ЛАМПА НА СВЕТОДИОДАХ Российский патент 2005 года по МПК F21S8/00 

Предлагаемое изобретение относится к светотехнике, в частности к источникам света - оптическим блокам или лампам на полупроводниковых светоизлучающих диодах, генерирующим оптическое излучение красного, зеленого, желтого, синего, инфракрасного излучения или белого света.

Подобные лампы предназначены для применения в светосигнальных приборах, например в заградительных огнях, во взрывозащищенных светильниках, в осветительных приборах, светомаяках, в огнях световой маркировки аэродромов и вертодромов.

Известна лампа (1) на светодиодах, содержащая равноудаленные от ее продольной оси группы светодиодов, собранных на держателе в форме выпуклого многогранника, состоящего из совокупности коаксиально установленных многогранных колец, снабженных пазами, стенки которых выполнены под углом, равным углу наклона установленных в них выводов светодиодов.

Недостатки аналога обусловлены сложностью конструкции, увеличенными габаритами, эффективностью применения преимущественно в компоновке с мощными светодиодами, требующими эффективного теплоотвода за счет кондуктивной теплопередачи.

Известен источник света на светодиодах, примененный в сигнальном оптическом устройстве (2), выполненный в виде плоской печатной платы с распаянными на ней выводами светодиодов, расположенных на концентрических окружностях (в узлах полярной координатной сетки) или в вершинах и центрах многоугольников. Для фиксации заданного положения вдоль оптической оси устройства светодиоды размещали в отверстиях металлической маски, выполненной из теплопроводного материала.

Предложенный источник света эффективен для применения в светофорах, где светодиоды установлены перпендикулярно плате, а их оптические оси параллельны между собой.

Таким образом, недостатки прототипа связаны с трудностями точной пространственной орентации и фиксации положения светодиодов, располагаемых под различными углами наклона их оптических осей к плоской плате.

Это затрудняет получение равномерного светораспределения источника света в полусферу, что важно, например, при создании заградительных огней или осветительных приборов.

Целью предлагаемого изобретения является улучшение светотехнических и теплофизических параметров, повышение равномерности светораспределения при одновременном упрощении конструкции лампы на светодиодах.

Поставленная цель достигается тем, что в лампе на светодиодах, содержащей плату, на которой распаяны выводы светодиодов, по крайней мере часть которых расположена в узлах полярной координатной сетки или на сторонах и в вершине правильной многоугольной координатной сетки, а также преобразователь питающей сети и держатель платы со средствами токоподвода, выводы по крайней мере части светодиодов изогнуты в меридиональных плоскостях, проходящих через продольную ось симметрии лампы под выбранными углами в пределах от 0 до 90° , соответствующими направлению оптической оси каждого светодиода, и механически фиксированы на плате с выбранной пространственной ориентацией.

Цель достигается и тем, что изогнутые выводы светодиодов механически фиксированы на плате электроизоляционным компаундом, предпочтительно керамико-полимерным теплопроводящим диэлектрическим компаундом.

Поставленная задача решается также тем, что на печатной плате по линиям полярной координатной сетки выполнены концентрические выступы со стенками конической формы с треугольным профилем, по образующим которых установлены и примыкают к ним изогнутые выводы светодиодов.

Наконец, достижению цели способствуют и то, что на тыльной стороне электроизоляционной платы установлены электронные элементы преобразователя питающей сети со средствами токоподвода.

Предпочтительные варианты исполнения устройства согласно предлагаемому изобретению показаны на чертежах.

Фиг.1. Лампа на светодиодах, профильное сечение.

Фиг.2. То же, что и на фиг.1, вид сверху.

фиг.3. Лампа на светодиодах, ориентированных в пространстве на концентрических выступах платы, профильное сечение.

Фиг.4. То же, что и на фиг.3, вид сверху.

Показанная на фиг.1 и 2 лампа на светодиодах содержит плоскую круглую печатную плату 1, на которой распаяны выводы 2 светодиодов 3. Светодиоды 3 с оптическими осями O-O, O₁, O₃ и O₄ установлены в узлах полярной координатной сетки (показано пунктиром, см. фиг.2). Выводы 2 светодиодов (кроме установленного светодиода на оси O-O) изогнуты в меридиональных плоскостях (радиальные пунктирные линии), проходящих через продольную ось симметрии лампы O-O под выбранными углами в пределах от 0 до 90° . Их части, выходящие из корпуса каждого светодиода 3, ориентированы параллельно и соответствуют направлениям оптических осей О₁, О₂, О₃ и О₄ каждого из их.

Кроме того, изогнутые выводы 2 светодиодов 3 механически фиксированы на печатной плате 1 с выбранной пространственной ориентацией оптической оси при помощи электроизоляционного компаунда 4 и удерживаются на ней за счет указанного компаунда и пайки концов 5 на тыльной стороне платы.

Для механической фиксации выводов 2 на плате предпочтительно использовать керамико-полимерный теплопроводящий диэлектрический компаунд, обладающий высокой адгезией к ним и теплопроводностью, улучшающий теплофизические параметры лампы.

Углы наклона оптических осей O-O, O₁, O₂, O₃ и O₄ к горизонту для светодиодов с углом рассеяния 2Θ_0,5 от максимальной силы света в пределах 5-7 кд выбраны равными 90° , 45° , 65° , 85 и 0° соответственно, что обеспечивает пространственное распределение силы света в верхнюю полусферу с увеличенной силой света в углах от -6° до +6° . Такое светораспределение регламентировано для заградительных светосигнальных огней кругового обзора.

На тыльной стороне печатной платы 3 установлены электронные элементы преобразователя 6 питающей сети, защищенные держателем 7 платы, со средствами токоподвода 8. Держатель 7 установлен на кронштейн 9 для крепления лампы в световом приборе.

Держатель 7 может быть сопряжен со стандартным международным цоколем Е 27 или Gy 9,5 (не показано).

Второй вариант лампы на светодиодах (см. фиг.3 и 4) предусматривает выполнение платы 10 с рельефом, на которой распаяны светодиоды 3, т.е. таким образом, что по линиям координатной сетки выполнены концентрические выступы 11 со стенками 12 конической формы с треугольным профилем.

По образующим выступов 11 конической формы установлены и примыкают к ним изогнутые выводы 13 светодиодов. Таким образом, требуемый наклон оптических осей светодиодов задается углом наклона образующей конусной поверхности каждого выступа 11, на котором установлены выходящие из корпуса каждого светодиода 3 выводы 13, изогнутые вблизи монтажного отверстия в плате 10.

Выводы 13 на рельефной поверхности платы 10 покрывают монтажным лаком или электроизоляционным компаундом, обеспечивая их механическую фиксацию.

Этот вариант исполнения платы повышает точность монтажа и требуемой ориентации светодиодов в пространстве.

Установка платы 10 на делателе 7, сопряжение с преобразователем питающей сети и средствами крепления лампы в световой приборе аналогичны описанному выше для первого варианта исполнения.

Платы 1 и 10 могут быть выполнены в форме правильных многоугольников, число сторон которых соответствует числу светодиодов 3, устанавливаемых на периферии с оптическими осями O₄ (не показано).

В этом случае светодиоды располагают на сторонах и при вершине правильной многоугольной координатной сетки.

Преимущества предложенной конструкции плоской лампы на светодиодах заключаются в улучшении светотехнических параметров за счет повышения равномерности светораспределения при одновременном упрощении конструкции и технологии сборки лампы.

Кроме того, улучшаются теплофизические параметры лампы за счет контакта передающих тепло выводов и корпусов светодиодов с теплопроводным компаундом и платой.

Литература

1. Лампа на светоизлучающих диодах. Пат. РФ №2158876, кл. F 21 S 8/10. Опубл. 10.11.2000, Бюл. 31.

2. Сигнальное оптическое устройство. Свидетельство на пол. модель РФ №0004801, кл. F 21 Q 3/00. Опубл. 16.08.97.

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к технике светосигнальных приборов для использования в системах кругового обзора. Технический результат - повышение светотехнических и теплофизических параметров и упрощение конструкции. Для достижения данного результата у лампы на светодиодах, по крайней мере, часть светодиодов расположена в узлах полярной координатной сетки или на сторонах и вершине правильной многоугольной координатной сетки. При этом часть светодиодов ориентирована в различных плоскостях оптической оси излучения и механически фиксирована на плате с требуемой пространственной ориентацией. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Лампа на светодиодах, содержащая плату, на которой распаяны выводы светодиодов, по крайней мере, часть которых расположена в узлах полярной координатной сетки или на сторонах и вершине правильной многоугольной координатной сетки, а также преобразователь питающей сети и держатель платы со средствами токоподвода, отличающаяся тем, что выводы, по крайней мере, части светодиодов изогнуты в меридиональных плоскостях, проходящих через продольную ось симметрии лампы под выбранными углами в пределах от 0 до 90°, соответствующими направлению оптической оси каждого светодиода, и механически фиксированы на плате с выбранной пространственной ориентацией.2. Лампа на светодиодах по п.1, отличающаяся тем, что изогнутые выводы светодиодов механически фиксированы на печатной плате электроизоляционным компаундом, предпочтительно керамико-полимерным теплопроводящим диэлектрическим компаундом.3. Лампа на светодиодах по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что по линиям полярной координатной сетки выполнены концентрические выступы со стенками конической формы с треугольным профилем, по образующим которых установлены и примыкают к ним изогнутые выводы светодиодов.4. Лампа на светодиодах по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что на тыльной стороне печатной платы установлены электронные элементы преобразователя питающей сети и держатель платы со средствами токоподвода.