СВЕТОДИОДНЫЙ СВЕТИЛЬНИК

Полезная модель (ПМ) относится к светотехническим приборам и может быть использована в осветительных устройствах, основанных на применении группы излучающих светодиодов.
Наиболее близким к предлагаемой ПМ, является устройство «Световая панель», патент РФ 2178588 G09F 13/08, G12B 11/00, дата подачи заявки: 03.05.2000. В известном устройстве применена световая панель, содержащая плоскую плату из прозрачного пластического материала, например поликарбоната, имеющая внутренние сквозные параллельные полости, а на торцевых частях плоской платы установлены планки со светодиодами так, что светодиоды входят внутрь полостей; либо на одной из торцевых сторон плоской платы установлена планка со светодиодами, а на второй ее стороне установлена планка со светоотражающим слоем. Использование пластика, широко применяемого в промышленности способствует снижению стоимости панели, а наличие пустот определяет низкую материалоемкость, вес и стоимость. Недостатком известного устройства является не высокая светоотдача, что повышает удельную стоимость создаваемого светового потока (стоимость 1 лм). В условиях высокой конкуренции эта характеристика очень важна.
Техническим результатом предлагаемой ПМ является повышение светоотдачи, снижение себестоимости устройства, его веса, повышение пылезащищенности, влагозащищенности и сейсмостойкости.
Данный технический результат осуществляется за счет того, что в отличие от известной модели, светодиоды располагаются линейными группами внутри ячеек сотового поликарбоната. В каждой смежной с этими сотами ячейках установлены светоотражающие полосы под углом порядка 45 градусов. С тыльной стороны сотового поликарбоната установлена светоотражающая пленка, для снижения яркости при прямом попадании света в глаза человека со стороны светового излучения установлен светорассеиватель. Торцы сотового поликарбоната закрыты U-образным пластмассовым профилем.
Расположение светодиодов внутри сотового поликарбоната в ячейках с направлением их оптической оси перпендикулярно плоскости сотового поликарбоната и установка светоотражателей позволяет увеличить светоотдачу. U-образные пластмассовые профили, закрывающие торцы сотового поликарбоната, увеличивают жесткость конструкции, увеличивают IP светильника: защищают светодиоды и излучающую плоскость сотового поликарбоната от пыли и, таким образом, сохраняют высокую светоотдачу в процессе эксплуатации и снижают эксплуатационные расходы по обслуживанию светильника, т.к. воздействию пыли при этом подвержена только внешняя поверхность рассеивателя.
На фиг. 1 изображено поперечное сечение светодиодного светильника полезной модели. На фиг. 1 обозначены:
1 - сотовый поликарбонат;
2 - светодиодная линейка;
3 - теплоотвод;
4 - отражатель;
5 - рассеиватель.
Вспомогательный отражатель между сотовым поликарбонатом 1 и теплоотводом 3 не показан.
На фиг. 2 изображен общий вид светильника.
Работа предлагаемого устройства понятна из рассмотрения фиг 1.
При работе светодиодов основная доля света, показанная в виде утолщенной стрелки, проходит через прозрачную нижнюю стенку сотового поликарбоната и рассеиватель 5. Рассеиватель 5 может быть выполнен из монолитного поликарбоната, сатинированного с одной или двух сторон, или имеющего более крупные неравномерности поверхности, например типа «призма», «колотый лед» и др.
Рассеиватель 5 защищает глаза от излишней яркости прямого светодиодного излучения.
Боковое излучение светодиодов проходит через прозрачные перегородки сотового поликарбоната, отражается от отражателей 4. и направляется в сторону основного излучения светодиодов. В качестве отражателей 4 можно использовать жесткую полихлорвиниловую (ПВХ) пленку с матовой поверхностью. Отражение от такой поверхности создает световое поле, аналогичное по форме световому полю, создаваемому линейным протяженным источником света типа люминесцентной лампы.
Отраженный от стенок сотового поликарбоната свет переизлучается вспомогательным отражателем, который закрывает сотовый поликарбонат со стороны противоположной рассеивателю, увеличивая, таким образом, светоотдачу светильника. Вспомогательный отражатель может быть выполнен из матовой с одной стороны пленки ПВХ. Светодиодная линейка может быть выполнена в виде алюминиевой печатной платы с SMD - светодиодами.
Передача тепла от светодиодов к теплоотводу осуществляется через алюминий печатной платы и стенку СПК. Например, при площади печатной платы
2
S=0,5 м×0,010 м=0.005 m.
толщине стенки СПК h=0,5 мм,
коэффициенте теплопроводности поликарбоната Kt=0.2 Вт/м К
Тепловое сопротивление стенки СПК составит
2
Rt=h/S Kt=0,0005 м/0.005 м 0.2 Вт/м К=0.5 град/Вт
При допустимом перепаде температур на стенках СПК ΔT=10°C допустимая тепловая мощность, проходящая через стенку СПК составит
Pt=ΔΤ/Rt=10°C/0,5 град/Вт=20 Вт. При использовании, например, 4-х светодиодных линеек суммарная максимально допускаемая тепловая мощность, проходящая через стенки СПК, будет в 4 раза больше и равна 20×4=80 Вт. Учитывая, что у современных светодиодов коэффициент полезного действия η доходит до 25% и более, максимально допускаемая мощность, подводимая к светодиодам будет равна
Рсд=Pt/(1-η)=80 Вт/(1-0,25)=106 Вт.
Приведенные расчеты указывают на реализуемость ПМ в широком диапазоне мощностей подводимых к светодиодам: 100 Вт и более.
Экспериментальная проверка показала хорошую светоотдачу оптической системы светильника порядка 0,9.
Библиография
1 Патент РФ 2178588 G09F 13/08, G12B 11/00