[go: up one dir, main page]

RU2678901C1 - Light-emitting diode lamp - Google Patents

Light-emitting diode lamp Download PDF

Info

Publication number
RU2678901C1
RU2678901C1 RU2018102781A RU2018102781A RU2678901C1 RU 2678901 C1 RU2678901 C1 RU 2678901C1 RU 2018102781 A RU2018102781 A RU 2018102781A RU 2018102781 A RU2018102781 A RU 2018102781A RU 2678901 C1 RU2678901 C1 RU 2678901C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
light
heat
transmitting
led
lamp
Prior art date
Application number
RU2018102781A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Иванович Титков
Original Assignee
Сергей Иванович Титков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Иванович Титков filed Critical Сергей Иванович Титков
Priority to RU2018102781A priority Critical patent/RU2678901C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2678901C1 publication Critical patent/RU2678901C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V15/00Protecting lighting devices from damage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: lighting engineering.SUBSTANCE: invention relates to the structures of lighting devices, in particular to the structures of LED lamps. Claimed LED lamp consists of the base for fixing and connecting to an external electrical circuit, of a driver, of at least one LED light source installed in the light-transmitting flask, the heat-conducting substance that fills the cavity of the light-transmitting bulb. Moreover, the flask is made in the form of a flexible light-transmitting shell of a rigid thermodeformable material, and the heat-conducting substance is made in the form of a light-transmitting solidifying elastic after its hardening compound.EFFECT: increased reliability, durability, efficiency and low cost.3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к конструкциям осветительных устройств, в частности к конструкциям светодиодных ламп.The invention relates to structures of lighting devices, in particular to structures of LED lamps.

Наиболее близким аналогом изобретения является «Светодиодная лампа» (Описание изобретения к патенту RU 2546469 C2 опубликовано 10.04.2015). В известном решении в качестве источника света применены одна или несколько светодиодных лент (филаментов), которые установлены с помощью держателя в герметичной камере, наполненной газом, имеющим низкий коэффициент вязкости и высокий коэффициент теплопроводности. В процессе работы светодиодные ленты излучают тепло. Проблема отвода тепла от светодиодной ленты решается благодаря тепловым потокам и конвекции в газе, заполняющим камеру.The closest analogue of the invention is the "LED lamp" (Description of the invention to patent RU 2546469 C2 published 04/10/2015). In the known solution, one or more LED strips (filaments) are used as a light source, which are mounted with a holder in an airtight chamber filled with gas having a low viscosity coefficient and high thermal conductivity. During operation, LED strips emit heat. The problem of heat removal from the LED strip is solved by heat fluxes and convection in the gas filling the chamber.

Недостатком известного решения является ограничение мощности светодиодных лент, связанное с низкой теплопроводностью наполняющего камеру газа и слабой конвекцией, что связано с прогревом газа в малом объеме. Кроме того, для длительного удержания газа необходимо применять герметичные стеклянные колбы, что повышает стоимость лампы. Кроме того, известное устройство (светодиодная лампа) имеет повышенную хрупкость в виду применения стекла.A disadvantage of the known solution is the limitation of the power of LED strips due to the low thermal conductivity of the gas filling the chamber and weak convection, which is associated with heating of the gas in a small volume. In addition, for long-term gas retention, it is necessary to use sealed glass flasks, which increases the cost of the lamp. In addition, the known device (LED lamp) has an increased fragility due to the use of glass.

Задача, решаемая изобретением и достигаемый технический результат, заключаются в создании очередного технического решения светодиодной лампы, имеющей высокую надежность, прочность, эффективность, низкую стоимость.The problem solved by the invention and the technical result achieved is to create the next technical solution for an LED lamp having high reliability, strength, efficiency, low cost.

Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата, в светодиодной лампе, состоящей из цоколя для фиксации и соединения с внешней электрической цепью, драйвера, по крайней мере одного светодиодного источника света, установленных в светопропускающую колбу, теплопроводящего вещества, заполняющего полости светопропускающей колбы, колба выполнена в виде гибкой светопропускающей оболочки из жесткого термодеформируемого материала, а теплопроводящее вещество выполнено в виде светопропускающего затвердевающего эластичного после затвердения компаунда.To solve the problem and achieve the claimed technical result, in the LED lamp, consisting of a base for fixing and connecting to an external electrical circuit, drivers, at least one LED light source installed in the light-transmitting bulb, a heat-conducting substance filling the cavity of the light-transmitting bulb, bulb made in the form of a flexible light-transmitting shell of a rigid thermally deformable material, and the heat-conducting substance is made in the form of light-transmitting hardening its elastic after hardening of the compound.

Кроме того,Besides,

- светодиодный источник света состоит из нескольких светодиодов;- LED light source consists of several LEDs;

- светодиодная лампа содержит дополнительный цоколь для фиксации и соединения с внешней электрической цепью.- The LED lamp contains an additional base for fixing and connecting to an external electrical circuit.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:The invention is illustrated by drawings, which depict:

На фиг. 1 - светодиодная лампа (в разрезе),In FIG. 1 - LED lamp (in section),

На фиг. 2 - светодиодная лампа с выпукло-вогнутой оболочкой.In FIG. 2 - LED lamp with a convex-concave shell.

На фиг. 3 - светодиодная лампа.In FIG. 3 - LED lamp.

На фиг. 4 - светодиодная лампа с двумя цоколями.In FIG. 4 - LED lamp with two caps.

Термины и определения:Terms and Definitions:

- под жесткостью подразумевается способность материала сопротивляться деформации при внешнем воздействии;- rigidity means the ability of a material to resist deformation under external influence;

- под эластичностью затвердевшего компаунда подразумевается его способность восстанавливать размер и форму после деформации;- the elasticity of the hardened compound implies its ability to restore size and shape after deformation;

- под светодиодным источником света подразумевается источник света с одним или несколькими светодиодами, установленными на одной плате, подложке.- LED light source means a light source with one or more LEDs mounted on one board, substrate.

Изобретение иллюстрируется фиг. 1. На фиг. 1 поз. 1 - светодиодные источники света, поз. 10 - светодиоды, поз. 3 - гибкая светопропускающая оболочка, поз. 4 - светопропускающий затвердевший эластичный компаунд, поз. 5 - драйвер, поз. 6 - тепловое реле, поз. 7 - держатель, поз. 8 - цоколь. В отличии от прототипа лампа имеет гибкую светопропускающую оболочку, выделенное светодиодами тепло отводится благодаря тепловым потокам в затвердевшем светопропускающем компаунде.The invention is illustrated in FIG. 1. In FIG. 1 item 1 - LED light sources, pos. 10 - LEDs, pos. 3 - flexible light-transmitting shell, pos. 4 - light transmitting hardened elastic compound, pos. 5 - driver, pos. 6 - thermal relay, pos. 7 - holder, pos. 8 - base. Unlike the prototype, the lamp has a flexible light-transmitting shell, the heat released by the LEDs is removed due to heat fluxes in the hardened light-transmitting compound.

Заявленный технический результат - высокая надежность, прочность, низкая стоимость достигается за счет применения гибкой светопропускающей оболочки, заполненной затвердевшим эластичным компаундом. Повышение эффективности лампы достигается за счет улучшения охлаждения светодиодов и драйвера благодаря применению теплопроводящего вещества с большим коэффициентом теплопроводности. Коэффициент теплопроводности применяемых в прототипе для отвода тепла газов (водород и/или гелий) при рабочих температурах светодиодов не превышает 0.2 Вт/(м*К). Гравитационная конвекция, оговоренная в описании прототипа, не оказывает существенного влияния на охлаждение лампы ввиду малого объема колбы. Применяемый для отвода тепла компаунд имеет теплопроводность выше, чем теплопроводность газов. Например, прозрачный затвердевающий силикон «Силагерм 2206» имеет коэффициент теплопроводности 0.4 Вт/(м*К). Коэффициент теплопроводности компаунда повышают путем введения в него теплопроводящих прозрачных добавок, например, стеклянных микрошариков.The claimed technical result is high reliability, strength, low cost is achieved through the use of a flexible light-transmitting shell filled with hardened elastic compound. Improving the lamp efficiency is achieved by improving the cooling of the LEDs and the driver through the use of a heat-conducting substance with a large coefficient of thermal conductivity. The thermal conductivity coefficient used in the prototype for heat removal of gases (hydrogen and / or helium) at the operating temperatures of the LEDs does not exceed 0.2 W / (m * K). Gravity convection, as specified in the description of the prototype, does not significantly affect the cooling of the lamp due to the small volume of the bulb. The compound used to remove heat has a thermal conductivity higher than the thermal conductivity of gases. For example, Silagerm 2206 transparent hardening silicone has a thermal conductivity of 0.4 W / (m * K). The thermal conductivity of the compound is increased by introducing heat-conducting transparent additives, for example, glass beads.

Температура светодиодных источников света лампы зависит от температуры оболочки, длины теплового пути от источника света до оболочки, теплопроводящих сечений тепловых потоков и коэффициента теплопроводности материала теплопровода - компаунда и выражается известным уравнением теплопроводности Фурье:The temperature of the LED light sources of the lamp depends on the temperature of the shell, the length of the heat path from the light source to the shell, the heat-conducting cross sections of the heat fluxes and the thermal conductivity of the material of the heat conduit - compound and is expressed by the well-known Fourier heat equation:

Figure 00000001
Figure 00000001

где ΔТ - разность температур между температурой источника света и оболочки лампы, Р - мощность теплового потока, L - длина теплового пути, k - коэффициент теплопроводности компаунда, S - площадь теплопроводящего сечения теплового потока. Температура оболочки лампы обратно пропорциональна ее площади, с которой тепло рассеивается в окружающий воздух благодаря конвекции и излучению. Увеличение площади оболочки может привести к возрастанию объема лампы и соответственно к чрезмерному увеличению ее веса, что связано с плотностью наполняющего ее компаунда. Изготовление оболочки из жесткого термодеформируемого материала позволяет без технологических затрат придать ей любую форму, например, как на фиг. 2. Впадины поз. 9 на фиг. 2 могут уменьшить объем и соответственно вес лампы при сохранении или увеличении площади оболочки. Кроме того, расположение светодиодного источника в выступе оболочки лампы приводит к сокращению теплового пути L и увеличению площадь теплопроводящего сечения теплового потока S (уравнение теплопроводности) и таким образом к снижению температуры светодиодных источников света.where ΔТ is the temperature difference between the temperature of the light source and the lamp shell, P is the heat flux power, L is the heat path length, k is the compound's thermal conductivity coefficient, S is the area of the heat-conducting cross section of the heat flux. The temperature of the lamp shell is inversely proportional to its area with which heat is dissipated into the surrounding air due to convection and radiation. An increase in the sheath area can lead to an increase in the volume of the lamp and, accordingly, to an excessive increase in its weight, which is associated with the density of the compound filling it. The manufacture of a shell from a rigid thermally deformable material allows to give it any shape without technological costs, for example, as in FIG. 2. Depression pos. 9 in FIG. 2 can reduce the volume and accordingly the weight of the lamp while maintaining or increasing the area of the shell. In addition, the location of the LED source in the protrusion of the lamp shell leads to a reduction in the heat path L and an increase in the area of the heat-conducting cross section of the heat flux S (heat equation) and thus lowering the temperature of the LED light sources.

Площадь теплопроводящего сечения теплового потока S определятся площадями теплопроводных сечений, через которые направляется тепловой поток, в том числе площадью поверхности колбы, с которой происходит рассеяние тепла и площадью поверхности светодиодного источника света, с которой происходит отвод тепла. В общем случае такая площадь определятся как:The area of the heat-conducting cross section of the heat flux S is determined by the areas of the heat-conducting cross sections through which the heat flux is directed, including the surface area of the bulb with which heat is dissipated and the surface area of the LED light source from which heat is removed. In general, such an area is defined as:

Figure 00000002
Figure 00000002

где F(x) - функция сечения переменного тела, L длина теплового пути (теорема Гарвина). Таким образом, увеличение площади теплопроводящего сечения теплового потока S в лампе возможно за счет увеличения площади светодиодного источника света, например, увеличением площади теплопроводящей платы, на которой установлены светодиоды.where F (x) is the function of the cross section of the variable body, L is the length of the heat path (Garwin's theorem). Thus, an increase in the area of the heat-conducting section of the heat flux S in the lamp is possible by increasing the area of the LED light source, for example, by increasing the area of the heat-conducting board on which the LEDs are mounted.

В отличие от прототипа, в лампе может отсутствовать держатель светодиодных источников света - их удержит компаунд после затвердевания. Затвердевший компаунд может выполнять функции рассеивателя, для этого в него необходимо размешать рассеивающий пигмент или полые стеклянные микросферы. В лампе могут быть применены светодиоды с излучением голубого света и удаленный люминофор, излучающий дополнительные цвета под действием излучения голубого цвета. Отдаленный люминофор может наноситься на светопропускающую оболочку или равномерно размешан в прозрачном компаунде.Unlike the prototype, the lamp may not have a holder for LED light sources - the compound will hold them after hardening. The hardened compound can act as a diffuser; for this, it is necessary to mix diffusing pigment or hollow glass microspheres into it. The lamp can be used with blue light emitting diodes and a remote phosphor emitting additional colors under the influence of blue light. The distant phosphor can be applied to a light-transmitting shell or evenly mixed in a transparent compound.

Возможность практической реализации светодиодной лампы иллюстрируется фиг. 3.The practical implementation of the LED lamp is illustrated in FIG. 3.

Колба лампы, проиллюстрированной на фиг. 3, выполнена из полиэтилентерефталата (ПЭТ, температура размягчения 260°С) толщиной 0.35 мм. Светодиодные источники света лампы выполнены в виде филаментов - светодиодных нитей, представляющих собой стеклянную или сапфировую подложку, на которой размещено множество светодиодов, покрытых общим люминофором. Применением двух цоколей возможно изготовление лампы, проиллюстрированной фиг. 4.The bulb of the lamp illustrated in FIG. 3, made of polyethylene terephthalate (PET, softening point 260 ° C) 0.35 mm thick. LED light sources of the lamp are made in the form of filaments - LED filaments, which are a glass or sapphire substrate, on which there are many LEDs coated with a common phosphor. By using two plinths, it is possible to make the lamp illustrated in FIG. four.

Claims (3)

1. Светодиодная лампа, состоящая из цоколя для фиксации и соединения с внешней электрической цепью, драйвера, по крайней мере одного светодиодного источника света, установленных в светопропускающую колбу, теплопроводящего вещества, заполняющего полости светопропускающей колбы, отличающаяся тем, что колба выполнена в виде гибкой светопропускающей оболочки из жесткого термодеформируемого материала, а теплопроводящее вещество выполнено в виде светопропускающего затвердевающего эластичного после затвердения компаунда.1. LED lamp, consisting of a base for fixing and connecting to an external electrical circuit, a driver, at least one LED light source installed in a light-transmitting bulb, a heat-conducting substance filling the cavity of the light-transmitting bulb, characterized in that the bulb is made in the form of a flexible light-transmitting the shell is made of hard thermo-deformable material, and the heat-conducting substance is made in the form of a light transmitting hardening elastic compound after hardening. 2. Светодиодная лампа по п. 1, отличающаяся тем, что светодиодный источник света состоит из нескольких светодиодов.2. The LED lamp according to claim 1, characterized in that the LED light source consists of several LEDs. 3. Светодиодная лампа по п. 1, отличающаяся тем, что содержит дополнительный цоколь для фиксации и соединения с внешней электрической цепью.3. The LED lamp according to claim 1, characterized in that it contains an additional base for fixing and connecting to an external electrical circuit.
RU2018102781A 2018-01-24 2018-01-24 Light-emitting diode lamp RU2678901C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018102781A RU2678901C1 (en) 2018-01-24 2018-01-24 Light-emitting diode lamp

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018102781A RU2678901C1 (en) 2018-01-24 2018-01-24 Light-emitting diode lamp

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016141439A Division RU2650346C1 (en) 2016-10-21 2016-10-21 Method of design of a lighting device, led lamp

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2678901C1 true RU2678901C1 (en) 2019-02-04

Family

ID=65273731

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018102781A RU2678901C1 (en) 2018-01-24 2018-01-24 Light-emitting diode lamp

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2678901C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020030992A1 (en) * 2000-05-10 2002-03-14 Maxime Lefebvre Rugged, waterproof LED array lighting system
US6556671B1 (en) * 2000-05-31 2003-04-29 Genesys Telecommunications Laboratories, Inc. Fuzzy-logic routing system for call routing with-in communication centers and in other telephony environments
RU117172U1 (en) * 2012-01-27 2012-06-20 Юрий Александрович Прокофьев LED LUMINAIRE (OPTIONS)
RU140531U1 (en) * 2013-11-15 2014-05-10 Общество с ограниченной ответственностью "Констайлс" LED LAMP
RU2577679C1 (en) * 2015-04-20 2016-03-20 Виктор Викторович Сысун High-power led lamp with forced cooling

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020030992A1 (en) * 2000-05-10 2002-03-14 Maxime Lefebvre Rugged, waterproof LED array lighting system
US6556671B1 (en) * 2000-05-31 2003-04-29 Genesys Telecommunications Laboratories, Inc. Fuzzy-logic routing system for call routing with-in communication centers and in other telephony environments
RU117172U1 (en) * 2012-01-27 2012-06-20 Юрий Александрович Прокофьев LED LUMINAIRE (OPTIONS)
RU140531U1 (en) * 2013-11-15 2014-05-10 Общество с ограниченной ответственностью "Констайлс" LED LAMP
RU2577679C1 (en) * 2015-04-20 2016-03-20 Виктор Викторович Сысун High-power led lamp with forced cooling

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101675298B (en) Lighting device, lighting device combination, lamp and method of use thereof
JP2012518254A5 (en)
JP2011165675A (en) Led-based light bulb
JP4919488B2 (en) Lighting device
CN107208849B (en) Lighting module and lighting device comprising same
RU2521612C1 (en) High-power led lamp
CN103615674A (en) Large-angle emission LED lamp
CN104821361A (en) Light emitting device package and lighting apparatus including the same
RU2678901C1 (en) Light-emitting diode lamp
US8981408B2 (en) Light source having liquid encapsulant
TW201307731A (en) Light emitting diode bulb
RU2392539C2 (en) Light diode source of radiation
RU2014105652A (en) LIGHTING DEVICE WITH HOLDER AND BULB
CN204284979U (en) Lighting device
JP5392587B2 (en) LED bulb and lighting fixture
KR101478293B1 (en) Led lighting fixture with double heat-radiating function
KR102510947B1 (en) Lamp for vehicle
US8789976B2 (en) Integrated multi-layered illuminating unit and integrated multi-layered illuminating assembling unit
JP2013531357A (en) Single chamber lighting device
WO2016078998A1 (en) Lighting device
RU144318U1 (en) LED LAMP
WO2013175356A1 (en) Illumination device
CN102927458A (en) Luminous lamp tube
JP2009272146A (en) Vehicular room light
CN105972455A (en) High-power LED ceramic lamp and manufacturing method thereof