ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА ДЛЯ ОСВЕЩЕНИЯ ТОРЦОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ СВЕТОВОДА

Область техники
Полезная модель относится к полупроводниковой светотехнике, а именно к осветительным устройствам на основе световода, которые могут быть использованы для общего или местного освещения.
Известный уровень
При изготовлении печатных плат для осветителей с торцовым освещением световодов, особенно сложной (например, цилиндрической и др.) формы необходимо, чтобы печатная плата со светодиодами повторяла рельеф торца световода.
При значительных размерах, а сегодня диаметр труб из поликарбоната или ПММА достигает 1 м, изготовление плат вызывает затруднение по причине необходимости размещать по всей торцовой поверхности светодиоды, смонтированные на печатной плате, при этом возрастают отходы материала печатных плат, что повышает стоимость готового продукта, кроме этого, при создании мощных осветителей возникает проблема перегрева светодиодов, если величина поверхности печатной платы недостаточна для охлаждения, а дополнительный радиатор охлаждения нежелателен, или его неудобно размещать.
Известно плоское осветительное устройство, содержащее планарный световод, в обрамлении которого размещена линейная плата со светодиодами, направленными в торец планарного световода. При этом позиционирование светодиодов относительно торца световода достигается при помощи элементов обрамления планарного световода (KR 1020130015624 В1, МПК F21S 2/00, опубликовано 04.12.2013).
Недостатком известного решения является косвенное позиционирование светодиодов относительно торцовой поверхности и ограниченная возможность отвода тепла от светодиодов, возникающая в связи с размещением платы в закрытом объеме держателя, что ограничивает использование более мощных светодиодов.
Известна двухсторонняя печатная плата, на торцевой стороне которой установлены светодиоды, закрепленные на сторонах печатной платы при помощи жестких выводов (US 20020149933 Al, F21V 33/00, опубликовано 17.10.2002).
В качестве ближайшего аналога выбран патент KR 1020130015624, совпадающий с заявленным решением по большинству существенных признаков.
Техническим результатом является улучшение теплоотвода и упрощение позиционирования светодиодов относительно торцовой поверхности световода.
Раскрытие сущности полезной модели
Печатная плата для освещения торцовой поверхности световода содержит гибкое основание в виде полосы, вдоль которой линейно смонтированы светодиоды, края платы выполнены с возможностью отгибания так, что профиль платы с отогнутыми краями имеет П-образную форму, на внутренней поверхности горизонтального участка которого размещены светодиоды.
Отогнутые края платы позволяют не только позиционировать светодиоды относительно торцевой поверхности световода, но и фиксировать плату на поверхности световода, а также обеспечить отвод излишков тепла от светодиодов. Размеры отгибаемого края могут варьироваться в зависимости от мощности светодиодов.
По меньшей мере, один из краев платы может быть снабжен поперечными прорезями, ориентированными между соседними светодиодами, но не пересекающими плату. Прорези разделяют край платы на отдельные подвижные в поперечном направлении элементы, каждый из которых имеет возможность отгибания, а все вместе надежно позиционировать положение платы на торцевой поверхности световода.
Для расширения возможностей плата может иметь встречные поперечные прорези на обоих краях. В таком варианте выполнения прорези не могут пересекать линию светодиодов.
Гибкая печатная плата может иметь алюминиевую или полиамидную основу, позволяющую за счет пластической деформации краев платы фиксировать ее положение на торцевой поверхности световода.
Монтажная поверхность печатной платы может быть снабжена SMT компонентами, высота которых над монтажной поверхностью выше высоты светодиодов, что позволяет исключить повреждение светодиодов при установке платы на торцевой поверхности световода.
Планарный световод может иметь внешнюю торцовую поверхность и/или внутреннюю торцовую поверхность, образованную стенкой сквозного отверстия, выполненного в планарном световоде. Светодиоды линейно смонтированы на плате и расположены вдоль торцовой поверхности световода.
В случае использования световодов, торцевая поверхность которых имеет кривизну, участки платы, прилегающие к такой торцевой поверхности, снабжены поперечными разрезами, позволяющими отгибать участки платы к поверхности световода. Для плоских торцевых поверхностей наличие поперечных разрезов не обязательно.
Цилиндрический световод может иметь цилиндрические диффеоморфные поверхности и иметь торцовую поверхность на его обоих основаниях. Светодиоды, линейно смонтированные на гибкой плате, расположены по всей поверхности торца, при этом участки платы, прилегающие к участку размещения светодиода, снабжены разрезами и отогнуты к внутренней и/или к внешней цилиндрической поверхности световода.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан фрагмент платы с разрезами под углом ср между участками платы, предназначенными для размещения на вогнутых, выпуклых и линейных торцовых поверхностях световода,
на фиг. 2 - объемное изображение печатной платы, сконфигурированной для установки на выпуклой торцевой поверхности планарного световода, на фиг. 3 - объемное изображение планарного световода с установленной сконфигурированной платой, показанной на фиг.2,
на фиг. 4 показано объемное изображение платы в том виде, в котором она расположена на внутренней торцовой поверхности планарного световода,
на фиг. 5 показано объемное изображение платы светодиодов, показанной на фиг. 4 и установленной на внутренней вогнутой торцовой поверхности планарного световода.
на фиг. 6 показано объемное изображение световода с платой, расположенной на торцовой поверхности цилиндрического световода.
На рис. 7 показано объемное изображение фрагмента планарного световода с платой светодиодов без поперечных разрезов, установленных вдоль плоской торцовой поверхности планарного световода.
На чертежах элементы устройства обозначены следующими позициями:
1 - светодиоды,
2 - участки платы, сконфигурированные для изгиба,
3 - внешняя поверхность платы светодиодов,
4 - планарный световод,
5 - внешняя торцевая поверхность планарного световода в виде кольца,
6 - цилиндрический световод,
Описание работы полезной модели
Все варианты применимы при использовании металлических гибких плат, при этом, чем больше площади печатной платы приходится на светодиод, тем большую мощность может рассеивать печатная плата.
2
2
В современных изделиях, использующих светодиоды, для достижения высокой эффективности, применяют токи, соответствующие 0,15…0,18 Вт на светодиод мощностью 0,5 Вт, это значит, что рассеиванию подлежит мощность 0,07…0,09 Вт и если принять, что 10 см площади платы достаточно для 1 Вт светодиода, то для рассеивания заданной мощности вполне достаточно 1 см на светодиод.
Участки 2 печатной платы, которые отогнуты к поверхности световода 4, 6, кроме позиционирования платы 3 выполняют также функцию радиатора и отражателя.
Печатная плата, оснащенная смонтированными на ее поверхности светодиодами 1, сгибается так, что плата приобретает П-образный профиль, а светодиоды 1 оказываются в глубине П-образного профиля и освещают торцевую поверхность световода.
Для исключения контакта световода со светодиодами и исключения возможности их повреждения, между соседними светодиодами устанавливается изолированный компонент, высота которого больше высоты светодиодов на величину 0,2…0,8 мм.
Поскольку в планарных и цилиндрических световодах возможней выход света через прорези в плате, сверху может быть установлена силиконовая или другая непрозрачная обечайка, отражающая световой поток и защищающая печатную плату.