СВЕТОДИОДНЫЙ БЛОК (ВАРИАНТЫ)

Область техники
Полезная модель относится к осветительным устройствам со светодиодами, используемых в коммунальном хозяйстве: освещение подъездов, лифтовых кабин, чердаков и подвалов, на производствах во взрывоопасных и агрессивных средах: газовые хозяйства, рудники, химическое производство; к декоративным элементам, используемым в строительстве: элементы фасада, лестниц, декоративная плитка для бассейнов, фонтанов и тротуаров; а также к рекламным устройствам.
Уровень техники
Светодиоды являются альтернативой традиционным источникам света, так как они обладают уникальными технологическими преимуществами перед традиционными источниками освещения, которые не всегда очевидны. В отличие от неона, ламп накаливания или люминесцентных источников света, светодиоды - компактные устройства, которые не имеют никаких нитей, которые могут перегореть. Никаких движущихся частей и никаких стеклянных компонентов. В дополнение к тому, что они фактически небьющиеся, светодиоды - низковольтные устройства, которые производят совсем немного тепла, не содержат ртути и испускают определенную длину волны света, которая может соответствовать цвету освещаемой поверхности.
Возрастает использование светодиодов во всех видах световой рекламы - объемных буквах, световых коробах, световых вывесках и панно. Светодиоды на 80% более энергоэффективней, чем типичные неоновые системы. Такие показатели, как высокая яркость, экономичность за счет более высокого уровня энергосбережения и длительный срок службы - около 100000 часов - делает привлекательным использование светодиодов в качестве источников света.
Компактный размер, малый расход энергии и быстрое время включения приводят к широкому использованию светодиодов в транспортных средствах для обеспечения как внешних сигнальных функций, таких как стоп-сигналы и индикаторы поворота, так и в интерьере автомобилей - чаще всего для освещения приборной панели. Светодиоды используются также в светофорах и уличных указателях.
Перспективным направлением области применения светодиодов является световое декорирование предметов интерьера - например, мебели, зеркальных стен,
подвесных потолков; архитектурных элементов из различных материалов, а также рекламной и сувенирной продукции.
Как правило, светодиод состоит из полупроводникового кристалла на подложке, корпуса с контактными выводами и пластикового купола (пластиковой линзы). Однако для увеличения мощности излучения на общей подложке могут быть смонтированы несколько полупроводниковых кристаллов под одним прозрачным куполом. Примеры таких технических решений описаны, например, в публикации WO 01/45181 от 21.06.2001 и патенте США №3875456, опубликованном 01.04.1975. Недостатком таких устройств является сложность конструкции и технологии изготовления, требующей специального дорогостоящего оборудования.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является светодиодный блок, патент США №6595671, опубликован 14.03.2002, выполненный из прозрачной полимерной смолы. При этом светодиоды установлены на каркасе внутри корпуса (кожуха) из прозрачной полимерной смолы. Этот известный светодиодный блок технологически сложен в изготовлении, так как предполагает отдельное изготовление корпуса, установку светодиодов на каркас, установку каркаса со светодиодами внутри корпуса и герметизацию корпуса. Кроме того, при наличии ударных нагрузок на светодиодный блок или вибрации соответствующую нагрузку будут испытывать соединения каркаса со светодиодами, что предполагает ограничения по использованию светодиодного блока.
Раскрытие полезной модели
Предлагаемое устройство - светодиодный блок предназначен для использования в качестве, например, светильника, как в домашних условиях, так и в коммунальном хозяйстве: освещение подъездов, лифтовых кабин, чердаков и подвалов, во взрывоопасных и агрессивных средах: газовые хозяйства, рудники, химическое производство, а также может быть применено в качестве декоративного элемента в строительстве: элементы фасада, лестниц, в архитектурном и ландшафтном дизайне: декоративная плитка для бассейнов, фонтанов и тротуаров, искусственный камень и т.п. Широкое применение такие устройства могут найти и в рекламных вывесках, сувенирной продукции и т.д.
Технические результаты, достигаемые в заявленной полезной модели, заключаются в упрощении конструкции и технологии изготовления, при этом
светодиодный блок может изготавливаться с различными размерами, ему может быть придана практически любая форма и использовано различное число светодиодов.
Кроме того, техническим результатом является увеличение вибро- и ударопрочности. При этом светодиодный блок является энергоэкономичным, влагостойким, пожаробезопасным и защищенным от вандалов.
Указанные технические результаты обеспечиваются в светодиодном блоке из прозрачной полимерной смолы, выполненном в виде монолита из залитой прозрачной полимерной смолой, по крайней мере, одной гирлянды, состоящей из светодиодов и проволоки, образующих электрическую цепь. При этом подразумевается, что каждый светодиод состоит из полупроводникового кристалла на подложке, корпуса с контактными выводами и пластикового купола (пластиковой линзы).
Светодиоды могут быть подключены параллельно. Светодиодный блок может быть выполнен в виде монолита из залитых прозрачной полимерной смолой двух или трех гирлянд, отличающихся цветом (длиной волны) излучения светодиодов из которых они состоят. Например, одна гирлянда может включать светодиоды, излучающие в красной части спектра видимого излучения, другая - в зеленой, а третья - в желтой.
Гирлянда моет быть снабжена, по крайней мере, одним электрическим разъемом, установленным в монолите с возможностью подключения гирлянды к внешнему источнику питания. Электрических разъемов может быть несколько, например, по одному у каждой гирлянды для их независимого подключения. С другой стороны для подключения электрической цепи может использоваться несколько разъемов, позволяющих состыковать два или более светодиодных блоков и объединить гирлянды внутри них в одну электрическую цепь.
Часть поверхности монолита может быть выполнена светорассеивающей.
В качестве полимерной смолы могут быть использованы полимерные смолы холодного отверждения, а также эпоксидные или полиэфирные смолы.
Указанные технические результаты обеспечиваются и в светодиодном блоке из прозрачной полимерной смолы, выполненном в виде монолита из залитой прозрачной полимерной смолой печатной платы с установленными на ней светодиодами.
При этом также подразумевается, что каждый светодиод состоит из полупроводникового кристалла на подложке, корпуса с контактными выводами и пластикового купола (пластиковой линзы).
Светодиоды и печатная плата (токопроводящие «дорожки» на печатной плате) могут образовывать электрическую цепь с параллельно соединенными светодиодами, но
могут образовывать две, или три электрические цепи, отличающиеся цветом (длиной волны) излучения светодиодов.
Печатная плата может быть снабжена, по крайней мере, одним электрическим разъемом, установленным в монолите с возможностью подключения к внешнему источнику питания. Электрических разъемов может быть несколько и они могут быть использованы для соединения (состыковки) двух или более светодиодных блоков и объединения электрических цепей внутри них.
Часть поверхности монолита может быть выполнена светорассеивающей.
В качестве полимерной смолы могут быть использованы полимерные смолы холодного отверждения, а также эпоксидные или полиэфирные смолы.
Благодаря технологии изготовления, форма светодиодного блока может быть различной, например, для светильника - в виде шара, для декоративной отделки различных предметов интерьера или строительства - в виде плиты (панели) или плитки для пола, для рекламных устройств - в виде букв или других знаков и образов. При этом в светодиодных блоках могут быть использованы светодиоды с различным цветом излучения и полимерные смолы различных цветов.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показан внешний вид светодиодов.
На фиг.2 показан светодиодный блок в соответствии с первым вариантом полезной модели.
На фиг.3 показан светодиодный блок в соответствии со вторым вариантом полезной модели.
Осуществление полезной модели
На фиг.1 представлен внешний вид широко используемых в настоящее время светодиодов с пластиковым куполом, под которым находится полупроводниковый кристалл на подложке и корпус с контактными выводами, выходящими из-под купола.
На фиг.2 представлен монолит из прозрачной полимерной смолы 1. Внутри монолита находятся две проволоки 2 и 3, образующие со светодиодами 4 параллельную электрическую цепь в виде гирлянды, изогнутой вдоль поверхности монолита для равномерной светимости его поверхности. Проволоки 2 и 3 соединены с разъемом 5.
На фиг.3 также представлен монолит из прозрачной полимерной смолы 6. Но внутри монолита находится печатная плата 7 с установленными на ней светодиодами 8. Печатная плата соединена с разъемов 9.
Светодиодный блок изготавливают наливным способом. В форме (опалубке) для монолита в соответствии с первым вариантом полезной модели размещают гирлянду или гирлянды из проволоки и светодиодов и разъем. При этом проволока из алюминия, или меди, или стали обладает достаточной жесткостью для образования каркаса и удержания светодиодов в заданном положении при размещении гирлянды в форме с опорой на разъем. В соответствии со вторым вариантом полезной модели в форме (опалубке) для монолита размещают печатную плату с установленными на ней светодиодами и разъем. Расположение перед заливкой прозрачной полимерной смолой проволочного каркаса или печатной платы со светодиодами в форме (опалубке) может дополнительно фиксироваться нитями или скотчем, закрепленными на краях формы (опалубки). Затем в форму (опалубку) заливают полимерную смолу, например, марки ПН-12С. После затвердевания смолы и удаления формы (опалубки), изделие готово к эксплуатации.
Опалубку можно снять в процессе затвердевания и придать заготовке другую форму - согнуть или свернуть, например, в спираль.
Важно то, что изготовление светодиодных блоков в соответствии с описанной технологией не требует специального оборудования и возможно непосредственно перед их установкой, например на строительной площадке.