RU158341U1

RU158341U1 - ELECTRIC LAMP

Info

Publication number: RU158341U1
Application number: RU2015117827/07U
Authority: RU
Inventors: Евгений Михайлович Силкин
Original assignee: Евгений Михайлович Силкин
Priority date: 2015-05-12
Filing date: 2015-05-12
Publication date: 2015-12-27

Abstract

1. Электрическая лампа, содержащая заполненную изолирующим газом герметичную колбу с 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, общая точка соединения светодиодных матриц n электрических цепей при n=1 образована соединением соответствующих выводов светодиодных матриц через держатель или, если n>1, общие точки соединения светодиодных матриц n электрических цепей соединяют через держатель или через держатель и дополнительные шины так, что светодиодные матрицы дополнительно образуют электрическое соединение в виде 2n - лучевой звезды, 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 при n=1 или, если n>1, через электроды или через электроды и дополнительные шины.2. Электрическая лампа по п. 1, отличающаяся тем, что светодиодные матрицы выполняют в виде линеек с выводами на концах и с установленной цепью или цепями последовательно соединенных кристаллов светодиодов на металлической подложке с одной или с двух сторон.3. Электрическая лампа по п. 2, отличающаяся тем, что один из выводов светодиодных матриц электрически соединяют с подложкой.4. Электрическая лампа по п. 2 или 3, отличающаяся тем, что подложки светодиодных матриц профилированы с боковых торцов и имеют переменную ширину1. An electric lamp containing a sealed flask filled with insulating gas with a socle 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, the common point of connection of LED matrices n of electrical circuits at n = 1 is formed by connecting the corresponding output s of LED arrays through the holder or, if n> 1, common points of connection of the LED arrays of n electric circuits are connected through the holder or through the holder and additional buses so that the LED arrays additionally form an electrical connection in the form of a 2n-ray star, a driver installed inside the base , the driver input terminals are connected to the base terminals, and the output terminals are connected to the extreme terminals of the LED matrices of n electric circuits through the electrodes at n = 1 or, if n> 1, through the electrodes or through the electrodes Additional shiny.2. An electric lamp according to claim 1, characterized in that the LED matrices are made in the form of rulers with leads at the ends and with an installed circuit or chains of series-connected LED crystals on a metal substrate on one or both sides. An electric lamp according to claim 2, characterized in that one of the terminals of the LED arrays is electrically connected to the substrate. An electric lamp according to claim 2 or 3, characterized in that the LED matrix substrates are profiled from the side ends and have a variable width

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 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 aims to expand the scope of the electric lamp.

Известна электрическая лампа, содержащая вакуумированную колбу с 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 lamp containing a vacuum flask with a socle 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 to the terminals the cap 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 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).A known electric lamp containing a sealed flask filled with insulating gas with an external base for connecting to an electric network, made of optically transparent material, with a filament body and a support leg inside, having a hollow plug for pumping, a stand with two wire holders and two wire electrodes, leads glow bodies 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 также используется внешняя электрическая сеть.An external electrical network is also used as a power source of the 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 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).A known electric lamp containing a sealed flask filled with insulating gas 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 to the terminals 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 leads through the respective holders, a mixture of nitrogen with argon with an argon content of 12 to 20 is used as an insulating gas %, 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 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.The majority of 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 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 лампы сужают область ее применения.The disadvantages of the known electric lamp of the considered design is the relatively short service life, which is due to the increased heating of the 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 lamp narrow the scope of its application.

Известна электрическая лампа, содержащая заполненную изолирующим газом герметичную колбу с 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 (П. по заявке на п\м №2015104375 от 10.02.2015. Электрическая осветительная лампа / Е.М. Силкин // Решение о выдаче патента от 26.03.2015.A known electric lamp containing a sealed flask filled with insulating gas with a socle 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, and the output water are connected to the extreme terminals of the LED matrices of n electric circuits through the electrodes, the holder and 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 points of connection of the LED matrices of n electric 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 with neon as an insulating gas with Rye neon in a mixture of 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 (P. according to the application for the payment order No. 2015104375 of 02/10/2015. Electric lighting lamp / E.M. Silkin // Decision on the grant of a patent dated 03/26/2015.

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

Недостатком известной электрической лампы является сравнительно узкая область применения. Это обусловлено ограниченностью конструкции, не позволяющей, в частности, эффективно увеличить число типоисполнений с обеспечением требуемой технологичности. В результате электрические лампы заданного типоисполнения могут иметь сравнительно высокую цену. Известная лампа может также обладать относительно малым световым потоком и не оптимальной кривой силы света. Возможности по увеличению светового потока (за счет увеличения числа светодиодных матриц), как и улучшение кривой силы света, в значительной степени ограничены из-за ограниченности конструкции. Известная лампа имеет недостаточно высокую световую отдачу (около 110 лм/Вт) из-за повышенного нагрева светодиодов матриц при недостаточно эффективном теплоотводе. Известная лампа имеет, кроме того, низкую надежность работы и малый средний срок службы также из-за повышенного нагрева светодиодов применяемых матриц в рабочих режимах. Из-за ограниченности рабочего объема внутри цоколя выполнить драйвер с требуемыми характеристиками также затруднительно. В результате известная электрическая лампа может иметь и заниженные технические параметры.A disadvantage of the known electric lamp is a relatively narrow scope. This is due to the limited design, which does not allow, in particular, to effectively increase the number of type designs to ensure the required manufacturability. As a result, electric lamps of a given type design can have a relatively high price. A known lamp may also have a relatively low luminous flux and not an optimal light intensity curve. The possibilities for increasing the luminous flux (by increasing the number of LED matrices), as well as improving the light intensity curve, are largely limited due to the limited design. The known lamp does not have a sufficiently high light output (about 110 lm / W) due to the increased heating of the matrix LEDs with an insufficiently efficient heat sink. The known lamp has, in addition, low reliability and low average life, also due to the increased heating of the LEDs of the matrices used in operating modes. Due to the limited working volume inside the base, it is also difficult to execute a driver with the required characteristics. As a result, the known electric lamp may have underestimated technical parameters.

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

Указанная цель достигается тем, что в:The specified goal is achieved by the fact that:

1. электрической лампе, содержащей заполненную изолирующим газом герметичную колбу с 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, общая точка соединения светодиодных матриц n электрических цепей при n=1 образована соединением соответствующих выводов светодиодных матриц через держатель или, если n>1, общие точки соединения светодиодных матриц n электрических цепей соединяют через держатель или через держатель и дополнительные шины так, что светодиодные матрицы дополнительно образуют электрическое соединение в виде 2n - лучевой звезды, 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 при n=1 или, если n>1, через электроды или через электроды и дополнительные шины;1. an electric lamp containing a sealed flask filled with insulating gas with a socle 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, the common point of connection of LED matrices n of electrical circuits at n = 1 is formed by connecting the corresponding output s of LED arrays through the holder or, if n> 1, common points of connection of the LED arrays of n electric circuits are connected through the holder or through the holder and additional buses so that the LED arrays additionally form an electrical connection in the form of a 2n-ray star, a driver installed inside the base , the driver input terminals are connected to the base terminals, and the output terminals are connected to the extreme terminals of the LED matrices of n electric circuits through the electrodes at n = 1 or, if n> 1, through the electrodes or through the electrodes additional buses;

2. по п. 1, светодиодные матрицы выполняют в виде линеек с выводами на концах и с установленной цепью или цепями последовательно соединенных кристаллов светодиодов на металлической подложке с одной или с двух сторон;2. according to claim 1, LED arrays are made in the form of rulers with leads at the ends and with an installed circuit or chains of series-connected LED crystals on a metal substrate on one or both sides;

3. по п. 2, один из выводов светодиодных матриц электрически соединяют с подложкой;3. according to claim 2, one of the terminals of the LED arrays is electrically connected to the substrate;

4. по п.п. 2 или 3, подложки светодиодных матриц профилированы с боковых торцов и имеют переменную ширину, причем ширина подложки больше в местах установки кристаллов светодиодов;4. by item 2 or 3, the substrates of the LED arrays are profiled from the side ends and have a variable width, the width of the substrate being greater at the locations where the LED crystals are installed;

5. по п. 1, шины имеют форму полукольца или отрезка прямой линии;5. according to claim 1, the tires are in the form of a half ring or a straight line segment;

6. по п. 1, соответствующие шины парами жестко соединяют через диэлектрические вставки;6. according to claim 1, the respective busbars are rigidly connected in pairs through dielectric inserts;

7. по п. 1, электрическое соединение в виде 2n - лучевой звезды образовано непосредственным соединением общих точек соединения светодиодных матриц n электрических цепей без использования держателя и дополнительных шин;7. according to claim 1, the electrical connection in the form of a 2n-ray star is formed by directly connecting the common points of the connection of LED matrices n electrical circuits without using a holder and additional buses;

8. по п. 1, драйвер выполняют состоящим из двух частей, части электрически соединены, причем вторую часть драйвера устанавливают внутри колбы.8. according to claim 1, the driver is made up of two parts, the parts are electrically connected, and the second part of the driver is installed inside the bulb.

Существенным отличием, характеризующим полезную модель, является расширение области применении электрической лампы за счет расширения номенклатуры типоисполнений при повышении технологичности типовых конструкций, обеспечения возможности эффективного увеличения светового потока и светоотдачи, увеличения надежности работы и среднего срока службы, снижения цены при изготовлении ламп различных типоисполнений и выполнении ламп на заданный световой поток, снижения цены применяемых светодиодных матриц, снижения температуры нагрева частей ламп и улучшения условий эксплуатации ламп в замкнутых световых приборах ограниченного объема, улучшения технических характеристик ламп (коэффициент мощности, коэффициент пульсаций светового потока, коэффициент гармоник потребляемого тока, распределение светового потока в пространстве). Расширение области применения обусловлено новыми принципами устройства, новой конструкцией лампы, новой схемой соединения светодиодных матриц, устройством драйвера, новыми элементами и связями, то есть, отличительными признаками полезной модели. Таким образом, отличительные признаки заявляемой электрической лампы являются существенными.A significant difference characterizing the utility model is the expansion of the field of application of an electric lamp by expanding the range of type designs while increasing the manufacturability of standard designs, ensuring the possibility of an effective increase in luminous flux and light output, increasing the reliability and average life, reducing prices in the manufacture of lamps of various types and design lamps for a given luminous flux, reducing the price of used LED arrays, lowering the heating temperature Tei lamps and to improve the operating conditions of the lamps contained light devices of limited volume, improving the performance of lamps (power factor, the factor of luminous flux pulsation factor of input current harmonics, light distribution in space). The expansion of the scope is due to new device principles, a new lamp design, a new LED matrix connection scheme, a driver device, new elements and connections, that is, the hallmarks of a utility model. Thus, the distinguishing features of the claimed electric lamp are essential.

На рисунке приведена типовая конструкция новой электрической лампы со стандартным элементом внешнего токоподвода (сетевым цоколем класса E27 или E14).The figure shows a typical design of a new electric lamp with a standard element of an external current supply (network socket class E27 or E14).

Электрическая лампа содержит заполненную изолирующим газом герметичную колбу 1 с цоколем 2 для подключения к электрической сети, изготовленную из оптически прозрачного материала, с 2n, где n - натуральное число, светодиодными матрицами 3, соединенными парами последовательно в n электрических цепей, и опорной ножкой внутри, имеющей пустотелый штен-гель 4 для откачки, штабик с проволочным держателем 5 и два проволочных электрода 6, общая точка соединения светодиодных матриц n электрических цепей при n=1 образована соединением соответствующих выводов светодиодных матриц через держатель или, если n>1, общие точки соединения светодиодных матриц n электрических цепей соединяют через держатель или через держатель и дополнительные шины 7 так, что светодиодные матрицы дополнительно образуют электрическое соединение в виде 2n - лучевой звезды, драйвер 8, установленный внутри цоколя, входные выводы драйвера соединены с клеммами цоколя, а выходные выводы подключены к крайним выводам светодиодных матриц n электрических цепей через электроды при n=1 или, если n>1, через электроды или через электроды и дополнительные шины.The electric lamp contains a sealed flask 1 filled with insulating gas 1 with a cap 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 in n electrical circuits, and a support leg inside, having a hollow rod-gel 4 for pumping, a staff with a wire holder 5 and two wire electrodes 6, the common point of connection of LED matrices n of electric circuits at n = 1 is formed by connecting the corresponding LED matrix arrays through the holder or, if n> 1, common points of connection of the LED matrices n of electrical circuits are connected through the holder or through the holder and additional buses 7 so that the LED arrays additionally form an electrical connection in the form of a 2n-ray star, driver 8 installed inside the base, the driver input terminals are connected to the base terminals, and the output terminals are connected to the extreme terminals of the LED matrices of n electric circuits through the electrodes at n = 1 or, if n> 1, through the electrodes or through the electric odes and additional buses.

Светодиодные матрицы, как вариант, выполняют в виде линеек с выводами на концах и с установленной цепью или цепями последовательно соединенных кристаллов светодиодов на металлической подложке с одной или с двух сторон.LED matrixes, as an option, are made in the form of rulers with leads at the ends and with an installed circuit or chains of series-connected LED crystals on a metal substrate on one or both sides.

При этом один из выводов светодиодных матриц на металлической подложке электрически соединяют с подложкой.In this case, one of the conclusions of the LED matrices on a metal substrate is electrically connected to the substrate.

Также металлические подложки светодиодных матриц могут быть профилированы с боковых торцов и иметь переменную ширину, причем ширина подложки больше в местах установки кристаллов светодиодов.Also, the metal substrates of the LED arrays can be profiled from the side ends and have a variable width, and the width of the substrate is greater at the installation sites of the LED crystals.

Шины, преимущественно, имеют форму полукольца или отрезка прямой линии.Tires, mainly, have the form of a half ring or a straight line segment.

Соответствующие шины в типоисполнениях могут быть парами жестко соединены через диэлектрические вставки 9.Corresponding tires in standard designs can be coupled rigidly through dielectric inserts 9.

Электрическое соединение в виде 2n - лучевой звезды может быть образовано непосредственным соединением общих точек соединения светодиодных матриц n электрических цепей без использования держателя и дополнительных шин.An electrical connection in the form of a 2n-ray star can be formed by directly connecting common points of connection of LED matrices n electrical circuits without using a holder and additional buses.

Драйвер в вариантах типоисполнений выполняют состоящим из двух частей, части электрически соединены, причем вторую часть драйвера устанавливают внутри колбы.The driver in the versions is made up of two parts, the parts are electrically connected, and the second part of the driver is installed inside the bulb.

Электрическая лампа в установившемся режиме работает следующим образом. Через цоколь 2 стандартного вида (например, Е27 или Е14) электрическая осветительная лампа подключается к обычной питающей электрической сети переменного тока (внешнему источнику питания) непосредственно или к специальной сети (источнику) постоянного тока. Колба 1 из оптически прозрачного материала является основной частью конструкции электрической 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 8, выходные выводы которого через электроды 6, впаянные в ножку, подключены к крайним выводам светодиодных матриц 3, соединенных парами последовательно в одну или несколько (n) электрических цепей. Светодиодные матрицы 3 дополнительно электрически соединены (через общий держатель 5 или через общий держатель и дополнительные шины 7) общими точками (общими выводами) соединения в двух- или многолучевую (2n) звезду. Возможно также непосредственное соединение общих выводов матриц 3 (без использования держателя 5 и дополнительных шин 7) в 2n - лучевую звезду. Последнее более технологично. Принцип работы лампы при этом не изменяется. Шины 7 позволяют разнести светодиодные матрица 3 в рабочем пространстве. Вся конструкция размещается внутри колбы 1 и изолирована от окружающей среды. Число (2n) матриц 3 выбирается из условия получения заданного светового потока электрической лампы. На рисунке для упрощения показан вариант установки в лампе двух светодиодных матриц 3, что соответствует одной электрической цепи (n=1). 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, в частности, и формовкой держателя 5 и электродов 6 в соответствующих плоскостях, перпендикулярных оси ножки. Возможно, как уже отмечено, использование дополнительных шин 7. Конструкции имеют достаточно высокую технологичность и применяются для определенных типоисполнений ламп. Драйвер 8 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 8 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 8 и светоотдачу лампы. Увеличивается и средний срок службы электрической лампы. Драйвер 8 может быть также выполнен состоящим из двух частей. При этом вторая часть драйвера 8 располагается внутри колбы. Выполнение драйвера 8 из двух частей позволяет улучшить характеристики лампы. Лампа, в частности (при соответствующем выполнении драйвера 8), будет иметь более высокие показатели по коэффициентам мощности, пульсаций светового потока, гармоник потребляемого тока и распределение светового потока в пространстве. При размещении драйвера 8 в цоколе 2 рабочего объема, как правило, недостаточно для обеспечения высокого качества изделия. 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 электрической 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 светодиодные 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.The electric lamp in steady state operates as follows. Through the base 2 of a standard type (for example, E27 or E14), an electric lighting lamp is connected directly to a conventional power supply AC electric network (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 electric 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 the cap 2. The terminals of the cap 2 are connected to driver 8 input terminals, the output terminals of which through electrodes 6 soldered into the leg are connected to the extreme terminals of the LED matrices 3 connected in pairs in series into one or more (n) elec chain-empirical. The LED arrays 3 are additionally electrically connected (via a common holder 5 or via a common holder and additional buses 7) by common points (common terminals) of the connection to a two- or multi-beam (2n) star. It is also possible to directly connect the common conclusions of the matrices 3 (without using the holder 5 and additional buses 7) into a 2n-ray star. The latter is more technological. The principle of operation of the lamp does not change. Tires 7 allow to spread LED matrix 3 in the workspace. 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 an electric lamp. For simplicity, the figure shows the option of installing two LED matrices 3 in the lamp, which corresponds to one electric circuit (n = 1). 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, in particular, by molding the holder 5 and electrodes 6 in the respective planes perpendicular to the axis of the legs. Perhaps, as already noted, the use of additional tires 7. Designs have a fairly high adaptability and are used for certain types of lamps. Driver 8 converts the voltage (energy) of an external power source (mains) into a voltage (current) of a given level and frequency, which is necessary to power the matrix LEDs 3. The matrix LEDs 3 can be powered from driver 8 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 8 and the light output of the lamp. The average life of the electric lamp is also increasing. Driver 8 can also be made up of two parts. In this case, the second part of driver 8 is located inside the bulb. Running driver 8 in two parts improves lamp performance. The lamp, in particular (with the appropriate driver 8), will have higher performance in terms of power factors, ripple of the light flux, harmonics of the consumed current and the distribution of the light flux in space. When placing the driver 8 in the base 2 of the working volume, as a rule, it is not enough to ensure high quality products. 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 components of the electric lamp installed inside the bulb 1, and sufficient electric 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 LED matrix 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.

Светодиодные матрицы 3, как вариант, выполняют в виде линеек с выводами на концах и с установленной цепью или цепями последовательно соединенных кристаллов светодиодов на металлической подложке с одной или с двух сторон. Выполнение подложки из металла позволяет повысить механическую прочность светодиодной матрицы 3 и значительно улучшить теплоотвод от кристаллов светодиодов.LED matrix 3, as an option, is made in the form of lines with leads at the ends and with an installed circuit or chains of series-connected LED crystals on a metal substrate on one or both sides. The implementation of the substrate of metal can increase the mechanical strength of the LED matrix 3 and significantly improve the heat sink from the LED crystals.

При этом один из выводов светодиодных матриц 3 на металлической подложке электрически соединяют с подложкой. Это делает конструкцию матриц 3 более технологичной и снижает их цену.In this case, one of the terminals of the LED arrays 3 on a metal substrate is electrically connected to the substrate. This makes the design of matrices 3 more technological and reduces their price.

Также металлические подложки светодиодных матриц 3 могут быть профилированы с боковых торцов и иметь переменную ширину, причем ширина подложки больше в местах установки кристаллов светодиодов. При нанесении люминофора распределение светового потока матриц 3 в пространстве в этом случае улучшается.Also, the metal substrate of the LED matrix 3 can be profiled from the side ends and have a variable width, and the width of the substrate is greater at the installation sites of the LED crystals. When applying the phosphor, the distribution of the light flux of the matrices 3 in space in this case is improved.

Шины 7, преимущественно, имеют форму полукольца или отрезка прямой линии. Шины 7 обеспечивают разнесение матриц 3 в рабочем пространстве колбы 1.Tires 7, mainly, have the form of a half ring or a straight line segment. Tires 7 provide a spacing of the matrices 3 in the working space of the bulb 1.

Соответствующие шины 7 в типоисполнениях (соединяемые с держателем 5 и, соответственно, с электродами 6) могут быть парами жестко симметрично соединены через специальные диэлектрические вставки 9. Это дает возможность повысить технологичность конструкции и улучшить дизайн электрической лампы. Изделие (узел с матрицами 3) приобретает более точные размеры. Обеспечивается повторяемость при изготовлении отдельных ламп.Corresponding buses 7 in standard designs (connected to the holder 5 and, respectively, to the electrodes 6) can be coupled rigidly symmetrically through special dielectric inserts 9. This makes it possible to increase the manufacturability of the structure and improve the design of the electric lamp. The product (unit with matrices 3) acquires more accurate dimensions. Provides repeatability in the manufacture of individual lamps.

По сравнению с прототипом существенно расширяется область применения электрической лампы.Compared with the prototype, the scope of the electric 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.

Номенклатура типоисполнений ламп значительно расширяется. Каждое типоисполнение может представлять собой оптимальное по конструкции и достаточно технологичное изделие, что снижает цену.The range of types of lamp designs is expanding significantly. Each type design can be an optimal design and a fairly technological product, which reduces the price.

Новая конструкция электрической лампы и в целом является более технологичной, что позволяет изготавливать устройства с большими световыми потоками, используя унифицированные светодиодные матрицы на минимальную мощность, а также матрицы на металлических подложках. 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. Теплоотвод от кристаллов светодиодов в новой лампе выше, что повышает надежность. Возможность изготавливать лампы без держателя сокращает число технологических операций и также снижает цену изделий в серийном производстве.The new design of the electric lamp is generally more technologically advanced, which makes it possible to manufacture devices with large luminous fluxes using unified LED arrays for minimum power, as well as arrays on metal substrates. 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. The heat sink from the LED crystals in the new lamp is higher, which increases reliability. The ability to produce lamps without a holder reduces the number of technological operations and also reduces the price of products in serial production.

За счет более низкой рабочей температуры светодиодов существенно повышается светоотдача лампы (при выполнении на заданный световой поток).Due to the lower operating temperature of the LEDs, the light output of the lamp is significantly increased (when executed at a given light flux).

Упрощается и удешевляется обслуживание осветительных установок с заявляемыми лампами.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 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 the electric lamp.

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

Световая отдача заявляемой лампы может быть на 10…15% выше, чем светоотдача лампы-прототипа.The luminous efficiency of the inventive lamp can be 10 ... 15% higher than the luminous efficiency of the prototype lamp.

Срок службы новой электрической осветительной лампы (согласно экспертной оценки) превышает срок службы лампы-прототипа в 1,2…1,4 раза (за счет улучшения условий работы светодиодных матриц, а также драйвера).The service life of a new electric lighting lamp (according to expert evaluation) exceeds the service life of a prototype lamp by 1.2 ... 1.4 times (due to improved working conditions of LED arrays, as well as the driver).

Claims

1. Электрическая лампа, содержащая заполненную изолирующим газом герметичную колбу с 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, общая точка соединения светодиодных матриц n электрических цепей при n=1 образована соединением соответствующих выводов светодиодных матриц через держатель или, если n>1, общие точки соединения светодиодных матриц n электрических цепей соединяют через держатель или через держатель и дополнительные шины так, что светодиодные матрицы дополнительно образуют электрическое соединение в виде 2n - лучевой звезды, 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 при n=1 или, если n>1, через электроды или через электроды и дополнительные шины.1. An electric lamp containing a sealed flask filled with insulating gas with a socle 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, the common point of connection of LED matrices n of electrical circuits at n = 1 is formed by connecting the corresponding output s of LED arrays through the holder or, if n> 1, common points of connection of the LED arrays of n electric circuits are connected through the holder or through the holder and additional buses so that the LED arrays additionally form an electrical connection in the form of a 2n-ray star, a driver installed inside the base , the driver input terminals are connected to the base terminals, and the output terminals are connected to the extreme terminals of the LED matrices of n electric circuits through the electrodes at n = 1 or, if n> 1, through the electrodes or through the electrodes additional buses.

2. Электрическая лампа по п. 1, отличающаяся тем, что светодиодные матрицы выполняют в виде линеек с выводами на концах и с установленной цепью или цепями последовательно соединенных кристаллов светодиодов на металлической подложке с одной или с двух сторон.2. An electric lamp according to claim 1, characterized in that the LED matrices are made in the form of lines with leads at the ends and with an installed circuit or chains of series-connected LED crystals on a metal substrate on one or both sides.

3. Электрическая лампа по п. 2, отличающаяся тем, что один из выводов светодиодных матриц электрически соединяют с подложкой.3. An electric lamp according to claim 2, characterized in that one of the terminals of the LED arrays is electrically connected to the substrate.

4. Электрическая лампа по п. 2 или 3, отличающаяся тем, что подложки светодиодных матриц профилированы с боковых торцов и имеют переменную ширину, причем ширина подложки больше в местах установки кристаллов светодиодов.4. An electric lamp according to claim 2 or 3, characterized in that the substrates of the LED arrays are profiled from the side ends and have a variable width, the width of the substrate being greater at the locations where the LED crystals are installed.

5. Электрическая лампа по п. 1, отличающаяся тем, что шины имеют форму полукольца или отрезка прямой линии.5. The electric lamp according to claim 1, characterized in that the tires are in the form of a half ring or a straight line segment.

6. Электрическая лампа по п. 1, отличающаяся тем, что соответствующие шины парами жестко соединяют через диэлектрические вставки.6. The electric lamp according to claim 1, characterized in that the respective busbars are rigidly connected in pairs through dielectric inserts.

7. Электрическая лампа по п. 1, отличающаяся тем, что электрическое соединение в виде 2n - лучевой звезды образовано непосредственным соединением общих точек соединения светодиодных матриц n электрических цепей без использования держателя и дополнительных шин.7. The electric lamp according to claim 1, characterized in that the electrical connection in the form of a 2n-ray star is formed by directly connecting the common points of the connection of the LED arrays of n electrical circuits without using a holder and additional buses.

8. Электрическая лампа по п. 1, отличающаяся тем, что драйвер выполняют состоящим из двух частей, части электрически соединены, причем вторую часть драйвера устанавливают внутри колбы.

8. The electric lamp according to claim 1, characterized in that the driver is made up of two parts, the parts are electrically connected, and the second part of the driver is installed inside the bulb.