МОДУЛЬ СВЕТОВОЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ФАРНЫЙ

Полезная модель относится к источникам света и предназначена для использования в световом оборудовании для освещения взрывобезопасных зон помещений всех классов химической, нефтяной, газовой и других отраслей промышленности, в частном случае в фаре ФВН-64.
Известна фара ФВН-64 (ТУ 16-676.202.-86) общего назначения, которая имеет взрывобезопасный уровень взрывозащиты и может применяться для освещения взрывобезопасных зон помещений всех классов химической, нефтяной, газовой и других отраслей промышленности. Корпус фары изготовлен из алюминиевого сплава, отражатель штампованный. В качестве источника света используется лампа накаливания А 12-50 ГОСТ 2023.1-88, допускаются лампы А 24-50, А 24-60. К недостаткам данных устройств относится использование ламп накаливания, связанное с этим большое потребление электроэнергии, малый срок службы, слабая устойчивость к механическим воздействиям, значительная трудоемкость обслуживания.
Известен защищенный световой прибор (патент РФ №71729 от 04.12.2007), аналог. Он относится к светосигнальным заградительным огням или к осветительным приборам с круговым светораспределением и выполнен на мощном светодиоде с одним или несколькими полупроводниковыми кристаллами с р-п переходами. Светодиод выполнен с конусно-цилиндрической линзой почти полного внутреннего отражения с круговым светопропусканием, оптически согласованной с излучением, генерируемым р-п переходами указанных кристаллов и установлен с фокальной осью, совпадающей с продольной осью симметрии прибора. При этом светодиод смонтирован внутри защищенной оболочки прибора, включающей оптически прозрачный колпак и корпус со средствами герметизации и крепления прибора на объекте, в тепловом контакте со стаканом-радиатором. Стакан-радиатор охлаждения и корпус прибора выполнены из теплопроводного материала и образуют камеру, в которой установлена печатная плата драйвера с клеммной колодкой и средствами токоподвода. К недостаткам этого прибора относится сложность и трудоемкость изготовления его конструкции, а также трудности в замене излучающего элемента в случае выхода светодиода из строя.
2
Известен мощный многокристальный светодиод (патент РФ №48673, 25.10.2004), прототип. Этот светодиод характеризуются следующими основными конструктивными особенностями. Светодиод содержит кристаллы увеличенной площади 0,25-1,6 мм, в качестве кристаллодержателя прибора использована ножка - КТ-9, содержащая наваренную медную пластину примерной площади 170 мм и толщиной 2 мм, для сбора и преобразования бокового излучения кристалла используется накладной отражатель увеличенной высоты, для формирования необходимой диаграммы направленности излучения и увеличения светового потока используется полусферический полимерный купол, диаметр которого превышает диаметр отражателя не менее, чем в 2,4 раза. Недостатком этого прибора является высокая трудоемкость изготовления и сборки модуля, позволяющего встроить его в фару, отсутствие согласованной с фарой световыводящей линзы, невысокая надежность крепления световыводящей линзы к корпусу светодиода, высокая материалоемкость, в том числе дорогостоящих металлов.
Сущность предлагаемой полезной модели состоит в том, что для взрывозащищенной фары ФВН, разработан световой модуль на основе монолитной гибридной интегральной схемы.
Целью данной полезной модели является устранение недостатков, отмеченных у прототипа, т.е. обеспечении более высокой надежности, устойчивости к механическим воздействиям, простота замены в случае выхода модуля из строя, снижении трудоемкости изготовления и сборки, увеличение срока службы.
Для достижения поставленной цели предлагается конструкция, представленная на Фиг.1. Предлагаемая полезная модель представляет собой фарный световой модуль, выполненный в виде монолитной гибридной интегральной схемы. Керамическая подложка 1, являющаяся теплоотводящим основанием для расположенных на ней светоизлучающих кристаллов 2, спаяна с монолитным металлическим корпусом фарного модуля 3. Контакты к керамической подложке с кристаллами развариваются на изолированные выводы 4, которые через блок согласующих элементов 5 выводятся на электроды 6 с тыльной стороны корпуса фарного модуля. В нижней части корпуса 3 фарного модуля выполнена резьба 7 для крепления модуля в фаре (например ФВН-64). Световыводящая линза 8 выполнена из оптически прозрачного герметизирующего материала и имеет специальную форму, обеспечивающую требующееся пространственное распределение оптического излучения фары. Световыводящая линза 8 представляет из себя сферический сегмент, отношение высоты которого к радиусу его основания H/R составляет 0,3÷0,5 и определяется конструкцией отражателя фары. В месте соединения световыводящей линзы 8 и стального корпуса фарного модуля 3 по всему периметру корпуса выполнена П-образная канавка 9 с целью упрочнения соединения линзы и корпуса. Данная конструкция световыводящей линзы обеспечивает механическую прочность оптической зоны фарного модуля. Излучающие кристаллы покрыты слоем люминесцентного компаунда. Монолитный корпус модуля спаянный с керамическим теплоотводящим основанием для кристаллов обеспечивает работу источника света в облегченном тепловом режиме по сравнению с прототипом.
Пример практического исполнения.
Была изготовлена партия световых модулей по данному предложению в количестве 20 шт. Источник света представлял собой группу из 14 шт. светоизлучающих кристаллов InGaN синего цвета свечения площадью 580×580 мкм, размещенных на керамической подложке, покрытой тонким слоем золота. Все кристаллы электрически соединены между собой последовательно. Монолитный корпус модуля был выполнен из алюминия. Встроенный стабилизатор обеспечивал при напряжении 24 В заданное значение тока 300 mA, возбуждающее оптическое излучение полупроводниковых кристаллов. Сила света изготовленных фарных модулей составляла не менее 1000 кд при потребляемой мощности питающей сети не более 8 Вт.