RU183335U1 - LED FILAMENT LAMP - Google Patents
LED FILAMENT LAMP Download PDFInfo
- Publication number
- RU183335U1 RU183335U1 RU2018104119U RU2018104119U RU183335U1 RU 183335 U1 RU183335 U1 RU 183335U1 RU 2018104119 U RU2018104119 U RU 2018104119U RU 2018104119 U RU2018104119 U RU 2018104119U RU 183335 U1 RU183335 U1 RU 183335U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bulb
- driver
- lamp
- light
- led filament
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 70
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 29
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 19
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 17
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 17
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000001307 helium Substances 0.000 claims description 15
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims description 15
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 14
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 claims description 10
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910018503 SF6 Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 9
- SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N sulfur hexafluoride Chemical compound FS(F)(F)(F)(F)F SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010431 corundum Substances 0.000 claims description 7
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 6
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims description 6
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 5
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 5
- 239000003570 air Substances 0.000 claims description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229960000909 sulfur hexafluoride Drugs 0.000 claims description 4
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 51
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 37
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 25
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 16
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 10
- 238000003491 array Methods 0.000 description 7
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 6
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 5
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 5
- 244000309464 bull Species 0.000 description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 4
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 4
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005354 aluminosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- 229910001597 celsian Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 229910052611 pyroxene Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- -1 sapphirin Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
- F21K9/20—Light sources comprising attachment means
- F21K9/23—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings
- F21K9/232—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings specially adapted for generating an essentially omnidirectional light distribution, e.g. with a glass bulb
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/20—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области светотехники и касается светодиодной филаментной лампы. Лампа содержит колбу, изготовленную из оптически прозрачного материала и заполненную оптически прозрачным и химически инертным изолирующим газообразным веществом, размещенное в колбе светоизлучающее тело на филаментах, выполненных в виде наборов светодиодов на подложках, а также элемент токоподвода и драйвер. Входные выводы драйвера электрически соединены с контактами элемента токоподвода, выходные выводы драйвера соединены с контактами светоизлучающего тела. Колба выполнена с внутренним удельным объемом от 7 до 80 см3 на 1 Вт установленной мощности светоизлучающего тела. Максимальное прямое напряжение светоизлучающего тела составляет величину от 0,21 до 0,96 от величины амплитуды минимального напряжения питания лампы. Технический результат заключается в повышении стабильности светового потока лампы. 9 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Полезная модель относится к светотехнике и может быть использована при проектировании новых энергоэффективных источников оптического излучения с повышенным сроком службы и надежностью работы, универсальных, предназначенных как для внутреннего, так и для наружного освещения. Полезная модель направлена на расширение области применения светодиодной филаментной лампы за счет повышения светоотдачи, коэффициента полезного действия, надежности работы, срока службы, эксплуатационного ресурса, технологичности, а также в результате обеспечения и поддержания уровня и стабильности светового потока, снижения электрических потерь и рабочей температуры элементов. Технический результат заключается в обеспечении и поддержании уровня и стабильности светового потока.The utility model relates to lighting engineering and can be used in the design of new energy-efficient sources of optical radiation with an increased service life and reliability, universal, designed for both indoor and outdoor lighting. The utility model is aimed at expanding the scope of application of LED filament lamps by increasing light output, efficiency, reliability, service life, service life, manufacturability, as well as by ensuring and maintaining the level and stability of light flux, reducing electrical losses and operating temperature of elements . The technical result is to ensure and maintain the level and stability of the light flux.
Известна светодиодная филаментная лампа, содержащая негерметизированную колбу без светоотражающего покрытия, изготовленную из оптически прозрачного материала и заполненную воздухом с давлением 1,0 бар при температуре 298 К, с размещенным внутри светоизлучающим телом на филаментах, выполненных в виде наборов светодиодов на подложках, состоящим из одного или нескольких филаментов, соединенных в электрическую цепь последовательно или параллельно, или последовательно и параллельно, а также цоколь, цоколь механически соединен с колбой непосредственно, и драйвер недиммируемый в виде печатного узла на плате, входные выводы драйвера электрически соединены с контактами цоколя через защитный элемент, размещенный внутри цоколя, выходные выводы драйвера соединены с электрической цепью, филаменты установлены непосредственно на плату, плата размещена в основании колбы в плоскости сопряжения колбы и цоколя и разделяет внутренние объемы колбы и цоколя (П. 158403. Электрическая лампа / Е.М. Силкин // Заявл. 09.06.2015. Опубл. 27.12.2015 Бюл. №36).Known LED filament lamp containing an unsealed bulb without a reflective coating, made of optically transparent material and filled with air with a pressure of 1.0 bar at a temperature of 298 K, with a light-emitting body placed on filaments inside, made in the form of sets of LEDs on substrates, consisting of one or several filaments connected in an electric circuit in series or in parallel, or in series and in parallel, as well as a base, a base is mechanically connected to the bulb directly, and the driver is non-dimmable in the form of a printed unit on the board, the driver input terminals are electrically connected to the base contacts through a protective element located inside the base, the driver output terminals are connected to the electrical circuit, filaments are installed directly on the board, the board is located at the base of the bulb in the interface plane bulb and cap and separates the internal volumes of the bulb and cap (P. 158403. Electric lamp / EM Silkin // Decl. 06/09/2015. Publ. 12/27/2015 Bull. No. 36).
Подобную конструкцию (принцип устройства) имеют большинство светодиодных ламп, в том числе, и традиционных исполнений (не филаментных), использующих в качестве светоизлучающего тела дискретные светодиоды, модули, матрицы или линейки. Драйвер из одной части в известной лампе размещается в цоколе и колбе. Драйвер может быть выполнен и диммируемым, или допускающим применение со стандартными диммерами для ламп накаливания (с функцией диммирования). В этом случае необходимо использовать дополнительную соединительную корпусную вставку для сопряжения цоколя с колбой и увеличения рабочего объема для размещения драйвера или частей драйвера.A similar design (device principle) has the majority of LED lamps, including traditional designs (non-filament), using discrete LEDs, modules, arrays or arrays as a light-emitting body. A driver from one part in a well-known lamp is located in the cap and bulb. The driver can be made dimmable, or it can be used with standard dimmers for incandescent lamps (with a dimming function). In this case, it is necessary to use an additional connecting case insert to interface the base with the bulb and increase the working volume to accommodate the driver or parts of the driver.
Недостатком известной светодиодной филаментной лампы является узкая область применения. Лампа характеризуется сравнительно низкой светового потока. Известная конструкция может быть использована только для ограниченного (в том числе, по мощности и габаритным размерам) ряда типоисполнений из-за недостаточно эффективного охлаждения филаментов. Для обеспечения нормального режима эксплуатации размеры колбы (внутренний обьем) светодиодной филаментной лампы должны быть завышенными. Известная лампа имеет и относительно низкую надежность работы, малые средний срок службы и эксплуатационный ресурс. Лампу невозможно использовать в открытых светильниках при низких температурах окружающей среды (низкая степень защиты). Известное устройство не обладает высокой светоотдачей (высоким световым потоком), необходимой для некоторых вариантов использования. Вышеперечисленные недостатки сужают область применения данного источника оптического излучения с негерметизированной колбой.A disadvantage of the known LED filament lamp is a narrow scope. The lamp is characterized by a relatively low luminous flux. The known design can be used only for a limited (including in terms of power and overall dimensions) series of types of performance due to insufficient cooling of the filaments. To ensure normal operation, the bulb size (internal volume) of the LED filament lamp should be overestimated. Known lamp has a relatively low reliability, low average life and operational life. The lamp cannot be used in open luminaires at low ambient temperatures (low degree of protection). The known device does not have high light output (high luminous flux), necessary for some use cases. The above disadvantages narrow the scope of this source of optical radiation with an unsealed bulb.
Известна светодиодная филаментная лампа, содержащая герметизированную колбу без светоотражающего покрытия, изготовленную из оптически прозрачного материала и заполненную воздухом с давлением 1,0 бар при температуре 298 К, с размещенным внутри светоизлучающим телом на филаментах, выполненных в виде наборов светодиодов на подложках, состоящим из одного или нескольких филаментов, а также цоколь, цоколь механически соединен с колбой непосредственно, и драйвер недиммируемый в виде печатного узла на плате, входные выводы драйвера электрически соединены с контактами цоколя через защитный элемент, размещенный внутри цоколя, выходные выводы драйвера соединены с электрической цепью, филаменты установлены непосредственно на плату, плата размещена в основании колбы в плоскости сопряжения колбы и цоколя и разделяет внутренние объемы колбы и цоколя, соответствующая сторона печатного узла изолирована от внутреннего объема цоколя заливкой слоем или слоями герметика или клея, или лака, или другого влагостойкого материала, или компаунда, обеспечивающего герметизацию, с электроизолирующими и теплопроводящими свойствами и температурой размягчения не менее 330 К (П. 158403. Электрическая лампа / Е.М. Силкин // Заявл. 09.06.2015. Опубл. 27.12.2015 Бюл. №36).Known LED filament lamp containing a sealed bulb without a reflective coating, made of optically transparent material and filled with air with a pressure of 1.0 bar at a temperature of 298 K, with a light-emitting body placed on filaments inside, made in the form of sets of LEDs on substrates, consisting of one or several filaments, as well as the base, the base is mechanically connected to the bulb directly, and the driver is non-dimmable in the form of a printed unit on the board, the driver input terminals are electric and are connected to the contacts of the base through a protective element located inside the base, the output terminals of the driver are connected to an electric circuit, the filaments are installed directly on the board, the board is located at the base of the bulb in the plane of the interface between the bulb and the base and separates the internal volumes of the bulb and base, the corresponding side of the printing unit insulated from the internal volume of the basement by pouring a layer or layers of sealant or glue, or varnish, or other moisture-resistant material, or a compound that provides sealing, with electrical insulation with heat-conducting properties and a softening temperature of at least 330 K (P. 158403. Electric lamp / Е.М. Silkin // Decl. 06/09/2015. Publ. 12/27/2015 Bull. No. 36).
В данной известной конструкции может быть повышена степень защиты и, в определенных пределах, стабильность светового потока надежность работы. Драйвер светодиодной филаментной лампы размещается аналогично (в цоколе и колбе), и также может быть выполнен диммируемым или допускающим применение со стандартными диммерами. В этом случае необходимо использовать соединительную корпусную вставку для сопряжения цоколя с колбой и увеличения объема для размещения драйвера или его частей.In this known construction, the degree of protection and, within certain limits, the stability of the luminous flux, the reliability of operation can be increased. The driver of the LED filament lamp is placed similarly (in the cap and bulb), and can also be made dimmable or can be used with standard dimmers. In this case, it is necessary to use a connecting case insert to interface the base with the bulb and increase the volume to accommodate the driver or its parts.
Недостатком известной светодиодной филаментной лампы является узкая область применения. Известная конструкция может быть использована только для ограниченного (в том числе, по мощности и габаритным размерам) ряда типоисполнений из-за недостаточно эффективного охлаждения филаментов воздухом. В устройстве не поддерживаются необходимый уровень и стабильность светового потока. Для обеспечения нормального режима эксплуатации размеры колбы (внутренний объем) лампы должны быть существенно завышенными. Известная лампа, по этой причине, имеет недостаточно высокую надежность работы, малые средний срок службы и эксплуатационный ресурс. Лампу также затруднительно использовать в открытых светильниках и при низких (или повышенных) температурах окружающей среды. Известная светодиодная филаментная лампа не обладает высокой светоотдачей (световым потоком), необходимой для некоторых вариантов использования. Вышеперечисленные недостатки сужают область применения известного источника оптического излучения с герметизированной колбой.A disadvantage of the known LED filament lamp is a narrow scope. The known design can be used only for a limited (including in terms of power and overall dimensions) number of types of designs due to insufficient cooling of the filaments by air. The device does not support the required level and stability of the light flux. To ensure normal operation, the bulb size (internal volume) of the lamp should be significantly overestimated. A well-known lamp, for this reason, has insufficiently high reliability, low average service life and service life. It is also difficult to use a lamp in open luminaires and at low (or elevated) ambient temperatures. The well-known LED filament lamp does not have the high light output (luminous flux) required for some use cases. The above disadvantages narrow the scope of the known source of optical radiation with a sealed bulb.
Известна светодиодная филаментная лампа, содержащая герметичную колбу без светоотражающего покрытия, изготовленную из оптически прозрачного материала и заполненную технически чистым воздухом или гелием, или неоном, или аргоном, или азотом, или бинарной смесью аргона и азота с давлением от 0,4 до 30 бар при температуре 273 К, с опорной ножкой внутри, имеющей штенгель и электроды, с размещенным внутри светоизлучающим телом на филаментах, выполненных в виде наборов светодиодов на подложках, состоящим из одного или нескольких филаментов, а также цоколь, цоколь механически сопряжен с колбой непосредственно, и драйвер в виде печатного узла на плате, входные выводы драйвера электрически соединены с контактами цоколя через электроды, выходные выводы драйвера соединены с электрической цепью, драйвер размещен внутри колбы, светодиодные филаменты установлены непосредственно на плату (П. 153400. Электрическая лампа / Е.М. Силкин // Заявл. 12.01.2015. Опубл. 22.07.2015 Бюл. №20).Known LED filament lamp containing a sealed flask without a reflective coating, made of optically transparent material and filled with technically pure air or helium, or neon, or argon, or nitrogen, or a binary mixture of argon and nitrogen with a pressure of from 0.4 to 30 bar at a temperature of 273 K, with a support leg inside, having a plug and electrodes, with a light-emitting body placed on filaments inside, made in the form of sets of LEDs on substrates, consisting of one or more filaments, and base, base is mechanically directly coupled to the bulb, and the driver is in the form of a printed unit on the board, the driver input terminals are electrically connected to the base contacts through electrodes, the driver output terminals are connected to the electrical circuit, the driver is located inside the bulb, the LED filaments are installed directly on the board (П 153400. Electric lamp / EM Silkin // Declared January 12, 2015. Published July 22, 2015 Bull. No. 20).
Подобную конструкцию могут иметь газонаполненные светодиодные лампы с дискретными светодиодами или светодиодными матрицами, в том числе, линейными, имеющие высокие степени защиты. Известная лампа также относится к типу, так называемых, светодиодных филаментных ламп, но, это газонаполненная лампа. Светоизлучающее тело (комплект светодиодных филаментов или матриц) и драйвер в такой лампе полностью изолированы от внешней среды и не подвержены ее влиянию.Gas-filled LED lamps with discrete LEDs or LED arrays, including linear ones, with high degrees of protection, can have a similar design. The well-known lamp also belongs to the type of so-called LED filament lamps, but it is a gas-filled lamp. The light-emitting body (a set of LED filaments or matrices) and the driver in such a lamp are completely isolated from the external environment and are not subject to its influence.
Недостатком известной светодиодной филаментной лампы рассмотренной конструкции является узкая область применения из-за ограниченности возможной номенклатуры (по мощности и габаритным размерам) типоисполнений, низкой надежности работы, сравнительно малого срока службы (из-за повышенного нагрева светодиодов и электронных элементов и узлов устройства, что делает затруднительным использование в замкнутых осветительных приборах), технической и технологической сложности (сравнительно низкая технологичность конструкции, технологический процесс плохо поддается механизации и автоматизации), снижающей надежность работы и повышающей конечную цену изделия. Лампа имеет относительно низкие светоотдачу (около 100 лм/Вт), уровень и стабильность светового потока, что объясняется недостаточно эффективным теплоотводом за счет использованного (не оптимального для конкретного применения) состава изолирующего газообразного вещества и дополнительного нагрева внутреннего объема колбы от элементов драйвера. Драйвер с размещением только внутри колбы сложно выполнить с оптимальной конструкцией и совокупностью необходимых параметров. Вышеперечисленные недостатки известной светодиодной филаментной лампы значительно снижают надежность работы и сужают область ее применения.A disadvantage of the known LED filament lamp of the considered design is the narrow scope due to the limited possible range (power and overall dimensions) of the type design, low reliability, relatively short life (due to increased heating of the LEDs and electronic elements and components of the device, which makes difficult to use in closed lighting fixtures), technical and technological complexity (relatively low manufacturability of the design, technologically th process is difficult to mechanize and automate), which reduces the reliability of work and increases the final price of the product. The lamp has relatively low light output (about 100 lm / W), the level and stability of the light flux, which is explained by insufficient heat removal due to the used (not optimal for a particular application) composition of the insulating gaseous substance and additional heating of the inner volume of the bulb from the driver elements. A driver with placement only inside the bulb is difficult to perform with an optimal design and a combination of the necessary parameters. The above disadvantages of the known LED filament lamp significantly reduce the reliability and narrow the scope of its application.
Известна светодиодная филаментная лампа, содержащая герметичную колбу без покрытия, изготовленную из оптически прозрачного материала и заполненную неоном или азотом, или бинарной смесью перечисленных газов с содержанием компоненты от 4 объемных процентов и с давлением от 0,3 до 3,3 бар при температуре 273 К, с опорной ножкой внутри, имеющей штенгель, штабик и два электрода, и с размещенным внутри светоизлучающим телом на филаментах, выполненных в виде наборов светодиодов на подложках, состоящим из одного или нескольких филаментов, соединенными в электрическую цепь последовательно и параллельно, штабик выполнен с одним держателем из проводящего электрический ток материала, являющимся элементом электрической цепи, а также элемент токоподвода, элемент токоподвода выполнен в виде стандартизованного цоколя и механически сопряжен с колбой непосредственно, и драйвер недиммируемый, входные выводы драйвера электрически соединены с контактами цоколя, выходные выводы драйвера соединены с электрической цепью, драйвер размещен внутри цоколя, электроды соединяют части лампы, установленные внутри колбы, с соответствующими внешними частями лампы (П. 152823. Электрическая осветительная лампа / Е.М. Силкин // Заявл. 10.02.2015. Опубл. 20.06.2015 Бюл. №17).Known LED filament lamp containing a sealed flask without coating, made of optically transparent material and filled with neon or nitrogen, or a binary mixture of these gases with a component content of 4 volume percent and with a pressure of 0.3 to 3.3 bar at a temperature of 273 K , with a support leg inside, having a plug, a stand and two electrodes, and with a light-emitting body placed on filaments inside, made in the form of sets of LEDs on substrates, consisting of one or more filaments, connected in the electric circuit in series and in parallel, the staff is made with one holder of a material conducting electric current, which is an element of the electric circuit, as well as a current supply element, a current supply element is made in the form of a standardized base and is directly mechanically connected to the bulb, and the driver is non-dimmable, the driver input terminals electrically connected to the contacts of the base, the output terminals of the driver are connected to the electrical circuit, the driver is located inside the base, the electrodes connect the parts of the lamp, embedded inside the bulb, with the corresponding external parts of the lamp (P. 152823. Electric lighting lamp / Е.М. Silkin // Decl. 02/10/2015. Publ. 06/20/2015 Bull. No. 17).
Рассмотренная светодиодная филаментная лампа является наиболее близкой по технической сущности к полезной модели и выбрана в качестве прототипа.The considered LED filament lamp is the closest in technical essence to a utility model and is selected as a prototype.
Недостатком известной светодиодной филаментной лампы (прототипа) является сравнительно узкая область применения. Это обусловлено ограниченностью возможной номенклатуры типоисполнений. Лампа характеризуется относительно малым световым потоком (ограничение по мощности) и сравнительно низкой его стабильностью. Возможности по увеличению светового потока (за счет увеличения числа светодиодных матриц) отсутствуют из-за ограниченности применяемой конструкции. Лампа может иметь и недостаточно высокую светоотдачу (менее 100 лм/Вт) из-за повышенного нагрева светодиодов при неэффективном теплоотводе за счет используемого состава изолирующего газа. Отсутствие регулирования светового потока делает невозможным использование лампы в целом ряде осветительных систем. Известная лампа имеет низкую надежность работы и малые средний срок службы и эксплуатационный ресурс (также из-за повышенного нагрева светодиодов в рабочем режиме). Состав изолирующего газа и его давление не являются оптимальными для данного устройства из-за сравнительно низкой теплопроводности примененных газов и газовой смеси. Возможности использования в конструкции качественных драйверов с необходимым набором технических и эксплуатационных параметров также ограничены (из-за его размещения только внутри цоколя лампы).A disadvantage of the known LED filament lamp (prototype) is the relatively narrow scope. This is due to the limited range of types. The lamp is characterized by a relatively low luminous flux (power limitation) and its relatively low stability. There is no possibility of increasing the luminous flux (by increasing the number of LED arrays) due to the limited design used. The lamp may also have insufficiently high light output (less than 100 lm / W) due to increased heating of the LEDs with inefficient heat removal due to the used composition of the insulating gas. The lack of regulation of the light flux makes it impossible to use the lamp in a number of lighting systems. The known lamp has low reliability and low average life and service life (also due to increased heating of the LEDs in operating mode). The composition of the insulating gas and its pressure are not optimal for this device due to the relatively low thermal conductivity of the gases used and the gas mixture. The possibilities of using high-quality drivers with the necessary set of technical and operational parameters in the design are also limited (due to its placement only inside the lamp base).
Полезная модель направлена на решение задачи расширения области применения светодиодной филаментной лампы за счет повышения светоотдачи, коэффициента полезного действия, надежности работы, срока службы, эксплуатационного ресурса, качества и технологичности, снижения электрических потерь в элементах и узлах лампы, предельных рабочих температур элементов и, в том числе, обеспечения и поддержания уровня и стабильности светового потока, что является целью полезной модели.The utility model is aimed at solving the problem of expanding the scope of application of LED filament lamps by increasing light output, efficiency, reliability, service life, service life, quality and manufacturability, reducing electrical losses in the lamp elements and nodes, limiting operating temperatures of the elements and, in including ensuring and maintaining the level and stability of the light flux, which is the purpose of the utility model.
Технический результат заключается в обеспечении и поддержании уровня и стабильности светового потока светодиодной филаментной лампы в процессе ее эксплуатации за счет использования оптимальных соотношений для параметров лампы, что снижает, в том числе, электрические потери в элементах конструкции, нагрев элементов и узлов лампы и гарантирует, в предпочтительных вариантах изготовления, изоляцию элементов от воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды и достаточный для надежной работы устройства на светодиодных филаментах, или кассетах с их использованием, теплоотвод.The technical result consists in ensuring and maintaining the level and stability of the luminous flux of the LED filament lamp during its operation by using optimal ratios for the lamp parameters, which reduces, inter alia, electrical losses in structural elements, heating of lamp elements and assemblies, and guarantees preferred manufacturing options, isolation of elements from the effects of adverse environmental factors and sufficient for reliable operation of the device on LED filaments , or cassettes with their use, heat sink.
Указанная цель и технический результат достигается тем, что в светодиодной филаментной лампе, содержащейThe specified goal and technical result is achieved by the fact that in the LED filament lamp containing
1. колбу, изготовленную из оптически прозрачного материала и заполненную оптически прозрачным и химически инертным изолирующим газообразным веществом, с размещенным внутри светоизлучающим телом на филаментах, выполненных в виде наборов светодиодов на подложках, а также элемент токоподвода и драйвер, входные выводы драйвера электрически соединены с контактами элемента токоподвода, выходные выводы драйвера соединены с контактами светоизлучающего тела, колба выполнена с внутренним удельным объемом от 7 до 80 см3 на 1 Вт установленной мощности светоизлучающего тела, а максимальное прямое напряжение светоизлучающего тела составляет величину от 0,21 до 0,96 от величины амплитуды минимального напряжения питания лампы.1. a flask made of an optically transparent material and filled with an optically transparent and chemically inert insulating gaseous substance, placed inside the light-emitting body on filaments made in the form of sets of LEDs on substrates, as well as a current supply element and a driver, the driver input terminals are electrically connected to the contacts current supply element, the driver output terminals are connected to the contacts of the light-emitting body, the flask is made with an internal specific volume of 7 to 80 cm 3 per 1 W of installed power of the light-emitting body, and the maximum forward voltage of the light-emitting body is from 0.21 to 0.96 of the amplitude of the minimum lamp supply voltage.
2. Колба по п. 1 выполнена без покрытия или с частичным внутренним или наружным светоотражающим покрытием, а также без матирования или с матированием, подложки выполнены из стекла или ситалла, или пластика, или композита, или керамики, или хрусталя, или корунда, или алмаза, или металла, или сплава с одним или с несколькими покрытиями, светоизлучающее тело выполнено, по крайней мере, из одного филамента, или, по крайней мере, из одной кассеты с параллельным соединением филаментов, филаменты или кассеты, или их комбинации соединены в электрическую цепь последовательно или параллельно, или последовательно и параллельно, элемент токоподвода выполнен в виде стандартизованного цоколя, механически сопряженного с колбой непосредственно или через соединительную корпусную вставку, драйвер выполнен недиммируемым или диммируемым и состоит, по крайней мере, из одной части, драйвер или его части размещены в цоколе или в колбе, или в соединительной корпусной вставке, или в цоколе и в соединительной корпусной вставке, или в цоколе и в колбе, или в колбе и в соединительной корпусной вставке.2. The flask according to
3. Колба по п. 2 выполнена негерметизированной.3. The flask according to
4. Колба по п. 2, отличающаяся тем, что колба выполнена герметизированной.4. The flask according to
5. По п. 3 или 4, драйвер размещен в колбе и соединительной корпусной вставке или в соединительной корпусной вставке и цоколе, или в колбе, соединительной корпусной вставке и цоколе.5. According to
6. По п. 5, драйвер выполнен герметизированным.6. According to p. 5, the driver is sealed.
7. Колба по по п. 2 выполнена герметичной с ножкой внутри, имеющей штенгель, штабик и электроды, электроды электрически соединяют части лампы, установленные внутри колбы, с внешними частями лампы.7. The bulb according to
8. Колба по п. 7 заполнена оптически прозрачным и химически инертным газообразным изолирующим веществом, включающим воздух или водород, или гелий, или неон, или аргон, или азот, или гексафторид серы, или бинарную, или трехкомпонентную смесь перечисленных газов с содержанием компоненты от 0,1 об.% и с давлением от 0,15 до 31,0 бар при температуре 298 К, штабик выполнен, по крайней мере, с одним держателем из диэлектрического или проводящего электрический ток материала, или их комбинации при числе держателей более одного, а держатели из проводящего электрический ток материала не выполнены или выполнены частью, или выполнены все вместе элементами электрической цепи.8. The flask according to
9. По п. 7 драйвер выполнен герметизированным.9. According to p. 7, the driver is sealed.
10. По 8 драйвер выполнен герметизированным.10. At 8, the driver is sealed.
Уровень и стабильность светового потока зависят, в частности, от теплового режима элементов, в первую очередь, светодиодов светоизлучающего тела, а также и относительной величины амплитуды напряжения питания лампы и может условно характеризоваться спадом светового потока при включении устройства на интервале времени стабилизации (нормируемая величина) и в процессе длительной эксплуатации (коэффициент снижения светового потока), а также и (известными из литературы и нормативных документов) коэффициентами стабильности и пульсации светового потока.The level and stability of the light flux depends, in particular, on the thermal regime of the elements, primarily the LEDs of the light-emitting body, as well as the relative magnitude of the amplitude of the lamp supply voltage and can conditionally be characterized by a decrease in the light flux when the device is turned on over the stabilization time interval (normalized value) and during long-term operation (the coefficient of decrease in light flux), as well as (known from the literature and regulatory documents) stability and pulsation factors lumen output.
Филамент представляет собой светодиодную матрицу (линейку) предназначенную для эксплуатации в условиях естественной конвекции в окружающей газовой среде без использования дополнительных средств и приемов, в частности, вспомогательных радиаторов для отвода тепла от филаментов (или кассет филаментов). При эксплуатации в замкнутых обьемах внутри колбы температурный режим зависит от свойств среды и величины свободного внутреннего (рабочего) обьема. При малых величинах рабочего обьема необходимый отвод тепла, очевидно, не обеспечивается. Такая лампа является потенциально ненадежной в работе.The filament is an LED matrix (line) designed for operation in natural convection in the surrounding gas environment without the use of additional tools and techniques, in particular, auxiliary radiators for removing heat from filaments (or filament cassettes). When operating in closed volumes inside the flask, the temperature regime depends on the properties of the medium and the value of the free internal (working) volume. With small values of the working volume, the necessary heat removal, obviously, is not provided. Such a lamp is potentially unreliable.
Снижение величины внутреннего удельного обьема (см3/Вт) при существующих (и достаточно качественно оптимизированных) конструкциях филаментов приводит к резкому ухудшению условий теплоотвода, повышению температуры и возможному перегреву светодиодов и люминофорных слоев, а, следовательно, к большему (текущему) спаду светового потока в интервале времени стабилизации и интенсивной деградации светодиодов и люминофоров в процессе длительной эксплуатации, и сопутствующему необратимому снижению светового потока. Например, для герметизированной светодиодной филаментной лампы (наихудший случай) любого типового исполнения снижение внутреннего удельного обьема колбы ниже 7 см3/Вт приводит к спаду светового потока при включении, превышающему нормируемые величины, и снижению эксплуатационного ресурса (в том числе, за счет недопустимого ухудшения коэффициента снижения светового потока). Выпуск, в частности, газонаполненных филаментных ламп в колбах В 35 (свечеобразная колба, рабочий внутренний обьем менее 40 см3) на мощность более 5,5…6 Вт (мощность светоизлучающего тела) невозможен, так как конструкции не обеспечивают требуемой стабильности светового потока и надежности работы (что проверено экспериментальными исследованиями) при любом газовом наполнении (оптически прозрачное и химически инертное изолирующее газообразное вещество) колбы. Увеличение обьема выше определенной величины не дает последующего улучшения условий теплоотвода (насыщение). Дальнейшее увеличение обьема является технически необоснованным и приводит только к снижению других характеристик лампы (в частности, к ухудшению технологичности конструкции, увеличению материалоемкости и росту весогабаритных показателей) и, поэтому, недопустимо. Например, при увеличении внутреннего удельного обьема колбы свыше 80 см3/Вт для газо-наполняемых светодиодных филаментных ламп (также наихудший случай) изменение в текущем спаде светового потока при включении (в интервале времени стабилизации) становится практически незаметным, а коэффициенты стабильности и снижения светового потока в процессе длительной эксплуатации более не зависят от величины внутреннего удельного обьема.The decrease in the internal specific volume (cm 3 / W) with existing (and sufficiently qualitatively optimized) designs of filaments leads to a sharp deterioration in the conditions of heat removal, an increase in temperature and a possible overheating of LEDs and phosphor layers, and, consequently, to a greater (current) decrease in luminous flux in the time interval of stabilization and intense degradation of LEDs and phosphors during long-term operation, and the accompanying irreversible decrease in luminous flux. For example, for a sealed LED filament lamp (worst case) of any typical design, a decrease in the internal specific volume of the bulb below 7 cm 3 / W leads to a decrease in the luminous flux when turned on, exceeding the normalized values, and a decrease in the service life (including due to unacceptable deterioration light reduction coefficient). The production, in particular, of gas-filled filament lamps in B 35 flasks (candle-shaped bulb, working internal volume of less than 40 cm 3 ) for a power of more than 5.5 ... 6 W (power of a light-emitting body) is impossible, since the designs do not provide the required luminous flux stability and reliability of operation (as verified by experimental studies) for any gas filling (optically transparent and chemically inert insulating gaseous substance) of the flask. An increase in volume above a certain value does not give a subsequent improvement in the conditions of heat removal (saturation). A further increase in volume is technically unreasonable and leads only to a decrease in other characteristics of the lamp (in particular, to a deterioration in the manufacturability of the design, an increase in material consumption and an increase in weight and size indicators) and, therefore, is unacceptable. For example, with an increase in the internal specific volume of the bulb over 80 cm 3 / W for gas-filled LED filament lamps (also the worst case), the change in the current decrease in luminous flux when turned on (in the stabilization time interval) becomes almost imperceptible, and the coefficients of stability and decrease in light flow during continuous operation is no longer dependent on the value of the internal specific volume.
Питание лампы может осуществляться от источника постоянного напряжения (в частности, выпрямленного без фильтрации) или от источника переменного синусоидального напряжения (стандартной электрической сети). Питание от любых других типов источников электроснабжения может быть сведено (принцип) к указанным двум видам источников. Величина амплитуды минимального постоянного напряжения питания, соответствует (сглаженное напряжение) величине этого постоянного напряжения. Величина амплитуды минимального (сетевого) напряжения питания (и выпрямленного напряжения без фильтрации) соответствует величине амплитуды сетевого напряжения для допустимого стандартом минимального напряжения сети (для стандартной бытовой сети 230 В, например, амплитуда минимального напряжения питания составляет: 230×1,41×(0,85)0,9=(276)292 В, для возможного или допустимого снижения напряжения питающей сети на 10…15%). Прямое напряжение светоизлучающего тела определяется общим числом последовательно соединенных светодиодов в эквивалентной электрической цепи. При этом изготовителями устанавливается технологический допуск на величину прямого напряжения филамента (как правило, 3…8%). Питание светоизлучающего тела (его части) на основе светодиодов в любом случае осуществляется постоянным (знакопостоянным) током. При сглаживании выпрямленного напряжения драйвером сохраняются пульсации уровня напряжения (и соответствующие пульсации выходного напряжения драйвера). Если мгновенная величина напряжения питания (из-за пульсации) окажется ниже прямого напряжения светоизлучающего тела (с учетом падения или потери напряжения в драйвере), светоизлучающее тело отключится и перестанет излучать свет (ток через филаменты прекратится, прервется). При этом резко возрастет коэффициент пульсации светового потока. Для исключения указанного явления устанавливают (в полезной модели) предел для максимального прямого напряжения светоизлучающего тела на уровне величины (до) 0,96 от величины амплитуды минимального напряжения питания лампы. Предел учитывает возможности использования распространенных типовых элементов и узлов для реализации драйвера светодиодной филаментной лампы. С одной стороны, максимальное прямое напряжение светоизлучающего тела должно быть по величине как можно ближе к величине амплитуды минимального напряжения питания лампы (с целью снижения электрических потерь в драйвере и обеспечения высокого светового потока), а, с другой стороны, идеально сгладить выпрямленное напряжение в драйвере невозможно (а сгладить с достаточно высоким коэффициентом сглаживания, как правило, нетехнологично или, в некоторых случаях, также невозможно). Кроме того, при диммировании лампы величина уровня напряжения питания может снижаться. Поэтому прямое напряжение на светоизлучающем теле уменьшают относительно величины амплитуды минимального напряжения питания лампы. Вероятность роста пульсации светового потока, в этом случае, также уменьшается. Однако снижение максимального прямого напряжения светоизлучающего тела до уровня менее 0,21 от величины амплитуды минимального напряжения питания лампы приводит к значительному росту электрических потерь в драйвере (использование типовых принципов и приемов изготовления драйверов и существующей элементной базы), интенсивной деградации его характеристик, возможному снижению выходной мощности и, как следствие, снижению светового потока, а также к комплексному снижению предельных энергетических характеристик и надежности работы. В частности, коэффициент полезного действия драйвера для типовых мощностей ламп может снизиться на 5…7%, а лампы в целом на 8…9% (если прямое напряжение светоизлучающего тела уменьшится с 0,96 до 0,21 от величины амплитуды минимального напряжения питания лампы). Выполнение драйвера с требуемыми характеристиками, соответствующими более низкому прямому напряжению светоизлучающего тела, не позволяет обеспечить необходимый уровень и стабильность светового потока лампы, нетехнологично и нецелесообразно (а в большинстве случаев и невозможно).The lamp can be powered from a constant voltage source (in particular, rectified without filtering) or from an alternating sinusoidal voltage source (standard electrical network). Power supply from any other types of sources of power supply can be reduced (principle) to these two types of sources. The magnitude of the amplitude of the minimum constant voltage, corresponds to the (smoothed voltage) value of this constant voltage. The magnitude of the amplitude of the minimum (mains) supply voltage (and the rectified voltage without filtering) corresponds to the magnitude of the amplitude of the mains voltage for the minimum mains voltage acceptable by the standard (for a standard household network 230 V, for example, the amplitude of the minimum supply voltage is: 230 × 1.41 × (0 , 85) 0.9 = (276) 292 V, for a possible or permissible reduction in the supply voltage by 10 ... 15%). The forward voltage of a light-emitting body is determined by the total number of series-connected LEDs in an equivalent electrical circuit. At the same time, manufacturers establish technological tolerance for the value of the direct filament voltage (usually 3 ... 8%). In any case, the power of the light-emitting body (its part) based on LEDs is provided by a constant (sign-constant) current. When smoothing the rectified voltage by the driver, the voltage level ripples (and the corresponding ripple of the driver output voltage) are saved. If the instantaneous value of the supply voltage (due to ripple) is lower than the direct voltage of the light-emitting body (taking into account the drop or loss of voltage in the driver), the light-emitting body will turn off and stop emitting light (the current through the filaments will stop, will be interrupted). In this case, the ripple coefficient of the light flux will increase sharply. To eliminate this phenomenon, a limit is established (in a utility model) for the maximum forward voltage of the light-emitting body at the level of (up to) 0.96 of the amplitude of the minimum lamp supply voltage. The limit takes into account the possibility of using common standard elements and nodes for the implementation of the LED filament lamp driver. On the one hand, the maximum forward voltage of the light-emitting body should be as close as possible to the amplitude of the minimum lamp supply voltage (in order to reduce electrical losses in the driver and ensure a high luminous flux), and, on the other hand, it is ideal to smooth the rectified voltage in the driver impossible (and smoothing with a sufficiently high smoothing coefficient is usually not technologically advanced or, in some cases, also impossible). In addition, when dimming the lamp, the magnitude of the supply voltage level may decrease. Therefore, the forward voltage on the light-emitting body is reduced with respect to the amplitude of the minimum lamp supply voltage. The likelihood of an increase in the pulsation of the light flux, in this case, also decreases. However, a decrease in the maximum direct voltage of the light-emitting body to a level less than 0.21 of the amplitude of the minimum voltage of the lamp supply leads to a significant increase in electrical losses in the driver (using standard principles and techniques for manufacturing drivers and the existing element base), intensive degradation of its characteristics, and a possible decrease in output power and, as a result, a decrease in luminous flux, as well as a comprehensive decrease in the limiting energy characteristics and reliability. In particular, the driver efficiency for typical lamp powers may decrease by 5 ... 7%, and the lamp as a whole by 8 ... 9% (if the direct voltage of the light-emitting body decreases from 0.96 to 0.21 of the amplitude of the minimum lamp supply voltage ) Performing a driver with the required characteristics corresponding to a lower forward voltage of the light-emitting body does not allow to provide the necessary level and stability of the light flux of the lamp, which is not technologically and inexpedient (and in most cases impossible).
Реализация ламп с параметрами, соответствующими заявляемым пределам по величинам внутреннего удельного объема колбы (7…80 см3/Вт - на 1 Вт установленной мощности светоизлучающего тела) и максимального прямого напряжения светоизлучающего тела (0,21…0,96 от величины амплитуды минимального напряжения питания лампы), установленным отличительными признаками полезной модели, является эффективным технико-технологическим приемом, обеспечивающим безусловное достижение технического результата наиболее гарантированным и оптимальным образом. Целесообразность и обоснованность выбранных пределов (внутренний удельный объем колбы от 7 до 80 см3 на 1 Вт установленной мощности светоизлучающего тела, максимальное прямое напряжение светоизлучающего тела от 0,21 до 0,96 от величины амплитуды минимального напряжения питания лампы) подтверждена экспериментами с использованием аттестованных (поверенных) специальных измерительных комплексов.The implementation of lamps with parameters corresponding to the declared limits on the values of the internal specific volume of the bulb (7 ... 80 cm 3 / W - 1 W of the installed power of the light-emitting body) and the maximum forward voltage of the light-emitting body (0.21 ... 0.96 of the amplitude of the minimum voltage power supply of the lamp), established by the distinguishing features of the utility model, is an effective technical and technological technique providing the unconditional achievement of the technical result in the most guaranteed and optimal way. The feasibility and validity of the selected limits (internal specific volume of the bulb from 7 to 80 cm 3 per 1 W of installed power of the light-emitting body, the maximum forward voltage of the light-emitting body from 0.21 to 0.96 of the amplitude of the minimum voltage of the lamp supply) is confirmed by experiments using certified (attorneys) of special measuring complexes.
Существенным отличием, характеризующим полезную модель, является расширение области применении светодиодной филаментной лампы за счет оптимизации вариантов технических и технологических решений, обеспечения возможности значительного увеличения номенклатуры типоисполнений для соответствующих применений лампы, увеличения надежности работы, среднего срока службы и эксплуатационного ресурса для конкретных областей, условий использования и режимов функционирования, снижения цены при выполнении лампы на заданные световой поток и мощность, снижения температуры нагрева частей устройства, электрических потерь и улучшения условий эксплуатации лампы, в том числе, в замкнутых световых приборах ограниченного объема, возможности перераспределения и регулирования светового потока, повышения (оптимизации) степени защиты, расширения диапазона температур эксплуатации, эффективного увеличения светоотдачи и светового потока, коэффициента полезного действия, а также, обеспечения и поддержания уровня и стабильности светового потока светодиодной филаментной лампы в процессе ее эксплуатации. Расширение области применения обусловлено новыми принципами устройства, новой конструкцией лампы и ее вариантами, новой электрической схемой соединения светодиодных матриц (филаментов) и кассет, исполнениями драйвера, новыми элементами и связями, установленными оптимизированными внутренними объемами колбы, соотношением прямого напряжения светоизлучающего тела и величины амплитуды минимального напряжения питания лампы, заявленными составами и давлениями изолирующего (наполняющего) газа (газообразного вещества), использованием качественных материалов подложек матриц (филаментов) и кассет, то есть, отличительными признаками полезной модели. Таким образом, отличительные признаки заявляемой светодиодной филаментной лампы являются существенными, обеспечивают решение технической проблемы (достижение цели полезной модели) и достижение заявленного технического результата.A significant difference characterizing the utility model is the expansion of the field of application of LED filament lamps by optimizing technical and technological solutions, providing the possibility of significantly increasing the range of types for the respective lamp applications, increasing the reliability, average life and service life for specific areas, conditions of use and modes of operation, reducing prices when performing lamps for a given luminous flux and power low temperature, lowering the heating temperature of parts of the device, electrical losses and improving the operating conditions of the lamp, including in closed light devices of a limited volume, the possibility of redistributing and regulating the light flux, increasing (optimizing) the degree of protection, expanding the temperature range of operation, effectively increasing light output and luminous flux, efficiency, as well as ensuring and maintaining the level and stability of the luminous flux of the LED filament lamp in the process e operation. The expansion of the scope is due to new device principles, a new lamp design and its variants, a new electrical circuit for connecting LED arrays (filaments) and cassettes, driver designs, new elements and connections established by optimized internal volumes of the bulb, the ratio of the forward voltage of the light-emitting body and the amplitude of the minimum lamp supply voltage, declared compositions and pressures of an insulating (filling) gas (gaseous substance), using quality quality materials matrix substrate (filament) and cassettes, that is, the hallmarks of a utility model. Thus, the distinguishing features of the inventive LED filament lamp are essential, provide a solution to a technical problem (achieving the goal of a utility model) and achieving the claimed technical result.
На рисунке (фигуре) приведена типовая конструкция новой светодиодной филаментной лампы со стандартным элементом внешнего токоподвода (внешним сетевым цоколем класса Е14 или Е27, вариант исполнения с герметичной колбой - газонаполненная лампа).The figure (figure) shows a typical design of a new LED filament lamp with a standard element of an external current supply (an external network socket of class E14 or E27, a version with a sealed bulb - a gas-filled lamp).
Светодиодная филаментная лампа, содержит колбу 1, изготовленную из оптически прозрачного материала и заполненную оптически прозрачным и химически инертным изолирующим газообразным веществом, с размещенным внутри светоизлучающим телом 2 на филаментах, выполненных в виде наборов светодиодов на подложках, а также элемент токоподвода 3 и драйвер 4, входные выводы драйвера электрически соединены с контактами элемента токоподвода, выходные выводы драйвера соединены с контактами светоизлучающего тела. Колба выполнена с внутренним удельным объемом от 7 до 80 кубических сантиметров на 1 ватт установленной мощности светоизлучающего тела, а максимальное прямое напряжение светоизлучающего тела составляет величину от 0,21 до 0,96 от величины амплитуды минимального напряжения питания лампы. Колба может быть выполнена без покрытия или с частичным внутренним или наружным светоотражающим покрытием, а также без матирования или с матированием. Подложки филаментов, в частности, выполнены из стекла или ситалла, или пластика, или композита, или керамики, или хрусталя, или корунда, или алмаза, или металла, или сплава с одним или с несколькими покрытиями. Светоизлучающее тело выполнено, по крайней мере, из одного филамента, или, по крайней мере, из одной кассеты с параллельным соединением филаментов, филаменты или кассеты, или их комбинации соединены в электрическую цепь последовательно или параллельно, или последовательно и параллельно. Элемент токоподвода, в частном случае реализации, выполнен в виде стандартизованного цоколя, механически сопряженного с колбой непосредственно или через соединительную корпусную вставку 5. Драйвер может быть выполнен недиммируемым или диммируемым и состоять, по крайней мере, из одной части. Драйвер или его части размещены в цоколе или в колбе, или в соединительной корпусной вставке, или в цоколе и в соединительной корпусной вставке, или в цоколе и в колбе, или в колбе и в соединительной корпусной вставке. Колба, в частных случаях реализации, выполнена негерметизированной или герметизированной. Драйвер в этих случаях может быть размещен в колбе и соединительной корпусной вставке или в соединительной корпусной вставке и цоколе, или в колбе, соединительной корпусной вставке и цоколе, и быть выполненным герметизированным. Колба также может быть выполнена также герметичной с ножкой внутри, имеющей штенгель 6, штабик 7 и электроды 8, электроды электрически соединяют части лампы, установленные внутри колбы, с внешними частями лампы. Колба в частных случаях реализации заполнена оптически прозрачным и химически инертным газообразным изолирующим веществом, включающим воздух или водород, или гелий, или неон, или аргон, или азот, или гексафторид серы, или бинарную, или трехкомпонентную смесь перечисленных газов с содержанием компоненты от 0,1 объемного процента и с давлением от 0,15 до 31,0 бар при температуре 298 К. Штабик может быть выполнен, по крайней мере, с одним держателем из диэлектрического или проводящего электрический ток материала, или их комбинации (при числе держателей более одного), а держатели из проводящего электрический ток материала - быть не выполнены или выполнены частью, или выполнены все вместе элементами электрической цепи. Драйвер в частных случаях реализации лампы с герметичной колбой также может быть выполнен герметизированным.The LED filament lamp contains a
В варианте (примере) исполнения светодиодной (газонаполненной) филаментной лампы, приведенном на рисунке, драйвер 4 состоит из одной части, размещенной внутри цоколя (элемента токоподвода) 3. Штабик 7 выполнен с линзой и с одним держателем 9 из проводящего электрический ток материала (металлическая проволока), являющимся элементом электрической цепи (электрически соединяет цепи филаментов светоизлучающего тела 2). Колба 1 лампы изготовлена из оптически прозрачного материала в варианте исполнения без светоотражающего покрытия и матирования. Колба 1 реализована газонаполненной и герметичной, имеет штенгель 6 для откачки и два электрода 8 для соединения электрической цепи из светодиодных филаментов (2) с выходными выводами внешнего драйвера 4.In the embodiment (example) of the LED (gas-filled) filament lamp, shown in the figure,
Элемент токоподвода 3 лампы может иметь любое известное устройство (например, быть состоящим из гибких проводов, соединенных с входными выводами драйвера, что реализуется в некоторых типах капсульных светодиодных ламп) и, в частности, иметь форму стандартизованного цоколя (приведено на рисунке).The
Светодиодная газонаполненная филаментная лампа (один из предпочтительных примеров реализации) выполняется и в установившемся режиме работает следующим образом. Через цоколь 3 стандартного вида (например, Е14, Е27 или В22) светодиодная филаментная лампа подключается к обычной питающей сети переменного тока (внешнему источнику питания) непосредственно или к специальной сети (источнику) постоянного тока. Колба 1 из оптически прозрачного материала без покрытия или с частичным внутренним или наружным светоотражающим покрытием, не матированная или матированная является основной частью конструкции осветительной лампы, выполняющей несущую, защитную, светорассеивающую, светораспределяющую или светорегулирующую функции и функцию, в том числе, герметизации рабочего пространства, в котором размещены светодиодные филаменты (кассеты) светоизлучающего тела 2 (матрицы электрической цепи) и, возможно, драйвер 4 или часть (части) драйвера 4. Колба 1 жестко механически соединена (сопряжена) с цоколем 3. Колба 1 изготавливается, например, из лампового стекла или из оптически прозрачного пластика. Частичное светоотражающее покрытие колбы 1 применяют, в частности, в светодиодных филаментных лампах направленного света (в том числе, зеркальных). Светоотражающее покрытие может быть нанесено на наружную или внутреннюю поверхность колбы 1. В зеркальных лампах за счет покрытия осуществляется перераспределение светового потока филаментов (2). Филаменты (2), при этом, ориентируются в пространстве определенным (заданным) образом для снижения потерь световой энергии. Внутренний удельный объем колбы 1 должен быть не менее 7 кубических сантиметров на 1 ватт мощности светоизлучающего тела 2, что обеспечивает (при применении наполняющего газа с высокой теплопроводностью) нормальный (допустимый) тепловой режим светодиодов (2). Расчетный внутренний удельный объем колбы 1, в конкретном применении, зависит от типа наполняющего газа или смеси (для водорода и гелия минимальный объем равен 7 см3/Вт, а оптимальный внутренний удельный объем составляет от 20 до 35 см3/Вт). Занижение внутреннего объема колбы 1 может привести к перегреву светодиодов (2), а превышение является неэффективным и вызывает, в том числе, перерасход дорогостоящего наполняющего газа. В лампах с негерметизированными и герметизированными колбами 1 наполняющим газом (газовой смесью или оптически прозрачным и химически инертным изолирующим газообразным веществом) является обычный или технически чистый воздух (в лампах с негерметизированной колбой 1 давление наполняющего газа равно текущему атмосферному давлению). Это наиболее дешевый вариант наполнения колбы 1, однако, из-за низкой теплопроводности воздуха светодиодные филаментные лампы с таким наполнением могут иметь только относительно невысокую мощность. Колбу 1 в светодиодной филаментной лампе, кроме воздуха, водорода или гелия, заполняют также неоном или аргоном, или азотом, или гексафторидом серы, или бинарной, или трехкомпонентной смесью перечисленных газов с содержанием компоненты от 0,1 объемного процента и с давлением от 0,15 до 31,0 бар (при температуре 298 К). Светодиодные филаментные лампы с контролируемым газовым наполнением (газонаполненные) изготавливаются с герметичной колбой 1. Откачка и заполнение внутреннего объема колбы 1 осуществляется через откачной штенгель 6 (опорной) ножки. После заполнения колбы 1 изолирующим газом штенгель 6 отпаивается. Состав изолирующего газа и его давление должны обеспечивать наилучший (оптимальный) теплоотвод от элементов и узлов светодиодной лампы, установленных внутри колбы 1, и достаточную электрическую прочность. Для лучшего теплоотвода необходимо использовать изолирующий газ, обладающий повышенной теплопроводностью, низкой вязкостью, и увеличивать его давление в колбе 1. Поэтому устанавливать в колбе 1 давление изолирующего газа ниже 0,15 бар неэффективно. Практически, абсолютное давление для большинства модификаций светодиодных ламп заявляемой конструкции должно находится в пределах от 0,5 до 2,5 бар (что наиболее технологично). Кроме объема и форма колбы 1 должна быть также оптимизирована с целью улучшения теплоотвода. Близкими к оптимальным являются стандартные формы и размеры колб (1), применяемых для серийных ламп накаливания. При этом светодиоды филаментов (или матриц) светоизлучающего тела 2 должны размещаться на минимально возможном расстоянии от стенок колбы 1.LED gas-filled filament lamp (one of the preferred examples of implementation) is performed and in steady state operates as follows. Through the
При прохождении электрического тока через светодиоды филаментов (2) (матриц) или кассет они излучают световые волны, в частности, видимый свет. Возможно также, например, излучение ламп подобной конструкции и в ультрафиолетовой или инфракрасной областях спектра, что обеспечивается типом применяемых в лампах светодиодов (2) и оптических преобразователей.When an electric current passes through the filament LEDs (2) (matrices) or cassettes, they emit light waves, in particular, visible light. It is also possible, for example, to emit lamps of a similar design in the ultraviolet or infrared spectral regions, which is ensured by the type of LEDs (2) and optical converters used in lamps.
В таблице представлены значения коэффициентов теплопроводности изолирующих (буферных) газов и воздуха при температуре близкой к нулю градусов по Цельсию (273 К, кроме элегаза), которые могут быть эффективно применены в новых газонаполненных светодиодных филаментных лампах самостоятельно или в составе бинарных или трехкомпонентных газовых смесей.The table shows the values of the thermal conductivity of insulating (buffer) gases and air at a temperature close to zero degrees Celsius (273 K, except for SF6 gas), which can be effectively used in new gas-filled LED filament lamps on their own or as part of binary or three-component gas mixtures.
*Справочно. * For reference.
Из таблицы следует, что из газов лучшей теплопроводностью обладает водород, а из инертных газов самый высокий коэффициент теплопроводности имеет гелий. Однако в качестве оптически прозрачного материала колб 1, обеспечивающего требуемую их герметичность (а также из-за технических, технологических и экономических ограничений), в светодиодных филаментных лампах следует использовать технические стекла, аналогичные применяемым для ламп накаливания. Для таких стекол значение имеет их проницаемость по водороду и гелию (проницаемость других газов ничтожно мала и ей обычно пренебрегают). Проницаемость гелия через технические стекла примерно в десять раз больше, чем водорода, несмотря на то, что атомный радиус гелия практически в полтора раза больше молекулярного радиуса водорода. Это объясняется тем, что при проникновении химически активного водорода через стекла могут образовываться гидроксильные группы, препятствующие потоку водорода. Наибольшей газопроницаемостью по водороду и гелию обладает, в частности, кварцевое стекло, а наименьшую газопроницаемость имеет алюмосиликатное стекло. Проникновение «легких» газов возможно также через вакуумплотные впаи электродов 8. В конструкции газонаполненной светодиодной филаментной лампы число электродов, по этой причине, должно быть минимальным (обычно два или четыре). Качество изготовления колбы 1 газонаполненной светодиодной филаментной лампы необходимо обеспечивать достаточно высоким.From the table it follows that hydrogen has the best thermal conductivity of gases, and helium has the highest thermal conductivity of gases. However, as the optically transparent material of the
Водород является горючим (пожароопасным) и взрывоопасным газом (технологическое ограничение). Его применение (по сравнению с гелием) не дает заметного выигрыша и по теплопроводности. Из-за сравнительно высокой вязкости водорода отвод тепла в светодиодных филаментных лампах с водородом может быть даже менее эффективен, чем в лампах с гелием (отвод тепла определяется теплопроводностью и процессами конвекции газа). Поэтому заполнять водородом колбу 1 в газонаполненной светодиодной филаментной лампе предлагаемой конструкции рекомендуется, в основном, с целью снижения цены.Hydrogen is combustible (flammable) and explosive gas (technological limitation). Its use (in comparison with helium) does not give a noticeable gain in thermal conductivity either. Due to the relatively high viscosity of hydrogen, heat removal in LED filament lamps with hydrogen can be even less effective than in lamps with helium (heat removal is determined by thermal conductivity and gas convection processes). Therefore, it is recommended to fill the
Использование гелия в качестве изолирующего (наполняющего) газа для новых светодиодных филаментных ламп ограничивается только его сравнительно высокой ценой.The use of helium as an insulating (filling) gas for new LED filament lamps is limited only by its relatively high price.
Элегаз является наиболее «тяжелым» из всех известных газов (приблизительно в пять раз тяжелее воздуха). А значение коэффициента теплопроводности элегаза в таблице соответствует высокой температуре (около 1000 градусов по Цельсию). При рабочих температурах новой газонаполненной светодиодной филаментной лампы теплопроводность элегаза даже несколько ниже теплопроводности воздуха и азота. То есть, он менее эффективен для отвода тепла (и сравнительно дорог). Однако этот газ обладает хорошими электроизоляционными свойствами.SF6 gas is the most “heavy” of all known gases (approximately five times heavier than air). And the value of the SF6 thermal conductivity coefficient in the table corresponds to a high temperature (about 1000 degrees Celsius). At the operating temperatures of the new gas-filled LED filament lamp, the thermal conductivity of SF6 gas is even slightly lower than the thermal conductivity of air and nitrogen. That is, it is less effective for heat dissipation (and relatively expensive). However, this gas has good electrical insulating properties.
Необходимость в применении смесей газов продиктована требованиями по электрической прочности изолирующего наполнения, а также, в ряде случаев, экономическими причинами. Электрическая прочность возрастает с ростом давления. Также с ростом давления конвекция в газах и в бинарных смесях становится более интенсивной, что улучшает теплоотвод. В трехкомпонентной смеси (оптически прозрачное и химически инертное изолирующее газообразное вещество) возможно проявление «аномальной» конвекции, существенно улучшающей теплоотвод. Цена используемых газов и газовых смесей имеет исключительно важное значение, так как влияет на конечную цену изделия при производстве. В этой связи перспективным является применение в заявляемой светодиодной филаментной лампе неона. Неон обеспечивает относительно хороший отвод тепла от элементов конструкции и достаточную надежность работы светодиодной филаментной лампы. Неон может использоваться и в смесях с другими газами, обеспечивающими сравнительно эффективный отвод тепла, требуемую электрическую прочность и имеющими низкую цену. Нижнее содержание компоненты в газовой смеси ограничивается величиной 0,1 объемного процента (при этом смесь считается для целей полезной модели смесью газов). Кроме прочего, в трехкомпонентных газовых смесях легких, средних и тяжелых газов возможно возникновение явления, упомянутой выше, аномальной конвекции, что может значительно улучшить отвод тепла от внутренних элементов колбы 1. Примерами таких смесей могут быть, например, смесь неона, азота и элегаза или смесь водорода, азота и аргона, или смесь гелия, азота и аргона.The need for gas mixtures is dictated by the requirements for the electrical strength of the insulating filling, as well as, in some cases, economic reasons. Dielectric strength increases with increasing pressure. Also, with increasing pressure, convection in gases and in binary mixtures becomes more intense, which improves heat dissipation. In a three-component mixture (optically transparent and chemically inert insulating gaseous substance), an “abnormal” convection may occur, which significantly improves heat dissipation. The price of the gases and gas mixtures used is extremely important, as it affects the final price of the product in production. In this regard, it is promising to use neon in the inventive LED filament lamp. Neon provides a relatively good heat dissipation from structural elements and sufficient reliability of the LED filament lamp. Neon can also be used in mixtures with other gases, providing a relatively efficient heat dissipation, the required electric strength and having a low price. The lower content of the component in the gas mixture is limited to 0.1 volume percent (while the mixture is considered to be a gas mixture for the purposes of the utility model). Among other things, in the three-component gas mixtures of light, medium and heavy gases, the above-mentioned phenomenon of abnormal convection may occur, which can significantly improve the heat removal from the internal elements of
Технически чистый воздух (осушенный, без механических примесей и пыли) также возможно применить в качестве изолирующего газа в газонаполненных светодиодных лампах (как и азот). Теплопроводность воздуха приблизительно в полтора раза выше теплопроводности аргона, что также позволяет снизить температуру внутри колбы 1. Теплопроводность азота близка к теплопроводности воздуха.Technically clean air (drained, without mechanical impurities and dust) can also be used as an insulating gas in gas-filled LED lamps (like nitrogen). The thermal conductivity of air is approximately one and a half times higher than the thermal conductivity of argon, which also reduces the temperature inside the
Давление наполняющего газа (или смеси газов) в колбе 1 светодиодной филаментной лампы более 31 бар обеспечить технологически достаточно сложно. Дальнейшее повышение давления наполняющего газа также и мало эффективно.The pressure of the filling gas (or gas mixture) in the
Герметичность (герметизация) колбы 1 светодиодной филаментной лампы обеспечивает изоляцию филаментов и кассет светоизлучающего тела 2 от неблагоприятного воздействия окружающей среды и способствует поддержанию уровня и стабильности светового потока.The tightness (sealing) of the
Большое значение имеет конструкция применяемых в лампах светодиодов и филаментов (светодиодных матриц, кассет филаментов) светоизлучающего тела 2. Кассеты из филаментов (2) позволяют повысить технологичность конструкций светодиодных филаментных ламп. Трудоемкость и цена конечного изделия при применении кассет филаментов (2) значительно снижаются. При этом обеспечиваются более широкие возможности по механизации и автоматизации технологических процессов производства ламп. Светодиодная филаментная лампа выполняется с одним или с несколькими светодиодными филаментами (2), или с одной или с несколькими кассетами из светодиодных филаментов, соединенными в электрическую цепь последовательно или параллельно, или последовательно и параллельно. Филаменты (2) изготавливаются на подложках из стекла или ситалла, или пластика, или композита, или керамики, или хрусталя, или корунда, или алмаза, или металла, или сплава с одним или с несколькими покрытиями.Of great importance is the design of LEDs and filaments used in lamps (LED matrices, filament cassettes) of the light-emitting
Стекла являются наиболее дешевым материалом. Однако теплопроводность стекол является сравнительно малой. Подложки из стекла также имеют низкую механическую прочность и хрупкость.Glasses are the cheapest material. However, the thermal conductivity of the glasses is relatively small. Glass substrates also have low mechanical strength and fragility.
Ситаллы обладают преимущественно поликристаллической структурой и более высокими электроизоляционными, прочностными, температурными (жаропрочность) и теплопроводящими свойствами, а также химостойкостью, чем широко используемые в ламповой промышленности стекла. Они хорошо шлифуются (до чистоты поверхности 13-14 класса), что обеспечивает достаточную технологичность и качество при производстве филаментов (2) и светодиодных матриц по технологии СОВ и МСОВ.The glass metals have a predominantly polycrystalline structure and higher electrical insulating, strength, temperature (heat resistance) and heat-conducting properties, as well as chemical resistance than glass widely used in the lamp industry. They are well grinded (to a surface finish of grade 13-14), which ensures sufficient manufacturability and quality in the production of filaments (2) and LED arrays using the SOV and MSOV technology.
Целесообразно применять оптически прозрачные подложки для филаментов (2) и кассет, что значительно снижает потери световой энергии.It is advisable to use optically transparent substrates for filaments (2) and cassettes, which significantly reduces the loss of light energy.
Оптически прозрачными ситаллами являются, например, цельзиановые, сапфириновые, пироксеновые.Optically transparent glass crystals are, for example, celsian, sapphirin, pyroxene.
Оптически прозрачной керамикой считается, в частности, корундовая керамика (поликор, лукалокс). Корундовая керамика применяется для изготовления колб металлогалогенных ламп и является достаточно распространенным материалом.Optically transparent ceramics are considered, in particular, corundum ceramics (polycor, Lukalox). Corundum ceramics is used for the manufacture of bulbs of metal halide lamps and is a fairly common material.
Кристаллический кварц (хрусталь) характеризуется повышенными оптическими, теплопроводящими и прочностными свойствами.Crystal quartz (crystal) is characterized by enhanced optical, heat-conducting and strength properties.
Хорошими теплопроводящими свойствами обладает и сапфир (разновидность корунда). Лейкосапфир нашел применение при производстве разрядных трубок для натриевых ламп высокого давления.Sapphire (a kind of corundum) also has good heat-conducting properties. Leucosapphire is used in the manufacture of discharge tubes for high pressure sodium lamps.
Очень хорошими теплопроводящими свойствами обладает алмаз. Однако искусственный алмаз достаточно дорогой материал.Diamond has very good heat-conducting properties. However, artificial diamond is quite expensive material.
Использование оптически прозрачных подложек для светодиодов и светодиодных матриц с повышенными теплопроводящими свойствами позволяет, как уже отмечалось, снизить потери энергии оптического излучения и уменьшить нагрев полупроводниковых структур светодиодов, что положительно сказывается на стабильности характеристик ламп и среднем сроке их службы. В этом случае эффективнее обеспечиваются и поддерживаются уровень и стабильность светового потока лампы.The use of optically transparent substrates for LEDs and LED arrays with improved heat-conducting properties allows, as already noted, to reduce the energy loss of optical radiation and to reduce the heating of the semiconductor structures of LEDs, which positively affects the stability of the characteristics of the lamps and their average life. In this case, the level and stability of the luminous flux of the lamp are more effectively provided and maintained.
Пластики и композиты для подложек филаментов (2) позволяют повысить технологичность и снизить цену изделий. Теплопроводность композитов может быть достаточно высокой.Plastics and composites for filament substrates (2) can improve manufacturability and reduce the price of products. The thermal conductivity of composites can be quite high.
Металлы и металлические сплавы обладают наибольшей теплопроводностью и хорошо отводят тепло от кристаллов светодиодов (2).Metals and metal alloys have the highest thermal conductivity and well remove heat from LED crystals (2).
Для обеспечения требуемых свойств и повышения технологичности подложки могут выполняться с различными покрытиями, в том числе, многослойными (согласование коэффициентов линейного расширения, обеспечение качественных и надежных электрических соединений, антикоррозионные свойства, снижение цены).To ensure the required properties and improve the manufacturability of the substrate can be performed with various coatings, including multi-layer (matching linear expansion coefficients, ensuring high-quality and reliable electrical connections, anti-corrosion properties, lower prices).
Штабик 7 (опорной) ножки газонаполненной лампы изготавливается (в вариантах реализации) как без держателя (9), так и с одним или с несколькими держателями 9 из диэлектрического (в частности, это может быть и элемент линзы штабика 7) или из электропроводящего материала (например, металлическая проволока), не являющимися или являющимися (частично или все вместе) элементами электрической цепи. Держатель 9 из диэлектрического материала может, например, обеспечивать фиксацию (поддержку) шины кассеты филаментов светоизлучающего тела 2 и предотвращать смещение указанной кассеты в любом направлении при ударных или вибрационных воздействиях на лампу. Держатель 9 из электропроводящего материала (рисунок) электрически соединяет филаменты (2) цепи и также удерживает их в заданном положении во внутреннем пространстве (объеме) колбы 1.A
Внешний цоколь 3 механически сопряжен с колбой 1 непосредственно или через соединительную корпусную вставку 5.The
Входные выводы драйвера 4 электрически соединены с контактами цоколя 3, выходные выводы драйвера 4 соединены с электрической цепью из филаментов (кассет) светоизлучающего тела 2. Драйвер 4 размещен внутри цоколя 3 или колбы 1, или соединительной корпусной вставки 5, или может быть разделен, в частности, на две или на три части, установленные, соответственно, внутри цоколя 3 и колбы 1 или цоколя 3 и соединительной корпусной вставки 5, или соединительной корпусной вставки 5 и колбы 1, или цоколя 3, соединительной корпусной вставки 5 и колбы 1. В вариантах выполнения светодиодной филаментной лампы с негерметизированной или герметизированной колбой 1 драйвер 4 может также располагаться в колбе и соединительной корпусной вставке или в соединительной корпусной вставке и цоколе, или в колбе, соединительной корпусной вставке и цоколе (если внутренние обьемы элементов конструкции не разделены, а драйвер 4 обладает относительно большими габаритными размерами и имеют место какие-либо конструктивные особенности). Таким образом, число вариантов размещения драйвера 4 или его частей в последних реализациях возрастает.The input terminals of the
Электроды 8 соединяют части лампы, установленные внутри колбы 1, с соответствующими внешними частями лампы (3, 4).The
Питание светодиодов филаментов (2) или кассет филаментов может осуществляться от драйвера 4 как на постоянном, так и на переменном токе. При питании на переменном токе электрическая схема соединения электрической цепи филаментов светоизлучающего тела 2 отличается от схемы на постоянном токе. Однако принцип работы светодиодной филаментной лампы при этом не изменяется. Питание на переменном токе может быть энергетически выгоднее. Число ступеней преобразования энергии уменьшается, что, в целом, повышает надежность работы драйвера 4 и светоотдачу лампы, а также может снизить нестабильность светового потока лампы. Увеличивается средний срок службы светодиодной филаментной лампы. Драйвер 4, при этом, обладает меньшими габаритными размерами. Уменьшение габаритных размеров драйвера 4 для светодиодных филаментных ламп имеет большое значение.Filament LEDs (2) or filament cassettes can be powered from
Драйвер 4 может быть выполнен недиммируемым или диммируемым (в том числе, обеспечивающим работу со стандартными диммерами для ламп накаливания). Диммирование позволяет расширить область применения газонаполненной светодиодной филаментной лампы (в настоящее время серийно такая лампа не выпускается). Однако габаритные размеры диммируемого драйвера (4) больше, что не позволяет его разместить, например, только в объеме цоколя 3 или в объеме колбы 1. Для реализации качественного (в том числе, диммируемого) драйвера 4 его разделяют, в том числе, на две или на три части (с размещением отдельных частей в цоколе 3, соединительной корпусной вставке 5 и колбе 1). Разделение драйвера 4 позволяет, в частности, выполнить светодиодную филаментную лампу с высоким коэффициентом мощности. Кроме того, применение дополнительной корпусной вставки 5 позволяет в некоторых случаях улучшить теплоотвод от элементов лампы и, в частности, более качественно обеспечить и поддержать уровень и стабильность светового потока лампы.
Использование оптимального соотношения между максимальным прямым напряжением светоизлучающего тела и величиной амплитуды минимального напряжения питания лампы (от 0,21 до 0,96) позволяет создать качественный драйвер с высоким коэффициентом полезного действия, снизить электрические потери в устройстве, обеспечить надежную и устойчивую работу с требуемым уровнем и стабильностью светового потока лампы.Using the optimal ratio between the maximum forward voltage of the light-emitting body and the amplitude of the minimum voltage of the lamp supply (from 0.21 to 0.96) allows you to create a high-quality driver with a high efficiency, reduce electrical losses in the device, and ensure reliable and stable operation at the required level and the stability of the luminous flux of the lamp.
По сравнению с прототипом существенно расширяется область применения светодиодной филаментной лампы.Compared with the prototype, the scope of application of LED filament lamp is significantly expanding.
Действительно, новая лампа может более эффективно использоваться как для внутреннего, так и наружного освещения, а также в закрытых светильниках ограниченного объема.Indeed, the new lamp can be used more efficiently for both indoor and outdoor lighting, as well as in indoor luminaires of limited volume.
Расширяется номенклатура возможных типоисполнений ламп. Каждое типоисполнение (для конкретного применения) может быть реализовано наиболее оптимальным образом, иметь качественные характеристики и низкую цену.The range of possible types of lamp designs is expanding. Each type design (for a specific application) can be implemented in the most optimal way, have quality characteristics and low price.
В новой лампе более эффективно обеспечивается и поддерживается уровень и стабильность светового потока (снижается спад светового потока при включении лампы в интервале времени стабилизации, повышается коэффициент стабильности светового потока, уменьшаются коэффициенты снижения светового потока и пульсации светового потока.The level and stability of the luminous flux is more effectively provided and maintained in the new lamp (the decrease in the luminous flux when the lamp is turned on in the stabilization time interval decreases, the coefficient of stability of the luminous flux increases, and the coefficients of decrease in the luminous flux and pulsation of the light flux decrease.
Новая конструкция лампы является более технологичной и позволяет изготавливать устройства с большими световыми потоками, используя унифицированные светодиодные филаменты (матрицы) на минимальную мощность.The new lamp design is more technological and allows the manufacture of devices with large luminous fluxes using unified LED filaments (matrices) at minimum power.
В лампе, являющейся прототипом, световой поток может быть увеличен только в ограниченных пределах за счет применения светодиодных филаментов (матриц) или кассет повышенной мощности. Однако световая эффективность и стабильность светового потока лампы, выбранной за прототип, при этом, снизится из-за ухудшения теплового режима светодиодов. В новой лампе снижение светоотдачи, уровня и стабильности светового потока с ростом мощности (и требуемого светового потока) может быть выражено значительно слабее.In the lamp, which is the prototype, the luminous flux can be increased only to a limited extent due to the use of LED filaments (matrices) or high power cassettes. However, the luminous efficiency and stability of the luminous flux of the lamp selected for the prototype, however, will decrease due to the deterioration of the thermal regime of the LEDs. In a new lamp, the decrease in light output, the level and stability of the light flux with increasing power (and the required light flux) can be expressed much more weakly.
За счет более низкой рабочей температуры светодиодов, обеспечиваемой в конкретных вариантах реализации, существенно повышается надежность работы лампы и ее светоотдача (при выполнении на заданный световой поток). Упрощается и удешевляется обслуживание осветительных установок с заявляемыми светодиодными филаментными лампами.Due to the lower operating temperature of the LEDs provided in specific implementations, the reliability of the lamp and its light output are significantly increased (when executed at a given light flux). The maintenance of lighting systems with the claimed LED filament lamps is simplified and cheapened.
Новая конструкция лампы позволяет разработать и применить драйверы постоянного (или переменного) тока с гораздо более высокими техническими характеристиками, чем в лампе, выбранной за прототип. Это также, в целом, повышает надежность работы и увеличивает средний срок службы и эксплуатационный ресурс светодиодной филаментной лампы, обеспечивает требуемый уровень и стабильность светового потока лампы. Лампа выполняется недиммируемой или диммируемой, что обеспечивается возможностями конструкции драйвера.The new lamp design allows the development and application of direct (or alternating) current drivers with much higher technical characteristics than in the lamp selected for the prototype. It also, in general, increases the reliability of operation and increases the average life and service life of the LED filament lamp, provides the required level and stability of the light flux of the lamp. The lamp is non-dimmable or dimmable, which is ensured by the design capabilities of the driver.
Дополнительно, так как конструкция новой лампы более технологична, может быть снижена ее цена (при выполнении на заданный световой поток и конкретном типоисполнении).Additionally, since the design of the new lamp is more technologically advanced, its price can be reduced (when executed for a given luminous flux and a specific type design).
Световая отдача заявляемой лампы может быть на 20% (и более) выше, чем светоотдача лампы, выбранной за прототип (для каждого заданного типоисполнения).The luminous efficiency of the claimed lamp can be 20% (or more) higher than the luminous efficiency of the lamp selected for the prototype (for each given type design).
Средний срок службы новой светодиодной филаментной лампы (согласно экспертной оценки), в частности, превышает срок службы известной лампы в 1,3 раза (за счет улучшения условий работы светодиодных филаментов или матриц, кассет филаментов и драйвера).The average life of a new LED filament lamp (according to expert judgment), in particular, exceeds the service life of a known lamp by 1.3 times (due to improved working conditions of LED filaments or matrices, filament cassettes and drivers).
Снижение цены и увеличение среднего срока службы и эксплуатационного ресурса, более высокая достигаемая светоотдача конкретного типоисполнения, качественное обеспечение и поддержание уровня и стабильности светового потока, как и возможность реализации функции диммирования расширяют область применения заявляемой светодиодной филаментной лампы.Reducing the price and increasing the average life and service life, higher achievable light output of a particular type design, providing quality and maintaining the level and stability of the luminous flux, as well as the possibility of implementing the dimming function, expand the scope of the claimed LED filament lamp.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018104119U RU183335U1 (en) | 2018-02-02 | 2018-02-02 | LED FILAMENT LAMP |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018104119U RU183335U1 (en) | 2018-02-02 | 2018-02-02 | LED FILAMENT LAMP |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU183335U1 true RU183335U1 (en) | 2018-09-18 |
Family
ID=63580791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018104119U RU183335U1 (en) | 2018-02-02 | 2018-02-02 | LED FILAMENT LAMP |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU183335U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114174715A (en) * | 2019-07-26 | 2022-03-11 | 昕诺飞控股有限公司 | LED filament device |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120320595A1 (en) * | 2010-02-22 | 2012-12-20 | Integrated Micro-Electronics Bulgaria | Light source having led arrays for direct operation in alternating current network and production method therefor |
| RU152823U1 (en) * | 2015-02-10 | 2015-06-20 | Евгений Михайлович Силкин | ELECTRIC LIGHTING LAMP |
| US9410687B2 (en) * | 2012-04-13 | 2016-08-09 | Cree, Inc. | LED lamp with filament style LED assembly |
| WO2016169471A1 (en) * | 2015-04-21 | 2016-10-27 | 贵州光浦森光电有限公司 | Method for constructing led filament lamp and led filament lamp |
-
2018
- 2018-02-02 RU RU2018104119U patent/RU183335U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120320595A1 (en) * | 2010-02-22 | 2012-12-20 | Integrated Micro-Electronics Bulgaria | Light source having led arrays for direct operation in alternating current network and production method therefor |
| US9410687B2 (en) * | 2012-04-13 | 2016-08-09 | Cree, Inc. | LED lamp with filament style LED assembly |
| RU152823U1 (en) * | 2015-02-10 | 2015-06-20 | Евгений Михайлович Силкин | ELECTRIC LIGHTING LAMP |
| WO2016169471A1 (en) * | 2015-04-21 | 2016-10-27 | 贵州光浦森光电有限公司 | Method for constructing led filament lamp and led filament lamp |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114174715A (en) * | 2019-07-26 | 2022-03-11 | 昕诺飞控股有限公司 | LED filament device |
| CN114174715B (en) * | 2019-07-26 | 2024-03-29 | 昕诺飞控股有限公司 | LED filament device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2546469C2 (en) | Led lamp | |
| CN204042493U (en) | A kind of high-power LED illuminating lamp without metal heat sink | |
| US20140312760A1 (en) | Led light source | |
| CA2867053A1 (en) | Led light-emitting column and led light using the same | |
| CN203656626U (en) | High-power LED lamp without metal radiator | |
| RU152823U1 (en) | ELECTRIC LIGHTING LAMP | |
| CN106015991A (en) | Power source built-in bulb lamp using 2pi LED lamp filaments | |
| RU153191U1 (en) | LED LAMP | |
| RU159154U1 (en) | ELECTRIC LAMP | |
| RU158403U1 (en) | ELECTRIC LAMP | |
| CA3043641C (en) | Led bulb with glass envelope | |
| RU183335U1 (en) | LED FILAMENT LAMP | |
| RU162254U1 (en) | LED FILAMENT LAMP | |
| CN202834830U (en) | Long-service-life light-emitting diode (LED) lamp tube and LED lamp | |
| WO2018205223A1 (en) | Glass led assembly | |
| US9401468B2 (en) | Lamp with LED chips cooled by a phase transformation loop | |
| CN214094387U (en) | LED lamp and luminous decoration assembly | |
| RU164748U1 (en) | LED FILAMENT LAMP | |
| RU181452U1 (en) | Electric lamp | |
| RU180182U1 (en) | LED lamp | |
| RU177924U1 (en) | Lighting device | |
| CN109404750B (en) | Long-life LED lamp | |
| RU179755U1 (en) | LED lamp | |
| CN103511862B (en) | A kind of high light flux LED illumination bulb | |
| CN202091830U (en) | Novel LED bulb |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200203 |