RU2402108C1 - Light-emitting diode radiation source for transport control systems - Google Patents

Light-emitting diode radiation source for transport control systems Download PDF

Info

Publication number
RU2402108C1
RU2402108C1 RU2009141052/28A RU2009141052A RU2402108C1 RU 2402108 C1 RU2402108 C1 RU 2402108C1 RU 2009141052/28 A RU2009141052/28 A RU 2009141052/28A RU 2009141052 A RU2009141052 A RU 2009141052A RU 2402108 C1 RU2402108 C1 RU 2402108C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
light
emitters
led
radiation source
emitting diode
Prior art date
Application number
RU2009141052/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Семенович Абрамов (RU)
Владимир Семенович Абрамов
Алексей Алексеевич Иванов (RU)
Алексей Алексеевич Иванов
Сергей Григорьевич Никифоров (RU)
Сергей Григорьевич Никифоров
Петр Васильевич Пензев (RU)
Петр Васильевич Пензев
Гельмут Вилли Мухов (DE)
Гельмут Вилли Мухов
Николай Петрович Петроченко (RU)
Николай Петрович Петроченко
Сергей Станиславович Рудиков (RU)
Сергей Станиславович Рудиков
Original Assignee
Владимир Семенович Абрамов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Семенович Абрамов filed Critical Владимир Семенович Абрамов
Priority to RU2009141052/28A priority Critical patent/RU2402108C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2402108C1 publication Critical patent/RU2402108C1/en
Priority to PCT/RU2010/000630 priority patent/WO2011056097A1/en

Links

Images

Landscapes

  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: in a light-emitting diode radiation source having at least one or more semiconductor light emitters, monochromatic radiation emitters in the UV or optical region, a light emitter holder with connection leads, a radiator and a casing lens, in accordance with the invention, the semiconductor light emitters and monochromatic radiation emitters in the UV or optical region are coated with a luminophor. The wavelength of the radiation emitters coated with luminophor lies in the 450-455 nm range, and its chromaticity coordinates lie in the range X=(0.310, 0.315, 0.360, 0.360)±0.001, Y=(0.330, 0.310, 0.370, 0.350)±0.01.
EFFECT: invention enables design of a light-emitting diode radiation source which combines all advantages of light-emitting diode devices on one hand, and its parametres weakly depend on ambient temperature on the other hand.
9 cl, 10 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к средствам светоизлучения, преимущественно для систем управления железнодорожным транспортом, таким как светофор, и может быть использовано в системах отображения информации.The invention relates to light emitting means, mainly for railway control systems, such as a traffic light, and can be used in information display systems.

Основными преимуществами полупроводниковых светодиодных источников излучения над остальными источниками света явились:The main advantages of semiconductor LED radiation sources over other light sources were:

надежность - в настоящий момент светодиоды различных конструкций имеют срок службы до 50000 часов и более, лампы накаливания и люминесцентные лампы имеют срок службы не более 10000 часов;reliability - at the moment, LEDs of various designs have a service life of up to 50,000 hours or more, incandescent and fluorescent lamps have a service life of not more than 10,000 hours;

световая отдача светодиодов в настоящий момент превышает 120 лм/Вт и постоянно растет, тогда как световая отдача ламп накаливания и люминесцентных находится в пределах 10-100 лм/Вт.the light output of LEDs currently exceeds 120 lm / W and is constantly growing, while the light output of incandescent and fluorescent lamps is in the range of 10-100 lm / W.

Применение ламп накаливания со светофильтрами не эффективно, поскольку из широкого спектра излучения ламп накаливания, от ультрафиолетового до инфракрасного, фильтр вырезает достаточно узкий спектр излучения, что составляет 1,4-50% световой мощности лампы накаливания, в зависимости от спектрального диапазона. Спектр светодиодного источника излучения белого цвета значительно уже и относительная световая мощность, получаемого после фильтра составляет 10-60%.The use of incandescent lamps with light filters is not effective, because the filter cuts out a rather narrow emission spectrum from a wide spectrum of radiation from incandescent lamps, from ultraviolet to infrared, which makes up 1.4-50% of the light power of an incandescent lamp, depending on the spectral range. The spectrum of the white LED light source is much narrower and the relative light power obtained after the filter is 10-60%.

Опыт применения полупроводниковых светодиодных источников излучения в различных системах отображения информации подтвердил вышеперечисленные преимущества таких источников над традиционными лампами накаливания. Вместе с тем, фундаментальные физические свойства полупроводниковых светодиодных источников излучения снижают эффективность их применения, в особенности, в системах и устройствах светосигнальной аппаратуры.The experience of using semiconductor LED radiation sources in various information display systems has confirmed the above advantages of such sources over traditional incandescent lamps. At the same time, the fundamental physical properties of semiconductor LED radiation sources reduce the efficiency of their use, especially in systems and devices of light-signal equipment.

Опыт применения полупроводниковых светодиодных источников излучения в различных системах отображения информации подтвердил вышеперечисленные преимущества таких источников над традиционными лампами накаливания. Вместе с тем, фундаментальные физические свойства полупроводниковых светодиодных источников излучения снижают эффективность их применения, в особенности, в системах и устройствах светосигнальной аппаратуры.The experience of using semiconductor LED radiation sources in various information display systems has confirmed the above advantages of such sources over traditional incandescent lamps. At the same time, the fundamental physical properties of semiconductor LED radiation sources reduce the efficiency of their use, especially in systems and devices of light-signal equipment.

Из зависимостей интенсивности излучения, прямого падения напряжения, длины волны (координат цветности) излучения от температуры окружающей среды, а значит, и от температуры P-N перехода, видно, для того, чтобы удовлетворить требованиям систем с неизменяемой эргономикой, необходима стабилизация температуры P-N перехода в некоторой области температур, вне зависимости от температуры окружающей среды. С другой стороны, применение полупроводниковых излучателей, слабо зависимых по физическим параметрам от изменения внешней температуры, также может решить проблему изменения координат цветности и изменения силы света в некотором интервале температур.From the dependences of the radiation intensity, direct voltage drop, wavelength (color coordinates) of the radiation on the ambient temperature, and hence on the PN transition temperature, it is evident that in order to satisfy the requirements of systems with unchanged ergonomics, it is necessary to stabilize the PN transition temperature in some temperature range, regardless of the ambient temperature. On the other hand, the use of semiconductor emitters, weakly dependent on physical parameters on changes in external temperature, can also solve the problem of changing chromaticity coordinates and changing light intensity in a certain temperature range.

Существующий способ отвода тепла от области P-N перехода заключается в естественной конвекции с применением радиаторов и тепловых труб.The existing method of heat removal from the P-N junction area consists in natural convection using radiators and heat pipes.

Расчет тепловых сопротивлений для кристалла излучателя проводился с помощью метода эквивалентов, предложенного авторами [1].The calculation of thermal resistances for the emitter crystal was carried out using the equivalent method proposed by the authors of [1].

Остальные тепловые сопротивления рассчитывались на основании известных данных по теплопроводности слоев и геометрии излучателя, где основное уравнение теплопередачи следующее:The remaining thermal resistances were calculated on the basis of known data on the thermal conductivity of the layers and the geometry of the emitter, where the basic heat transfer equation is as follows:

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

где Q - рассеиваемая мощность, Вт;where Q is the power dissipation, W;

k - теплопроводность, Вт/см·К;k is the thermal conductivity, W / cm · K;

А - площадь радиатора, см2;A is the area of the radiator, cm 2 ;

Т - температура, К.T is the temperature, K.

Как видно из (1), основная величина, определяющая отток тепла от кристалла излучателя на воздух - площадь радиатора. Тепловое сопротивление на воздух любого излучателя площадью 1 см2 при свободной конвекции составляет ≈ 200 К/Вт. Таким образом, для эффективного отвода тепла от кристалла, площадь радиатора должна составлять не менее 100 см2. Однако при изменении температуры окружающей среды, согласно (1), температура P-N перехода, изменяется на величину изменения температуры, что однозначно показывает - существующий способ отвода тепла эффективен только при постоянной температуре окружающей среды, что накладывает существенные ограничения на область использования светодиодных излучающих устройств, использующих в своей конструкции подобный способ теплоотвода.As can be seen from (1), the main quantity that determines the outflow of heat from the crystal of the emitter to the air is the area of the radiator. The thermal resistance to air of any radiator with an area of 1 cm 2 with free convection is ≈ 200 K / W. Thus, for efficient heat removal from the crystal, the area of the radiator should be at least 100 cm 2 . However, when the ambient temperature changes, according to (1), the PN transition temperature changes by the magnitude of the temperature change, which clearly shows that the existing method of heat removal is effective only at a constant ambient temperature, which imposes significant restrictions on the use of LED emitting devices using in its design, a similar method of heat removal.

Задача, поставленная авторами при создании настоящего изобретения, состоит в создании светодиодного излучающего устройства, эксплуатационные возможности которого, с одной стороны, сочетают в себе все вышеописанные достоинства подобных устройств, а с другой - слабо зависят от температуры окружающей среды, т.е. создания аналога лампы накаливания со всеми достоинствами полупроводниковых излучателей света Таблица.The task set by the authors in the creation of the present invention is to create an LED emitting device, the operational capabilities of which, on the one hand, combine all the above advantages of such devices, and on the other hand, weakly depend on the ambient temperature, i.e. creating an analogue of an incandescent lamp with all the advantages of semiconductor light emitters Table.

Возможность создания подобных устройств, по мнению авторов [2], обусловлена использованием электрического способа переноса тепла от P-N перехода к радиатору посредством использования эффекта Пельтье. В числе известных светодиодных устройств, использующих в своей конструкции подобный эффект, может быть упомянуто светодиодное устройство по патенту РФ № 2170995. Указанное устройство, выбранное в качестве прототипа, содержащее один или несколько полупроводниковых излучателей света с присоединительными выводами, подложку, линзу, и снабженное одним или несколькими соединенными последовательно термоэлементами Пельтье и одним или несколькими радиаторами. Излучатели света включены последовательно в цепь термоэлементов и размещены в области поглощения тепла термоэлементами, а радиаторы размещены в области выделения тепла термоэлементами. Конструкция известного устройства позволяет повысить его рассеиваемую мощность, сохранив пропорциональность параметров входа-выхода, в частности силы света излучения светодиодного устройства от прямого тока через светодиод, с возможностью варьирования угла обзора и пространственной диаграммы направленности излучения.The possibility of creating such devices, according to the authors of [2], is due to the use of the electric method of heat transfer from the P-N transition to the radiator by using the Peltier effect. Among the known LED devices using a similar effect, the LED device according to RF patent No. 2170995 may be mentioned. The specified device, selected as a prototype, containing one or more semiconductor light emitters with connecting leads, a substrate, a lens, and equipped with one or several Peltier thermocouples connected in series and one or more radiators. Light emitters are connected in series in a circuit of thermocouples and are placed in the region of heat absorption by thermocouples, and radiators are placed in the region of heat generation by thermocouples. The design of the known device allows to increase its power dissipation, while maintaining the proportionality of the input-output parameters, in particular, the light intensity of the radiation of the LED device from direct current through the LED, with the possibility of varying the viewing angle and spatial radiation pattern.

К недостаткам известного устройства следует отнести то, что тепло, выделяемое полупроводниковым кристаллом светодиодного источника излучения, который включен последовательно с элементом Пельтье, всегда намного больше, чем тепло, отводимое элементом Пельтье. При разумных токах через элемент Пельтье прямое напряжение на кристалле излучающих элементов светодиода, при параллельном подключении элементов Пельтье, гораздо больше, чем на элементе Пельтье. Поэтому ток через элемент Пельтье возрастает до значений, при которых Джоулево тепло начинает превалировать над эффектом Пельтье, в результате чего светодиод перегревается и его цветовые параметры меняются. Во-вторых, при минусовых температурах окружающей среды элемент Пельтье начинает работать более эффективно и температура p-n перехода резко снижается, что недопустимо в приборах визуального отображения информации ввиду изменения их цветовых характеристик.The disadvantages of the known device include the fact that the heat generated by the semiconductor crystal of the LED radiation source, which is connected in series with the Peltier element, is always much greater than the heat removed by the Peltier element. At reasonable currents through the Peltier element, the direct voltage on the crystal of the emitting elements of the LED, while the Peltier elements are connected in parallel, is much greater than on the Peltier element. Therefore, the current through the Peltier element increases to values at which the Joule heat begins to prevail over the Peltier effect, as a result of which the LED overheats and its color parameters change. Secondly, at subzero ambient temperatures, the Peltier element begins to work more efficiently and the pn junction temperature drops sharply, which is unacceptable in devices for visual display of information due to changes in their color characteristics.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание светодиодного источника излучения, эксплуатационные возможности которого, с одной стороны, сочетают в себе все вышеописанные достоинства подобных устройств, а с другой - слабо зависят от температуры окружающей среды, т.е. создания аналога лампы накаливания со всеми достоинствами полупроводниковых излучателей света (Таблица). В ней сравниваются лампа накаливания и светодиодный источник излучения. Лампа накаливания имеет широкий спектр от ближнего ультрафиолета до инфракрасной области спектра, спектр непрерывный, поэтому можно при применении фильтров получать любой цвет: синий, красный, зеленый и т.д. Температура окружающей среды от -55C° до +65C° не влияет на цвет излучения и на силу света. Однако срок службы любой лампы накаливания не превышает 1000 часов.The technical result of the invention is the creation of an LED radiation source, the operational capabilities of which, on the one hand, combine all the above advantages of such devices, and on the other hand, are weakly dependent on ambient temperature, i.e. creating an analogue of an incandescent lamp with all the advantages of semiconductor light emitters (Table). It compares an incandescent lamp and an LED radiation source. The incandescent lamp has a wide spectrum from the near ultraviolet to the infrared region of the spectrum, the spectrum is continuous, so when applying filters, you can get any color: blue, red, green, etc. An ambient temperature of -55C ° to + 65C ° does not affect the color of the radiation and the luminous intensity. However, the life of any incandescent lamp does not exceed 1000 hours.

Светодиодный излучатель света, в отличие от лампы накаливания, имеет срок службы не менее 50000 часов. Однако следующие физические свойства полупроводниковых излучателей по разному влияют на их применения. Полупроводниковые излучатели имеют узкий спектр излучения, а также имеют все нужные длины волн для применения в светофорах. С одной стороны, это хорошо и не нужно применение фильтров, но, с другой стороны, (см. графу Температурный сдвиг в Таблице) при положительных и отрицательных температурах длина волны (или координата цветности) уходит от дозволенного; пример для желтого цвета из той же таблицы, 0,11nm/C° X65C°=7,15 nm; 592,5 nm + 7,15 nm = 599,65 nm, что выходит за рамки дозволенного по техническим условиям на светофор. Также ведет себя и сила света (см. фиг.2), где при увеличении температуры она падает для желтого цвета в два раза.An LED light emitter, unlike an incandescent lamp, has a service life of at least 50,000 hours. However, the following physical properties of semiconductor emitters have different effects on their applications. Semiconductor emitters have a narrow emission spectrum, and also have all the necessary wavelengths for use in traffic lights. On the one hand, it is good and the use of filters is not necessary, but, on the other hand, (see the column Temperature Shift in the Table) at positive and negative temperatures, the wavelength (or color coordinate) moves away from what is allowed; example for yellow from the same table, 0.11nm / C ° X65C ° = 7.15 nm; 592.5 nm + 7.15 nm = 599.65 nm, which is beyond the scope of the traffic light permitted by technical conditions. The light intensity also behaves (see figure 2), where with increasing temperature it falls for yellow twice.

Ранее нами было предложено применение элементов Пельтье для стабилизации температуры p-n перехода; недостатки данного метода описаны в данном патенте выше. Поэтому мы предлагаем воспользоваться самым малым температурным сдвигом длины волны излучения, что для синего цвета светодиодного источника составляет 0,03 nm/°C, тогда 0,03 Х65=1,95 nm, что вполне укладывается для любого цвета. Для получения любого цвета необходимо покрыть синий излучатель люминофором и получить белый цвет, а затем поставить штатный фильтр. Получили белый излучатель, с меньшим по протяженности спектром, что также нам в плюс, с малым температурным сдвигом по длине волны и с большим сроком жизни.Earlier, we proposed the use of Peltier elements to stabilize the temperature of the pn junction; the disadvantages of this method are described in this patent above. Therefore, we propose to use the smallest temperature shift of the radiation wavelength, which for the blue color of the LED source is 0.03 nm / ° C, then 0.03 X65 = 1.95 nm, which fits perfectly for any color. To obtain any color, it is necessary to cover the blue emitter with a phosphor and get a white color, and then put the standard filter. We got a white emitter with a shorter spectrum, which is also a plus for us, with a small temperature shift along the wavelength and with a long life.

Для достижения указанного технического результата в светодиодном источнике излучения, содержащем, по меньшей мере, один или несколько полупроводниковых излучателей света, одноцветного излучения ультрафиолетового или оптического диапазона, держатель излучателей света, с присоединительными выводами, радиатор и покровную линзу, согласно изобретению полупроводниковые излучатели света, одноцветного излучения ультрафиолетового или оптического диапазона покрыты люминофором, при этом длина волны излучателей света, покрытого люминофором, лежит в диапазоне 405-455 нм, а координаты его цветности лежат в диапазоне X=(0,310, 0,315, 0,360, 0,360)±0,001, Y=(0,330, 0,310, 0,370, 0,350)±0,01, при этом светодиодный источник излучения может быть выполнен в виде Т-образной фигуры, с размерами: 4±0,5 мм - длинная сторона, и 3±0,5 мм - короткая сторона, люминофор выполнен Стоксовским на основе гранатов и силикатов, площадь радиатора составляет ≥100 см2, объем между покровной линзой и излучателями света заполнен прозрачным или рассеивающим, герметизирующим эластичным компаундом с коэффициентом преломления ≥1,3, покровная линза выполнена с толщиной стенок ≥1 мм. Для получения нужных координат цветности, в желтом диапазоне, покровная линза выполнена в виде обрезного фильтра.To achieve the technical result in an LED radiation source containing at least one or more semiconductor light emitters, single-color ultraviolet or optical radiation, a holder of light emitters, with connecting leads, a radiator and a coating lens, according to the invention, semiconductor light emitters, single color ultraviolet or optical radiation is coated with a phosphor, while the wavelength of the emitters of light coated with a phosphor lies in the range 405-455 nm, and its chromaticity coordinates lie in the range X = (0.310, 0.315, 0.360, 0.360) ± 0.001, Y = (0.330, 0.310, 0.370, 0.350) ± 0.01, while the LED source radiation can be made in the form of a T-shaped figure, with dimensions: 4 ± 0.5 mm - the long side, and 3 ± 0.5 mm - the short side, the phosphor is made by Stokesovsky based on garnets and silicates, the radiator area is ≥100 cm 2 , the volume between the coating lens and the light emitters is filled with a transparent or scattering, sealing elastic compound with a refractive index of ≥1.3, the coating lens and made with a wall thickness of ≥1 mm. To obtain the desired chromaticity coordinates, in the yellow range, the cover lens is made in the form of a cut filter.

Изобретение поясняется чертежами, гдеThe invention is illustrated by drawings, where

фиг.1 - светодиодный источник излучения с люминофором;figure 1 - LED radiation source with a phosphor;

фиг.2 - график зависимости силы света от температуры окружающей среды;figure 2 is a graph of light intensity versus ambient temperature;

фиг.3 - принципиальная электрическая схема заявленной конструкции;figure 3 - circuit diagram of the claimed design;

фиг.4 - спектр излучения белого светодиодного источника;figure 4 - emission spectrum of a white LED source;

фиг.5 - спектры излучения светодиодного источника, размещенного в светофоре с красным фильтром;figure 5 - emission spectra of a LED source located in a traffic light with a red filter;

фиг.6 - спектры излучения светодиодного источника, размещенного в светофоре с зеленым фильтром;6 - emission spectra of a LED source located in a traffic light with a green filter;

фиг.7 - спектры излучения светодиодного источника, размещенного в светофоре с желтым фильтром;Fig.7 - emission spectra of an LED source located in a traffic light with a yellow filter;

фиг.8 - координаты цветности полученного желтого цвета излучения светодиодного источника излучения для систем управления транспортом (Т LED=6500K). Пунктир - железнодорожный стандарт;Fig. 8 is the chromaticity coordinates of the obtained yellow color of the radiation of an LED radiation source for transport control systems (T LED = 6500K). Dotted line - railway standard;

фиг.9 - радиатор светодиодного источника для карликовых светофоров;Fig.9 - radiator LED source for dwarf traffic lights;

фиг.10 - радиатор светодиодного источника для магистральных светофоров.figure 10 - radiator of the LED source for the main traffic lights.

Светодиодный источник излучения состоит из полупроводникового излучателя света 1 одноцветного излучения ультрафиолетового или оптического диапазона, покрытого люминофором, держателя излучателей света 2 с присоединительными выводами 3, радиатора 4, покровной линзы 5. Длина волны излучателей света, покрытого люминофором, лежит в диапазоне 405-455 нм, а координаты его цветности лежат в диапазоне X=(0,310, 0,315, 0,360, 0,360)±0,001, Y=(0,330, 0,310, 0,370, 0,350)±0,01, что позволяет при размещении светодиодного источника в железнодорожном светофоре со штатными фильтрами получать нужные координаты цветности светофора.The LED radiation source consists of a semiconductor light emitter 1 of a single color ultraviolet or optical radiation coated with a phosphor, a holder of light emitters 2 with connecting leads 3, a radiator 4, a coating lens 5. The wavelength of the emitters of the light coated with a phosphor lies in the range 405-455 nm , and its chromaticity coordinates lie in the range X = (0.310, 0.315, 0.360, 0.360) ± 0.001, Y = (0.330, 0.310, 0.370, 0.350) ± 0.01, which allows for the placement of an LED source in a railway traffic light with standard filters by uchat desired chromaticity coordinates of a traffic light.

Полупроводниковый излучатель света 1 выполнен в виде Т-образной фигуры, где несколько полупроводниковых кристаллов объединены в блок, например, четыре кристалла образуют верхнюю перекладину, с размерами: 4±0,5 мм, а два кристалла - основание, с размерами 3±0,5 мм, что позволяет получить узкую диаграмму направленности в горизонтальном направлении и достаточную диаграмму в вертикальном направлении для визуализации на близком расстоянии порядка 10 м. Блок размещен на держателе излучателей света 2 в плоскости фокусного расстояния фильтров светофора, выполненных в виде линз Френеля.The semiconductor light emitter 1 is made in the form of a T-shaped figure, where several semiconductor crystals are combined into a block, for example, four crystals form the upper crossbar, with dimensions: 4 ± 0.5 mm, and two crystals form the base, with dimensions 3 ± 0, 5 mm, which allows to obtain a narrow radiation pattern in the horizontal direction and a sufficient diagram in the vertical direction for visualization at a close distance of about 10 m. The block is placed on the holder of the light emitters 2 in the focal length plane of the light filters ora, made in the form of Fresnel lenses.

Люминофор применяют Стоксовский на основе гранатов и силикатов для получения нужных координат цветности светодиодного излучателя.The phosphor is used by Stokes on the basis of garnets and silicates to obtain the desired color coordinates of the LED emitter.

Минимальная площадь поверхности радиатора 4 для карликовых светофоров составляет ≥100 см2, что обеспечивает необходимый теплоотвод. При этом держатель излучателя света расположен параллельно присоединительным выводам. Для магистральных светофоров держатель излучателя света расположен перпендикулярно присоединительным выводам.The minimum surface area of the radiator 4 for dwarf traffic lights is ≥100 cm 2 , which provides the necessary heat sink. In this case, the holder of the light emitter is parallel to the connecting terminals. For the main traffic lights, the holder of the light emitter is perpendicular to the connection terminals.

Объем между покровной линзой 5 и излучателями света 1 заполнен прозрачным или рассеивающим, герметизирующим эластичным компаундом 6 и имеет коэффициент преломления ≥1,3. Покровная линза 5 выполнена с толщиной стенок ≥1 мм для уменьшения поглощения света в ней.The volume between the coating lens 5 and the light emitters 1 is filled with a transparent or scattering, sealing elastic compound 6 and has a refractive index of ≥1.3. Coating lens 5 is made with a wall thickness of ≥1 mm to reduce light absorption in it.

Устройство работает следующим образом. Напряжение питания на светодиодном источнике колеблется от 9 В до 12 В. Согласно такому варианту, при напряжении питания 7,0 В, сила тока, проходящего через светодиодный источник, равна 0,35 А. Характеристики остальных параметров следующие: ограничивающие сопротивления 7 (R1, R2, R3) 17,5 Ом, 8 диоды Шоттки (D1, D2), 9 диоды Шоттке (D3, D4), сила тока 1,05 А.The device operates as follows. The supply voltage on the LED source ranges from 9 V to 12 V. According to this option, with a supply voltage of 7.0 V, the current passing through the LED source is 0.35 A. The characteristics of the remaining parameters are as follows: limiting resistance 7 (R1, R2, R3) 17.5 Ohms, 8 Schottky diodes (D1, D2), 9 Schottky diodes (D3, D4), current 1.05 A.

При подаче на выводы 3 (VCC) переменного положительного электрического напряжения, обеспечивающего протекание прямого электрического тока через диоды Шоттки 8 (D1 и D2) и излучатели света 1, последние начинают испускать свет. При подаче отрицательного напряжения ток будет протекать через диоды Шоттки 9 (D3 и D4) и излучатели света также будут испускать свет. Таким образом, работают обе полуволны переменного напряжения. Наличие полимерного компаунда 6 обеспечивает снижение потерь мощности излучения. Требуемую диаграмму направленности обеспечивают фильтры - линзы Френеля светофора. Кроме того, полимерный компаунд обеспечивает влагозащищенность кристаллов излучателей.When an alternating positive electric voltage is applied to terminals 3 (VCC), which provides direct electric current through Schottky diodes 8 (D1 and D2) and light emitters 1, the latter begin to emit light. When a negative voltage is applied, current will flow through the Schottky diodes 9 (D3 and D4) and the light emitters will also emit light. Thus, both half-waves of alternating voltage work. The presence of polymer compound 6 provides a reduction in radiation power loss. The required radiation pattern is provided by filters - Fresnel lens traffic lights. In addition, the polymer compound provides moisture resistance to the emitter crystals.

Описанная конструкция светоизлучающего диодного источника излучения обеспечивает его высокие технические характеристики, позволяющие обеспечить мощное узконаправленное излучение. Предлагаемый СД может найти широкое промышленное применение в производстве полупроводниковых средств светоизлучения, преимущественно для систем управления железнодорожным транспортом.The described design of the light-emitting diode radiation source provides its high technical characteristics, allowing to provide a powerful narrowly directed radiation. The proposed LED can find wide industrial application in the production of semiconductor light emitting devices, mainly for railway control systems.

ЛитератураLiterature

[1] Захаров А.Л., Асвадурова Е.И. Расчет тепловых параметров полупроводниковых приборов: Метод эквивалентов. - М.: Радио и связь, 1983. - 184 с.[1] Zakharov A.L., Asvadurova E.I. Calculation of thermal parameters of semiconductor devices: Equivalent method. - M .: Radio and communications, 1983. - 184 p.

[2] Абрамов В.С. и др. Патент на изобретение № 2170995 от 31.08.2000 г. Светодиодное устройство.[2] Abramov V.S. and others. Patent for the invention No. 2170995 from 08/31/2000, LED device.

ТаблицаTable Тип прибораDevice type Цвет прибораAppliance color БелыйWhite СинийBlue ЖелтыйYellow ЗеленыйGreen КрасныйRed СВЕТОДИОД лампаLED lamp Длина волны λmax nm typWavelength λ max nm typ 455455 475475 592592 525525 631631 Температурный светодиодвиг nm/°CTemperature LED dvig nm / ° C 0,030,03 0,030,03 0,110.11 0,030,03 0,090.09 Границы областиArea borders 0,3100.310 0,1080.108 0,6170.617 0,2410.241 0,7350.735 с фильтромwith filter 0,3100.310 0,1440.144 0,5610.561 0,0220,022 0,7030.703 XX 0,4500.450 0,2070,207 0,5450.545 0,2060.206 0,7040.704 0,4500.450 0,1800.180 0,6040.604 0,3000,300 0,7250.725 YY 0.3350.335 0,0900,090 0,3830.383 0,7460.746 0,2650.265 0,3060,306 0,0300,030 0,4390.439 0,4200.420 0,2970.297 0,3900.390 0,1290.129 0,4270.427 0,3760.376 0,2900.290 0,4200.420 0,1640.164 0,3830.383 0,4900.490 0,2670.267 Сила света Iv, cd.Luminous intensity I v , cd. 2500-100002500-10000 200-1600200-1600 4350-217504350-21750 2600-78002600-7800 2100-190002100-19000 Лампа накаливанияIncandescent lamp СпектрSpectrum Непрерывный от 470 нм до ближней ИК-областиContinuous from 470 nm to near infrared Температурный светодиодвиг nm/°CTemperature LED dvig nm / ° C ОтсутствуетAbsent Границы области сArea borders with 0,3100.310 0,1080.108 0,6170.617 0,2410.241 0,7350.735 фильтромfilter 0,3100.310 0,1440.144 0,5610.561 0,0220,022 0,7030.703 XX 0,4500.450 0,2070,207 0,5450.545 0,2060.206 0,7040.704 0,4500.450 0,1800.180 0,6040.604 0,3000,300 0,7250.725 YY 0.3350.335 0,0900,090 0,3830.383 0,7460.746 0,2650.265 0,3060,306 0,0300,030 0,4390.439 0,4200.420 0,2970.297 0,3900.390 0,1290.129 0,4270.427 0,3760.376 0,2900.290 0,4200.420 0,1640.164 0,3830.383 0,4900.490 0,2670.267 Сила света Iv, cd.Luminous intensity I v , cd. 25002500 200200 43504350 26002600 21002100

Claims (7)

1. Светодиодный источник излучения для систем управления транспортом, содержащий, по меньшей мере, один или несколько полупроводниковых излучателей света, одноцветного излучения, держатель излучателей света, с присоединительными выводами, радиатор, покровную линзу, отличающийся тем, что полупроводниковые излучатели света одноцветного излучения ультрафиолетового или оптического диапазона покрыты люминофором, при этом длина волны излучателей света, покрытого люминофором, лежит в диапазоне ультрафиолетового или оптического диапазона, а именно, 405-455 нм, а координаты его цветности лежат в диапазоне Х=(0,310, 0,315, 0,360, 0,360)±0,001, Y=(0,330, 0,310, 0,370, 0,350)±0,01.1. An LED radiation source for transport control systems, comprising at least one or more semiconductor light emitters, single-color radiation, a light emitter holder, with connecting leads, a radiator, a coating lens, characterized in that the single-color ultraviolet semiconductor light emitters or the optical range is covered with a phosphor, while the wavelength of the emitters of light coated with a phosphor lies in the ultraviolet or optical range, namely, 405-455 nm, and its chromaticity coordinates lie in the range X = (0.310, 0.315, 0.360, 0.360) ± 0.001, Y = (0.330, 0.310, 0.370, 0.350) ± 0.01. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что светодиодный источник излучения выполнен в виде Т-образной фигуры с размерами 4±0,5 мм - длинная сторона, и 3±0,5 мм - короткая сторона.
3 Устройство по п.1, отличающееся тем, что люминофор применяют Стоксовским на основе гранатов и силикатов.
2. The device according to claim 1, characterized in that the LED radiation source is made in the form of a T-shaped figure with dimensions 4 ± 0.5 mm — the long side, and 3 ± 0.5 mm — the short side.
3 The device according to claim 1, characterized in that the phosphor is used by Stokes on the basis of garnets and silicates.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что площадь радиатора составляет ≥100 см2.4. The device according to claim 1, characterized in that the radiator area is ≥100 cm 2 . 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что объем между покровной линзой и излучателями света заполнен прозрачным или рассеивающим герметизирующим эластичным компаундом.5. The device according to claim 1, characterized in that the volume between the coating lens and the light emitters is filled with a transparent or scattering sealing elastic compound. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что герметизирующий компаунд имеет коэффициент преломления ≥1,3.6. The device according to claim 5, characterized in that the sealing compound has a refractive index of ≥1.3. 7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что покровная линза выполнена с толщиной стенок ≤1 мм.7. The device according to claim 1, characterized in that the coating lens is made with a wall thickness of ≤1 mm 8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что покровная линза выполнена в виде обрезного фильтра для получения нужных координат цветности, в желтом диапазоне. 8. The device according to claim 1, characterized in that the coating lens is made in the form of a cut filter to obtain the desired color coordinates in the yellow range.
RU2009141052/28A 2009-11-09 2009-11-09 Light-emitting diode radiation source for transport control systems RU2402108C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009141052/28A RU2402108C1 (en) 2009-11-09 2009-11-09 Light-emitting diode radiation source for transport control systems
PCT/RU2010/000630 WO2011056097A1 (en) 2009-11-09 2010-10-28 Led radiation source for transport control systems

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009141052/28A RU2402108C1 (en) 2009-11-09 2009-11-09 Light-emitting diode radiation source for transport control systems

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2402108C1 true RU2402108C1 (en) 2010-10-20

Family

ID=44024046

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009141052/28A RU2402108C1 (en) 2009-11-09 2009-11-09 Light-emitting diode radiation source for transport control systems

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2402108C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2585251C2 (en) * 2010-12-22 2016-05-27 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Light-emitting diode electric lamp with light-diffusing optical structure
RU2586268C2 (en) * 2011-02-01 2016-06-10 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Light-emitting diode assembly, including light-scattering layer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2585251C2 (en) * 2010-12-22 2016-05-27 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Light-emitting diode electric lamp with light-diffusing optical structure
RU2586268C2 (en) * 2011-02-01 2016-06-10 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Light-emitting diode assembly, including light-scattering layer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6215207B2 (en) Lighting device and lighting control method
US8591069B2 (en) LED light bulb with controlled color distribution using quantum dots
WO2013173040A1 (en) Light emitting devices including multiple anodes and cathodes
CN111640736A (en) Flexible light emitting diode assembly and light emitting diode bulb
JP2009152192A (en) Light emitting diode lamp
US20110305025A1 (en) Led-based lamps and thermal management systems therefor
JP2013511846A (en) High CRI white light emitting device and drive circuit
TWI557875B (en) Multi-dimensional light emitting device
US20150198322A1 (en) Liquid cooled light emitting diode devices
JP6169829B2 (en) Lighting device
JP2015201614A (en) light-emitting device
RU2436196C1 (en) Light-emitting diode radiation source for transport control systems
CN106922178B (en) Light emitting device
RU2402108C1 (en) Light-emitting diode radiation source for transport control systems
TW200926883A (en) High voltage LED lighting system
RU103892U1 (en) LED MODULE
KR20130027740A (en) Lighting device and lighting control method
RU2392539C2 (en) Light diode source of radiation
US20100060143A1 (en) Color stabilized light source having a thermally conductive luminescent element and a light emitting diode
US9054278B2 (en) Lighting apparatuses and driving methods regarding to light-emitting diodes
KR20130027741A (en) Lighting device and lighting control method
RU2444676C1 (en) Light-emitting diode radiation source
TWI620895B (en) Flexible led assembly and led light bulb
WO2011056097A1 (en) Led radiation source for transport control systems
TWI601280B (en) A light emitting device

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20111003

PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20121025

HE4A Change of address of a patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161110