RU97566U1

RU97566U1 - LED LAMP

Info

Publication number: RU97566U1
Application number: RU2010108673/28U
Authority: RU
Inventors: Николай Николаевич Бакин; Юрий Алексеевич Нетесов; Виктор Николаевич Козлов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт полупроводниковых приборов" (ОАО "НИИПП")
Priority date: 2010-03-09
Filing date: 2010-03-09
Publication date: 2010-09-10

Abstract

Светодиодная лампа, содержащая источник света, которым является сборка кристаллов излучающих диодов, напаянных на теплоотводящее, светоотражающее основание, сопряженное с внешним и стандартным ламповым цоколем, теплоотводящий радиатор, стандартный ламповый цоколь, электронный преобразователь питающей цепи, подключенный через средства токоподвода к источнику света, отличающаяся тем, что световыводящая линза, выполненная из оптически прозрачного герметизирующего материала, имеет специальную форму и представляет из себя соединение цилиндра в основании и усеченного конуса с диаметром основания, равным диаметру цилиндра, и образующей, которая проходит к нормали основания конуса под углом α~15÷75º, или соединение цилиндра в основании и сферического сегмента, причем диаметр основания сегмента равен диаметру цилиндра, или световыводящая линза имеет форму цилиндра. An LED lamp containing a light source, which is an assembly of crystals of emitting diodes, soldered to a heat sink, reflective base, coupled to an external and standard lamp base, a heat sink, a standard lamp base, an electronic converter of the supply circuit connected through a current supply to the light source, characterized the fact that the light-output lens made of an optically transparent sealing material has a special shape and is a compound of a base at the base and a truncated cone with a base diameter equal to the diameter of the cylinder and a generatrix that extends to the normal of the base of the cone at an angle α ~ 15 ÷ 75º, or a connection of the cylinder at the base and a spherical segment, the diameter of the base of the segment being equal to the diameter of the cylinder, or light output the lens has the shape of a cylinder.

Description

Полезная модель относится к светотехнике, в частности, к устройству источников света на основе светоизлучающих диодов, генерирующих оптическое излучение из видимой и ближней инфракрасной областей спектра. Светодиодная лампа предназначена для работы в светосигнальных аппаратах светового ограждения высотных и протяженных объектов в ночное время (радиомачты, трубы ТЭЦ, заводские трубы, телевизионные вышки, опоры линий электропередач, высотные здания), для работы в условиях аэродрома, для работы в системах сотовой связи.The utility model relates to lighting engineering, in particular, to the device of light sources based on light-emitting diodes that generate optical radiation from the visible and near infrared regions of the spectrum. The LED lamp is designed to work in light-signaling devices for light fencing of high-rise and extended objects at night (radio masts, pipes of thermal power plants, factory pipes, television towers, power transmission towers, high-rise buildings), for operation in an aerodrome, for work in cellular communication systems.

Известно устройство светодиодной лампы [1] (аналог), в котором источником света являются группы светодиодов, окружающие центральный стержень, собранные на пластинах, выполненных в форме плоских многоугольных плат подключенных через средства токоподвода к электронному преобразователю питающей сети. Платы со светодиодами заключены в оптически прозрачную колбу. К недостаткам этого устройства относятся сложность конструкции, связанная с трудоемким монтажом светодиодов, большая себестоимость устройства, слабый отвод тепла от внутренних элементов светодиодов (полупроводниковый кристалл с p-п переходом), что ограничивает рабочий ток и оптическую мощность светодиодной лампы по причине саморазогрева светодиодов. Для обеспечения заданного пространственного распределения оптического излучения известной светодиодной лампы необходимо применение фокусирующих элементов. Наличие оптически прозрачной колбы ограничивает механическую прочность светодиодной лампы.A device of an LED lamp [1] (analogue) is known, in which the light source is a group of LEDs surrounding a central rod assembled on plates made in the form of flat polygonal boards connected via current supply to an electronic converter of a power supply network. The LED boards are enclosed in an optically transparent flask. The disadvantages of this device include the complexity of the design associated with the laborious installation of LEDs, the high cost of the device, poor heat dissipation from the internal elements of the LEDs (semiconductor crystal with pn junction), which limits the operating current and optical power of the LED lamp due to self-heating of the LEDs. To ensure a given spatial distribution of the optical radiation of a known LED lamp, the use of focusing elements is necessary. The presence of an optically transparent bulb limits the mechanical strength of the LED lamp.

Известна светодиодная лампа [2] (прототип) в которой источником света является группа кристаллов светоизлучающих диодов, окружающих центральный теплоотводящий стержень, сопряженный со светоотражателем, свободный объем внутри которого заполнен оптически прозрачным герметизирующим компаундом. Для более эффективного отвода тепла от светодиодной лампы в окружающее пространство теплоотводящий стержень сопряжен с внешним теплоотводящим радиатором. К недостаткам этого устройства относится отсутствие фокусирующего элемента и возникающая в связи с этим сложность получения заданного профиля пространственного распределения оптического излучения.A known LED lamp [2] (prototype) in which the light source is a group of crystals of light-emitting diodes surrounding a central heat-removing rod coupled to a reflector, the free volume inside of which is filled with an optically transparent sealing compound. For more efficient heat removal from the LED lamp to the surrounding space, the heat sink rod is coupled to an external heat sink. The disadvantages of this device include the lack of a focusing element and the resulting difficulty in obtaining a given profile of the spatial distribution of optical radiation.

Целью данной полезной модели является устранение недостатков, отмеченных у аналога и прототипа, т.е. повышения мощности излучения светодиодного источника света и получение заданного пространственного распределения оптического излучения.The purpose of this utility model is to eliminate the drawbacks noted in the analogue and prototype, i.e. increasing the radiation power of the LED light source and obtaining a given spatial distribution of optical radiation.

Для достижения поставленной цели предлагается новая конструкция светодиодной лампы, представленная на Фиг.1.To achieve this goal, a new design of the LED lamp, presented in figure 1.

На центральной, теплоотводящей втулке 1 размещены кристаллы светоизлучающих диодов 2. Световыводящая линза 3 выполнена из оптически прозрачного герметизирующего материала и имеет специальную форму, обеспечивающую требующееся пространственное распределение оптического излучения (Фиг.2) и представляет из себя соединение двух фигур - цилиндра и усеченного конуса, образующая которого проходит к нормали основания конуса под углом лежащим в диапазоне 15÷75 градусов. Данная конструкция световыводящей линзы обеспечивает механическую прочность оптической зоны светодиодной лампы. Более эффективный отвод тепла от светодиодной лампы в окружающее пространство обеспечивает сопряжение теплоотводящей втулки 1 с внешним теплоотводящим радиатором 4.Crystals of light-emitting diodes 2 are placed on the central heat-releasing sleeve 1. The light-emitting lens 3 is made of optically transparent sealing material and has a special shape that provides the required spatial distribution of optical radiation (Figure 2) and is a combination of two figures - a cylinder and a truncated cone, the generatrix of which extends to the normal of the base of the cone at an angle lying in the range of 15–75 degrees. This design of the light output lens provides the mechanical strength of the optical zone of the LED lamp. A more efficient heat dissipation from the LED lamp into the surrounding space ensures the coupling of the heat sink sleeve 1 with the external heat sink 4.

В одном из вариантов исполнения светодиодной лампы высота усеченного конуса равна нулю, а световыводящая линза 3 имеет форму цилиндра.In one embodiment of the LED lamp, the height of the truncated cone is zero, and the light output lens 3 has the shape of a cylinder.

В еще одном варианте исполнения световыводящая линза 3 имеет форму, представляющую из себя соединение цилиндра в основании и сферического сегмента, диаметр основания которого равен диаметру цилиндра.In yet another embodiment, the light output lens 3 has a shape, which is a combination of a cylinder at the base and a spherical segment, the diameter of the base of which is equal to the diameter of the cylinder.

Отвод тепла от светоизлучающих кристаллов 2 способствует увеличению рабочего тока и повышению оптической мощности, а также позволяет достигнуть плотной интеграции светоизлучающих кристаллов на едином носителе. Токоподвод к кристаллам излучающих диодов 2 от внешнего источника электропитания осуществляется через стандартный ламповый цоколь 5. Внутри цоколя 5 и радиатора 4 размещены электронный преобразователь питающей сети и внутренние электрические межсоединения (на фигуре не показаны).The heat removal from the light-emitting crystals 2 contributes to an increase in the operating current and an increase in optical power, and also allows to achieve tight integration of the light-emitting crystals on a single carrier. The current supply to the crystals of the emitting diodes 2 from an external power source is carried out through a standard lamp base 5. Inside the base 5 and radiator 4 there is an electronic converter of the mains and internal electrical interconnects (not shown in the figure).

В условиях промышленного производства сборка оптического блока данной светодиодной лампы поддается автоматизации, что является одним из существенных достоинств данной конструкции.In industrial production, the assembly of the optical unit of this LED lamp lends itself to automation, which is one of the significant advantages of this design.

Пример практического исполнения.An example of practical implementation.

Была изготовлена партия светодиодных ламп по данному предложению в количестве 20 шт. Источник света представлял собой группу из 12 шт. кристаллов светоизлучающих диодов GaAlAs красного цвета свечения площадью 250×250 мкм, напаянных равномерно по окружности на боковую, покрытую тонким слоем серебра поверхность латунного стерженька. Все кристаллы электрически соединены между собой параллельно. Параболический отражатель был выполнен из латуни и он обеспечивал угол излучения в горизонтальной плоскости 360°, а в вертикальной плоскости - 30°. Свободное пространство внутри светоотражателя было заполнено оптически прозрачным герметизирующим материалом. Внешний теплоотводящий радиатор был выполнен из алюминия. Встроенный преобразователь питающей сети 220 В обеспечивал на выходе стабилизированный ток 1.1 А, возбуждающий оптическое излучение светодиодных кристаллов.A batch of LED lamps was made on this proposal in the amount of 20 pcs. The light source was a group of 12 pieces. crystals of light-emitting red GaAlAs diodes with a glow of 250 × 250 μm, uniformly soldered around the circumference on the side surface of a brass rod covered with a thin layer of silver. All crystals are electrically interconnected in parallel. The parabolic reflector was made of brass and it provided a radiation angle in the horizontal plane of 360 °, and in the vertical plane - 30 °. The free space inside the reflector was filled with optically transparent sealing material. The external heat sink was made of aluminum. The built-in 220 V power supply converter provided a stabilized current of 1.1 A at the output, exciting optical radiation of LED crystals.

Сила света изготовленных светодиодных ламп составляла не менее 10-12 кд при потребляемой мощности питающей сети не более 4 Вт.The light intensity of the manufactured LED lamps was at least 10-12 cd with a power consumption of the mains of not more than 4 watts.

Источники информации.Information sources.

1. Патент RU 2227245 С2. Лампа на светодиодах.1. Patent RU 2227245 C2. LED lamp.

2. Патент RU 52258 U1. Светодиодная лампа.2. Patent RU 52258 U1. LED lamp.

Claims

An LED lamp containing a light source, which is an assembly of crystals of emitting diodes, soldered to a heat sink, reflective base, coupled to an external and standard lamp base, a heat sink, a standard lamp base, an electronic converter of the supply circuit connected through a current supply to the light source, characterized the fact that the light-output lens made of optically transparent sealing material has a special shape and is a compound of a base at the base and a truncated cone with a base diameter equal to the diameter of the cylinder and a generatrix that extends to the normal of the base of the cone at an angle α ~ 15 ÷ 75º, or a connection of the cylinder at the base and a spherical segment, the diameter of the base of the segment being equal to the diameter of the cylinder, or light the lens has the shape of a cylinder.