ПРОЖЕКТОР С АКТИВНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ

Полезная модель относится к светотехнике, а именно к светодиодным прожекторам с активным охлаждением, осуществляемым с помощью электровентилятора, в которых используется светодиоды, средней и малой мощности, не имеющие теплоотводящих оснований, питаемые импульсным током допустимые значения которых по их техническим характеристикам намного больше допустимых значений постоянного тока, что значительно повышает мощность источника света с одновременным значительным повышением выделяемой тепловой энергии, где отвод тепла от светодиодов с использованием радиаторов, с естественным охлаждением мало эффективен и может быть использована для наружного освещения.
Раздел «Уровень техники» отсутствует, так как заявляемая полезная модель не имеет аналогов.
Раскрытие полезной модели.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является создание конструкции осветительного устройства, которое эффективно обеспечивает отвод тепла при питании светодиодов не имеющих теплоотводящих оснований импульсным током.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении полезной модели, заключается в уменьшении до минимума количества тепловых барьеров, образующихся при отводе тепла от светодиодов, уменьшении неравномерности отвода тепла от светодиодов, находящихся с краю светодиодного источника света и светодиодов, находящихся в его центре, увеличении скорости рассеивания тепла.
Технические результаты, которые могут быть получены при осуществлении полезной модели, в частных случаях заключаются в создании электрической цепи в виде светодиодной матрицы, состоящей из нескольких строк и нескольких столбцов светодиодов, причем светодиоды, расположенные в каждой строке матрицы, соединены параллельно, а светодиоды, расположенные в каждом столбце, соединены последовательно, защите светодиодов от перегрева при выходе из строя электровентилятора и от воздействия на них внешних факторов, проникающих в корпус прожектора, через его входное и выходное отверстие.
Поставленная задача, с указанным техническим результатом, решена согласно настоящей полезной модели тем, что прожектор с активным охлаждением содержит корпус с входным отверстием, площадь которого не менее площади входного отверстия электровентилятора и выходным отверстием, площадь которого равна площади поперечного сечения корпуса и смонтированные внутри корпуса: разделительную пластину, контактирующую по периметру с корпусом, на которой напротив отверстия, выполненного в её центре, смонтированы параллельно друг другу, на расстоянии не меньше чем расстояние между анодным и катодным выводом светодиода, четное число металлических пластин, к каждой паре которых, за счет пайки анодных и катодных выводов, припаяны светодиоды, не имеющие теплоотводящих оснований, таким образом, что анодные выводы припаяны к одной металлической пластине, а катодные выводы к другой, образуя несколько электрических цепей параллельно соединенных светодиодов; электровентилятор, смонтированный напротив металлических пластин таким образом, что они образуют каналы для созданных им потоков воздуха.
Кроме того, корпус выполнен коробчатой формой, с прямоугольным входным отверстием в нижней стороне по ее ширине, отверстиями в задней стенке для винтов, без передней стенке с прямоугольным выходным отверстием вместо нее.
Кроме того, прожектор содержит крышку, площадь которой меньше площади выходного отверстия корпуса, с опорами, имеющими отверстия для винтов, с прямоугольным отверстием, выполненным в центре, скрепленную винтами и гайками с защитной, разделительной, опорной и входной пластинами и задней стенкой корпуса.
Кроме того, прожектор содержит пластину из светопрозрачного материала, закрепленную крепежными деталями на крышке напротив прямоугольного отверстия.
Кроме того светодиоды, припаянные к парам металлических пластин, образуют светодиодную матрицу, состоящую из нескольких строк и столбцов светодиодов.
Кроме того, металлические пластины выполнены в форме прямоугольных полос из оцинкованной стали и припаяны к электрически нейтральным контактам разделительной пластины таким образом, что к электрически нейтральному контакту припаяны две металлические пластины от разных пар металлических пластин, стоящих рядом, при этом одна из них имеет припаянные анодные выводы, а вторая катодные выводы, образуя электрическую цепь последовательного соединения параллельно соединенных светодиодов.
Кроме того, разделительная пластина выполнена из фольгированного медью стеклотекстолита с отверстиями, для винтов и прямоугольным отверстием и скреплена винтами и гайками с крышкой защитной, опорной и входной пластинами и задней стенкой корпуса.
Кроме того, прожектор содержит защитную пластину, контактирующую по периметру с корпусом, с отверстиями для винтов и прямоугольным отверстием в центре, имеющим по краям замкнутый борт, с углом наклона к плоскости защитной пластины не более 80 градусов по всему периметру и размеры не меньшие чем размеры прямоугольного отверстия, разделительной пластины, скрепленную винтами и гайками, с крышкой, разделительной, опорной и входной пластинами, и задней стенкой корпуса.
Кроме того, электровентилятор закреплен винтами и гайками на опорной пластине напротив отверстия, выполненного в центре.
Кроме того, прожектор содержит опорную пластину, контактирующую по периметру с корпусом, с отверстиями для винтов и отверстием в центре, площадь которого не меньше чем площадь выходного отверстия электровентилятора, скрепленною винтами и гайками с электровентилятором, крышкой, защитной, разделительной и входной пластинами и задней стенкой корпуса.
Кроме того, прожектор содержит фильтрующую сетку, выполненную из полипропилена, с ячейкой не более 2 мм и приклеенную к входной пластине, напротив отверстия, выполненного в центре.
Кроме того, прожектор содержит входную пластину, контактирующую по периметру с корпусом, выполненную с отверстиями для винтов и отверстием в центре, площадь которого не меньше чем площадь входного отверстия электровентилятора, скрепленную с крышкой, защитной, разделительной и опорной пластинами и задней стенкой корпуса и смонтированную перед входным отверстием корпуса винтами и гайками.
Кроме того, прожектор содержит крепежные детали, каждая из которых выполнена в форме уголка, с отверстием для винта, скрепленные винтами и гайками с крышкой, закрепляя на ней пластину из светопрозрачного материала.
Кроме того, прожектор содержит термопредохранитель, приклеенный к разделительной пластине, над прямоугольным отверстием, в зоне близкой к металлическим пластинам и обеспечивающий отключение питания светодиодов, при температуре в указанной зоне выше заданного предела.
Корпус с входным и выходным отверстием делает возможным подачу воздуха в электровентилятор и выход воздушного потока, созданного им из корпуса наружу. Светодиоды, анодными выводами, припаянными к одной из двух металлических пластин, а катодными выводами ко второй металлической пластине образуют параллельные соединения светодиодов, а светодиоды, припаянные таким образом к нескольким парам металлических пластин, образуют несколько электрических цепей из параллельно соединенных светодиодов. Металлические пластины отводят тепло от светодиодов, через припаянные к ним контактные выводы и образуют каналы для потоков воздуха, созданного электровентилятором. Электровентилятор создает воздушный поток, отводящий тепло от металлических пластин и корпусов светодиодов и создает повышенное давление в корпусе. Разделительная пластина служит для монтажа на ней металлических пластин и разделяет корпус на область с высоким и менее высоким давлением, созданным электровентилятором при его работе.
В частном случае, крышка с закрепленной на ней пластиной из светопрозрачного материала защищает светодиоды от воздействия внешних факторов и обеспечивает выход воздушных потоков, созданных электровентилятором через полость между боковыми гранями крышки и внутренней поверхностью корпуса.
В частном случае, светодиоды, припаянные к парам металлических пластин, образуют светодиодную матрицу, состоящую из нескольких строк и столбцов светодиодов, обеспечивающую равномерность освещения.
В частном случае, нейтральные контакты разделительной пластины электрически последовательно соединяют параллельно соединенные светодиоды, припаянные к парам металлических пластин, образуя параллельно-последовательное соединение светодиодов.
В частном случае, защитная пластина, контактирующая по периметру с корпусом, обеспечивает за счет замкнутого борта, имеющего угол наклона к плоскости защитной пластины не более 80 градусов и выполненного по периметру прямоугольного отверстия, которое выполнено в ее центре, защиту светодиодов от внешних факторов, попадающих в полость между боковыми гранями крышки и внутренней поверхности корпуса.
В частном случае опорная пластина служит для монтажа на ней электровентилятора и разделяет корпус на область с высоким и менее высоким давлением.
В частном случае, фильтрующая сетка защищает светодиоды от внешних факторов, проникающих в корпус через входное отверстие.
В частом случае, входная пластина служит для монтажа на ней фильтрующей сетки и защищает светодиоды от внешних факторов, проникающих в корпус через входное отверстие.
В частном случае, крепежные детали, закрепленные на крышке, скрепляют пластину из светопрозрачного материала с крышкой.
В частном случае, термопредохранитель размыкает цепь питания светодиодов, предупреждая их повреждение от перегрева, при достижении температуры в зоне его размещения выше заданного предела.
Краткое описание чертежей.
Сущность полезной модели поясняется рисунками где:
На фиг. 1 представлена защитная пластина:
а) разрез;
б) вид сбоку;
в) вид сверху.
На фиг. 2 представлена крышка:
а) разрез;
б) вид сбоку;
в) вид сверху.
На фиг. 3 представлен продольный разрез прожектора.
На фигуре 4 представлена разделительная пластина с припаянными к ней металлическими пластинами, к которым припаяны светодиоды:
а) вид прямо
б) вид сверху
На фиг. 1; 2; 3; 4, приняты следующие условные обозначения:
1. Корпус
2. Входное отверстие
3. Входное отверстие
4. Электровентилятор
5. Выходное отверстие
6. Разделительная пластина
7. Отверстие
8. Металлические пластины
9. Анодные выводы
10. Катодные выводы
11. Светодиоды
12. Отверстие
13. Нижняя сторона
14. Задняя сторона
15. Винты
16. Крышка
17. Опоры
18. Отверстия
19. Отверстие
20. Защитная пластина
21. Опорная пластина
22. Входная пластина
23. Пластина
24. Крепежные детали
25. Фильтрующая сетка
26. Выходное отверстие
27. Электрически нейтральные контакты
28. Отверстия
29. Отверстия
30. Отверстие
31. Борт
32. Отверстие
Устройство, как показано на фиг. 3 содержит корпус 1 с входным отверстием 2, площадь которого не менее площади входного отверстия 3 электровентилятора 4, и выходным отверстием 5, площадь которого равна площади поперечного сечения корпуса 1 и смонтированные внутри корпуса 1: разделительную пластину 6, контактирующую по периметру с корпусом 1, на которой напротив отверстия 7, выполненного в ее центре, смонтированы параллельно друг другу, на расстоянии не меньше чем расстояние между анодным и катодным выводом светодиода, четное число металлических пластин 8, к каждой паре которых, за счет пайки анодных 9 и катодных 10 выводов, припаяны светодиоды 11, не имеющие теплоотводящих оснований, таким образом, что анодные выводы 9 припаяны к одной металлической пластине, а катодные выводы 10 к другой, образуя несколько электрических цепей (на фиг. 3 не показаны) параллельно соединенных светодиодов 11; электровентилятор 4, смонтированный напротив металлических пластин 8 таким образом, что они образуют каналы для созданных им потоков воздуха.
Кроме того, корпус 1, как показано на фиг. 3, выполнен коробчатой формой, с прямоугольным входным отверстием 2 в нижней стороне 13, по ее ширине, отверстиями (на фиг. 3 не показаны) в задней стенке 14 для винтов 15, без передней стенки с прямоугольным выходным отверстием 5 вместо нее.
Кроме того, как показано на фиг. 2; 3, крышка 16, площадь которой меньше, площади выходного отверстия 5 корпуса 1, с опорами 17, имеющими отверстия 18 для винтов 15, с прямоугольным отверстием 19, выполненным в центре, скреплена винтами 15 и гайками (на фиг. 3 не показаны) с защитной 20, разделительной 6, опорной 21 и входной 22 пластинами и задней стенкой 14 корпуса 1.
Кроме того, как показано на фиг. 3 пластина 23 из светопрозрачного материала закреплена крепежными деталями 24, на крышке 16 напротив прямоугольного отверстия 19.
Кроме того, как показано на фиг. 4, светодиоды 11, припаянные к парам металлических пластин 8, образуют, светодиодную матрицу, состоящую из нескольких строк и столбцов светодиодов 11.
Кроме того, как показано на фиг.4, металлические пластины 8, выполненные в форме прямоугольных полос из оцинкованной стали, припаяны к электрически нейтральным контактам 27 разделительной пластины 6 таким образом, что к электрически нейтральному контакту припаяны две металлические пластины 8 от разных пар металлических пластин 8, стоящих рядом, при этом одна из них имеет припаянные анодные выводы 9, а вторая катодные выводы 10, образуя электрическую цепь (на фиг. 4 не показана) последовательного соединения параллельно соединенных светодиодов 11.
Кроме того, как показано на фиг. 3; 4 разделительная пластина 6 из фольгированного медью стеклотекстолита с отверстиями 28, для винтов 15 и прямоугольным отверстием 7 скреплена винтами 15 и гайками (на фиг. 3 не показаны) с крышкой 16 защитной 20, опорной 21 и входной 22 пластинами и задней стенкой 14 корпуса 1.
Кроме того, как показано на фиг. 1; 3 защитная пластина 20, контактирующая по периметру с корпусом 1, с отверстиями 29 для винтов 15 и прямоугольным отверстием 30 в центре, имеющая по краям замкнутый борт 31, по всему периметру, с углом его наклона к ее плоскости не более 80 градусов и размеры не меньшие чем размеры прямоугольного отверстия 7, разделительной пластины 6, скреплена винтами 15 и гайками (на фиг. 3 не показаны), с крышкой 16, разделительной 6, опорной 21 и входной 22 пластинами, и задней стенкой 14 корпуса 1.
Кроме того, как показано на фиг. 3 электровентилятор 4 закреплен винтами (на фиг. 3 не показаны) и гайками (на фиг. 3 не показаны) на опорной пластине 21 напротив отверстия 32, выполненного в центре.
Кроме того, как показано на фиг.3 опорная пластина 21, контактирующая по периметру с корпусом 1, с отверстиями (на фиг. 3 не показаны) для винтов 15 и отверстием 32 в центре, площадь которого не меньше чем площадь выходного отверстия 26 электровентилятора 4, скреплена винтами (на фиг.3 не показаны) и гайками (на фиг. 3 не показаны) с электровентилятором 4, винтами 15 и гайками (на фиг. 3 не показаны) с крышкой 16, защитной 20, разделительной 6 и входной 22 пластинами и задней стенкой 14 корпуса 1.
Кроме того, как показано на фиг. 3 фильтрующая сетка 25, выполненная из полипропилена, с ячейкой не более 2 мм приклеена к входной пластине 22, напротив отверстия 12, выполненного в центре.
Кроме того, как показано на фиг. 3, входная пластина 22, контактирующая по периметру с корпусом 1, выполненная с отверстиями (на фиг. 3 не показаны) для винтов 15, и отверстием 12 в центре, площадь которого не меньше чем площадь входного отверстия 3 электровентилятора 4, скреплена с крышкой 16, защитной 20, разделительной 6 и опорной 21 пластинами и задней стенкой 14 корпуса 1 и смонтирована перед входным отверстием 2 корпуса 1 винтами 15 и гайками (на фиг. 3 не показаны).
Кроме того, как показано на фиг. 3, крепежные детали 24, каждая из которых выполнена в форме уголка, с отверстием для винта, скреплены винтами (на фиг. 3 не показаны) и гайками (на фиг. 3 не показаны) с крышкой 6, закрепляя на ней пластину 23 из светопрозрачного материала.
Кроме того, термопредохранитель (на фиг. 3 не показан), обеспечивающий отключение питания светодиодов 11 при температуре в зоне его нахождения выше заданного предела, приклеен к разделительной пластине 6 над прямоугольным отверстием 7 в зоне близкой к металлическим пластинам 8.
При подключении прожектора к внешнему блоку питания на металлические пластины 8, к которым припаяны анодные выводы 9, светодиодов 11, подается напряжение и через светодиоды 11 протекает ток, который с металлических пластин 8, к которым припаяны катодные выводы 10, светодиодов 11, уходит в общий провод. При этом светодиоды 11 излучают свет и выделяют тепловую энергию, которая через анодные 9 и катодные 10 выводы светодиодов 11 отводится на металлические пластины 8, при это для отвода тепла от светодиодов 11, необходимо преодолеть только один тепловой барьер - это тепловое сопротивление перехода светодиод - металлическая пластина. Одновременно включается электровентилятор 4, который подает воздух снаружи через входное отверстие 2 в корпусе 1. Далее поток воздуха, созданный электровентилятором 4, создает повышенное давление в полости корпуса 1 до разделительной пластины 6. За счет разности давлений в полостях корпуса 1 происходит движение потоков воздуха из полости с повышенным давлением, через каналы, образованные между металлическими пластинами 8, а далее через выходное отверстие 5, в корпусе 1 наружу.
Потоки воздуха, созданные электровентилятором 4, проходя между металлическими пластинами 8, рассеивают тепло, поглощенное ими и корпусами светодиодов 11, при этом снижается до минимума неравномерность отвода тепла от светодиодов 11, находящихся на краях светодиодного источника света и светодиодов 11 находящихся в его центре. За счет разности давления в разных полостях корпуса 1 увеличивается скорость рассеивания тепла.
В частном случае, как показано на фиг. 4 напряжение подается через электрически нейтральный контакт к крайней металлической пластине, к которой припаяны анодные выводы 9 светодиодов 11, которое далее через параллельные соединения светодиодов 11 подается на металлическую пластину, к которой припаяны катодные выводы 10 светодиодов 11, а далее через электрически нейтральный контакт на стоящую рядом пару металлических пластин 8, а с них на все остальные пары и припаянные к ним светодиоды через электрически нейтральные контакты 27, в результате через электрическую цепь в виде светодиодной матрицы состоящей из нескольких строк и нескольких столбцов светодиодов 11, где светодиоды 11 находящиеся в строках соединены параллельно, а светодиоды 11, находящиеся в столбцах последовательно будет протекать ток, который с крайней металлической пластины, к которой припаяны катодные выводы 10, уйдет в общий провод (на фиг. 4 не показан). Светодиоды 11 выделяют тепловую энергию, которая рассеивается воздушным потоком, созданным электровентилятором 4, который выходит наружу через выходное отверстие 5 корпуса 1 за счет разности между площадью выходного отверстия 5 и площадью крышки 16, которая частично перекрывает выходное отверстие 5.
В частном случае, при воздействии внешних факторов через выходное отверстие 5 светодиоды 11 защищены крышкой 16 и закрепленной на ней крепежными деталями 24 пластиной 23 из светопрозрачного материала и защитной пластиной 20, контактирующей по периметру с корпусом 1, имеющей замкнутый борт 31 с углом наклона к ее плоскости не более 80 градусов, выполненный по всему периметру прямоугольного отверстия 30, выполненного в ее центре, а при воздействии внешних факторов через входное отверстие 2 светодиоды 11 защищены входной пластиной 22, контактирующей по периметру с корпусом 1 и фильтрующей сеткой, приклеяной к ней напротив отверстия 12, выполненного в ее центре.
В частном случае, когда электровентилятор 4 выходит из строя температура в зоне расположения термопредохранителя (на фиг. 3 не показан) повышается и становится выше указанного предела, термопредохранитель (на фиг. 3 не показан) срабатывает и размыкает цепь питания светодиодов 11, предотвращая их перегрев.
Задача, поставленная перед полезной моделью, выполнена с заявленным техническим результатом.