Светодиодный светильник с жидкостным охлаждением
LED LIGHT FIXTURE WITH LIQUID COOLING

Изобретение относится к светотехнике, в частности к световым приборам на мощных светодиодах с устройством охлаждения, предназначенным для уличного, промышленного, бытового, архитектурно-дизайнерского освещения, для применения во взрывоопасной среде, во влажной и/или агрессивной среде.
Светодиодные осветительные устройства обладают большим сроком службы, высоким уровнем безопасности, компактностью, и еще целым рядом положительных свойств; но у них существуют серьезные проблемы в организации отвода тепла от светодиодов. При использовании мощных светодиодов возникает угроза перегрева светодиодов в процессе эксплуатации, а это приводит к уменьшению срока службы и надежности светильников.
Известен светодиодный светильник с жидкостным охлаждением (патент RU №125300, F21S 15/00), содержащем корпус из теплопроводящего материала, выполненный в виде заполненной диэлектрической жидкостью полой емкости, с установленными снаружи по периметру ребрами, с герметично закрывающимися крышкой и заливным отверстием, тепловыделяющие источники света смонтированы в центре наружной части основания корпуса и закрыты защитным колпаком из стекловидного материала, внутренний объем корпуса разделен на отсеки двумя продольно ориентированными планками из материала с низкой теплопроводностью, установленными с зазорами относительно торцевых стенок корпуса, крышка снабжена ребрами, расположенными под острым углом к продольной оси изделия
Отличительной особенностью предлагаемой полезной модели является конструктивное объединение в единую систему охлаждения основания тепловыделяющих элементов, корпуса-радиатора, теплоотводящей жидкости таким образом, что тепло от светодиодов отводится через алюминиевое основание (либо дополнительно через печатную плату), и далее на корпус-радиатор через теплоотводящую жидкость.
Недостатки известного решения - сложное конструктивное выполнение наружной части корпуса, за счет дополнительной установки пластин оребрения снаружи по периметру корпуса.
Технический результат - увеличение эффективности отвода тепла от светодиодов за счет увеличения площади поверхности рассеивания тепла светильника; упрощение конструкции светодиодного светильника.
Технический результат достигается тем, что светодиодный светильник с жидкостным охлаждением, содержащий корпус из теплопроводящего материала, заполненный теплоотводящей жидкостью, герметично закрывающуюся крышку с отверстием для заливания жидкости, печатную плату с ориентацией в продольном направлении, согласно изобретения, корпус выполнен по технологии выдувания, при этом часть его продольной поверхности в поперечном сечении выполнена волнообразной формы, печатная плата с электронными компонентами расположенная внутри прозрачного корпуса, имеет сквозные теплоотводящие отверстия.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 показан общий вид светодиодного светильника с жидкостным охлаждением; на фиг. 2 - поперечное сечение светодиодного светильника.
Светодиодный светильник с жидкостным охлаждением содержит прозрачный корпус 1 из теплопроводящего материала (теплопроводящий пластик), выполненный по технологии выдувания, печатная плата 2 с электронными компонентами 3 расположена внутри прозрачного пластикового корпуса 1, с ориентацией в продольном направлении, в печатной плате 2 имеются сквозные теплоотводящие отверстия 4 для эффективной конвекционной циркуляции жидкости, внутреннее пространство 5 корпуса 1 заполнено теплопроводящей (охлаждающей) жидкостью, часть продольной поверхности корпуса 1 в поперечном сечении имеет волнообразную форму 6, корпус герметично закрыт крышкой 7 и снабжен герметично закрываемым отверстием 8 для заливания жидкости.
Работа устройства.
Особенностью корпуса 1 является специальная его форма, где часть продольной поверхности в поперечном сечении выполнена волнообразной формы 6, тепло-рассеивающая поверхность, которая работает как радиатор. Данное решение позволяет эффективно рассеивать тепло выделяемое светодиодами, форма светильника экономически оправдана тем что при минимальном объеме жидкости достигается большая площадь поверхности рассеивания тепла (поверхность теплообмена с окружающей средой).
Все электронные компоненты 3 размещены поверхностным (SMT) монтажом на односторонней печатной плате 2 (без теплопроводящей металлизации). Включение изделия осуществляется в сеть переменного тока 220 вольт без внешних драйверов/блоков питания. Электронная схема на плате производит плавный запуск и осуществляет контроль тока светодиодов, автоматически снижает ток (мощность светодиодов) при повышении температуры внутри изделия выше 85°С.
Заявляемое техническое решение позволяет реализовать:
1. Снизить металлоемкость изделия (отказаться от металлических радиаторов или металлических корпусов выполняющих эту роль).
2. Обеспечить температуру эксплуатации изделия в диапазоне -70…+40С
3. Обеспечить пыле-влаго защиту на уровне IP68.
4. Получить высокий уровень виброзащиты.
5. Осуществить тепловой режим светодиодов внутри изделия с температурой не выше 85С на уровне светодиодов при температуре окружающей среды +40С.
6. Увеличить электробезопасность.
7. Увеличить пожаробезопасность.
8. Реализовать взрывобезопасное исполнение.
9. Реализовать полный срок службы изделия на уровне 80% от заявленного значения для полупроводниковых светодиодов.
10 Снизить затраты на производство в 5 раз по сравнению с классическими решениями.