СВЕТОДИОДНАЯ ЛАМПА Российский патент 2015 года по МПК F21V29/00 H01L33/00 F21Y101/02 

Изобретение относится к области полупроводниковой светотехники, а именно к светодиодным лампам, и может быть использовано для освещения.

Светодиодные лампы являются эффективным источником света, потребляют мало электроэнергии и имеют большой срок службы. Их распространенное подключение к электросети при помощи резьбовой пары обусловлено сложившейся практикой использования вакуумированных ламп накаливания. Для светодиодной лампы не обязательно наличие конструктивных элементов, реализующих резьбовое соединение. Разъемное электромеханическое соединение излучающего элемента светодиодной лампы со средством его фиксации и подключения к сети электропитания (электропатрон) может быть осуществлено за счет поступательного перемещения излучающего элемента относительно электропатрона. При создании такого соединения необходимо учитывать, что светодиод является источником тепла, отрицательно влияющего на световые характеристики и срок службы светодиода. Особенно это актуально в случае использования мощных светодиодов.

Известна светодиодная лампа, описанная в заявке US 20020149933, содержащая ряд светодиодов с жесткими выводами, распаянных на двух гибких монтажных платах, закрепленных на противолежащих сторонах конструкционной пластины так, что корпусы светодиодов находятся на торце этой пластины, а их оптические оси направлены вдоль поверхности монтажных плат. В качестве установочного изделия использована монтажная опора, снабженная гибкими рычагами, обеспечивающими удержание конструкционной пластины на монтажной опоре. С источником питания плата светодиодов соединена при помощи печатных или навесных проводников.

Недостатком известного решения является недостаточный теплоотвод и как следствие отсутствие возможности использования мощных светодиодов. Кроме того, неразъемное соединение светодиодов путем распайки с жесткими выводами увеличивает трудоемкость изготовления лампы, а именно затрудняет автоматизацию процесса изготовления, что повышает цену изделия.

Наиболее близкой к заявленному изобретению является светодиодная лампа, описанная в патенте CN 202901965, которая содержит колбу из прозрачного материала, сменный излучающий элемент и средство фиксации (электропатрон), включающее в себя радиаторы охлаждения и, по меньшей мере, одну пару пружинных контактов, выполненных с возможностью подключения к источнику питания, при этом сменный излучающий элемент имеет центральный радиатор, который покрывает печатная плата, имеющая дорожки, на которых установлен светодиод. Для интефикации теплообмена светодиодная лампа снабжена воздуховодными каналами. Данная светодиодная лампа выбрана в качестве прототипа заявленного изобретения.

Недостатком светодиодной лампы прототипа является конструкция радиаторов охлаждения и воздуховодных каналов, которая обеспечивает недостаточный теплоотвод и как следствие отсутствие возможности использования мощных светодиодов.

Задачей заявленного изобретения является создание светодиодной лампы со сменным излучающим элементом, с уменьшенной трудоемкостью изготовления и с улучшенным теплоотводом за счет наличия в конструкции лампы по меньшей мере двух боковых радиаторов охлаждения и центрального радиатора охлаждения, покрытого гибкой печатной платой, причем боковые радиаторы охлаждения соединены посредством разъемных механических соединений с одной стороны с колбой, а с другой стороны с корпусом электропатрона, при этом две боковые стороны центрального радиатора охлаждения и покрывающие их боковые стороны печатной платы зажаты между двумя боковыми радиаторами охлаждения с образованием теплового контакта печатной платы с центральным и с боковыми радиаторами охлаждения.

Поставленная задача решена путем создания светодиодной лампы, содержащей колбу из прозрачного материала, сменный излучающий элемент и средство фиксации (электропатрон), причем средство фиксации (электропатрон) включает в себя корпус и по меньшей мере одну пару пружинных контактов, выполненных с возможностью подключения к источнику питания, при этом сменный излучающий элемент имеет центральный радиатор охлаждения, который с трех сторон покрывает гибкая печатная плата, имеющая дорожки, на верхней стороне которой установлен, по меньшей мере, один светодиод, а две боковые стороны печатной платы соприкасаются с пружинными контактами с образованием токопроводящего соединения между пружинными контактами и дорожками печатной платы, отличающейся тем, что также содержит по меньшей мере два боковых радиатора охлаждения, которые соединены посредством разъемных механических соединений с одной стороны с колбой, а с другой стороны с корпусом, при этом две боковые стороны центрального радиатора охлаждения и покрывающие их боковые стороны печатной платы зажаты между двумя боковыми радиаторами охлаждения с образованием теплового контакта печатной платы с центральным и с боковыми радиаторами охлаждения.

В предпочтительном варианте осуществления светодиодной лампы центральный радиатор охлаждения с трех сторон наклеена гибкая печатная плата.

В предпочтительном варианте осуществления светодиодной лампы покрывающие противоположные стороны центрального радиатора охлаждения боковые стороны печатной платы соприкасаются с пружинными контактами с образованием токопроводящего соединения между пружинными контактами и дорожками печатной платы.

В предпочтительном варианте осуществления светодиодной лампы две противоположные стороны центрального радиатора охлаждения и покрывающие их боковые стороны печатной платы зажаты между двумя боковыми радиаторами охлаждения, а над верхней стороной печатной платы, на который установлен, по меньшей мере, один светодиод, размещена колба из прозрачного материала.

В предпочтительном варианте осуществления светодиодной лампы колба выполнена в форме полусферы или полого полуцилиндра.

В предпочтительном варианте осуществления светодиодной лампы боковые радиаторы охлаждения выполнены в форме прямых прямоугольных пластин, имеющих внешние охлаждающие выступы, при этом воображаемая поверхность, проходящая через внешние края охлаждающих выступов каждого бокового радиатора, имеет форму полуцилиндра, а корпус выполнен в форме полого цилиндра, при этом верхняя сторона каждой пластины соединена с колбой, а нижняя сторона соединена с основанием полого цилиндра, в котором размещена пара пружинных контактов.

В предпочтительном варианте осуществления светодиодной лампы боковые радиаторы охлаждения выполнены в форме прямых прямоугольных пластин с ребрами, а корпус выполнен в форме изогнутой по длине прямоугольной пластины с П-образным сечением, и двух вставленных в нее по краям заглушек, причем внутри прямоугольной пластины размещена пара пружинных контактов, при этом каждая из двух прямых прямоугольных пластин боковых радиаторов верхней стороной соединена с колбой, а нижней стороной соединена с соответствующей боковой стороной изогнутой прямоугольной пластины корпуса.

В предпочтительном варианте осуществления светодиодной лампы боковые радиаторы охлаждения электрически изолированы друг от друга.

В предпочтительном варианте осуществления светодиодной лампы боковые радиаторы охлаждения электрически не изолированы друг от друга и выполнены из неэлектропроводного материала.

В предпочтительном варианте осуществления светодиодной лампы внешняя поверхность боковых радиаторов охлаждения имеет охлаждающие выступы.

В предпочтительном варианте осуществления светодиодной лампы разъемное механическое соединение выполнено в виде выступа и выемки, входящих в механическое зацепление друг с другом.

В предпочтительном варианте осуществления светодиодной лампы центральный радиатор охлаждения выполнен в виде параллелепипеда.

В предпочтительном варианте осуществления светодиодной лампы радиаторы охлаждения выполнены из теплопроводного материала.

В предпочтительном варианте осуществления светодиодной лампы пружинные контакты выполнены с возможностью замыкания между собой при отсутствии сменного излучающего элемента, обеспечивая при этом замыкание электроцепи и электропитание остальных ламп, входящих в электроцепь.

В предпочтительном варианте осуществления светодиодной лампы печатная плата выполнена в виде согнутой П-образной пластины.

В предпочтительном варианте осуществления светодиодной лампы колба выполнена из светопропускающего или полупрозрачного материала с возможностью защиты печатной платы и светодиодов от прикосновения.

В предпочтительном варианте осуществления светодиодной лампы она содержит несколько светодиодов, при этом все внутренние соединения светодиодов осуществляются автоматически при смене топологии единственной односторонней печатной платы.

В предпочтительном варианте осуществления светодиодной лампы в материал колбы имплантирован люминофор или смесь люминофоров, при этом светодиодная лампа содержит синие или холодные белые светодиоды.

В предпочтительном варианте осуществления светодиодной лампы весь объем внутри колбы заполнен прозрачным силиконом.

В предпочтительном варианте осуществления светодиодной лампы в силикон имплантирован люминофор.

В предпочтительном варианте осуществления светодиодной лампы в силикон имплантирован люминофор одного типа, а в материал колбы имплантирован люминофор другого типа.

Для лучшего понимания заявленного изобретения далее приводится его подробное описание с соответствующими графическими материалами.

Фиг.1. Изображения варианта выполнения светодиодной лампы с одним светодиодом и корпусом электропатрона, выполненным в форме полого цилиндра: вид в разрезе сбоку светодиодной лампы согласно изобретению.

Фиг.2. Изображения варианта выполнения светодиодной лампы с одним светодиодом и корпусом электропатрона, выполненным в форме полого цилиндра: изображение элементов светодиодной лампы в изометрической проекции, изображение светодиодной лампы в изометрической проекции, фронтальный вид светодиодной лампы, вид сбоку светодиодной лампы, вид сверху светодиодной лампы, вид в разрезе сбоку светодиодной лампы согласно изобретению.

Фиг.3. Изображения варианта выполнения светодиодной лампы с одним светодиодом и корпусом электропатрона, выполненным в форме двух изогнутых по длине прямоугольных пластин с П-образным сечением, вставленных одна в другую: изображение элементов светодиодной лампы в изометрической проекции, изображение светодиодной лампы в изометрической проекции, фронтальный вид светодиодной лампы, вид сбоку светодиодной лампы, вид сверху светодиодной лампы, вид в разрезе сбоку светодиодной лампы согласно изобретению.

Фиг.4. Изображения варианта выполнения светодиодной лампы с несколькими светодиодами и корпусом, выполненным в форме изогнутой по длине прямоугольной пластины с П-образным сечением, и двух вставленных в нее по краям заглушек: изображение элементов светодиодной лампы в изометрической проекции, фронтальный вид светодиодной лампы, вид сбоку светодиодной лампы, вид сверху светодиодной лампы, вид в разрезе сбоку светодиодной лампы согласно изобретению.

Фиг.5. Изображение в изометрической проекции варианта выполнения светодиодной лампы с несколькими светодиодами и корпусом, выполненным в форме изогнутой по длине прямоугольной пластины с П-образным сечением, и двух вставленных в нее по краям заглушек согласно изобретению.

Элементы:

1 - корпус;

2 - колба;

3 - охлаждающий выступ;

4 - светодиод;

5 - гибкая печатная плата;

6 - центральный радиатор охлаждения;

7 - боковой радиатор охлаждения;

8 - пружинный контакт.

Рассмотрим подробно варианты выполнения заявленной светодиодной лампы. Во всех вариантах выполнения (Фиг.1-5) заявленная светодиодная лампа содержит колбу 2 из прозрачного материала, сменный излучающий элемент и средство фиксации (электропатрон). Средство фиксации (электропатрон) включает в себя корпус 1 и, по меньшей мере, одну пару пружинных контактов 8, выполненных с возможностью подключения к источнику питания. Сменный излучающий элемент включает в себя центральный радиатор охлаждения 6, который с трех сторон покрывает гибкая печатная плата 5, имеющая дорожки. На верхней стороне гибкой печатной платы 5 установлен по меньшей мере один светодиод 4. Две боковые стороны печатной платы 5 соприкасаются с пружинными контактами 8 с образованием токопроводящего соединения между пружинными контактами 8 и дорожками печатной платы 5. Два боковых радиатора охлаждения 7 соединены посредством разъемных механических соединений с одной стороны с колбой 2, а с другой стороны с корпусом 1 электропатрона, при этом две боковые стороны центрального радиатора охлаждения 6 и покрывающие их боковые стороны печатной платы 5 зажаты между двумя боковым радиаторами охлаждения 7 с образованием теплового контакта печатной платы 5 с центральным 6 и с боковыми 7 радиаторами охлаждения.

Печатная плата 5 наклеена на центральный радиатор охлаждения 6. Покрывающие противоположные стороны центрального радиатора охлаждения 6 боковые стороны печатной платы 5 соприкасаются с пружинными контактами 8 с образованием токопроводящего соединения между пружинными контактами 8 и дорожками печатной платы 5. Центральный радиатор охлаждения 6 выполнен в виде параллелепипеда. Центральный радиатор охлаждения 6 и боковые радиаторы охлаждения 7 выполнены из теплопроводного материала. Пружинные контакты 8 выполнены с возможностью замыкания между собой при отсутствии сменного излучающего элемента, обеспечивая при этом замыкание электроцепи и электропитание остальных ламп, входящих в электроцепь. Колба 2 выполнена из светопропускающего или полупрозрачного материала с возможностью защиты печатной платы 5 и светодиодов 4 от прикосновения. В варианте выполнения лампы, содержащем несколько светодиодов 4, все внутренние соединения светодиодов 4 осуществляются автоматически при смене топологии единственной односторонней печатной платы 5. В материал колбы 2 может быть имплантирован люминофор или смесь люминофоров, при этом светодиодная лампа должна содержать синие или холодные белые светодиоды 4.

Рассмотрим вариант выполнения заявленной светодиодной лампы с одним светодиодом 4 и корпусом 1, выполненным в форме полого цилиндра (Фиг.2). В этом варианте колба 2 выполнена в форме полусферы. Боковые радиаторы охлаждения 7 выполнены в форме прямых прямоугольных пластин, имеющих внешние охлаждающие выступы 3. Воображаемая поверхность, проходящая через внешние края охлаждающих выступов 3 каждого бокового радиатора 7, имеет форму полуцилиндра. Верхняя сторона каждой прямоугольной пластины соединена с колбой 2, а нижняя сторона соединена с основанием полого цилиндра, в котором размещена пара пружинных контактов 8.

Рассмотрим вариант выполнения светодиодной лампы с одним светодиодом 4 и корпусом 1 электропатрона, выполненным в форме двух изогнутых по длине прямоугольных пластин с П-образным сечением, вставленных одна в другую (Фиг.3). В этом варианте колба 2 выполнена в форме полого полуцилиндра. Боковые радиаторы охлаждения 7 выполнены в форме прямых прямоугольных пластин, а корпус 1 электропатрона выполнен в форме изогнутых по длине прямоугольных пластин с П-образным сечением, в который вставлены радиаторы, в которых размещена пара пружинных контактов 8. Каждая из двух прямых прямоугольных пластин боковых радиаторов 7 верхней стороной соединена с колбой 2, а нижней стороной соединена с соответствующей верхней стороной изогнутой прямоугольной пластины корпуса 1. Внешняя поверхность двух боковых радиаторов охлаждения 7 покрыта охлаждающими выступами 3. Боковые стороны всех пластин боковых радиаторов охлаждения 7 соединены с корпусом 1.

Возможен вариант выполнения заявленной светодиодной лампы с несколькими светодиодами 4 и корпусом 1 электропатрона, выполненным в форме изогнутой по длине прямоугольной пластины с П-образным сечением, и двух вставленных в нее по краям заглушек (Фиг.4, 5). В этом варианте две боковые стороны центрального радиатора охлаждения 6 и покрывающие их боковые стороны печатной платы 5 прижаты к двум боковым радиаторам охлаждения 7, при этом боковые радиаторы охлаждения 7 электрически изолированы друг от друга.

Хотя описанные выше варианты выполнения предложенного изобретения были изложены с целью иллюстрации предложенного изобретения, специалистам ясно, что возможны разные модификации, добавления и замены, не выходящие из объема и смысла предложенного изобретения, раскрытого в прилагаемой формуле изобретения.

Изобретение относится к области полупроводниковой светотехники, а именно к светодиодным лампам. Светодиодная лампа содержит колбу из прозрачного материала, сменный излучающий элемент и средство фиксации в виде электропатрона. Средство фиксации включает в себя корпус и по меньшей мере одну пару пружинных контактов, выполненных с возможностью подключения к источнику питания. Сменный излучающий элемент имеет центральный радиатор охлаждения, который с трех сторон покрывает гибкая печатная плата. Плата имеет дорожки, при этом на верхней стороне установлен по меньшей мере один светодиод. Две боковые стороны печатной платы соприкасаются с пружинными контактами с образованием токопроводящего соединения между пружинными контактами и дорожками печатной платы. Лампа содержит по меньшей мере два боковых радиатора охлаждения, которые соединены с одной стороны с колбой, а с другой стороны с корпусом. Две боковые стороны центрального радиатора охлаждения и покрывающие их боковые стороны печатной платы зажаты между двумя боковыми радиаторами охлаждения с образованием теплового контакта печатной платы с центральным и с боковыми радиаторами охлаждения. Обеспечивается улучшение теплоотвода, что позволяет использовать мощные светодиоды. 20 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Светодиодная лампа, содержащая колбу из прозрачного материала, сменный излучающий элемент и средство фиксации в виде электропатрона, причем средство фиксации включает в себя корпус и по меньшей мере одну пару пружинных контактов, выполненных с возможностью подключения к источнику питания, при этом сменный излучающий элемент имеет центральный радиатор охлаждения, который с трех сторон покрывает гибкая печатная плата, имеющая дорожки, на верхней стороне которой установлен, по меньшей мере, один светодиод, а две боковые стороны печатной платы соприкасаются с пружинными контактами с образованием токопроводящего соединения между пружинными контактами и дорожками печатной платы, отличающаяся тем, что также содержит по меньшей мере два боковых радиатора охлаждения, которые соединены посредством разъемных механических соединений с одной стороны с колбой, а с другой стороны с корпусом, при этом две боковые стороны центрального радиатора охлаждения и покрывающие их боковые стороны печатной платы зажаты между двумя боковыми радиаторами охлаждения с образованием теплового контакта печатной платы с центральным и с боковыми радиаторами охлаждения.

2. Светодиодная лампа по п.1, отличающаяся тем, что на центральный радиатор охлаждения с трех сторон наклеена гибкая печатная плата.

3. Светодиодная лампа по п.1, отличающаяся тем, что покрывающие противоположные стороны центрального радиатора охлаждения боковые стороны печатной платы соприкасаются с пружинными контактами с образованием токопроводящего соединения между пружинными контактами и дорожками печатной платы.

4. Светодиодная лампа по п.1, отличающаяся тем, что две противоположные стороны центрального радиатора охлаждения и покрывающие их боковые стороны печатной платы зажаты между двумя боковыми радиаторами охлаждения, а на верхней стороне печатной платы, на который установлен, по меньшей мере, один светодиод, размещена колба из прозрачного материала.

5. Светодиодная лампа по п.1, отличающаяся тем, что колба выполнена в форме полусферы или полого полуцилиндра.

6. Светодиодная лампа по п.1, отличающаяся тем, что боковые радиаторы охлаждения выполнены в форме прямых прямоугольных пластин, имеющих внешние охлаждающие выступы, при этом воображаемая поверхность, проходящая через внешние края охлаждающих выступов каждого бокового радиатора, имеет форму полуцилиндра, а корпус выполнен в форме полого цилиндра, при этом верхняя сторона каждой пластины соединена с колбой, а нижняя сторона соединена с основанием полого цилиндра, в котором размещена пара пружинных контактов.

7. Светодиодная лампа по п.1, отличающаяся тем, что боковые радиаторы охлаждения выполнены в форме прямых прямоугольных пластин с ребрами, а корпус выполнен в форме изогнутой по длине прямоугольной пластины с П-образным сечением, и двух вставленных в нее по краям заглушек, причем внутри прямоугольной пластины размещена пара пружинных контактов, при этом каждая из двух прямых прямоугольных пластин боковых радиаторов верхней стороной соединена с колбой, а нижней стороной соединена с соответствующей боковой стороной изогнутой прямоугольной пластины корпуса.

8. Светодиодная лампа по п.1, отличающаяся тем, что боковые радиаторы охлаждения электрически изолированы друг от друга.

9. Светодиодная лампа по п.1, отличающаяся тем, что боковые радиаторы охлаждения электрически не изолированы друг от друга, но выполнены из неэлектропроводного материала.

10. Светодиодная лампа по п.1, отличающаяся тем, что внешняя поверхность боковых радиаторов охлаждения имеет охлаждающие выступы.

11. Светодиодная лампа по п.1, отличающаяся тем, что разъемное механическое соединение выполнено в виде выступа и выемки, входящих в механическое зацепление друг с другом.

12. Светодиодная лампа по п.1, отличающаяся тем, что центральный радиатор охлаждения выполнен в виде параллелепипеда.

13. Светодиодная лампа по п.1, отличающаяся тем, что радиаторы охлаждения выполнены из теплопроводного материала.

14. Светодиодная лампа по п.1, отличающаяся тем, что пружинные контакты выполнены с возможностью замыкания между собой при отсутствии сменного излучающего элемента, обеспечивая при этом замыкание электроцепи и электропитание остальных ламп, входящих в электроцепь.

15. Светодиодная лампа по п.1, отличающаяся тем, что печатная плата выполнена в виде согнутой П-образной пластины.

16. Светодиодная лампа по п.1, отличающаяся тем, что колба выполнена из светопропускающего или полупрозрачного материала с возможностью защиты печатной платы и светодиодов от прикосновения.

17. Светодиодная лампа по п.1, отличающаяся тем, что содержит несколько светодиодов, при этом все внутренние соединения светодиодов осуществляются автоматически при смене топологии единственной односторонней печатной платы.

18. Светодиодная лампа по п.1, отличающаяся тем, что в материал колбы имплантирован люминофор или смесь люминофоров, при этом светодиодная лампа содержит синие или холодные белые светодиоды.

19. Светодиодная лампа по п.1, отличающаяся тем, что весь объем внутри колбы заполнен прозрачным силиконом.

20. Светодиодная лампа по п.19, отличающаяся тем, что в силикон имплантирован люминофор.

21. Светодиодная лампа по п.19, отличающаяся тем, что в силикон имплантирован люминофор одного типа, а в материал колбы имплантирован люминофор другого типа.