СВЕТОДИОДНОЕ ОСВЕТИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО
LED-BASED ILLUMINATOR

Изобретение относится к осветительной технике, а именно к светодиодным осветительным устройствам, в которых в качестве источников света использованы светоизлучающие диоды.
В настоящее время на рынке светотехнических изделий широко применяются различные светодиодные источники света, которые активно конкурируют с изделиями на основе ламп накаливания, люминесцентных и галогенных ламп. Изделия на основе светодиодов и светодиодных матриц используются в различных осветительных приборах (светильниках), сигнальных устройствах (светофоры, бакены, створные знаки), а также в различных информационных табло и рекламной продукции.
Применение светодиодов в системах освещения имеет целый ряд проблем, связанных с необходимостью отвода тепла от светодиодов, низким слепящим эффектом, высокой светоотдачей, а также со сложностью получения необходимой диаграммы светового потока.
Из уровня техники известно светодиодное осветительное устройство, которое содержит плоский коробчатый корпус с окном из светопрозрачного материала, светодиоды, смонтированные на имеющих форму сплошных полос печатных платах, электрически соединенных друг с другом, распределенных по площади задней стенки корпуса и закрепленных на ней крепежными деталями, согласно полезной модели платы выполнены из фольгированного текстолита, при этом электрическое соединение печатных плат друг с другом выполнено с помощью коммутационных проводов (патент РФ на полезную модель 111248 U, F21S 8/00, 10.12.2011).
Также известно светодиодное осветительное устройство, выбранное авторами в качестве прототипа и содержащее корпус с окном из светопрозрачного материала и размещенные на задней стенке корпуса единичные светодиоды. Светодиоды распределены равномерно по всей площади задней стенки корпуса и смонтированы на печатных платах с алюминиевой основой, закрепленных в корпусе крепежными деталями. Периметр задней стенки равнозначен периметру окна, корпус выполнен в виде прямоугольной плоской фигуры с возможностью установления в ячейки подвесного потолка (патент РФ на полезную модель 87598 U, H05K 5/00, H01L 33/00, 11.06.2009).
Недостатками известных устройств являются: низкая светоотдача; некомфортное освещение, выраженное высокой резкостью света; низкая эффективность освещения из-за небольшой площади окна и из-за его плохих оптических свойств; а также плохое охлаждение светодиодов из-за отсутствия охлаждающих отверстий в корпусе светодиодных светильников.
Техническим результатом заявленного изобретения является достижение низкого слепящего эффекта, повышение светоотдачи, повышение равномерности светового окна, повышение конвекционных охлаждающих свойств.
Технический результат достигается за счет того, что светодиодное осветительное устройство содержит печатную плату с расположенными по всей ее площади светодиодами и отражатель, при этом светодиоды направлены в обратную сторону от направления освещения светодиодного осветительного устройства и светят на отражатель, причем отраженный от отражателя свет проходит обратно через печатную плату, которая выполнена в виде тонких полосок таким образом, что площадь отверстий между полосками составляет не менее 95% от общей площади печатной платы для прохождения через них отраженного от отражателя светового потока, отражающая поверхность отражателя является матовой и имеет коэффициент отражения не ниже 85%, при этом указанная печатная плата лежит непосредственно на прозрачном стекле светодиодного осветительного устройства для передачи значительной тепловой мощности на его внешнюю поверхность.
В предпочтительном варианте отверстия для прохождения отраженного от отражателя светового потока выполнены в виде круга, или полукруга, или квадрата, или треугольника, или ромба, или овала, или шестиугольника, или параллелограмма, или многоугольника.
В предпочтительном варианте печатная плата изготовлена из алюминия, меди или стеклотекстолита.
В предпочтительном варианте отражатель выполнен из металла или пластика с нанесением светоотражающей краски.
В предпочтительном варианте отражатель выполнен из металла или пластика с высокими светоотражающими и светорассеивающими свойствами.
В предпочтительном варианте отверстия для прохождения отраженного от отражателя светового потока выполнены в виде повторяющихся геометрических фигур.
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где на фиг.1, 2 показаны варианты выполнения заявленного светодиодного осветительного устройства.
Светодиодное осветительное устройство содержит печатную плату 1 с равномерно расположенными по всей ее площади светодиодами 2 и отражатель 3. Светодиоды 2 расположены на печатной плате 1 таким образом, что световой поток от них направлен в обратную сторону от направления освещения светодиодного осветительного устройства и светит на отражатель 3, который может быть выполнен из металла, или пластика с нанесением светоотражающей краски, или же из материала, обеспечивающего достаточное отражение света. Отраженный от отражателя 3 световой поток проходит обратно через отверстия, вырезанные в печатной плате 1 (см. фиг.1, 2). Причем печатная плата 1 выполнена в виде тонких полосок таким образом, что площадь отверстий между полосками составляет не менее 95% от общей площади печатной платы 1 для прохождения через них отраженного от отражателя 3 светового потока (см. фиг.1). Отражающая поверхность отражателя 3 является матовой и имеет коэффициент отражения не ниже 85%. При этом указанная печатная плата 1 лежит непосредственно на прозрачном стекле 4 светодиодного осветительного устройства для передачи значительной тепловой мощности на внешнюю поверхность прозрачного стекла 4, коэффициент пропускания которого равен порядка 90% (см. фиг.1).
В предпочтительном варианте отверстия для прохождения отраженного от отражателя 3 светового потока выполнены в виде круга, или полукруга, или квадрата, или треугольника, или ромба, или овала, или шестиугольника, или параллелограмма, или многоугольника.
В предпочтительном варианте печатная плата 1 изготовлена из алюминия, меди или стеклотекстолита.
В предпочтительном варианте отражатель 3 выполнен из металла или пластика с нанесением светоотражающей краски или выполнен из металла или пластика с высокими светоотражающими и светорассеивающими свойствами.
В предпочтительном варианте отверстия для прохождения отраженного от отражателя 3 светового потока выполнены в виде повторяющихся геометрических фигур.
В заявленном светодиодном осветительном устройстве низкий слепящий эффект достигается за счет того, что светодиоды 2 не видны пользователю, а именно прямой свет от светодиодов 2 создает высокую концентрацию светового потока на маленькой площади. В данном решении свет от светодиодов 2 отражается от матовой поверхности отражателя 3 и полностью рассеивается.
Отражатель 3 может и не покрываться светоотражающей краской в том случае, если сам материал обеспечивает необходимое отражение света.
Повышение равномерности светового окна достигается совокупностью равномерного распределения светодиодов 2 по всей площади печатной платы 1 и рассеивающими свойствами матовой поверхности отражателя 3.
Повышение светоотдачи достигается за счет применения прозрачного стекла 4 с коэффициентом пропускания порядка 90%. В сравнении, для рассеивания прямого света от светодиодов 2 необходимо применять рассеивающие стекла, у которых рассеивание происходит не за счет шероховатой поверхности, а за счет включения в состав пластика специальных добавок, которые снижают коэффициент пропускания до 50-70%.
Повышение конвекционных охлаждающих свойств достигается за счет того, что печатная плата 1 лежит прямо на прозрачном стекле 4 светодиодного осветительного устройства и хорошо передает тепло через указанное стекло 4 на нижнюю поверхность, которая, в свою очередь, имеет хороший доступ к большому объему воздуха помещения, в котором используется светодиодное осветительное устройство.
При отсутствии необходимости в высоких показателях IP возможен полный отказ от защитного стекла 4.