СВЕТОДИОДНАЯ ЛАМПА С РАДИАТОРОМ Российский патент 2014 года по МПК F21S8/00 F21Y101/02 

Изобретение относится к светотехнике, а именно к светодиодным лампам.

Известны светодиодные лампы, которые в качестве источников света содержат светодиодные источники света, требующие применения специализированного преобразователя напряжения, называемого также блоком питания, который позволяет адаптировать характеристики питания указанных источников света к параметрам стандартных сетей электропитания.

Рассматриваемые светодиодные источники света и преобразователи напряжения при работе выделяют значительное количество тепла, для отвода которого применяются различные конструкции радиаторов.

Известна светодиодная лампа [RU 108123], содержащая выполненный в виде протяженного тела, снабженного внутренней полостью, корпус-радиатор, на внешней боковой поверхности которого выполнены продольно ориентированные ребра. Корпус-радиатор имеет закрывающее его внутреннюю полость торцевое основание. Лампа также содержит светодиодную плату, установленную на торцевом основании корпуса, и преобразователь напряжения, помещенный в полости корпуса-радиатора.

За счет корпуса-радиатора, снабженного ребрами, наличие которых увеличивает его теплоотводящую способность, происходит отвод тепла, выделяющегося при работе лампы. При этом при вертикальном положении лампы в зазорах между ребрами происходит свободное движение восходящих потоков теплого воздуха, что способствует лучшему отводу тепла от корпуса-радиатора.

Однако в конструкции рассматриваемого устройства не предусмотрены вентиляционные щели, что снижает эффективность отвода тепла.

Известна светодиодная лампа [CN 101701701], выбранная в качестве ближайшего аналога.

Рассматриваемая лампа содержит выполненный в виде протяженного тела корпус-радиатор, имеющий внутреннюю полость, снабженный расположенными на его внешней боковой поверхности продольно ориентированными ребрами, в которых имеются прорези, светодиодную плату, установленную на корпусе-радиаторе, преобразователь напряжения, помещенный в полости корпуса-радиатора. Прорези в ребрах выполнены в виде сквозных каналов, проходящих на всю высоту ребра. Корпус-радиатор имеет также закрывающее его внутреннюю полость торцевое основание, на котором расположена светодиодная плата.

При вертикальном положении рассматриваемой лампы в зазорах между ребрами происходит свободное движение восходящих потоков теплого воздуха. Кроме того, выполненные в ребрах прорези образуют вентиляционные щели, обеспечивающие прохождение воздуха внутри ребер в продольном направлении. Указанные факторы способствуют лучшему отводу тепла от корпуса-радиатора при вертикальном положении лампы.

Однако рассматриваемое устройство обладает рядом недостатков, обуславливающих снижение эффективности отвода тепла.

При горизонтальном положении рассматриваемой лампы часть ребер создает препятствие свободному движению восходящих потоков теплого воздуха, что ухудшает эффективность отвода тепла.

Другим существенным недостатком является отсутствие циркуляции воздуха в полости корпуса-радиатора, в которой расположен преобразователь напряжения, поскольку указанная полость закрыта торцевым основанием. При этом размещение светодиодной платы на указанном торцевом основании приводит к возникновению теплового контакта преобразователя напряжения со светодиодами, а выделяемое ими тепло сначала рассеивается на указанном основании и только затем переходит на боковую поверхность и ребра корпуса-радиатора и отводится в окружающую среду.

Задачей заявляемого изобретения является повышение эффективности отвода тепла.

Сущность изобретения заключается в том, что в светодиодной лампе, содержащей выполненный в виде протяженного тела корпус-радиатор, имеющий внутреннюю полость, снабженный расположенными на его внешней боковой поверхности продольно ориентированными ребрами, в которых имеются прорези, светодиодную плату, установленную на корпусе-радиаторе, преобразователь напряжения, помещенный в полости корпуса-радиатора, согласно изобретению корпус-радиатор выполнен в виде стакана, имеющего открытую торцевую часть, на наружной поверхности стенок которого расположены ребра, прорези в ребрах выполнены в виде ориентированных вдоль продольной оси лампы выемок, открытых со стороны открытой торцевой части стакана, каждая выемка проходит на всю толщину ребра и разделяет ребро на наружную часть и внутреннюю часть, корпус-радиатор снабжен торцевым пластинчатым фланцем, к которому снизу примыкают верхние участки наружных частей ребер, установленным с образованием в плоскости поперечного сечения кругового зазора между ним и стенками стакана, величина которого соответствует ширине выемки, стенки стакана заглублены по отношению к верхней поверхности торцевого фланца, преобразователь напряжения помещен в полости стакана в зоне, соответствующей зоне расположения выемок, светодиодная плата имеет центральное сквозное отверстие и установлена на торцевом фланце с образованием зазора между ее нижней поверхностью и верхней поверхностью стенок стакана.

В частном случае выполнения изобретения выемка в ребрах выполнена таким образом, что наружная боковая поверхность внутренних частей ребер является частью наружной боковой поверхности стенок стакана.

В частном случае выполнения изобретения ребра имеют в поперечном сечении дугообразный профиль.

В частном случае выполнения изобретения в каждой паре соседних ребер одно из ребер имеет меньшую длину.

В частном случае выполнения изобретения лампа содержит средство токоподвода, выполненное в виде стандартного цоколя, скрепленного с нижней частью корпуса-радиатора.

В частном случае выполнения изобретения лампа содержит рассеиватель, имеющий форму части сферического тела, установленный на торцевом фланце поверх светодиодной платы.

Наличие в заявляемой светодиодной лампе корпуса-радиатора обеспечивает отвод тепла от размещенных на светодиодной плате светодиодов (здесь и далее под светодиодами понимаются светодиодные источники излучения, выполненные в виде единичных светодиодов или сборок светоизлучающих кристаллов), а также от преобразователя напряжения (блока питания), используемого для адаптации характеристик электропитания светодиодов к характеристикам сети электропитания. При этом наличие на корпусе-радиаторе ребер увеличивает его поверхность и, соответственно, увеличивает его теплоотводящую способность. Кроме того, при вертикальном положении корпуса-радиатора в зазорах между ребрами происходит свободное движение восходящих потоков теплого воздуха, что способствует лучшему отводу тепла.

В качестве материала для изготовления корпуса-радиатора используют теплопроводный материал, например сплав алюминия.

Наличие в ребрах открытых выемок, проходящих на всю толщину ребер и образующих в ребрах вентиляционные каналы, обеспечивает возможность прохода через ребра воздуха как в направлении вдоль продольной оси лампы, так и в направлении поперек ребра, при этом как при вертикальном, так и при горизонтальном положении корпуса-радиатора осуществляется движение восходящих потоков теплого воздуха через ребра, что улучшает условия теплоотвода.

Принципиально важным в заявляемой лампе является организация в ней ряда специальных вентиляционных каналов для циркуляции воздуха.

Так, благодаря выполнению торцевой части корпуса-радиатора открытой и наличию в располагаемой поверх корпуса-радиатора светодиодной плате центрального сквозного отверстия, внутренняя полость корпуса-радиатора, в которой помещен преобразователь напряжения, сообщается с воздушной окружающей средой, и в указанной полости обеспечивается циркуляция воздуха. Кроме того, благодаря выполнению стенок стакана заглубленными относительно торцевого фланца, на котором установлена светодиодная плата, образующийся зазор выполняет функцию вентиляционной щели, в которой также происходит циркуляция воздуха, что способствует лучшему отводу тепла от светодиодной платы, а также обеспечивает отсутствие теплового контакта между светодиодной платой и преобразователем напряжения. При этом выделяемое светодиодами тепло рассеивается в теплопроводном фланце, переходит непосредственно на ребра корпуса-радиатора и затем рассеивается с ребер во внешнюю среду, не нагревая при этом стенки стакана, внутри которого помещен преобразователь напряжения.

Указанные факторы обеспечивают существенное улучшение условий отвода тепла от светодиодов и от преобразователя напряжения (блока питания), что явным образом проявляется в существенном снижении температуры стакана с преобразователем напряжения.

Таким образом, техническим результатом, достигаемым при использовании заявляемого изобретения, является повышение эффективности отвода тепла, что обусловлено наличием в лампе описанных выше вентиляционных каналов.

В случае, когда выемка в ребрах выполнена таким образом, что наружная боковая поверхность внутренних частей ребер является частью наружной боковой поверхности стенок стакана, упрощается конструкция и технология изготовления лампы.

В случае, когда ребра имеют в поперечном сечении дугообразный профиль, увеличивается их площадь и, соответственно, теплоотдача. При этом ребра располагаются на наружной поверхности стенок стакана с закруткой, благодаря чему обеспечивается турбулентное движение восходящих потоков воздуха в зазорах между ребрами, что улучшает условия теплоотвода.

В случае, когда в каждой паре соседних ребер одно из ребер имеет меньшую длину, упрощается процесс изготовления корпуса-радиатора путем литья.

В случае, когда лампа содержит средство токоподвода, выполненное в виде стандартного цоколя, скрепленного с нижней частью корпуса-радиатора, обеспечивается возможность установки заявляемой лампы в стандартный патрон, соединенный с сетью электропитания.

В случае, когда лампа содержит рассеиватель, имеющий форму части сферического тела, установленный на торцевом фланце поверх светодиодной платы, обеспечивается равномерность ее светового потока в широком угловом диапазоне.

На фигуре представлен общий вид светодиодной лампы (вид спереди).

Светодиодная лампа содержит корпус-радиатор, изготовленный из теплопроводного материала и выполненный в виде стакана 1, в частности, имеющего более широкую верхнюю и более узкую нижнюю цилиндрические части (на чертеже позициями не обозначены). Стакан 1 имеет открытую торцевую часть (на чертеже позицией не обозначена) и внутреннюю полость 2. Стакан 1 также содержит продольно ориентированные ребра 3, расположенные на наружной поверхности его стенок 4. В частности, в каждой паре соседних ребер 3 одно из ребер 3 имеет меньшую длину.

В ребрах 3 имеются ориентированные вдоль продольной оси лампы открытые со стороны открытой торцевой части стакана 1 выемки 5. Каждая выемка 5 проходит на всю толщину ребра 3 и разделяет его на наружную часть 6 и внутреннюю часть 7.

В частности, выемка 5 в ребрах 3 выполнена таким образом, что наружная боковая поверхность внутренних частей 7 ребер 3 является частью наружной боковой поверхности стенок 4 стакана 1.

Корпус-радиатор снабжен торцевым пластинчатым фланцем 8, к которому снизу примыкают верхние участки наружных частей 6 ребер 3. Фланец 8 установлен с образованием в плоскости поперечного сечения лампы кругового зазора (на чертеже позицией не обозначен) между ним и стенками 4 стакана 1, величина которого соответствует ширине выемки 5. Стенки 4 стакана 1 заглублены по отношению к верхней поверхности торцевого фланца 8.

Лампа также содержит светодиодную плату 9, выполненную из теплопроводного материала, имеющую центральное сквозное отверстие 10 и установленную на торцевом фланце 8 с образованием зазора (на чертеже позицией не обозначен) между ее нижней поверхностью и верхней поверхностью стенок 4 стакана 1.

В полости 2 помещен преобразователь 11 напряжения (блок питания), который расположен в зоне, соответствующей зоне расположения выемок 5.

Лампа содержит средство 12 токоподвода, выполненное, в частности, в виде скрепленного с нижней частью стакана 1 стандартного цоколя, устанавливаемого в патрон.

Преобразователь 11 напряжения электрически связан со светодиодной платой 9 и со средством токоподвода 12 и, в частности, обеспечивает выпрямление и стабилизацию тока, поступающего от источника электропитания (на чертеже не показан), в частности от стандартной сети электропитания.

Лампа содержит рассеиватель 13, имеющий, в частности, форму части сферического тела, установленный на фланце 8 поверх светодиодной платы 9.

Лампа также содержит изоляционную втулку 14.

Устройство работает следующим образом.

Осуществляют подключение лампы к источнику электропитания. В частности, устанавливают цоколь 12 лампы в патрон, соединенный со стандартной сетью электропитания.

При подключении лампы к источнику электропитания по ее электрической цепи протекает электрический ток. При протекании тока через светодиоды излучают свет. Световое излучение выводится через рассеиватель 13, который выполняет световыводящую и защитную функции, обеспечивая равномерность излучения в широком угловом диапазоне.

Тепло, выделяемое светодиодами и преобразователем 11 напряжения, отводится с помощью корпуса-радиатора.

При этом тепло от светодиодов равномерно разводится по светодиодной плате 9, с которой переходит на ребра 3, а затем рассеивается в окружающую среду. Тепло от преобразователя 11 напряжения разводится через стенки 4 стакана 1, переходит на ребра 3, а затем также рассеивается в окружающую среду. При этом тепловой контакт между светодиодами и преобразователем 11 напряжения отсутствует. Промежутки между ребрами 3, выемки 5 в ребрах 3, круговой зазор между торцевым фланцем 8 и стенками 4 стакана 1, щелевой зазор между светодиодной платой 9 и верхней поверхностью стенок 4 стакана 1 выполняют функцию вентиляционных каналов для прохода воздуха. В результате обеспечивается эффективный отвод тепла от лампы в процессе ее работы.

Изобретение относится к области светотехники. Техническим результатом является повышение эффективности отвода тепла. Светодиодная лампа содержит корпус-радиатор (КР), выполненный в виде протяженного тела и имеющий внутреннюю полость, на внешней боковой поверхности которого выполнены продольно ориентированные ребра (Р) с прорезями, светодиодную плату, установленную на КР, и преобразователь напряжения (ПН), расположенный в полости КР. Достижение технического результата обеспечивается за счет того, что КР выполнен в виде стакана (С), имеющего открытую торцевую часть, на наружной поверхности стенок которого расположены Р. Прорези в Р выполнены в виде ориентированных вдоль продольной оси лампы выемок (В), открытых со стороны открытой торцевой части С. Каждая В проходит на всю толщину Р и разделяет Р на наружную часть и внутреннюю часть. КР снабжен торцевым пластинчатым фланцем, к которому снизу примыкают верхние участки наружных частей Р, и установленным с образованием в плоскости поперечного сечения кругового зазора между ним и стенками С, величина которого соответствует ширине В. Стенки С заглублены по отношению к верхней поверхности торцевого фланца. ПН размещен в полости С в зоне, соответствующей зоне расположения В. Светодиодная плата имеет центральное сквозное отверстие и установлена на торцевом фланце с образованием зазора между ее нижней поверхностью и верхней поверхностью стенок С. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Светодиодная лампа, содержащая выполненный в виде протяженного тела корпус-радиатор, имеющий внутреннюю полость, снабженный расположенными на его внешней боковой поверхности продольно ориентированными ребрами, в которых имеются прорези, светодиодную плату, установленную на корпусе-радиаторе, преобразователь напряжения, помещенный в полости корпуса-радиатора, отличающаяся тем, что корпус-радиатор выполнен в виде стакана, имеющего открытую торцевую часть, на наружной поверхности стенок которого расположены ребра, прорези в ребрах выполнены в виде ориентированных вдоль продольной оси лампы выемок, открытых со стороны открытой торцевой части стакана, каждая выемка проходит на всю толщину ребра и разделяет ребро на наружную часть и внутреннюю часть, корпус-радиатор снабжен торцевым пластинчатым фланцем, к которому снизу примыкают верхние участки наружных частей ребер, установленным с образованием в плоскости поперечного сечения кругового зазора между ним и стенками стакана, величина которого соответствует ширине выемки, стенки стакана заглублены по отношению к верхней поверхности торцевого фланца, преобразователь напряжения помещен в полости стакана в зоне, соответствующей зоне расположения выемок, светодиодная плата имеет центральное сквозное отверстие и установлена на торцевом фланце с образованием зазора между ее нижней поверхностью и верхней поверхностью стенок стакана.

2. Светодиодная лампа по п.1, отличающаяся тем, что выемка в ребрах выполнена таким образом, что наружная боковая поверхность внутренних частей ребер является частью наружной боковой поверхности стенок стакана.

3. Светодиодная лампа по п.1, отличающаяся тем, что ребра имеют в поперечном сечении дугообразный профиль.

4. Светодиодная лампа по п.1, отличающаяся тем, что в каждой паре соседних ребер одно из ребер имеет меньшую длину.

5. Светодиодная лампа по п.1, отличающаяся тем, что она содержит средство токоподвода, выполненное в виде стандартного цоколя, скрепленного с нижней частью корпуса-радиатора.

6. Светодиодная лампа по п.1, отличающаяся тем, что она содержит рассеиватель, имеющий форму части сферического тела, установленный на фланце поверх светодиодной платы.