RU2488739C1

RU2488739C1 - Led module/line/amd lamp based thereon

Info

Publication number: RU2488739C1
Application number: RU2012108525/07A
Authority: RU
Inventors: Виктор Викторович Сысун
Original assignee: Виктор Викторович Сысун
Priority date: 2012-03-07
Filing date: 2012-03-07
Publication date: 2013-07-27

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: module based on 0.5-3 W LEDs is designed to have a bearing foundation made of a heat-conductive material, with a curved cross section profile, forming a hollow element with at least two extensive active faces joined to the foundation in thermal contact. Positioned on the faces are printed boards with LEDs or individual LEDs with white luminance or coloured irradiation. The said faces are divided with a longitudinal slot ensuring their thermal insulation from each other within the LEDs installation zone close to the edge of each face.

EFFECT: improvement of lighting technical and thermophysical parameters, improved space-efficiency of the luminous body and reduced glare.

10 cl, 5 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к светотехнике, в частности к полупроводниковой светотехнике, в том числе к протяженным светодиодным модулям /линейкам/ преимущественно с алюминиевым основанием или выполненным из теплопроводной электроизоляционной керамики, предназначенным для установки в световых приборах и линейных лампах на светодиодах белого свечения или синего и голубого диапазона оптического спектра излучения с преобразованием его в белое свечение при помощи люминофоров, или на светодиодах других цветов излучения.The present invention relates to lighting engineering, in particular to semiconductor lighting engineering, including extended LED modules / rulers / mainly with an aluminum base or made of heat-conducting electrical insulating ceramics, intended for installation in lighting fixtures and linear lamps with white or blue and blue LEDs the range of the optical spectrum of the radiation with its conversion to white glow using phosphors, or on LEDs of other colors of radiation.

Лампы на светодиодах белого свечения предназначены для освещения в том числе в составе осветительных приборов промышленного, бытового и специального назначения.Lamps with white LEDs are intended for lighting, including as part of industrial, domestic and special purpose lighting fixtures.

Светодиодные лампы других цветов излучения /красного, зеленого, желтого, синего/ используются в светосигнальной технике, в растениеводстве, рекламном оборудовании и т.п.LED lamps of other colors of radiation / red, green, yellow, blue / are used in lighting technology, in crop production, advertising equipment, etc.

Существует проблема применения мощных светодиодов в трубчатых лампах с колбами типа Т5, Т8, Т12, аналогичными используемым в люминесцентных лампах, из-за трудностей организации эффективного теплоотвода от светодиодных линеек, устанавливаемых в такие колбы.There is a problem of using high-power LEDs in tube lamps with T5, T8, T12 type bulbs, similar to those used in fluorescent lamps, because of the difficulties in organizing efficient heat removal from LED rulers installed in such bulbs.

Известно также, что охлаждение мощных светодиодов обеспечивается в лампах и светильниках на 90% за счет кондуктивной теплопередачи от кристалла светодиода на несущие его печатную плату и радиатор охлаждения /1/.It is also known that the cooling of high-power LEDs is provided in lamps and luminaires by 90% due to the conductive heat transfer from the LED crystal to its printed circuit board and cooling radiator / 1 /.

В этой связи, разработаны светодиодные линейки серии XL-line /2/ для монтажа в световые приборы, состоящие из последовательно подключенных между собой /6-8 шт./ мощных светодиодов /~1 Вт/ фирмы CREE, установленных в один ряд на протяженных прямоугольных печатных платах /линейках/ из фольгированного стеклотекстолита шириной 25 мм на удалении 30 мм между собой с разъемами для подключения, к источнику питания и с отверстиями для крепления линеек в тепловом контакте на радиаторах охлаждения в световых приборах.In this regard, LED rulers of the XL-line / 2 / series have been developed for installation in lighting devices consisting of CREE / 6-8 pcs / high-power LEDs / ~ 1 W / CREE manufactured in series, installed in a row on long rectangular printed circuit boards / rulers / foil-coated fiberglass with a width of 25 mm at a distance of 30 mm between each other with connectors for connecting to a power source and with holes for fastening the rulers in thermal contact on cooling radiators in light fixtures.

Недостатки светодиодных линеек связаны с необходимостью увеличения расстояния между светодиодами для обеспечения допустимых тепловых режимов эксплуатации, а также с трудностями формирования компактного светящего тела.The disadvantages of LED arrays are associated with the need to increase the distance between the LEDs to ensure acceptable thermal operating conditions, as well as with the difficulties of forming a compact luminous body.

Теми же недостатками обладают светодиодные модули /линейки/ типа SVT-PF0-26ED-0120 фирмы "Светотроника" /3/ на мощных светодиодах белого свечения, собранных на протяженных платах с алюминиевым основанием в два ряда /спаренных линеек/ шириной 36,8 мм и длиной 280 мм.LED modules / lines / type SVT-PF0-26ED-0120 of Svetotronika company / 3 / have the same disadvantages on high-power white LEDs assembled on extended boards with an aluminum base in two rows / paired lines / with a width of 36.8 mm and 280 mm long.

Увеличенные габариты линеек для обеспечения заданных тепловых режимов эксплуатации не позволяют устанавливать их в стандартные трубчатые колбы Т8, T12, применяемых, например, для люминесцентных ламп, на базе которых производится большое количество светильников.The increased dimensions of the rulers to ensure the specified thermal operating conditions do not allow them to be installed in standard tubular flasks T8, T12, used, for example, for fluorescent lamps, on the basis of which a large number of lamps are produced.

Существенным недостатком всех известных светодиодных модулей /линеек/ является также то, что используемые в них мощные светодиоды на платах с параллельным оптическими осями, обеспечивая угол рассеяния излучения 2θ≃120°, кроме того создают высокую блескость и слепимость /сила света светодиода белого свечения мощностью 1 Вт составляет 30-35 кд/, что для уменьшения дискомфорта, например, при эксплуатации в светодиодных лампах требует применения существенно матированных или покрытых светорассеивающим материалом колб, снижающих их светопропускание на 30-40% /4/ и ухудшающих тепловой режим.A significant drawback of all known LED modules / rulers / is that the high-power LEDs used on them on boards with parallel optical axes, providing a radiation scattering angle of 2θ≃120 °, also create high gloss and glare / light intensity of a white LED with a power of 1 W is 30-35 cd /, which in order to reduce discomfort, for example, when used in LED lamps, requires the use of flasks substantially matted or coated with light-scattering material, which reduce their light transmission repentance by 30-40% / 4 / and worsening the thermal regime.

Известны линейные трубчатые лампы на светодиодах, собранных на печатных платах в стандартных колбах Т8 /26 мм/ с цоколями GIЗ с протяженными линейками совместно с преобразователями /драйверами/ питающей сети /5/. В этих лампах использованы светодиоды малой мощности, работающие без радиаторов охлаждения в количестве 160-180 шт. с общей потребляемой мощностью 10-20 Вт, что ограничивает возможности минимизации габаритов при увеличении мощности.Known linear tubular lamps on LEDs, assembled on printed circuit boards in standard flasks T8 / 26 mm / with GIZ caps with long rulers in conjunction with converters / drivers / mains / 5 /. These lamps use low power LEDs that operate without cooling radiators in an amount of 160-180 pcs. with a total power consumption of 10-20 W, which limits the possibility of minimizing dimensions with increasing power.

Известна трубчатая светодиодная лампа, содержащая цилиндрическую стеклянную колбу с установленными в ней двумя протяженными линейками в виде печатных плат с собранными на них светодиодами, подключенными к преобразователю питающей сети, установленному на одной из указанных плат в колбе. Каждая линейка снабжена отверстиями, сопрягаемыми со светодиодами другой аналогичной линейки таким образом, что оптические оси светодиодов направлены в диаметрально противоположные стороны /6/.Known tubular LED lamp containing a cylindrical glass bulb with two extended rulers installed in it in the form of printed circuit boards with LEDs assembled on them, connected to a power supply converter installed on one of these boards in the bulb. Each line is equipped with holes that mate with LEDs of another similar line in such a way that the optical axis of the LEDs are directed in diametrically opposite sides / 6 /.

Недостатки этого устройства связаны с невозможностью применения в лампе мощных светодиодов из-за отсутствия средств охлаждения. Лампа формирует неудовлетворительную кривую светораспределения, т.е. излучает в двух диаметрально противоположных направлениях, что ограничивает возможности ее применения.The disadvantages of this device are the impossibility of using powerful LEDs in the lamp due to the lack of cooling means. The lamp forms an unsatisfactory light distribution curve, i.e. radiates in two diametrically opposite directions, which limits the possibilities of its application.

Известна линейная светодиодная лампа, содержащая плату с установленными на ней светодиодами, механически соединенную с основанием полуцилиндра, выполненного из оптически прозрачного светорассеивающего материала с нанесенный на него люминофорным и защитным покрытиями и цоколями на противоположных концах для подключения лампы к питающей сети, электрически соединенными с платой со светодиодами /7/.A linear LED lamp is known that contains a board with LEDs mounted on it, mechanically connected to the base of a half-cylinder made of optically transparent light-scattering material with phosphor and protective coatings and socles on opposite ends for connecting the lamp to the mains, electrically connected to the board with LEDs / 7 /.

Недостатки прототипа также обусловлены невозможностью применения в лампе мощных светодиодов из-за отсутствия радиатора охлаждения платы со светодиодами. Кроме того, светораспределение лампы в поперечном сечении ограничено углом рассеяния применяемых светодиодов, т.е. не превышает 2θ≃120° для мощных современных светодиодов, в связи с параллельной ориентацией их оптических осей в лампе. Последнее обстоятельство не способствует также снижению блескости излучения лампы.The disadvantages of the prototype are also due to the inability to use powerful LEDs in the lamp due to the lack of a cooling radiator for the board with LEDs. In addition, the light distribution of the lamp in the cross section is limited by the scattering angle of the LEDs used, i.e. does not exceed 2θ≃120 ° for high-power modern LEDs, due to the parallel orientation of their optical axes in the lamp. The latter circumstance also does not contribute to reducing the brilliance of lamp radiation.

К недостаткам прототипа следует отнести также то, что в лампе не предусмотрено размещение преобразователя питающей сети, необоснованно применено нанесение люминофора на светорассеивающие стенки полуцилиндра, тогда как люминофор не только преобразует излучение, но и рассеивает его.The disadvantages of the prototype should also include the fact that the lamp does not provide for the installation of a power supply converter, the application of the phosphor on the light-scattering walls of the half cylinder is unreasonably applied, while the phosphor not only converts the radiation, but also scatters it.

Целью предлагаемого изобретения является создание светодиодного модуля /линейки/ и лампы на его основе со светодиодами средней и большой мощности с улучшенными светотехническими и теплофизическими параметрами, повышенной компактностью светящего тела и уменьшенной блескостью.The aim of the invention is the creation of an LED module / line / and a lamp based on it with medium and high power LEDs with improved lighting and thermophysical parameters, increased compactness of the luminous body and reduced gloss.

Поставленная цель достигается тем, что в светодиодном модуле /линейке/ и лампе на его основе, содержащих протяженное несущее основание из теплопроводного материала, в частности из алюминия или теплопроводной керамики, одну, две или большее количество протяженных печатных плат с собранными на них в тепловом контакте светодиодами белого свечения или других цветов излучения с последовательным, параллельным или параллельно-последовательным подключением между собой, а также средства токоподвода и монтажа на объекте, указанное несущее основание модуля /линейки/ выполнено с изогнутым в поперечном сечении профилем и образует протяженный полый элемент, по меньшей мере с двумя протяженными рабочими гранями, объединенными в тепловом контакте с несущим основанием, на которых изготовлены или установлены печатные платы со светодиодами или отдельные светодиоды, причем, указанные рабочие грани разделены между собой продольной щелью, теплоизолирующей их друг от друга в зоне монтажа светодиодов.This goal is achieved by the fact that in the LED module / ruler / and lamp based on it, containing an extended support base made of heat-conducting material, in particular aluminum or heat-conducting ceramic, one, two or more long printed circuit boards with thermal contact assembled on them LEDs of white light or other colors of radiation with serial, parallel or parallel-serial connection between each other, as well as means of current supply and installation on the object, the specified basic The module / ruler / is made with a profile curved in cross section and forms an extended hollow element with at least two extended working faces combined in thermal contact with the carrier base on which printed circuit boards with LEDs or individual LEDs are made or installed, moreover, these working faces are separated by a longitudinal slit that insulates them from each other in the installation area of the LEDs.

Цель достигается и тем, что протяженный полый элемент выполнен в форме трехгранника с разделенными продольной щелью рабочими гранями с печатными платами и/или светодиодами, объединенными третьей гранью, являющейся элементом кондуктивного теплоотвода, снабженной средствами крепления модуля /линейки/ на объекте.The goal is achieved by the fact that the extended hollow element is made in the form of a trihedron with working faces separated by a longitudinal slit with printed circuit boards and / or LEDs combined by a third face, which is an element of the conductive heat sink equipped with means for attaching the module / ruler / to the object.

Поставленная задача решается также тем, что разделенные продольной щелью две рабочие грани протяженного полого элемента, в частности трехгранника с платами и/или светодиодами изогнуты в поперечном сечении относительно третьей грани под острым углом /90°-θ/, где θ - половинный угол излучения, установленных на платах или гранях светодиодов, а преимущественно под углом 10°-40°.The problem is also solved by the fact that two working faces separated by a longitudinal slit are extended hollow element, in particular a trihedron with boards and / or LEDs, are bent in cross section relative to the third face at an acute angle / 90 ° -θ /, where θ is the half radiation angle, mounted on boards or faces of LEDs, but mainly at an angle of 10 ° -40 °.

Достижению цели способствует также то, что протяженный полый элемент выполнен с четырьмя рабочими гранями с печатными платами и/или светодиодами, образующими пятигранные с попарно разделенными продольной щелью гранями, и объединенными в тепловом контакте с плоским несущим основанием - элементом кондуктивного теплоотвода, снабженным средствами крепления модуля /линейки/ на объекте.Achieving the goal is also facilitated by the fact that the extended hollow element is made with four working faces with printed circuit boards and / or LEDs, forming pentahedral faces with pairs divided by a longitudinal slit, and combined in thermal contact with a flat bearing base - a conductive heat sink element equipped with module mounting means / rulers / on site.

Поставленная цель достигается и тем, что в лампе на основе светодиодного модуля /линейки/, содержащей трубчатую колбу из оптически прозрачного материала с одним, двумя или более параллельно установленными в ней светодиодными модулями /линейками/, электронный преобразователь питающей сети и средства токоподвода, каждый из указанных модулей /линеек/, выполненный в виде протяженного полого элемента с разделенными продольной щелью двумя рабочими гранями с печатными платами и/или светодиодами и несущим основанием, установлен в трубчаток колбе по меньшей мере с частичным тепловым контактом с ее стенками и/или с собранным в продольной прорези указанной колбы протяженным корпусом-радиатором кондуктивного теплоотвода, выступающим из колбы по всей ее длине в окружающее пространство.This goal is achieved by the fact that in a lamp based on an LED module / ruler / containing a tube bulb made of optically transparent material with one, two or more parallel-mounted LED modules / rulers /, an electronic converter of the mains and current supply means, each these modules / rulers /, made in the form of an extended hollow element with two working faces separated by a longitudinal slit with printed circuit boards and / or LEDs and a bearing base, is installed in without at least partial thermal contact with its walls and / or with an extended conduction heat sink body-radiator assembled in the longitudinal slot of the indicated bulb, protruding from the bulb along its entire length into the surrounding space.

Задача решается также тем, что установленный в продольной прорези трубчатой колбы в тепловом контакте с одним светодиодным модулем /линейкой/ протяженный корпус выполнен из теплопроводного материала и со средствами крепления лампы на объекте и подключения ее к питающей сети.The problem is also solved by the fact that the extended housing installed in the longitudinal slot of the tubular bulb in thermal contact with one LED module / ruler / is made of heat-conducting material and with means for attaching the lamp to the object and connecting it to the mains.

Цель достигается и тем, что в трубчатой колбе с продольной прорезью установлены два светодиодных модуля /линейки/ с несущими основаниями, сопряженными в тепловом контакте с выступающей внутрь колбы частью протяженного корпуса-радиатора кондуктивного теплоотвода, наружная, выступающая из колбы часть которого выполнена с ребрами охлаждения и снабжена средствами крепления лампы на объекте и подключения к питающей сети.The goal is achieved by the fact that in the tube flask with a longitudinal slot there are two LED modules / rulers / with bearing bases coupled in thermal contact with the part of the extended radiator of the conductive heat sink protruding inside the flask, the outer part protruding from the flask made with cooling fins and is equipped with means for attaching the lamp to the facility and connecting to the mains.

Достижению цели способствует также то, что на несущем основании собранного в колбе лампы светодиодного модуля /линейки/ установлена с зазором между ними плата с собранными на ней электронными элементами преобразователя питающей сети.Achievement of the goal is also facilitated by the fact that on the carrier base of the LED module / ruler / assembled in the bulb of the lamp, a board is installed with a gap between them with the electronic elements of the power supply converter collected on it.

Задача решается и тем, что установленный в продольной прорези колбы протяженный корпус-радиатор кондуктивного теплоотвода выполнен с отсеком, в котором установлена плата с электронными элементами преобразователя питающей сети, подключенного к светодиодным модулям /линейкам/ и к средствам токоподвода лампы.The problem is also solved by the fact that the extended case-radiator of the conductive heat sink installed in the longitudinal slot of the bulb is made with a compartment in which there is a board with electronic elements of the power supply converter connected to the LED modules / rulers / and to the lamp current supply means.

В одном из вариантов исполнения лампы по изобретению цель достигается также тем, что светодиодные модули/линейки/ выполнены со светодиодами синего или голубого излучения, а трубчатая, преимущественно с продольной прорезью, колба лампы изготовлена из силикатного стекла или оптически прозрачного поликарбоната и покрыта изнутри, или в ее стенки диспергирован /интегрирован/ один или смесь люминофоров, выбранных преимущественно из группы иттрий-алюминиевого или гадолиний-алюминиевого гранатов, активированных церием, преобразующих большую часть коротковолнового излучения светодиодов в белый свет и рассеивавшим его.In one embodiment of the lamp according to the invention, the goal is also achieved by the fact that the LED modules / lines / are made with blue or blue light emitting diodes, and the tube bulb, mainly with a longitudinal slot, the lamp bulb is made of silicate glass or optically transparent polycarbonate and coated from the inside, or one or a mixture of phosphors selected mainly from the group of yttrium-aluminum or gadolinium-aluminum garnets activated by cerium transforming large part of the shortwave radiation of LEDs into white light and scattering it.

Наиболее предпочтительные варианты исполнения устройств согласно предполагаемому изобретению показаны на чертежах:The most preferred embodiments of the devices according to the alleged invention are shown in the drawings:

Фиг.1. Светодиодный модуль /линейка/ с несущим основанием в форме трехгранника с двумя разделенными продольной щелью рабочими транши со светодиодами. Лицевая сторона и сечение А-А.Figure 1. LED module / ruler / with a supporting base in the shape of a trihedron with two working trenches separated by a longitudinal slot with LEDs. Front side and section AA.

Фиг.2. Светодиодный модуль /линейка/ пятиугольного профиля с четырьмя рабочими гранями, попарно разделенными продольной щелью. Лицевая сторона и сечение А-А.Figure 2. LED module / ruler / pentagonal profile with four working faces, pairwise separated by a longitudinal slit. Front side and section AA.

Фиг.3. Трубчатая лампа со светодиодным модулем /линейкой/, по-показанным на фиг.2. Вид сбоку, частично в разрезе и сечение А-А.Figure 3. Tubular lamp with LED module / ruler /, shown in figure 2. Side view, partially in section and section AA.

Фиг.4. Лампа со светодиодным модулем /линейкой/, показанным на фиг.1 в трубчатой колбе с продольной прорезью, сопряженной с корпусом-радиатором кондуктивного теплоотвода. Вид сбоку, частично в разрезе и сечение А-А.Figure 4. A lamp with an LED module / ruler /, shown in figure 1 in a tubular bulb with a longitudinal slot, interfaced with the casing-radiator of the conductive heat sink. Side view, partially in section and section AA.

Фиг.5. Лампа с двумя светодиодными модулями /линейками/, показанными на фиг.1, в трубчатой колбе с продольной прорезью и оребренным корпусом-радиатором кондуктивно-конвективного охлаждения. Вид сбоку, частично в разрезе и сечение А-А.Figure 5. A lamp with two LED modules / rulers /, shown in figure 1, in a tubular bulb with a longitudinal slot and a finned housing-radiator of conductive convective cooling. Side view, partially in section and section AA.

Показанный на фиг.1 вариант исполнения светодиодного модуля /линейки/ содержит протяженное несущее основание 1 из теплопроводного материала, в частности из алюминия, выполненное с изогнутым в поперечном сечении профилем /см. сечение А-А/, формирующим протяженный полый элемент 2 с двумя протяженными рабочими гранями 3 и 4, объединенными в тепловом контакте с указанным несущим основанием 1, имеющим отверстия 5 для механического крепления модуля /линейки/ на объекте.The embodiment of the LED module / ruler / shown in Fig. 1 comprises an extended support base 1 of a heat-conducting material, in particular aluminum, made with a profile bent in cross section / cm. section A-A /, forming an extended hollow element 2 with two extended working faces 3 and 4, combined in thermal contact with the specified bearing base 1, having holes 5 for mechanical fastening of the module / ruler / on the object.

Полый элемент 2 имеет треугольный профиль, т.е. представляет собой протяженный трехгранник, у которого рабочие грани 3 и 4 соединены между собой третьей гранью, выполняющей функцию несущего теплопроводного основания - элемента кондуктивного теплоотвода.The hollow element 2 has a triangular profile, i.e. It is an extended trihedron, in which the working faces 3 and 4 are interconnected by a third face that performs the function of a bearing heat-conducting base - an element of conductive heat sink.

На рабочих гранях 3 и 4 выполнены печатные платы 6 /показаны пунктиром на фиг.1/ с алюминиевым основанием, с собранными на них в тепловом контакте преимущественно мощными светодиодами 7 /0,5 - 3 Вт/ с последовательным, параллельным или параллельно-последовательным подключением между собой средствами токоподвода 8, например гермафродитными микроразьемами.On the working faces 3 and 4, printed circuit boards 6 are made / are shown by the dotted line in Fig. 1 / with an aluminum base, with mainly high-power LEDs 7 / 0.5 - 3 W / s connected in series in parallel, in parallel or in parallel, connected to them among themselves by means of current supply 8, for example, hermaphroditic microsockets.

На указанных гранях 3 и 4 могут быть установлены в тепловом контакте отдельные светодиоды или печатные платы со светодиодами /см. фиг.4/, в том числе платы на основе теплопроводной электроизоляционной керамики типа РУБАЛИТ /Al₂O₃/ или АЛЮНИТ /AlN/.On the indicated faces 3 and 4, individual LEDs or printed circuit boards with LEDs / cm can be installed in thermal contact. figure 4 /, including boards based on thermally conductive insulating ceramics such as RUBALIT / Al ₂ O ₃ / or ALYUNIT / AlN /.

Кроме того, полый элемент 2 с несущим основанием и рабочими гранями может быть изготовлен из других теплопроводных сплавов или теплопроводной керамики.In addition, the hollow element 2 with a bearing base and working faces can be made of other heat-conducting alloys or heat-conducting ceramics.

Две протяженные рабочие грани 3 и 4 светодиодного модуля /линейки/ разделены между собой продольной щелью 9, теплоизолирующей их друг от друга в зоне выполнения плат и монтажа светодиодов 7, т.е. исключающей кондуктивный теплообмен между указанными гранями с печатными платами и светодиодами, собранными на них.Two extended working edges 3 and 4 of the LED module / ruler / are separated by a longitudinal slot 9, which insulates them from each other in the area of the boards and LEDs 7, i.e. excluding conductive heat transfer between these faces with printed circuit boards and LEDs assembled on them.

Таким образом, кондуктивная теплопередача от выделяющих тепло светодиодов осуществляется только на несущее основание 1, позволяя тем самым максимально приблизить платы со светодиодами между собой, т.е. приблизить их к кромке продольной щели 9, одновременно использовать в модуле /линейке/ светодиоды 7 повышенной мощности.Thus, the conductive heat transfer from the heat-emitting diodes is carried out only on the carrier base 1, thereby making it possible to bring the boards with LEDs as close as possible, i.e. bring them closer to the edge of the longitudinal slit 9, at the same time use high-power LEDs 7 in the module / ruler /.

Разделенные продольной щелью 9 протяженные рабочие грани 3 и 4 полого элемента 2, в частности трехгранника с платами и светодиодами, изогнуты в поперечном сечении А-А /фиг.1/ относительно плоского несущего основания 1 под острым углом /90-θ/°, где θ - половинный угол излучения, установленных на платах или непосредственно на рабочих-гранях светодиодов 7. Острый угол наклона рабочих граней к плоскости основания выбирается преимущественно в пределах 10°÷40° при угле рассеяния излучения применяемых светодиодов 2θ≃90°÷140°, для более равномерного распределения излучения в пространстве.The extended working edges 3 and 4 of the hollow element 2, in particular the trihedron with boards and LEDs, separated by a longitudinal slit 9, are bent in the cross-section A-A / Fig. 1/ relative to the flat carrier base 1 at an acute angle / 90-θ / °, where θ is the half angle of radiation installed on the boards or directly on the working faces of the LEDs 7. The acute angle of inclination of the working faces to the plane of the base is chosen mainly within 10 ° ÷ 40 ° with a radiation scattering angle of the used LEDs of 2θ≃90 ° ÷ 140 °, more uniform distribution radiation in space.

Возможно также выполнение полого элемента модуля /линейки/ с отличающимися, например 10° и 30°, углами наклона вышеуказанных рабочих граней к несущему основанию /на фиг. не показано/.It is also possible to perform a hollow element of the module / ruler / with different, for example 10 ° and 30 °, angles of inclination of the above working faces to the supporting base / in FIG. not shown.

Еще один вариант исполнения светодиодного модуля /линейки/, показанный на фиг,2, предусматривает выполнение полого элемента 10 с четырьмя рабочими гранями 11 и 12 с печатными платами и светодиодами 13, попарно объединенными в тепловом контакте с элементом кондуктивного теплоотвода - несущим основанием 14, имеющим отверстия для монтажа модуля /линейки/ на объекте и подключения между собой и преобразователем питающей сети микроразъемами 15.Another embodiment of the LED module / line / shown in FIG. 2 provides for the implementation of a hollow element 10 with four working faces 11 and 12 with printed circuit boards and LEDs 13, coupled in thermal contact with the element of the conductive heat sink - the bearing base 14, having holes for mounting the module / ruler / on the site and connecting between itself and the power supply converter with micro connectors 15.

Рабочие грани 11 и 12 совместно с плоским несущим основанием 14 образуют протяженный пятигранник - полый элемент 10 с попарно разделенными рабочими гранями при вершине продольной щелью 16, теплоизолирующей их друг от друга в зоне монтажа светодиодов 13, что позволяет расширить кривую светораспределения более чем в полусферу и способствует снижению кондуктивного теплообмена между примыкающими к щели рабочими гранями со светодиодами, а также интенсифицировать теплопередачу на рабочие грани, примыкающие к элементу кондуктивного теплоотвода - несущему основанию 14.The working faces 11 and 12 together with the flat bearing base 14 form an extended pentahedron - a hollow element 10 with pairwise separated working faces at the apex of a longitudinal slit 16 that insulates them from each other in the mounting area of the LEDs 13, which allows you to expand the light distribution curve more than in the hemisphere and helps to reduce the conductive heat transfer between the working faces adjacent to the slit with LEDs, as well as to intensify the heat transfer to the working faces adjacent to the element of the conductive heat sink - esuschemu base 14.

На основе предложенных выше светодиодных модулей /линеек/ разработаны светодиодные трубчатые лампы.Based on the above LED modules / rulers / LED tube lamps are developed.

Показанная на фиг.3 лампа содержит трубчатую колбу 17 из оптически прозрачного материала, например из силикатного стекла или оптического поликарбоната, выполненную преимущественно со светорассеивающими стенками с установленным в ней светодиодным модулем /линейкой/ с полым элементом 10 в виде пятигранника, аналогичного показанному на фиг.2, таким образом, что плоское несущее основание 14 в зоне сопряжения его с разделенными продольной щелью 16 рабочими гранями 11 и 12 с печатными платами и светодиодами 13 находятся в тепловом контакте со стенками указанной колбы 17.The lamp shown in FIG. 3 contains a tubular bulb 17 made of optically transparent material, for example, silicate glass or optical polycarbonate, made mainly with light-scattering walls with an LED module / ruler / with a hollow element 10 in the form of a pentagon, similar to that shown in FIG. 2, so that the flat supporting base 14 in the interface zone with the longitudinal slit 16 separated by the working faces 11 and 12 with printed circuit boards and LEDs 13 are in thermal contact with the wall and said bulb 17.

На наружной стороне несущего основания 14 с зазором 18, исключающим кондуктивный теплообмен, установлена печатная плата 19 с электронными элементами 20 преобразователя питающей сети, подключенного средствами токоподвода, в частности, гермафродитными микроразъемами "плата-кабель" 15 компании Tyco Electronics /8/ с традиционными цоколями 21 с токовыми выводами 22.On the outside of the carrier base 14 with a gap 18 that excludes conductive heat transfer, a printed circuit board 19 with electronic elements 20 of the power supply converter connected by current supply means, in particular, Tyco Electronics / 8 / card-cable hermaphroditic micro connectors, with traditional sockets is installed 21 with current outputs 22.

Вариант исполнения трубчатой светодиодной лампы, показанной на фиг.4, содержит протяженный модуль /линейку/ с двумя рабочими гранями 23 и 24, разделенными между собой продольной щелью 25, находящимися в тепловом контакте с несущим основанием 26, заключенные в протяженную трубчатую колбу 27 из оптически прозрачного материала, выполненную с продольной прорезью по образующей шириной менее полуцилиндра.The embodiment of the tubular LED lamp shown in figure 4, contains an extended module / ruler / with two working faces 23 and 24, separated by a longitudinal slit 25, in thermal contact with the supporting base 26, enclosed in an extended tube bulb 27 of optical transparent material made with a longitudinal slot along the generatrix with a width of less than half a cylinder.

Колба 27 сопряжена через уплотнение с протяженным корпусом 28, выполненным из теплопроводного материала на основе алюминиевого сплава, имеющем фланец 29 или приливы с отверстиями для механического крепления в тепловом контакте его на объекте, например, на теплопроводной стенке корпуса светильника /на фиг. не показано/.The flask 27 is connected through a seal with an extended housing 28 made of a heat-conducting material based on an aluminum alloy having a flange 29 or tides with holes for mechanical fastening in thermal contact on the object, for example, on the heat-conducting wall of the lamp housing / in FIG. not shown.

На рабочих гранях 23 и 24 смонтированы протяженные печатные платы 30 с алюминиевым основанием /линейки/ или платы из теплопроводной керамики типа рубалит или алюнит с собранными на них мощными светодиодами 31. Платы 30 со светодиодами прижаты в тепловом контакте к поверхности рабочих граней модуля винтами 32.On the working faces 23 and 24, long printed circuit boards 30 with an aluminum base / rulers / or boards made of heat-conducting ceramics such as rubalite or aluminite with powerful LEDs 31 assembled on them are mounted. Boards 30 with LEDs are pressed in thermal contact to the surface of the working faces of the module with screws 32.

Печатные платы со светодиодами могут быть выполнены непосредственно на гранях модуля /линейки/, как это показано на фиг.3.Printed circuit boards with LEDs can be made directly on the edges of the module / line /, as shown in figure 3.

На рабочих гранях могут быть также установлены отдельные светодиоды с поверхностным монтажем.Separate LEDs with surface mounting can also be installed on the working faces.

В свою очередь светодиодный модуль /линейка/ с плоским несущим основанием 26 установлен в тепловом контакте и механически прижат винтами к плоской поверхности корпуса 28, выступающего из продольной прорези колбы 27 в окружающее пространство, выполняя функцию радиатора кондуктивного теплоотвода.In turn, the LED module / ruler / with a flat base 26 is installed in thermal contact and mechanically pressed by screws to the flat surface of the housing 28, protruding from the longitudinal slot of the bulb 27 into the surrounding space, acting as a radiator of the conductive heat sink.

Внутри протяженного корпуса 28 выполнен отсек 33 с крышкой 34, на которой установлена плата с собранными на ней элементами электронного преобразователя 35 питающей сети, подключенного к светодиодному модулю /линейке/ и к гнезду со средствами токоподвода 36 питающей сети.Inside the extended case 28, a compartment 33 is made with a cover 34, on which a board is installed with the elements of the electronic converter 35 of the power supply connected to it and connected to the LED module / ruler / and to the socket with the power supply 36 of the power supply.

Еще один вариант исполнения трубчатой светодиодной лампы, показанный на фиг.5, содержит два одинаковых светодиодных модуля /линейки/, изображенных на фиг.1, собранных в протяженной трубчатой колбе 37 с продольной прорезью шириной 1/3 диаметра трубки, сопряженной с протяженным корпусом 38 из теплопроводного алюминиевого сплава с ребрами охлаждения 39 и выступающей внутрь колбы частью этого корпуса в виде, выполненных под острым углом друг к другу плоских стенок 40.Another embodiment of a tubular LED lamp, shown in Fig. 5, contains two identical LED modules / rulers /, shown in Fig. 1, assembled in an extended tube bulb 37 with a longitudinal slot 1/3 of the diameter of the tube mating with the extended body 38 from a heat-conducting aluminum alloy with cooling fins 39 and a part of this body protruding into the bulb in the form of flat walls 40 made at an acute angle to each other.

На стенках 40 корпуса 38 - радиатора кондуктивного теплоотвода винтами 41 прижаты в тепловом контакте плоские несущие основания 42 светодиодных модулей /линеек/ с разделенными продольной щелью 43 рабочими гранями с платами и светодиодами 44, последовательно или параллельно-последовательно подключенными между собой и к электронному преобразователю 45 питающей сети, собранному на плате 46 в отсеке 47 корпуса.On the walls 40 of the housing 38 - the conductive heat sink radiator, the screws 41 are pressed in thermal contact to the flat bearing bases 42 of the LED modules / rulers / with the working edges separated by a longitudinal slit 43 with the boards and LEDs 44 connected in series or in parallel to each other and to the electronic converter 45 power supply, assembled on the board 46 in the compartment 47 of the housing.

На торцах корпуса 38 установлены защитные крышки 48 с гнездами 49, в которых выполнены средства токоподвода 50 питающей сети и элементы механического крепления лампы на объекте.At the ends of the housing 38, protective covers 48 with sockets 49 are installed, in which the current supply means 50 of the supply network and the mechanical fastening elements of the lamp at the object are made.

Протяженные колбы всех описанных выше светодиодных ламп выполнены из силикатного стекла или оптического поликарбоната в габаритах, соответствующих преимущественно колбам серий Т8 или T12, используемых в традиционных люминесцентных лампах.The extended bulbs of all the LED lamps described above are made of silicate glass or optical polycarbonate in dimensions corresponding mainly to bulbs of the T8 or T12 series used in traditional fluorescent lamps.

Основания светодиодных модулей /линеек/, а также корпуса ламп на их основе изготавливают преимущественно методом экструзии. Однако, линейки могут быть изготовлены также на штампах с гибочными операциями.The bases of the LED modules / rulers / as well as the lamp housings based on them are made mainly by extrusion. However, rulers can also be made on dies with bending operations.

В одном из вариантов исполнения лампы со светодиодным модулем /линейкой/, выполненным со светодиодами синего или голубого излучения /см. фиг.4/ трубчатая колба 27 с продольной прорезью, изготовленная из силикатного стекла или оптически прозрачного поликарбоната, покрыта изнутри слоем 51 одного или смесью люминофоров, выбранных преимущественно из группы иттрий-алюминиевого или гадолиний-алюминиевого гранатов, активированных церием. Указанные люминофоры могут быть диспергированы /интегрированы/ в стенки колбы лампы.In one embodiment of the lamp with an LED module / ruler /, made with blue or blue light emitting diodes / cm. figure 4 / a tubular flask 27 with a longitudinal slot, made of silicate glass or optically transparent polycarbonate, coated inside with a layer 51 of one or a mixture of phosphors selected mainly from the group of yttrium-aluminum or gadolinium-aluminum garnets activated by cerium. These phosphors can be dispersed / integrated / into the walls of the lamp bulb.

Слой 51 люминофоров преобразует большую часть коротковолнового излучения светодиодов модуля /линейки/ в белый свет и рассеивает его в окружающем лампу пространстве, повышая тем самым КПД лампы на 15-20% по сравнению с лампами, у которых на колбах выполнены светорассеивающие покрытия для снижения ее блескости.Layer 51 phosphors converts most of the short-wavelength radiation of the module / ruler / LEDs into white light and scatters it in the space surrounding the lamp, thereby increasing the lamp efficiency by 15-20% compared to lamps that have light-scattering coatings on the flasks to reduce its luster .

В качестве мощных светодиодов, используемых в светодиодных модулях и лампах, могут быть использованы светодиоды белого свечения серии ML-Е мощностью 0,5 Вт с углом рассеяния 2θ≃120° или серии ХР-G мощностью 1-3 Вт с углом рассеяния 2θ≃125° фирмы CREE /9/ или цветные светодиоды серии XP-E Colior мощностью 1-3 Вт с углом рассеяния 2θ≃125° указанной фирмы.As high-power LEDs used in LED modules and lamps, white LEDs of the ML-E series with a power of 0.5 W with a scattering angle of 2θ≃120 ° or series XP-G with a power of 1-3 W with a scattering angle of 2θ≃125 can be used ° CREE / 9 / or colored LEDs of the XP-E Colior series with a power of 1-3 W with a scattering angle of 2θ≃125 ° of the specified company.

В качестве преобразователя питающей сети целесообразно использовать источники питания компании MEAN WELL, например, серии PLP.It is advisable to use MEAN WELL power supplies, such as the PLP series, as a power supply converter.

Разработанные светодиодные модули /линейки/ и лампы на их основе наиболее эффективны для эксплуатации в протяженных светильниках взамен, например, трубчатых люминесцентных ламп. При этом обеспечивается возможность повышения в 1,5-2 раза мощности и светового потока лампы, а также плотности компоновки светодиодов в изделиях без увеличения габаритных размеров за счет существенной интенсификации кондуктивного отвода тепла от светодиодов на арматуру модулей и лампы, т.е. улучшения их теплофизических параметров.The developed LED modules / lines / and lamps based on them are most effective for operation in extended luminaires instead of, for example, tubular fluorescent lamps. At the same time, it is possible to increase the power and luminous flux of the lamp by 1.5-2 times, as well as the density of the LED arrangement in products without increasing overall dimensions due to a significant intensification of conductive heat removal from the LEDs to the fittings of the modules and the lamp, i.e. improving their thermophysical parameters.

Светотехнические характеристики изделий улучшены за счет изменения ориентации оптических осей групп светодиодов модулей в пространстве, способствующей расширению кривой светораспределения более чем в 2 раза с приемлемой равномерностью и снижению при этом блескости, уменьшающей слепимость и дискомфорт в условиях эксплуатации.The lighting characteristics of the products are improved by changing the orientation of the optical axes of the groups of LED modules in space, which contributes to the expansion of the light distribution curve by more than 2 times with acceptable uniformity and a decrease in gloss, reducing glare and discomfort in operating conditions.

В варианте исполнения лампы с использованием переизлучения с применением люминофоров, наряду со снижением блескости, повышается их КПД по сравнению с трубчатыми лампами со светорассеивающими покрытиями колб.In the embodiment of the lamp using re-radiation using phosphors, along with a decrease in luminosity, their efficiency is increased in comparison with tube lamps with light-scattering coatings of flasks.

Литература.Literature.

1. M.Коротков. "Согласованная система защиты цепей для светодиодной техники". Ж. Современная светотехника, №1 /02/, март 2010 г., стр.42.1. M. Korotkov. "Harmonized circuit protection system for LED technology." J. Modern Lighting Engineering, No. 1/2/2, March 2010, p. 42.

2. Каталог фирмы "Прософт". Электронные компоненты. Вып.2, 2006/07, стр.22.2. Catalog of the company "Prosoft". Electronic components. Issue 2, 2006/07, p. 22.

3. Каталог продукции компании "Светотроника", 2010 г., стр.24.3. Product catalog of the company "Svetotronika", 2010, p.24.

4. Н. Колбатиков. "Конструктивные особенности полупроводниковой светотехники. Проблема блескости светодиодных светильников. " Ж. Полупроводниковая светотехника, №6, декабрь 2010 г., стр.32.4. N. Kolbatikov. "Design features of semiconductor lighting. The problem of brilliance of LED lamps." J. Semiconductor lighting, No. 6, December 2010, p. 32.

5. Ю.Петропавловский. "Новые драйверы светодиодов…" Ж. Полупроводниковая светотехника, №3, май 2011 г., стр.22-23.5. Y. Petropavlovsky. "New LED drivers ..." J. Semiconductor lighting technology, No. 3, May 2011, pp. 22-23.

6. Патент США №5463280, кл. 315/187, опубл. 31.10.1995 г.6. US patent No. 5463280, cl. 315/187, publ. 10/31/1995 g.

7. Полезная модель РФ №103671 кл. H01L 33/00 от 15.II.2010 г., опубл. 20.04.11 г. Бюл. №11.7. Utility model of the Russian Federation No. 103671 class. H01L 33/00 dated 15.II.2010, publ. 04/20/11, Bull. No. 11.

8. А. Слободенюк. "Обзор разъемов ТУСО ELECTRONICS." Ж. Полупроводниковая светотехника, №3, май 2010 г., стр.21.8. A. Slobodenyuk. "Overview of TUSO ELECTRONICS Connectors." J. Semiconductor lighting technology, No. 3, May 2010, p. 21.

9. Каталог фирмы "Прософт". Электронные и электромеханические компоненты. 2010 г., стр.29.9. The catalog of the company "Prosoft". Electronic and electromechanical components. 2010, p. 29.

Claims

1. An LED module (ruler) and a lamp based on it, containing an extended support base of heat-conducting material, in particular aluminum or heat-conducting ceramic, one, two or more extended printed circuit boards with white LEDs or other LEDs assembled on them in thermal contact radiation colors with serial, parallel or parallel-serial connection between each other, as well as means of current supply and installation at the facility, characterized in that the base of the module (line) is made with a profile curved in cross section and forms an extended hollow element with at least two extended working faces combined in thermal contact with a bearing base on which printed circuit boards with LEDs or separate LEDs are made or installed, and two working faces are divided between a longitudinal slit that insulates them from each other in the installation area of the LEDs.

2. The LED module (line) according to claim 1, characterized in that the extended hollow element is made in the form of a trihedron with working faces separated by a longitudinal slit with printed circuit boards and / or LEDs combined by a third face, which is an element of the conductive heat sink, equipped with module mounting means (rulers) on the object.

3. The LED module (ruler) according to claim 1, characterized in that the two working faces of the extended hollow element, in particular the trihedron with printed circuit boards and / or LEDs, separated by a longitudinal slit, are curved in cross section relative to the third face under acute angle (90 ° -θ), where θ is the half radiation angle of the LEDs installed on the boards or faces, and mainly under the angle of 10 ° -40 °.

4. The LED module (line) according to claim 1, characterized in that the extended hollow element is made with four working faces with printed circuit boards and / or LEDs forming a pentahedron with faces divided in pairs by a longitudinal slit, and combined in thermal contact with a flat bearing base -conducted heat sink element equipped with means for fastening the module (ruler) at the facility.

5. The lamp based on the LED module (line) according to claim 1, containing a tubular flask made of optically transparent material with one, two or more parallel-mounted LED modules (lines), an electronic converter of the mains and current supply means, characterized in that each LED module (ruler), made in the form of an extended hollow element with two working faces separated by a longitudinal slit with printed circuit boards and / or LEDs and a bearing base, is installed in a tube bulb, at least least partial thermal contact with its walls and / or assembled in a longitudinal slot of said housing flask extended radiator-conductive heat sink, protruding from the bulb along its entire length to the surroundings.

6. The lamp according to claim 5, characterized in that the extended housing installed in the longitudinal slot of the tubular bulb in thermal contact with one LED module (ruler) is made of heat-conducting material and with means for attaching the lamp to the object and connecting it to the mains.

7. The lamp according to claim 5, characterized in that two LED modules (rulers) are installed in the tube bulb with a longitudinal slot, with bearing bases coupled in thermal contact with the part of the extended conduction heat sink body-radiator protruding inside the bulb, the outer one protruding from the bulb part of which is made with cooling fins and equipped with means for attaching the lamp to the object and connecting to the mains.

8. The lamp according to claim 5, characterized in that on the carrier base of the LED module (line) assembled in the bulb of the lamp, a board with electronic components of the power supply converter is installed with a gap between them.

9. The lamp according to claim 5, characterized in that the extended case-radiator of the conductive heat sink installed in the longitudinal slot of the bulb is made with a compartment in which a board with electronic elements of the power supply converter connected to the LED modules (rulers) and to the lamp current supply means is installed .

10. The lamp according to claim 5, characterized in that the LED modules (rulers) are made with blue or blue light emitting diodes, and the tube bulb, mainly with a longitudinal slot, of the lamp bulb is made of silicate glass or optically transparent polycarbonate and coated inside or dispersed into its walls (integrated) one or a mixture of phosphors selected mainly from the group of yttrium-aluminum or gadolinium-aluminum garnets activated by cerium, converting most of the short-wavelength radiation of LEDs into ely light and scattering it.