ГАБАРИТНЫЙ ФОНАРЬ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

5    и
ГАБАРИТНЫЙ ФОНАРЬ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
Полезная модель относится к сигнальным устройствам транспортных средств, размещаемых снаружи, и предназначена для установки в качестве боковых передних габаритных фонарей категории SM1-SM2 автотранспортных средств.
Известен внешний сигнальный фонарь транспортного средства, содержащий смонтированный в корпусе патрон, лампу накаливания, и рассеиватель 1.
Использование в качестве источника излучения ламп накаливания, функционирующих в условиях постоянных ударных и вибрационных нагрузок, обуславливает их низкую надежность и не компенсирует относительно низкую цену такого недолговечного источника света. Альтернативным вариантом является применение светодиодов, лишенных перечисленных недостатков и обладающих высокой светоотдачей, надежностью и низким энергопотреблением.
Известна конст-рукция бокового (переднего) габаритного фонаря, в котором требуемое световое распределение достигается при прохождении света от трех групп светодиодов, расположенных в горизонтальной плоскости, проходящей через оптическую ось фонаря, через трехсекционный призматический рассеиватель с внешней многогранной поверхностью 2.
МПК F21Q 1/00
Такая конструкция рассеивателя обладает повышенной механической прочностью по сравнению с плоским вариантом и обеспечивает хорошую видимость габаритных фонарей.
Однако, заявленная форма рассеиватеяя требует строго ориентированного размешения источников света по отношению его граней, что определяет необходимость изготовления корпуса фонаря для установки светодиодов в виде неплоской пластины и приводит к увеличению габаритных размеров фонаря.
Прототипом является внешний габаритный фонарь транспортного средства, включаюший корпус, патрон с размешенным в нем модулем несменного источника света на основе кластера светодиодов, и рассеиватель в котором в качестве источника света использованы три группы светодиодов, размешенных в одном корпусе на плоском основании, с различной пространственной ориентацией относительно оптической оси фонаря, что обеспечивает его световое распределение, удовлетворяющее требованиям нормативных документов 3.
Недостатком такой конструкции является использование большого числа светодиодов и других электронных компонентов схемы, что уменьшает структурную надежность изделия и увеличивает его стоимость и габаритные размеры. Необходимость строгой пространственной ориентации боковых групп светодиодов под определенными углами относительно плоскости основания электронного модуля усложняет процесс сборки и может быть одной из причин неудовлетворительного светового распределения фонаря.
В основу полезной модели положена задача улучшения реализации заданных светотехнических характеристик фонаря с минимизацией числа
светодиодов, увеличения надежности и технологичности, улучшения светотехнических характеристик путем выбора профиля оптического элемента рассеивателя, рационального использования диаграммы направленности светодиодной -матрицы и обеспечения эффективности теплоотвода .
Поставленная задача достигается тем, что в габаритном фонаре транспортного средства, включающем корпус, патрон с размещенным в нем модулем несменного источника света на основе кластера светодиодов, и рассеиватель с оптической поверхностью, согласно полезной модели оптическая поверхность рассеивателя выполнена в виде совокупности нецентральных поверхностей второго порядка, в диаметральных плоскостях отдельных элементов которой размещены светодиоды кластера.
В габаритном фонаре оптические оси светодиодов в модуле несменного источника света ориентированы под острыми углами до 90° в двух плоскостях к оптической оси фонаря.
В габаритном фонаре цвет излучения светодиодов в модуле несменного источника света задан колориметрическими спецификациями категории фонаря.
В габаритном фонаре модуль несменного источника света выполнен на токоизолирующей теплопроводящей подложке.
В габаритном фонаре кластер светодиодов снабжен импульсным
стабилизированным источником тока, с возможностью функционирования
фонаря при предельных значениях напряжения в бортовой сети автомобиля.
В габаритном фонаре импульсный стабилизированный источник тока
средства управления ключом, причем в качестве нагрузки импульсного стабилизированного источника тока использован кластер светодиодов.
Для лучшего понимания полезной модели она поясняется чертежами, где
Фиг. 1 - общий вид фонаря
Фиг 2 - общий вид оптического элемента рассеивателя
Фиг.З - разрез А-А по Фиг. 2, диаметральное сечение оптического элемента рассеивателя
Фиг.4- разрез В-В по Фиг. 2 диаметральное сечение оптического элемента рассеивателя
Фиг.З- разрез С-С по Фиг. 2 диаметральное сечение оптического элемента рассеивателя
Фиг.6 - модуль несменного источника света.
Фиг.7 - функциональная схема стабилизатора тока
Габаритный фонарь (Фиг.1) транспортного средства, содержит в корпусе 1 съемный патрон 2 с модулем несменного источника света 3 и рассеиватель 4.. Оптический элемент 5 (Фиг.2) рассеивателя 4 выполнен в виде совокупности нецентральных поверхностей второго порядка 6, 7, 8 с различной кривизной в диаметральных сечениях (Фиг.З - Фиг.З). Модуль несменного источника света 3 на основе кластера светодиодов 9,10,11 установлен в патроне 2 таким образом, чтобы светодиоды 9,10,11 были бы расположены в диаметральных плоскостях фрагментов оптического элемента 3 рассеивателя 4.
Модуль несменного источника света 3 (Фиг. 6) выполнен на основе кластера сверхъярких светодиодов 9,10,11, оптические оси которых ориентированы под острыми углами а до 90° в двух плоскостях к
оптической оси фонаря, и подключен к, выполненному на подложке 12 методом поверхностного монтажа, импульсному стабилизированному источнику тока 13.
Колориметрические спецификации светодиодов 9,10,11 модуля несменного источника света 3 удовлетворяют требованиям нормативной документации 4.
Математическое моделирование и оптимизация геометрии поверхностей оптического элемента 5 рассеивателя 4, углов пространственной ориентации светодиодов позволяет минимизировать их число в кластере с учетом диаграммы направленности. При расчете математической модели оптического элемента 5 рассеивателя 4 учитывались оптические характеристики полимерных материалов и пространственное световое распределение для выбранного типа светодиодов 9,10,11.
Для стабилизации излучения светодиодов 9,10,11 на подложке 12 импульсный стабилизированный источник тока 13 выполнен методом поверхностного монтажа 5, что улучшает работоспособность фонаря при любой полярности включения напряжения бортовой сети автомобиля.
Для обеспечения эффективного теплоотвода электронная схема импульсного стабилизированного источника тока 13 в модуле несменного источника света 3 выполнена по технологии поверхностного монтажа элементов на керамической подложке с высоким коэффициентом теплопроводности.
Импульсный стабилизированный источник тока 13 (Фиг. 7) выполнен на основе диодного моста 14, импульсного ключа 15, балластной индуктивности 16, и устройства управления ключом 17. Нагрузка
импульсного стабилизированного источника тока 13 задана светодиодами 9, 10, 11, включенными последовательно, и токозадающим резистором 18, определяющим среднее значение тока через светодиоды 9,10,11.
Диод 19 задает пороги срабатывания устройства управления ключом
17.Емкость 20 используют для сглаживания пульсаций тока в нагрузке стабилизатора.
Использование ключевого режима работы схемы минимизирует рассеиваемую мощность и повышает коэффициент полезного действия стабилизатора.
Внешний габаритный фонарь работает следующим образом.
При подаче напряжения питания на схему импульсный ключ 15 открывается и начинается накопление энергии в балластной индуктивности 16с постепенным увеличением тока в нагрузке. При достижении верхнего порогового значения тока через нагрузку - светодиоды 9,10,11 напряжение на токозадающем резисторе 18 возрастает до величины достаточной для срабатывания схемы управления, которая закрывает импульсный ключ 15. Энергия, накопленная в дросселе, отдается в нагрузку - светодиоды 9,10,11 при протекании тока в контуре, состоящем из элементов 9-11, 16, 18, 19. При этом ток через нагрузку, уменьшается. При достижении нижнего порогового значения тока импульсный ключ 15 открывают, и цикл повторяется. Усредненное значение тока инжекции определяет интенсивность излучения светодиодов 9,10,11 и регулируется резистором
18.Излучение светодиодов 9,10,11, проходя через оптический элемент 5 рассеивателя 4, формирует требуемое пространственное распределение света. 6
Такое конструктивное решение полезной модели по сравнению с прототипом упрощает задачу по взаимной ориентации источников светасветодиодов 9,10,11 и рассеивателя 4 при формировании светового распределения, которое является интегральным эффектом от наложения лучей, прошедших через рассеиватель 4, от каждого отдельного светодиода
9,10,11.
Импульсный стабилизатор тока 13 обеспечивает постоянное среднее
значение прямого тока через светодиоды 9,10,11 при изменении напряжения питания в широких пределах. Отличительной особенностью импульсного стабилизатора тока 13 является переход в непрерывный режим работы при низких напряжениях питания, например, ниже 10В, что позволяет максимально расширить диапазон рабочих напряжений 4.
Промышленное освоение габаритного фонаря запланировано в 2002г.
Источники литературы.
1.Фонарь боковой габаритный со светоотражаюшим устройством, ТУ РБ 05882559.013-97, 1997г. №005898 от 26.09.97
2.U.S. Patent №5325271, 28.06.1994, МПК F21V 8/00, H01J 33/02 Marker lamp with led array and prismatic diffuser/James T. Hutchisson.
3.U.S. Patent №5567036, 22.10.1996, МПК B60Q1/00 Clearance and side marker lamp/Greg Theobald, Luigi Tavernese, Fred Boles, Edvin Sugg.
4.Модуль несменного источника света ТУ РБ 100649721.035-2001
5.М. Предко. Руководство по микроконтроллерам в 2-х томах, т. 1 -М.: Постмаркет, 2001-416с.
Патентный поверен11ый /ч V  В.А. Хлебцевич