СВЕТИЛЬНИК СВЕТОДИОДНЫЙ

Полезная модель относится к осветительной технике, основанной на светодиодах, и может найти применение в конструкции светильника со светодиодными элементами.
Известен аналог - светильник - патент РФ №150257, 10.09.2014, содержащий основание коробчатого типа, снабженное с одной стороны группой параллельных друг другу ребер охлаждения, крышкой с, по меньшей мере, одним отверстием на стороне противоположной группе ребер охлаждения и, по меньшей мере, одной светодиодной платой, расположенной в отверстии крышки, с установленными на ней, по меньшей мере, одним светодиодным элементом, светопропускающим элементом и одним оптическим элементом, блок питания, связанный со светодиодной платой, и, по меньшей мере, один поворотный кронштейн, подсоединенный к основанию и выполненный с фиксатором положения и с возможностью поворота относительно основания, светопропускающий элемент выполнен из поликарбоната, блок питания выполнен в виде отдельного уплощенного прямоугольного короба, прикрепленного с внешней стороны к ребрам охлаждения на основании, причем внутри короба блока питания расположен блок управления светильником и источник питания, связанный со светодиодной платой, стабилизатор и предохранитель.
Первым недостатком аналога является малая технологичность изготовления светильника из-за необходимости изготовления корпуса методом литья и из-за наличия большого количества крепежных деталей. Вторым недостатком аналога является неэффективное охлаждение светодиодов из-за выполнения поверхностей охлаждения радиатора в виде ребер, расположения их с противоположной стороны относительно светодиодной платы и размещения блока питания над ребрами.
Известен аналог - светильник уличный светодиодный - патент РФ №83587, 20.01.2009, выбранный в качестве прототипа, закрепляемый на опоре, содержащий корпус с источником света, установленным внутри корпуса, и блок питания, причем вся поверхность корпуса является охлаждающим радиатором, выполненным в виде пластин оребрения, установленных с трех сторон по периметру корпуса, источник света выполнен в виде светодиодного модуля, в котором светоизлучающие элементы объединены, по меньшей мере, в четыре параллельные линейки последовательно соединенных сверхмощных светодиодов, при этом каждый из светодиодов крепится не только за счет пайки контактных выводов, но и за счет пайки теплоотводящей пятки светодиода к специальным электрически нейтральным контактам печатной платы.
Прототип более технологичен в изготовлении по сравнению с предыдущим аналогом, так как содержит меньше крепежных и вспомогательных деталей, и обладает более эффективным радиатором, ребра которого расположены по периметру корпуса, но он обладает рядом недостатков.
Первым недостатком прототипа является наличие ряда признаков, снижающих эффективность охлаждения светильника. Первым признаком является расположение платы светодиодов и блока питания на радиаторе, которым является корпус светильника. Вторым признаком является неравномерное охлаждение светодиодов из-за расположения платы светодиодов на одной половине радиатора. Вторым недостатком является малая технологичность изготовления светильника из-за необходимости изготовления корпуса методом литья под давлением. Третьим недостатком являются большие габариты светильника из-за размещения блока питания и платы светодиодов на корпусе. Четвертым недостатком является ненужный нагрев блока питания из-за его размещения рядом с платой со светодиодами, что приводит к снижению срока его службы. Пятым недостатком является отсутствие возможности использования вторичной оптики.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в обеспечении эффективного охлаждения светодиодов светильника.
Решение технической задачи в светильнике светодиодном, содержащем светодиоды, расположенные на плате, охлаждающий радиатор с ребрами, расположенными по периметру, блок питания, достигается тем, что радиатор представляет из себя металлический профиль, один из торцов которого расположен сверху, а противоположный снизу, профиль имеет постоянное сечение в виде прямоугольного наружного контура со скругленными углами, соединенного с внутренним прямоугольником распределенными по периметру контура ребрами-мостиками, имеющими распределенные по своей длине выступы, причем внутренний прямоугольник сечения имеет вырез, выполненный таким образом, что расстояние между поверхностью выреза и поверхностью внутреннего прямоугольника в местах соединения внутреннего прямоугольника с ребрами-мостиками больше, чем в промежутках между ребрами-мостиками, а также сечение профиля радиатора имеет отверстия, в которые со стороны верхнего торца профиля радиатора установлены винты, закрепляющие соединительный кронштейн к верхнему торцу профиля радиатора, плата со светодиодами расположена на нижнем торце профиля радиатора и накрыта вторичной оптикой, соединительный кронштейн закреплен к корпусу, в котором расположен блок питания и средство крепления светильника, с обеспечением зазора между радиатором и корпусом.
На фиг. 1 изображен вид сбоку светильника светодиодного.
На фиг. 2 изображена изометрическая проекция светильника светодиодного.
На фиг. 3 изображено сечение теплообменника светильника светодиодного.
Светильник светодиодный содержит светодиоды 1, расположенные на плате 2, охлаждающий радиатор 3 с ребрами 4, расположенными по периметру, блок питания 5, радиатор 3 представляет из себя металлический профиль, один из торцов 6 которого расположен сверху, а противоположный 7 снизу, профиль имеет постоянное сечение в виде прямоугольного наружного контура 8 со скругленными углами 9, соединенного с внутренним прямоугольником 10 распределенными по периметру контура ребрами-мостиками 4, имеющими распределенные по своей длине выступы 11, причем внутренний прямоугольник 10 сечения имеет вырез 12, выполненный таким образом, что расстояние А между поверхностью выреза 12 и поверхностью внутреннего прямоугольника 10 в местах соединения внутреннего прямоугольника 10 с ребрами-мостиками 4 больше, чем расстояние Б в промежутках между ребрами-мостиками 4, а также сечение профиля радиатора 3 имеет отверстия 13, в которые со стороны верхнего торца 6 профиля радиатора 3 установлены винты 14, закрепляющие соединительный кронштейн 15 к верхнему торцу 6 профиля радиатора 3, плата 2 со светодиодами 1 расположена на нижнем торце 7 профиля радиатора 3 и накрыта вторичной оптикой 16, соединительный кронштейн 15 закреплен к корпусу 17, в котором расположен блок питания 5 и на котором расположено средство крепления 18 светильника, с обеспечением зазора В между радиатором 3 и корпусом 17.
Рассмотрим пример конкретной реализации светильника светодиодного. Радиатор 3 изготовлен из алюминиевого сплава методом экструдирования. Причем радиатор 3 изготовлен из двух симметричных половинок 19, 20, имеющих место соединения 21. Изготовление радиатора из двух половинок 19, 20 обусловлено технологической целесообразностью. Изготовление половинки требует меньших затрат энергии при экструдировании профиля и меньших затраты на изготовление технологического экструзионного оборудования. Плата 2 со светодиодами 1 является отдельной сборкой, которая устанавливается на нижний торец 7 профиля радиатора 3. В качестве платы для распайки светодиодов применяется алюминиевая плата, выполненная по алюмооксидной технологии. Соединительный кронштейн изготавливается методом гибки листовой стали.
Рассмотрим пример работы светильника светодиодного. В процессе работы светильника светодиоды 1 выделяют тепло. Применение платы 2, выполненной из алюминиевого сплава, находящейся в контакте с поверхностью торца 6 профиля теплообменника позволяет уменьшить температуру кристалла светодиода 1 за счет отвода тепла со светодиодов 1 на плату 2. С платы 2 тепло передается на радиатор 3, с которого снимается свободной конвекцией. Наличие ребер 4 и выступов 11 на ребрах 4, а также выреза 12 во внутреннем прямоугольнике 10 сечения профиля радиатора 3 обеспечивают большую площадь теплоотдающей поверхности радиатора 3 и, как следствие, эффективный отвод тепла от светодиодов 1. Расположение корпуса 17 с блоком питания 5 на расстоянии В от радиатора 3 обеспечивает возможность эффективного конвективного теплообмена вокруг радиатора 3 и, как следствие, эффективное охлаждение светодиодов 1.
Результаты теплового моделирования используемого радиатора показали, что при температуре окружающей среды в 25°С, температура кристалла светодиода 1 не превышает 69°С. Этот показатель позволяет обеспечить высокую эффективность, долгий срок службы и широкий температурный диапазон эксплуатации.
Технический результат полезной модели достигается благодаря тому, что:
1 радиатор представляет из себя металлический профиль, который имеет постоянное сечение в виде прямоугольного наружного контура со скругленными углами, соединенного с внутренним прямоугольником распределенными по периметру контура ребрами-мостиками, имеющими распределенные по своей длине выступы, причем внутренний прямоугольник сечения имеет вырез, выполненный таким образом, что расстояние между поверхностью выреза и поверхностью внутреннего прямоугольника в местах соединения внутреннего прямоугольника с ребрами-мостиками больше, чем в промежутках между ребрами-мостиками,
2 сечение профиля радиатора имеет отверстия, в которые со стороны верхнего торца профиля радиатора установлены винты, закрепляющие соединительный кронштейн к верхнему торцу профиля радиатора, соединительный кронштейн закреплен к корпусу, в котором расположен блок питания и средство крепления светильника, с обеспечением зазора между радиатором и корпусом,
3 плата со светодиодами расположена на нижнем торце профиля радиатора и накрыта вторичной оптикой.
Дополнительным преимуществом светильника светодиодного является технологичность изготовления. Способ изготовления радиатора из алюминиевого сплава методом экструдирования является менее трудоемким по сравнению с аналогами. Соединительный кронштейн изготавливается гибкой из листовой стали. Количество сборочных деталей минимально.