СВЕТИЛЬНИК СВЕТОДИОДНЫЙ

Полезная модель относится к области энергосберегающих технологий, в частности при экономии электроэнергии, используемой для освещения магистралей, улиц, дорог, площадей, мостов, тоннелей, дворов, складов, производств и т.д.
Известное устройство, являющееся аналогом для заявляемого устройства, описано в патенте на полезную модель N 105968 кл. F21V 1\00 "Светодиодный светильник" з.14.02.2011 г., оп. 27.06.2011 г.
Известный светодиодный светильник (п.3 патента №105968) содержит корпус, в котором размещены светодиоды, смонтированные на плату и подключенные к электропитанию, при этом корпус и плата выполнены из алюминия, герметизирующим материалом является светопроводящий компаунд, который заливают по уровню светодиода, крышка представляет собой защитное стекло, выполненное, например, из поликарбоната, а корпус выполнен сборным.
Недостатком известного устройства является недостаточная эксплуатационная надежность из-за слабо развитого оребрения корпуса и как следствие плохого отвода тепла от светодиодов, в результате чего снижается яркость светодиодов при относительно невысокой температуре окружающей среды и светильник перестает соответствовать заявленным характеристикам по световому потоку, а также дополнительной установки узла крепления светильника.
Наиболее близким к заявляемому устройству является «Светодиодный светильник» описанный в патенте на полезную модель №112341 кл. F21S 8\00 з.14.07.2011 г., оп. 10.01.2012 г.
Известное устройство содержит корпус с закрепленной в нем печатной платой, на которой размещены светоизлучающие диоды с интегрированной первичной оптической системой, каждый из которых имеет вторичную оптическую систему, защитный экран, выполненный из оптически прозрачного материала, а также дополнительно нанесенный на внутреннюю поверхность защитного экрана слой из оптически прозрачной массы, имеющей рельеф, образованный совокупностью линз, выполненных в трехмерной системе координат по всей поверхности слоя, являющегося третичной оптической системой.
Недостатком известного устройства является недостаточная эксплуатационная надежность из-за слабо развитого оребрения корпуса и как следствие плохого отвода тепла от светодиодов, в результате чего снижается яркость светодиодов при относительно невысокой температуре окружающей среды и светильник перестает соответствовать заявленным характеристикам по световому потоку, а также необходимости дополнительной установки узла крепления светильника.
Целью заявляемой полезной модели является повышение эксплуатационной надежности за счет улучшения теплоотвода путем увеличения площади внешней поверхности корпуса, заполнения пространства между вторичной оптической системой теплопроводящим компаундом, нанесения на алюминиевую подложку печатной платы слоя теплопроводящей пасты, а также за счет использования корпуса для унификации крепления светильника при различных условиях эксплуатации.
Поставленная цель достигается тем, что в светильнике светодиодном, содержащем корпус, с закрепленной в нем печатной платой, на которой размещены светоизлучающие диоды с интегрированной первичной оптической системой, каждый из которых имеет вторичную оптическую систему, а также защитный экран, согласно полезной модели, снабжен, по крайней мере, одним блоком питания и узлом крепления светильника в различных условиях эксплуатации, а корпус выполнен из теплопроводного материала и состоит из двух отсеков, один отсек - для размещения блока питания светоизлучающих диодов, а второй отсек - для размещения светоизлучающих диодов с возможностью эффективного теплопереноса, причем на наружной поверхности корпуса выполнены продольные ребра, при этом один отсек корпуса выполнен в виде отрезка пустотелого «»-образного металлического профиля с элементами крепления светильника в различных условиях эксплуатации, а второй отсек корпуса -в виде отрезка «П»-образного металлического профиля, при этом пространство между вторичной оптической системой и защитным экраном, выполненным из металла, заполнено герметизирующим материалом, а узел крепления светильника снабжен дополнительными элементами и выполнен с возможностью крепления к консоли уличного столба, к стене или к потолку помещения или здания.
Теплопроводный профиль корпуса и подложки матриц светодиодов выполнены из алюминиевого сплава, подложки матриц светодиодов закреплены на корпусе с помощью саморезов.
При этом блок питания содержит электронный самовосстанавливающийся токовый предохранитель, двухполупериодный выпрямитель, импульсный преобразователь напряжения в стабилизированный ток для питания светоизлучающих диодов, в состав которого входит датчик температуры.
Кроме того, на алюминиевую подложку печатной платы нанесен слой теплопроводящей пасты, в качестве герметизирующего материала используют теплопроводящий кремнийорганический компаунд, а узел крепления светильника выполнен в виде, по крайней мере, двух зацепов, изготовленных совместно с корпусом, и рым - гайки, соединенных посредством крепежных деталей.
Снабжение светильника блоком питания, содержащем электронный токовый самовосстанавливающимся предохранитель, обеспечивает стабильную работу светильника в широком диапазоне рабочих температур и питающих напряжений при маленьком времени выхода на режим (не более 1 секунды), позволяет эксплуатировать светильник в электрических сетях с частыми с частыми перепадами напряжения, что также обеспечивает высокую надежность при эксплуатации.
Снабжение светильника узлом крепления позволяет создать универсальную конструкцию светильника с точками узла крепления в оптимальном месте на корпусе. Например, выполнение узла крепления светильника, состоящим из двух зацепов, изготовленных совместно с корпусом, и рым - гайки, соединенных посредством крепежных деталей. Такая конструкция позволяет обеспечить гибкость при монтаже светильника к потолку здания, а также унифицировать способ крепления светильника, т.е. крепить светильник, как на стену, так и на консольные трубы разных диаметров, что создает удобство при эксплуатации светильников и повышает его эксплутационную надежность.
Выполнение корпуса в виде отрезка металлического профиля из теплопроводящего материала с отсеком под блок питания и отсеком под размещение матриц светодиодов, позволяет создать монолитную технологичную конструкцию, эффективно отводящую тепло от светодиодов. За счет применения корпуса оригинальной конструкции обеспечивается улучшение эксплуатационных параметров - сохранение уровня светоотдачи в реальных условиях эксплуатации.
Кроме того, нанесение слоя теплопроводящей пасты на алюминиевую подложку печатной платы и выполнение защитного экрана из металла также повышает эффективность отвода тепла от светодиодов, и, следовательно, повышает надежность при эксплуатации.
Заливка светодиодов теплопроводящим компаундом улучшает передачу тепла от светоизлучающих диодов к корпусу-радиатору. Кроме того, заливка компаундом позволяет защитить светильник от внешних воздействий (перепадов температур, пыли, вибраций, несанкционированных воздействий и др. факторов). Таким образом, заливка компаундом обеспечивает стабильность работы в широком диапазоне рабочих температур, высокий уровень защиты от внешних воздействий, и, тем самым, повышает эксплуатационную надежность.
В сравнении с прототипом в заявляемой полезной модели улучшена конструкция и улучшена технология изготовления, следовательно, заявляемое техническое решение обладает новизной, отличаясь от него существенными признаками, и может найти широкое применение для освещения магистралей, улиц, дорог, площадей, мостов, тоннелей, дворов, складов, производств и т.д., т.е. соответствует критерию "промышленная применимость".
Изобретение иллюстрируется чертежами, где:
фиг.1 -общий вид заявляемого устройства фиг.2 - узел крепления заявляемого устройства
Светодиодный светильник (см. фиг.1) содержит корпус 1 с закрепленной в нем печатной платой 2, на которой размещены светоизлучающие диоды 3-n (где n>1) с интегрированной первичной оптической системой, каждый из которых имеет вторичную оптическую систему 4-n, защитный экран 5, выполненный из металла, а также снабжен, по крайней мере, одним блоком 6 питания и узлом 7 (см. фиг.2) крепления светильника в различных условиях эксплуатации. Корпус 1 выполнен из теплопроводного материала и состоит из двух отсеков, причем один отсек 1-1- для размещения блока 6 питания светоизлучающих диодов 3-n, а второй отсек 1-2 - для размещения светоизлучающих диодов 3-n с возможностью эффективного теплопереноса. На наружной поверхности корпуса 1 выполнены продольные ребра 1-3, при этом один отсек 1-1 корпуса 1 выполнен в виде отрезка пустотелого «»-образного металлического профиля с элементами 1-4 крепления светильника в различных условиях эксплуатации выполненными совместно с корпусом, а второй отсек 1-2 корпуса 1 - в виде отрезка «П»-образного металлического профиля. Пространство между вторичной оптической системой 4-1… 4-n и защитным экраном 5 заполнено герметизирующим материалом 8, а узел 7 крепления светильника выполнен с возможностью крепления к потолку помещения или здания. При этом элемент 1-4 крепления выполнен в виде двух зацепов 1-4-1, 1-4-2, изготовленных совместно с корпусом 1 (см. фиг.1, фиг.2) для крепления светильника, и является элементом узла 7 крепления (см. фиг.2), который снабжен так же рым-гайкой 9. Все элементы узла 7 крепления соединены посредством крепежных элементов 10, представляющих собой болт 10-1 и шайбы 10-2 (плоскую и гроверную). При этом на подложку печатной платы 2 нанесен слой теплопроводящей пасты 11.
Назначение и выполнение узлов заявляемого устройства следующее.
Корпус 1 представляет собой несущую конструкцию для светоизлучающих диодов 3-n и блока 6 питания, выполненную из теплопроводящего материала, например, алюминиевого сплава АД-31. Алюминиевый профиль корпуса 1 состоит из двух отсеков 1-1, 1-2. Внешняя поверхность корпуса 1 светильника является рабочей поверхностью радиатора для эффективного отвода тепла от светодиодов 3-n. Поверхность внешних продольных ребер 1-3 корпуса 1 выполнена волнистой для увеличения площади внешней поверхности корпуса 1 и, следовательно, улучшения теплоотдачи в окружающее пространство. Корпус 1 выполнен путем экструзии.
Один отсек 1-1 корпуса 1 выполнен в виде отрезка пустотелого «»-образного металлического профиля с элементами 1-4 узла 7 крепления светильника, выполненными совместно с корпусом, а второй отсек 1-2 корпуса 1 - в виде отрезка «П»-образного металлического профиля, при этом пространство между вторичной оптической системой 4 и защитным экраном 5, заполнено герметизирующим материалом 8.
Светоизлучающие диоды 3-n соединены последовательно и/или параллельно, и соединены, по крайней мере, с одним блоком 6 питания (на фиг.1 не показано). Светоизлучающие диоды 3-n установлены на печатной плате 2 с подложкой из алюминия, закрепленной на корпусе 1 светильника с помощью саморезов. При этом на алюминиевую подложку платы 2 нанесен слой теплопроводящей пасты 11. Нанесение на алюминиевую подложку слоя теплопроводящей пасты 11 позволяет более эффективно осуществлять отвода тепла от светодиодов 3-n.
Светоизлучающие диоды 3-n снабжены вторичной оптикой 4-n для формирования кривой силы света.
Для защиты светодиодов 3-n от внешних воздействий и улучшения отвода тепла от них пространство между их вторичной оптической системой 4-n и защитным экраном 5 заполняется теплопроводящим заливочным компаундом 8. В качестве тепло-проводящего заливочного компаунда 8 применяют кремнийорганический компаунд, например, Sylgard 160 Silicone Elastomer Kit.
Блок 6 питания служит для питания, стабилизации тока светодиодов 3-n и ограничения их температуры нагрева и содержит электронный самовосстанавливающийся токовый предохранитель, двухполупериодный выпрямитель, импульсный преобразователь напряжения в стабилизированный ток для питания светодиодов, в состав которого входит датчик температуры. Блок 6 питания имеет уровень защиты не менее IP65. Для повышения отказоустойчивости светильник может содержать несколько блоков 6 питания.
Узел 7 крепления светильника, выполнен в виде зацепов 1-4-1, 1-4-2, изготовленных совместно с корпусом 1, а так же рым-гайки 9 с крепежными элементами 10, представляющими собой болт 10-1 и шайбы 10-2 (плоскую и гооверную)
Светодиодный светильник работает следующим образом.
При подключении светильника к питающей сети переменного тока входное напряжение поступает на вход блока 6, питающего соответственно светодиоды 3-n. Затем напряжение через электронный самовосстанавливающийся токовый предохранитель, двухполупериодный выпрямитель и импульсный преобразователь напряжения блока 6 питания преобразуется в стабилизированный ток, после чего стабилизированный ток поступает на светоизлучающие диоды 3-n, обеспечивая их свечение. При кратковременных превышениях входного напряжения, которые могут вывести светильник из строя, либо перегрузках в цепях светодиодов данный предохранитель срабатывает и выключает светильник. При следующем включении светильник вновь будет работать. При превышении температуры нагрева светоизлучающих диодов 3-n за счет конвекционных потоков воздуха внутри корпуса 1 срабатывает датчик температуры блока 6 питания и отключает питание светильника до тех пор, пока температура не понизится до безопасной. После отключения питающей сети переменного тока свечение светоизлучающих диодов 3-n прекращается.
В сравнении с прототипом заявляемая полезная модель улучшает эксплуатационную надежность светильников, обеспечивая стабильность силы света во всем диапазоне питающих напряжений и рабочих температур, защищает от внешних воздействий, унифицирует способ крепления и создает удобство в эксплуатации.