[go: up one dir, main page]

WO2017116287A2 - Led filament lamp - Google Patents

Led filament lamp Download PDF

Info

Publication number
WO2017116287A2
WO2017116287A2 PCT/RU2016/000938 RU2016000938W WO2017116287A2 WO 2017116287 A2 WO2017116287 A2 WO 2017116287A2 RU 2016000938 W RU2016000938 W RU 2016000938W WO 2017116287 A2 WO2017116287 A2 WO 2017116287A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
led
driver
led filament
electrodes
filaments
Prior art date
Application number
PCT/RU2016/000938
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Other versions
WO2017116287A3 (en
Inventor
Евгений Михайлович СИЛКИН
Original Assignee
Евгений Михайлович СИЛКИН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Евгений Михайлович СИЛКИН filed Critical Евгений Михайлович СИЛКИН
Publication of WO2017116287A2 publication Critical patent/WO2017116287A2/en
Publication of WO2017116287A3 publication Critical patent/WO2017116287A3/en

Links

Definitions

  • the invention relates to lighting engineering and can be used in the design of new energy-efficient sources of optical radiation with an extended service life.
  • the invention is directed to expanding the field of application of LED filament lamp.
  • Known LED filament lamp containing a base, inside which the driver is installed, the input terminals of the driver are connected to the contacts of the base, and a sealed bulb made of optically transparent material and filled with an insulating optically transparent and chemically inert gaseous substance, with a support leg having plug, holder with holder, two electrodes, and with two pairs of LED filaments inside, connected electrically by leads in a serial circuit through the holder, filaments in pairs They are in parallel through additional buses, and the second outputs of the pairs of LED filaments of the serial circuit are connected to the corresponding output terminals of the driver via electrodes (Thomson Filament- new generation LED lamps / Electronic resource- http://geektimes.ru/medgadgets/ blog / 247172 /).
  • LED filament lamps As an isolating optically transparent and chemically inert gaseous substance in LED filament lamps, as a rule, “light” gases (helium, hydrogen) or mixtures of these gases or mixtures are used they are with nitrogen, neon, argon or krypton, having a pressure of 0.3 to 0.9 bar at an ambient temperature of 273 K and having a high thermal conductivity and low viscosity.
  • light gases helium, hydrogen
  • nitrogen, neon, argon or krypton having a pressure of 0.3 to 0.9 bar at an ambient temperature of 273 K and having a high thermal conductivity and low viscosity.
  • an alternating current electric network is used as an external power source of the LED filament lamp.
  • the LED lamp can also be powered from a special DC source.
  • the advantages of the well-known LED filament lamp are the use of a stand with one holder and a minimum number of vacuum tight solders (two electrodes).
  • the disadvantages of the LED filament lamp are a narrow scope, which is due to the design features (a large number of welding points, the presence of additional tires, low-tech devices, the inability to effectively automate the assembly process, low reliability, high price).
  • the total number of welding points (joints) with four separate filaments (two pairs) in the circuit is 12.
  • the number of additional tires is 4.
  • the reliability of the LED filament lamp under actual operating conditions is largely determined by the total number of welded joints (welding points). Reliability of work also decreases with an increase in the number of manual manipulations with filaments.
  • the price of the product depends on the number of manual operations during its assembly.
  • LED filament lamp containing a base, inside which the driver is installed, the input terminals of the driver are connected to the contacts of the base, and a sealed bulb made of optically transparent ma and filled with an insulating optically transparent and chemically inert gaseous substance, with a support leg having a plug, a stand with two holders, four electrodes, and with two pairs of LED filaments inside, connected electrically by leads to a series circuit through two electrodes in volume the base, the filament in pairs are connected in series through the respective holders, and the second outputs of the pairs of LED filaments of the serial circuit are connected to the corresponding output terminals of the driver through e electrodes of the second pair of electrodes (LED Filament Led lamps, new 2015 / Electronic resource- http://led-obzor.ru> svetodiodnyie- lampyi-po-tehnologii-filament-led).
  • the advantage of the well-known LED filament lamp is the ability to use an efficient driver of small overall dimensions with a relatively simple electrical circuit. Therefore, most of the so-called decorative LED filament lamps (a candle, a candle in the wind, a small-diameter ball, etc.) with a higher driver size requirement have a similar design.
  • the disadvantages of the LED filament lamp is the narrow scope, which is due to the design features (a large number of vacuum tight junctions, a relatively large number of welding points, the need to connect the electric circuit of two pairs of LED filaments by curling and additional welding, or by soldering and insulation of the electrodes outside the bulb, the need for electrical insulation of the holders, which requires placing them in different planes in the staff lens, the difficulties of insulation of electric rods, low-tech devices, the inability to automate the assembly process, low reliability, high price).
  • the number of vacuum tight solders in the known LED filament lamp is 4 (four electrodes).
  • the total number of welding points (with four filaments in the circuit) is 8.
  • the number of additional connections of two electrodes is 1.
  • the reliability of the LED filament lamp of the considered design in real operating conditions is determined by the number of vacuum tight welds, the total number of welded joints (welding points, lay) and electrically insulated electrodes and holders.
  • the price of the product depends on the total number of manual operations when assembling the lamp.
  • Known LED filament lamp containing a base, inside which the driver is installed, the input terminals of the driver are connected to the contacts of the base, and a sealed flask made of optically transparent material and filled with an insulating optically transparent and chemically inert gaseous substance, with a support leg having a plug, a stand with two holders, four electrodes, and with two pairs of LED filaments inside, connected electrically by leads to a series circuit through two electrodes in the volume of the central
  • the filament, filaments in pairs are connected in series through the respective holders, and the second outputs of the pairs of LED filaments of the serial circuit are connected to the corresponding output terminals of the driver through the electrodes of the second pair of electrodes (Disassembly of the “Edison LED lamp” / Electronic resource h ttp: // w ww.
  • the disadvantage of LED filament lamps is the narrow scope, which is due to design features (a large number of vacuum tight junctions, a relatively large number of welding points, the need to connect the electric circuit of two pairs of LED filaments by curling and additional welding, or by soldering and insulation of the electrodes outside the bulb, the need for electrical insulation of the holders, which requires their placement in different planes in the staff lens, the difficulties of insulation of the electrodes, low-tech devices , The inability to automate the assembly to the process, low reliability, high cost).
  • the number of vacuum tight hollows in the known LED filament lamp is 4 (four electrodes).
  • the total number of welding points (with four filaments in the circuit) is 8.
  • the number of additional connections of two electrodes is 1.
  • the reliability of operation of the LED filament lamp of the considered design under real operating conditions is also determined by the number of vacuum tight welds and the total number of welded joints (welding points , lay) and electrically insulated electrodes and holders. The price of the product depends on the total number of manual operations when assembling the lamp.
  • Known LED filament lamp containing a base, inside which the driver is installed, the input terminals of the driver are connected to the contacts of the base, and a sealed bulb made of optically transparent material and filled with an insulating optically transparent and chemically inert gaseous substance, with a support leg having a shtel-gel, a staff with a holder, two electrodes, and with three pairs of LED lamellas inside, connected electrically to the serial circuit through the holder, the filaments in pairs are connected in parallel via additional buses, and the second outputs of the pairs of LED filaments of the serial circuit are connected to the corresponding output terminals of the driver via electrodes (Thomson Filament - new generation LED lamps / Electronic resource- http://geektimes.ru/medgadgets blog / 247172 /).
  • LED filament lamp is the closest in technical essence to the invention and is selected as a prototype.
  • the disadvantage of the prototype is a narrow scope, due to design features (a large number of welding points, the presence of additional tires, low-tech devices, the impossibility of efficient automation of the assembly process, low reliability, high price).
  • the total number of welding points for six separate filaments in the circuit is 16.
  • the number of additional tires is 4.
  • the reliability of the LED filament lamp in actual use conditions is largely determined by the total number of welded joints (welding points). Reliability of work also decreases with an increase in the number of manual manipulations with filaments and their number.
  • the price of a product depends on the total number of manual operations during its assembly.
  • the invention is aimed at solving the problem of expanding the field of application of LED filament lamps by increasing the reliability, technological design, reducing the number of connections and additional elements, ensuring the possibility of efficient automation of the assembly process, lowering the price, which is the purpose of the invention and the technical result.
  • the driver input terminals are connected to the base contacts, and a sealed bulb made of optically transparent material and filled with an insulating an optically transparent and chemically inert gaseous substance, with a support leg having a plug, stand, two electrodes, and with two cassettes with parallel connection of LED filaments through busbars inside, connected They are electrically connected to the serial circuit, the common point of connection of the cassettes is formed by the direct connection of the corresponding busbars of the cassettes, and the buses forming the conclusions of the serial circuit are connected to the corresponding output terminals of the driver through the electrodes.
  • a significant difference characterizing the invention is the expansion of the scope of the LED filament lamp by improving the design of its main components.
  • the total number of welding points (joints) does not depend on the number of filaments in the cassette (minimum 3).
  • the construction of the staff is greatly simplified.
  • the stacker can be carried out without a lens and holders.
  • the cassette is made as a single element in the technological process of manufacturing the filaments themselves (with a reduction in the number of technological operations).
  • Cassette design more tough and reliable (than the design of a separate filament).
  • the cost of a cartridge is significantly lower than the total price of a set of individual filaments.
  • the lamp has a higher reliability by reducing the total number of manipulations with filaments and reducing the number of welding points (joints).
  • the new lamp has the most technological design.
  • the assembly of the LED filament lamp can be effectively automated (mechanized).
  • the new lamp the smallest possible number of vacuum tight junctions (2).
  • Each vacuum-tight junction is an important structural element of the LED filament lamp.
  • the tightness of the bulb depends on the quality of its implementation. Requirements for the operation of vacuum tight inlets increase with the use of “light” gases (helium, hydrogen) with high penetrating power in LED filament lamps.
  • the figure shows the LED filament lamp of the claimed design assembly (with a bulb bulb decorative bulb).
  • the bulb shape of the LED filament lamp can be any (for example, except for a ball, a candle, a candle in the wind, a fungus, etc., similar to incandescent bulbs). The principles of operation and the arrangement of the lamp do not change.
  • the LED filament lamp contains a base 1, inside of which a driver 2 is installed, the driver input terminals are connected to the base contacts, and a sealed bulb 3 made of optically transparent material and filled with an isolating optically transparent and chemically inert gaseous substance with a support a foot having a plug 4, a staff 5, two electrodes 6, and with two cassettes with parallel connection of the LED filaments 7 through the busbars 8 inside, electrically connected in a serial circuit, a common point with non-union cassettes formed mediocre compound cassettes respective tires and the tires, which form conductive terminals of the serial circuit are connected to respective terminals nym The output driver through the electrodes.
  • LED filament lamp in steady state works as follows. Through a standard-type socle 1 (E14, E27, B22, etc.), the electric lamp is connected directly to a conventional AC mains supply (external power supply) or to a special DC network (source). Bulb 3 made of optically transparent material is the main part of the design of the LED filament lamp, which carries out the bearing, protective, light-scattering functions and the function of metalization of the workspace. The bulb 3 is rigidly mechanically connected (mated) to the base 1. The contacts of the base 1 are connected to the input terminals of the driver board 2.
  • a chain of sequentially connected LED filament cassettes 7 (or LEDs, arrays, or rulers, a light-emitting body) is electrically connected to the output terminals driver boards 2 through electrodes 6 soldered into the foot.
  • the entire structure (light-emitting body) is located inside the bulb 3 and is isolated from the environment.
  • Driver 2 converts the voltage (energy) of the external power source into the voltage (current) of a given level and frequency, which is necessary for powering the LED filaments 7 (cassettes) of the light-emitting body.
  • the LED filament power (7) can, in principle, be supplied from driver 2 both at constant and alternating current (when supplied with alternating current, pairs of filaments of 7 cassettes are electrically connected in parallel). AC power can be energy efficient.
  • the light-emitting body is centered and supported (fixed or fixed) in the inner space of the bulb 3 with the help of a stand 5.
  • the stand 5 can be equipped with a lens, including a special shape, for example, with the necessary planes for pressing the LED filaments cops 7 cassettes (or LED matrices, rulers) during welding (connection). Additional support for filament cassettes of the 7th circuit is provided by welding its terminals (busbars 8) to the electrodes (6). Forming of the electrodes (6) can be carried out in a plane perpendicular to the axis of the legs.
  • the lamp stand 5 should be made with a minimum sufficient length.
  • a small rack 5 is not a fundamentally necessary element (for example, with a small number of filaments 7 in cassettes) and may be absent in the design. The principle of operation of the lamp does not change.
  • Flask 3 is filled with insulating (buffer) gas. Pumping and filling of the internal volume of the flask 3 is carried out through the pumping (hollow) ram 4 of the support leg. After filling the flask 3 with insulating gas, the plug 4 is sealed off.
  • insulating gas for example, a mixture containing more than 15% nitrogen, 20% helium and less than 65% hydrogen at a pressure of from 0.3 to 0.9 bar is used.
  • a buffer gas for example, a mixture containing more than 15% nitrogen, 20% helium and less than 65% hydrogen at a pressure of from 0.3 to 0.9 bar is used.
  • the composition of the insulating gas and its pressure should ensure the best heat dissipation from the elements and components of the LED filament lamp installed inside the bulb 3, and sufficient electrical strength.
  • Hydrogen and helium provide good thermal conductivity.
  • Helium additives limit the hydrogen content in the mixture without significantly increasing the price and without reducing its thermal conductivity to a large extent.
  • Nitrogen increases the electric strength of the mixture.
  • the volume of the bulb 3 and its shape in the lamp should also be optimized in order to improve heat dissipation. Close to optimal are the standard shapes and sizes of bulbs (3) used for serial incandescent lamps.
  • the LED filaments 7 and (or) the matrix of the light-emitting body should be placed (if possible) at a minimum distance from the walls of the bulb (3). When an electric current passes through the filament LEDs 7 (matrices, rulers), they emit light waves, in particular, visible light.
  • the number of filaments 7 in cassettes can practically be any.
  • the minimum number of filaments in a cartridge obviously, corresponds to only one filament.
  • the maximum (specific) number of filaments 7 in the cassettes is limited by the characteristic geometric dimensions of the flask 3.
  • the table shows the values of the thermal conductivity of insulating (buffer) gases at a temperature close to zero degrees (except for SF6 gas) in Celsius (273 K), which in principle can be applied in new LED filament lamps.
  • Hydrogen is combustible (flammable) and explosive gas. Its use (in comparison with helium) does not give a noticeable gain in thermal conductivity either. Hydrogen also has a relatively high penetrating power. Pure hydrogen for the used materials of the flasks 3 can be chemically active. Therefore, to fill them (or with two-component mixtures of hydrogen with helium) flasks 3 in electric LED lamps offer a cushioned construction is also not recommended. However, the diffusion of hydrogen into the material and through the walls of the flask 3 and chemical reactions can be hindered by a “heavy” inert gas or nitrogen. The use of additional gas components limits the limiting content of hydrogen in the mixture and completely eliminates its disadvantages.
  • SF6 gas is the most “heavy” of all known gases (approximately 5 times heavier than air). And the value of the thermal conductivity coefficient of SF6 in the table corresponds to a high temperature (about 1 000 degrees Celsius). At the operating temperatures of the new LED filament lamp, the thermal conductivity of SF6 gas is lower than the thermal conductivity of air and nitrogen. That is, it is less effective (and very expensive). However, this gas has good electrical insulating properties. In principle, SF6 gas can be used as a component of the heat sink mixture in an LED filament lamp.
  • Krypton and xenon have a relatively low thermal conductivity.
  • krypton and, to an even greater extent, xenon are “expensive” gases.
  • incandescent lamps the use of these gases in new LED lamps is possible, but not very justified (not efficient and irrelevant painfully).
  • the need for the use of the inventive gas mixtures is dictated by the requirements for the dielectric strength of the insulating filling, sufficient thermal conductivity, and limitation of helium diffusion through vacuum-tight junctions, walls and inside the bulb material 3, as well as, in some cases, economic reasons.
  • the dielectric strength of mixtures increases with increasing pressure.
  • the price of the gases and gas mixtures used is extremely important, as it affects the final price of the product in production.
  • the use of hydrogen, neon and nitrogen in the inventive electric LED lamp is promising. Neon also provides a relatively good heat dissipation from structural elements and sufficient reliability of the electric LED lamp.
  • optically transparent substrates for LEDs of filaments 7 (and LED matrices, rulers) of a light-emitting body with increased With its heat-conducting properties, it allows to reduce the energy loss of optical radiation and to reduce the heating of the semiconductor structures of LEDs, which positively affects the stability of the characteristics of the lamps and their average life (reliability).
  • the figure shows the design with cassettes containing three parallel-connected (via busbars 8) LED filament 7.
  • Busbars 8 are, for example, part of the frame of the original cassette used in the manufacture of LED filaments 7. This is the most technologically advanced.
  • the manufacture of cartridges with several filaments 7 is carried out by simple cutting of the original cartridge (usually containing more than 25 filaments 7).
  • the necessary distances between the filaments 7 in the cassettes are provided by the removal of intermediate elements or by the set step of the original cassette.
  • a cassette can also be obtained using separate filaments 7.
  • the process of manufacturing cassettes from individual filaments 7 can also be automated. But it is most preferable to use the original cassettes, which simplifies and reduces the cost of lamp assembly technology.
  • the assembly process of a new lamp can be effectively automated (mechanized), which allows to reduce production costs, increase productivity and reduce the percentage of rejects.
  • the new design of the LED filament lamp allows the development and application of direct (or alternating) current drivers with high technical characteristics and, as noted above, to ensure high-quality electrical insulation of the electrodes and the driver itself.
  • the new lamp In the new lamp, the smallest possible number of vacuum tight junctions. There are no problems with isolating the holders and ensuring the mechanical strength of the lens and the headquarters itself.
  • the stacker has a simpler design, greater mechanical strength and is more technological in manufacturing.
  • the number of welding points (joints) in the lamp is reduced by more than 5 times (from 16 to 3). All this increases the reliability and increases the average life of the LED filament lamp.
  • the price of a new lamp can be reduced by lowering the price of neniya flasks (use of hydrogen and nitrogen).
  • the gas mixture can have a significantly lower final price.
  • the service life of a new LED filament lamp can exceed the service life of a prototype lamp by 1, 8 ... 2.5 times (for high power lamps) due to improved design, reducing the number of welding points (joints), high-quality heat dissipation and improving electrical insulation.
  • the new LED filament lamp can be used in special and new critical applications.

Landscapes

  • Fastening Of Light Sources Or Lamp Holders (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

The invention broadens the scope of application of a device by means of improving operational reliability, enhancing the manufacturability of the design, reducing the number of connections and additional elements, allowing for effectively automating the assembly process, and reducing costs. The technical result is achieved in an LED filament lamp, containing a base (1) having a driver (2) installed therein, input terminals of the driver being connected to contacts of the base, and a hermetic envelope (3) made of an optically-transparent material and filled with an insulating, optically-transparent and chemically-inert gaseous substance, with a support leg having a tubulation (4), a stem (5) and two electrodes (6), and with two cases having LED filaments (7) which are connected in parallel via collecting buses (8) within same, said cases being electrically connected in a sequential circuit, a common connection point for the cases being formed by a direct connection of the corresponding buses of the cases, and the buses, which form the terminals of the sequential circuit, being connected via electrodes to corresponding output terminals of the driver.

Description

Светодиодная филаментная лампа  LED filament lamp
Область техники Technical field
Изобретение относится к светотехнике и может быть использовано при проектировании новых энергоэффективных источников оптического излучения с увеличенным сроком службы. Изобретение направлено на расширение обла- сти применения светодиодной филаментной лампы.  The invention relates to lighting engineering and can be used in the design of new energy-efficient sources of optical radiation with an extended service life. The invention is directed to expanding the field of application of LED filament lamp.
Предшествующий уровень техники  State of the art
Известна светодиодная филаментная лампа, содержащая цоколь, внутри которого установлен драйвер, входные выводы драйвера соединены с контакта- ми цоколя, и герметичную колбу, изготовленную из оптически прозрачного ма- териала и заполненную изолирующим оптически прозрачным и химически инертным газообразным веществом, с опорной ножкой, имеющей штенгель, штабик с держателем, два электрода, и с двумя парами светодиодных филамен- тов внутри, соединенных электрически выводами в последовательную цепь че- рез держатель, филаменты в парах соединены параллельно через дополнитель- ные шины, а вторые выводы пар светодиодных филаментов последовательной цепи подключены к соответствующим выходным выводам драйвера через элек- троды (Thomson Filament- светодиодные лампы нового поколения/ Электрон- ный ресурс- http://geektimes.ru/medgadgets/blog/ 247172/).  Known LED filament lamp containing a base, inside which the driver is installed, the input terminals of the driver are connected to the contacts of the base, and a sealed bulb made of optically transparent material and filled with an insulating optically transparent and chemically inert gaseous substance, with a support leg having plug, holder with holder, two electrodes, and with two pairs of LED filaments inside, connected electrically by leads in a serial circuit through the holder, filaments in pairs They are in parallel through additional buses, and the second outputs of the pairs of LED filaments of the serial circuit are connected to the corresponding output terminals of the driver via electrodes (Thomson Filament- new generation LED lamps / Electronic resource- http://geektimes.ru/medgadgets/ blog / 247172 /).
В качестве изолирующего оптически прозрачного и химически инертного газообразного вещества в светодиодных филаментных лампах применяют, как правило, «легкие» газы (гелий, водород) или смеси указанных газов, или смеси их с азотом, неоном, аргоном или криптоном, имеющие давление от 0,3 до 0,9 бар при температуре окружающей среды 273 К и обладающие высоким коэф- фициентом теплопроводности и низкой вязкостью. As an isolating optically transparent and chemically inert gaseous substance in LED filament lamps, as a rule, “light” gases (helium, hydrogen) or mixtures of these gases or mixtures are used they are with nitrogen, neon, argon or krypton, having a pressure of 0.3 to 0.9 bar at an ambient temperature of 273 K and having a high thermal conductivity and low viscosity.
В качестве внешнего источника питания светодиодной филаментной лам- пы используется электрическая сеть переменного тока. Питание светодиодной лампы может осуществляться и от специального источника постоянного тока.  As an external power source of the LED filament lamp, an alternating current electric network is used. The LED lamp can also be powered from a special DC source.
Преимуществами известной светодиодной филаментной лампы являются использование штабика с одним держателем и минимальное число вакуумплот- ных впаев (два электрода).  The advantages of the well-known LED filament lamp are the use of a stand with one holder and a minimum number of vacuum tight solders (two electrodes).
Недостатками светодиодной филаментной лампы является узкая область применения, что обусловлено особенностями конструкции (большим числом точек сварки, наличием дополнительных шин, нетехнологичностью устройства, невозможностью эффективной автоматизации процесса сборки, низкой надеж- ностью работы, высокой ценой). Общее число точек сварки (соединений) при четырех отдельных филаментах (две пары) в схеме равно 12. Количество до- полнительных шин равно 4. Надежность работы светодиодной филаментной лампы в реальных условиях эксплуатации в значительной степени определяется общим числом сварных соединений (точек сварки). Надежность работы снижа- ется также при увеличении количества ручных манипуляций с филаментами. Цена изделия зависит от числа ручных операций при ее сборке.  The disadvantages of the LED filament lamp are a narrow scope, which is due to the design features (a large number of welding points, the presence of additional tires, low-tech devices, the inability to effectively automate the assembly process, low reliability, high price). The total number of welding points (joints) with four separate filaments (two pairs) in the circuit is 12. The number of additional tires is 4. The reliability of the LED filament lamp under actual operating conditions is largely determined by the total number of welded joints (welding points). Reliability of work also decreases with an increase in the number of manual manipulations with filaments. The price of the product depends on the number of manual operations during its assembly.
Известна светодиодная филаментная лампа, содержащая цоколь, внутри которого установлен драйвер, входные выводы драйвера соединены с контакта- ми цоколя, и герметичную колбу, изготовленную из оптически прозрачного ма- териала и заполненную изолирующим оптически прозрачным и химически инертным газообразным веществом, с опорной ножкой, имеющей штенгель, штабик с двумя держателями, четыре электрода, и с двумя парами светодиод- ных филаментов внутри, соединенных электрически выводами в последова- тельную цепь через два электрода в объеме цоколя, филаментьт в парах соеди- нены последовательно через соответствующие держатели, а вторые выводы пар светодиодных филаментов последовательной цепи подключены к соответству- ющим выходным выводам драйвера через электроды второй пары электродов (Светодиодные лампы Filament Led, новинка 2015/ Электронный ресурс- http://led-obzor.ru> svetodiodnyie- lampyi-po-tehnologii- filament-led). Known LED filament lamp containing a base, inside which the driver is installed, the input terminals of the driver are connected to the contacts of the base, and a sealed bulb made of optically transparent ma and filled with an insulating optically transparent and chemically inert gaseous substance, with a support leg having a plug, a stand with two holders, four electrodes, and with two pairs of LED filaments inside, connected electrically by leads to a series circuit through two electrodes in volume the base, the filament in pairs are connected in series through the respective holders, and the second outputs of the pairs of LED filaments of the serial circuit are connected to the corresponding output terminals of the driver through e electrodes of the second pair of electrodes (LED Filament Led lamps, new 2015 / Electronic resource- http://led-obzor.ru> svetodiodnyie- lampyi-po-tehnologii-filament-led).
Достоинством известной светодиодной филаментной лампы является воз- можность использования эффективного драйвера малых габаритных размеров со сравнительно простой электрической схемой. Поэтому подобную конструкцию имеют большинство, так называемых, декоративных светодиод- ных филаментных ламп (свеча, свеча на ветру, шар малого диаметра и др.) с по- вышенными требованиями к размерам драйвера.  The advantage of the well-known LED filament lamp is the ability to use an efficient driver of small overall dimensions with a relatively simple electrical circuit. Therefore, most of the so-called decorative LED filament lamps (a candle, a candle in the wind, a small-diameter ball, etc.) with a higher driver size requirement have a similar design.
Недостатками светодиодной филаментной лампы является узкая область применения, что обусловлено особенностями конструкции (большим числом вакуумплотных впаев, сравнительно большим числом точек сварки, необходи- мостью соединения электрической цепи двух пар светодиодных филаментов свивкой и дополнительной сваркой, или пайкой и изоляцией электродов вне колбы, необходимостью электрической изоляции держателей, что требует раз- мещения их в разных плоскостях в линзе штабика, сложностями изоляции элек- тродов, нетехнологичностью устройства, невозможностью автоматизации про- цесса сборки, низкой надежностью, высокой ценой). Число вакуумплотных впаев в известной светодиодной филаментной лампе составляет 4 (четыре электрода). Общее число точек сварки (при четырех филаментах в схеме) равно 8. Количество дополнительных соединений двух электродов составляет 1. На- дежность работы светодиодной филаментной лампы рассмотренной конструк- ции в реальных условиях эксплуатации определяется числом вакуумплотных впаев, общим числом сварных соединений (точек сварки, свивки) и электриче- ской изоляцией электродов и держателей. Цена изделия зависит от общего ко- личества ручных операций при сборке лампы. The disadvantages of the LED filament lamp is the narrow scope, which is due to the design features (a large number of vacuum tight junctions, a relatively large number of welding points, the need to connect the electric circuit of two pairs of LED filaments by curling and additional welding, or by soldering and insulation of the electrodes outside the bulb, the need for electrical insulation of the holders, which requires placing them in different planes in the staff lens, the difficulties of insulation of electric rods, low-tech devices, the inability to automate the assembly process, low reliability, high price). The number of vacuum tight solders in the known LED filament lamp is 4 (four electrodes). The total number of welding points (with four filaments in the circuit) is 8. The number of additional connections of two electrodes is 1. The reliability of the LED filament lamp of the considered design in real operating conditions is determined by the number of vacuum tight welds, the total number of welded joints (welding points, lay) and electrically insulated electrodes and holders. The price of the product depends on the total number of manual operations when assembling the lamp.
Известна светодиодная филаментная лампа, содержащая цоколь, внутри которого установлен драйвер, входные выводы драйвера соединены с контакта- ми цоколя, и герметичную колбу, изготовленную из оптически прозрачного ма- териала и заполненную изолирующим оптически прозрачным и химически инертным газообразным веществом, с опорной ножкой, имеющей штенгель, штабик с двумя держателями, четыре электрода, и с двумя парами светодиод- ных филаментов внутри, соединенных электрически выводами в последова- тельную цепь через два электрода в объеме цоколя, филаменты в парах соеди- нены последовательно через соответствующие держатели, а вторые выводы пар светодиодных филаментов последовательной цепи подключены к соответству- ющим выходным выводам драйвера через электроды второй пары электродов (Разборка «Светодиодной лампы Эдисона»/ Электронный ресурс- h ttp : //w ww . s uperfonari k . ru/articl e info . php? arti cl e s_id=29 ) . Недостатком светодиодной филаментной лампы является узкая область применения, что обусловлено особенностями конструкции (большим числом вакуумплотных впаев, сравнительно большим числом точек сварки, необходи- мостью соединения электрической цепи двух пар светодиодных филаментов свивкой и дополнительной сваркой, или пайкой и изоляцией электродов вне колбы, необходимостью электрической изоляции держателей, что требует раз- мешения их в разных плоскостях в линзе штабика, сложностями изоляции элек- тродов, нетехнологичностью устройства, невозможностью автоматизации про- цесса сборки, низкой надежностью, высокой ценой). Число вакуумплотных впа- ев в известной светодиодной филаментной лампе составляет 4 (четыре электро- да). Общее число точек сварки (при четырех филаментах в схеме) равно 8. Ко- личество дополнительных соединений двух электродов составляет 1. Надеж - ность работы светодиодной филаментной лампы рассмотренной конструкции в реальных условиях эксплуатации также определяется числом вакуумплотных впаев, общим числом сварных соединений (точек сварки, свивки) и электриче- ской изоляцией электродов и держателей. Цена изделия зависит от общего ко- личества ручных операций при сборке лампы. Known LED filament lamp containing a base, inside which the driver is installed, the input terminals of the driver are connected to the contacts of the base, and a sealed flask made of optically transparent material and filled with an insulating optically transparent and chemically inert gaseous substance, with a support leg having a plug, a stand with two holders, four electrodes, and with two pairs of LED filaments inside, connected electrically by leads to a series circuit through two electrodes in the volume of the central The filament, filaments in pairs are connected in series through the respective holders, and the second outputs of the pairs of LED filaments of the serial circuit are connected to the corresponding output terminals of the driver through the electrodes of the second pair of electrodes (Disassembly of the “Edison LED lamp” / Electronic resource h ttp: // w ww. s uperfonari k. ru / articl e info. php? arti cl e s_id = 29). The disadvantage of LED filament lamps is the narrow scope, which is due to design features (a large number of vacuum tight junctions, a relatively large number of welding points, the need to connect the electric circuit of two pairs of LED filaments by curling and additional welding, or by soldering and insulation of the electrodes outside the bulb, the need for electrical insulation of the holders, which requires their placement in different planes in the staff lens, the difficulties of insulation of the electrodes, low-tech devices , The inability to automate the assembly to the process, low reliability, high cost). The number of vacuum tight hollows in the known LED filament lamp is 4 (four electrodes). The total number of welding points (with four filaments in the circuit) is 8. The number of additional connections of two electrodes is 1. The reliability of operation of the LED filament lamp of the considered design under real operating conditions is also determined by the number of vacuum tight welds and the total number of welded joints (welding points , lay) and electrically insulated electrodes and holders. The price of the product depends on the total number of manual operations when assembling the lamp.
Известна светодиодная филаментная лампа, содержащая цоколь, внутри которого установлен драйвер, входные выводы драйвера соединены с кон- тактами цоколя, и герметичную колбу, изготовленную из оптически прозрачно- го материала и заполненную изолирующим оптически прозрачным и химиче- ски инертным газообразным веществом, с опорной ножкой, имеющей штен- гель, штабик с держателем, два электрода, и с тремя парами светодиодных фи- ламентов внутри, соединенных электрически выводами в последовательную цепь через держатель, филаменты в парах соединены параллельно через допол- нительные шины, а вторые выводы пар светодиодных филаментов последова- тельной цепи подключены к соответствующим выходным выводам драйвера через электроды (Thomson Filament- светодиодные лампы нового поколения/ Электронный ресурс- http://geektimes.ru/medgadgets blog/ 247172/). Known LED filament lamp containing a base, inside which the driver is installed, the input terminals of the driver are connected to the contacts of the base, and a sealed bulb made of optically transparent material and filled with an insulating optically transparent and chemically inert gaseous substance, with a support leg having a shtel-gel, a staff with a holder, two electrodes, and with three pairs of LED lamellas inside, connected electrically to the serial circuit through the holder, the filaments in pairs are connected in parallel via additional buses, and the second outputs of the pairs of LED filaments of the serial circuit are connected to the corresponding output terminals of the driver via electrodes (Thomson Filament - new generation LED lamps / Electronic resource- http://geektimes.ru/medgadgets blog / 247172 /).
Известная светодиодная филаментная лампа является наиболее близкой по технической сущности к изобретению и выбрана в качестве прототипа.  Known LED filament lamp is the closest in technical essence to the invention and is selected as a prototype.
Недостатком прототипа является узкая область применения, что обуслов- лено особенностями конструкции (большим числом точек сварки, наличием до- полнительных шин, нетехнологичностью устройства, невозможностью эффек- тивной автоматизации процесса сборки, низкой надежностью работы, высокой ценой). Общее число точек сварки при шести отдельных филаментах в схеме равно 16. Количество дополнительных шин равно 4. Надежность работы свето- диодной филаментной лампы в реальных условиях эксплуатации в значитель- ной степени определяется общим числом сварных соединений (точек сварки). Надежность работы снижается также при увеличении количества ручных мани- пуляций с филаментами и их числа. Цена изделия зависит от общего числа руч- ных операций при ее сборке.  The disadvantage of the prototype is a narrow scope, due to design features (a large number of welding points, the presence of additional tires, low-tech devices, the impossibility of efficient automation of the assembly process, low reliability, high price). The total number of welding points for six separate filaments in the circuit is 16. The number of additional tires is 4. The reliability of the LED filament lamp in actual use conditions is largely determined by the total number of welded joints (welding points). Reliability of work also decreases with an increase in the number of manual manipulations with filaments and their number. The price of a product depends on the total number of manual operations during its assembly.
Раскрытие изобретения  Disclosure of invention
Изобретение направлено на решение задачи расширения области примене- ния светодиодной филаментной лампы за счет повышения надежности работы, технологичности конструкции, уменьшения числа соединений и дополнитель ных элементов, обеспечения возможности эффективной автоматизации процес- са сборки, снижения цены, что является целью изобретения и техническим ре- зультатом. The invention is aimed at solving the problem of expanding the field of application of LED filament lamps by increasing the reliability, technological design, reducing the number of connections and additional elements, ensuring the possibility of efficient automation of the assembly process, lowering the price, which is the purpose of the invention and the technical result.
Указанная цель и технический результат достигаются тем, что в свето- диодной филаментной лампе, содержащей цоколь, внутри которого установ- лен драйвер, входные выводы драйвера соединены с контактами цоколя, и гер- метичную колбу, изготовленную из оптически прозрачного материала и запол- ненную изолирующим оптически прозрачным и химически инертным газооб- разным веществом, с опорной ножкой, имеющей штенгель, штабик, два элек- трода, и с двумя кассетами с параллельным подключением светодиодных фи- ламентов через сборные шины внутри, соединенных электрически в последова- тельную цепь, общая точка соединения кассет образована непосредственным соединением соответствующих шин кассет, а шины, образующие выводы по- следовательной цепи, подключены к соответствующим выходным выводам драйвера через электроды.  This goal and the technical result are achieved by the fact that in the LED filament lamp containing the base, inside which the driver is installed, the driver input terminals are connected to the base contacts, and a sealed bulb made of optically transparent material and filled with an insulating an optically transparent and chemically inert gaseous substance, with a support leg having a plug, stand, two electrodes, and with two cassettes with parallel connection of LED filaments through busbars inside, connected They are electrically connected to the serial circuit, the common point of connection of the cassettes is formed by the direct connection of the corresponding busbars of the cassettes, and the buses forming the conclusions of the serial circuit are connected to the corresponding output terminals of the driver through the electrodes.
Существенным отличием, характеризующим изобретение, является расширение области применения светодиодной филаментной лампы за счет улучшения конструкций ее основных узлов. В новой конструкции общее число точек сварки (соединений) не зависит от числа филаментов в кассете (мини- мал ьно и равно 3). Конструкция штабика значительно упрощена. Штабик мо- жет выполняться без линзы и держателей. Кассета изготавливается как единый элемент в технологическом процессе изготовления самих филаментов (при со- кращении числа технологических операций). Конструкция кассеты более жесткая и надежная (чем конструкция отдельного филамента). Стоимость кас- сеты значительно ниже общей цены комплекта из отдельных филаментов. Лам- па имеет более высокую надежность работы за счет сокращения общего числа манипуляций с филаментами и уменьшения количества точек сварки (соедине- ний). Новая лампа имеет наиболее технологичную конструкцию. Сборка свето- диодной филаментной лампы может быть эффективно автоматизирована (меха- низирована). В новой лампе минимально возможное число вакуумплотных впаев (2). Каждый вакуумплотный впай представляет собой ответственный эле- мент конструкции светодиодной филаментной лампы. От качества его выполне- ния зависит герметичность колбы. Требования к работе вакуумплотных впаев возрастают при применении в светодиодных филаментных лампах «лег- ких» газов (гелий, водород), имеющих высокую проникающую способность. В светодиодной филаментной лампе также можно применить эффективный драй- вер малых габаритных размеров с простой и надежной электрической схемой. A significant difference characterizing the invention is the expansion of the scope of the LED filament lamp by improving the design of its main components. In the new design, the total number of welding points (joints) does not depend on the number of filaments in the cassette (minimum 3). The construction of the staff is greatly simplified. The stacker can be carried out without a lens and holders. The cassette is made as a single element in the technological process of manufacturing the filaments themselves (with a reduction in the number of technological operations). Cassette design more tough and reliable (than the design of a separate filament). The cost of a cartridge is significantly lower than the total price of a set of individual filaments. The lamp has a higher reliability by reducing the total number of manipulations with filaments and reducing the number of welding points (joints). The new lamp has the most technological design. The assembly of the LED filament lamp can be effectively automated (mechanized). In the new lamp, the smallest possible number of vacuum tight junctions (2). Each vacuum-tight junction is an important structural element of the LED filament lamp. The tightness of the bulb depends on the quality of its implementation. Requirements for the operation of vacuum tight inlets increase with the use of “light” gases (helium, hydrogen) with high penetrating power in LED filament lamps. In the LED filament lamp, you can also use an efficient driver of small overall dimensions with a simple and reliable electrical circuit.
Расширение области применения светодиодной филаментной лампы дости- гается всей совокупностью отличительных признаков, в том числе новыми эле- ментами и связями, новыми принципами выполнением узлов и элементов конструкции, схемой соединения узлов, то есть, за счет отличительных призна- ков изобретения. Таким образом, отличительные признаки заявляемой свето- диодной филаментной лампы являются существенными.  The expansion of the scope of application of LED filament lamp is achieved by the whole set of distinctive features, including new elements and connections, new principles for the implementation of nodes and structural elements, the connection diagram of the nodes, that is, due to the distinguishing features of the invention. Thus, the distinguishing features of the inventive LED filament lamp are significant.
Краткое описание чертежей  Brief Description of the Drawings
На рисунке изображена светодиодная филаментная лампа заявляемой конструкции в сборе (с колбой декоративной лампы шара). Вариант осуществления изобретения The figure shows the LED filament lamp of the claimed design assembly (with a bulb bulb decorative bulb). An embodiment of the invention
Форма колбы светодиодной филаментной лампы может быть любой (например, кроме шара, свеча, свеча на ветру, грибок и др., аналогичные кол- бам ламп накаливания). Принципы работы и устройства лампы при этом не из- меняются.  The bulb shape of the LED filament lamp can be any (for example, except for a ball, a candle, a candle in the wind, a fungus, etc., similar to incandescent bulbs). The principles of operation and the arrangement of the lamp do not change.
Светодиодная филаментная лампа содержит цоколь 1, внутри которого установлен драйвер 2, входные выводы драйвера соединены с контактами цоко- ля, и герметичную колбу 3, изготовленную из оптически прозрачного материа- ла и заполненную изолирующим оптически прозрачным и химически инерт- ным газообразным веществом, с опорной ножкой, имеющей штенгель 4, шта- бик 5, два электрода 6, и с двумя кассетами с параллельным подключением све- тодиодных филаментов 7 через сборные шины 8 внутри, соединенных электри- чески в последовательную цепь, общая точка соединения кассет образована не- посредственным соединением соответствующих шин кассет, а шины, образую- щие выводы последовательной цепи, подключены к соответствующим выход- ным выводам драйвера через электроды.  The LED filament lamp contains a base 1, inside of which a driver 2 is installed, the driver input terminals are connected to the base contacts, and a sealed bulb 3 made of optically transparent material and filled with an isolating optically transparent and chemically inert gaseous substance with a support a foot having a plug 4, a staff 5, two electrodes 6, and with two cassettes with parallel connection of the LED filaments 7 through the busbars 8 inside, electrically connected in a serial circuit, a common point with non-union cassettes formed mediocre compound cassettes respective tires and the tires, which form conductive terminals of the serial circuit are connected to respective terminals nym The output driver through the electrodes.
Светодиодная филаментная лампа в установившемся режиме работает следующим образом. Через цоколь 1 стандартного вида (Е14, Е27, В22 и др.) электрическая лампа подключается к обычной питающей сети переменного тока (внешнему источнику питания) непосредственно или к специальной сети (источнику) постоянного тока. Колба 3 из оптически прозрачного материала яв- ляется основной частью конструкции светодиодной филаментной лампы, вы- полняющей несущую, защитную, светорассеивающую функции и функцию гер- метизации рабочего пространства. Колба 3 жестко механически соединена (со- пряжена) с цоколем 1. Контакты цоколя 1 соединены с входными выводами платы драйвера 2. Цепь из последовательно соединенных кассет светодиодных филаментов 7 (или светодиоды, матрицы, или линейки, светоизлучающее тело) электрически соединена с выходными выводами платы драйвера 2 через элек- троды 6, впаянные в ножку. Вся конструкция (светоизлучающее тело) разме- щается внутри колбы 3 и изолирована от окружающей среды. Драйвер 2 преоб- разует напряжение (энергию) внешнего источника питания в напряжение (ток) заданного уровня и частоты, необходимое для электропитания светодиодных филаментов 7 (кассет) светоизлучающего тела. Питание светодиодных фила- ментов (7), в принципе, может осуществляться от драйвера 2 как на постоян- ном, так и на переменном токе (при питании на переменном токе пары фила- ментов 7 кассет электрически соединяются параллельно). Питание на перемен- ном токе может быть энергетически выгоднее. Число ступеней преобразования энергии в этом случае уменьшается, что, в целом, повышает надежность работы драйвера 2 и потери в нем. Увеличивается средний срок службы светодиодной филаментной лампы, и улучшаются ее энергетические характеристики. Однако конструкция (при сохранении принципа) несколько усложняется, что затру дня - ет использование стандартной конструкции кассет филаментов 7. LED filament lamp in steady state works as follows. Through a standard-type socle 1 (E14, E27, B22, etc.), the electric lamp is connected directly to a conventional AC mains supply (external power supply) or to a special DC network (source). Bulb 3 made of optically transparent material is the main part of the design of the LED filament lamp, which carries out the bearing, protective, light-scattering functions and the function of metalization of the workspace. The bulb 3 is rigidly mechanically connected (mated) to the base 1. The contacts of the base 1 are connected to the input terminals of the driver board 2. A chain of sequentially connected LED filament cassettes 7 (or LEDs, arrays, or rulers, a light-emitting body) is electrically connected to the output terminals driver boards 2 through electrodes 6 soldered into the foot. The entire structure (light-emitting body) is located inside the bulb 3 and is isolated from the environment. Driver 2 converts the voltage (energy) of the external power source into the voltage (current) of a given level and frequency, which is necessary for powering the LED filaments 7 (cassettes) of the light-emitting body. The LED filament power (7) can, in principle, be supplied from driver 2 both at constant and alternating current (when supplied with alternating current, pairs of filaments of 7 cassettes are electrically connected in parallel). AC power can be energy efficient. The number of stages of energy conversion in this case decreases, which, in general, increases the reliability of the driver 2 and the loss in it. The average life of the LED filament lamp is increased, and its energy characteristics are improved. However, the design (while maintaining the principle) is somewhat complicated, which takes a day to use the standard design of filament cassettes 7.
Светоизлучающее тело центрируется и поддерживается (закрепляется или фиксируется) во внутреннем пространстве колбы 3 с помощью штабика 5. Для этого штабик 5 может быть снабжен линзой, в том числе, специальной формы, например, с необходимыми плоскостями для прижима светодиодных фила- ментов 7 кассет (или светодиодных матриц, линеек) при сварке (соединении). Дополнительная поддержка кассет филаментов 7 цепи осуществляется за счет приварки ее выводов (сборных шин 8) к электродам (6). Формовка электродов (6) может осуществляться в плоскости, перпендикулярной оси ножки. Штабик 5 лампы должен быть выполнен с минимально достаточной длиной. Штабик 5 не является принципиально необходимым элементом (например, при малом числе филаментов 7 в кассетах) и может отсутствовать в конструкции. Принцип работы лампы при этом не изменяется. The light-emitting body is centered and supported (fixed or fixed) in the inner space of the bulb 3 with the help of a stand 5. For this, the stand 5 can be equipped with a lens, including a special shape, for example, with the necessary planes for pressing the LED filaments cops 7 cassettes (or LED matrices, rulers) during welding (connection). Additional support for filament cassettes of the 7th circuit is provided by welding its terminals (busbars 8) to the electrodes (6). Forming of the electrodes (6) can be carried out in a plane perpendicular to the axis of the legs. The lamp stand 5 should be made with a minimum sufficient length. A small rack 5 is not a fundamentally necessary element (for example, with a small number of filaments 7 in cassettes) and may be absent in the design. The principle of operation of the lamp does not change.
Колба 3 заполнена изолирующим (буферным) газом. Откачка и заполне- ние внутреннего объема колбы 3 осуществляется через откачной (пустотелый) штенгель 4 опорной ножки. После заполнения колбы 3 изолирующим газом штенгель 4 отпаивается. В качестве буферного газа используют, например, смесь, содержащую более 15 % азота, 20 % гелия и менее 65 % водорода при давлении от 0,3 до 0,9 бар. Состав изолирующего газа и его давление должны обеспечивать наилучший теплоотвод от элементов и узлов светодиодной фила- ментной лампы, установленных внутри колбы 3, и достаточную электрическую прочность. Добавки азота препятствуют диффузии водорода и гелия внутрь ма- териала и через стенки колбы 3, а также через вакуумплотные впаи в местах установки (ввода в колбу 3) электродов (6). Для лучшего теплоотвода необхо- димо использовать изолирующий газ, обладающий повышенной теплопровод- ностью и низкой вязкостью, и увеличивать его давление в колбе 3. Поэтому устанавливать в колбе 3 давление изолирующего газа ниже 0,3 бар неэффектив- но, а выше 0,9 бар технически трудно реализуемо (для заявляемой конструкции светодиодной филаментной лампы). Практически, оптимальное абсолютное давление для большинства модификаций светодиодных ламп заявляемой конструкции должно находится именно в пределах от 0,3 до 0,9 бар (что наибо- лее технологично и обеспечивает требуемые характеристики наполнения и теп- лоотвод). Водород и гелий обеспечивают хорошую теплопроводность, Добавки гелия ограничивают содержание водорода в смеси, не увеличивая существенно цену, и не снижая в больших пределах ее теплопроводности. Азот повышает электрическую прочность смеси. Обьем колбы 3 и ее форма в лампе должны быть также оптимизированы с целью улучшения теплоотвода. Близкими к оп- тимальным являются стандартные формы и размеры колб (3), применяемых для серийных ламп накаливания. При этом светодиодные филаменты 7 и (или) матрицы светоизлучающего тела должны размещаться (по возможности) на минимальном расстоянии от стенок колбы (3). При прохождении электриче- ского тока через светодиоды филаментов 7 (матриц, линеек) они излучают све- товые волны, в частности, видимый свет. Возможно также, например, излуче- ние в ультрафиолетовой области спектра, что обеспечивается типом применяе- мых в лампах светодиодов (7). За счет конструкции и соединения светодиодных филаментов 7 через сборные шины 8 кассет обеспечивается последовательно- параллельное электрическое соединение всех филаментов (7) в цепи. Непосред- ственное соединение сборных шин 8 кассет филаментов 7 в цепи может быть реализовано контактной сваркой, пайкой или склеиванием токопроводящим клеем. Непосредственное соединение соответствующих сборных шин 8 кассет филаментов 7 позволяет уменьшить общее количество точек сварки (соедине- ний) и оптимизировать процесс автоматизированной сборки светодиодной фи- ламентной лампы. Flask 3 is filled with insulating (buffer) gas. Pumping and filling of the internal volume of the flask 3 is carried out through the pumping (hollow) ram 4 of the support leg. After filling the flask 3 with insulating gas, the plug 4 is sealed off. As a buffer gas, for example, a mixture containing more than 15% nitrogen, 20% helium and less than 65% hydrogen at a pressure of from 0.3 to 0.9 bar is used. The composition of the insulating gas and its pressure should ensure the best heat dissipation from the elements and components of the LED filament lamp installed inside the bulb 3, and sufficient electrical strength. Nitrogen additions interfere with the diffusion of hydrogen and helium inside the material and through the walls of flask 3, as well as through vacuum-tight junctions in the places of installation (insertion into flask 3) of electrodes (6). For better heat dissipation, it is necessary to use an insulating gas with increased thermal conductivity and low viscosity, and increase its pressure in flask 3. Therefore, it is ineffective to set the pressure of insulating gas in flask 3 below 0.3 bar and above 0.9 bar technically difficult to implement (for the claimed design LED filament lamp). In practice, the optimal absolute pressure for most modifications of LED lamps of the claimed design should be in the range from 0.3 to 0.9 bar (which is the most technologically advanced and provides the required filling characteristics and heat dissipation). Hydrogen and helium provide good thermal conductivity. Helium additives limit the hydrogen content in the mixture without significantly increasing the price and without reducing its thermal conductivity to a large extent. Nitrogen increases the electric strength of the mixture. The volume of the bulb 3 and its shape in the lamp should also be optimized in order to improve heat dissipation. Close to optimal are the standard shapes and sizes of bulbs (3) used for serial incandescent lamps. In this case, the LED filaments 7 and (or) the matrix of the light-emitting body should be placed (if possible) at a minimum distance from the walls of the bulb (3). When an electric current passes through the filament LEDs 7 (matrices, rulers), they emit light waves, in particular, visible light. It is also possible, for example, radiation in the ultraviolet region of the spectrum, which is ensured by the type of LEDs used in lamps (7). Due to the design and connection of the LED filaments 7 through the busbars 8 of the cassettes, a series-parallel electrical connection of all filaments (7) in the circuit is ensured. The direct connection of the busbars 8 of the filament cassettes 7 in the chain can be realized by resistance welding, soldering or gluing with conductive glue. Direct connection of the corresponding busbars 8 of the filament cassettes 7 allows you to reduce the total number of welding points (connection ni) and optimize the process of automated assembly of the LED filament lamp.
Число филаментов 7 в кассетах практически может быть любым. Мини- мальное число филаментов в кассете, очевидно, соответствует всего одному филаменту. Максимальное (конкретное) число филаментов 7 в кассетах ограни- чивается характерными геометрическими размерами колбы 3.  The number of filaments 7 in cassettes can practically be any. The minimum number of filaments in a cartridge, obviously, corresponds to only one filament. The maximum (specific) number of filaments 7 in the cassettes is limited by the characteristic geometric dimensions of the flask 3.
В таблице представлены значения коэффициентов теплопроводности изолирующих (буферных) газов при температуре близкой к нулю градусов (кроме элегаза) по Цельсию (273 К), которые принципиально могут быть при- менены в новых светодиодных филаментных лампах.  The table shows the values of the thermal conductivity of insulating (buffer) gases at a temperature close to zero degrees (except for SF6 gas) in Celsius (273 K), which in principle can be applied in new LED filament lamps.
Из таблицы следует, что из инертных газов лучшей теплопроводностью обладает гелий, а из молекулярных водород. Однако в качестве оптически про- зрачного материала колб (3), обеспечивающего требуемую их герметичность (а также из-за технических, технологических и экономических ограничений), в светодиодных лампах следует использовать технические стекла, аналогичные применяемым для ламп накаливания. Для таких стекол значение имеет их про- ницаемость по водороду и гелию (проницаемость других газов ничтожно мала и ей обычнопренебрегают). Проницаемость гелия через технические стек- ла примерно в 10 раз больше, чем водорода, несмотря на то, что атомный ради- ус гелия практически в 1,5 раза больше молекулярного радиуса водорода. Это объясняется тем, что при проникновении химически активного при повышен- ных температурах водорода через стекла могут образовываться гидроксильные группы, препятствующие потоку водорода. Наибольшей газопроницаемостью по водороду и гелию обладает, в частности, кварцевое стекло, а наименьшей алюмосиликатное. From the table it follows that of inert gases, helium has the best thermal conductivity, and of molecular hydrogen. However, as the optically transparent material of the flasks (3), ensuring their required tightness (as well as due to technical, technological and economic limitations), technical glasses similar to those used for incandescent lamps should be used in LED lamps. For such glasses, their permeability to hydrogen and helium is important (the permeability of other gases is negligible and is usually neglected). Helium permeability through technical glasses is approximately 10 times greater than hydrogen, despite the fact that the atomic radius of helium is almost 1.5 times larger than the molecular radius of hydrogen. This is explained by the fact that, upon penetration of reactive hydrogen at elevated temperatures through the glasses, hydroxyl groups can be formed that impede the flow of hydrogen. Highest gas permeability for hydrogen and helium, in particular, quartz glass has, and the smallest aluminosilicate.
Таблица Table
Наименование Коэффициент теплопроводности, Вт/(м * ) Name Thermal conductivity coefficient, W / (m *)
Гексафторид серы (элегаз)* 95,83  Sulfur hexafluoride (SF6) * 95.83
Водород 0, 175  Hydrogen 0, 175
Гелий 0, 152  Helium 0, 152
Неон 0,0493  Neon 0.0493
Азот 0,026  Nitrogen 0.026
Воздух 0,025  Air 0.025
Аргон 0,0164  Argon 0.0164
Криптон 0,0095  Krypton 0.0095
Ксенон 0,0057  Xenon 0.0057
*Справочно.  * For reference.
Использовать технически чистый гелий в качестве изолирующего газа для новых светодиодных филаментных ламп затруднительно (из-за возможного ухода через стенки и вакуумплотные впаи, а также низкой электрической проч- ности) и не целесообразно (из-за высокой цены и сложной технологии получе- ния и очистки). It is difficult to use technically pure helium as an insulating gas for new LED filament lamps (due to possible escape through walls and vacuum-tight junctions, as well as low electric strength) and not advisable (due to the high price and complicated production technology and cleaning).
Водород, как отмечено, горючий (пожароопасный) и взрывоопасный газ. Его применение (по сравнению с гелием) не дает заметного выигрыша и по теплопроводности. Водород имеет также сравнительно высокую проникающую способность. Чистый водород для используемых материалов колб 3 может быть и химически активным. Поэтому заполнять им (или двухкомпонентными смеся - ми водорода с гелием) колбы 3 в электрических светодиодных лампах предла- гаемой конструкции также не рекомендуется. Однако диффузии водорода в ма- териал и через стенки колбы 3 и химическим реакциям может препятствовать «тяжелый» инертный газ или азот. Применение дополнительных газовых компонентов ограничивает предельное содержание водорода в смеси и, в пол- ной мере, нивелирует его недостатки. При этом водород имеет значительно бо- лее низкую цену, чем, например, гелий. Многокомпонентные смеси водорода с азотом, а также с инертными газами и азотом наиболее эффективны, безопасны и дешевы. Поэтому заявляемые составы наполнения колб 3 рекомендуются к использованию в новых светодиодных лампах с повышенными техническими характеристиками и низкой ценой. Hydrogen, as noted, is combustible (flammable) and explosive gas. Its use (in comparison with helium) does not give a noticeable gain in thermal conductivity either. Hydrogen also has a relatively high penetrating power. Pure hydrogen for the used materials of the flasks 3 can be chemically active. Therefore, to fill them (or with two-component mixtures of hydrogen with helium) flasks 3 in electric LED lamps offer a cushioned construction is also not recommended. However, the diffusion of hydrogen into the material and through the walls of the flask 3 and chemical reactions can be hindered by a “heavy” inert gas or nitrogen. The use of additional gas components limits the limiting content of hydrogen in the mixture and completely eliminates its disadvantages. In this case, hydrogen has a much lower price than, for example, helium. Multicomponent mixtures of hydrogen with nitrogen, as well as with inert gases and nitrogen, are most effective, safe and cheap. Therefore, the claimed composition of the filling of the flasks 3 are recommended for use in new LED lamps with high technical characteristics and low price.
Элегаз является наиболее «тяжелым» из всех известных газов (приблизи- тельно в 5 раз тяжелее воздуха). А значение коэффициента теплопроводности элегаза в таблице соответствует высокой температуре (около 1 ООО градусов по Цельсию). При рабочих температурах новой светодиодной филаментной лампы теплопроводность элегаза ниже теплопроводности воздуха и азота. То есть, он менее эффективен (и очень дорог). Однако этот газ обладает хорошими элек- троизоляционными свойствами. В принципе, элегаз можно использовать в ка- честве компонента теплоотводящей смеси в светодиодной филаментной лам- пе.  SF6 gas is the most “heavy” of all known gases (approximately 5 times heavier than air). And the value of the thermal conductivity coefficient of SF6 in the table corresponds to a high temperature (about 1 000 degrees Celsius). At the operating temperatures of the new LED filament lamp, the thermal conductivity of SF6 gas is lower than the thermal conductivity of air and nitrogen. That is, it is less effective (and very expensive). However, this gas has good electrical insulating properties. In principle, SF6 gas can be used as a component of the heat sink mixture in an LED filament lamp.
Криптон и ксенон имеют сравнительно малую теплопроводность. Кроме того, криптон и, в еще большей степени, ксенон являются «дорогими» газами. В отличие от ламп накаливания, применение указанных газов в новых свето- диодных лампах возможно, но не очень оправдано (не эффективно и нерента- бельно). Krypton and xenon have a relatively low thermal conductivity. In addition, krypton and, to an even greater extent, xenon are “expensive” gases. In contrast to incandescent lamps, the use of these gases in new LED lamps is possible, but not very justified (not efficient and irrelevant painfully).
Необходимость в применении заявляемых смесей газов (водород с азо- том, водород с инертным газом и азотом), продиктована требованиями по элек- трической прочности изолирующего наполнения, достаточной теплопроводно- сти, ограничения диффузии гелия через вакуумплотные впаи, стенки и внутрь материала колбы 3, а также, в ряде случаев, экономическими причинами. Элек- трическая прочность смесей возрастает с ростом давления. Цена используемых газов и газовых смесей имеет исключительно важное значение, так как влияет на конечную цену изделия при производстве. В этой связи перспективным яв- ляется применение в заявляемой электрической светодиодной лампе водорода, неона и азота. Неон также обеспечивает относительно хороший отвод тепла от элементов конструкции и достаточную надежность работы электрической све- то диодной лампы.  The need for the use of the inventive gas mixtures (hydrogen with nitrogen, hydrogen with an inert gas and nitrogen) is dictated by the requirements for the dielectric strength of the insulating filling, sufficient thermal conductivity, and limitation of helium diffusion through vacuum-tight junctions, walls and inside the bulb material 3, as well as, in some cases, economic reasons. The dielectric strength of mixtures increases with increasing pressure. The price of the gases and gas mixtures used is extremely important, as it affects the final price of the product in production. In this regard, the use of hydrogen, neon and nitrogen in the inventive electric LED lamp is promising. Neon also provides a relatively good heat dissipation from structural elements and sufficient reliability of the electric LED lamp.
Технически чистый воздух (осушенный, без механических примесей и пыли) также возможно применить в качестве изолирующего газа в филамент- ных светодиодных лампах (как и азот). Принципиально его можно использо- вать в смеси вместо азота. Теплопроводность воздуха приблизительно в 2,6 раза выше теплопроводности криптона, что также позволяет снизить температуру внутри колбы 3. Теплопроводность азота близка к теплопроводности воздуха. Азот (воздух) может значительно повысить электрическую прочность газовой смеси наполнения колбы 3.  Technically clean air (drained, without mechanical impurities and dust) can also be used as an insulating gas in filament LED lamps (like nitrogen). In principle, it can be used in a mixture instead of nitrogen. The thermal conductivity of air is approximately 2.6 times higher than the thermal conductivity of krypton, which also allows to reduce the temperature inside the bulb 3. The thermal conductivity of nitrogen is close to the thermal conductivity of air. Nitrogen (air) can significantly increase the electric strength of the gas mixture filling the flask 3.
Использование оптически прозрачных подложек для светодиодов фила- ментов 7 ( и светодиодных матриц, линеек) светоизлучающего тела с повышен- ными теплопроводящими свойствами позволяет снизить потери энергии опти- ческого излучения и уменьшить нагрев полупроводниковых структур светодио- дов, что положительно сказывается на стабильности характеристик ламп и среднем сроке их службы (надежности работы). The use of optically transparent substrates for LEDs of filaments 7 (and LED matrices, rulers) of a light-emitting body with increased With its heat-conducting properties, it allows to reduce the energy loss of optical radiation and to reduce the heating of the semiconductor structures of LEDs, which positively affects the stability of the characteristics of the lamps and their average life (reliability).
На рисунке приведена конструкция с кассетами, содержащими по три па- раллельно подключенных (через сборные шины 8) светодиодных филамента 7. Сборные шины 8 представляют собой, например, части рамки исходной кассе- ты, используемой при изготовлении светодиодных филаментов 7. Это наиболее технологично. Изготовление кассет с несколькими филаментами 7 осуще- ствляется простой разрезкой исходной кассеты (обычно содержащей более 25 филаментов 7). Необходимые расстояния между филаментами 7 в кассетах обеспечиваются удалением промежуточных элементов или установленным ша- гом исходной кассеты. Кассета может быть получена и с использованием отдельных филаментов 7. Процесс изготовления кассет из отдельных филамен- тов 7 также можно автоматизировать. Но наиболее предпочтительным является использование исходных кассет, что упрощает и удешевляет технологию сбор- ки ламп.  The figure shows the design with cassettes containing three parallel-connected (via busbars 8) LED filament 7. Busbars 8 are, for example, part of the frame of the original cassette used in the manufacture of LED filaments 7. This is the most technologically advanced. The manufacture of cartridges with several filaments 7 is carried out by simple cutting of the original cartridge (usually containing more than 25 filaments 7). The necessary distances between the filaments 7 in the cassettes are provided by the removal of intermediate elements or by the set step of the original cassette. A cassette can also be obtained using separate filaments 7. The process of manufacturing cassettes from individual filaments 7 can also be automated. But it is most preferable to use the original cassettes, which simplifies and reduces the cost of lamp assembly technology.
Промышленная применимость  Industrial applicability
По сравнению с прототипом существенно расширяется область примене- ния светодиодной филаментной лампы.  Compared with the prototype, the scope of application of LED filament lamp is significantly expanded.
Процесс сборки новой лампы может быть эффективно автоматизирован (механизирован), что позволяет снизить производственные затраты, повысить производительность и снизить процент брака. Новая конструкция светодиодной филаментной лампы позволяет разрабо- тать и применить драйверы постоянного (или переменного) тока с высокими техническими характеристиками, и обеспечить, как отмечено выше, качествен- ную электрическую изоляцию электродов и самого драйвера. The assembly process of a new lamp can be effectively automated (mechanized), which allows to reduce production costs, increase productivity and reduce the percentage of rejects. The new design of the LED filament lamp allows the development and application of direct (or alternating) current drivers with high technical characteristics and, as noted above, to ensure high-quality electrical insulation of the electrodes and the driver itself.
В новой лампе минимально возможное число вакуумплотных впаев. От- сутствуют проблемы изоляции держателей и обеспечения механической проч- ности линзы и самого штабика. Штабик имеет более простую конструкцию, большую механическую прочность и более технологичен при изготовлении. Число точек сварки (соединений) в лампе уменьшено более чем в 5 раз (с 16 до 3). Все это повышает надежность работы и увеличивает средний срок службы светодиодной филаментной лампы.  In the new lamp, the smallest possible number of vacuum tight junctions. There are no problems with isolating the holders and ensuring the mechanical strength of the lens and the headquarters itself. The stacker has a simpler design, greater mechanical strength and is more technological in manufacturing. The number of welding points (joints) in the lamp is reduced by more than 5 times (from 16 to 3). All this increases the reliability and increases the average life of the LED filament lamp.
Повышение надежности работы и среднего срока службы лампы (по выше- перечисленным причинам), а также более высокая технологичность, снижение трудоемкости операций при изготовлении новой лампы, значительно расширя- ют область ее применения.  Improving the reliability and average lamp life (for the above reasons), as well as higher manufacturability, reducing the complexity of operations in the manufacture of a new lamp, significantly expand its scope.
Использование рекомендуемых материалов для подложек светодиодов позволяет улучшить режимы их работы, обеспечивает стабильную и надежную работу светодиодной филаментной лампы.  The use of recommended materials for LED substrates allows to improve their operation modes, provides stable and reliable operation of the LED filament lamp.
Более высокая технологичность (по сравнению с лампой, выбранной за прототип) снижает цену заявляемой лампы. Снижение цены (за счет улучшения конструкции) также расширяет область применения заявляемой электрической светодиодной филаментной лампы.  Higher manufacturability (compared with the lamp selected for the prototype) reduces the price of the claimed lamp. The price reduction (due to improved design) also expands the scope of the claimed electric LED filament lamp.
Цена новой лампы может быть снижена и за счет снижения цены напол- нения колбы (использование водорода и азота). В частности, при реализации на некоторые мощности (за счет высокой теплопроводности водорода) газовая смесь может иметь существенно более низкую конечную цену. The price of a new lamp can be reduced by lowering the price of neniya flasks (use of hydrogen and nitrogen). In particular, when sold at some capacities (due to the high thermal conductivity of hydrogen), the gas mixture can have a significantly lower final price.
Срок службы новой светодиодной филаментной лампы (согласно эксперт- ной оценки и результатов анализа отказов) может превышать срок службы лам- пы- прототипа в 1 ,8... 2,5 раза (для ламп повышенной мощности) за счет улуч- шения конструкции, уменьшения числа точек сварки (соединений), качествен- ного отвода тепла и улучшения электроизоляции.  The service life of a new LED filament lamp (according to expert evaluation and the results of failure analysis) can exceed the service life of a prototype lamp by 1, 8 ... 2.5 times (for high power lamps) due to improved design, reducing the number of welding points (joints), high-quality heat dissipation and improving electrical insulation.
Новая светодиодная филаментная лампа может быть использована в специ- альных и в новых ответственных областях применения.  The new LED filament lamp can be used in special and new critical applications.

Claims

Формула изобретения Claim
Светодиодная филаментная лампа, содержащая цоколь, внутри которого уста- новлен драйвер, входные выводы драйвера соединены с контактами цоколя, и герметичную колбу, изготовленную из оптически прозрачного материала и запол- ненную изолирующим оптически прозрачным и химически инертным газооб- разным веществом, с опорной ножкой, имеющей штенгель, штабик, два электро- да, и с двумя кассетами с параллельным подключением светодиодных филамен- тов через сборные шины внутри, соединенных электрически в последовательную цепь, общая точка соединения кассет образована непосредственным соединением соответствующих шин кассет, а шины, образующие выводы последовательной цепи, подключены к соответствующим выходным выводам драйвера через элек- троды. An LED filament lamp containing a base inside which the driver is installed, the driver input terminals are connected to the base contacts, and a sealed bulb made of optically transparent material and filled with an insulating optically transparent and chemically inert gaseous substance with a support leg, having a plug, a stand, two electrodes, and with two cassettes with parallel connection of LED filaments through busbars inside, connected electrically to a serial circuit, a common point is connected The cassette is formed by the direct connection of the corresponding cassette buses, and the buses forming the conclusions of the serial circuit are connected to the corresponding output terminals of the driver via electrodes.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)
PCT/RU2016/000938 2015-12-28 2016-12-27 Led filament lamp WO2017116287A2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015156711 2015-12-28
RU2015156711 2015-12-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2017116287A2 true WO2017116287A2 (en) 2017-07-06
WO2017116287A3 WO2017116287A3 (en) 2017-08-31

Family

ID=59206030

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2016/000938 WO2017116287A2 (en) 2015-12-28 2016-12-27 Led filament lamp

Country Status (2)

Country Link
EA (1) EA033098B1 (en)
WO (1) WO2017116287A2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114502877A (en) * 2019-10-10 2022-05-13 昕诺飞控股有限公司 Lighting device

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201944638U (en) * 2010-11-22 2011-08-24 葛世潮 LED lamp bulb for a sense lamp capable of directly replacing an incandescent lamp
DK2535640T4 (en) * 2010-09-08 2020-09-28 Zhejiang Ledison Optoelectronics Co Ltd LED bulb and LED lighting strip for emitting light over 4 PI
MX2014011011A (en) * 2012-03-12 2015-03-10 Zhejiang Ledison Optoelectronics Co Ltd LED LIGHT AND LED LIGHT EMISSION COLUMN USING THE SAME.
CN203743907U (en) * 2013-12-30 2014-07-30 兰溪市电光源有限公司 360-degree LED lamp integrating filament and bulb
RU158341U1 (en) * 2015-05-12 2015-12-27 Евгений Михайлович Силкин ELECTRIC LAMP
CN204678115U (en) * 2015-06-09 2015-09-30 陕西科技大学 A kind of filament LED
CN204717433U (en) * 2015-06-24 2015-10-21 立达信绿色照明股份有限公司 LED silk lamp
RU158205U1 (en) * 2015-09-25 2015-12-27 Общество с ограниченной ответственностью "СВЕТОДИОДНЫЙ ЗАВОД "ЛЮКСТРОН" LED LAMP

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114502877A (en) * 2019-10-10 2022-05-13 昕诺飞控股有限公司 Lighting device

Also Published As

Publication number Publication date
EA201650127A1 (en) 2017-06-30
EA033098B1 (en) 2019-08-30
WO2017116287A3 (en) 2017-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2255431A (en) Molded fluorescent lamp
CN104235646B (en) Light-emitting diode lamp capable of improving heat dissipation effect by utilizing chimney effect
RU152823U1 (en) ELECTRIC LIGHTING LAMP
CN106322159A (en) LED filament lamp
RU162254U1 (en) LED FILAMENT LAMP
RU159154U1 (en) ELECTRIC LAMP
CN103225757A (en) LED lamp bulb and manufacturing method thereof
CN106895276A (en) LED filament lamp
JP2019029357A (en) New LED bulb
CN206112580U (en) LED Filament Lamp
RU158403U1 (en) ELECTRIC LAMP
RU164748U1 (en) LED FILAMENT LAMP
RU153191U1 (en) LED LAMP
WO2017116287A2 (en) Led filament lamp
CN202834825U (en) Light-emitting diode (LED) lamp with bubble shell directly heat sealed with exhaust pipe and filled with gas
RU168264U1 (en) LED LAMP
RU158341U1 (en) ELECTRIC LAMP
RU163392U1 (en) LED FILAMENT LAMP
RU180181U1 (en) LED filament lamp
CN202834830U (en) Long-service-life light-emitting diode (LED) lamp tube and LED lamp
RU180180U1 (en) LED filament lamp
GB2561145A (en) LED light bulb
JP6271059B1 (en) LED glass tube lamp
RU180144U1 (en) LED directional light
RU183335U1 (en) LED FILAMENT LAMP

Legal Events

Date Code Title Description
DPE2 Request for preliminary examination filed before expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
NENP Non-entry into the national phase in:

Ref country code: DE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16882188

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16882188

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2