СВЕТОДИОДНАЯ ЛАМПА

Полезная модель относится к светотехнике, в частности к источникам света - лампам на светоизлучающих полупроводниковых диодах, генерирующих оптическое излучение, предназначенных для освещения общественных и жилых помещений, и может быть использована при проектировании новых энергоэффективных источников оптического излучения с повышенным сроком службы.
Известна светодиодная лампа (RU №2470220, МПК F21S 8/00), характеризующаяся тем, что содержит основную плату, расположенную перпендикулярно осевой линии лампы, заключенную в корпус, с выполненными на ней средствами токовода, перпендикулярно установленные две или более платы, равноудаленные от оси лампы, находящиеся на одинаковом расстоянии друг от друга с установленным хотя бы одним светодиодом и имеющие индивидуальные колбы.
Однако указанная светодиодная лампа имеет невысокие потребительские качества, обусловленные малой интенсивностью светового потока в направлении оси лампы и связанного с этим неравномерным сферическим распределением света в широком угловом диапазоне.
Известна электрическая лампа (RU №158341, МПК H01K 5/00, H01l 33/00, опубл. 27.12.2015 г.), содержащая заполненную изолирующим газом герметичную колбу с цоколем для подключения к электрической сети, изготовленную из оптически прозрачного материала, с 2n, где n - натуральное число, светодиодными матрицами, соединенными парами последовательно в n электрических цепей, и опорной ножкой внутри, имеющей пустотелый штенгель для откачки, штабик с проволочным держателем и два проволочных электрода, общая точка соединения светодиодных матриц n электрических цепей при n=1 образована соединением соответствующих выводов светодиодных матриц через держатель или, если n>1, общие точки соединения светодиодных матриц n электрических цепей соединяют через держатель или через держатель и дополнительные шины так, что светодиодные матрицы дополнительно образуют электрическое соединение в виде 2n - лучевой звезды, драйвер, установленный внутри цоколя, входные выводы драйвера соединены с клеммами цоколя, а выходные выводы подключены к крайним выводам светодиодных матриц n электрических цепей через электроды при n=1 или, если n>1, через электроды или через электроды и дополнительные шины. Светодиодные матрицы выполнены в виде линеек с выводами на концах и с установленной цепью или цепями последовательно соединенных кристаллов светодиодов на металлической подложке с одной или с двух сторон.
Однако и данная электрическая лампа имеет достаточно слабый световой поток в направлении оси лампы и, вследствие этого, неравномерное сферическое распределение света.
Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является принятая за прототип светодиодная лампа (RU №2546469, МПК F21V 19/00, опубл. 10.04.2015 г.), содержащая колбу светодиодной лампы; стойку сердечника со штенгелем и держателем; по меньшей мере, одну светодиодную ленту со светодиодными чипами, излучающими свет во всех направлениях; драйвер и цоколь лампы, в которой колба лампы со стойкой сердечника вакуумирована, чтобы сформировать герметичную камеру, которая заполнена газом, имеющим низкий коэффициент вязкости и высокий коэффициент теплопроводности. Держатель и светодиодная лента, закрепленная на держателе, расположены в герметичной камере, в которой светодиодная лента, в свою очередь, электрически соединена с драйвером и цоколем, при этом цоколь лампы используется для электрического соединения с внешним источником питания, чтобы подать питание на светодиодные ленты. Кронштейн стойки сердечника содержит цепь электропитания, штенгель и металлический провод для фиксации светодиодной ленты, электроды на двух концах светодиодной ленты, которые, в свою очередь, электрически соединены с электрическим соединителем и драйвером снаружи вакуумированной камеры через цепь электропитания. По меньшей мере, одна светодиодная лента имеет соединение с возможностью для работы в режиме постоянного тока одного направления; светодиодные ленты соединены последовательно или последовательно и параллельно, а расположение светоизлучающих лент составляет форму V, W, столбец, конус или плоскость; светодиодные чипы имеют один и тот же или различный цвет люминесценции.
Причиной, препятствующей достижению технического результата, является невысокая интенсивность светового потока в направлении оси лампы, вызванная отсутствием равномерного распределения светового потока в плоскости, перпендикулярной оси лампы, что не обеспечивает равномерное распределение светового потока в широком диапазоне телесного угла.
Признаки, общие с предлагаемым устройством:
- колба лампы, стойка сердечника, драйвер и цоколь лампы;
- колба лампы со стойкой сердечника вакуумирована для формирования герметичной камеры, заполненной газом с низким коэффициентом вязкости и высоким коэффициентом теплопроводности;
- по меньшей мере, одна светодиодная лента, со светодиодными чипами, излучающими свет во всех направлениях, закрепленная концами на держателях;
- держатели электрически соединены с драйвером, подключенным через цоколь к внешнему источнику питания.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание светодиодной лампы, обладающей высокими потребительскими качествами за счет обеспечения равномерного распределения светового потока в широком диапазоне телесного угла, а также расширение арсенала светодиодных ламп.
Технический результат заключается в обеспечении равномерного распределения светового потока в широком диапазоне телесного угла.
Также техническим результатом является реализация назначения светодиодной лампы с более высокими потребительскими качествами.
Технический результат достигается тем, что в светодиодной лампе, содержащей колбу светодиодной лампы, стойку сердечника с держателями, блок питания, цоколь лампы, в котором колба лампы вакуумирована для формирования герметичной камеры, заполненной газом с низким коэффициентом вязкости и высоким коэффициентом теплопроводности, светодиодные ленты со светодиодными чипами, излучающими свет, закрепленные концами на держателях, электрически соединенных с блоком питания, подключенным через цоколь к внешнему источнику питания, каждая светодиодная лента выполнена в виде последовательно соединенных светодиодных элементов и содержит, по меньшей мере, два крайних светодиодных элемента и средний светодиодный элемент, соединяющий крайние светодиодные элементы, причем средние светодиодные элементы расположены в плоскости, перпендикулярной оси светодиодной лампы, а каждый крайний светодиодный элемент светодиодной ленты установлен с наклоном на держателе и расположен в одной из противоположных друг другу плоскостей, параллельных оси лампы, таким образом, что их проекции на плоскости в совокупности образуют форму буквы X.
Светодиодная лампа в различных вариантах исполнения при числе светодиодных лент, равном двум и более, содержит средние светодиодные элементы, образующие в плоскости, перпендикулярной оси лампы, соответственно четырехлучевую, шестилучевую и многолучевую звезду.
Целесообразно в светодиодной лампе держатели выполнять преимущественно в форме Ш-образных или П-образных направленных встречно элементов, лежащих в плоскости, перпендикулярной оси лампы, и закрепленных на торцевой части стойки сердечника.
Рационально в светодиодной лампе светодиодные элементы выполнять в виде светодиодных чипов, имеющих один и тот же цвет люминесценции в каждой светодиодной ленте.
2
2
Предпочтительно в светодиодной лампе колбу наполнять газом, имеющим низкий коэффициент вязкости и высокий коэффициент теплопроводности, включающим He, или смесь газов He и N, или He и Н, или смесь инертных газов в любом сочетании. Оптимально при комнатной температуре обеспечивать давление газа внутри колбы лампы не менее 600 мм ртутного столба.
На светодиодную ленту может быть нанесен порошковый люминофор.
Выполнение каждой светодиодной ленты в виде последовательно соединенных светодиодных элементов, содержащей, по меньшей мере, два крайних светодиодных элемента и средний светодиодный элемент, соединяющий крайние светодиодные элементы, причем средние светодиодные элементы, расположены в плоскости, перпендикулярной оси светодиодной лампы, а каждый крайний светодиодный элемент светодиодной ленты установлен с наклоном на держателе и расположен в одной из противоположных друг другу плоскостей, параллельных оси лампы, таким образом, что их проекции на плоскости в совокупности образуют форму буквы X, позволяет получить равномерное распределение светового потока в широком диапазоне телесного угла.
Наличие средних светодиодных элементов, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси светодиодной лампы, обеспечивает необходимую интенсивность светового потока вдоль оси лампы, при этом в совокупности формируется равномерный световой поток практически во всем диапазоне телесного угла.
Расположение крайних светодиодных элементов с наклоном в противоположных плоскостях, параллельных оси лампы таким образом, что их проекции на плоскости в совокупности образуют форму буквы X, позволяет сформировать равномерный световой поток в боковой части сферы относительно оси светодиодной лампы.
На фиг. 1 представлена светодиодная лампа с одной светодиодной лентой, выполненной из трех светодиодных элементов.
На фиг. 2 представлена светодиодная лампа с двумя светодиодными лентами, каждая из которых выполнена с тремя светодиодными элементами.
2
Светодиодная лампа содержит (фиг. 1, 2) колбу лампы 1, стойку сердечника 2, держатели 3, блок питания 4, цоколь лампы 5. Колба лампы 1 вакуумирована для формирования герметичной камеры, заполненной газом с низким коэффициентом вязкости и высоким коэффициентом теплопроводности таким как, например, He, или смесь газов He и N, или смесь инертных газов в ином сочетании. Светодиодная лента выполнена в виде последовательно соединенных светодиодных элементов, двух крайних 6 и одного среднего 7 элемента со светодиодными чипами 8, излучающими свет во всех направлениях. Крайние светодиодные элементы 6 закреплены концами на держателях 3, электрически соединенных с блоком питания 4, подключенным через цоколь 5 к внешнему источнику питания. Каждый крайний светодиодный элемент 6 установлен с наклоном на одном из двух держателей 3 и расположен в одной из противоположных плоскостей, параллельных оси лампы, таким образом, что их проекции на плоскости в совокупности образуют форму буквы X. Каждый средний светодиодный элемент 7, соединен с крайними элементами 6 и расположен в плоскости, перпендикулярной оси светодиодной лампы. Светодиодная лампа может быть выполнена в различных вариантах с одной, двумя и т.д. светодиодными лентами. При числе светодиодных лент, равном двум и более, средние светодиодные элементы 7 образуют в плоскости, перпендикулярной оси лампы, соответственно четырехлучевую, шестилучевую и многолучевую звезду.
Держатели 3 выполнены в форме Ш-образных (фиг. 2) либо П-образных (фиг. 1) направленных встречно элементов, лежащих в плоскости, перпендикулярной оси лампы, и закреплены на торцевой части стойки сердечника 2. Держатели 3 подсоединены к выходным электродам блока питания 4 и одновременно выполняют роль тоководов. Входные электроды блока питания 4 через проводники соединены с контактами цоколя 5 светодиодной лампы.
Светодиодные элементы 6 выполнены в виде светодиодных чипов 8, имеющих один и тот же или различный спектр светового потока, определяющие цвет люминесценции.
Колба лампы 1 изготавливается на высокопроизводительных стекловыдувных автоматах из стекла, имеющего высокие оптические свойства.
2
2
Колба лампы 1 наполняется газом, имеющим низкий коэффициент вязкости и высокий коэффициент теплопроводности, включающим в различных вариантах He (гелий), или смесь газов He и N (гелий и азот), или смесь He и Н, (гелий и водород), или смесь других инертных газов. Оптимально и при комнатной температуре обеспечивать давление газа внутри колбы лампы не менее 600 мм ртутного столба.
Работает светодиодная лампа следующим образом.
В рабочем состоянии напряжение от внешнего источника питания через электроды (на чертежах не показаны) цоколя 5 светодиодной лампы подается на блок питания 4 и далее с его выхода через держатели 3 передается на светодиодные ленты, представляющие собой последовательно соединенные крайние 6 и средние 7 светодиодные элементы. При протекании электрического тока через чипы 8 происходит преобразование электрической энергии в энергию светового потока.
Средние светодиодные элементы, расположенные в плоскости, перпендикулярной оси светодиодной лампы, создают дополнительный световой поток вдоль оси лампы, а расположение крайних элементов в противоположных друг другу плоскостях исключает перекрытие светового потока в зоне их пересечения.
Наиболее равномерный световой поток обеспечивается при числе светодиодных лент, равном двум и более.
Заявляемая полезная модель может найти широкое применение при создании светодиодных ламп, обладающих высокими потребительскими свойствами за счет равномерного распределения светового потока в широком диапазоне телесного угла. Заявляемая светодиодная лампа может использоваться в бытовых светильниках, осветительных устройствах производственного назначения, в качестве замены ламп накаливания и является совместимой со стандартными осветительными устройствами.