СВЕТОДИОДНЫЙ СВЕТИЛЬНИК

Полезная модель относится к осветительной технике, а именно к светильникам, в которых в качестве источников света использованы светоизлучающие диоды.
В настоящее время на рынке светотехнических изделий широко применяются различные светодиодные источники света, которые активно конкурируют с изделиями на основе ламп накаливания, люминесцентных и галогенных ламп. Изделия на основе светодиодов и светодиодных матриц используются в различных осветительных приборах (светильниках), сигнальных устройствах (светофоры, бакены, створные знаки), а также в различных информационных табло и рекламной продукции.
Применение светодиодов в системах освещения имеет целый ряд проблем, связанных с чувствительностью светодиодов к влаге и механическим повреждениям, необходимостью отвода тепла от светодиодов, а так же со сложностью получения необходимой диаграммы светового потока.
В современных светодиодных модулях, содержащих в качестве источника света полупроводниковый светоизлучающий элемент, широко применяются полимерные покрытия, наносимые на светоизлучающий элемент, образующие внешние оболочки указанных элементов, защищающие их от механических повреждений, а также выполняющие световыводящую и светопреобразующую функции. Кроме того, полимерные массы, образующие рассматриваемые покрытия, часто используются в качестве сред для диспергирования в них рассеивающих частиц или частиц люминофора, и в таких случаях полимерные покрытия с распределенными в них частицами дополнительно выполняют функцию преобразования света.
Рассматриваемые полимерные покрытия могут быть образованы путем заполнения полимерной заливочной массой полости, сформированной внутри светодиодного модуля, в частности, полости, образованной стенками отражателя, в котором помещен полупроводниковый светоизлучающий элемент, или поверхностью выемки, выполненной в линзе, расположенной поверх указанного светоизлучающего элемента. При этом форма сформированного указанным образом полимерного покрытия определяется формой описанных выше полости или выемки.
Так, например, известен светодиодный модуль [RU 67340], содержащий полупроводниковый светоизлучающий кристалл, помещенный в расположенном в металлокерамическом корпусе отражателе, имеющем наклонные стенки. Полость отражателя заполнена оптически прозрачным компаундом.
Указанное покрытие служит для защиты кристалла от механических повреждений. Однако рассматриваемое покрытие, сформированное в полости отражателя и имеющее плоскую верхнюю поверхность, не обеспечивает равномерное угловое распределение цветности выводимого светового излучения, что в ряде случаев не позволяет достигнуть требуемых оптических характеристик светодиодного модуля.
Известен светодиодный модуль [RU 2251761] содержащий подложку, на которой установлен, по меньшей мере, один полупроводниковый светоизлучающий кристалл, имеющий покрытие, выполненное из оптически прозрачной полимерной заливочной массы. Покрытие образовано путем заполнения указанной массой выемки, имеющей куполообразную форму, сформированной в расположенном на подложке поверх светоизлучающего кристалла оптически прозрачном элементе, в качестве которого использованы рефлектор или линза.
Рассматриваемое покрытие выполняет защитную и световыводящую функции, при этом благодаря тому, что сформированное покрытие имеет куполообразную форму, в рассматриваемом светодиодном модуле обеспечивается равномерное угловое распределение цветности выводимого светового излучения.
Однако в рассматриваемом светодиодном модуле обязательным является наличие такого оптического конструктивного элемента, как рефлектор или линза, что усложняет конструкцию светодиодного модуля и может ограничить возможность его применения в светодиодных сборках, в которых светодиодные модули используются в качестве сборочных единиц.
Известен светодиодный светильник [RU 116603] выбранный авторами в качестве ближайшего аналога. Известный светодиодный светильник содержит печатную плату с установленными на ней светодиодами, имеющими покрытие, выполненное из оптически прозрачной полимерной заливочной массы, и светопрозрачную оболочку, установленную на печатную плату и выполненную в виде тонкостенного листового светопрозрачного полимерного пластика толщиной 0,01-1 мм, сформованного по блистерной технологии для получения заданной формы и оптических свойств в составе с оптически прозрачным одно-, двух- или более компонентным полимером на основе силиконовых компаундов и/или акриловых и/или эпоксидных смол.
Однако в рассматриваемом светодиодном светильнике выполнение светопрозрачной оболочки, установленной на печатной плате, не обеспечивает равномерное угловое распределение светового излучения.
Техническим результатом заявленной полезной модели является улучшение равномерного углового распределения светового излучения светодиодного светильника, за счет особого расположения светодиодов на печатной плате и за счет особого выполнения светопрозрачной оболочки.
Технический результат достигается за счет того, что в светодиодном светильнике, содержащем печатную плату с установленными на ней светодиодами, имеющими покрытие, выполненное из оптически прозрачной полимерной заливочной массы (компаунд), и светопрозрачную оболочку, установленную на печатную плату, и сформованную по блистерной технологии для получения заданной формы и оптических свойств, согласно предложенному, указанные светодиоды расположены на печатной плате в шахматном порядке и на расстоянии, а светопрозрачная оболочка, установленная на печатной плате, в местах расположения светодиодов, выполнена в виде асферической оптической системы и имеет следующие габариты: длина не менее 20 мм, ширина не менее 15 мм, высота не менее 6,7 мм.
В предпочтительном варианте оптически прозрачная полимерная заливочная масса представляет собой или оптическую среду ОС-1 или Loctite 3106 или SYLGARD 184 или Пентэласт 1120/1МА или Пента 712 марка А или СКТН Е1 или UV630.
В предпочтительном варианте печатная плата может быть выполнена в виде прямоугольника, а светодиоды расположены друг от друга таким образом, что расстояние между их центрами составляет по оси Х=не менее 40 мм, а по оси Y=не менее 20 мм.
В предпочтительном варианте печатная плата может быть выполнена в виде квадрата, а светодиоды расположены друг от друга таким образом, что расстояние между их центрами составляет по оси Х=не менее 30 мм, а по оси Y=нe менее 30 мм.
В предпочтительном варианте печатная плата может быть выполнена в виде шестиугольника, а светодиоды расположены друг от друга таким образом, что расстояние между их центрами составляет не менее 20 мм.
В предпочтительном варианте печатная плата может быть выполнена в виде диска, а светодиоды расположены друг от друга таким образом, что расстояние между их центрами в радиальном направлении составляет не менее 25 мм, а в тангенциальном направлении составляет не менее 10 мм.
В предпочтительном варианте печатная плата может быть выполнена в виде ромба, углы которого равны 120 град. и 60 град., а светодиоды расположены друг от друга таким образом, что расстояние между их центрами составляет не менее 30 мм.
В предпочтительном варианте печатная плата может быть выполнена в виде треугольника, углы которого равны 60 град., а светодиоды расположены друг от друга таким образом, что расстояние между их центрами составляет не менее 30 мм.
В предпочтительном варианте печатная плата может быть выполнена в виде кольца, а светодиоды расположены друг от друга таким образом, что расстояние между их центрами в радиальном направлении составляет не менее 35 мм, а в тангенциальном направлении составляет не менее 10 мм.
Заявляемое техническое решение поясняется следующими чертежами, где:
на фиг.1 - показан вид снизу заявленного светодиодного светильника выполненного в виде прямоугольника, где расстояние между их центрами составляет по оси Х=не менее 40 мм, а по оси Y=не менее 20 мм.
на фиг.2 - показан вид спереди заявленного светодиодного светильника выполненного в виде прямоугольника, где расстояние между их центрами составляет по оси Х=не менее 40 мм, а по оси Y=не менее 20 мм.
на фиг.3 - показан вид справа заявленного светодиодного светильника выполненного в виде прямоугольника, где расстояние между их центрами по оси Х=не менее 40 мм, а по оси Y=не менее 20 мм.
на фиг.4 - показана изометрия заявленного светодиодного светильника выполненного в виде прямоугольника, где расстояние между их центрами составляет по оси Х=не менее 40 мм, а по оси Y=не менее 20 мм.
на фиг.5 - показан вид снизу заявленного светодиодного светильника выполненного в виде квадрата,
на фиг.6 - показан вид спереди заявленного светодиодного светильника выполненного в виде квадрата,
на фиг.7 - показан вид справа заявленного светодиодного светильника выполненного в виде квадрата,
на фиг.8 - показана изометрия заявленного светодиодного светильника выполненного в виде квадрата,
на фиг.9 - показан вид снизу заявленного светодиодного светильника выполненного в виде шестиугольника,
на фиг.10 - показан вид спереди заявленного светодиодного светильника выполненного в виде шестиугольника,
на фиг.11 - показан вид справа заявленного светодиодного светильника выполненного в виде шестиугольника,
на фиг.12 - показана изометрия заявленного светодиодного светильника выполненного в виде шестиугольника,
на фиг.13 - показан вид снизу заявленного светодиодного светильника выполненного в виде диска,
на фиг.14 - показан вид спереди заявленного светодиодного светильника выполненного в виде диска,
на фиг.15 - показан вид справа заявленного светодиодного светильника выполненного в виде диска,
на фиг.16 - показана изометрия заявленного светодиодного светильника выполненного в виде диска,
на фиг.17 - показан вид снизу заявленного светодиодного светильника выполненного в виде ромба,
на фиг.18 - показан вид спереди заявленного светодиодного светильника выполненного в виде ромба,
на фиг.19 - показан вид справа заявленного светодиодного светильника выполненного в виде ромба,
на фиг.20 - показана изометрия заявленного светодиодного светильника выполненного в виде ромба,
на фиг.21 - показан вид снизу заявленного светодиодного светильника выполненного в виде треугольника,
на фиг.22 - показан вид спереди заявленного светодиодного светильника выполненного в виде треугольника,
на фиг.23 - показан вид справа заявленного светодиодного светильника выполненного в виде треугольника,
на фиг.24 - показана изометрия заявленного светодиодного светильника выполненного в виде треугольника,
на фиг.25 - показан вид снизу заявленного светодиодного светильника выполненного в виде кольца,
на фиг.26 - показан вид спереди заявленного светодиодного светильника выполненного в виде кольца,
на фиг.27 - показан вид справа заявленного светодиодного светильника выполненного в виде кольца,
на фиг.28 - показана изометрия заявленного светодиодного светильника выполненного в виде кольца.
Светодиодный светильник содержит алюминиевую печатную плату 1, на которой устанавливаются (припаиваются) светодиоды 2, имеющие покрытие, выполненное из оптически прозрачной полимерной заливочной массы, и светопрозрачную оболочку 3 (указанные позиции светодиодного светильника представлены только на фиг.1). В качестве светопрозрачной оболочки 3 используется светопрозрачный полимерный пластик из поликарбоната или другого пластика толщиной не менее 0,2 мм, предпочтительно от 0,2-0,5 мм, сформованный по блистерной технологии для получения необходимой формы и оптических свойств. Указанный светопрозрачный полимерный пластик 3, сформованный по блистерной технологии для получения заданной формы и оптических свойств устанавливается непосредственно на печатную плату 1 со светодиодами 2, пространство между которыми заполняется оптически прозрачным теплопроводящим полимером (компаундом). Для улучшения оптических свойств заявленного светодиодного светильника предлагается располагать указанные светодиоды 2 на печатной плате 1 в шахматном порядке и на расстоянии, а светопрозрачная оболочка 3, которая устанавливается на печатной плате 1, в местах расположения светодиодов 2, должна быть выполнена в виде асферической оптической системы и иметь следующие габариты: длина не менее 20 мм, ширина не менее 15 мм, высота не менее 6,7 мм.
Как уже указывалось выше, для улучшения оптических свойств заявленного светодиодного светильника предлагается располагать указанные светодиоды 2 на печатной плате 1 в шахматном порядке и на расстоянии. Кроме того, светопрозрачная оболочка 3 в местах расположения светодиодов 2, должна быть выполнена в виде асферической оптической системы и иметь следующие габариты: длина не менее 20 мм, ширина не менее 15 мм, высота не менее 6,7 мм.
Причем указанные габариты светопрозрачной оболочки 3 постоянные для всех вариантов светодиодного светильника.
Далее описаны возможные варианты выполнения светодиодного светильника.
В первом варианте выполнения светодиодного светильника печатная плата 1 выполнена в виде прямоугольника. В этом случае целесообразно располагать светодиоды 2 на печатной плате 1 в шахматном порядке таким образом, чтобы расстояние между центрами светодиодов 2 составляло по оси Х=не менее 40 мм, а по оси Y=не менее 20 мм. Габариты печатной платы могут составлять, например, 380 мм×216 мм.
Во втором варианте выполнения светодиодного светильника печатная плата 1 выполнена в виде квадрата. В этом случае целесообразно располагать светодиоды 2 на печатной плате 1 в шахматном порядке таким образом, чтобы расстояние между центрами светодиодов 2 составляло по оси Х=не менее 40 мм, а по оси Y=не менее 20 мм.
В третьем варианте выполнения светодиодного светильника печатная плата 1 выполнена в виде шестиугольника. В этом случае целесообразно располагать светодиоды 2 на печатной плате 1 в шахматном порядке таким образом, чтобы расстояние между центрами светодиодов 2 составляло не менее 20 мм.
В четвертом варианте выполнения светодиодного светильника печатная плата 1 выполнена в виде диска. В этом случае целесообразно располагать светодиоды 2 на печатной плате 1 таким образом, чтобы расстояние между центрами светодиодов 2 в радиальном направлении составляло не менее 35 мм, а в тангенциальном направлении составляло не менее 15 мм.
В пятом варианте выполнения светодиодного светильника печатная плата 1 выполнена в виде ромба. В этом случае целесообразно располагать светодиоды 2 на печатной плате 1 в шахматном порядке таким образом, чтобы расстояние между центрами светодиодов 2 составляло не менее 30 мм. Причем углы указанного ромба, например, могут быть равны 120 град. и 60 град.
В шестом варианте выполнения светодиодного светильника печатная плата 1 выполнена в виде треугольника. В этом случае целесообразно располагать светодиоды 2 на печатной плате 1 в шахматном порядке таким образом, чтобы расстояние между центрами светодиодов 2 составляло не менее 30 мм. Причем углы указанного треугольника, например, могут быть равны 60 град.
В седьмом варианте выполнения светодиодного светильника печатная плата 1 выполнена в виде кольца. В этом случае целесообразно располагать светодиоды 2 на печатной плате 1 таким образом, чтобы расстояние между центрами светодиодов 2 в радиальном направлении составляло не менее 40 мм, а в тангенциальном направлении составляло не менее 10 мм.
В качестве оптически прозрачной полимерной заливочной массы используются следующие вещества: оптическая среда ОС-1 (НПО «РДС», Россия); или Loctite 3106 (Henkel, Германия); или SYLGARD 184 (Dow Corning, США); или Пентэласт 1120/1МА (Пента 91, Россия); или Пента 712 марка А (Пента 91, Россия); или СКТН Е1 (Пента 91, Россия); или UV630(PERMABOND). Отверждение оптически прозрачной полимерной заливочной массы (компаунда) возможно как химическое, с помощью катализатора, так и с помощью УФ излучения.
Таким образом, заявленная полезная модель обеспечивает улучшение оптических свойств светодиодного светильника, за счет особого расположения светодиодов на печатной плате и за счет особого выполнения светопрозрачной оболочки в местах расположения светодиодов.