СВЕТОДИОДНЫЙ СВЕТИЛЬНИК

Полезная модель относится к светотехнике, в частности, к конструкциям осветительных устройств на светоизлучающих диодах, предназначенных для освещения различных общественных, производственных, торговых и складских помещений, а также для освещения локального рабочего места.
Известен светильник светодиодный, содержащий корпус, выполненный в виде отрезка пустотелого профиля из теплопроводного материала с отсеками, один отсек - для размещения блока питания, второй - с закрепленной в нем печатной платой со светодиодами с герметизирующим материалом, в качестве которого используют тепло- и светопроводящий компаунд, при этом внешняя поверхность корпуса обволнена, первый отсек содержит перегородки, а блок питания установлен в его верхней части, во втором отсеке по уровню расположения печатной платы размещены выступы (патент RU №131450, МПК F21S8/00, 20.08.2013).
Усложнение конструкции корпуса за счет обволнения для увеличения площади внешней поверхности позволяет в начальный период эксплуатации светильника повысить отдачу тепла в окружающую среду. Однако при дальнейшей эксплуатации светильника на обволненной (волнистой) внешней поверхности откладывается пыль, грязь и т.п., что снижает отдачу тепла в окружающую среду, приводит к повышению температуры светодиодов и, как следствие, к снижению эксплуатационной надежности светильника и сокращению срока службы светильника. Известному техническому решению присущи также недостатки, связанные со слабой защищенностью от воздействия внешней среды.
Это вызвано тем, что корпус выполнен из пустотелого профиля, не имеющим торцевых крышек, и печатная плата со светодиодами размещена в нижней части корпуса, при этом светодиоды непосредственно взаимодействуют с внешней средой (пыль, испарения, грязь, агрессивные воздействия в промышленных условия и т.п.). Это вызывает перегрев светодиодов при эксплуатации и, как следствие, уменьшает сроки надежной эксплуатации устройства. Кроме того, пустотелый профиль не защищает от внешнего воздействия и блок питания. В силу конвекции воздуха на нем осаждаются частицы пыли и грязи, что затрудняет теплоотдачу и, как следствие, уменьшает сроки надежной эксплуатации светильника.
Прототипом является светодиодный светильник, содержащий корпус, выполненный в виде удлиненного пустотелого профиля из теплопроводного материала с двумя продольными перегородками, образующими средний отсек, в верхней части которого размещен блок питания, и два боковых отсека, а также закрепленную на нижней стороне корпуса в его центральной части печатную плату со светодиодами, при этом каждая из боковых сторон корпуса выполнена с одним обволнением, при этом в него введены закрепленные на торцевых сторонах корпуса крышки по форме поперечного разреза корпуса, в крышках в местах, прилегающих к боковым отсекам корпуса, выполнены отверстия по форме их поперечных разрезов, а на нижней стороне корпуса под печатной платой со светодиодами установлен защитный экран, выполненный из оптически прозрачного материала, печатная плата со светодиодами установлена по всей длине нижней стороны корпуса, крышки, закрепленные на торцевых сторонах корпуса, выполнены из теплопроводного материала с возможностью крепления к ним защитного экрана, защитный экран выполнен в форме прямоугольной плоской пластины по размерам нижней стороны корпуса (патент RU №139896, МПК F21S 13/00, 27.04.2014).
Основным недостатком прототипа является его низкие эксплуатационные характеристики из-за недостаточно высокой эффективности отвода тепла от блока питания, печатной платы со светодиодами, возможности осаждения частиц пыли и грязи на корпусе светодиодного светильника, что также затрудняет теплоотдачу, а также из-за отсутствия возможности концентрации светового потока в нужном направлении, например при освещении локального рабочего места.
Кроме этого, недостатком прототипа является сложность и высокая трудоемкость сборки светодиодного светильника из-за низкой технологичности фиксации блока питания, а также низкой технологичности крепления печатной платы и защитного экрана (приклеивание, механическая фиксация с помощью крепежных элементов) в корпусе светодиодного светильника.
Задачей предлагаемой полезной модели является разработка конструкции светодиодного осветительного устройства, в котором устранены указанные недостатки прототипа.
Техническим результатом является повышение эксплуатационных характеристик светодиодного светильника за счет изменения компоновки крепления блока питания, печатной платы, что повысит эффективность отвода тепла в окружающую среду и оптимизирует тепловой режим работы светильника, а также за счет увеличения освещенности рабочих поверхностей путем концентрации светового потока.
Кроме этого, техническим результатом является повышение технологичности фиксации блока питания и крепления печатной платы и защитного экрана в корпусе светодиодного светильника, что упрощает и ускоряет сборку светодиодного светильника.
Указанный технический результат достигается тем, что светодиодный светильник, содержащий корпус, торцевые крышки, печатную плату, на которой размещены светодиоды, а также блок питания и защитный экран, выполненный из оптически прозрачного материала, при этом корпус выполнен в виде удлиненного пустотелого профиля из теплопроводного материала с двумя наклонными продольными перегородками, образующими в корпусе верхний отсек, два боковых отсека и нижний отсек, в верхнем отсеке корпуса размещен блок питания, верхняя часть верхнего отсека корпуса выполнена с возможностью образования узла крепления светильника в различных условиях эксплуатации, имеющего Т-образный профиль, в нижнем отсеке корпуса выполнены первые выступы для закрепления печатной платы и вторые выступы для закрепления защитного экрана, согласно настоящей полезной модели, дополнительно содержит упругий элемент, выполненный в виде П-образного профиля, с возможностью закрепления в нем блока питания, при этом П-образный профиль упругого элемента имеет боковые установочные концы, контактирующие с внутренней поверхностью верхнего отсека корпуса, а блок питания размещен в верхнем отсеке корпуса с возможностью теплового контакта с полкой Т-образного профиля корпуса и фиксации пространственного положения блока питания при помощи упругого элемента.
На каждой наклонной продольной перегородке, в месте соединения с внутренней боковой поверхностью корпуса, выполнена полка, в которую упирается соответствующий боковой установочный конец упругого элемента.
Первые выступы выполнены в виде наклонных выступов с возможностью их пластической деформации для закрепления в них печатной платы.
Каждая внешняя боковая поверхность корпуса выполнена в виде гладкой анодированной поверхности или поверхности с полимерным пылеотталкивающим покрытием.
Вторые выступы выполнены в виде наклонных выступов с возможностью их пластической деформации для закрепления в них защитного экрана.
Защитный экран выполнен в виде удлиненной двояковыпуклой линзы, имеющей по краям установочную полку.
Верхняя часть корпуса на каждой внешней боковой поверхности имеет установочный выступ, представляющий собой ребро радиатора, и установочную скругленную выемку, с которыми контактирует упругая скоба узла крепления светильника.
Удлиненный пустотелый профиль корпуса из теплопроводного материала выполнен тонкостенным.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен предлагаемый светодиодный светильник (поперечный разрез) с защитным экраном, выполненным в виде двояковыпуклой линзы, а на фиг. 2 - светодиодный светильник (поперечный разрез) с плоским защитным экраном.
На чертежах цифрами обозначены:
1 - корпус, выполненный в виде удлиненного пустотелого профиля из теплопроводного материала,
2 - печатная плата,
3 - светодиоды,
4 - блок питания,
5 - защитный экран, выполненный в виде удлиненной двояковыпуклой линзы или в форме прямоугольной плоской пластины,
6 - наклонные продольные перегородки,
7 - Т-образный профиль в верхней части корпуса,
8 - первые выступы для закрепления печатной платы,
9 - вторые выступы для закрепления защитного экрана,
10 - упругий элемент, выполненный в виде П-образного профиля,
11 - установочные полки для упругого элемента,
12 - полка Т-образного профиля,
13 - установочные полки защитного экрана,
14 - установочные скругленные выемки,
15 - боковые установочные концы П-образного профиля,
16 - установочные выступы на внешней боковой поверхности верхней части корпуса.
Светодиодный светильник содержит корпус 1, печатную плату 2, на которой размещены светодиоды 3, а также блок 4 питания и защитный экран 5, выполненный из оптически прозрачного материала.
Защитный экран 5 может быть выполнен в форме прямоугольной плоской пластины (фиг. 2).
Корпус 1 выполнен путем экструзии из алюминиевого сплава. Корпус 1 выполнен в виде удлиненного пустотелого профиля из теплопроводного материала с двумя наклонными продольными перегородками 6, образующими в корпусе 1 верхний отсек, два боковых отсека и нижний отсек.
В верхнем отсеке корпуса 1 размещен блок 4 питания.
Верхняя часть корпуса 1 выполнена с возможностью образования узла крепления светильника в различных условиях эксплуатации, имеющего Т-образный профиль 7.
В нижнем отсеке корпуса 1 выполнены первые выступы 8 для закрепления печатной платы 2 и вторые выступы 9 для закрепления защитного экрана 5.
Светодиодный светильник также содержит, повышающие его эксплуатационные характеристики, торцевые крышки, обеспечивающие герметичность, гермовводы, обеспечивающие водонепроницаемость и защищенность соединения электропроводки, влагопоглощающий силикагель, защищающий светильник от образования конденсата внутри корпуса при перепадах температуры окружающей среды, драйвер с гальванической развязкой, позволяющий защитить светодиоды от перегорания в случае выхода из строя блока питания (на чертеже условно не показаны).
Выполнение верхней части корпуса 1 с возможностью образования узла крепления светильника в различных условиях эксплуатации позволяет устанавливать светильник на стену, потолок, крепить консольно, подвешивать на трос (поворотный кронштейн, упругая скоба, рым-болт с гайкой на чертеже условно не показаны).
Предлагаемый светодиодный светильник отличается тем, что он дополнительно содержит упругий элемент 10, выполненный в виде П-образного профиля, с возможностью закрепления в нем блока 4 питания, при этом П-образный профиль упругого элемента имеет боковые установочные концы 15, контактирующие с внутренней поверхностью верхнего отсека корпуса 1.
Блок 4 питания размещен в верхнем отсеке корпуса 1 с возможностью теплового контакта с полкой 12 Т-образного профиля 7 верхней части корпуса и фиксации пространственного положения блока 4 питания при помощи упругого элемента 10, что повышает эффективности отвода тепла от блока питания, а также повышает технологичность фиксации блока питания в корпусе светодиодного светильника, и, следовательно, упрощает и ускоряет сборку светодиодного светильника.
На каждой наклонной продольной перегородке 6, в месте соединения с внутренней боковой поверхностью корпуса 1, выполнена полка 11, в которую упирается соответствующий боковой установочный конец 15 упругого элемента 10.
Первые выступы 8 выполнены в виде наклонных выступов с возможностью их пластической деформации для закрепления в них печатной платы 2.
Каждая внешняя боковая поверхность корпус 1 выполнена в виде гладкой анодированной поверхности или поверхности с полимерным пылеотталкивающим покрытием.
Вторые выступы 9 выполнены в виде наклонных выступов с возможностью их пластической деформации для закрепления в них защитного экрана 5.
Защитный экран 5 может быть выполнен в виде удлиненной двояковыпуклой линзы, имеющей по краям установочную полку 13 (фиг. 1), которая обеспечивает концентрацию светового потока.
Верхняя часть корпуса 1 на каждой внешней боковой поверхности имеет установочный выступ 16, представляющий собой ребро радиатора, и установочную скругленную выемку 14, с которыми контактирует упругая скоба (при установке светильника упругая скоба защелкивается на установочные выступы 16) узла крепления светильника.
Удлиненный пустотелый профиль корпуса 1 из теплопроводного материала выполнен тонкостенным, что позволяет уменьшить вес светодиодного светильника.
Все элементы светодиодного светильника устанавливаются на специальные резиновые и силиконовые уплотнители (на чертеже условно не показаны), блок 4 питания быстро и надежно фиксируется в корпусе при помощи упругого элемента 10, а печатная плата 2 и защитный экран 5 закрепляются посредством пластической деформации установочных выступов, соответственно 8 и 9, что в целом делает сборку светодиодного светильника проще и быстрее.
Светодиодный светильник работает следующим образом.
При подключении светодиодного светильника к питающей сети через блок 4 питания к светодиодам 3 подается постоянный стабилизированный ток, обеспечивая их свечение, при этом происходит выделение тепла, которое рассеивается за счет корпуса 1, выполняющего функцию теплоотводящего радиатора.
Внешняя боковая поверхность корпуса 1, наклонные продольные перегородки 6, Т-образный профиль 7 в верхней части корпуса с полкой 12, первые выступы 8, в котором закреплена после пластической деформации печатная плата 2, вторые выступы 9, установочные скругленные выемки 14 и установочные выступы 16 представляют собой рабочую разветвленную поверхность радиатора для отвода тепла от блока 4 питания, печатной платы 2 со светодиодами 3, что позволяет выполнить профиль корпуса 1 тонкостенным, при этом уменьшается вес светодиодного светильника (масса светильника не более 2,2 кг при потребляемой мощности 65 Вт), а эффективность отвода тепла не снижается. Для оптимизации теплового режима работы светодиодного светильника и фиксации пространственного положения блок 4 питания подпружинен к полке 12 Т-образного профиля 7 упругим элементом 10 с возможностью теплового контакта.
Выполнение каждой внешней боковой поверхности корпус 1 в виде гладкой анодированной поверхности или поверхности с полимерным пылеотталкивающим покрытием не допускает накапливания грязи и обеспечивает стабильный отвод тепла от печатной платы 2 со светодиодами 3 и блока 4 питания,. Температура светодиодного светильника при потребляемой мощности 65 Вт и температуре окружающей среды 25°C не превышает 40°C.
Отсутствие перегрева светодиодов не допускает деградации кристаллов, тем самым обеспечивает продолжительный срок эксплуатации светодиодного светильника (ресурс работы светильника не менее 100 тыс.часов) без значительного уменьшения светового потока.
Благодаря выполнению защитного экрана 5 в виде удлиненной двояковыпуклой линзы обеспечивается возможность направить световой поток на освещаемую рабочую поверхность, не затрачивая мощность светового потока на освещение ненужных зон.
Таким образом, использование предлагаемой полезной модели, по сравнению с аналогом и прототипом, позволит повысить эксплуатационные характеристики светодиодного светильника за счет более высокой эффективности отвода тепла от блока питания, печатной платы со светодиодами и обеспечения возможности концентрации светового потока в нужном направлении при освещении локального рабочего места, освещении общественных, производственных, торговых и складских помещений, а также позволит повысить технологичность фиксации блока питания и крепления печатной платы и защитного экрана в корпусе светодиодного светильника, что упрощает и ускоряет сборку светодиодного светильника.