Світлодіодний модуль на основі високоефективної підкладки

Реферат: UA 75342 U UA 75342 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до напівпровідникової світлотехніки. Відомо кілька типів світлодіодних модулів (СДМ), підкладки яких виконані з різних теплопровідних матеріалів (наприклад, мідь, алюміній, кераміка та ін.) [1, 2]. Найближчим аналогом корисної моделі є СМД Acrich 2 [2]. На прикладі 8-ми ватного СДМ типу SMJEA3021220 Warm White, 220 В розглянемо пристрій з точки зору ефективного відведення тепла від кристалів світлодіодів (СД). Це відноситься до Acrich всіх типів і потужностей, а також до інших СДМ з великою потужністю СД різних фірм-виробників. Світлодіодний модуль Acrich 2 містить 21 світлодіод пласкої прямокутної форми потужністю 0,4 Вт, підкладку з алюмінію і інтегральну мікросхему керування світлодіодами. Сумісним з аналогом корисної моделі [2] є світлодіоди плоскі і інтегральна мікросхема керування. Наряду з численними перевагами СДМ має і ряд недоліків. Ускладнена технологія виготовлення СДМ. Необхідно n-ну кількість разів напилювати діелектричну фарбу на підкладку для розміщення друкарської плати і СД, що тягне за собою збільшення трудових витрат і часу виготовлення. Крім того, підкладка виконана з алюмінію з відносно великими вартістю, питомою вагою і перехідними тепловими опорами між світлодіодами і підкладкою, що пов'язане з різнорідними матеріалами їх виготовлення. Використання матеріалів великої теплопровідності (наприклад, алюмінію з коефіцієнтом теплопровідності =100 Вт/(м·К)) є технічно надлишковим, що призводить до заздалегідь завищеній вартості світлодіодного модуля в цілому [3]. В основу корисної моделі поставлено задачу по створенню такого світлодіодного модуля, конструкція якого дозволяла б спростити технологію виготовлення СДМ з метою зменшення трудових витрат і часу виготовлення, а підкладку виконати з високоефективного провідного матеріалу невеликої вартості і невеликими питомою вагою і перехідним опором між СД, еластичною прокладкою і підкладкою, що дозволить при тих же габаритах збільшити відведення тепла від кристалів СД, збільшити потужність світлодіодного джерела світла і зменшити його вагу. Поставлена задача вирішується тим, що еластична прокладка і підкладка виконуються з теплорозсіюючого полімерного композиту (ТРПК) у вигляді порожнистого плоского кільця і суцільного кола відповідно з розташуванням світлодіодів на поверхні прокладки, котра розташовується на верхній стороні підкладки і вони з'єднуються між собою і світлодіодами теплопровідним клеєм, а інтегральна мікросхема, яка розташовується також на поверхні підкладки, з'єднується з мережею змінного струму напругою 220 В, частотою 50 Гц (ТРПК має коефіцієнт теплопровідності =5-10 Вт/(м·К) [3]). На кресленні зображений світлодіодний модуль на основі високоефективної підкладки (СДМОВЕП, далі - СДМЕ): перетин по В-В (фіг. 1), вид за стрілкою А (фіг. 2), поз. 2 - еластична підкладка (фіг. 3), вид за стрілкою В (фіг. 4), загальний вид СДМЕ (фіг. 5). Запропонований СДМЕ (фіг. 1-3) містить: 1 - світлодіоди плоскі в кількості 21 шт., потужністю 0,4 Вт; 2 - ущільнююча еластична прокладка товщиною =0,1 мм з ТРПК; 3 - підкладка з ТРПК товщиною =2 мм; 4 - інтегральна мікросхема керування; 5 - отвори 2 мм для кріплення; 6 контакти для підключення L і N; 7 - отвори 3 мм для введення провідників L і N. СДМЕ має ряд переваг. Підкладка і прокладка його виконані з ТРПК, що сприяє скороченню кількості технологічних позицій, здешевленню, зменшенню габаритів і загальної ваги при збільшенні потужності і теплової ефективності, зменшенню трудових витрат і часу виготовлення СДМЕ в цілому. При підвищенні потужності і використанні ТРПК можна зберегти колишні розміри СДМЕ. В таблиці наведені основні розміри СДМЕ різних потужностей. Таблиця №з/п 1. 2. 3. 4. Потужність СДМЕ, Вт 4,0 8,0 12,0 16,0 D, мм 33 46 50 70 * уточнюється при виготовленні 50 Джерела інформації: 1 d, мм 43 35 40 60 d1, мм 30* 23* 25* 50* Н, мм 3 3 3 3 h, мм 2 2 2 2 h1, мм 1 1 1 1 UA 75342 U 5 1. В. Ковпак. Светодиоды Seoul Semiconductor для систем освещения / Ковпак В., Мира О. // Полупроводниковая светотехника, 2009. - №2. - С. 9-11. 2. Л. Бауэр. Светодиодные модули Acrich 2, облегчающие жизнь светотехника / Бауэр Л., Королев Г. // Полупроводниковая светотехника, 2012. - №2. - С. 22-24 (прототип). 3. А. Криваткин. Теплорассеивающие пластмассы - вызов алюминию / Криваткин Α., Сакуненко Ю. // Полупроводниковая светотехника, 2010. - №1. - С. 54-56. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Світлодіодний модуль на основі високоефективної підкладки, що містить світлодіоди плоскі, еластичну прокладку, підкладку, інтегральну мікросхему, який відрізняється тим, що еластична прокладка і підкладка виконані з теплорозсіюючого полімерного композиту у вигляді порожнистого плоского кільця і суцільного кола відповідно з розташуванням світлодіодів на поверхні прокладки, котра розташовується на верхній стороні підкладки і вони з'єднуються між собою і світлодіодами теплопровідним клеєм, а інтегральна мікросхема, яка розташовується також на поверхні підкладки, з'єднується з мережею змінного струму напругою 220 В, частотою 50 Гц. 2 UA 75342 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3