта 6 и четвертого контакта 7. Блок питания преобразует напряжение внешнего электрического источника в рабочее напряжение, необходимое для корректной работы сборок 9. Один или несколько светодиодов 12, размещенных на диэлектрической подложке 13, при течении через них тока, подведенного через токопроводящую нить 14, генерируют оптическое излучение. Люминофорный слой преобразует это излучение светодиодов 12 в оптическое излучение с измененным спектром, более благоприятным для глаз человека.
Таким образом, выполнение светодиодной лампы описанным выше образом обеспечивает упрощение процесса производства светодиодных линейных сборок 9 вследствие уменьшения количества элементов и соединений, а именно отсутствие металлической подложки и использование для светодиодов 12 одной светодиодной линейной сборки 9 общей диэлектрической подложки 13.