СВЕТОДИОДНЫЙ СВЕТИЛЬНИК

Полезная модель относится к осветительной технике, а именно к светодиодным светильникам, предназначенным для промышленного, бытового и архитектурно-дизайнерского освещения.
Светодиодный светильник согласно полезной модели может быть использован для освещения помещений с подвесными потолками.
Известен светильник для нужд жилищно-коммунального хозяйства (RU 91136, кл. F21S 4/00, Н05В 33/02, опубл. 27.01.2010 г.), содержащий корпус, в котором установлена плата с, по меньшей мере, одним светодиодом и элементами преобразования энергии. Корпус соединен с экраном светильника из ударопрочного оптически прозрачного материала с рассеивающей световой поток поверхностью.
Предложенное соединение экрана светильника с корпусом не герметично, что приводит к конденсации влаги внутри светильника при его эксплуатации в помещениях с резким перепадом температур, это в свою очередь снижает срок эксплуатации светильника.
Известен светодиодный потолочный светильник (RU 87598, кл. Н05К 5/00, H01L 33/00, опубл. 10.10.2009 г.), принятый в качестве ближайшего аналога, содержащий корпус с окном из светопрозрачного материала, на всей площади задней стенки которого равномерно размещены единичные светодиоды. Светодиоды смонтированы на печатных платах с алюминиевой основой, закрепленных в корпусе крепежными деталями. Периметр задней стенки равнозначен периметру окна, корпус выполнен в виде прямоугольной плоской фигуры с возможностью установления в ячейки подвесного потолка.
Конструкция светодиодного потолочного светильника также как и в предыдущем аналоге не обеспечивает его герметичность, в т.ч. при повышенной влажности в освещаемом помещении. К тому же технология изготовления светильника достаточно трудоемка в результате крепления каждой печатной платы со светодиодами на корпусе светильника посредством крепежных элементов.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в повышении технологичности изготовления светильника, связанной с повышением его надежности за счет обеспечения герметичности конструкции и наличия принудительной адсорбции влаги внутри светильника.
Решение поставленной задачи в светодиодном светильнике, содержащем основание из теплопроводящего материала, светопрозрачную защитную панель, расположенные на определенном расстоянии друг от друга, и источник питания, на внутренней поверхности основания установлена печатная плата со светодиодами, равномерно распределенными на ней, достигается в том, что основание связано жестко по периметру со светопрозрачной защитной панелью посредством распорно-герметизирующей ленты с образованием герметичного пакета, при этом распорно-герметизирующая лента имеет адсорбирующий слой, обращенный внутрь полости герметичного пакета.
Светодиоды распределены по внутренней поверхности основания в шахматном порядке.
Распорно-герметизирующая лента может содержать металлический слой.
Кроме того, основание и светопрозрачная защитная панель по периметру закрыты П-образным металлическим или пластмассовым профилем.
Печатная плата присоединена к основанию посредством пленки клеевой.
Основание выполнено из алюминия или его сплавов.
Источник питания может быть установлен как с внутренней стороны основания, так и с наружной.
Основание снабжено элементами крепления светильника к опоре.
Светодиоды объединены в, по крайней мере, одну ветвь светодиодов.
В качестве материала защитной панели использован монолитный поликарбонат, стекло или плексиглас.
Основание и светопрозрачная защитная панель соединены жестко с распорно-герметизирующей лентой посредством клея.
Светильник содержит, по крайней мере, один термодатчик, установленный на внутренней поверхности корпуса.
Использованы светодиоды одинакового или различного цвета свечения.
Использованы светодиоды различной мощности.
Светодиоды выполнены с различной диаграммой направленности излучения.
Светодиоды выполнены с одинаковой диаграммой направленности излучения.
Выполнение основания, на внутренней поверхности которого размещена печатная плата со светодиодами, в виде пластины существенно упрощает технологию изготовления светильника в сравнении с аналогом, т.к. не требует изготовления корпуса в виде основания со стенками, формообразующегося в несколько технологических операций, включающих, например, штамповку, гибку и т.д.
Соединение основания и светопрозрачной защитной панели посредством распорно-герметизирующей ленты, включающей и адсорбирующий слои, клеящее покрытие, а также, возможно, металлический слой, позволяет упростить технологию изготовления светильника благодаря возможности использования для его производства оборудования, на котором изготавливают стеклопакеты пластиковых окон. Кроме того, наличие адсорбирующего покрытия позволяет обеспечить принудительную адсорбцию влаги образовавшейся внутри герметичного пакета при эксплуатации светильника, образованного основанием и защитной панелью.
Распорно-герметизирующая лента обеспечивает герметичность конструкции светильника, не позволяя проникнуть внутрь влаги при эксплуатации светильника в помещениях с высокой влажностью, либо в помещениях с резким перепадом температур, что приводит к повышению надежности работы светильника и повышению срока его эксплуатации.
Размещение светодиодов именно в шахматном порядке обеспечивает их надежную работу за счет эффективного отвода тепла, увеличивает поверхность излучения, повышает равномерность светового потока и интенсивность его излучения.
В результате выполнения корпуса в виде основания с заменой боковых стенок на распорно-герметизирующую ленту обеспечивается легкость конструкции светодиодного светильника, так при его размерах, соответствующих ячейке подвесного потолка, его вес не превышает 2 кг.
Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежами: на фиг.1 - светодиодный светильник: поперечный разрез, на фиг.2 - варианты крепления светодиодного светильника на несущей поверхности и размещения источника питания.
Светодиодный светильник содержит основание 1 из теплопроводящего материала, например, из алюминия или его сплавов, выполняющего функцию радиатора охлаждения, обеспечивающего отвод тепла от светодиодов 2. Основание 1 из теплопроводящего материала, как правило, выполнено толщиной от 1,0 до 1,2 мм прямоугольной формы. Благодаря выполнению основания 1 из теплопроводящего материала столь малой толщины обеспечивается лучший отвод тепла от светодиодов 2, кроме того достигается экономия материала, что сказывается на стоимости изделия.
При правильной подаче электропитания и соответствующем подборе светодиодов 2 устанавливается оптимальный тепловой режим светильника, обеспечивающий нормальную работу светодиодов 2.
На центральную часть внутренней поверхности основания 1 наклеена с использованием пленки клеевой (на чертеже не показана) толщиной 40-80 мкм стеклотекстолитовая печатная плата 3 толщиной, как правило, 150 мкм, на которой установлены светодиоды 2. Светодиоды 2 могут быть установлены на паяльную пасту. Светодиоды 2 соединены между собой последовательно в, по крайней мере, одну ветвь, подключенную к источнику питания 4. Светодиоды 2 распределены по внутренней поверхности основания 1 в шахматном порядке для получения наибольшего потока излучения светильника. В ветви светодиодов 2 могут быть включены светодиоды 2 как одинакового, так и различного цвета. Для формирования заданных зон освещения ветви светодиодов 2 могут быть выполнены на светодиодах с одинаковой диаграммой направленности излучения или с разной диаграммой направленности излучения. В конструкции светильника могут быть применены светодиоды 2 различной мощности.
Конструкция светодиодного светильника включает светопрозрачную защитную панель 5, выполненную из матового стекла, или полимерного материала, например, монолитного поликарбоната, или плексиглаза, толщина которой не превышает 2 мм. Панель 5 защищает светодиодный светильник от воздействий внешней окружающей среды и вандализма.
Более предпочтительно использование в качестве материала защитной панели 5 плексиглаза с рифленой поверхностью в виде «пирамидок» и «кристаллов льда», имеющего высокую степень светопропускания до 90% в сравнении с монолитным поликарбонатом, потери светового потока в котором достигают 30%.
Кроме того, рифленая поверхность плексиглаза в виде пирамидок, кристаллов выполняет функцию концентрических или рассеивающих оптических линз, коллимирующих, рассеивающих и сосредотачивающих свет от светодиодов.
Защитная панель 5 и основание 1 из теплопроводящего материала жестко связаны между собой распорно-герметизирующей лентой 6 с образованием герметичного пакета. Распорно-герметизирующая лента 6 содержит, как один из вариантов выполнения, металлическую ленту (на чертеже не показана), например, гофрированную, обеспечивающую расположение основания 1 и защитной панели 5 на определенном расстоянии друг от друга, клеящий слой (на чертеже не показан), скрепляющий основание 1 и защитную панель 5, покрытие с абсорбирующими свойствами (на чертеже не показано), поглощающее влагу. Покрытие с абсорбирующими свойствами может быть выполнено, например, в виде силикогелия, поглощающее образовавшуюся влагу внутри светодиодного светильника при перепаде температур в освещаемом помещении. В качестве распорно-герметизирующей ленты 6 может быть использована распорно-герметизирующая лента фирмы Duraseal (http://www.duraseal.by/)/
При жестком соединении с помощью распорно-герметизирующей ленты 6 основания 1 и защитной панели 5 образуется герметический пакет, который по периметру может быть закрыт П-образным металлическим или пластмассовым профилем 7.
К П-образному профилю 7 в случае крепления светильника на тросах 8 к потолку помещения присоединяют кронштейны 9. Кронштейны 9 для крепления светильника на несущей поверхности могут быть присоединены к основанию 1 светильника.
Источник питания 4 светодиодного светильника может быть установлен как внутри герметичного пакета, так и снаружи, в зависимости от условий размещения светильника. Так при установке его в ячейку подвесного потолка источник питания 4 размещают на корпусе. Светодиоды 2 присоединены к источнику питания 4 через питающий кабель 10 и соединительную колодку 11.
Источник питания 4 выполнен в виде драйвера, обеспечивающего оптимальный режим работы светодиодов 2 в широком диапазоне напряжения питания: от 120 до 260 В, с ограниченным пусковым током, мягким стартом. Источник питания 4 является стабилизатором тока, обеспечивает защиту от колебаний питающего напряжения, предохраняя светодиоды 2 и основание 1 светильника от перегрева.
Источник питания 4 выполнен с возможностью управления выходным током либо путем подачи на управляющий вход постоянного напряжения от 1 до 10 В, либо посредством широтно-импульсной модуляции с использованием скважности от 10 до 100%, выдерживающим скачки входного напряжения до 300 В в течении 5 с.
Источник питания 4 также снабжен комплектом защиты от короткого замыкания, перегрузки и перенапряжения.
Источник питания 4 может быть выполнен в качестве аккумуляторной батареи, либо с аварийным питанием на случай отключения электроэнергии в здании.
Источник питания 4 может быть выполнен с дистанционным управлением, для удобного включения, выключения и регулирования мощности излучения светодиодного светильника.
К внутренней поверхности основания 1, на которой размещена печатная плата 3 со светодиодами 2, присоединены термодатчики (на чертеже не показаны), фиксирующие температуру основания 1 при работе светильника.
Конструкция светодиодного светильника при разных вариантах исполнения позволяет его подвешивать на четырех тросах 8, встраивать в подвесной потолок, накладывать непосредственно на несущую поверхность, посредством стандартных крепежных элементов. Так на рисунке 2 (в) основание 1, соединенное с защитной панелью 5 посредством распорно-герметизирующей ленты 6 и источник питания 4, помещены в каркас 12, выполненный из тонкой окрашенной или хромированной жести, в котором выполнены элементы для крепления его на несущую поверхность: стены, потолок.
Габариты светильника для крепления его в ячейку подвесного потолка подбирают соответствующими кассете подвесного потолка, так для подвесных потолков типа «Armstrong» размеры встраиваемого светильника выполняют 600×600 мм или 600×1200 мм.
Светодиодный светильник рассчитан для работы с температурой окружающей среды от -30°С до +70°С.
Светодиоды 2 объединены в, по крайней мере, одну ветвь светодиодов 2. Число ветвей соединенных светодиодов 2 определяется количеством установленных светодиодов 2 и их мощностью.
Объединение светодиодов 2 в, по крайней мере, две ветви последовательно соединенных светодиодов 2, подключенных параллельно к источнику питания 4, позволяет обеспечить освещенность на уровне 0,5 от номинального значения одной функционирующей ветвью светодиодов 2 при выходе из строя другой ветви светодиодов 2, при этом человек практически не замечает изменение уровня освещенности.
Применение в совокупности светодиодов 2 разной мощности, разного цвета, с различной диаграммой направленности светового потока позволяет выпускать светильники широкого модельного ряда с различными светотехническими характеристиками.
При необходимости получения наиболее яркого светового потока применяют светодиоды 2 большей мощности, например, белого цвета, количество размещенных на основании 1 светодиодов 2 увеличивают.
Светодиодный светильник изготавливают следующим образом.
На основание 1, выполненное, например, из алюминия, приклеивают посредством пленки клеевой стеклотекстолитовую печатную плату 3, далее равномерно закрепляют на ней в шахматном порядке светодиоды 2, посаженные на паяльную пасту, последовательно соединяют их в, по крайней, мере одну ветвь. Ветви светодиодов 2 присоединяют параллельно к источнику питания 4 через кабель 10 и соединительную колодку 11, закрепляемому либо на основании 1 внутри светильника, либо на основании 1 с наружной поверхности светильника. При необходимости на основании 1 закрепляют, по крайней мере, один термодатчик, контролирующий температуру основания 1 корпуса. Далее защитную панель 5 и основание 1 жестко соединяют по периметру посредством распорно-герметизирующей ленты 6 с образованием закрытого герметичного пакета и опрессовывают в течение не более 3-х минут. Соединение и опрессовка основания 1 и защитной панели 5 может быть проведена на оборудовании, предназначенном для изготовления стеклопакета пластиковых окон. Герметичный пакет по периметру закрывают П-образным алюминиевым или пластмассовым профилем 7. При креплении светильника на несущую поверхность непосредственно к П-образному профилю 7 или основанию 1 прикрепляют кронштейны 9, к которым в свою очередь присоединяют тросы 8, на которые подвешивается светильник.
Светодиодный светильник по каждому из вариантов работает следующим образом.
При подключении светильника к электрической сети источник питания 4 подает напряжение на ветви светодиодов 2, обеспечивая их рабочим напряжением. Светодиоды 2 начинаю излучать световой поток, цвет и мощность излучения светильника подобраны на стадии проектирования и изготовления светильника.
В процессе работы светильника светодиоды 2 выделяют тепло, которое отводится благодаря теплопроводящему материалу основания 1. Для предотвращения перегрева светодиодов 2, приводящего к сокращению срока их службы, при достижении температуры основания 1 корпуса максимально допустимого значения, отмеченного термодатчиком, источник питания 4 уменьшает ток, питающий светодиоды 2, что приводит к уменьшению тепловыделения светодиодов 2 и стабилизации их работы. Управление работой светильника может осуществляться дистанционно.