Brevet FR3107944A1 — publié le 20210910

L’invention concerne un système d’éclairage à diode électro luminescente à la fois puissant, robuste, durable et possédant un indice de protection allant jusqu’à IP69, tout en gardant un coût de fabrication faible. Il est constitué d’un substrat métallique isolé, sur lequel est déposée au moins une diode électro luminescentes, alimentées par un câble ou un connecteur. Le circuit obtenu est alors enveloppé d’une gaine thermo rétractable, qui supprimera l’air et dissipera la chaleur du substrat et des diodes de façon optimale, son pouvoir de dissipation thermique étant de l’ordre de dix fois celui de l’air. On viendra alors surmouler chacune des extrémités, afin de rendre le système étanche et robuste. On pourra profiter du surmoulage pour ajouter une lèvre d’étanchéité autour du connecteur, ainsi que des évidements spécifiques permettant divers modes de fixation, à l’unité ou par groupe. Le dispositif selon l’invention est destiné à l’éclairage domestique, industriel et horticole, selon que l’on vient utiliser un substrat translucide ou transparent. Système LED sans dissipateur thermique La présente invention concerne un système d’éclairage basé sur la technologie des lampes à diode électro luminescente répondant aux marchés de l’horticulture et de l’éclairage domestique ou industriel. Les diodes électroluminescentes, type CMS (Composant Monté en Surface) ou COB (Puce sur circuit imprimé), constituant de systèmes d’éclairage, ont besoin d’être protégées, afin de ne pas être en contact direct avec l’environnement dans lequel elles opèrent. Il existe, principalement, deux types de protection, aujourd’hui : - Protéger les diodes via l’ajout d’une coque ou d’une paroi rigide transparente. L’air est alors emprisonné avec les diodes. Si l’on ne veut pas limiter le dispositif en puissance, il faudra refroidir le circuit soit par l’ajout d’un radiateur à l’arrière des diodes (système passif), soit par la mise en place d’un système de ventilation permettant de renouveler l’air (système actif). Les systèmes passifs sont encombrants et onéreux. Les systèmes actifs sont onéreux et de durabilité moins importante que les LED elles-mêmes. - Poser un verni protecteur directement sur les diodes. L’épaisseur du verni étant faible, cela limitera également la puissance des diodes, pour des problèmes de température. De plus, le système restera sensible aux chocs et aux manipulations. Enfin, l’application du verni reste un procédé délicat et nécessitant des outils de production onéreux. Le dispositif, selon l’invention, permet de remédier à ces inconvénients en fournissant un système d’éclairage à la fois puissant, robuste, durable et possédant un indice de protection allant jusqu’à IP69, tout en gardant un coût de fabrication faible. Le principe de l’invention est d’utiliser une gaine thermo rétractable, translucide ou transparente et dont la conductivité thermique est de l’ordre de dix fois supérieure à celle de l’air. On glissera dans cette gaine un substrat métallique isolé de la forme d’un pavé droit, de longueur deux fois supérieure à la largeur et de largeur deux fois supérieure à l’épaisseur. On lui aura préalablement déposé sur une des deux plus grandes faces, au moins une diode électroluminescente montée en surface, type CMS ou COB, ainsi qu’un connecteur ou câble d’alimentation en extrémité. Une fois « rétractée », la chaussette sera directement en contact avec les diodes et le circuit, ne laissant pas d’air confiné. La matière de la gaine permettra alors de dissiper de façon homogène la chaleur du circuit, tout en protégeant ce dernier de toute agression extérieure et de tout contact humain. On surmoulera alors les extrémités, afin de rendre le système étanche électriquement, en utilisant un polymère. Selon des modes particuliers de réalisation : - Le surmoulage peut-être en élastomère et ainsi utilisé pour créer une lèvre autour du connecteur d’alimentation, qui viendra épouser le connecteur complémentaire lors de son insertion. Cette lèvre permettra d’obtenir une connexion à l’indice de protection plus élevé que le connecteur nu, réalisant ainsi des économies de coût. - Le substrat peut présenter deux évidements à ses extrémités, traversant l’épaisseur et se situant en dehors de la zone couverte par la gaine, évidements que le surmoulage viendra enrober sans obturer. Ces évidements permettent de venir fixer à l’aide de vis ou de clips plastiques le dispositif. - Un second pavé d’alliage métallique, au module d’élasticité supérieur au substrat et possédant deux évidements correspondant aux évidements du premier pavé, peut être collé contre ce dernier, à l’opposé de la surface des diodes, à l’aide d’une matière thermiquement conductrice, ceci afin de rendre le système plus rigide. - On peut profiter du surmoulage pour créer des évidements supplémentaires, qui ne soient pas à la fois circulaires et concentriques aux deux évidements de fixation. Ces évidements permettront d’empêcher la rotation du système d’éclairage autour des axes de fixation, permettant ainsi de combiner ensembles plusieurs systèmes d’éclairage, en utilisant la rigidité intrinsèque de chaque système. Les dessins annexés illustrent l’invention : La est une vue en perspective du substrat métallique isolé avec un ensemble de LED ainsi qu’un connecteur posé sur l’une des deux plus grandes faces. La est une vue en perspective du circuit enrobé de la gaine thermo rétractée et surmoulée aux extrémités par le polymère. La est une vue de coupe longitudinale du système d’éclairage présentant la lèvre d’étanchéité autour du connecteur. La est une vue en perspective du système d’éclairage présentant un évidement de fixation à chaque extrémité. La est une vue en coupe longitudinale du système d’éclairage présentant un deuxième pavé d’alliage métallique collé au substrat. La est une vue en perspective du système d’éclairage présentant un évidement non circulaire à chaque extrémité. La est une vue en perspective de deux systèmes d’éclairage fixés ensembles grâce à deux supports. En référence à ces dessins, la figure 1 présente un dispositif comportant un substrat métallique isolé (1), sur lequel est placé un connecteur (3) et un ensemble de diodes électroluminescentes montées en surface (2). Sur la figure 2, on vient insérer le substrat (1) et l’ensemble de diodes (2) dans une gaine thermo rétractable (4), de façon à éliminer l’air emprisonné entre les diodes et la gaine. Un surmoulage élastomère (5) recouvre chacune des deux extrémités du substrat (1) et de la gaine (4), ainsi que le connecteur (3) à l’une des extrémités, de façon à assurer la protection et l’étanchéité de l’ensemble. Dans la forme de réalisation selon la figure 3, le surmoulage (5) autour du connecteur (3) vient former une lèvre circulaire (6), qui viendra épouser et se compresser autour du connecteur d’alimentation complémentaire, afin d’augmenter l’indice de protection du connecteur nu. Dans la forme de réalisation selon la figure 4, le surmoulage (5) présente un évidement (7), plus petit que l’évidement du substrat, afin de venir l’enrober sans l’obturer et de permettre ainsi la fixation du dispositif à l’aide de clips ou de vis. Dans la forme de la réalisation selon la figure 5, un pavé métallique (8) est collé au dos du substrat (1) à l’aide d’un ruban adhésif thermo conductif double face, avant d’envelopper le dispositif de la gaine thermo rétractable et de le surmouler à ses extrémités, ceci afin d’augmenter la rigidité mécanique de l’ensemble. Dans la forme de la réalisation selon la figure 6, des évidements (9) sont réalisés lors du surmoulage, autour des évidements de fixations (7), permettant d’empêcher la rotation entre le système d’éclairage et les pièces de maintien que l’on viendra clipper. Un exemple de montage de deux systèmes d’éclairage est ainsi proposé figure 7. A titre d’exemple non limitatif, le substrat, en aluminium, aura des dimensions de l’ordre de 500 millimètres de long, 30 millimètres de large et 1 millimètre d’épaisseur. Le pavé métallique visant à augmenter la rigidité aura les mêmes dimensions et sera constitué d’acier inoxydable. Les diodes seront de type SMD2835, et consommeront 20 watts dans leur ensemble. Le connecteur sera de type DC 5,5 x 2,1 millimètres. Le surmoulage sera constitué d’un élastomère thermoplastique afin de faciliter le moulage. La matière utilisée pour la gaine thermo rétractable sera un fluoropolymère possédant une température de rétreint supérieure à 140°C, afin de rester stable sous la température des diodes qui peut atteindre 80°C. Elle pourra être translucide ou transparente selon l’application ciblée. Le dispositif selon l’invention est particulièrement destiné à l’éclairage domestique, industriel et horticole. Le dispositif est constitué d’un substrat métallique isolé (1) de la forme d’un pavé droit, dont la longueur sera au moins deux fois supérieure à la largeur qui sera au moins deux fois supérieure à l’épaisseur, comprenant sur une des deux plus grandes surfaces au moins une diode électroluminescente (2) type CMS (Composant Monté en Surface) ou type COB (Puce sur circuit imprimé), alimentée par un connecteur (3) à l’une des extrémités du circuit, caractérisé en ce que ledit substrat (1) est enrobé par une gaine (4) thermo rétractable, transparente ou translucide, couvrant les diodes, et en ce que le substrat (1) et la gaine (4) sont surmoulés aux extrémités par un polymère (5) isolant le système électriquement. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière utilisée pour le surmoulage (5) est un élastomère, et en ce que ce surmoulage (5) présente au niveau de l’ouverture du connecteur, une lèvre (6) rendant la connexion (3) étanche. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le substrat (1) possède un évidement (7) à chaque extrémité, traversant l’épaisseur, et se situant en dehors de la zone couverte par la gaine (4), évidements que le surmoulage (5) enrobe sans obturer. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu’un second pavé (8) constitué d’un alliage métallique au module d’élasticité supérieur à celui du substrat métallique isolé (1) possédant deux évidements qui correspondront aux évidements (7) du circuit (1) est collé au substrat (1), sur la surface opposée aux diodes, à l’aide d’une matière thermiquement conductrice. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que chaque extrémité du système présente, au niveau du surmoulage, un évidement (9) qui ne soit pas à la fois circulaire et concentrique à l’évidement (7). Le dispositif est constitué d’un substrat métallique isolé (1) de la forme d’un pavé droit, dont la longueur sera au moins deux fois supérieure à la largeur qui sera au moins deux fois supérieure à l’épaisseur, comprenant sur une des deux plus grandes surfaces au moins une diode électroluminescente (2) type CMS (Composant Monté en Surface) ou type COB (Puce sur circuit imprimé), alimentée par un câble à l’une des extrémités du circuit, caractérisé en ce que ledit substrat (1) est enrobé par une gaine (4) thermo rétractable, transparente ou translucide, couvrant les diodes, et en ce que le substrat (1) et la gaine (4) sont surmoulés aux extrémités par un polymère (5) isolant le système électriquement.