Линейная светодиодная лампа

Abstract

Заявляемая полезная модель относится к полупроводниковой светотехнике, и может быть использована в качестве источников света, в светильниках промышленного, бытового и специального назначения. Линейная светодиодная лампа включает следующие конструктивные элементы: несущий корпус, выполненный в виде протяженной профилированной детали из теплопроводящего материала, имеющий боковые стенки, сопряженные с основанием; концевые наконечники, расположенные с противоположных торцевых сторон несущего корпуса, имеющие выводы для подключения к источнику питания; по крайней мере, одну печатную плату, со светодиодами с максимумами длин волн в диапазоне от 300 нм до 480 нм, размещенную на основании корпуса и снабженную выводами, соединенными с выводами концевых наконечников; отражатель, представляющий собой протяженную деталь с боковыми стенками и основанием, при этом отражатель выполнен из материала с коэффициентом диффузного отражения от 0,9, имеющий в поперечном сечении форму трапеции, и установленный в корпусе своим основанием на печатной плате со светодиодами с обеспечением теплового контакта платы с основанием несущего корпуса, при этом основание отражателя снабжено прорезями для размещения в них светодиодов; пластину из оптически прозрачного материала с полимерным покрытием, содержащим диспергированные частицы, и обеспечивающим создание результирующего излучения в диапазоне длин волн от 400 нм до 750 нм, закрепленную в несущем корпусе на расстоянии от светодиодов; средства крепления в корпусе концевых наконечников, пластины из оптически прозрачного материала с полимерным покрытием, платы со светодиодами, отражателя, которые выполнены в виде профилированных установочных элементов корпуса, где упомянутые элементы корпуса имеют зеркально-симметричное расположение относительно плоскости, проходящей через центральную ось лампы перпендикулярно плоскости размещения пластины из оптически прозрачного материала с полимерным покрытием; при этом профилированная деталь корпуса выполнена с возможностью размещения ее в корпусе концевого наконечника и имеет в поперечном сечении фигуру, которая вписывается в окружность. Несущий корпус выполнен с габаритными размерами, соответствующими габаритным размерам стандартных линейных люминесцентных ламп низкого давления Т5, Т8, Т12, при этом использованы соответствующие концевые наконечники стандартных типоразмеров G5 и G13. Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет решить задачу, связанную с заменой широко используемых люминесцентных ламп типа Т5, Т8, Т12 на более эффективные -светодиодные.

Description

Заявляемая полезная модель относится к полупроводниковой светотехнике, и может быть использована в качестве источников света, в светильниках промышленного, бытового и специального назначения.

Полезная модель представляет собой протяженный (линейный) светодиодный модуль - лампу (с использованием светодиодов преимущественно синего диапазона оптического спектра излучения) с удаленным люминофором (или люминофорной композицией), преимущественно, с алюминиевым корпусом или корпусом, выполненным из теплопроводящего полимерного материала, в котором люминофорная композиция нанесена на пластину, расположенную на некотором расстоянии от светодиодов, и обеспечивает преобразование излучения от светодиодов в белый свет. При этом в одном из вариантов выполнения светодиодный модуль (лампа) выполнен с габаритными размерами, соответствующими стандартным габаритным размерам люминесцентных ламп, например, типа Т5, Т8, Т12, на базе которых производится большое количество светильников. Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет решить задачу, связанную с заменой широко используемых люминесцентных ламп типа Т5, Т8, Т12 на более эффективные - светодиодные.

Уровень техники

Известен светодиодный источник света (BG 1719 U1), содержащий корпус в виде профилированной детали трапецеидальной формы с оребрением, выполненным с внешней стороны корпуса. В основании корпуса расположена плата со светодиодами, по боковым стенкам - отражатель. В верхней части корпуса закреплен рассеиватель. При этом в одном из вариантов выполнения в поперечном сечении рассеиватель и корпус вписаны в окружность, диаметр которой соответствует диаметру колбы Т5/Т8. Таким образом, данный источник света разработан под стандартные осветительные приборы, использующие люминесцентные лампы, что позволяет производить их замену на источник света, изготовленный по патенту BG 1719 U1.

Данная конструкция обеспечивает преобразование точечного источника света в протяженный, при этом в конструкции использованы белые светодиоды в комбинации с матированным рассеивателем, что приводит к дополнительным потерям излучения. Кроме того, использование в известной конструкции белых светодиодов приводит к большему выделению тепла по сравнению с синими светодиодами аналогичной мощности (используемыми в заявляемой конструкции), что ускоряет процессы деградации чипов и люминофоров. Кроме того, отсутствие отражающего покрытия на плате со светодиодами приводит к значительным потерям излучения, что в свою очередь снижает эффективность источника света. Кроме того, источник света в варианте исполнения с камерой смешения имеет габаритные размеры, которые не соответствуют габаритным размерам стандартных люминесцентных ламп, что не позволяет решать задачи, связанные с заменой широко используемых люминесцентных ламп типа Т5, Т8, Т12 на более эффективные - светодиодные.

Из уровня техники известен также светодиодный модуль (линейка) и лампа на его основе (RU 2488739 C1), содержащие протяженное несущее основание из теплопроводного материала, в частности из алюминия или теплопроводной керамики, одну, две или большее количество протяженных печатных плат с собранными на них в тепловом контакте светодиодами белого свечения или других цветов излучения с последовательным, параллельным или параллельно-последовательным подключением между собой, а также средства токоподвода и монтажа на объекте. Указанное несущее основание модуля /линейки/ выполнено с изогнутым в поперечном сечении профилем и образует протяженный полый элемент, по меньшей мере, с двумя протяженными рабочими гранями, объединенными в тепловом контакте с несущим основанием, на которых изготовлены или установлены печатные платы со светодиодами или отдельные светодиоды, причем, указанные рабочие грани разделены между собой продольной щелью, теплоизолирующей их друг от друга в зоне монтажа светодиодов. В одном из вариантов исполнения лампа выполнена со светодиодами синего или голубого излучения, трубчатая колба с продольной прорезью, изготовленная из силикатного стекла или оптически прозрачного поликарбоната, покрыта изнутри слоем одного или смесью люминофоров, выбранных преимущественно из группы иттрий-алюминиевого или гадолиний-алюминиевого гранатов, активированных церием. Указанные люминофоры могут быть диспергированы /интегрированы/ в стенки колбы лампы. Слой люминофоров преобразует большую часть коротковолнового излучения светодиодов модуля /линейки/ в белый свет и рассеивает его в окружающем лампу пространстве, повышая тем самым КПД лампы на 15-20% по сравнению с лампами, у которых на колбах выполнены светорассеивающие покрытия для снижения ее блескости. В качестве мощных светодиодов, используемых в светодиодных модулях и лампах, могут быть использованы светодиоды белого свечения серии ML-E мощностью 0,5 Вт с углом рассеяния

, или серии XP-G мощностью 1-3 Вт с углом рассеяния

фирмы CREE, или цветные светодиоды серии ХР-Е Color мощностью 1-3 Вт с углом рассеяния

.

Однако, известный светодиодный модуль с синими светодиодами характеризуется отсутствием камеры смешения, а также крайне малым расстоянием между излучающим диодом и поверхностью с люминофором, что отрицательно сказывается на получении равномерной яркости излучающей поверхности.

Наиболее близким к заявляемому устройству является светодиодный протяженный светильник с удаленным конвертером цилиндрической формы широкого назначения (US 7618157 B1). Данный светильник включает в себя линейный теплоотвод, множество светоизлучающих диодов (СИД), установленных на теплоотводе вдоль длинной стороны теплоотвода, и светоиспускающий плафон, установленный на теплоотводе в линию с СИД, где полукруглая в сечении часть плафона, расположенная напротив СИД, включает люминофор, который возбуждается светом от СИД. Теплоотвод изготовлен из теплопроводящего материала, например, алюминия. Плафон изготовлен из прозрачного материала, например, стекла или пластмассы. Люминофор может быть нанесен как покрытие на внутреннюю сторону плафона или введен в материал покрытия. Не содержащие люминофора плоские части, которые прикреплены к теплоотводу по обе стороны от СИД, имеют внутренние отражающие поверхности, например, алюминиевые покрытия, отражающие свет, попадающий на них от СИД, к части плафона. Конверсионный слой может включать люминофорный материал, материал квантовых точек или сочетание таких материалов, а также может включать прозрачный основной материал, в котором диспергированы люминофорный материал и/или материал квантовых точек.

Однако, в данной конструкции удаленное люминофорное покрытие выполнено в виде выпуклой поверхности (светоиспускающего плафона), а не плоской поверхности, что значительно усложняет процесс равномерного нанесения на поверхность или введения в материал покрытия люминофоров. Кроме того, выполнение светоиспускающего плафона с люминофорами выпуклой формы не обеспечивает одинаковых по всей поверхности плафона колориметрических характеристик испускаемого излучения и равномерной яркости. Плоскость же, на которой смонтированы светодиоды и на которую попадает больше излучения от люминофора, чем на боковые поверхности, не покрыта отражающим материалом, что приводит к значительным потерям излучения, что в свою очередь снижает эффективность источника света.

Раскрытие полезной модели

Задачей полезной модели является создание светодиодной лампы с габаритными размерами, обеспечивающими замену в осветительных приборах (светильниках) стандартных линейных люминесцентных ламп низкого давления, например, Т5, Т8, Т12 с концевыми наконечниками соответствующих стандартных типоразмеров, например, G5 и G13, на лампы заявляемой конструкции с сохранением высоких качественных характеристик выходного (результирующего) излучения и высокой технологичностью изготовления лампы.

Техническим результатом полезной модели является повышение технологичности производства светодиодной лампы, конструкция которой обеспечивает легкую замену стандартных линейных люминесцентных ламп на более эффективные - заявляемой конструкции, характеризующиеся высокой световой эффективностью и равномерной яркостью излучающей поверхности. Кроме того, заявляемая лампа характеризуется удобством сборки и эксплуатации с обеспечением быстрой замены отдельных конструктивных элементов в случае их выхода из строя.

Кроме того, по сравнению с наиболее близким аналогом, заявляемая конструкция характеризуется улучшенным теплообменом, в т.ч. за счет прижима отражателем платы со светодиодами к несущему корпусу, что обеспечивает более плотный контакт поверхностей упомянутых элементов, и соответственно, теплопередачу.

Заявляемая лампа характеризуется также рядом преимуществ, заключающихся в повышении технологичности изготовления несущего корпуса светодиодной лампы, уменьшение трудоемкости сборки лампы, улучшении теплового режима светодиодов, уменьшении температурных напряжений в конструкции лампы, повышении эффективности теплоотвода, в обеспечении стабильной работы в широком диапазоне рабочих температур, в оптимизации массогабаритных характеристик лампы, уменьшении затрат на изготовление и обслуживание лампы, в использовании профилированных элементов несущего корпуса (средств крепления), обеспечивающих удобное и легкое закрепление или размещение в нем конструктивных элементов лампы, в т.ч. методом защелкивания.

Предложенная полезная модель позволяет расширить арсенал технических средств, предназначенных для создания светодиодных источников света, устанавливаемых внутри помещений.

Поставленная задача решается тем, что линейная светодиодная лампа (или линейный источник света) включает несущий корпус, выполненный в виде протяженной профилированной детали из теплопроводящего материала, имеющий боковые стенки, сопряженные с основанием; концевые наконечники (цоколи), расположенные с противоположных торцевых сторон несущего корпуса, имеющие выводы для подключения к источнику питания; по крайней мере, одну печатную плату, со светодиодами с максимумами длин волн от 300 нм до 480 нм, размещенную на основании корпуса и снабженную выводами, соединенными с выводами концевых наконечников; отражатель, представляющий собой протяженную деталь с боковыми стенками и основанием, при этом отражатель выполнен из материала или покрыт материалом со стороны его внутренней поверхности с коэффициентом диффузного отражения от 0,9 до максимально возможной величины, имеющий в поперечном сечении форму трапеции, и установленный в корпусе своим основанием на печатной плате со светодиодами с обеспечением теплового контакта платы с основанием несущего корпуса, при этом основание отражателя снабжено прорезями для размещения в них светодиодов; пластину из оптически прозрачного материала с полимерным покрытием, содержащим диспергированные частицы, и обеспечивающим создание результирующего (полезного) излучения в диапазоне длин волн от 400 нм до 750 нм, закрепленную в несущем корпусе на расстоянии от светодиодов; средства крепления в корпусе концевых наконечников, пластины из оптически прозрачного материала с полимерным покрытием, платы со светодиодами, отражателя, которые выполнены в виде профилированных установочных элементов корпуса, где упомянутые элементы корпуса имеют зеркально-симметричное расположение относительно плоскости, проходящей через центральную ось лампы перпендикулярно плоскости размещения пластины из оптически прозрачного материала с полимерным покрытием; при этом несущий корпус выполнен с возможностью его размещения в корпусе концевого наконечника и имеет в поперечном сечении фигуру, которая вписывается в окружность.

Профилированные установочные элементы корпуса выполнены в виде выступов или пазов, расположенных с внешней и внутренней стороны корпуса. Корпус, выполненный в виде протяженной профилированной детали, имеет по длине постоянное поперечное сечение и может быть снабжен ребрами для теплоотвода, расположенными на его внешней поверхности в области основания, также выполненными в виде профилированных элементов.

Лампа может быть дополнительно снабжена рассеивателем, выполненным в виде протяженной детали из оптически прозрачного материала с возможностью размещения на несущем корпусе. При этом рассеиватель может иметь любую форму (оригинальный дизайн). При этом технологичным является выполнение рассеивателя в форме полуцилиндра или сегмента цилиндра, где внешняя поверхность рассеивателя в поперечном сечении представляет собой сегмент окружности.

Конструктивные элементы лампы имеют геометрию и расположение, предотвращающие проникновение излучения синих диодов в результирующее излучение иначе, как через пластину из оптически прозрачного материала с полимерным покрытием, т.е. элементы лампы соединены без образования щелей, через которые возможно проникновение паразитного излучения от диодов во внешнее пространство.

Для повышения технологичности изготовления несущего корпуса, сборки лампы и ее последующего обслуживания в одном из вариантов реализации полезной модели предложена форма несущего корпуса, профилированная деталь которого содержит определенный набор и конфигурацию установочных элементов в виде выступов или пазов, предназначенных для крепления определенных конструктивных элементов. В частности, количество установочных пазов для крепления концевых наконечников выполнено равным четырем, которые имеют круглое сечение, выполнены с внешней стороны корпуса, по одному из пазов расположены в верхней части боковых стенок корпуса с противоположных от плоскости симметрии сторон, по одному - в зоне перехода боковой стенки корпуса в основание. Установочные пазы для размещения платы со светодиодами в несущем корпусе имеют прямоугольную форму в поперечном сечении и расположены с внутренней стороны корпуса по краям основания (плата со светодиодами размещена во внутренних прямоугольных симметричных пазах корпуса-профиля). Часть из установочных выступов предназначена для фиксации положения отражателя, часть из установочных пазов предназначена для фиксации пластины из оптически прозрачного материала с полимерным покрытием и имеют прямоугольную форму в поперечном сечении, при этом упомянутые выступы и пазы расположены со стороны внутренней поверхности боковой стенки корпуса в ее верхней части, и установочный выступ для фиксации положения отражателя выполнен сопряженным с установочным прямоугольным пазом для фиксации пластины из оптически прозрачного материала с полимерным покрытием.

Кроме того, в варианте выполнения полезной модели с рассеивателем, несущий корпус может быть дополнительно снабжен прямоугольными (или П-образными) установочными продольными пазами для фиксации рассеивателя, выполненными в верхней части боковых стенок корпуса со стороны внешней поверхности, являющимся частью замкового механизма, при этом рассеиватель снабжен ответной частью замкового механизма, где установочные пазы прямоугольного сечения для размещения рассеивателя выполнены сопряженными с установочными пазами круглого сечения для крепления концевых наконечников, и размещены над последними.

В одном из вариантов выполнения полезной модели боковые стенки корпуса выполнены изогнутыми - состоящими из двух частей, вертикальной нижней части в зоне сопряжения с основанием корпуса, переходящей в наклонную верхнюю часть, при этом верхняя часть боковой стенки корпуса имеет угол наклона относительно основания, соответствующий углу наклона боковой стенки отражателя относительно его основания, при этом, верхняя часть боковой стенки корпуса является опорой при установке отражателя, где указанная часть боковой стенки корпуса находится в контакте с ответной частью боковой стенки отражателя.

Лампа может содержать две или большее количество протяженных печатных плат с установленными на них в тепловом контакте светодиодами с последовательным, параллельным или параллельно-последовательным подключением между собой.

Кроме того, пластина из оптически прозрачного материала с полимерным покрытием может быть выполнена составной - из нескольких пластин, расположенных в одной плоскости. При этом пластина расположена на расстоянии от светодиода от 5 мм до 30 мм. Отношение ширины пластины к расстоянию от светодиода до упомянутой пластины находится в интервале 1,0-3,0.

Отражатель может быть выполнен из PET, любого пластика, металла, например, алюминия, или иного материала, в котором боковые стенки расположены под углом α к основанию от 45° до 80° (см. фиг. 1).

Кроме того, для обеспечения легкой замены в светильниках стандартных люминесцентных ламп на лампы заявляемой конструкции, несущий корпус лампы выполнен с габаритными размерами, соответствующими габаритным размерам упомянутых люминесцентных ламп - Т5 с диаметром колбы 16 мм, Т8 с диаметром колбы 26 мм, Τ12 с диаметром колбы 38мм, при этом в конструкции лампы использованы соответствующие концевые наконечники стандартных типоразмеров G5 и G13.

Полимерное покрытие, содержащее диспергированные частицы, может быть выполнено с внутренней и/или внешней сторон пластины из оптически прозрачного материала. При этом в качестве диспергированных частиц, обеспечивающих создание результирующего (полезного) излучения в диапазоне длин волн от 400нмдо 750нм могут быть использованы неорганические люминофоры, и/или квантовые точки, и/или полупроводниковые нанокристаллы. Возможен вариант выполнения полимерного покрытия, содержащего диспергированные частицы, состоящего, по крайней мере, из двух слоев, по крайней мере, один из которых выполнен из полимерной композиции, включающей диспергированные квантовые точки и/или полупроводниковые нанокристаллы, а второй слой выполнен из полимерной композиции, включающей неорганические люминофоры. В качестве люминофоров использованы люминофоры на основе гранатов, например YAG, (Y-Gd)G, LuAG, YAGaG, TAG, в том числе легированных церием. Нанокристаллы выполнены в виде полупроводникового ядра, первого полупроводникового слоя и второго полупроводникового слоя. Полупроводниковое ядро состоит из полупроводникового материала, выбранного из группы CdS, CdSe, CdTe, InP, InAs, CuInS2, CuInSe2. Первый и второй полупроводниковые слои состоят из полупроводникового материала, выбранного из группы ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, InP, InAs. Полупроводниковые нанокристаллы могут представлять собой набор или смесь квантовых точек с максимумом в диапазоне от 590-700 нм. В качестве квантовых точек использованы полупроводниковые коллоидные квантовые точки на основе CuInS/ZnS.

Краткое описание чертежей

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен поперечный разрез лампы, на фиг. 2 - поперечное сечение корпуса лампы, на фиг. 3 - общий вид лампы (в изометрии), на фиг. 4 - увеличенный участок лампы с концевым наконечником (цоколем) в изометрии.

Позициями на чертежах обозначены: 1 - корпус (профиль), 2 - плата, 3 - светодиод, 4 - отражатель, 5 - пластина из оптически прозрачного материала с полимерным покрытием, содержащим диспергированные частицы, обеспечивающим создание результирующего (полезного) излучения в диапазоне длин волн от 400 нм до 750 нм (далее или пластина с люминофорной композицией, или светопреобразующая пластина), 6 - корпус концевого наконечника (цоколя), имеющий в поперечном сечении форму окружности, описывающей корпус-профиль 1 со стороны его внешнего контура в поперечном сечении, 7 - паз для размещения пластины с люминофорной композицией, 8 - паз для размещения рассеивателя, 9 - крепежные пазы для крепления концевого наконечника (цоколя), 10 - паз для крепления платы 2 со светодиодами 3, 11 - ребра для теплоотвода, 12 - выступ для фиксации отражателя 4, 13 - концевой наконечник, 14 - выводы (штыри) концевого наконечника 13 для подключения к источнику питания постоянного тока, 15 - боковые стенки корпуса, 16 - основание корпуса, 17 - боковые стенки отражателя, 18 - основание отражателя.

Осуществление полезной модели

Ниже представлено более подробное описание полезной модели.

Линейная светодиодная лампа (или линейный источник света) (фиг. 3, 4) содержит светодиодный модуль с концевыми наконечниками, выполненный в виде корпуса 1 (фиг. 1, 2), который является несущей конструкцией, с размещенными (установленными) и/или закрепленными в нем остальными элементами лампы, в том числе, печатной платой 2 со светодиодами 3, отражателем 4, пластиной с люминофорной композицией 5. В одном из вариантов выполнения светодиодной лампы она может быть снабжена рассеивателем (на чертежах не показан).

Наиболее предпочтительным является выполнение конструктивных элементов лампы с габаритными размерами, соответствующими стандартным лампам Т5, Т8, Т12 для обеспечения быстрой и легкой замены люминесцентных ламп в стандартной осветительной технике на светодиодные заявляемой конструкции. При этом в конструкции используются соответствующие стандартные концевые наконечники 13, например, G5 и G13.

Корпус 1 (фиг. 1, 2) выполнен в виде протяженной профилированной детали из теплопроводного материала (например, металлической детали, полученной прессованием алюминиевого сплава или керамической детали), имеющий боковые стенки 15, сопряженные с основанием 16. При этом профилированная деталь корпуса выполнена с возможностью размещения в корпусе концевого наконечника 13 и в поперечном сечении имеет профиль внешней поверхности, в котором, по крайней мере, выступающие периферийные части профилированных элементов описывают окружность. Боковые стенки 15 корпуса 1 выполнены изогнутыми - состоящими из двух частей, вертикальной (нижней части) в зоне сопряжения с основанием 16 корпуса 1, переходящей в наклонную (верхнюю часть), при этом верхняя часть боковой стенки корпуса имеет угол наклона относительно основания, соответствующий углу наклона боковой стенки 17 отражателя относительно его основания 18 (таким образом, верхняя часть боковой стенки корпуса является опорой при установке отражателя, где указанная часть боковой стенки корпуса находится в контакте с ответной частью боковой стенки отражателя).

Корпус 1 снабжен ребрами 11 для теплоотвода, расположенными со стороны внешней поверхности корпуса в области основания, выполненными в виде профилированных элементов, выступающие периферийные части поверхности которых расположены по линии окружности с уменьшением высоты ребер от центральной части основания к периферии основания в поперечном сечении корпуса.

Печатная плата 2 со светодиодами 3 размещена на основании 16 и снабжена выводами для подключения к сети. В наиболее предпочтительном варианте выполнения плата содержит светодиоды синего спектра свечения (300 нм - 480 нм), установленные с возможностью облучения частиц люминофора, носителем которых является пластина 5 из оптически прозрачного материала, с покрытием из люминофорной композиции, размещенная в отдалении от светодиода.

Отражатель 4 (фиг. 1) также представляет собой протяженную деталь с боковыми стенками 17 и основанием 18, выполненную из материала или покрытую материалом со стороны его внутренней поверхности с коэффициентом диффузного отражения, например, 0,95-0,99, имеющий в поперечном сечении форму трапеции. Отражатель 4 установлен в корпусе 1 основанием 18 отражателя на печатной плате 2 со светодиодами 3, при этом основание отражателя 18 снабжено прорезями (выемками) для размещения светодиодов 3. Отражатель может быть выполнен из PET, боковые стенки расположены под углом α к основанию от 45° до 80°. Отражатель формирует камеру смешения, которая обеспечивает перераспределение излучения, отразившегося от пластины 5 (фиг. 1) в направлении платы 2 со светодиодами 3 и/или излученного полупроводниковыми нанокристаллами в направлении платы 2 со светодиодами 3, обратно в направлении пластины 5 и далее в окружающее пространство.

Пластина 5 из оптически прозрачного материала с полимерным покрытием, содержащим диспергированные частицы, и обеспечивающим создание результирующего (полезного) излучения в диапазоне длин волн от 400 нм до 750 нм, представляет собой, например, пластину с нанесенной на внешнюю и/или внутреннюю поверхности полимерным покрытием (пленкой), содержащей диспергированные неорганические люминофоры, и/или квантовые точки, и/или полупроводниковые нанокристаллы, которая закреплена в корпусе 1 на определенном расстоянии от светодиодов. Возможные варианты выполнения нанокристаллов, квантовых точек, люминофоров описаны выше. Полимерное покрытие, может состоять из двух и более слоев, по крайней мере, один из которых выполнен из полимерной композиции, включающей диспергированные полупроводниковые нанокристаллы, а второй слой выполнен из полимерной композиции, включающей неорганические люминофоры. Светопреобразующая пластина 5 может быть составлена из набора пластин, расположенных в одной плоскости, при этом лампа дополнительно снабжена защитной пластиной, выполненной из оптически прозрачного материала (РММА, PC, стекло), расположенной с внешней стороны пластины 5. Пластина расположена на определенном расстоянии от светодиодов, отношение ширины светопреобразующей пластины 5 к расстоянию до светодиода 3 находится в интервале 1-3, оптимальным является интервал 1,3-1,8.

Лампа снабжена средствами в виде профилированных установочных элементов 7, 8, 9, 10, 12 для размещения или крепления к корпусу 1 деталей конструкции, выполненных в виде выступов или пазов, расположенных с внешней и внутренней стороны корпуса 1. При этом упомянутые элементы корпуса имеют симметричное расположение относительно продольной плоскости симметрии, расположенной перпендикулярно основанию (или относительно вертикальной продольной плоскости, проходящей через центральную ось лампы, или относительно плоскости, проходящей через центральную ось лампы перпендикулярно плоскости размещения пластины 5).

В частности, пазы 9 предназначены для размещения в них крепежных элементов, например, болтов, обеспечивающих закрепление корпуса в концевом наконечнике 13, при этом пазы выполнены с внешней стороны корпуса, количество пазов выполнено равным четырем, по одному из пазов расположены в верхней части боковых стенок корпуса 15 (с противоположных от плоскости симметрии сторон), по одному - в зоне перехода боковой стенки корпуса 15 в основание 16.

Установочные прямоугольные пазы 7 предназначены для размещения в них светопреобразующей пластины 5 отдельно или совместно с защитной пластиной (на чертежах не показано), пазы 8 предназначены для фиксации в них рассеивателя, выполнены в верхней части боковых стенок корпуса со стороны внешней поверхности, имеют прямоугольную (или П-образную) форму и являются частью замкового механизма, при этом рассеиватель снабжен ответной частью замкового механизма. Установочные пазы 8 выполнены сопряженными с установочными пазами 9 и расположены над последними.

Пазы 10 предназначены для размещения в них платы 2 со светодиодами 3, имеют прямоугольную форму в поперечном сечении и расположены с внутренней стороны корпуса по краям основания 16. Пазы 10 выполнены смежными с пазами 9. Установочные выступы 12 предназначены для фиксации положения отражателя, выполнены со стороны внутренней поверхности боковой стенки корпуса в ее верхней части, при этом выступ 12 сопряжен с установочным прямоугольным пазом 7 для фиксации пластины 5.

Светопреобразующая пластина 5 может быть выполнена из любого свтопропускающего материала, такого как прозрачный полимер или стекло. Со светопропускающей средой связаны флуоресцентные компоненты, или их смеси, иначе говоря, люминофорная среда, которая преобразует излучение, испускаемое синим СИД, в излучение, с требуемой спектральной характеристикой. Люминофор может быть рассеян в массе светопропускающего материала и/или размещен в виде пленочного покрытия или слоя из композиционного материала на внутренней поверхности пластины. Альтернативно люминофор может быть покрытием на внешней поверхности пластины, если лампа используется исключительно в условиях окружающей среды, в которых такое внешнее покрытие пластины может удовлетворительно поддерживаться в рабочем состоянии (например, там, где оно не подвержено истиранию). Люминофор может, например, быть распределен в полимере, из которого затем сформирована пластина, чтобы обеспечить гомогенный ее состав и обеспечить выход света со всей поверхности пластины. В наиболее предпочтительном варианте выполнения состав люминофорной композиции нанесен тонким слоем на пластину, при этом состав включает УФ-отверждаемые акрилаты и набор (смесь) из полупроводниковых наночастиц с максимумами пиков флуоресценции в диапазоне длин волн от 400 нм до 750 нм. Пластины с люминофором могут быть выполнены наборными.

Сборка заявляемой лампы может быть осуществлена в следующей последовательности. Сначала монтируют светодиоды 3 на отдельные печатные платы 2; затем платы со светодиодами задвигают в паз 10 в основании 16 профиля - корпуса 1; производят пайку проводов, соединяющих платы между собой, затем припаивают провода концевых колпачков; затем монтируют отражатель 4, вщелкивая его в соответствующие выступы - упоры 12; затем задвигают пластину с люминофором 5 в пазы 7; Концевые колпачки закрепляются саморезами.

Устройство работает следующим образом.

Устройство работает от постоянного тока. Светодиоды представляют собой полупроводниковые приборы с p-n-переходом, преобразующие энергию электрического тока непосредственно в световое излучение. Светодиоды излучают свет в синей области спектра с максимумом в диапазоне 300 нм - 480 нм, который попадает на пластину с люминофорной композицией. Часть этого света выходит наружу, рассеиваясь без поглощения; часть поглощается люминофором, вызывая эффект люминесценции; часть отражается в камеру смешения и переотражается обратно в сторону люминофора.

Часть света синей области спектра, которая поглотилась люминофором, преобразуется им в излучение зеленой, желтой и красной областей спектра 400 нм - 750 нм. Значительная часть излучения зеленой, желтой и красной областей спектра излучается люминофором в камеру смешения, из которой, переотражаясь, выходит сквозь слой люминофора в окружающее пространство.

При работе лампы часть энергии светодиодов рассеивается в виде тепла, что приводит к разогреву элементов конструкции. Отвод тепла осуществляется через корпус 1.

Использование светодиодов в качестве источника света позволяет экономить электроэнергию в связи с более высокой энергоэффективностью. Использование одинаковых по спектру светодиодов позволяет упростить электрическую схему питания светодиодов по сравнению с изделиями, использующими разноцветные светодиоды. Заявляемая лампа характеризуется удобством ее обслуживания.

Claims (27)

1. Линейная светодиодная лампа, включающая несущий корпус, выполненный в виде протяженной профилированной детали из теплопроводящего материала, имеющий боковые стенки, сопряженные с основанием; концевые наконечники, расположенные с противоположных торцевых сторон несущего корпуса, имеющие выводы для подключения к источнику питания; по крайней мере, одну печатную плату со светодиодами с максимумами длин волн в диапазоне от 300 нм до 480 нм, размещенную на основании корпуса и снабженную выводами, соединенными с выводами концевых наконечников; отражатель, представляющий собой протяженную деталь с боковыми стенками и основанием, при этом отражатель выполнен из материала с коэффициентом диффузного отражения от 0,9, имеющий в поперечном сечении форму трапеции и установленный в корпусе своим основанием на печатной плате со светодиодами с обеспечением теплового контакта платы с основанием несущего корпуса, при этом основание отражателя снабжено прорезями для размещения в них светодиодов; пластину из оптически прозрачного материала с полимерным покрытием, содержащим диспергированные частицы и обеспечивающим создание результирующего излучения в диапазоне длин волн от 400 нм до 750 нм, закрепленную в несущем корпусе на расстоянии от светодиодов; средства крепления в корпусе концевых наконечников, пластины из оптически прозрачного материала с полимерным покрытием, платы со светодиодами, отражателя, которые выполнены в виде профилированных установочных элементов корпуса, где упомянутые элементы корпуса имеют зеркально-симметричное расположение относительно плоскости, проходящей через центральную ось лампы перпендикулярно плоскости размещения пластины из оптически прозрачного материала с полимерным покрытием; при этом профилированная деталь корпуса выполнена с возможностью размещения ее в корпусе концевого наконечника и имеет в поперечном сечении фигуру, которая вписывается в окружность.

2. Лампа по п. 1, характеризующаяся тем, что профилированные установочные элементы корпуса выполнены в виде выступов или пазов, расположенных с внешней и внутренней сторон корпуса.

3. Лампа по п. 1, характеризующаяся тем, что корпус, выполненный в виде протяженной профилированной детали, имеет по длине постоянное поперечное сечение.

4. Лампа по п. 1, характеризующаяся тем, что корпус снабжен ребрами для теплоотвода, расположенными на его внешней поверхности в области основания, выполненными в виде профилированных элементов.

5. Лампа по п. 1, характеризующаяся тем, что она дополнительно снабжена рассеивателем, выполненным в виде протяженной детали из оптически прозрачного материала с возможностью размещения на несущем корпусе, при этом внешняя поверхность рассеивателя в поперечном сечении представляет собой сегмент окружности.

6. Лампа по п. 1, характеризующаяся тем, что конструктивные элементы лампы имеют геометрию и расположение с обеспечением предотвращения проникновения паразитного излучения в результирующее излучение.

7. Лампа по п. 2, характеризующаяся тем, что количество установочных пазов для крепления концевых наконечников выполнено равным четырем, которые имеют круглое сечение, выполнены с внешней стороны корпуса, по одному из пазов расположены в верхней части боковых стенок корпуса с противоположных от плоскости симметрии сторон, по одному - в зоне перехода боковой стенки корпуса в основание.

8. Лампа по п. 2, характеризующаяся тем, что боковые стенки корпуса выполнены изогнутыми состоящими из двух частей: вертикальной нижней части в зоне сопряжения с основанием корпуса, переходящей в наклонную верхнюю часть, при этом верхняя часть боковой стенки корпуса имеет угол наклона относительно основания, соответствующий углу наклона боковой стенки отражателя относительно его основания, при этом верхняя часть боковой стенки корпуса является опорой при установке отражателя, где указанная часть боковой стенки корпуса находится в контакте с ответной частью боковой стенки отражателя.

9. Лампа по п. 2, характеризующаяся тем, что часть из установочных выступов предназначена для фиксации положения отражателя, часть из установочных пазов предназначена для фиксации пластины из оптически прозрачного материала с полимерным покрытием и имеют прямоугольную форму в поперечном сечении, при этом упомянутые выступы и пазы расположены со стороны внутренней поверхности боковой стенки корпуса в ее верхней части, и установочный выступ для фиксации положения отражателя выполнен сопряженным с установочным прямоугольным пазом для фиксации пластины из оптически прозрачного материала с полимерным покрытием.

10. Лампа по п. 5, характеризующаяся тем, что профиль дополнительно снабжен прямоугольными установочными продольными пазами для фиксации рассеивателя,

выполненными в верхней части боковых стенок корпуса со стороны внешней поверхности, являющимся частью замкового механизма, при этом рассеиватель снабжен ответной частью замкового механизма, где установочные пазы прямоугольного сечения для размещения рассеивателя выполнены сопряженными с установочными пазами круглого сечения для крепления концевых наконечников и размещены над последними.

11. Лампа по п. 2, характеризующаяся тем, что установочные пазы для размещения платы со светодиодами в несущем корпусе имеют прямоугольную форму в поперечном сечении и расположены с внутренней стороны корпуса по краям основания.

12. Лампа по п. 2, характеризующаяся тем, что она содержит, по меньшей мере, две протяженные печатные платы с установленными на них в тепловом контакте светодиодами с последовательным, параллельным или параллельно-последовательным подключением между собой.

13. Лампа по п. 1, характеризующаяся тем, что в качестве диспергированных частиц, обеспечивающих создание результирующего излучения в диапазоне длин волн от 400 нм до 750 нм, использованы неорганические люминофоры, и/или квантовые точки, и/или полупроводниковые нанокристаллы.

14. Лампа по п. 1, характеризующаяся тем, что полимерное покрытие, содержащее диспергированные частицы, выполнено с внутренней и/или внешней сторон пластины из оптически прозрачного материала.

15. Лампа по п. 1, характеризующаяся тем, что полимерное покрытие, содержащее диспергированные частицы, состоит, по крайней мере, из двух слоев, по крайней мере, один из которых выполнен из полимерной композиции, включающей диспергированные квантовые точки и/или полупроводниковые нанокристаллы, а второй слой выполнен из полимерной композиции, включающей неорганические люминофоры.

16. Лампа по п. 13, характеризующаяся тем, что нанокристаллы выполнены в виде полупроводникового ядра, первого полупроводникового слоя и второго полупроводникового слоя.

17. Лампа по п. 13, характеризующаяся тем, что в качестве люминофоров использованы люминофоры на основе гранатов, например YAG, (Y-Gd)G, LuAG, YAGaG, TAG, в том числе легированных церием.

18. Лампа по п. 16, характеризующаяся тем, что полупроводниковое ядро состоит из полупроводникового материала, выбранного из группы CdS, CdSe, CdTe, InP, InAs, CuInS2, CuInSe2.

19. Лампа по п. 16, характеризующаяся тем, что первый полупроводниковый слой состоит из полупроводникового материала, выбранного из группы ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, InP, InAs.

20. Лампа по п. 16, характеризующаяся тем, что второй полупроводниковый слой состоит из полупроводникового материала, выбранного из группы ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, InP, InAs.

21. Лампа по п. 13, характеризующаяся тем, что полупроводниковые нанокристаллы представляют собой набор или смесь квантовых точек с максимумом в диапазоне от 590 нм до 700 нм.

22. Лампа по п. 21, характеризующаяся тем, что в качестве квантовых точек использованы полупроводниковые коллоидные квантовые точки на основе CuInS/ZnS.

23. Лампа по п. 1, характеризующаяся тем, что пластина из оптически прозрачного материала с полимерным покрытием выполнена составной - из нескольких пластин, расположенных в одной плоскости.

24. Лампа по п. 1, характеризующаяся тем, что отражатель выполнен из PET, любого пластика, металла, например алюминия, или иного материала, боковые стенки расположены под углом к основанию от 45° до 80°.

25. Лампа по п. 1, характеризующаяся тем, что расстояние от светодиода до пластины из оптически прозрачного материала с полимерным покрытием составляет от 5 мм до 30 мм.

24. Лампа по п. 1, характеризующаяся тем, что отношение ширины пластины из оптически прозрачного материала с полимерным покрытием к расстоянию от светодиода до упомянутой пластины находится в интервале 1,0-3,0.

25. Лампа по п. 1, характеризующаяся тем, что несущий корпус выполнен с габаритными размерами, соответствующими габаритным размерам стандартных линейных люминесцентных ламп низкого давления Т5, Т8, Τ12, при этом использованы соответствующие концевые наконечники стандартных типоразмеров G5 и G13.

Images