RU141312U1

RU141312U1 - LED LAMP (OPTIONS)

Info

Publication number: RU141312U1
Application number: RU2013158634/28U
Authority: RU
Inventors: Антон Владимирович Киселев
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Национальная Химическая Компания"
Priority date: 2013-12-30
Filing date: 2013-12-30
Publication date: 2014-05-27

Abstract

1. Светодиодная лампа, содержащая цоколь и соединённый с ним закрепленный в корпусе переходной элемент, изготовленный из диэлектрического материала с полостью в центре, в которой расположен блок питания, соединённый со светодиодным модулем, представляющим собой печатную плату с закрепленными на одной ее стороне светодиодами, на другой стороне которой установлено теплопроводное металлическое основание, при этом светодиодный модуль через теплопроводное металлическое основание закреплён на радиаторе, выполненном в виде металлического цилиндра с внешним оребрением, а также рассеиватель из транспарантного материала, закрепленный со стороны светодиодов, отличающаяся тем, что рассеиватель выполнен в виде стакана и в зоне примыкания к корпусу со скошенным торцем боковой стенки, светодиоды на круглой в плане печатной плате расположены на по крайней мере одной окружности дистантно относительно друг друга для обеспечения распределения светового потока во внутреннем объеме рассеивателя и подсветки его боковой стенки путем подачи светового излучения на скошенную поверхность торца рассеивателя, радиатор размещен снаружи корпуса, а цоколь с переходным элементом размещены внутри радиатора.2. Светодиодная лампа по п. 1, отличающаяся тем, что рассеиватель выполнен из пластика, по оптическим характеристикам близкого к стеклу.3. Светодиодная лампа по п. 1, отличающаяся тем, что рассеиватель выполнен из поликарбоната.4. Светодиодная лампа по п. 1, отличающаяся тем, что рассеиватель выполнен матовым.5. Светодиодная лампа по п. 1, отличающаяся тем, что на наружной поверхности радиатора ребра выполнены продольно ориентиров�1. An LED lamp containing a base and a transition element connected to it fixed in the housing, made of a dielectric material with a cavity in the center, in which a power supply unit is connected, connected to an LED module, which is a printed circuit board with LEDs mounted on one side of it, on the other side of which has a heat-conducting metal base, while the LED module is mounted through a heat-conducting metal base on a radiator made in the form of a metal cylinder with external fins, as well as a diffuser made of transparent material, mounted on the side of the LEDs, characterized in that the diffuser is made in the form of a cup and in the area adjacent to the case with a beveled end of the side wall, the LEDs on the circular printed circuit board are located at least one circle distantly relative to each other to ensure the distribution of light flux in the internal volume of the diffuser and illuminate its side wall by supplying light radiation to the beveled surface s end of the diffuser, a radiator is placed outside the housing and cap with the transfer element accommodated inside radiatora.2. The LED lamp according to claim 1, characterized in that the diffuser is made of plastic, which is close to glass in optical characteristics. 3. The LED lamp according to claim 1, characterized in that the diffuser is made of polycarbonate. 4. The LED lamp according to claim 1, characterized in that the diffuser is made opaque. 5. LED lamp according to claim 1, characterized in that on the outer surface of the radiator the fins are made longitudinally oriented�

Description

Полезная модель относится к области светотехники, в частности, к осветительным приборам и предназначена для использования в бытовых и производственных светильниках широкого назначения.The utility model relates to the field of lighting, in particular, to lighting devices and is intended for use in household and industrial lighting fixtures for a wide range of purposes.

Известна светодиодная лампа, содержащая цоколь, жестко скрепленный с ним переходный элемент, установленные на нем радиатор и светодиодный источник света, представляющий собой плату, на которой размещены светодиоды, соединенные с блоком питания. Радиатор выполнен в виде стакана с круглым основанием и цилиндрической частью, внешняя поверхность которого по всей окружности выполнена ребристой, а на внешней стороне основания радиатора установлена плата со светодиодами и рефлекторный колпак в форме усеченного конуса (RU 101269, H01L 33/00, опубл. 10.01.2011)A known LED lamp containing a base, a transition element rigidly fastened to it, a radiator mounted on it and an LED light source, which is a board on which the LEDs are connected to the power supply. The radiator is made in the form of a glass with a round base and a cylindrical part, the outer surface of which is ribbed around the entire circumference, and on the outside of the radiator base there is a board with LEDs and a reflector cap in the form of a truncated cone (RU 101269, H01L 33/00, publ. 10.01 .2011)

Недостатком светодиодной лампы является сложность конструкции радиатора и необходимость дополнительного крепления радиатора к переходному элементу.The disadvantage of LED lamps is the complexity of the design of the radiator and the need for additional mounting of the radiator to the transition element.

Известна светодиодная лампа, содержащая модуль светодиодного излучателя, включающий печатную плату со светодиодами, радиатор, выполненный в виде шайбы, на которой закреплен полый цилиндрический корпус. В корпусе установлена плата преобразования напряжения и задания тока, подключенная к модулю светодиодного излучателя. К корпусу присоединен цоколь. Наружная поверхность шайбы радиатора выполнена ребристой, причем ребра могут быть выполнены различной формы: (остроугольные, волнистые, полуцилиндрические и др). (RU 71032, H01L 33/00, опубл. 20.02.2008)Known LED lamp containing a module of the LED emitter, including a printed circuit board with LEDs, a radiator made in the form of a washer on which a hollow cylindrical body is mounted. A voltage conversion and current setting board is installed in the case, connected to the LED emitter module. A base is attached to the housing. The outer surface of the radiator washer is ribbed, and the ribs can be made of various shapes: (acute-angled, wavy, semi-cylindrical, etc.). (RU 71032, H01L 33/00, publ. 02.20.2008)

Недостатком светодиодной лампы является сложная конструкция радиатора, требующая изготовления методом литья под давлением из алюминиевого сплава, с необходимостью нанесения на наружную поверхность электроизоляционного покрытия, что приводит к повышению ее себестоимости.The disadvantage of LED lamps is the complex design of the radiator, which requires injection molding from an aluminum alloy, with the need to apply an insulating coating to the outer surface, which leads to an increase in its cost.

Известна светодиодная лампа, содержащая светодиодный модуль, выполненный в виде основания с закрепленными на нем единичными светодиодами, радиатор, преобразователь напряжения, средство токоподвода, выполненное в виде цоколя, при этом основание светодиодного модуля расположено, поверх радиатора, а преобразователь напряжения электрически соединен соответственно с основанием светодиодного модуля и с цоколем. Радиатор выполнен в виде протяженного полого тела, снабженного ребрами, расположенными на его внешней боковой поверхности, преобразователь напряжения помещен в полости радиатора, цоколь скреплен с радиатором. Внешняя боковая поверхность радиатора покрыта кожухом (RU 108693, H01L 33/00, опубл. 20.09.2011).A known LED lamp containing an LED module made in the form of a base with single LEDs mounted on it, a radiator, a voltage converter, a current supply means made in the form of a cap, the base of the LED module is located on top of the radiator, and the voltage converter is electrically connected respectively to the base LED module and base. The radiator is made in the form of an extended hollow body equipped with ribs located on its outer side surface, the voltage transducer is placed in the cavity of the radiator, the base is fastened to the radiator. The outer side surface of the radiator is covered with a casing (RU 108693, H01L 33/00, publ. 09/20/2011).

Недостатком светодиодной лампы также является сложная конструкция радиатора, требующая дорогостоящего, многоуровневого и сложного изготовления методом литья под давлением из алюминиевого сплава. При данном исполнении светодиодной лампы необходима дополнительная электроизоляция блока питания, а также наличие дополнительного переходного элемента для крепления цоколя к радиатору, что усложняет конструкцию светодиодной лампы в целом и приводит к повышению ее себестоимости.The disadvantage of LED lamps is also the complex design of the radiator, which requires an expensive, multi-level and complex manufacture by injection molding from an aluminum alloy. With this version of the LED lamp, additional electrical insulation of the power supply is necessary, as well as the presence of an additional transition element for attaching the base to the radiator, which complicates the design of the LED lamp as a whole and leads to an increase in its cost.

Наиболее близким к заявленному является известная светодиодная лампа, содержащая светодиодный модуль, выполненный в виде основания с закрепленными на нем светодиодами, рассеиватель, имеющий форму части сферического тела, корпус, имеющий форму тела вращения с размещенным внутри него радиатором с продольными ребрами, блок питания, соединенный со светодиодным модулем, а также цоколем, корпус выполнен из диэлектрического пластика с дополнительной полостью в центре и с продольными ребрами и чередующимися окнами между ними на боковой поверхности, и с зазором между продольными ребрами и дополнительной полостью, в котором размещен радиатор с продольными ребрами, ответными окнам продольных ребер корпуса, а блок питания установлен в дополнительной полости корпуса (RU 119166, H01L 33/00, опубл. 10.08.2012).Closest to the claimed one is a known LED lamp containing an LED module made in the form of a base with LEDs mounted on it, a diffuser having the shape of a part of a spherical body, a body having the shape of a body of revolution with a radiator with longitudinal ribs located inside it, a power supply connected with an LED module and a base, the housing is made of dielectric plastic with an additional cavity in the center and with longitudinal ribs and alternating windows between them on a side turn NOSTA, and with a gap between the longitudinal ribs and the additional cavity, which accommodates the radiator with longitudinal ribs the longitudinal ribs windows mating housing and the power supply is installed in the additional cavity of the housing (RU 119166, H01L 33/00, publ. 10.08.2012).

Данное решение принято в качестве прототипа для обоих заявленных объектов.This decision was made as a prototype for both declared objects.

В данной светодиодной лампе радиатор (единственный элемент, осуществляющий отвод тепла от светодиодов и блока питания) расположен внутри корпуса, выполненного с радиальными ребрами. Отвод тепла осуществляется через окна между ребрами. Такое исполнение не позволяет должным образом поддерживать нормальный температурный режим внутри корпуса при длительной эксплуатации включенной лампы, так как отвод тепла проходит конвективным способом, то есть естественным выходом тепла через окна. Внутри корпуса всегда сохраняется повышенная температура, которая негативно сказывается на эксплуатационной надежности лампы.In this LED lamp, the radiator (the only element that removes heat from the LEDs and the power supply) is located inside the housing, made with radial ribs. Heat is removed through the windows between the ribs. This design does not allow to properly maintain the normal temperature regime inside the case during long-term operation of the switched on lamp, since the heat dissipation is carried out in a convective manner, that is, by the natural release of heat through the windows. Inside the case, an elevated temperature always remains, which negatively affects the operational reliability of the lamp.

Кроме того, выполнение печатной плате с теплопроводным металлическим основанием, посаженной непосредственно на радиатор, утопленный в корпусе ухудшает условия отвода тепла от светодиодной платы из-за технологических неточностей изготовления частей корпуса и неравномерного прилегания основания к радиатору, а также из-за ненулевого теплового сопротивления прокладки. Измеренный перепад температур составляет примерно 8 K. Так как весь допустимый перепад температур между кристаллом светодиодов (СД) и окружающей средой составляет примерно 25…30 K, а также потому, что на пути тепла имеются еще несколько тепловых сопротивлений, а именно - сопротивления «кристалл СД-корпус СД», «корпус СД-плата СД», «плата СД-радиатор в корпуса лампы», то данное тепловое сопротивление блокирует передачу до 50%, а, возможно, и больше 50% тепла на радиатор в корпусе лампы.In addition, the implementation of the printed circuit board with a heat-conducting metal base mounted directly on the radiator, recessed in the housing, worsens the conditions for heat removal from the LED board due to technological inaccuracies in the manufacture of housing parts and uneven adhesion of the base to the radiator, as well as due to non-zero thermal resistance of the gasket . The measured temperature difference is approximately 8 K. Since the entire allowable temperature difference between the LED crystal (LED) and the environment is approximately 25 ... 30 K, and also because there are several more thermal resistances on the heat path, namely the “crystal” resistance SD-housing SD ”,“ housing SD-board SD ”,“ board LED-radiator in the lamp housing ”, this thermal resistance blocks the transfer of up to 50%, and possibly more than 50% of the heat to the radiator in the lamp housing.

Вопрос теплоотвода для светодиодной лампы имеет серьезное значение.The issue of heat dissipation for an LED lamp is of serious importance.

Дело в том, что даже эффективность 100 Люмен на Ватт означает «только» 25% преобразования подводимой электрической энергии в световую. Если сравнивать с обычной лампой накаливания, у которой эффективность составляет примерно 3%, то оставшиеся 75% выделяются в виде тепла, и это тепло должно быть эффективно отведено от кристалла СД. Светодиоды уменьшают свою эффективность с ростом температуры кристалла. Также, начинает уменьшаться срок жизни светодиода. Руководство по разработке светодиодных светильников фирмы CREE рекомендует ограничивать температуру кристалла СД «потолком» в 80°C. В то же время, температура окружающей среды, при которой лампа должна нормально долгое время, обычно 50000 часов, функционировать, берется равной 55°C (офисное здание с вентилируемым потолком). Ясно, что офисный или домашний подвесной потолок может быть и не вентилируемым, так что температура в 55°C не кажется чрезмерной. Лучше даже выбрать, как целевую, температуру за потолком 60°C. Итого, весь перепад температур «кристалл СД-окружающая среда» составляет 20°C.The fact is that even an efficiency of 100 Lumens per Watt means “only” 25% of the conversion of the supplied electric energy into light. If compared with a conventional incandescent lamp, which has an efficiency of approximately 3%, the remaining 75% is released in the form of heat, and this heat should be effectively removed from the LED crystal. LEDs decrease their efficiency with increasing crystal temperature. Also, the life of the LED begins to decrease. The CREE LED luminaire development guide recommends limiting the LED crystal temperature to a ceiling of 80 ° C. At the same time, the ambient temperature at which the lamp should function normally for a long time, usually 50,000 hours, is taken to be 55 ° C (office building with a ventilated ceiling). It is clear that an office or home suspended ceiling may not be ventilated, so that a temperature of 55 ° C does not seem excessive. It is even better to choose a target temperature of 60 ° C behind the target. Total, the entire temperature difference “crystal-environment-SD” is 20 ° C.

Вроде бы, пока - все неплохо, но нужно учесть следующие факторы. Во-первых, тепловое сопротивление корпуса СД 8°C/Вт является достижением именно фирмы CREE. У других производителей это сопротивление обычно выше, и составляет 9-12°C/Вт. Во-вторых, СД требуют низковольтного питания.It seems to be so far - everything is not bad, but the following factors should be taken into account. Firstly, the thermal resistance of the LED housing of 8 ° C / W is the achievement of CREE. For other manufacturers, this resistance is usually higher, and is 9-12 ° C / W. Secondly, LEDs require low voltage power.

При типовом напряжении на переходе СД, равном 3,1 В, при соединении 16-ти СД в последовательную цепь получаем «50 В напряжения питания при постоянном токе 0,3 А. То есть, мощность, потребляемая СД, составляет 15 Вт. Существующие блоки питания, преобразующие переменное напряжение 110 В или 220 В в постоянное напряжение, скажем, 50 В, и при этом стабилизирующие ток СД (что необходимо для их долгой и стабильной работы), имеют КПД не выше 85%. Типовым является значение 75%. То есть, для того, чтобы подать на цепь из СД мощность 15 Вт, блок питания «заберет» из сети 15/КПД=20 Вт. Разницу в 5 Вт в потребленной от сети и выделенной на СД мощности также должен рассеять в окружающем пространстве корпус лампы.With a typical voltage at the LED transition equal to 3.1 V, when connecting 16 LEDs to a serial circuit, we get “50 V of the supply voltage at a direct current of 0.3 A. That is, the power consumed by the LED is 15 W. Existing power supplies that convert an alternating voltage of 110 V or 220 V to a constant voltage, say, 50 V, and at the same time stabilize the LED current (which is necessary for their long and stable operation), have an efficiency of not higher than 85%. A typical value is 75%. That is, in order to supply 15 W power to the circuit from the SD, the power supply will “pick up” 15 / Efficiency = 20 W from the network. The difference of 5 W in the power consumed from the network and the power allocated to the LED should also be dissipated in the surrounding space by the lamp housing.

Для уменьшения общего теплового сопротивления «кристалл СД-окружающая среда» необходимо использовать комплекс мер, но главное (если не рассматривать такие экзотические, хотя и применяемые в ряде разработок решения, как принудительный обдув радиатора СД при помощи вентилятора, а именно - веерообразного вентилятора, приводимого в действие, например, сегнетоэлектрической пластиной, колеблющейся в случае приложения к ее обкладкам переменного напряжения, и «сдувающего» пограничный слой воздуха с радиатора (US 7213940) - нужно увеличить полезную площадь радиатора (корпуса). Чтобы это сделать, необходимо выполнить корпус лампы в виде радиатора с увеличенной рабочей поверхностью теплоотвода. При этом, тепловое сопротивление теплоотвода уменьшается примерно в 1,8-2 раза, что позволит или уменьшить размеры и вес корпуса лампы, или применить дешевые СД с большим тепловым сопротивлением корпуса, или позволит увеличить количество СД, а значит - светоотдачу лампы, или можно сделать и то, и другое, и третье. Учитывая, что стоимость корпуса и блока питания лампы составляют до 80% от стоимости всей лампы, увеличение количества СД не сильно скажется на ее общей цене, но, зато, позволит получить больше света от одного светильника, и, возможно, позволит уменьшить общее количество используемых светильников, а это уже прямой путь к экономии средств.To reduce the overall thermal resistance of the “SD-environment crystal", it is necessary to use a set of measures, but the main thing (if you do not consider such exotic, although used in some developments, solutions, such as forced blowing of the SD radiator with a fan, namely, a fan-shaped fan driven into action, for example, with a ferroelectric plate, oscillating if alternating voltage is applied to its plates, and "blowing off" the boundary layer of air from the radiator (US 7213940) - you need to increase the useful the area of the radiator (housing). To do this, it is necessary to make the lamp housing in the form of a radiator with an enlarged working surface of the heat sink, while the thermal resistance of the heat sink decreases by about 1.8-2 times, which will either reduce the size and weight of the lamp housing, or apply cheap LEDs with high thermal resistance of the case, or will increase the number of LEDs, which means the light output of the lamp, or you can do both the one and the third. Given that the cost of the lamp housing and power supply is up to 80% of the cost of the entire lamp, an increase in the number of LEDs will not greatly affect its total price, but, on the other hand, it will allow more light from one lamp, and possibly reduce the total number of used fixtures, and this is a direct way to save money.

Кроме того, в известной лампе сделана попытка повторить форму обычной лампы, что привело к сложности изготовления рассеивателя, цоколя и корпуса.In addition, an attempt was made in the well-known lamp to repeat the shape of a conventional lamp, which led to the difficulty of manufacturing a diffuser, a base, and a housing.

Основной задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью является создание светодиодной лампы, обладающей высокой надежностью, повышенной эффективностью освещения (за счет использования комбинированной засветки рассеивателя) и уменьшенными габаритными размерами (за счет использования внутреннего объема радиатора для размещения в нем цоколя).The main task to be solved by the proposed utility model is the creation of an LED lamp with high reliability, increased lighting efficiency (due to the use of combined illumination of the diffuser) and reduced overall dimensions (due to the use of the internal volume of the radiator to accommodate the base).

Настоящая полезная модель направлена на достижение технического результата, заключающегося в повышении эксплуатационных характеристик лампы, уменьшении ее габаритов и повышении долговечности за счет оптимизации тепловых режимов путем вывода радиатора из корпуса.This utility model is aimed at achieving a technical result consisting in improving the lamp performance, reducing its dimensions and increasing durability by optimizing thermal conditions by removing the radiator from the housing.

Указанный технический результат достигается тем, что в светодиодной лампе, включающей цоколь, соединенный с ним переходной элемент, изготовленный из диэлектрического пластика с дополнительной полостью в центре, в которой расположен блок питания соединенный со светодиодным модулем, выполненным на печатной плате с теплопроводным металлическим основанием, закрепленный на радиаторе, светодиоды на плате расположены таким образом, чтобы обеспечивать равномерное распределение светового потока во внутреннем объеме рассеивателя, а также обеспечивать торцевую подсветку непосредственно самого материала рассеивателя, при этом рассеиватель, выполнен в виде стакана с основанием и цилиндрической частью, отличающейся тем, что выполнен из пластика, по оптическим характеристикам близкого к стеклу, например, поликарбоната, причем радиатор, выполненный в форме цилиндра с расположенными с внешней стороны продольно ориентированными ребрами, лежащими в плоскостях, проходящих через ось лампы, имеет внутри полость, в которой размещается цоколь, при этом цоколь целиком скрыт внутри радиатора, что позволяет сократить общий габаритный размер лампы.The specified technical result is achieved in that in the LED lamp, including the base, the adapter element connected to it, made of dielectric plastic with an additional cavity in the center, in which the power supply is located connected to the LED module, made on a printed circuit board with a heat-conducting metal base, fixed on the radiator, the LEDs on the board are located in such a way as to ensure uniform distribution of the light flux in the internal volume of the diffuser, as well as sintering the front illumination directly of the diffuser material itself, while the diffuser is made in the form of a glass with a base and a cylindrical part, characterized in that it is made of plastic that is close to glass in optical characteristics, for example, polycarbonate, and the radiator is made in the form of a cylinder with on the outside, with longitudinally oriented ribs lying in the planes passing through the axis of the lamp, has a cavity inside, in which the base is placed, while the base is completely hidden inside for Ator, which allows to reduce the overall overall size of the lamp.

Указанный технический результат достигается тем, что в светодиодной лампе, содержащей цоколь и соединенный с ним корпус из диэлектрического материала с полостью в центре, в которой расположен блок питания, соединенный со светодиодным модулем, представляющем собой печатную плату с закрепленными на одной ее стороне светодиодами, а на другой стороне которой установлено теплопроводное металлическое основание, посредством которого светодиодный модуль закреплен на цилиндрическом радиаторе, выполненном с внешним оребрением, а так же рассеиватель из транспарантного материала, закрепленный на корпусе со стороны светодиодов, рассеиватель выполнен в виде стакана и со скошенным торцем боковой стенки в зоне примыкания к корпусу, светодиоды на круглой в плане печатной плате расположены по радиальным направлениям и равномерно в окружном направлении на расстоянии друг от друга для обеспечения распределения светового потока во внутреннем объеме рассеивателя и подсветки его боковой стенки путем подачи светового излучения на скошенную поверхность торца рассеивателя, радиатор размещен снаружи корпуса, а цоколь на корпусе размещен внутри радиатора, выполненного из по крайней мере двух цилиндрических частей, одна из которых размещена внутри первой или является съемным продолжением первой части по длине последней.The specified technical result is achieved in that in an LED lamp containing a base and a housing made of dielectric material with a cavity in the center in which there is a power supply unit connected to an LED module, which is a printed circuit board with LEDs mounted on one side, and on the other side of which a heat-conducting metal base is installed, through which the LED module is mounted on a cylindrical radiator made with external fins, as well as scattering a carrier made of transparent material, mounted on the housing from the side of the LEDs, the diffuser is made in the form of a cup and with a beveled end of the side wall in the area adjacent to the housing, the LEDs on the circular printed circuit board are located in radial directions and evenly in the circumferential direction at a distance from each other to ensure the distribution of the light flux in the internal volume of the diffuser and the illumination of its side wall by supplying light radiation to the beveled surface of the end of the diffuser, a radiator displacements outside the housing, and the housing cap is placed inside the radiator made of at least two cylindrical parts, one of which is located inside the first or removable is a continuation of the first portion along the length of the latter.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.These features are significant and are interconnected with the formation of a stable set of essential features sufficient to obtain the desired technical result.

Настоящая полезная модель поясняется конкретными примерами исполнения, которые, однако, не являются единственно возможными, но наглядно демонстрируют возможность достижения требуемого технического результата.This useful model is illustrated by specific examples of execution, which, however, are not the only possible ones, but clearly demonstrate the possibility of achieving the desired technical result.

На фиг. 1 - внешний вид светодиодной лампы;In FIG. 1 - the appearance of the LED lamp;

фиг. 2 - продольный разрез лампы по фиг. 1, первый пример исполнения;FIG. 2 is a longitudinal section through the lamp of FIG. 1, a first example of execution;

фиг. 3 - светодиодная лампа по фиг. 2 в разобранном виде;FIG. 3 - LED lamp of FIG. 2 disassembled;

фиг. 4 - лампа по фиг. 1, вид в аксонометрии со стороны рассеивателя;FIG. 4 - the lamp of FIG. 1 is a perspective view from the side of the diffuser;

фиг. 5 - вид в плане на печатную плату со стороны светодиодов;FIG. 5 is a plan view of a circuit board from the LEDs;

фиг. 6 - вид на лампу со стороны цоколя;FIG. 6 - view of the lamp from the basement;

фиг. 7 - второй пример исполнения светодиодной лампы, вид в аксонометрии;FIG. 7 is a second example of the implementation of an LED lamp, a perspective view;

фиг. 8 - продольный разрез лампы по фиг. 7;FIG. 8 is a longitudinal section through the lamp of FIG. 7;

фиг. 9 - третий пример исполнения светодиодной лампы, продольный разрез;FIG. 9 is a third embodiment of an LED lamp, a longitudinal section;

фиг. 10 - светодиодная лампа по фиг. 9 в разобранном виде;FIG. 10 - LED lamp of FIG. 9 disassembled;

фиг. 11 - общий вид лампы по четвертому примеру исполнения;FIG. 11 is a general view of a lamp according to a fourth embodiment;

фиг. 12 - продольный разрез лампы по фиг. 11;FIG. 12 is a longitudinal section through the lamp of FIG. eleven;

фиг. 13 - светодиодная лампа по фиг. 11 в разобранном виде.FIG. 13 - LED lamp of FIG. 11 disassembled.

Согласно настоящей полезной модели рассматривается конструкция светодиодной лампы, обладающей высокой надежностью, повышенной эффективностью освещения (за счет использования комбинированной засветки рассеивателя) и уменьшенными габаритными размерами (за счет использования внутреннего объема радиатора для размещения в нем цоколя). Светодиодная лампа выполнена для установки в стандартные электрические патроны (электропатроны) Е27 (Е14). Лампа имеет небольшие габаритные размеры за счет использования места вокруг электропатрона светильника, в который будет установлена эта лампа.According to this utility model, we consider the design of an LED lamp with high reliability, increased lighting efficiency (due to the use of combined illumination of the diffuser) and reduced overall dimensions (due to the use of the internal volume of the radiator to accommodate the base). The LED lamp is made for installation in standard electric cartridges (electrons) E27 (E14). The lamp has small overall dimensions due to the use of space around the electroparticle of the lamp in which this lamp will be installed.

На фиг. 1-8 следующими позициями обозначены основные элементы светодиодной лампы: 1 - рассеиватель, 2 - светодиодный модуль, 3 - основание, 4 - блок питания, 5 - радиатор, 6 - основание цоколя, 7 - цоколь, 8 - изолятор центрального контакта (переходной элемент из диэлектрического материала), 9 - центральный контакт.In FIG. 1-8, the following items indicate the main elements of the LED lamp: 1 - diffuser, 2 - LED module, 3 - base, 4 - power supply, 5 - radiator, 6 - base of the base, 7 - base, 8 - insulator of the central contact (transition element from dielectric material), 9 - central contact.

Светодиодная лампа содержит цоколь 7 и соединенный с ним закрепленный в корпусе 10 переходной элемент из диэлектрического материала с полостью в центре, в которой расположен блок питания 4. Блок питания 4 предназначен для работы в электрических сетях переменного тока 220 В / 50 Гц и подачи напряжения электрически соединенному с ним светодиодному модулю 2. Блок питания обеспечивает выпрямление и стабилизацию тока, поступающего от источника питания (электрическая сеть переменного тока).The LED lamp contains a base 7 and a transition element made of dielectric material fixed in the housing 10 with a cavity in the center in which the power supply unit 4 is located. The power supply unit 4 is designed to operate on 220 V / 50 Hz AC networks and to supply voltage electrically the LED module 2 connected to it. The power supply unit provides rectification and stabilization of the current coming from the power source (AC mains).

Светодиодный модуль 2 представляет собой печатную плату с закрепленными на одной ее стороне светодиодами 11, а на другой стороне которой установлено (закреплено или выполнено заодно) теплопроводное металлическое основание 3. Светодиоды 11 в светодиодной лампе расположены равномерно по поверхности платы и могут быть соединены в последовательные или параллельные или последовательно-параллельные или параллельно-последовательные цепи. Светодиоды на круглой в плане печатной плате расположены на по крайней мере одной окружности (на концентрических окружностях) дистантно относительно друг друга. Светодиодный модуль через теплопроводное металлическое основание 3 закреплен (прижат) на радиаторе 5, выполненном в виде металлического цилиндра с внешним оребрением. Радиатор размещен снаружи корпуса 10, а цоколь с переходным элементом размещены внутри радиатора. Цоколь может быть полностью размещен внутри радиатора. На наружной поверхности радиатора ребра 12 выполнены продольно ориентированными и лежащими в плоскостях, проходящих через продольную ось корпуса лампы. Радиатор может быть выполнен из алюминия, или легких сплавов алюминия, или меди, или керамики, то есть из материала, хорошо воспринимающего (легко нагревающегося) тепло и конвективно отдающего тепло в окружающую среду. Радиатор зафиксирован на корпусе с натягом. Расположение ребер продольно ориентированными вдоль продольной оси лампы обеспечивает свободный (беспрепятственный) проход теплового потока в направлении вверх. При небольшом габарите самой лампы охлаждающие ребра радиатора расположены таким образом, что обеспечивается достаточный (площадь рассеивания = 380 кв.см.) теплоотвод, обеспечивая тем самым номинальный тепловой режим работы излучающих светодиодов и блока питания. На фиг.2 показан пример исполнения лампы с радиатором, у которого ребра 12 выполнены в плане прямоугольными, то есть упираются в верхнюю отборотовку 13. А на фиг. 7 и 8 показан тот же вариант исполнения лампы, у которой верхняя часть цилиндрического радиатора переходит в "полусферу" 14.The LED module 2 is a printed circuit board with LEDs 11 fixed on one side of it, and on the other side of which a heat-conducting metal base 3 is installed (fixed or made at the same time) 3. The LEDs 11 in the LED lamp are arranged uniformly on the surface of the board and can be connected in series or parallel or series-parallel or parallel-series circuits. The LEDs on a circular circuit board in plan view are located at least one circle (on concentric circles) distantly relative to each other. The LED module through a heat-conducting metal base 3 is fixed (pressed) to the radiator 5, made in the form of a metal cylinder with an external finning. The radiator is placed outside the housing 10, and the base with the transition element is placed inside the radiator. The base can be completely placed inside the radiator. On the outer surface of the radiator, the ribs 12 are made longitudinally oriented and lying in planes passing through the longitudinal axis of the lamp housing. The radiator can be made of aluminum, or light alloys of aluminum, or copper, or ceramics, that is, from a material that well accepts (easily heats up) heat and convectively transfers heat to the environment. The radiator is fixed on the body with an interference fit. The location of the ribs longitudinally oriented along the longitudinal axis of the lamp provides a free (unhindered) passage of heat flux in the upward direction. With the small size of the lamp itself, the cooling fins of the radiator are located in such a way that a sufficient (dispersion area = 380 sq. Cm) heat sink is provided, thereby ensuring the nominal thermal mode of operation of the emitting LEDs and the power supply. Figure 2 shows an example of a lamp with a radiator, in which the ribs 12 are rectangular in plan, that is, they abut against the upper flange 13. And in Fig. 7 and 8 show the same embodiment of the lamp, in which the upper part of the cylindrical radiator goes into the "hemisphere" 14.

Рассеиватель 1 выполнен из транспарантного материала (светотехнического пластика прозрачного или матового), закрепленный на корпусе со стороны светодиодов и выполнен в виде стакана. При этом в зоне примыкания к корпусу транспарантный стакан выполнен со скошенным торцем 15 боковой стенки. Корпус может быть выполнен из электроизоляционного теплопроводящего материала или с перфорацией для вывода тепла от блока питания. Под рассеивателем расположен осветительный модуль, представляющий собой одностороннюю печатную плату повышенной тепловой проводимости с равномерно расположенными на ней светодиодами, включенными, например, по комбинированной схеме. Светодиоды в модуле расположены таким образом, что создается смешенная засветка рассеивателя (торца и внутренней плоскости), что обеспечивает качественное и равномерное свечение лампы. Светодиоды на круглой в плане печатной плате расположены дистантно относительно друг друга по окружности или по нескольким концентрически расположенным окружностями для обеспечения распределения светового потока во внутреннем объеме рассеивателя и подсветки его боковой стенки путем подачи светового излучения на скошенную поверхность торца рассеивателя. Форма рассеивателя обеспечивает равномерную засветку помещения, аналогичную утилитарным источникам света, превосходя их по световой эффективности (или количеству и качеству света).The diffuser 1 is made of a transparent material (lighting plastic transparent or matte), mounted on the housing from the side of the LEDs and made in the form of a glass. Moreover, in the area adjacent to the housing, the transparent cup is made with a beveled end 15 of the side wall. The housing can be made of electrically insulating heat-conducting material or with perforation to remove heat from the power supply. Under the diffuser there is a lighting module, which is a single-sided printed circuit board of increased thermal conductivity with LEDs evenly located on it, turned on, for example, according to a combined circuit. The LEDs in the module are arranged in such a way that a mixed illumination of the diffuser (end and inner plane) is created, which ensures a high-quality and uniform illumination of the lamp. The LEDs on a circular circuit board in plan view are arranged distantly relative to each other around a circle or along several concentrically arranged circles to ensure distribution of the light flux in the internal volume of the diffuser and to illuminate its side wall by supplying light radiation to the beveled surface of the diffuser end. The shape of the diffuser provides uniform illumination of the room, similar to utilitarian light sources, surpassing them in luminous efficiency (or in the quantity and quality of light).

Дополнительно лампа может быть оснащена вставкой-переходником, позволяющей устанавливать ее в компактных светильниках и люстрах (там, где не достаточно места вокруг цоколя для ее стандартного размещения).In addition, the lamp can be equipped with an insert-adapter, which allows it to be installed in compact fixtures and chandeliers (where there is not enough space around the base for standard placement).

Целесообразно переходный элемент, рассеиватель и радиатор выполнить в форме осесимметричного тела.Advantageously, the transition element, the diffuser and the radiator are made in the form of an axisymmetric body.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Осуществляют подключение светодиодной лампы к источнику электропитания. В частности, устанавливают цоколь лампы в патрон, соединенный со стандартной сетью электропитания. При подключении светодиодной лампы к источнику электропитания, в частности, к стандартной электрической сети, по ее электрической цепи, включающей светодиоды светодиодного модуля, протекает электрический ток. При протекании тока через светоизлучающие кристаллы, светодиоды излучают свет. Световое излучение выводится из устройства через рассеиватель, который выполняет световыводящую и защитную функции, обеспечивая равномерность излучения в широком угловом диапазоне.Connect the LED lamp to a power source. In particular, the lamp base is mounted in a cartridge connected to a standard power supply network. When the LED lamp is connected to a power source, in particular, to a standard electric network, an electric current flows through its electric circuit, including the LEDs of the LED module. When current flows through light-emitting crystals, LEDs emit light. Light radiation is removed from the device through a diffuser, which performs light-emitting and protective functions, ensuring uniformity of radiation in a wide angular range.

Благодаря тому, что радиатор может быть выполнен из алюминия, или легких алюминиевых сплавов, или керамики, появляется возможность эффективного и прямого отвода тепла непосредственно в окружающее пространство.Due to the fact that the radiator can be made of aluminum, or light aluminum alloys, or ceramics, it becomes possible to efficiently and directly remove heat directly to the surrounding space.

Однако, не всегда складываются условия, при которых радиатор 5 обеспечивает достаточный теплоотвод. В этом случае целесообразно увеличить площадь теплоотвода за счет выполнения радиатора комбинированным, то есть состоящим из по крайней мере двух соединяемых между собой частей 16 и 17.However, the conditions under which the radiator 5 provides sufficient heat dissipation do not always develop. In this case, it is advisable to increase the heat sink area due to the implementation of the radiator combined, that is, consisting of at least two parts 16 and 17 connected to each other.

На фиг. 9 и 10 показан пример исполнения светодиодной лампы, у которой основной радиатор выполнен, как и в первом примере исполнения по фиг. 2 и 8, в виде металлического цилиндра с внешним оребрением. На наружной поверхности радиатора ребра выполнены продольно ориентированными и лежащими в плоскостях, проходящих через продольную ось корпуса лампы. При этом этот основной радиатор монтируется снаружи корпуса. А внутри него расположен второй (дополнительный) радиатор, выполненный виде металлического цилиндра с внутренним оребрением. Второй (дополнительный) радиатор монтируется верхней части первого радиатора. Напротив второго радиатора в стенке корпуса, обрамляющей полость, где уложен блок питания, выполнены отверстия или прорези (окна) для отвода тепла из полости в направлении к радиаторам.In FIG. 9 and 10 show an example of embodiment of an LED lamp in which the main radiator is made, as in the first embodiment of FIG. 2 and 8, in the form of a metal cylinder with external fins. On the outer surface of the radiator, the ribs are made longitudinally oriented and lying in planes passing through the longitudinal axis of the lamp housing. At the same time, this main radiator is mounted outside the case. And inside it there is a second (additional) radiator, made in the form of a metal cylinder with internal fins. The second (optional) radiator is mounted on top of the first radiator. Opposite the second radiator, in the wall of the casing framing the cavity where the power supply is installed, holes or slots (windows) are made for removing heat from the cavity towards the radiators.

Такая светодиодная лампа (фиг. 9 и 10) может быть описана следующей совокупностью конструктивных особенностей. Эта лампа содержит цоколь и соединенный с ним корпус из диэлектрического материала с полостью в центре, в которой расположен блок питания, соединенный со светодиодным модулем, представляющем собой печатную плату с закрепленными на одной ее стороне светодиодами, а на другой стороне которой установлено теплопроводное металлическое основание, посредством которого светодиодный модуль закреплен на цилиндрическом радиаторе, выполненном с внешним оребрением. Транспарантный рассеиватель выполнен в виде стакана и со скошенным торцем боковой стенки в зоне примыкания к корпусу. Светодиоды на круглой в плане печатной плате расположены по радиальным направлениям и равномерно в окружном направлении на расстоянии друг от друга для обеспечения распределения светового потока во внутреннем объеме рассеивателя и подсветки его боковой стенки, как это выполнены в лампе по первому примеру исполнения. В этой лампе радиатор размещен снаружи корпуса, а цоколь на корпусе размещен внутри радиатора. Радиатор выполнен из по крайней мере двух цилиндрических частей, одна из которых размещена внутри первой, как это показано на фиг. 9 и 10, или может являться съемным продолжением первой части по длине последней (этот пример не показан иллюстративно).Such an LED lamp (Fig. 9 and 10) can be described by the following set of design features. This lamp contains a base and a housing made of dielectric material with a cavity in the center in which there is a power supply unit connected to an LED module, which is a printed circuit board with LEDs mounted on one side of it, and on the other side of which there is a heat-conducting metal base, whereby the LED module is mounted on a cylindrical radiator made with external fins. The transparent diffuser is made in the form of a glass and with a beveled end face of the side wall in the area adjacent to the housing. The LEDs on the circular printed circuit board are arranged in radial directions and evenly in the circumferential direction at a distance from each other to ensure the distribution of the light flux in the internal volume of the diffuser and the illumination of its side wall, as is done in the lamp according to the first embodiment. In this lamp, the radiator is located outside the housing, and the cap on the housing is located inside the radiator. The radiator is made of at least two cylindrical parts, one of which is placed inside the first, as shown in FIG. 9 and 10, or may be a removable continuation of the first part along the length of the latter (this example is not shown illustratively).

Вопросы соединения двух частей радиатора не рассматриваются, так как не представляют интереса в части придания лампе новизны.The issues of connecting the two parts of the radiator are not considered, since they are not of interest in terms of giving the lamp novelty.

Кроме того, рассмотренные лампы созданы для того, чтобы вкручиваться встандартные электрические патроны (электропатроны) Е27 (Е14). При этом при установке лампы радиатор располагается снаружи патрона. Но данный вариант может не подойти к некоторым конструкциям светильников в силу их особенного исполнения. В этом случае радиатор упрется в основание и лампу будет невозможно вкрутить в гнездо патрона. Для решения этой проблемы лампа оснащается переходником в виде удлинителя 18, представляющего собой дополнительный цоколь, выполненный с возможностью накручивания на цоколь лампы и обеспечивающий электрический контакт между цоколями. Этот пример показан на фиг. 11-13.In addition, the lamps considered are designed to screw into standard electric cartridges (electrons) E27 (E14). In this case, when installing the lamp, the radiator is located outside the cartridge. But this option may not be suitable for some lamp designs due to their special design. In this case, the radiator will hit the base and it will be impossible to screw the lamp into the socket of the cartridge. To solve this problem, the lamp is equipped with an adapter in the form of an extension cord 18, which is an additional base made with the possibility of screwing onto the lamp base and providing electrical contact between the caps. This example is shown in FIG. 11-13.

Лампа получается легкой и малогабаритной, недорогой в производстве и может найти широкое применение в бытовых и производственных светильниках широкого назначения.The lamp turns out light and small-sized, inexpensive to manufacture and can be widely used in household and industrial lighting fixtures for a wide range of purposes.

Claims

1. An LED lamp containing a base and a transition element connected to it fixed in the housing, made of a dielectric material with a cavity in the center, in which a power supply unit is connected, connected to an LED module, which is a printed circuit board with LEDs mounted on one side of it, on the other side of which has a heat-conducting metal base, while the LED module is mounted through a heat-conducting metal base on a radiator made in the form of a metal cylinder with external fins, as well as a diffuser made of transparent material, mounted on the side of the LEDs, characterized in that the diffuser is made in the form of a cup and in the area adjacent to the case with a beveled end of the side wall, the LEDs on the circular printed circuit board are located at least one circle distantly relative to each other to ensure the distribution of light flux in the internal volume of the diffuser and illuminate its side wall by supplying light radiation to the beveled surface s end of the diffuser, a radiator is placed outside the housing and cap with the transfer element accommodated inside the radiator.

2. The LED lamp according to claim 1, characterized in that the diffuser is made of plastic, which is close to glass in optical characteristics.

3. The LED lamp according to claim 1, characterized in that the diffuser is made of polycarbonate.

4. The LED lamp according to claim 1, characterized in that the diffuser is made opaque.

5. The LED lamp according to claim 1, characterized in that on the outer surface of the radiator the fins are made longitudinally oriented and lying in planes passing through the longitudinal axis of the lamp housing.

6. The LED lamp according to claim 1, characterized in that the base is completely placed inside the radiator.

7. The LED lamp according to claim 1, characterized in that the radiator is made of aluminum, or light alloys of aluminum, or copper, or ceramic.

8. The LED lamp according to claim 1, characterized in that it is equipped with an extension cord, which is an additional base made with the possibility of screwing onto the lamp base.

9. An LED lamp containing a base and a housing made of dielectric material with a cavity in the center in which there is a power supply unit connected to an LED module, which is a printed circuit board with LEDs fixed on one side, and a heat-conducting one is installed on the other side a metal base through which the LED module is mounted on a cylindrical radiator made with external fins, as well as a diffuser made of transparent material, mounted on case on the LED side, characterized in that the diffuser is made in the form of a cup and with a beveled end of the side wall in the area adjacent to the housing, the LEDs on the circular printed circuit board are arranged in radial directions and evenly in the circumferential direction at a distance from each other to ensure distribution luminous flux in the internal volume of the diffuser and illumination of its side wall by applying light radiation to the beveled surface of the end of the diffuser, the radiator is located outside the housing, and the base a housing arranged inside the radiator made of at least two cylindrical parts, one of which is located inside the first or a continuation of the first portion along the length of the latter.

10. The LED lamp according to claim 9, characterized in that it is equipped with an extension cord, which is an additional base, made with the possibility of screwing onto the lamp base.

11. The LED lamp according to claim 9, characterized in that the diffuser is made of polycarbonate.

12. The LED lamp according to claim 9, characterized in that the diffuser is made opaque.

13. The LED lamp according to claim 9, characterized in that on the outer surface of the radiator the fins are made longitudinally oriented and lying in planes passing through the longitudinal axis of the lamp housing.

14. The LED lamp according to claim 9, characterized in that one of the cylindrical parts of the radiator is a removable continuation of the first part along the length of the latter.