Модульный светодиодный прожектор

Полезная модель относится к светотехнике, а именно к светодиодным оптическим блокам, используемым в качестве источника света в световых приборах прожекторного типа, применяемым, преимущественно, для освещения железнодорожных путей и междупутий.
Известен светодиодный оптический блок, включающий монтажный элемент, на внешней поверхности которого установлены первая группа светодиодов, зафиксированных на указанном монтажном элементе таким образом, что их оптические оси ориентированы параллельно друг другу, и вторая группа светодиодов, зафиксированных на указанном монтажном элементе таким образом, что их оптические оси ориентированы в пространстве под углом по отношению к пространственному положению оптических осей светодиодов первой группы, при этом монтажный элемент выполнен в виде панели, светодиоды первой группы установлены на лицевой поверхности панели в верхней ее половине и зафиксированы на панели таким образом, что их оптические оси ориентированы нормально к поверхности панели, светодиоды второй группы размещены в нижней половине лицевой поверхности панели и зафиксированы на панели с помощью закрепленных на ней фиксаторов положения светодиодов таким образом, что их оптические оси в плоскости продольного сечения панели имеют угловое смещение вниз относительно положения оптических осей светодиодов первой группы, причем, по меньшей мере, у части светодиодов второй группы оптические оси в плоскости продольного сечения панели имеют отличающееся друг от друга угловое смещение вниз относительно положения оптических осей светодиодов первой группы, по меньшей мере, часть светодиодов второй группы зафиксирована на панели с помощью закрепленных на ней фиксаторов положения светодиодов таким образом, что их оптические оси в плоскости поперечного сечения панели имеют угловое смещение относительно положения оптических осей светодиодов первой группы, по меньшей мере, у части светодиодов оптические оси имеют отличающееся друг от друга угловое смещение в плоскости поперечного сечения панели относительно положения оптических осей светодиодов первой группы (патент РФ на изобретение №2415335).
Известен модульный светодиодный прожектор, содержащий защитный корпус с прозрачным колпаком, элементы схемы электрического питания, светоизлучающие диоды, оптическую систему, при этом светоизлучающий элемент выполнен на основе модульной конструкции, где светодиодные модули установлены внутри общего защитного корпуса, каждый светодиодный модуль состоит из теплоотводящего корпуса, выполненного из металла или теплопроводящей керамики, на который установлена многослойная печатная плата на теплоотводящей основе с установленными светодиодами и элементами схемы электрического питания, а также оптической системы, модуль содержит также электронную систему, позволяющую осуществлять плавное регулирование осевой силы света прожектора, оптическая система выполнена в виде плоской матрицы из линз Френеля с параллельными оптическими осями, при этом светодиоды установлены в фокусе линз, или в виде матрицы на основе асферических линз с параллельными оптическими осями, при этом светодиоды установлены в фокусе линз, оптическая система прикреплена к корпусу каждого модуля посредством эластичного полимерного состава, обеспечивающего юстировку оптической системы и герметизацию светодиодного модуля, или оптическая система прикреплена к корпусу каждого модуля посредством эластичного полимерного состава, обеспечивающего юстировку оптической системы и герметизацию светодиодного модуля, защитный корпус прожектора имеет воздушные каналы для обеспечения охлаждения теплоотводящих элементов встречным воздушным потоком, воздушные каналы защитного корпуса имеют сетки/фильтры для предотвращения загрязнения охлаждающей системы, корпус прожектора имеет встроенную систему дополнительного принудительного охлаждения, прозрачный колпак имеет просветляющее покрытие, нанесенное на внутренней поверхности колпака, или прозрачный колпак имеет упрочняющее покрытие, нанесенное на внешней поверхности колпака, или прозрачный колпак имеет просветляющее покрытие на внутренней поверхности и упрочняющее покрытие на внешней поверхности колпака (патент РФ на полезную модель №99104).
Известно изобретение, относящееся к светотехнике, а именно к светодиодным оптическим блокам, используемым в качестве источника света в световых приборах прожекторного типа, применяемым, преимущественно, для освещения железнодорожных путей и междупутий. Технический результат - создание модульного светодиодного прожектора с холодным резервированием секторов с максимальной соосностью направления оптических осей, обеспечение разных уровней света, обеспечение теплоотвода и регулировок наклона прожектора, обеспечение электрической безопасности, повышение ремонтопригодности при эксплуатации. Достигается тем, что в модульном светодиодном прожекторе, содержащем защитный корпус, в котором установлены светодиодные модули, блок питания, каждый светодиодный модуль содержит оптическую систему со светодиодными секторами, включающими светодиоды, линзы и теплопроводящие печатные платы на основе алюминия, при этом светодиоды установлены в фокусе линз, введены дополнительно светодиодный модуль холодного резервирования и вертикальные и горизонтальные регуляторы положения оптической системы, а светодиодные модули размещены на несущем основании, выполненном в виде единой ровной детали или в виде сварной рамы на металлической основе с алюминиевыми теплоотводами, а преобразователь напряжения расположен либо непосредственно в корпусе радиатора модуля, либо в отдельном корпусе, каждый сектор дополнительно содержит съемные разборные фокусирующие сборки, индивидуальные для каждого светодиода, закрывающие пластины, причем фокусирующие сборки состоят из асферической линзы и держателя на основе из поликарбоната, (патент РФ на изобретение №2510644) - ПРОТОТИП.
Недостатками известных изделий являются: неудовлетворительная оптическая эффективность, ремонтопригодность, низкая надежность, ограниченность возможностей управления световым потоком.
Целью полезной модели являются: создание модульного светодиодного прожектора с повышенными показателями надежности за счет увеличения световой эффективности, обеспечения высокого уровня теплоотвода, повышения ремонтопригодности.
Указанные цели достигаются тем, что усложняется конструкция теплоотвода и оптики прожектора, вводится разъемное соединение между модулями и преобразователем, а электрическая схема прибора представляет собой несколько независимо работающих каналов, конструктивно объединенных в модули.
Сущность полезной модели заключается в том, что переработана оптическая часть прибора в сторону уменьшения оптических потерь, уменьшен перегрев светодиодов за счет применения теплоотвода с низким тепловым сопротивлением, конструктивно преобразователь связан с оптической частью прибора через разъемное соединение.
На фигурах представлен внешний вид устройства.
На фиг. 1-3 изображено:
1.1 - 1.р - светодиоды, где 2<p<200 включительно;
2.1 - 2.р - линзы, где 2<p<200 включительно;
3.1 - 3.р - держатель линзы, где 2<p<200 включительно;
4.1 - 4.m - печатная плата, где 2<m<20 включительно;
5.1 - 5.z - светодиодные модули, где 1<z<20 включительно;
6.1 - 6.n - канал, где 2<n<200 включительно;
7.1 - 7.r - разъемное соединение, где 2<r<200 включительно;
9.1 - 9.z - металлическая пластина, где 1<z<20 включительно;
10.1 - 10.е - регуляторы направления светового потока, где 2<е<10
включительно;
11.1 - 11.q - блок питания, где 2<q<20 включительно;
12.1 - 12.f - детали теплоотвода, где 2<f<100 включительно;
13 - металлическая рама;
14.1 - 14.h - оптические элементы линзы, где 2<h<50 включительно.
Модульный светодиодный прожектор предназначен для освещения железнодорожного пути перед подвижным составом железных дорог в темное время суток.
Модульный светодиодный прожектор состоит из нескольких независимых 6.1 - 6.n каналов, представляющих из себя набор светодиодов 1.1 - 1.р с индивидуальными источниками питания, объединенные в корпус блоков 11.1 - 11.q питания. Несколько каналов (от одного до n) конструктивно объединяются в светодиодные модули, что упрощает процесс ремонта. Соединение конкретного источника питания со своим набором светодиодов осуществляется за счет разъемного 7.1 - 7.r соединения, что упрощает ремонт прожектора.
Светодиоды 1.1 - 1.р, линза 2.1 - 2.р и держатель линзы 3.1 - 3.p, представляют собой оптическую систему модульного светодиодного прожектора. При этом линза 2.1 - 2.n состоит из оптически прозрачного полимерного соединения и выполнена в виде сложной асферической фигуры, состоящей из нескольких оптических элементов (граней) 14.1 - 14.h, каждый из которых фокусирует определенную часть излучения светодиода. Материал линзы, форма ее граней рассчитывается из условия минимальных оптических потерь за счет применения материалов с невысоким коэффициентом преломления, и расположения граней таким образом, чтобы взаимодействие светового потока с ними происходило с минимальными потерями, связанными с отражением света.
Для понижения температуры светодиодов их устанавливают на печатную плату 4.1 - 4.m, выполненную из проводящих дорожек, диэлектрика и металлического теплоотвода. Платы соединяется с металлической 9.1-9.z пластиной, на которую устанавливаются детали 12.1 - 12.f теплоотвода. При наличии в конструкции нескольких отдельных пластин 9.1 - 9.z, они соединяются металлической рамой 13 для обеспечения соосности излучения.
Для повышения эргономики устройства в него введены регуляторы 10.1 - 10.е направления светового потока в вертикальной и горизонтальной плоскости.
В зависимости от конкретной конструкции блок 11.1 - 11.q питания расположен между ребер теплоотвода под крышкой, или на корпусе модульного прожектора на отдельном кронштейне или без него. Конкретное конструктивное исполнение зависит от особенностей расположения прожектора на подвижном составе. Электрическая схема блока питания имеет набор заранее определенных установок выходных параметров, зависящих от конструктивного исполнения прожектора, и определяющих уровень (мощность) светового потока прожектора. Применение тех или иных установок определяется по командам от пульта управления подвижного состава.
Вывод: создан модульный светодиодный прожектор с повышенными показателями надежности, обусловленными высокой световой эффективностью оптической части, низким температурным сопротивлением светодиод - окружающая среда и высокой ремонтопригодностью.