ЛАМПА НА СВЕТОДИОДАХ Российский патент 2004 года по МПК F21S8/10 F21W101/12 F21W111/06 

Изобретение относится к светотехнике, в частности к источникам света - лампам на светоизлучающих полупроводниковых диодах, генерирующих оптическое излучение красного, зеленого, желтого, оранжевого, синего, белого цветов или ближнее ИК-излучение.

Такие лампы предназначены для применения в световых и светосигнальных приборах, в частности в заградительных огнях кругового обзора, во взрывозащищенных световых приборах, в линзовых огнях с сигнализацией в выбранных направлениях, светомаяках, прожекторах, светофорах с элементами отражательной оптики, в огнях световой маркировки аэродромов и вертодромов, палубных светотехнических системах посадки летательных аппаратов.

Известна лампа на светодиодах [1], содержащая равноудаленные от ее продольной оси группы светодиодов, установленные радиально на одинаковых изоляционных дисках с осевыми отверстиями, сопряженных с центральным стержнем, и подключенные к токоведущим элементам стандартного цоколя.

Недостатки лампы обусловлены неприемлемой конфигурацией светящего тела, исключающей распространение светового потока вдоль ее оси и формирование требуемого светораспределения в полусфере и в выбранных направлениях, что ограничивает применение ламп, например, в светосигнальных заградительных огнях, аэродромных двунаправленных огнях и других световых и светосигнальных приборах.

Известна лампа на светодиодах [2], обеспечивающая требуемое светораспределение в пространстве, содержащая центральный стержень с коаксиально установленными на нем полыми выпуклыми многогранниками, на плоских, ориентированных в заданных направлениях гранях которых смонтированы светодиоды, окружающие указанный стержень. На свободном конце центрального стержня размещены средства токоподвода.

Недостатки прототипа обусловлены сложностью конструкции многогранников, например, усеченных пирамид с требуемым наклоном граней, выполняющих функции пластин-держателей светодиодов.

Кроме того, лампа не обеспечивает пространственное изменение светораспределения в зависимости от условий эксплуатации, например, в двунаправленных аэродромных светосигнальных огнях.

Целью изобретения является устранение перечисленных недостатков, упрощение конструкции, обеспечение пространственного изменения светораспределения, что расширяет ее функциональные возможности.

Поставленная цель достигается тем, что в лампе на светодиодах, содержащей центральный стержень и окружающие его группы светодиодов с токоведущими выводами, собранные на пластинах и подключенные к средствам электропитания, указанные пластины выполнены в форме плоских многоугольных плат, по крайней мере часть которых установлена в меридиональных плоскостях, пересекающих центральный стержень, причем по меньшей мере на части ориентированных в окружающее пространство сторон (ребер) каждой многоугольной платы смонтирован хотя бы один светодиод, оптическая ось которого перпендикулярна указанной стороне (ребру), а токоведущие выводы располагаются на поверхности многоугольной платы.

Поставленная задача достигается также тем, что многоугольные платы со светодиодами установлены на шарнирные узлы, собранные на противоположных концах центрального стержня, с возможностью азимутального углового поворота относительно поперечной оси лампы и с фиксацией в заданном положении.

Поставленная цель достигается и тем, что на нижней части центрального стержня перпендикулярно ему неподвижно установлена дополнительная плата, примыкающая к многоугольным платам, располагаемым в меридиональных плоскостях, имеющая разметку азимутального углового положения указанных многоугольных плат и снабженная фиксатором их положения на ней.

Еще одним средством достижения цели является то, что по периметру дополнительной платы смонтированы светодиоды с радиально ориентированными оптическими осями, токоведущие выводы которых располагаются на поверхности ее нижней части.

Цель достигается и тем, что по крайней мере часть многоугольных плат со светодиодами установлены вдоль продольной оси центрального стержня параллельно друг другу.

Решению поставленной задачи способствует также то, что дополнительная плата примыкает своей нижней частью к камере, в которой установлены средства электропитания, например, электронный преобразователь питающей сети.

Цель достигается также за счет того, что многоугольные платы со светодиодами и дополнительная плата заключены в оптически прозрачную колбу.

И наконец, достижению цели способствует то, что камера с электронным преобразователем питающей сети сопряжена со средствами токоподвода, например, с международным цоколем типа Е 27 или Gy 9,5.

Наиболее предпочтительные варианты исполнения устройства согласно предполагаемому изобретению показаны на чертежах.

Фиг.1 - лампа на светодиодах, вид сбоку частично в разрезе.

Фиг.2 - то же, что и на фиг.1, вид сверху, сечение А-А.

Фиг.3 - лампа на светодиодах с оптически прозрачной колбой и международным цоколем, вид сбоку, частично в разрезе.

Фиг.4 - то же, что и на фиг.3, вид сверху, сечение Б-Б.

Показанный на фиг.1 и 2 первый вариант лампы на светодиодах содержит центральный стержень 1 и окружающие его светодиоды 2, установленные на пластинах, выполненных в форме плоских многоугольных плат 3. По крайней мере часть этих плат 3 установлены в меридиональных плоскостях, пересекающих центральный стержень 1 (проходящий через продольную ось лампы).

По меньшей мере на части ориентированных в окружающее пространство сторон (ребер) 4, 5 каждой многоугольной платы 3 смонтирован хотя бы один светодиод 2. Например, для заградительных огней с требуемой максимальной силой света в углах от +6° до -6° относительно горизонта, превышающей в 2-3 раза значение силы света огня, генерируемой в зенит, на нижней стороне (ребре) 5 каждой многоугольной платы 3 могут быть установлены по 2-3 светодиода 2, причем указанные светодиоды могут отличаться между собой углами рассеяния излучения.

Собранные на каждой плоской многоугольной плате 3 светодиоды 2 устанавливаются таким образом, что их оптические оси перпендикулярны стороне (ребру) 4 или 5 каждой из указанных плат, обеспечивая при этом требуемую ориентацию и получение заданного светораспределения в окружающем пространстве за счет выбора угла наклона сторон (ребер) каждой платы 3 и выбора светодиода 2 с требуемым углом рассеяния. Количество плоских многоугольных плат 3 в лампе определяется углом рассеяния выбранных светодиодов, предъявляемыми требованиями к величине и равномерности светораспределения. Для светодиодов с углом рассеяния излучения 2θ_0,5=30° количество многоугольных плат 3 должно быть не менее 12-ти.

При монтаже светодиодов 2 на стороны (ребра) 4 и 5 многоугольных плат 3 токоведущие выводы 6 светодиодов располагают на поверхности указанных плат с одной или с обеих сторон каждой из них. Многоугольные платы 3 со светодиодами 2 могут быть установлены на шарнирные узлы 7, представляющие собой стянутые центральным стержнем 1 пластины 8 и 9 с отверстиями, в которых располагаются механически соединенные с платами 3 штыри 10 и 11, обеспечивающие возможность азимутального углового поворота каждой многоугольной платы 3 относительно поперечной (нулевой) оси лампы ОО’ с фиксацией их в заданном положении.

На нижней части центрального стержня 1 перпендикулярно ему неподвижно установлена дополнительная многоугольная или круглая плата 12, примыкающая к нижним сторонам меридионально ориентированных многоугольных плат 3.

Дополнительная плата 12, например, в форме правильного 12-угольника имеет разметки 13 азимутального углового положения, включая нулевое направление OO’ вышеуказанных вращающихся многоугольных плат 3, а также снабжена фиксатором 14 их положения на дополнительной плате, представляющим собой отверстия, в которые устанавливаются механически присоединенные к плате 3 упругие стопоры 15.

В одном из вариантов исполнения лампы по периметру дополнительной платы 12 на сторонах многоугольника могут быть смонтированы светодиоды 16 с радиально ориентированными оптическими осями, токоведущие выводы которых располагаются на поверхности ее нижней (тыльной) части.

На фиг.3 и 4 показан второй вариант исполнения лампы на светодиодах, у которой по крайней мере часть плоских многоугольных плат 17 и 18 со светодиодами 2 установлены на шарниры 19 (но возможно и без них) с ориентацией вдоль продольной оси центральною стержня 1 параллельно друг другу. При этом две группы параллельно установленных между собой многоугольных плат 17 и 18 диаметрально ориентированы на дополнительной плоской плате 20, обеспечивая концентрацию светового излучения в диаметрально противоположных направлениях. Подобная лампа эффективна при использовании в аэродромных двунаправленных огнях.

Установленные на каждой многоугольной плате 3, 17 и 18 светодиоды 2 с токоведущими выводами 6 подключены между собой последовательно, образуя цепочки, например, методом печатного монтажа при помощи токоведущих дорожек 21.

Цепочки светодиодов каждой многоугольной платы подключены между собой последовательно или параллельно-последовательно, в том числе с цепочкой светодиодов 16 дополнительной платы 12. Для подключения плат со светодиодами между собой и с электронным преобразователем могут быть использованы микроразъемы, устанавливаемые с тыльной стороны дополнительной платы 12 (не показано).

Оба варианта исполнения предусматривают сопряжение тыльной (нижней) стороны дополнительной платы 12 или 20 с камерой 22, в которой установлены средства электропитания, например, электронный преобразователь 23 питающей сети.

Последний подключается к питающей сети (к первичному источнику питания) средствами токоподвода, в виде токоведущих проводов 24, либо с использованием международного цоколя Е 27 или Gy 9,5 (пoз. 25, фиг. 3).

Многоугольные платы со светодиодами и дополнительная плата 12 могут быть заключены в оптически прозрачную колбу 26, повышающую степень защиты лампы от воздействия внешней среды.

Лампа на светодиодах работает следующим образом.

При подключении питающей сети электронный преобразователь формирует постоянное или пульсирующее напряжение и ток на цепочки последовательно или параллельно-последовательно подключенные светодиоды, которые генерируют оптическое излучение выбранных длин волн спектра.

При этом заданное светораспределение (индикатрисы сил света) в пространстве определяется углом рассеяния выбранных светодиодов, углами наклона и количеством установленных в лампе и ориентированных в окружающее пространство сторон (ребер) многоугольных плат, на которых собраны светодиоды, и азимутальным угловым положением этих плат на дополнительной плате, которое изменяется потребителем путем поворота плат (как показано стрелками на фиг.2, 4).

Для первого варианта исполнения устройства возможно изменение светораспределения лампы с концентрацией светового потока по азимуту в угле рассеяния 270-300°.

Для второго варианта устройства возможна концентрация светового потока лампы по двум диаметрально противоположным направлениям одновременно (двухпучковая лампа) в угле рассеяния 20-40° для каждого пучка излучения.

Источники информации

1. Патент Франции №2714956, кл. F 21 Q 3/02, опубл. 13.07.95.

2. Патент РФ №2158876, кл. F 21 S 8/10, опубл. 10.11.2000, БИ №31.

Изобретение относится к области электрорадиотехники. Лампа предназначена для применения в световых и светосигнальных приборах, в частности в заградительных огнях, взрывозащищенных световых приборах, огнях световой маркировки аэродромов, вертодромов и т.п. Техническим результатом является упрощение конструкции и обеспечение пространственного изменения светораспределения. Лампа содержит центральный стержень и окружающие его группы светодиодов с токоведущими выводами, собранные на пластинах, выполненных в форме плоских многоугольных плат, по крайней мере, часть которых установлена в меридиональных плоскостях, пересекающих центральный стержень. При этом, по меньшей мере, на части ориентированных в окружающее пространство сторон или ребер каждой платы смонтирован хотя бы один светодиод, оптическая ось которого перпендикулярна указанной стороне или ребру, а токоведущие выводы располагаются на поверхности платы. Многоугольные платы со светодиодами могут быть установлены на шарнирные узлы, собранные на противоположных концах центрального стержня, с возможностью азимутального углового поворота относительно поперечной оси лампы с фиксацией в заданном положении. В лампе может быть установлена неподвижно дополнительная плата перпендикулярно центральному стержню, примыкающая к многоугольным платам в нижней части. На ней также могут быть установлены светодиоды с радиально ориентированными оптическими осями. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Лампа на светодиодах, содержащая центральный стержень и окружающие его группы светодиодов с токоведущими выводами, собранные на пластинах и подключенные к средствам электропитания и токоподвода, отличающаяся тем, что пластины выполнены в форме плоских многоугольных плат, по крайней мере часть которых установлена в меридиональных плоскостях, пересекающих центральный стержень, причем по меньшей мере на части ориентированных в окружающее пространство сторон каждой многоугольной платы смонтирован хотя бы один светодиод, оптическая ось которого перпендикулярна указанной стороне, а токоведущие выводы расположены на поверхности многоугольной платы.2. Лампа на светодиодах по п.1, отличающаяся тем, что многоугольные платы со светодиодами установлены на шарнирные узлы, собранные на противоположных концах центрального стержня, с возможностью азимутального углового поворота относительно поперечной оси лампы с фиксацией в заданном положении.3. Лампа на светодиодах по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что на нижней части центрального стержня перпендикулярно ему неподвижно установлена дополнительная плата, примыкающая к многоугольным платам, расположенным в меридиональных плоскостях, имеющая разметку азимутального углового положения указанных многоугольных плат и снабженная фиксатором их положения на ней.4. Лампа на светодиодах по п.3, отличающаяся тем, что по периметру дополнительной платы смонтированы светодиоды с радиально ориентированными оптическими осями, токоведущие выводы которых располагаются на поверхности ее нижней части.5. Лампа на светодиодах по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что по крайней мере часть многоугольных плат со светодиодами установлена вдоль продольной оси центрального стержня параллельно друг другу.6. Лампа на светодиодах по любому из пп.3-5, отличающаяся тем, что дополнительная плата примыкает своей нижней частью к камере, в которой установлены средства электропитания, например электронный преобразователь питающей сети.7. Лампа на светодиодах по любому из пп.3-6, отличающаяся тем, что многоугольные платы со светодиодами и дополнительная плата заключены в оптически прозрачную колбу.