Светодиодная светофорная лампа

Полезная модель относится к светотехнике и может быть использована при производстве источников света на светодиодах, используемых в железнодорожных линзовых светофорах, устанавливаемых вдоль маршрута следования составов или локомотивов.
В железнодорожных светофорах в качестве источников света используются двухнитевые лампы накаливания по ГОСТ 11085-79. В двухнитевых лампах накаливания одна из нитей является основной, а вторая резервной. Резервная нить подключается при перегорании основной. Однако надежность работы двухнитевых ламп недостаточна, так как после перегорания основной нити через какое-то время перегорает и резервная нить. В соответствии с ГОСТ 11085-79 гарантийный срок эксплуатации двухнитевых ламп со дня ввода их в эксплуатацию не превышает 8 месяцев. Лампы надо периодически менять и эксплуатационные расходы по обслуживанию железнодорожных светофоров остаются значительными.
Известна лампа светофорная полупроводниковая, состоящая из цоколя, охлаждающего радиатора и светодиодного источника света, где в качестве источника света использован светодиод белого цвета, обеспечивающий такой же световой поток, что и заменяемая лампа накаливания, светодиод размещен на цоколе от заменяемой лампы накаливания, при этом габариты лампы не превышают габариты заменяемой лампы накаливания, на цоколе размещен охлаждающий радиатор лампы, а сам светодиод установлен на радиаторе на высоте, обеспечивающей при установке лампы в светофор попадание светодиодного источника света в фокус линзового комплекта светофора, кроме того, в корпусах цоколя и радиатора установлены активные и реактивные сопротивления, а также полупроводниковые элементы, обеспечивающие необходимую мощность лампы при том же напряжении, что и для заменяемой лампы накаливания, и возможность использования для лампы схемы питания и схемы контроля за целостностью источника света, которые использовались для заменяемой лампы накаливания, с сохранением существующих функций этих схем. Эта лампа обладает существенно более длительным сроком эксплуатации - в несколько десятков раз по сравнению со сроком эксплуатации ламп накаливания. Это связано с тем, что в светосигнальной головке железнодорожного светофора используется двух нитевая светофорная лампа накаливания ЖС 12-15+15 или ЖС 12-25+25 с двух контактным фланцевым цоколем, корпус которого является общим контактом обеих нитей, а к одному, строго определенному токоподводящему контакту присоединяется основное тело накала, а ко второму – резервное тело накала.(RU 95304, МПК B61L 5/18, опубл. 27.06.2010).
Недостатком известной конструкции является то, что светодиоды располагаются в фокусе линзового комплекта светофора, а так как фокус линзового комплекта светофора является точкой в пространстве, соответственно излучение нескольких светодиодов не могут исходить из этой точки. Соответственно, результирующая кривая силы света (КСС) светофора с таким источником света будет отличаться от КСС светофора с лампой накаливания, на работу с которой рассчитан линзовый комплект светофора.
Технический результат заключается в сохранении кривой силы света светофора неизменной.
Технический результат достигается тем, что светодиодная светофорная лампа состоит из цоколя и корпуса из теплопроводящего материала, выполняющих функции охлаждающего радиатора светодиодного источника света. Светодиод белого света расположен в корпусе светодиодной светофорной лампы в точке, обеспечивающей попадание излучающей части светодиода в фокус линзового комплекта светофора. При этом светодиод установлен на теплопроводящем основании, которое передает тепло, выделяемое светодиодом, теплопроводным пластинам охлаждающего радиатора, расположенного лучеподобно относительно оси светодиодной светофорной лампы, и которые являются продолжением теплопроводных элементов цоколя лампы. Цоколь имеет два токоподводящих контакта. В корпусе установлен драйвер светодиода. На теплопроводящем основании, с противоположной стороны от основного светодиода расположен резервный светодиод, излучение которого направлено вдоль оси лампы в сторону цоколя, и излучение которого попадает на эллипсоидный отражатель, поверхность которого имеет коэффициент отражения более 0,8, причем, в первом фокусе отражателя расположена излучающая часть резервного светодиода, а второй фокус расположен перед излучающей частью основного светодиода.
На фиг. 1 изображена конструкция светодиодной светофорной лампы с разрезом; на фиг. 2 – вид сверху светодиодной светофорной лампы.
Светодиодная светофорная лампа (фиг. 1) содержит корпус 1из теплопроводящего материала, выполняющего функции охлаждающего радиатора в виде теплопроводных пластин 2, расположенных лучеподобно (фиг. 2) относительно оси лампы 3 и которым передается тепло теплопроводящим основанием 4, на котором расположены основной 5 и резервный 6 светодиоды, выделяющие тепло. Теплопроводные пластины 2 охлаждающего радиатора являются продолжением теплопроводных элементов цоколя 7 лампы. Цоколь 7 имеет два токоподводящих контакта 8. Основной светодиод 5 расположен на теплопроводящем основании 4 таким образом, что его излучение направлено от цоколя 7 вдоль оси лампы 3, а резервный светодиод 6 расположен на противоположной стороне теплопроводящего основания 4 и его излучение направлено в сторону цоколя 7 вдоль оси лампы 3 и попадает на эллипсоидный отражатель 9, поверхность которого имеет коэффициент отражения более 0,8, причем, в первомфокусеэллипсоидного отражателя 9 располагается излучающая часть резервного светодиода 6, а второй фокус располагается перед излучающей частью основного светодиода 5. В корпусе 1 светодиодной светофорной лампыустановлен драйвер 10 основного 5 и резервного 6 светодиодов, обеспечивающий необходимый световой поток лампы при том же напряжении, что и для заменяемой светофорной лампы накаливания, и возможность использования для лампы схемы питания и схемы контроля за целостностью источника света, которые использовались для заменяемой светофорной лампы накаливания, с сохранением существующих функций этих схем.
p-n
Светодиодная светофорная лампа работает следующим образом. При подаче питающего напряжения на светодиодную лампу происходит свечение основного светодиода5. Соответственно, у светодиодной светофорной лампы осуществляется подключение основного 5 и резервного 6 светодиодов к соответствующим токоподводящим контактам 8. При генерации оптического излучения в  – переходе светодиода выделяется тепловая энергия, которую необходимо оттуда отводить для предотвращения выхода из строя светодиода. Для этого светодиоды устанавливаются на теплопроводящее основание 4, которое передает тепловой поток теплопроводящим пластинам 2, передающим тепло воздуху, который за счет конвекции омывает теплопроводящие пластины 2 лампы. Теплопроводящие пластины 2 имеют переменное сечение или постоянную толщину и к теплопроводящему основанию 4 прикрепляются лучеподобно (фиг. 2), что снижает их экранирующий эффект оптического излучения резервного светодиода 6, а высокая отражательная способность поверхности теплопроводящих пластин 2 повышает выход излучения светодиодной лампы. При выходе из строя основного светодиода 5, схема контроля за исправностью основного источника света, которая находится вне светофора, переключает схему питания с основного светодиода 5 на резервный светодиод 6, излучение которого направлено вдоль оси лампы в сторону цоколя 7, и попадает на эллипсоидный отражатель 9, поверхность которого имеет коэффициент отражения более 0,8. В первом фокусе эллипсоидного отражателя 9 располагается излучающая часть резервного светодиода, а второй фокус эллипсоидного отражателя располагается перед излучающей частью основного светодиода 5 и световой поток, излучаемый резервным светодиодом, попадает на линзовый комплект светофора практически из той же точки, что и излучение с основного светодиода 5. Так как на пути излучения резервного светодиода 6 располагаются теплопроводящие пластины 2 лампы, излучаемый резервным светодиодом 6 световой поток должен быть больше светового потока основного светодиода 5 на величину экранировки теплопроводящими пластинами 2.Соответственно, осевая сила света и кривая силы света светофора будет неизменной при замене светодиодной светофорной лампы.
По сравнению с известным решением, предлагаемое устройство позволяет повысить эксплуатационные свойства светодиодной светофорной лампы, позволяющей сохранить кривую силы света светофора неизменной в существующих железнодорожных линзовых светофорах без переделки конструкции светофоров, а так же без изменения схем питания источников света и схем контроля за целостностью источников света с сохранением существующих функций этих схем.