1. Lámpara de alta luminosidad para la iluminación de espacios que requieren un elevado flujo luminoso,

que comprende:

una placa de circuito impreso (2) de aluminio o material conductor térmico en la que se ha montado

un circuito electrónico estabilizador (3) que suministra corriente constante a uno o varios diodos LED (4) de alta potencia distribuidos en la placa;

unas cubiertas laterales (6, 7);

un difusor luminoso (12);

caracterizada por el hecho de que comprende:

un elemento disipador de calor con estructura longitudinal (5), con sección y longitud determinadas según la potencia lumínica de la lámpara, en el que se tija con baja resistencia térmica;

unos elementos de conexión eléctrica (8, 9) de forma prismática que facilitan el rápido anclaje, conexión y substitución de la lámpara mediante inserción y rotación en bases compatibles.

2. Lámpara según reivindicación 1, que comprende unos elementos de conexión eléctrica (8, 9) axiales cilíndricos aptos para bases complementariasdel tipo insertar, presionar y anclar.

3. Lámpara según reivindicación 1, que comprende:

unos elementos de conexión eléctrica (8, 9) cilíndricos con cabeza, que están inyectados en piezas aislantes que se insertan en el perfil del elemento disipador de calor (5); y que permiten tanto la fijación como la conexión de la lámpara en bases de conexión adecuadas; y

unas cubiertas laterales (6, 7) en los extremos del elemento disipador de calor.

4. Lámpara según reivindicación 3, en la que la pieza aislante inyectada a los elementos de conexión incluye

un disco (13, 14) situado entre el elemento disipador de calor y la cabeza de los elementos de conexión eléctrica (8, 9) que permite separar el elemento disipador de calor de la lámpara de la base de conexión y facilita la radiación por convección.

5. Lámpara según la reivindicación 4 que comprende unas muescas en los discos de separación (13, 14) para aumentar la fuerza de sujeción en versiones de lámparas de mayor potencia y peso.

6. Lámpara según la reivindicación 3, que comprende unos elementos de conexión (8, 9) configurados de forma que se pueda conectar la lámpara a raíles de alimentación.

7. Lámpara según la reivindicación 3, en la que ambos elementos de conexión (8, 9) están ubicados en una regleta de conexión insertada en el perfil del elemento disipador de calor, con agujeros para inserción y fijación del cable con tornillos de apriete, o con fijación mediante contactos con mecanismo de presión, y que comprende unos elementos de anclaje y fijación (17, 18).

8. Lámpara según la reivindicación 7 en la que ambos elementos de conexión (8, 9) están ubicados en una regleta de conexión del tipo peine terminal de varias vías a la que puede insertarse un conector con cables de alimentación engastados.

9. Lámpara según la reivindicación 7, que comprende como elementos de conexión un cable de conexión (16).

10. Lámpara según la reivindicación 7, que comprende una base conector coaxial.

11. Lámpara según la reivindicación 3, que comprende como elementos de conexión y anclaje unos bornes terminal hembra inyectados en un mecanismos soporte insertado en el perfil del elemento disipador de calor (8, 9) que permite una rápida conexión y anclaje, y una fácil extracción y desconexión.

12. Lámpara según la reivindicación 3, que comprende un elemento longitudinal disipador de calor con elementos de fijación (17, 18) con alas troqueladas para facilitar la fijación, y que incorpora unos elementos de conexi6n (8, 9) tipo base de enchufe para la conexión a la red eléctrica red eléctrica.

13. Lámpara según la reivindicación 4, que comprende ambos elementos de conexión (8, 9) en un único disco (13) ubicado en el centro del elemento disipador de calor.

14. Lámpara según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende más de una placa de circuito impreso con LEDs (3).

15. Lámpara según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un ventilador (22) para radiación forzada.

16. Lámpara según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende en la placa de circuito impreso (2), o en una placa aparte, un conversor CA-CC (23) para su conexión directa a la red eléctrica de baja tensión.

17. Lámpara según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende unos diodos LED montados en una placa, y fijados directamente al elemento disipador de calor (5) longitudinal.

18. Lámpara según la reivindicación 1, que comprende unos elementos de conexión (8, 9) del tipo peine de dos terminales.

19. Lámpara según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende los diodos LED semiconductores integrados en el propio disipador de calor, depositando el material semiconductor directamente sobre un substrato adherido al disipador de calor que hace las veces de base soporte de la cápsula integrada.

20. Lámpara según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende más de dos elementos de conexión (8, 9), que permiten conectar la lámparay controlar sus parámetros

Lámpara de alta luminosidad.

La presente invención se refiere a una lámpara de iluminación a diodos LED ("light emitting diode", diodo emisor de luz) que están unidos con baja resistencia térmica a un elemento disipador de calor con estructura longitudinal y perfil adecuado para la correcta radiación del calor; que dispone de elementos de conexión para su alimentación y anclaje, y que puede ser insertada y substituida con facilidad. Está destinada a la iluminación de espacios que precisan de un elevado flujo luminoso y que requieren un mayor nivel de lúmenes por unidad de superficie que el que entregan las bombillas de LEDs de substitución actualmente existentes.

Su uso es muy adecuado para la iluminación de aparadores, escaparates, espacios interiores y áreas exteriores que requieren de un elevado flujo luminoso ya que su diferente morfología permite dimensionar la lámpara para satisfacer las necesidades de disipación que requiere el diodo LED cuando trabaja en elevadas intensidades lumínicas. Su diseño favorece el mantenimiento, la substitución y la ampliación, añadiendo lámparas a medida que se requieran mayores densidades de flujo luminoso, facilitando el cambio o la substitución de forma fácil y rápida. Al ser de fácil substitución pueden cambiarse por otras más eficientes cuando el estado de la técnica lo permita. Son asimismo adecuadas para la iluminación de espacios en general, así como útiles en lámparas de lectura y de trabajo, por ofrecer alta luminosidad y por poder entregar determinadas temperaturas de color, similares algunas a la luz del sol, según sea la versión de la lámpara. La morfología de la lámpara permite presentar diferentes formatos en función de la potencia que deba disipar, variando la forma, la sección y la longitud del perfil del disipador; puede presentar diferentes tipos de elementos de conexión, y sujeción, y permite añadir ventiladores para radiación forzada en aplicaciones de alta potencia de forma fácil.

Antecedentes de la invención

Actualmente se conocen y están disponibles numerosas lámparas a diodos LED que se caracterizan principalmente por su bajo consumo eléctrico y por estar diseñadas y producidas para ser usadas como lámparas de substitución de las existentes hasta la fecha. Ya substituyan a lámparas de incandescencia, halógenas, dicroicas, fluorescente CFL, etc., su forma y funcionalidad es prácticamente idéntica a las mencionadas para mantener la compatibilidad con el formato la conexión y la alimentación con aquellas. Usando casquillos GU10, GZ5.3, GX5.3, E27, y manteniendo formatos MR16, PAR20, PAR30, LR6 entre otros.

Existen ejemplos de las mismas de fabricantes como Philips u Osram, donde se muestran también lámparas de LED con formato de substitución. También se mantiene estructura y morfología de substitución en solicitudes de patente como la publicación número 2 315 528 referencia W03029021US "Lámpara modular basada en LED"; la "Lámpara de LED W9906731EP"; la lámpara de bayoneta modelo de utilidad U200202731; o la patente US2009309501 "Light emitting diode replacement lamp" entre otras.

Sin embargo, el mérito y el beneficio que ofrece la rápida substitución, no permite desarrollar una forma más adecuada como la que precisa la lámpara LED para obtener una mayor eficiencia. Esto es, mayor luminosidad con estabilidad térmica y bajo consumo. De tal modo que con el estado actual de la técnica es prácticamente imposible obtener lámparas LED clónicas en formato, forma y función a las actuales más populares con potencias superiores a 4 ó 5 vatios. El diodo LED de potencia es un semiconductor que para conservar los parámetros físicos debe mantenerse a temperaturas de trabajo por debajo de los 80ºC, y debe poder disipar eficazmente el calor para mantener la temperatura de operación recomendada por debajo de los valores máximos admisibles para los que se ha fabricado. Cuando se hace circular mayor corriente eléctrica a su través, aumenta la luminosidad, pero el calor que se genera en la unión aumenta considerablemente. Es extremadamente difícil con el estado actual de la técnica, a temperatura ambiente, usando formatos clónicos en estructura, tamaño y forma con las lámparas convencionales obtener la disipación térmica necesaria para hacer trabajar a los LED con potencias por encima de los 5 vatios sin poner en peligro la vida útil de los mismos debido al exceso de temperatura de trabajo. De tal modo que cuando el usuario substituye una lámpara tradicional por otra de LED, la luminosidad que obtiene es baja, y también lo es su nivel de satisfacción. Una lámpara LED de igual luminosidad que una de filamento consume aproximadamente 5,5 veces menos. Esto significa que se consigue una luminosidad equivalente a una lámpara de filamento de 20~24 vatios con una lámpara de 4 vatios. Ésta es aproximadamente la potencia máxima que pueden disipar un conjunto de diodos LED de alta potencia que esté montado en un volumen similar al de una lámpara convencional de incandescencia o fluorescente sin rebasar la temperatura de destrucción del LED. Que además no puede sobrepasarla aún en las adversas condiciones de elevada temperatura ambiente. Esta potencia límite no es suficiente para sustituir en luminosidad a una bombilla de por ejemplo 4 0 vatios o 60 vatios adecuadas para la lectura. Al igual que los semiconductores de alta potencia utilizados en otros campos, como el audio, requieren disipación térmica adecuada para entregar altas potencias, esto es, grandes disipadores térmicos, también la requieren los diodos LED semiconductores de alta potencia cuando se les exige elevada potencia para una alta intensidad lumínica.

Es evidente que las lámparas a LED sustitutorias actuales no ofrecen el nivel de luminosidad equivalente a las substituidas ya que no disponen de la forma y el volumen suficiente para disipar correctamente y estabilizar la temperatura de trabajo adecuada en condiciones de temperatura ambiente. Y por ello decepcionan y no satisfacen al usuario. Es hoy una realidad percibida que las lámparas LED disponibles no iluminan como las otras.

La forma de las lámparas actuales se estableció y adaptó sobre la base de las necesidades requeridas por el fenómeno físico de la incandescencia. Es por ello que parece razonable proponer esta nueva lámpara LED con diferente forma que las convencionales establecidas, que se adapte mejor a las necesidades que requiere del semiconductor y que por ello permita obtener mayor nivel de iluminación por LED con mayor eficiencia; con mayor iluminación y menor consumo, dado que podremos estabilizar la temperatura del LED en valores de trabajo más bajos al poder diseñar el disipador de calor en la forma, modo y tamaño que se requiera. Mejorando la conducción, radiación y la convección, y poder además, de ser necesario, aplicar radiación forzada a la lámpara.

Por otra parte, la intensidad de flujo luminoso que entregan los LED depende de la temperatura de trabajo de la lámpara, y aunque se mantenga constante el voltaje de la alimentación, la intensidad luminosa variará con los cambios de temperatura. Por ello es muy importante además mantener constante la corriente de consumo del LED con independencia de la temperatura. Ello asegurará una luminosidad estable en el tiempo. La lámpara que presentamos incluye en la placa de circuito impreso donde se montan los LEDs, un circuito electrónico que mantiene estable el flujo de la corriente de alimentación. De esta forma la luminosidad se mantiene constante y se hace independiente de las variaciones del voltaje de alimentación y de las variaciones de la temperatura de operación.

Actualmente, encontramos también focos luminosos a LED que entregan mayor intensidad luminosa que la que ofrecen las lámparas a LED sustitutorias que se han mencionado, como los "bumerang®". Sin embargo, estos focos, no incorporan lámparas independientes que puedan ser substituidas, y puedan ser mantenidas o cambiadas por otras de mayor o menor intensidad. En estos focos se han fijado diversos LED a la carcasa disipadora según la conveniencia del fabricante, y se han cableado eléctricamente entre ellos; uniéndolos térmicamente en zonas de la carcasa que hace las veces de disipador de calor, y conformando un único elemento en el que no existe una lámpara como tal, sino un conjunto de LEDs fijados al foco y conexionados entre sí, y que cuando fallan, no pueden ser substituidos como si se reemplazara una bombilla, ya que debe repararse la totalidad del foco; y no pueden ser cambiadas por otras lámparas nuevas cuando el estado de la técnica permita obtener la misma luminosidad con menor consumo.

Descripción de la invención