СВЕТОДИОДНЫЙ СВЕТИЛЬНИК (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к осветительной технике, а именно к светильникам, в частности, к светодиодным светильникам, и может быть использована для производства взрывобезопасных светильников, обладающих повышенной надежностью.
Известен взрывобезопасный светодиодный светильник, содержащий корпус с лицевой стенкой из ударопрочного прозрачного материала, по меньшей мере, один источник света, установленный внутри корпуса, и блок электропитания и управления, при этом блок электропитания и управления залит электроизолирующим полимерным компаундом и установлен в изолированном отсеке корпуса светильника, а электропитание светильника подается через кабельный ввод (см. патент РФ на полезную модель №101149, МПК F21V 15/00, опубл. 10.01.2011 г.).
Недостатком известной полезной модели является ее низкая надежность. Известная конструкция обладает недостаточной взрывобезопасностью в силу наличия пространства внутри светильника, в частности, в зоне размещения кристаллов светодиодов, являющихся источниками света. В указанном пространстве, которое образуется при сборке светильника и заполнено газовой средой, может возникнуть искровой разряд, что может привести к взрыву. Кроме того, в указанном пространстве может быть образован конденсат, с выпадением его, например, на кристаллы светодиодов, что негативно влияет на срок службы светодиодов и в целом может послужить преждевременному выходу из строя светильника.
Известен светильник с открытой архитектурой, содержащий конструктивный элемент, к которому крепятся соединенные между собой печатная плата и радиатор, светодиоды, каждый из которых состоит из корпуса, контактных и оптического элементов, промышленным образом загерметизированные блоки питания и базовые элементы, предназначенные для установки светильника с открытой архитектурой, причем корпуса светодиодов закреплены на печатной плате, при этом в светильник с открытой архитектурой введен герметичный теплопроводящий компаунд, с помощью которого с одной стороны печатная плата соединена с радиатором, а другая ее сторона залита совместно с корпусами и контактными элементами светодиодов, причем в конструктивном элементе выполнено отверстие, предназначенное для установки печатной платы с радиатором, на поверхности радиатора, расположенной с противоположной стороны от поверхности, к которой присоединена печатная плата, выполнены выступающие ребра или стержни, а на конструктивном элементы выполнены ребра жесткости, при этом печатная плата герметично электрически соединена с блоками питания, а на конструктивном элементе закреплены блоки питания и базовые элементы (см. патент РФ на изобретение №2431772, МПК F21S 8/00, F21V 15/06, F21V 17/06, F21S 9/02, опубл. 20.10.2011 г.).
Однако, известной полезной модели также присуща недостаточная надежность, так как над кристаллами светодиодов также присутствует свободное пространство, заполненное по сути газовой средой, что создает предпосылки для возникновения в ней искры и возможному взрыву. Кроме того, на кристаллы светодиодов может попадать влага в силу выпадения конденсата, также образующегося в пространстве над светодиодами, что уменьшает срок службы светодиода и может привести к досрочному выходу из строя светильника.
Известен светодиодный светильник, характеризующийся тем, что он включает металлическое основание и закрепленный на нем один или несколько светодиодных модулей, каждый из которых представляет собой тонкостенную композитную подложку, имеющую основу в виде металлической пластины, с размещенными на ней световыми диодами, причем составляющие каждого светового диода, в том числе анод, катод и кристалл светового диода, защищены предпочтительно полимерной массой и/или оболочкой, соединенными с подложкой и/или кристаллом с обеспечением полной герметичности составляющих светового диода и изоляции их от внешней среды, при этом толщина подложки каждого модульного элемента не превосходит толщину основания (см. патент РФ на полезную модель №94310, МПК F21S 8/00, Н01L 33/00, Н05В 33/00, опубл. 20.05.2010 г.).
Известной полезной модели также присуща недостаточная надежность. Это связано с открытым доступом к светодиодам, размещенным на светодиодных модулях на основании. При этом в случае какого-либо несанкционированного воздействия на светодиоды, например, удара, они могут преждевременно выйти из строя.
Наиболее близким к заявляемому техническом решению является антивандальный светильник, содержащий металлический корпус, в котором на основании закреплена плата со светодиодами и элементами электрической схемы, а в отверстии верхней части металлического корпуса расположен рассеиватель, при этом рассеиватель выполнен в виде ударопрочного термостойкого неорганического стекла, а пространство между основанием металлического корпуса и ударопрочным термостойким неорганическим стеклом заполнено ударопрочным светопроницаемым полимером. Во втором варианте исполнения светильника пространство между верхними точками светодиодов и ударопрочным термостойким неорганическим стеклом заполнено ударопрочным светопроницаемым полимером (см. патент РФ на полезную модель №79322, МПК F21S 8/00, опубл. 27.12.2008 г.).
В известной конструкции из-за недостаточного рассеивания тепла основанием вследствие малой площади рассеивания внутри корпуса возможно повышение температуры, что приведет к преждевременному выходу из строя светодиодов. Кроме того, в конструкции присутствует соединение боковых частей корпуса с основанием, на котором закреплены плата со светодиодами и элементами электрической схемы. Это соединение может разрушиться, либо стороны корпуса могут сместиться друг относительно друга вследствие несанкционированного воздействия на корпус светильника на его боковую часть или основание. Такое воздействие может произойти по причине того, что по сути светодиоды сбоку защищены недостаточно толстой боковой стенкой. При прямом механическом воздействии на стекло аналогичное усилие будет оказываться на слой компаунда. Однако, под компаундом во втором варианте выполнения находится пустота и при нарушении контакта слоя компаунда с боковыми стенками корпуса удар придется на светодиоды, что может привести как к их разрушению, так и разрушению основания светильника в целом. Кроме того, во втором варианте исполнения присутствует повышенная взрывоопасность вследствие наличия пространства между основанием металлического корпуса и верхними точками светодиодов, которое заполнено газовой средой, что создает предпосылки для возникновения в ней искры.
Задачей настоящей полезной модели является создание конструкции светодиодного светильника с повышенной надежностью, обусловленной исключением взрывоопасности светильника в целом, разрушения светильника и его конструктивных элементов и увеличением срока службы светоизлучающих элементов.
Техническим результатом, достигаемым при решении поставленной задачи, является уменьшение составных элементов корпуса светильника при увеличении площади теплоотводящей поверхности.
Поставленная задача достигается тем, что в светодиодном светильнике, содержащем металлический корпус, по крайней мере, один светоизлучающий элемент, согласно полезной модели, корпус выполнен монолитным, на одной из сторон корпуса светильника выполнена выемка с глубиной достаточной для размещения внутри нее теплопроводящей подложки с установленным на ней светоизлучающим элементом, при этом выемка полностью заполнена светопрозрачным компаундом, а, по крайней мере, одна сторона корпуса снабжена пластинами оребрения.
Поставленная задача также достигается тем, что в светодиодном светильнике, содержащем металлический корпус, по крайней мере, один светоизлучающий элемент, ударопрочное стекло, согласно полезной модели, корпус выполнен монолитным, на одной из сторон корпуса светильника выполнена выемка с боковыми сторонами ступенчатой формы с глубиной достаточной для размещения внутри нее теплопроводящей подложки с установленным на ней светоизлучающим элементом, при этом в выемке также размещено стекло, пространство выемки под которым полностью заполнено светопрозрачным компаундом, а, по крайней мере, одна сторона корпуса снабжена пластинами оребрения.
Выполнение по обоим вариантам заявки корпуса монолитным (состоящим из одной части) исключает соединение (сочленение) нескольких конструктивных элементов корпуса и, соответственно, возможность разрушения места этого соединения. Кроме того, будет исключена деформация или взаимное смещение сторон корпуса относительно друг друга. При выполнении корпуса монолитным местом размещения светоизлучающих элементов будет являться выемка в корпусе необходимой глубины, чтобы светоизлучающие элементы с сопутствующими конструктивными элементами (теплопроводящей подложкой) были размещены полностью внутри выемки без выступа за грани корпуса.
При выполнении светильника по второму варианту наличие ступени на боковой стороне выемки позволит разместить ударопрочное стекло на этой ступени, исключая передачу механического воздействия на конструктивные элементы светильника под стеклом при оказании на стекло такого воздействия, что также повышает прочность светильника в целом.
Пространство внутри выемки до уровня стороны корпуса (по первому варианту), либо пространство внутри выемки под стеклом (по второму варианту) полностью заполняют светопрозрачным компаундом. Таким образом, пространство между всеми светодиодами заполнено светопрозрачным компаундом, и кристаллы светодиодов также полностью находятся ниже уровня заливки компаунда. Такое выполнение исключит в области размещения светоизлучающих элементов, например, светодиодов наличие газовой среды, возникновение конденсата, что исключит ухудшение свечения светодиодов, выпадение конденсата, возникновение искры или возможный взрыв.
Заполнение компаундом выемки производится заподлицо (на одном уровне) со стороной корпуса, на которой размещена выемка. При таком размещении исключается боковое воздействие на светоизлучающие элементы, поскольку в силу толщины корпуса не произойдет деформации или смещения светоизлучающих элементов, например, светодиодной матрицы относительно подложки либо элементов электрической схемы, что увеличит срок службы светильника.
Наличие пластин оребрения приведет к увеличению площади теплоотводящей поверхности по сравнению с прототипом, что снизит вероятность перегрева корпуса светильника предлагаемой конструкции и нарушение работы светильника в целом.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 - представлен пример выполнения светильника по первому варианту, вид сбоку, разрез; па фиг.2 - представлен пример выполнения светильника по второму варианту, вид сбоку, разрез. Цифрами на чертежах обозначены: 1 - корпус; 2 - светоизлучающий элемент; 3 - выемка на корпусе 1; 4 - теплопроводящая подложка; 5 - светопрозрачный компаунд; 6 - пластины оребрения; 7 - ударопрочное стекло.
Светодиодный светильник по первому варианту выполнения содержит монолитным металлический корпус 1, и, по крайней мере, один светоизлучающий элемент 2, представляющий собой, например, светодиод или светодиодную матрицу (фиг.1). На одной из сторон корпуса 1 светильника выполнена выемка 3 с глубиной достаточной для размещения внутри нее теплопроводящой подложки 4 с установленным на ней светоизлучающим элементом 2. Выемка 3 полностью заполнена светопрозрачным компаундом 5. При этом, по крайней мере, одна сторона корпуса 1 снабжена пластинами 6 оребрения.
Светодиодный светильник по второму варианту выполнения также содержит монолитный металлический корпус 1, и, по крайней мере, один светоизлучающий элемент 2, представляющий собой, например, светодиод или светодиодную матрицу (фиг.2). На одной из сторон корпуса 1 светильника выполнена выемка 3 с боковыми сторонами ступенчатой формы с глубиной достаточной для размещения внутри нее ударопрочного стекла 7, а под ним теплопроводящей подложки 4 с установленным на ней светоизлучающим элементом 2. Ударопрочное стекло 7 при установке опирается на ступень на боковой стороне выемки 3. Пространство выемки 3 под стеклом 7 полностью заполнено светопрозрачным компаундом 5, а, по крайней мере, одна сторона корпуса 1 снабжена пластинами 6 оребрения.
Предложенная полезная модель осуществляется следующим образом.
Для первого варианта выполнения светодиодного светильника в монолитном металлическом корпусе 1 на одной из его сторон выполняют выемку 3 определенной глубины. Эта глубина выбирается такой, чтобы внутри выемки 3 могли быть размещены теплопроводящая подложка 4 с установленным на ней, по крайней мере, одним светоизлучающим элементом 2, представляющим собой, например, светодиод. При этом верхняя часть кристаллов светодиодов не должна выходить за верхний уровень выемки 3, определяемый по сути стороной корпуса. После этого выемку 3 полностью заполняют светопрозрачным компаундом 5, таким образом, чтобы сторона корпуса 1, на которой расположена выемка 3, и граница слоя компаунда 5 находились на одном уровне.
Для второго варианта выполнения светодиодного светильника в монолитном металлическом корпусе 1 на одной из его сторон выполняют выемку 3 с боковыми сторонами ступенчатой формы со ступенью, обращенной наружу выемки 3. Глубина выемки 3 выбирается такой, чтобы внутри выемки 3 могли быть размещены теплопроводящая подложка 4 с установленным на ней, по крайней мере, одним светоизлучающим элементом 2, представляющим собой, например, светодиод, а также ударопрочное стекло 7, которое размещают в выемке 3 с опорой на ступени на боковой стороне выемки 3. Таким образом, в этом варианте выполнения теплопроводящая подложка 4 с установленным на ней, по крайней мере, одним светоизлучающим элементом 2, размещаются под ударопрочным стеклом 7. В этом случае светопрозрачным компаундом 5 полностью заливается пространство под ударопрочным стеклом 7, а на одном уровне со стороной корпуса 1 находится граница ударопрочного стекла 7.
Контактную группу светоизлучающих элементов 2 (на чертежах не показана), выведенную за пределы корпуса, подключают к источнику питания необходимого напряжения, исходя из характеристики светоизлучающего элемента 2, после чего включаются светоизлучающие элементы 2, свет от которых проходит через светопрозрачный компаунд 5, далее при втором варианте выполнения через ударопрочное стекло 7 и рассеивается в окружающем пространстве, освещая его.
Тепло, возникающее вследствие нагрева светоизлучающих элементов 2 через теплопроводящую подложку 4, выводится на корпус 1 и далее рассеивается в окружающую среду через пластины 6 оребрения, многократно увеличивая, таким образом, площадь теплоотводящей поверхности, исключая перегрев зоны размещения светоизлучающих элементов 2 и термическое повреждение светильника в целом.
Таким образом, внутри корпуса светильника не возникает посторонних процессов, в частности, выпадения конденсата на кристаллы светоизлучающих элементов, искры, при этом конструктивные элементы светильника, непосредственно отвечающие за излучение света, надежно защищены от постороннего воздействия. Это снижает вероятность перегрева корпуса светильника в целом, что исключает опасность взрыва внутри корпуса светильника, увеличивает срок службы светоизлучающих элементов, и повышает надежность работы светодиодного светильника.