RU109330U1

RU109330U1 - SEMICONDUCTOR LIGHT SOURCE

Info

Publication number: RU109330U1
Application number: RU2011112662/28U
Authority: RU
Inventors: Евгений Александрович Викторенко; Сергей Владимирович Дениско; Владимир Тихонович Сорокин; Виталий Сергеевич Лукаш; Николай Николаевич Бакин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт полупроводниковых приборов" (ОАО "НИИПП")
Priority date: 2011-04-01
Filing date: 2011-04-01
Publication date: 2011-10-10

Abstract

1. Полупроводниковый источник света, состоящий из стандартного лампового цоколя, линзы из рассеивающего свет материала, двусторонней печатной платы, на внешней стороне которой размещен, по крайней мере, один светодиод, а на внутренней - стабилизатор тока и выпрямительный диодный мост, отличающийся тем, что на периферии печатной платы выполнено полукруглое металлизированное отверстие для электрического соединения одного из выводов диодного моста с внутренней поверхностью цоколя. ! 2. Полупроводниковый источник света по п.1, отличающийся тем, что светодиод представляет собой гибридно-интегральный модуль из параллельно-последовательно соединенных излучающих кристаллов. 1. A semiconductor light source, consisting of a standard lamp base, a lens made of light-scattering material, a double-sided printed circuit board, on the outside of which at least one LED is placed, and on the inside there is a current stabilizer and a rectifier diode bridge, characterized in that a semicircular metallized hole is made on the periphery of the printed circuit board for electrical connection of one of the terminals of the diode bridge with the inner surface of the base. ! 2. The semiconductor light source according to claim 1, characterized in that the LED is a hybrid integrated module from parallel-series connected emitting crystals.

Description

Полезная модель относится к светодиодной технике, к источникам света, предназначенным для локального освещения и для замены лампочек накаливания в аппаратуре гражданского и иного назначения с малым диаметром цоколя (типа S6s/10 и др.). Лампочки с указанным цоколем используются в аппаратуре для подсветки шкал электроприборов, в приборах сигнализации, в индикаторной аппаратуре, и других устройствах.The utility model relates to LED technology, to light sources intended for local lighting and for replacing incandescent bulbs in civil and other equipment with a small base diameter (type S6s / 10, etc.). Bulbs with the indicated base are used in equipment for illuminating the scales of electrical appliances, in alarm devices, in indicator equipment, and other devices.

Известен миниатюрный полупроводниковый источник света, аналогичного назначения [1]. Этот источник света выполнен в виде монолитной гибридной интегральной схемы, состоящей из стандартного лампового цоколя, теплопроводной керамической подложки, спаянной с теплоотводящим основанием, с размещенными на ней излучающими кристаллами. Для центрального электрода цоколя в центре керамической подложки выполнено отверстие, а световыводящая линза имеет куполообразную форму и изготовлена из материала, содержащего рассеивающие излучение вещества. Монолитность конструкции данного источника делает его устойчивым к вибрационным и ударным нагрузкам, однако использование в качестве источников света светоизлучающих кристаллов спаянных с керамической подложкой усложняет технологию изготовления, увеличивает трудоемкость и удорожает изделие.Known miniature semiconductor light source, similar purpose [1]. This light source is made in the form of a monolithic hybrid integrated circuit consisting of a standard lamp base, a heat-conducting ceramic substrate, soldered to a heat-removing base, with emitting crystals placed on it. A hole is made for the center electrode of the socle in the center of the ceramic substrate, and the light-emitting lens is dome-shaped and made of a material containing radiation-scattering substances. The monolithic design of this source makes it resistant to vibration and shock loads, however, the use of light-emitting crystals soldered to a ceramic substrate as light sources complicates the manufacturing technology, increases the complexity and increases the cost of the product.

Полупроводниковый источник света (прототип) [2], состоит из лампового цоколя, светодиода, диэлектрической втулки, закрепленной на торце цоколя, балластного резистора, электрическая связь одного из электрических выводов светодиода с цоколем осуществляется через балластный резистор по его внутренней металлической поверхности, причем светодиод входит в цоколь до плоскости крепления полупроводникового излучающего элемента. Свободный внутренний объем цоколя заполнен теплопроводящей цокольной мастикой. К недостаткам этого источника света следует отнести отсутствие внутренней схемы стабилизации и сложность пайки балластного резистора к внутренней поверхности цоколя. Следствием этого является то, что яркость и надежность работы этого источника света по объективным причинам существенно зависит от возможных колебаний тока, протекающего через светодиоды. Кроме того, в данном варианте полупроводникового источника света возможно использовать только рамочный круглый светодиод с уже сформированной линзой диаметром 5 мм или 10 мм, что накладывает ограничения на диаметр цоколя.A semiconductor light source (prototype) [2], consists of a lamp base, an LED, a dielectric sleeve mounted on the end of the base, a ballast, the electrical connection of one of the electrical terminals of the LED with the base is carried out through the ballast resistor along its inner metal surface, and the LED is included in the basement to the plane of attachment of the semiconductor emitting element. The free internal volume of the base is filled with heat-conducting base mastic. The disadvantages of this light source include the lack of an internal stabilization circuit and the difficulty of soldering a ballast resistor to the inner surface of the base. The consequence of this is that the brightness and reliability of this light source for objective reasons substantially depends on possible fluctuations in the current flowing through the LEDs. In addition, in this embodiment of the semiconductor light source, it is possible to use only a round circular LED with an already formed lens with a diameter of 5 mm or 10 mm, which imposes restrictions on the diameter of the base.

Целью данного изобретения является уменьшение габаритных размеров полупроводниковых ламп с одновременным снижением трудоемкости изготовления и увеличением устойчивости к внешним воздействиям.The aim of this invention is to reduce the overall dimensions of semiconductor lamps while reducing the complexity of manufacturing and increasing resistance to external influences.

Для достижения поставленной цели предлагается конструкция полупроводникового источника света, представленная на фиг.1. Полупроводниковый источник света состоит из типового лампового цоколя 1, двусторонней печатной платы 2, на одной стороне которой размещен светодиод 4, а на другой электрическая схема из выпрямительного диодного моста 5 и стабилизатора тока 6. Один из электрических выводов схемы через полукруглое металлизированное отверстие 7 в печатной плате путем пайки соединен с внутренней поверхностью цоколя, а другой вывод электрической схемы через центральный металлический электрод с центральным электродом цоколя. Купол линзы 3 выполнен из рассеивающего свет материала. Монолитность конструкции данного источника делает его устойчивым к вибрационным и ударным нагрузкам.To achieve this goal, it is proposed the design of a semiconductor light source, shown in figure 1. A semiconductor light source consists of a typical lamp base 1, a double-sided printed circuit board 2, on one side of which an LED 4 is placed, and on the other an electric circuit from a rectifier diode bridge 5 and a current stabilizer 6. One of the electrical terminals of the circuit through a semicircular metallized hole 7 in the printed the circuit board is by soldering connected to the inner surface of the base, and the other terminal of the electrical circuit through the central metal electrode with the central electrode of the base. The lens dome 3 is made of light-scattering material. The monolithic design of this source makes it resistant to vibration and shock loads.

На Фиг.2 приведена принципиальная электрическая схема заявляемого полупроводникового источника света. Здесь DA1 микросхема LM 317, R1 - ограничивающий резистор, DV1 - диодный мост VB6S, VD1 - светодиод с тремя кристаллами, соединенными последовательно.Figure 2 shows a circuit diagram of the inventive semiconductor light source. Here DA1 is an LM 317 chip, R1 is a limiting resistor, DV1 is a VB6S diode bridge, VD1 is an LED with three crystals connected in series.

Микросхемы LM 317 представляют собой регулируемые стабилизаторы напряжения с выходным напряжением 1,2-37 В при выходном токе до 1,5 А, они снабжены защитой от короткого замыкания, выходной ток не за висит от температуры кристалла, рабочий диапазон температур от минус 55 до 150°С.LM 317 microcircuits are adjustable voltage stabilizers with an output voltage of 1.2-37 V at an output current of up to 1.5 A, they are equipped with short circuit protection, the output current does not depend on the crystal temperature, the operating temperature range is from minus 55 to 150 ° C.

В схеме, приведенной на Фиг.2, микросхема LM 317 в пластиковом корпусе ТО-220 выступает в качестве стабилизатора тока. При этом ток стабилизации ограничивается резистором R1, а значение тока определяется из выражения: I=1,25/R1 (0,8≤R1≤120 Ом). В случае последовательно соединенных кристаллов со значением тока 20 мА номинал резистора составляет 62 Ом. Рассеиваемая резистором электрическая мощность не превышает 30 мВт так, что может быть использован чип резистор размером 0805, рассеивающий мощность не менее 125 мВт.In the circuit shown in FIG. 2, the LM 317 chip in the TO-220 plastic case acts as a current stabilizer. In this case, the stabilization current is limited by the resistor R1, and the current value is determined from the expression: I = 1.25 / R1 (0.8≤R1≤120 Ohm). In the case of series-connected crystals with a current value of 20 mA, the resistor rating is 62 ohms. The electric power dissipated by the resistor does not exceed 30 mW so that a 0805 resistor chip can be used, dissipating power of at least 125 mW.

Положительный результат достигается тем, что на периферии печатной платы сформировано полукруглое металлизированное отверстие, электрически соединенное с одним из выводов диодного моста, через которое происходит пайка этого вывода к внутренней поверхности цоколя.A positive result is achieved by the fact that a semicircular metallized hole is formed on the periphery of the printed circuit board, electrically connected to one of the terminals of the diode bridge, through which this terminal is soldered to the inner surface of the base.

Заявляемая конструкция оказалась более надежной, более простой в изготовлении, технологичной, а в условиях промышленного производства поддающейся автоматизации, что является существенным преимуществом перед прототипом.The inventive design was more reliable, easier to manufacture, technologically advanced, and in industrial production amenable to automation, which is a significant advantage over the prototype.

Пример практического исполнения. Была изготовлена партия полупроводниковых источников света предлагаемой конструкции с использованием стандартных цоколей B9s/14 и Е10\13 диаметром 9 и 10 мм в количестве 100 шт. Светодиоды белого цвета свечения, содержащие три светоизлучающих кристалла, были припаяны к проводящим площадкам двусторонней печатной платы, таким образом, чтобы кристаллы были соединены последовательно. На противоположной стороне печатной платы припаивались стабилизатор тока LM 317, ограничивающий ток резистор и диодный мост MB6S. Площадка одного из выводов диодного моста была соединена с полукруглым металлизированным отверстием на периферии печатной платы, через которое осуществлялась пайка этого вывода к внутренней поверхности цоколя. Далее весь блок герметизировался эпоксидным компаундом с использованием специальной заливочной формы. В результате достигалась монолитность конструкции источника света и формировалась куполообразная линза диаметром И мм и высотой 10 мм. Рабочее напряжение полученных образцов составляло 28 В, рабочий ток был≤20 мА.An example of practical implementation. A batch of semiconductor light sources of the proposed design was manufactured using standard socles B9s / 14 and E10 \ 13 with a diameter of 9 and 10 mm in an amount of 100 pcs. White LEDs containing three light-emitting crystals were soldered to the conductive pads of a double-sided printed circuit board, so that the crystals were connected in series. On the opposite side of the circuit board, an LM 317 current stabilizer, a current limiting resistor and an MB6S diode bridge were soldered. The platform of one of the terminals of the diode bridge was connected to a semicircular metallized hole on the periphery of the printed circuit board, through which the soldering of this output to the inner surface of the base was carried out. Further, the entire block was sealed with an epoxy compound using a special casting mold. As a result, the solidity of the light source design was achieved and a dome-shaped lens with a diameter of I mm and a height of 10 mm was formed. The operating voltage of the obtained samples was 28 V, the operating current was ≤20 mA.

Экспериментальные образцы полупроводниковых источников света были обследованы в ФГУП «Производственное объединение «Новосибирский приборостроительный завод»» г.Новосибирск, где прошли полный цикл испытаний в составе комплекса 1П22. По заключению данного предприятия полупроводниковые источники света, изготовленные по данному предложению, удовлетворяют всем требованиям, предъявляемым к комплексу 1П22.Experimental samples of semiconductor light sources were examined at the FSUE Production Association Novosibirsk Instrument-Making Plant, Novosibirsk, where they underwent a full test cycle as part of the 1P22 complex. According to the conclusion of this enterprise, semiconductor light sources manufactured according to this proposal satisfy all the requirements for the 1P22 complex.

В рамках данного предложения вместо светодиода может быть использован гибридно-интегральный модуль из параллельно-последовательно соединенных излучающих кристаллов.In the framework of this proposal, instead of an LED, a hybrid-integrated module from parallel-series-connected emitting crystals can be used.

Поскольку предлагаемый источник света имеет стандартный ламповый цоколь, то в находящемся в эксплуатации оборудовании легко заменить применяемые лампы накаливания предлагаемыми источниками света, работает источник аналогично лампам накаливания.Since the proposed light source has a standard lamp base, it is easy to replace the used incandescent lamps with the proposed light sources in the equipment in use, the source works similarly to incandescent lamps.

Таким образом, предлагаемый источник света является надежным, простым в изготовлении и сборке, удобным в эксплуатации, долговечным.Thus, the proposed light source is reliable, easy to manufacture and assemble, convenient to use, and durable.

Источники информацииInformation sources

1. Патент RU 95182, 24.02.20101. Patent RU 95182, 02.24.2010

2. Патент RU 2231170,13.05.20022. Patent RU 2231170,13.05.2002

Claims

1. A semiconductor light source, consisting of a standard lamp base, a lens made of light-scattering material, a double-sided printed circuit board, on the outside of which at least one LED is placed, and on the inside there is a current stabilizer and a rectifier diode bridge, characterized in that a semicircular metallized hole is made on the periphery of the printed circuit board for electrical connection of one of the terminals of the diode bridge with the inner surface of the base.

2. The semiconductor light source according to claim 1, characterized in that the LED is a hybrid integrated module from parallel-series connected emitting crystals.