RU152823U1 - ELECTRIC LIGHTING LAMP - Google Patents

Abstract

Электрическая осветительная лампа, содержащая заполненную изолирующим газом герметичную колбу с внешним цоколем для подключения к электрической сети, изготовленную из оптически прозрачного материала, с 2n, где n - натуральное число, светодиодными матрицами, соединенными парами последовательно в n электрических цепей, и опорной ножкой внутри, имеющей пустотелый штенгель для откачки, штабик с проволочным держателем и два проволочных электрода, а также драйвер, установленный внутри цоколя, входные выводы драйвера соединены с клеммами цоколя, а выходные выводы подключены к крайним выводам светодиодных матриц n электрических цепей через электроды, держатель и электроды формуют в соответствующих плоскостях, перпендикулярных оси ножки, таким образом, что они образуют фигуры в виде знака S или его зеркального отображения, общие точки соединения светодиодных матриц n электрических цепей соединяют через держатель так, что светодиодные матрицы дополнительно образуют электрическое соединение в виде 2n-лучевой звезды, в качестве изолирующего газа используют азот или смесь азота с неоном при содержании неона в смеси от 4 до 96%, давление изолирующего газа устанавливают от 0,3 до 3,3 бар для температуры внешней среды 273 К.An electric lighting lamp containing a sealed bulb filled with insulating gas with an external base for connecting to an electric network, made of optically transparent material, with 2n, where n is a natural number, LED matrices connected in pairs in series in n electrical circuits, and a support leg inside, having a hollow plug for pumping, a stand with a wire holder and two wire electrodes, as well as a driver installed inside the base, the driver input terminals are connected to the base terminals I, and the output terminals are connected to the extreme terminals of the LED matrices n electrical circuits through the electrodes, the holder and electrodes are molded in the corresponding planes perpendicular to the axis of the legs, so that they form figures in the form of the sign S or its mirror image, common points of connection of the LED matrices n electrical circuits are connected through the holder so that the LED arrays additionally form an electrical connection in the form of a 2n-ray star, nitrogen or a mixture of nitrogen with n eon with a neon content in the mixture from 4 to 96%, the pressure of the insulating gas is set from 0.3 to 3.3 bar for an ambient temperature of 273 K.

Description

Полезная модель относится к светотехнике и может быть использована при проектировании новых энергоэффективных источников оптического излучения с повышенным сроком службы, универсальных, предназначенных как для внутреннего, так и для наружного освещения. Полезная модель направлена на расширение области применения электрической осветительной лампы.The utility model relates to lighting engineering and can be used in the design of new energy-efficient sources of optical radiation with increased service life, universal, designed for both indoor and outdoor lighting. The utility model is aimed at expanding the scope of application of an electric lighting lamp.

Известна электрическая осветительная лампа, содержащая вакуумированную колбу с внешним цоколем для подключения к электрической сети, изготовленную из оптически прозрачного материала, с телом накала и опорной ножкой внутри, имеющей пустотелый штенгель для откачки, штабик с проволочным держателем и два проволочных электрода, выводы тела накала соединены с клеммами цоколя через электроды, (Характеристики ламп накаливания. Каталог/ «ГУП РМ Лисма», 2011, С. 32).Known electric lighting lamp containing a vacuum bulb with an external base for connecting to an electrical network, made of optically transparent material, with a filament body and a support leg inside, having a hollow plug for pumping, a staff with a wire holder and two wire electrodes, the conclusions of the filament body are connected with the basement terminals through the electrodes, (Characteristics of incandescent lamps. Catalog / “GUP RM Lisma”, 2011, P. 32).

В качестве источника питания вакуумной лампы, относящейся к лампам накаливания, используется внешняя электрическая сеть. Такая лампа имеет достаточно широкую область применения и может быть использована для внутреннего и наружного освещения.An external electrical network is used as a power source for a vacuum lamp related to incandescent lamps. Such a lamp has a fairly wide scope and can be used for indoor and outdoor lighting.

Недостатками вакуумной лампы накаливания является сравнительно малый срок службы, низкая энергоэффективность, значительный нагрев частей конструкции в процессе работы. Вакуумная лампа представляет собой взрывоопасное электротехническое изделие. Средний срок службы вакуумной лампы накаливания, как правило, не превышает 1000 час, а светоотдача составляет менее 10 лм/Вт. Отмеченные недостатки значительно сужают область применения известной электрической осветительной лампы.The disadvantages of a vacuum incandescent lamp is a relatively short service life, low energy efficiency, significant heating of parts of the structure during operation. A vacuum lamp is an explosive electrical product. The average life of a vacuum incandescent lamp, as a rule, does not exceed 1000 hours, and the light output is less than 10 lm / W. The noted disadvantages significantly narrow the scope of the known electric lighting lamp.

Известна электрическая осветительная лампа, содержащая заполненную изолирующим газом герметичную колбу с внешним цоколем для подключения к электрической сети, изготовленную из оптически прозрачного материала, с телом накала и опорной ножкой внутри, имеющей пустотелый штенгель для откачки, штабик с двумя проволочными держателями и два проволочных электрода, выводы тела накала соединены с клеммами цоколя через электроды, (Spectrum. Каталог ламп 2009/2010/«GE Lighting)), 2009, С. 63).Known electric lighting lamp containing a sealed insulating gas bulb with an external base for connecting to an electrical network, made of optically transparent material, with a filament body and a support leg inside, having a hollow plug for pumping, a staff with two wire holders and two wire electrodes, the conclusions of the glow body are connected to the terminals of the cap through electrodes, (Spectrum. Catalog of lamps 2009/2010 / GE Lighting), 2009, p. 63).

Известная лампа также относится к типу ламп накаливания. Однако является ее разновидностью. Это, так называемая, газополная лампа накаливания.Known lamp also refers to a type of incandescent lamp. However, it is a variety. This is the so-called gas-filled incandescent lamp.

В качестве изолирующего газа в газополных лампах накаливания обычно используют определенную смесь газов (по различным соображениям), например, содержащую от 84 до 86% азота и от 14 до 16% аргона при давлении от 0,5 до 0,8 бар для температуры 273 К.As an insulating gas in gas-filled incandescent lamps, a certain mixture of gases is usually used (for various reasons), for example, containing from 84 to 86% nitrogen and from 14 to 16% argon at a pressure of from 0.5 to 0.8 bar for a temperature of 273 K .

Предпочтение для ламп накаливания следует отдавать газам, имеющим низкий коэффициент теплопроводности и химически инертным, так как такие лампы работают при высоких рабочих температурах тела накала.Preference for incandescent lamps should be given to gases having a low coefficient of thermal conductivity and chemically inert, since such lamps operate at high operating temperatures of the filament body.

В качестве источника питания известной лампы используется внешняя электрическая сеть.An external electrical network is used as a power source of a known lamp.

Недостатками газополной лампы накаливания является малый средний срок службы, низкая энергоэффективность, значительный нагрев частей конструкции в процессе работы. Средний срок службы газополной лампы накаливания обычно не превышает 2000 час. Максимальная светоотдача известной лампы составляет около 14 лм/Вт. Перечисленные недостатки сужают область применения газополной лампы накаливания.The disadvantages of a gas-filled incandescent lamp is a short average life, low energy efficiency, significant heating of parts of the structure during operation. The average life of a gas-filled incandescent lamp usually does not exceed 2000 hours. The maximum light output of a known lamp is about 14 lm / W. These shortcomings narrow the scope of a gas-filled incandescent lamp.

Известна электрическая осветительная лампа, содержащая заполненную изолирующим газом герметичную колбу с внешним цоколем для подключения к электрической сети, изготовленную из оптически прозрачного материала, с четырьмя светодиодным матрицами, соединенными парами последовательно в две электрические цепи, и опорной ножкой внутри, имеющей пустотелый штенгель для откачки, штабик с двумя изолированными проволочными держателями и четыре проволочных электрода, а также драйвер, установленный внутри цоколя, входные выводы драйвера соединены с клеммами цоколя, а выходные выводы подключены к крайним выводам светодиодных матриц двух электрических цепей через электроды, общие точки соединения матриц двух электрических цепей образованы соединением выводов матриц через соответствующие держатели, в качестве изолирующего газа используют смесь азота с аргоном при содержании аргона в смеси от 12 до 20%, давление изолирующего газа устанавливают от 0,5 до 0,6 бар для температуры внешней среды 273 К (Лампы СТАРТ с нитевидным светодиодом. Каталог ламп / «ООО Старт», Новгород, 2014).Known electric lighting lamp containing a sealed gas-insulated bulb with an external base for connecting to an electrical network, made of optically transparent material, with four LED arrays connected in pairs in series into two electrical circuits, and a support leg inside having a hollow plug for pumping, a staff with two insulated wire holders and four wire electrodes, as well as a driver installed inside the base, the driver input terminals are connected are connected with the base terminals, and the output terminals are connected to the extreme terminals of the LED matrices of two electric circuits through the electrodes, the common points of connection of the matrices of two electric circuits are formed by connecting the matrix outputs through the respective holders, a mixture of nitrogen and argon with an argon content of 12 to 20%, the pressure of the insulating gas is set from 0.5 to 0.6 bar for an ambient temperature of 273 K (START lamps with a filament-like LED. Catalog of lamps / Start LLC, Novgorod, 2014).

Подобную конструкцию имеют большинство электрических осветительных ламп с линейными светодиодными матрицами на малые токи. Лампа относится к типу, так называемых, филаментных ламп, использующих в конструкции матрицы последовательно соединенных маломощных светодиодов в форме линеек (технология СОВ или МСОВ). Светоизлучающее тело (комплект светодиодных матриц) в такой лампе изолировано от внешней среды и не подвержено ее влиянию.Most electric lighting lamps with linear LED arrays for low currents have a similar design. The lamp refers to the type of so-called filament lamps that use in the matrix design series-connected low-power LEDs in the form of rulers (SOV or MSOV technology). A light-emitting body (a set of LED matrices) in such a lamp is isolated from the external environment and is not subject to its influence.

Недостатками известной электрической осветительной лампы рассмотренной конструкции является сравнительно малый срок службы, что обусловлено повышенным нагревом светодиодов и электронных элементов и узлов устройства (что делает затруднительным использование в замкнутых осветительных приборах), технической и технологической сложностью (низкая технологичность конструкции, большое число вакуумплотных впаев, электродов и держателей), снижающей надежность работы и повышающей цену изделия. Лампа имеет относительно низкую светоотдачу (около 100 лм/Вт), что обьясняется недостаточно эффективным теплоотводом за счет использованного состава изолирующего газа. Недостатки известной электрической осветительной лампы сужают область ее применения.The disadvantages of the known electric lighting lamp of the considered design is its relatively short service life, which is due to the increased heating of LEDs and electronic elements and components of the device (which makes it difficult to use in closed lighting fixtures), technical and technological complexity (low manufacturability of the design, a large number of vacuum-tight solders, electrodes and holders), which reduces the reliability of the work and increases the price of the product. The lamp has a relatively low light output (about 100 lm / W), which is explained by an insufficiently efficient heat sink due to the used composition of the insulating gas. The disadvantages of the known electric lighting lamps narrow the scope of its application.

Известна электрическая осветительная лампа, содержащая заполненную изолирующим газом герметичную колбу с внешним цоколем для подключения к электрической сети, изготовленную из оптически прозрачного материала, с двумя светодиодным матрицами, соединенными последовательно в электрическую цепь, и опорной ножкой внутри, имеющей пустотелый штенгель для откачки, штабик с проволочным держателем и два проволочных электрода, а также драйвер, установленный внутри цоколя, входные выводы драйвера соединены с клеммами цоколя, а выходные выводы подключены к крайним выводам светодиодных матриц электрической цепи через электроды, общая точка соединения светодиодных матриц электрической цепи образована соединением выводов матриц через держатель, в качестве изолирующего газа используют смесь азота с аргоном при содержании аргона в смеси от 12 до 20%, давление изолирующего газа устанавливают от 0,5 до 0,6 бар для температуры внешней среды 273 К (Лампы СТАРТ с нитевидным светодиодом. Каталог ламп / «ООО Старт», Новгород, 2014).Known electric lighting lamp containing a sealed gas-insulated bulb filled with insulating gas with an external base for connecting to an electrical network, made of optically transparent material, with two LED arrays connected in series into an electrical circuit, and a support leg inside having a hollow plug for pumping, a stand with a wire holder and two wire electrodes, as well as a driver installed inside the base, the driver input terminals are connected to the base terminal, and the output terminals are are connected to the extreme terminals of the LED matrices of the electric circuit through the electrodes, the common point of connection of the LED matrices of the electric circuit is formed by connecting the terminals of the matrices through the holder, a mixture of nitrogen with argon is used as an insulating gas with an argon content of 12 to 20%, the pressure of the insulating gas is set from 0.5 to 0.6 bar for an ambient temperature of 273 K (START lamps with a thread-like LED. Catalog of lamps / Start LLC, Novgorod, 2014).

Известная лампа также относится к типу филаментных ламп, использующих в конструкции матрицы последовательно соединенных маломощных светодиодов в форме линеек (технология СОВ или МСОВ).The known lamp also refers to the type of filament lamps that use in the design of the matrix series-connected low-power LEDs in the form of rulers (technology SOV or MSOV).

Рассмотренная филаментная электрическая осветительная лампа является наиболее близкой по технической сущности к полезной модели и выбрана в качестве прототипа.The considered filament electric lighting lamp is the closest in technical essence to a utility model and is selected as a prototype.

Недостатком известной электрической осветительной лампы является сравнительно узкая область применения. Это обусловлено малым световым потоком лампы. Возможности по увеличению светового потока (за счет увеличения числа светодиодных матриц) отсутствуют из-за ограниченности конструкции. Лампа имеет недостаточно высокую светоотдачу (около 100 лм/Вт) из-за повышенного нагрева светодиодов при неэффективном теплоотводе за счет использованного состава изолирующего газа. Известная лампа имеет низкую надежность работы и малый средний срок службы также из-за повышенного нагрева светодиодов в рабочем режиме. Состав изолирующего газа и его давление не являются оптимальными для данного устройства из-за сравнительно низкой теплопроводности смеси.A disadvantage of the known electric lighting lamp is a relatively narrow scope. This is due to the low luminous flux of the lamp. Opportunities to increase the luminous flux (by increasing the number of LED arrays) are absent due to the limited design. The lamp does not have a sufficiently high light output (about 100 lm / W) due to increased heating of the LEDs with inefficient heat dissipation due to the used composition of the insulating gas. Known lamp has low reliability and low average service life also due to increased heating of the LEDs in the operating mode. The composition of the insulating gas and its pressure are not optimal for this device due to the relatively low thermal conductivity of the mixture.

Полезная модель направлена на решение задачи расширения области применения электрической осветительной лампы, что является целью полезной модели.The utility model is aimed at solving the problem of expanding the scope of application of an electric lighting lamp, which is the purpose of the utility model.

Указанная цель достигается тем, что в электрической осветительной лампе содержащей заполненную изолирующим газом герметичную колбу с внешним цоколем для подключения к электрической сети, изготовленную из оптически прозрачного материала, с 2n, где n - натуральное число, светодиодным матрицами, соединенными парами последовательно в n электрических цепей, и опорной ножкой внутри, имеющей пустотелый штенгель для откачки, штабик с проволочным держателем и два проволочных электрода, а также драйвер, установленный внутри цоколя, входные выводы драйвера соединены с клеммами цоколя, а выходные выводы подключены к крайним выводам светодиодных матриц n электрических цепей через электроды, держатель и электроды формуют в соответствующих плоскостях, перпендикулярных оси ножки, таким образом, что они образуют фигуры в виде знака S или его зеркального отображения, общие точки соединения светодиодных матриц n электрических цепей соединяют через держатель так, что светодиодные матрицы дополнительно образуют электрическое соединение в виде 2n - лучевой звезды, в качестве изолирующего газа используют азот или смесь азота с неоном при содержании неона в смеси от 4 до 96%, давление изолирующего газа устанавливают от 0,3 до 3,3 бар для температуры внешней среды 273 К.This goal is achieved by the fact that in an electric lamp containing an insulating gas filled with insulating gas with an external base for connecting to an electric network, made of optically transparent material, with 2n, where n is a natural number, LED matrices connected in pairs in series of n electrical circuits , and a support leg inside, which has a hollow plug for pumping, a staff with a wire holder and two wire electrodes, as well as a driver installed inside the base, input terminals the drivers are connected to the terminals of the base, and the output terminals are connected to the extreme terminals of the LED matrices n electrical circuits through the electrodes, the holder and the electrodes are formed in the corresponding planes perpendicular to the axis of the legs, so that they form a shape in the form of the sign S or its mirror image, common the connection points of the LED matrices n of electrical circuits are connected through the holder so that the LED matrices additionally form an electrical connection in the form of a 2n-ray star, as an insulating and use nitrogen or mixture of nitrogen and neon with a neon content in the mixture of from 4 to 96%, the pressure of the insulating gas is set from 0.3 to 3.3 bar to ambient temperature 273 K.

Существенным отличием, характеризующим полезную модель, является расширение области применении электрической осветительной лампы за счет обеспечения возможности эффективного увеличения светового потока и светоотдачи, увеличения надежности работы и среднего срока службы, снижения цены при выполнении лампы на заданный световой поток, снижения температуры нагрева частей устройства и улучшения условий эксплуатации в замкнутых световых приборах ограниченного объема. Расширение области применения обусловлено новыми принципами устройства, новой конструкцией лампы, новой электрической схемой соединения светодиодных матриц, новыми элементами и связями, заявляемым составом изолирующего газа, то есть, отличительными признаками полезной модели. Таким образом, отличительные признаки заявляемой электрической осветительной лампы являются существенными.A significant difference characterizing the utility model is the expansion of the field of application of the electric lighting lamp by providing the possibility of efficiently increasing the luminous flux and light output, increasing the reliability and average service life, lowering the cost of the lamp for a given luminous flux, lowering the heating temperature of the device parts and improving operating conditions in closed lighting devices of limited volume. The expansion of the scope is due to new principles of the device, a new lamp design, a new electrical circuit for connecting LED arrays, new elements and connections, the claimed composition of the insulating gas, that is, the hallmarks of the utility model. Thus, the distinguishing features of the claimed electric lighting lamp are essential.

На рисунке приведена типовая конструкция новой электрической осветительной лампы со стандартным элементом внешнего токоподвода (сетевым цоколем класса E27).The figure shows a typical design of a new electric lighting lamp with a standard element of an external current supply (network socket class E27).

Электрическая осветительная лампа содержит заполненную изолирующим газом герметичную колбу 1 с внешним цоколем 2 для подключения к электрической сети, изготовленную из оптически прозрачного материала, с 2n, где n - натуральное число, светодиодным матрицами 3, соединенными парами последовательно в n электрических цепей, и опорной ножкой внутри, имеющей пустотелый штенгель 4 для откачки, штабик с проволочным держателем 5 и два проволочных электрода 6, а также драйвер 7, установленный внутри цоколя, входные выводы драйвера соединены с клеммами цоколя, а выходные выводы подключены к крайним выводам светодиодных матриц n электрических цепей через электроды, держатель и электроды формуют в соответствующих плоскостях, перпендикулярных оси ножки, таким образом, что они образуют фигуры в виде знака S или его зеркального отображения, общие точки соединения светодиодных матриц n электрических цепей соединяют через держатель так, что светодиодные матрицы дополнительно образуют электрическое соединение в виде 2n - лучевой звезды, качестве изолирующего газа используют азот или смесь азота с неоном при содержании неона в смеси от 4 до 96%, давление изолирующего газа устанавливают от 0,3 до 3,3 бар для температуры внешней среды 273 К.The electric lighting lamp contains a sealed bulb filled with insulating gas 1 with an external base 2 for connecting to an electric network, made of optically transparent material, with 2n, where n is a natural number, LED matrices 3 connected in pairs in series of n electrical circuits, and a support leg inside, with a hollow plug 4 for pumping, a staff with a wire holder 5 and two wire electrodes 6, as well as a driver 7 installed inside the base, the driver input terminals are connected to the terminals kal, and the output leads are connected to the extreme terminals of the LED matrices n electrical circuits through the electrodes, the holder and the electrodes are formed in the corresponding planes perpendicular to the axis of the legs, so that they form a shape in the form of the sign S or its mirror image, the common connection points of the LED matrices n electrical circuits are connected through the holder so that the LED arrays additionally form an electrical connection in the form of a 2n-ray star, using nitrogen or a mixture of nitrogen as an insulating gas with neon when the content of neon in the mixture is from 4 to 96%, the pressure of the insulating gas is set from 0.3 to 3.3 bar for an ambient temperature of 273 K.

Электрическая осветительная лампа в установившемся режиме работает следующим образом. Через цоколь 2 стандартного вида (например, E27) электрическая осветительная лампа подключается к обычной питающей сети переменного тока (внешнему источнику питания) непосредственно или к специальной сети (источнику) постоянного тока. Колба 1 из оптически прозрачного материала является основной частью конструкции осветительной лампы, выполняющей несущую, защитную, светорассеивающую функции и функцию герметизации рабочего пространства, в котором размещены светодиодные матрицы 3. Колба 1 жестко механически соединена (сопряжена) с цоколем 2. Клеммы цоколя 2 соединены с входными выводами драйвера 7, выходные выводы которого через электроды 6, впаянные в ножку, подключены к крайним выводам светодиодных матриц 3, соединенных парами последовательно в одну или несколько электрических цепей. Светодиодные матрицы 3 дополнительно электрически соединены (через общий держатель 5) общими точками соединения в двух- или многолучевую звезду. Вся конструкция размещается внутри колбы 1 и изолирована от окружающей среды. Число (2n) матриц 3 выбирается из условия получения заданного светового потока лампы. На рисунке для упрощения показан вариант установки в лампе двух светодиодных матриц 3 (n=1), что соответствует одной электрической цепи. Если матриц 3 больше двух, они устанавливаются аналогично. Электрическое соединение матриц 3 в виде 2n - лучевой звезды повышает надежность работы устройства. В частности, при выходе одной из матриц 3 электрической цепи из строя (для n>1) вторая матрица остается в работоспособном состоянии. Возможность для подключения нескольких электрических цепей светодиодных матриц 3 обеспечивается формовкой держателя 5 и электродов 6 в соответствующих плоскостях, перпендикулярных оси ножки, таким образом, что они образуют фигуры в виде знака S или его зеркального отображения. Конструкция имеет высокую технологичность. Драйвер 7 преобразует напряжение (энергию) внешнего источника питания (электрической сети) в напряжение (ток) заданного уровня и частоты, необходимое для электропитания светодиодов матриц 3. Питание светодиодов матриц 3 может осуществляться от драйвера 7 как на постоянном, так и на переменном токе. При питании на переменном токе электрическая схема соединения электрических цепей матриц 3 светодиодов отличается от схемы на постоянном токе (n>1). Питание на переменном токе может быть энергетически выгоднее. Число ступеней преобразования энергии уменьшается, что, в целом, повышает надежность работы драйвера 7 и светоотдачу лампы. Увеличивается средний срок службы электрической осветительной лампы.Electric lighting lamp in steady state operates as follows. Through the base 2 of a standard type (for example, E27), an electric lighting lamp is connected directly to a conventional AC mains supply (external power supply) or to a special DC network (source). Bulb 1 from an optically transparent material is the main part of the design of the lighting lamp, which has a bearing, protective, light-scattering function and the sealing function of the working space in which the LED arrays are placed 3. Bulb 1 is rigidly mechanically connected (paired) with cap 2. The terminals of cap 2 are connected to input terminals of driver 7, output terminals of which through electrodes 6 soldered into a leg are connected to the extreme terminals of LED matrices 3 connected in pairs in series to one or more electrodes iCal chains. The LED arrays 3 are additionally electrically connected (via a common holder 5) by common points of connection to a two- or multi-beam star. The whole structure is placed inside the bulb 1 and is isolated from the environment. The number (2n) of matrices 3 is selected from the condition for obtaining a given luminous flux of the lamp. For simplicity, the figure shows the option of installing two LED matrices 3 (n = 1) in the lamp, which corresponds to one electric circuit. If 3 matrices are more than two, they are installed in the same way. The electrical connection of the matrices 3 in the form of a 2n-ray star increases the reliability of the device. In particular, when one of the matrices 3 of the electric circuit fails (for n> 1), the second matrix remains in an operable state. The ability to connect several electrical circuits of the LED matrix 3 is provided by molding the holder 5 and electrodes 6 in the respective planes perpendicular to the axis of the legs, so that they form a shape in the form of a sign S or its mirror image. The design has high manufacturability. Driver 7 converts the voltage (energy) of an external power source (mains) into a voltage (current) of a given level and frequency, which is necessary for powering the matrix LEDs 3. The matrix LEDs 3 can be powered from driver 7 both on direct and alternating current. When powered by alternating current, the electrical circuit for connecting the electrical circuits of the matrices of 3 LEDs differs from the direct current circuit (n> 1). AC power can be more energy efficient. The number of stages of energy conversion is reduced, which, in General, increases the reliability of the driver 7 and the light output of the lamp. The average life of the electric lamp is increasing.

Колба 1 заполнена изолирующим (буферным) газом. Откачка и заполнение внутреннего объема колбы 1 осуществляется через штенгель 4 опорной ножки, который выполняется пустотелым. После заполнения колбы 1 изолирующим газом штенгель 4 отпаивается. В качестве буферного газа используют, например, смесь, содержащую более 90% неона и менее 10% азота при давлении 3,3 бар (для температуры 273 К). Это обеспечивает хороший отвод тепла от светодиодов матриц 3, следовательно, высокую надежность их работы и высокую светоотдачу лампы. При использовании только азота теплоотвод ухудшается, однако для ламп малой мощности это является допустимым. В любом случае состав изолирующего газа и его давление должны обеспечивать наилучший теплоотвод от элементов и узлов осветительной лампы установленных внутри колбы 1, и достаточную электрическую прочность. Для лучшего теплоотвода необходимо использовать изолирующий газ (или смеси газов), обладающий повышенной теплопроводностью, и увеличивать его давление в колбе 1. Поэтому устанавливать в колбе 1 давление изолирующего газа ниже 0,3 бар для заявляемой лампы нецелесообразно. Практически же, абсолютное давление для большинства модификаций светодиодных ламп заявляемой конструкции должно находится в пределах от 0,3 до 3,3 бар (что наиболее технологично). Объем колбы 1 и ее форма должны быть также оптимизированы с целью улучшения теплоотвода. Близкими к оптимальным являются стандартные формы и размеры колб (1), применяемых для серийных ламп накаливания. При этом матрицы 3 должны размещаться (по возможности) на минимальном расстоянии от стенок колб (1). При прохождении электрического тока через светодиоды матриц 3 они излучают световые волны, в частности, видимый свет. Возможно также, например, излучение в ультрафиолетовой области спектра, что обеспечивается типом применяемых в лампах светодиодов матриц 3.Flask 1 is filled with insulating (buffer) gas. Pumping and filling of the internal volume of the flask 1 is carried out through the stem 4 of the support leg, which is hollow. After filling the flask 1 with insulating gas, the plug 4 is sealed off. As a buffer gas, for example, a mixture containing more than 90% neon and less than 10% nitrogen at a pressure of 3.3 bar is used (for a temperature of 273 K). This provides a good heat dissipation from the LEDs of the matrices 3, therefore, their high reliability and high light output of the lamp. When using only nitrogen, the heat sink deteriorates, but for low power lamps this is acceptable. In any case, the composition of the insulating gas and its pressure should provide the best heat dissipation from the elements and nodes of the lighting lamp installed inside the bulb 1, and sufficient electrical strength. For better heat dissipation, it is necessary to use an insulating gas (or gas mixture), which has increased thermal conductivity, and increase its pressure in bulb 1. Therefore, it is not practical to set the pressure of insulating gas in bulb 1 below 0.3 bar for the inventive lamp. In practice, the absolute pressure for most modifications of LED lamps of the claimed design should be in the range from 0.3 to 3.3 bar (which is the most technologically advanced). The volume of flask 1 and its shape should also be optimized in order to improve heat dissipation. Close to optimal are the standard shapes and sizes of flasks (1) used for serial incandescent lamps. In this case, the matrices 3 should be placed (if possible) at a minimum distance from the walls of the flasks (1). When an electric current passes through the LEDs of the matrices 3, they emit light waves, in particular, visible light. It is also possible, for example, radiation in the ultraviolet region of the spectrum, which is provided by the type of matrices 3 used in LED lamps.

Необходимость в применении смесей газов продиктована требованиями по электрической прочности изолирующего наполнения, а также экономическими причинами. Электрическая прочность возрастает с ростом давления. Цена используемых газов и газовых смесей имеет исключительное значение, так как влияет на конечную цену изделия при массовом производстве. В этой связи перспективным является применение в заявляемой электрической осветительной лампе газовых смесей азота с неоном. Неон обеспечивает относительно хороший отвод тепла от элементов конструкции и достаточную надежность работы лампы. Теплопроводность азота приблизительно в два раза ниже теплопроводности неона.The need for gas mixtures is dictated by the requirements for the electrical strength of the insulating filling, as well as economic reasons. Dielectric strength increases with increasing pressure. The price of the gases and gas mixtures used is of exceptional importance, since it affects the final price of the product in mass production. In this regard, it is promising to use in the inventive electric lighting lamp gas mixtures of nitrogen with neon. Neon provides a relatively good heat dissipation from structural elements and sufficient lamp reliability. The thermal conductivity of nitrogen is approximately two times lower than the thermal conductivity of neon.

По сравнению с прототипом существенно расширяется область применения электрической осветительной лампы.Compared with the prototype, the scope of application of an electric lighting lamp is significantly expanded.

Действительно, новая лампа может более эффективно использоваться как для внутреннего, так и наружного освещения, а также в закрытых светильниках ограниченного объема.Indeed, the new lamp can be used more efficiently for both indoor and outdoor lighting, as well as in indoor luminaires of limited volume.

Новая конструкция лампы является более технологичной и позволяет изготавливать устройства с большими световыми потоками, используя унифицированные светодиодные матрицы на минимальную мощность. В лампе-прототипе световой поток может быть увеличен только в ограниченных пределах за счет применения светодиодных матриц повышенной мощности. Однако световая эффективность лампы-прототипа при этом снизится из-за ухудшения теплового режима светодиодов. В новой лампе снижение светоотдачи с ростом мощности и светового потока выражено значительно слабее. За счет более низкой рабочей температуры светодиодов существенно повышается надежность работы лампы и ее светоотдача (при выполнении на заданный световой поток). Упрощается и удешевляется обслуживание осветительных установок с заявляемыми лампами.The new lamp design is more technologically advanced and allows the manufacture of devices with large luminous fluxes using unified LED arrays for minimum power. In the prototype lamp, the luminous flux can be increased only to a limited extent due to the use of LED arrays of increased power. However, the light efficiency of the prototype lamp will decrease due to the deterioration of the thermal regime of the LEDs. In the new lamp, the decrease in light output with increasing power and luminous flux is much less pronounced. Due to the lower operating temperature of the LEDs, the reliability of the lamp and its light output (when performing at a given light flux) are significantly increased. Simplified and cheaper maintenance of lighting systems with the claimed lamps.

Новая конструкция лампы позволяет разработать и применить драйверы постоянного (или переменного) тока с гораздо более высокими техническими характеристиками, чем в лампе-прототипе. Это также, в целом, повышает надежность работы и увеличивает средний срок службы электрической осветительной лампы.The new lamp design allows the development and application of direct (or alternating) current drivers with much higher technical characteristics than in the prototype lamp. It also, in general, improves reliability and increases the average life of an electric light bulb.

Дополнительно, так как конструкция новой лампы более технологична (по сравнению с лампой-прототипом), может быть снижена ее цена (при выполнении на заданный световой поток).Additionally, since the design of the new lamp is more technologically advanced (compared to the prototype lamp), its price can be reduced (when executed for a given luminous flux).

Снижение цены и увеличение срока службы, как и более высокая светоотдача, расширяют область применения заявляемой электрической осветительной лампы.Reducing prices and increasing the service life, as well as higher light output, expand the scope of the claimed electric lighting lamp.

Световая отдача заявляемой лампы может быть на 20…30% выше, чем светоотдача лампы-прототипа.The luminous efficiency of the claimed lamp can be 20 ... 30% higher than the luminous efficiency of the prototype lamp.

Срок службы новой электрической осветительной лампы (согласно экспертной оценки) превышает срок службы лампы-прототипа в 1,3…1,5 раза (за счет улучшения условий работы светодиодных матриц и драйвера).The service life of a new electric lighting lamp (according to expert evaluation) exceeds the service life of a prototype lamp by 1.3 ... 1.5 times (due to improved working conditions of LED arrays and drivers).

Claims (1)

Электрическая осветительная лампа, содержащая заполненную изолирующим газом герметичную колбу с внешним цоколем для подключения к электрической сети, изготовленную из оптически прозрачного материала, с 2n, где n - натуральное число, светодиодными матрицами, соединенными парами последовательно в n электрических цепей, и опорной ножкой внутри, имеющей пустотелый штенгель для откачки, штабик с проволочным держателем и два проволочных электрода, а также драйвер, установленный внутри цоколя, входные выводы драйвера соединены с клеммами цоколя, а выходные выводы подключены к крайним выводам светодиодных матриц n электрических цепей через электроды, держатель и электроды формуют в соответствующих плоскостях, перпендикулярных оси ножки, таким образом, что они образуют фигуры в виде знака S или его зеркального отображения, общие точки соединения светодиодных матриц n электрических цепей соединяют через держатель так, что светодиодные матрицы дополнительно образуют электрическое соединение в виде 2n-лучевой звезды, в качестве изолирующего газа используют азот или смесь азота с неоном при содержании неона в смеси от 4 до 96%, давление изолирующего газа устанавливают от 0,3 до 3,3 бар для температуры внешней среды 273 К.

An electric lighting lamp containing a sealed bulb filled with insulating gas with an external base for connecting to an electric network, made of optically transparent material, with 2n, where n is a natural number, LED matrices connected in pairs in series in n electrical circuits, and a support leg inside, having a hollow plug for pumping, a stand with a wire holder and two wire electrodes, as well as a driver installed inside the base, the driver input terminals are connected to the base terminals I, and the output terminals are connected to the extreme terminals of the LED matrices n electrical circuits through the electrodes, the holder and electrodes are molded in the corresponding planes perpendicular to the axis of the legs, so that they form figures in the form of the sign S or its mirror image, common points of connection of the LED matrices n electrical circuits are connected through the holder so that the LED arrays additionally form an electrical connection in the form of a 2n-ray star, nitrogen or a mixture of nitrogen with n eon with a neon content in the mixture from 4 to 96%, the pressure of the insulating gas is set from 0.3 to 3.3 bar for an ambient temperature of 273 K.

Images