СВЕТОДИОДНЫЙ СВЕТИЛЬНИК

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 снижение надежности эксплуатации из-за необходимости применения специальных элементов для крепления светильника.
Наиболее близким к заявляемому устройству является «Светильник светодиодный», описанный в патенте на полезную модель №102748 кл. F21S 13\00 з.28.09.2010 г., oп.10.03.2011.
Известное устройство содержит корпус, установленные в нем, по крайней мере, две матрицы светодиодов и блок для их питания, причем корпус выполнен из тепло-проводящего материала с отсеком под блок питания, отсеком под размещение матриц светодиодов, выполненным профилированным, и выполненными на корпусе элементами для монтажа светильника в различных условиях эксплуатации, причем корпус выполнен в виде отрезка пустотелого металлического профиля, состоящего из П-образного отсека для размещения источника света на мощных светодиодах, отсеков для размещения источников питания светодиодов и цилиндрического отсека для крепления светильника на трубу консоли осветительной опоры, при этом на внешней поверхности отсеков для размещения мощных светодиодов и источников питания размещены теплоотводящие ребра из того же материала, увеличивающие площадь внешней поверхности светильника.
Недостатком известного устройства является недостаточная герметизации (от влаги, пыли и т.д.), что снижает надежность при его эксплуатации.
Целью заявляемой полезной модели является повышение надежности при эксплуатации за счет обеспечение стабильной силы света во всем диапазоне питающих напряжений и стабильной работы в широком диапазоне рабочих температур, высоком уровне защиты от внешних воздействий путем обеспечения необходимой герметизации, предотврающей конденсацию влаги в корпусе светильника, работающего на улице, и снижающей коррозию внутри элементов конструкции, а также унификации крепления светильника для различных условий эксплуатации.
Поставленная цель достигается тем, что светодиодный светильник, содержащий корпус, установленные в нем, по крайней мере, две матрицы светодиодов, смонтированные на печатных платах, и блок питания, причем корпус выполнен в виде отрезка металлического профиля из теплопроводящего материала с отсеком под блок питания, отсеком под размещение матриц светодиодов и с элементами узла крепления светильника в различных условиях эксплуатации, а над светодиодами расположены оптически прозрачные линзы вторичной оптики, согласно полезной модели, снабжен дополнительными элементами узла крепления корпуса, который выполнен в виде «Y» образного профиля, причем отсек под блок питания снабжен защитным кожухом из металла, печатные платы выполнены с подложками из теплопроводящего материала, между оптически прозрачными линзами вторичной оптики расположен герметизирующий материал, заполняющий пространство между светодиодами, а элементы узла крепления корпуса выполнены с возможностью крепления светодиодного светильника к консоли уличного столба, к стене или к потолку помещения или здания.
Металлический профиль и подложки матриц светодиодов выполнены из алюминиевого сплава, подложки матриц светодиодов закреплены на корпусе с помощью саморезов, а торцы корпуса закрыты съемными боковыми крышками
Кроме того, блок питания содержит электронный самовосстанавливающийся токовый предохранитель, двухполупериодный выпрямитель, импульсный преобразователь напряжения в стабилизированный ток для питания светодиодных групп, в состав которого входит датчик температуры, светодиоды в матрице соединены последовательно и/или параллельно, а на подложку матриц нанесен слой теплопроводящей пасты.
При этом элементы узла крепления выполнены в виде зацепов и упоров, изготовленных совместно с корпусом, снабжены скобой и соединены посредством крепежных деталей.
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
Заливка светодиодов компаундом позволяет защитить светильник от внешних воздействий (перепадов температур, пыли, вибраций, несанкционированных воздействий и др. факторов). Компаунд имеет достаточно высокую теплопроводность и его можно заливать при нормальных производственных условиях. Применение тепло-проводящего компаунда также улучшает передачу тепла от светодиодов к корпусу-радиатору. Таким образом, заливка компаундом обеспечивает высокий уровень защиты от внешних воздействий, стабильность работы в широком диапазоне рабочих температур и, тем самым, повышает эксплуатационную надежность.
Выполнение узла для крепления светильника, состоящим из зацепов и упоров, изготовленных совместно с корпусом, и снабжение скобой, позволяет унифицировать способ крепления и обеспечить гибкость при монтаже светильника на консольные трубы разных диаметров, а также позволяет крепить светильник, как на стену, так и к потолку, что создает удобство при эксплуатации светильника и повышает его эксплутационную надежность.
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 электрических сетях с частыми с частыми перепадами напряжения, что также обеспечивает высокую надежность при эксплуатации.
Снабжение корпуса съемными боковыми крышками позволяет обеспечить высокий уровень защиты от внешних воздействий, создает удобство при эксплуатации светильников и повышает его эксплутационную 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, установленные в нем, по крайней мере, две матрицы 2-1, 2-2 светодиодов и блоки 3-1, 3-2 питания, при этом корпус 1 выполнен из теплопроводящего материала «Н» образного металлического профиля, состоящего из двух «П» образных отсеков 4-1, 4-2, в отсек 4-1 помещены блоки 3-1, 3-2 питания, отсек 4-2 - под размещение матриц 2-1, 2-2 светодиодов, при этом заодно с корпусом 1 выполнены элементы 1-1, 1-2 в виде зацепов 1-1, 1-2 и упоров 1-3, 1-4, изготовленных совместно с корпусом, (см. фиг.2) для крепления светильника в различных условиях эксплуатации, являющихся элементами узла 5 крепления (см. фиг.2), а так же скобы 11, соединенных посредством крепежных элементов 12-1, 12-2, 13-1, 13-2, 14-1, 14-2. Причем на внешней поверхности отсеков 4-1, 4-2 размещены теплоотводящие ребра из алюминиевого сплава, на светодиоды 6-1-n…6-2-n установлена вторичная оптика 7-1-n…7-2-n, а пространство между вторичной оптикой 7-1-n…7-2-n залито теплопроводящим компаундом 8, полностью покрывающим светодиодные матрицы 2-1, 2-2, а на алюминиевую подложку нанесен слой теплопроводящей пасты 9. Отсек 4-1 выполнен в виде «П»-образной части «Н» образного профиля с защитным кожухом 10 из металла, а узел 5 крепления выполнен с возможностью крепления светодиодного светильника к консоли уличного столба, к стене или потолку помещения или здания.
Назначение и выполнение узлов заявляемого устройства следующее. Корпус 1 представляет собой несущую конструкцию для матриц 2-1, 2-2 светодиодов и блоков 3-1, 3-2 питания, выполненную из теплопроводящего материала, например, алюминиевого сплава АД-31, «Н» образного металлического профиля, состоящего из двух «П» образных отсеков 4-1, 4-2. Внешняя поверхность корпуса 1 светильника является рабочей поверхностью радиатора для эффективного отвода тепла от светодиодов 6-1-n…6-2-n. Поверхность внешних ребер корпуса 1 выполнена волнистой для увеличения площади внешней поверхности корпуса 1 и, следовательно, улучшения теплоотдачи в окружающее пространство. Корпус 1 выполнен путем экструзии. При этом торцы корпуса 1 закрыты съемными боковыми крышками (на фиг.1 не показаны).
Матрицы 2-1, 2-2 светодиодов представляют собой светодиоды 6-1-n…6-2-n, соединенные последовательно и/или параллельно, и соединенные с блоками 3-1, 3-2 питания. Светодиоды 6-1-n…6-2-n установлены на печатных платах с подложками из алюминия и закреплены на корпусе 1 светильника с помощью саморезов. При этом на алюминиевые подложки плат нанесен слой теплопроводящей пасты 9. Нанесение на алюминиевые подложки слоя теплопроводящей пасты 9 позволяет более эффективно осуществлять отвода тепла от светодиодов 6-1-n…6-2-n.
Блоки 3-1,3-2 питания служат для питания, стабилизации тока светодиодов 6-1…6-n и ограничения их температуры нагрева. Каждый из блоков 3-1, 3-2 содержит электронный самовосстанавливающийся токовый предохранитель, двухполупериодный выпрямитель, импульсный преобразователь напряжения в стабилизированный ток для питания светодиодов, в состав которого входит датчик температуры. Блоки 3-1, 3-2 имеют уровень защиты не менее IP65. Блоков 3-1, 3-2 может быть несколько для повышения отказоустойчивости светильника.
Светодиоды 6-1-n…6-2-n снабжены вторичной оптикой 7-1-n…7-2-n для формирования кривой силы света.
Для защиты светодиодов 6-1-n…6-2-n от внешних воздействий и улучшения отвода тепла от них пространство между ними заполняется теплопроводящим заливочным компаундом 8. В качестве теплопроводящего заливочного компаунда 8 применяют кремнийорганический компаунд, например, Sylgard 160 Silicone Elastomer Kit.
Узел 5 крепления светильника, выполнен в виде зацепов 1-1, 1-2 и упоров 1-3, 1-4, изготовленных совместно с корпусом 1, а так же скобы 11, соединенных посредством крепежных элементов 12-1, 12-2, 13-1, 13-2, 14-1, 14-2, и позволяет использовать это крепление, как на консольную трубу разного диаметра, так и на стену или к потолку.
Светодиодный светильник работает следующим образом. При подключении светильника к питающей сети переменного тока входное напряжение поступает на вход блоков 3-1, 3-2, питающих соответственно светодиоды группы 6-1-n и 6-2-n. Затем напряжение через электронный самовосстанавливающийся токовый предохранитель, двухполупериодный выпрямитель и импульсный преобразователь напряжения блоков 3-1, 3-2 питания преобразуется в стабилизированный ток, после чего стабилизированный ток поступает на светодиоды группы 6-1-n…6-2-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 светодиодов группы 6-1-n и 6-2-n внутри корпуса 1 срабатывают датчики температуры блоков 3-1, 3-2 питания и отключают питание светильника до тех пор, пока температура не понизится до безопасной. После отключения питающей сети переменного тока свечение светодиодов групп 6-1-n и 6-2-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.