СВЕТИЛЬНИК УЛИЧНЫЙ СВЕТОДИОДНЫЙ

Полезная модель относится к области светотехники, в частности к светильникам для освещения улиц, дорог, автомагистралей, площадей, дворовых территорий и т.д.
Известен светодиодный светильник (99592 U1, опубликовано 20.11.2010) содержащий защитный корпус с прозрачным колпаком, внутри которого размещены элементы схемы электрического питания, светоизлучающие диоды, установленные на плате, оптическую систему и радиатор, плата выполнена в виде многослойной структуры, которая содержит последовательно расположенные слои диэлектрического материала и металла, на которых выполнена топология печатной платы, и которая расположена на теплоотводящей основе, размещенной на радиаторе.
Недостатком аналога является низкая мощность светильника, обусловленная применением маломощных светодиодов и ограниченной теплоотводящей способностью корпуса, выполненным литым.
Известен светодиодный светильник (101147 U1, опубликовано 10.01.2011), содержащий плату, светодиоды, установленные на нижней поверхности платы, теплоотводящий радиатор, состоящий из нескольких вертикальных пластин, продольно закрепленных на верхней поверхности платы на расстоянии друг от друга, и защитное стекло, герметично закрывающее плату со светодиодами, несколько плат, выполненных в виде узких пластин, расположенных на расстоянии друг от друга, а теплоотводящий радиатор дополнительно содержит поперечные пластины, соединенные с продольными пластинами и расположенные на расстоянии друг от друга, при этом каждая плата со светодиодами герметично закрыта отдельными защитными стеклами.
Недостатком аналога является низкая мощность светильника, обусловленная применением маломощных светодиодов и ограниченной теплоотводящей способностью корпуса, выполненным литым.
Известен светодиодный светильник (103596 U1, опубликовано 01.11.2011) содержащий светодиоды, размещенные на теплопроводящей металлической подложке и соединенные с блоком питания, радиатор и теплопередающую систему, установленную между подложкой со светодиодами и радиатором, теплопередающая система, выполнена в виде герметичной камеры, частично заполненной теплоносителем, на наружной поверхности которой компактно смонтирована подложка со светодиодами, а свободная от подложки со светодиодами наружная поверхность камеры выполняет функцию радиатора.
Недостатками аналога является высокая трудоемкость изготовления и возможность протечки теплоносителя из-за разгерметизации камеры, большие габариты и низкая мощность.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели по технической сущности и взятым за прототип является светильник светодиодный уличный (83587 U1, опубликовано 20.04.2011), содержащий корпус с источником света, установленным внутри корпуса, и блок питания, вся поверхность корпуса является охлаждающим радиатором, выполненным в виде пластин оребрения, установленных с трех сторон по периметру корпуса, источник света выполнен в виде светодиодного модуля, в котором светоизлучающие элементы объединены, по меньшей мере, в четыре параллельные линейки последовательно соединенных сверхмощных светодиодов, при этом каждый из светодиодов крепится не только за счет пайки контактных выводов, но и за счет пайки теплоотводящей пятки светодиода к специальным электрически нейтральным контактам печатной платы.
Недостатками прототипа являются:
- низкая мощность светильника, обусловленная недостаточной теплоотводящей площадью оребрения корпуса-радиатора, который, выполнен литым;
- низкая проходимость или затор воды между верхними ребрами корпуса в случае выпадения осадков из-за скопления мусора (пуха или веточки), обусловленные расположением пластин оребрения корпуса горизонтально относительно предполагаемого размещения светильника.
Для увеличения мощности светильника (в зависимости от количества размещаемых на корпусе светодиодов и их мощности) требуется изготовление корпуса-радиатора с большей теплоотводящей способностью. На отливках из алюминиевого сплава больших размеров при остывании образуются дефекты в виде трещин, рытвин, ямок, на отливках же меньших размеров либо эти дефекты отсутствуют, либо они легко устраняются механической обработкой.
Технический результат заявляемой полезной модели является увеличение теплоотводящей способности корпуса-радиатора светильника.
Технический результат достигается тем, что светильник уличный светодиодный, закрепляемый на опоре, содержащий корпус-радиатор, выполненный в виде пластин оребрения, источник света, выполненный в виде светодиодного модуля со светоизлучающими элементами выполненными в виде сверхмощных светодиодов, при этом каждый из светодиодов крепится не только за счет пайки контактных выводов, но и за счет пайки теплоотводящей пятки светодиода к специальным электрически нейтральным контактам печатной платы, корпус-радиатор образован m пластинами оребрения, каждая из которых выполнена трапецеидальной формы с отверстиями для крепежных элементов, а m-4 пластин оребрения выполнены со ступенчатыми пазами, при этом каждые 2m пластины оребрения соединены между собой ассиметрично и образуют элемент теплоотвода корпуса, число которых определяется мощностью размещаемых светодиодов на корпусе, все элементы теплоотвода скреплены между собой с помощью крепежных элементов, выполненных в виде шпилек и образуют площадку под установку источника света на одной из поверхностей корпуса, на одной из его торцевых выполнено отверстие для вывода проводов светодиодов, соединяющихся с блоком питания. Пластины оребрения выполнены, например, из алюминия. На корпусе размещен термопредохранитель. Источник света выполнен с диэлектрическим покрытием. Источник света закрыт защитным экраном, выполненным прозрачным, с покрытием, обеспечивающим прочность, защиту от пыли и влаги. На корпусе закреплен чехол, выполненный, например, из алюминия и/или непрозрачного пластика. Корпус закреплен на опоре с помощью кронштейна с возможностью вращения относительно его оси, например, на угол 90 градусов. Корпус светильника выполнен с антикоррозионным покрытием.
Благодаря тому, что корпус заявляемого светильника выполнен сборным из элементов теплоотвода, образованными пластинами оребрения, трапецеидальной формы, соединенными ассиметрично друг другу и закрепленными между собой, а их число определяется в зависимости от мощности размещаемых светодиодов на корпусе появляется возможность регулировать размер корпуса и размещать светодиоды более мощные, а, следовательно, обеспечивается максимальный уровень теплоотвода светильника.
За счет, того, что пластины оребрения выполнены определенной формы, увеличивается площадь теплоотвода при тех же габаритах светильника и появляется возможность разместить более мощные светодиоды. Кроме этого снижается материалоемкость при изготовлении пластин оребрения методом вырубки листа штампом
Сущность заявляемой полезной модели поясняется представленными фигурами. На фиг.1 показан общий вид светильника (в сборе), на фиг.2 - вид А-А, на фиг.3 - пластина оребрения без паза, на фиг.4 - пластина оребрения с пазом, на фиг.5 - элемент теплоотвода, где приняты следующие обозначения:
1 - корпус;
2 - пластина оребрения;
3 - источник света;
4 - светоизлучающие элементы;
5 - пятка светодиода;
6 - печатная плата;
7 - оптическая линза;
8 - ступенчатый паз;
9, 12 - отверстия;
10 - крепежные элементы;
11 - элемент теплоотвода;
13 - термопредохранитель;
14 - площадка под установку источника света;
15 - защитный экран;
16 - чехол;
17 - опора;
18 - кронштейн.
Светильник уличный светодиодный содержит корпус 1, выполненный в виде радиатора с пластинами оребрения поз.2, источник света 3, выполненный в виде светодиодного модуля со светоизлучающими элементами 4, выполненными в виде сверхмощных светодиодов, при этом каждый из светодиодов крепится не только за счет пайки контактных выводов, но и за счет пайки теплоотводящей пятки светодиода 5 к специальным электрически нейтральным контактам печатной платы 6. Над каждым светодиодом расположена светопропускающая оптическая линза 7. Причем, меняя типы линз с разными оптическими характеристиками, можно получать разные радиусы освещенности освещаемой поверхности. Пластины оребрения 2 выполнены трапецеидальной формы со ступенчатым пазом 8 и отверстиями 9 для крепежных элементов 10, при этом, каждая пара пластин оребрения 2 образует элемент теплоотвода корпуса 11, а их количество определяется в зависимости от количества размещаемых светодиодов на корпусе, на одной из торцевых поверхностей корпуса выполнено отверстие 12 для вывода проводов светодиодов, соединяющихся с блоком питания. Пластины оребрения 2 образующие элемент теплоовода 11, соединены ассиметрично друг другу внахлест. На корпусе 1 размещен термопредохранитель 13. Печатная плата 6 покрыта специальным непрозрачным диэлектрическим компаундом. Элементы теплоотвода 11 образуют корпус с площадкой 14 под установку светодидного модуля. Источник света 3 закрыт защитным экраном 15, выполненным прозрачным и ударопрочным, и/или, со специальным покрытием пыле-влагоотталкивающим. На корпусе 1 закреплен чехол 16, выполненный, например, из алюминия и/или пластика. Корпус 1 закреплен на опоре 17 с помощью кронштейна 18 с возможностью вращения относительно его оси, например, на угол 90 градусов. Блок питания выполнен выносным и размещен в специальном отсеке кронштейна 18 и соединены с внешним подающим питанием 220 В внутри трубной части опоры 17 и трубной части кронштейна 18. Корпус 1 светильника выполнен с антикоррозионным покрытием.
Каждые две пластины оребрения 2, выполненные, например, из алюминия и изготовленные методом штамповки, накладываются ассиметрично друг другу внахлест и образуют элемент теплоотвода 11. Собранные элементы теплоотвода 11 методом сжатия на спецоснастке с усилием 9,9-11,1 кгс*м, образуют корпус светильника 1. Причем крайние элементы теплоотвода корпуса 1 собраны из пластин оребрения 2, выполненных без ступенчатых пазов 8. Корпус дополнительно скрепляется через отверстия 9 на пластинах оребрения 2 с помощью крепежных элементов 10, выполненных в виде шпилек. Далее происходит выравнивание площадки под установку источника света 14. На выравненную площадку 14 устанавливается источник света 3, выполненный в виде светодиодного модуля со светоизлучающими элементами 4. Каждый светоизлучающий элемент 4, выполненный в виде светодиода установлен на медной теплоотводящей пятке светодиода 5, которая соединена, с печатной платой 6 методом пайки. К печатной плате 6 подсоединены электрические контакты, соединяющие печатную плату 6 со светоизлучающим элементом 4. Светодиод закрыт линзой 7. Печатная плата 6, выполнена на металлической пластине из алюминия. Источник света 3, выполненный в виде светодиодного модуля содержит, например, 24 сверхмощных светодиода, соединенных в последовательно-параллельную схему, размещенных на печатной плате б. Выбор последовательно-параллельной схемы и количества светодиодных модулей обусловлен возможностями тех или иных блоков питания по току и напряжению и требованиями по освещенности. Во всех случаях приоритетом является уменьшение последовательных линеек для обеспечения надежности и сохранении работоспособности всего светодиодного модуля. Сверху источник тока закрывается защитным экраном 15, выполненным прозрачным, с покрытием, обеспечивающим прочность, защиту от пыли и влаги. На корпус 1 закрепляется чехол 16, выполненный, например, из алюминия и/или непрозрачного пластика, который защищает светильник от прямых солнечных лучей, от попадания мусора (веток, фикалий птиц) и осадков на оребренную поверхность корпуса 1. Чехол 16 не мешает конвекционному переносу тепла от пластин оребрения 2 в атмосферу, так как нет плотного примыкания чехла 16 к корпусу 1, оставлены технологические просветы. Кроме того, даже если попадет дождевая вода с боков под чехол 16, пластины оребрения 2 закреплены таким образом, в местах примыкания двух элементов теплоотвода 11 образуется уклон (см. фиг.5 - пунктирная линия), что не препятствуют отеканию воды по пазам межу пластинами оребрения. Корпус 1 закреплен на опоре 17 с помощью кронштейна 18 с возможностью вращения относительно его оси, например, на угол 90 градусов.
Блок питания может состоять из одного или нескольких источников тока в зависимости от количества светодиодных модулей. Блок питания выполнен выносным за корпус светильника, обеспечивая защиту корпуса от перегрева из-за высокой рабочей температуры светодиодных модулей. Незначительное тепло от блока питания конвектируется через корпус кронштейна, внутри которого он расположен, в атмосферу.
Выделяемое тепло отводится на печатную плату 6 и корпус 1 светильника, непосредственно к примыкающим торцом элементам теплоотвода 11, состоящим из пластин оребрения 2. Высокая точность дополнительной механической обработки площадки под установку источника света 3 дает возможность эффективно отводить тепло от теплоотводящей пятки светодиода 5 в атмосферу. Сборная конструкция корпуса 1 позволяет без дополнительных затрат изготавливать корпус разных размеров для размещения на нем одно, двух, трех и более светодиодных модулей.
Трапецеидальная форма пластины оребрения 2 с выполненным с пазом который является площадью соприкосновения с воздухом, позволяет увеличивать теплоотводящую способность корпуса 1 для размещения на нем более мощных и более ярких светодиодов. Выбор именно такой формы пластины оребрения 2 обусловлен прежде всего достаточной теплоотводящей способностью корпуса 1 под светодиоды определенной мощности, а также экономией материала.
Печатная плата 6 светодиодного модуля имеет специальное пыле-влагозащищенное покрытие компаундом, выполняющее роль диэлектрика, герметично укрывающего все открытие контакты, скрепляющим элементом для оптических линз 7. Причем, меняя типы линз с разными оптическими характеристиками, можно получать разные радиусы освещенности освещаемой поверхности. Все металлические детали светильника покрыты антикоррозионными покрытиями, железные - высокотемпературной порошковой эмалью, алюминиевые - химическим анодированием.
Таким образом, благодаря тому, что конструкция корпуса полезной модели сборная из элементов теплоотвода, образованных пластинами оребрения определенной формы, тепловыводящая способность корпуса светильника увеличивается. А также появляется возможность регулировать размеры корпуса светильника и соответственно площадки под установку источника света и размещать на корпусе более мощные светодиоды.
Заявляемый светильник уличный светодиодный успешно прошел испытания и готовится серийный выпуск.