Світлодіодний прожектор

Реферат: Світлодіодний прожектор містить корпус, джерело живлення, джерело світла, рамку зі склом захисту, сполучну коробку. Модулі виконані у вигляді тепловідводів, на плоскій поверхні яких встановлені друковані плати з теплопровідного матеріалу з рівномірно розміщеними на них потужними над'яскравими світлодіодами, оснащеними оптичною системою і з'єднаними послідовно на друкованих платах, які в свою чергу з'єднані паралельно, протилежна поверхня тепловідводу може мати ребра або голки, містить перетворювач змінної або постійної напруги у сталий струм необхідної сили. UA 91105 U (12) UA 91105 U UA 91105 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до освітлювальної техніки і призначена для штучного освітлення різноманітних об'єктів: майданів, будівельних майданчиків, територій, що охороняються, для декоративного підсвічування архітектурних споруд і таке інше. Відомо декілька типів прожекторів, наприклад PG-150, PG-500 та інші, які використовують галогенні лампи розжарювання потужністю 150-1000 Вт, що живляться від мережі змінної напруги 220 В, 50 Гц, а також ряд світлодіодних прожекторів різних виробників, в основному виробництва КНР. Найбільш близьким, за технічною суттю до корисної моделі, що заявляється, є "Прожектор на основі над'яскравих світлодіодів", (заявка на корисну модель № u 2010 03672 опубл. 10.09.2010, патент UA 52869 u). Пристрій містить корпус, джерело живлення, джерело світла, що виконане з n-ної кількості над'яскравих світлодіодів, згрупованих у незалежні модулі, які з'єднані з джерелом живлення змінної напруги, рамку зі склом захисту та сполучну коробку. Цей пристрій має ряд недоліків, у числі яких: - використання великої кількості малопотужних над'яскравих світлодіодів у пластикових корпусах; - відсутність відводу тепла від кристалів світлодіодів, що призводить до їх деградації і, як наслідок, до зменшення яскравості або ж до виходу з ладу; - звужена сфера використання прожектора - тільки там, де є мережа змінного струму 220 В, 50 Гц; - відсутність відводу тепла з внутрішньої порожнини прожектора, оскільки його корпус та захисне скло виконані із матеріалу з низькою теплопровідністю - пластику; - неконтрольована діаграма направленості випромінювання світлодіодів, оскільки вона залежить лише від сукупності кутів випромінювання окремих світлодіодів; - низький ступінь захисту від дії зовнішнього середовища - негерметичний корпус не дозволяє експлуатувати прожектор на відкритому повітрі. В основу корисної моделі поставлена задача створення світлодіодного прожектора, вільного від недоліків найближчого аналогу, а саме з високою світловіддачею, максимальним коефіцієнтом корисної дії, великим строком служби, високою експлуатаційною надійністю, можливістю формування потрібної у кожному випадку застосування діаграмою випромінювання та можливістю живлення від мережі змінного струму або джерела постійного струму. Поставлена задача вирішується тим, що у світлодіодному прожекторі, який містить корпус, джерело живлення, джерело світла, що виконане з n-ної кількості над'яскравих світлодіодів, згрупованих у незалежні модулі, які з'єднані з джерелом живлення змінної напруги, рамку зі склом захисту та сполучну коробку, корпус виконаний із алюмінієвого сплаву, між корпусом та захисним склом встановлений ущільнювач, а потужні над'яскраві світлодіоди згруповані у модулі і розміщені на друкованих платах з алюмінію, які в свою чергу встановлені на алюмінієвому тепловідводі відповідної площі, який має надійний тепловий контакт з корпусом; модулі з'єднані паралельно або послідовно і підключені до перетворювача змінної або постійної напруги у постійний сталий струм відповідної величини. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями (Фіг. 1, 2), на яких зображено: 1) корпус із алюмінієвого сплаву; 2) рамка-тримач захисного скла; 3) захисне скло; 4) декоративна маска; 5) потужний над'яскравий світлодіод; 6) оптична система; 7) друкована плата з алюмінію; 8) тепловідвід; 9) ущільнювач захисного скла; 10) сполучна коробка; 11) герметизуюча муфта; 12) джерело живлення. На Фіг. 1 зображений загальний вигляд прожектора потужністю 20 Вт (при номінальному струмі через світлодіоди 350 мА), а на Фіг. 2 - його перетин по А-А. У алюмінієвому корпусі 1 встановлений ребристий або голчастий тепловідвід 8, який може бути монолітним чи виготовленим з окремих частин, які повинні мати надійний тепловий контакт між собою та корпусом. На плоскій поверхні закріплені друковані плати 7, з встановленими на них потужними над'яскравими світлодіодами 5. Найкраще закріпити друковані плати з допомогою теплопровідної двосторонньої клейної стрічки або спеціальним теплопровідним клеєм. 1 UA 91105 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Світлодіоди 5 на друкованих платах встановлюються та розпаюються на автоматичних лініях, що виключає похибки, які неминуче виникають при ручному паянні. Для формування діаграми випромінювання прожектора на світлодіодах встановлені оптичні системи 6, які можуть бути індивідуальними або загальними для кожного модуля. Оптичні системи кріпляться до світлодіодів з допомогою двосторонньої клейної стрічки. У відомому прожекторі використовується велика кількість малопотужних над'яскравих світлодіодів у пластикових корпусах з потужністю 0,04…0,07 Вт при струмі 20 мА. Достатньо відмітити, що для отримання заявленої потужності 12 Вт треба використати від 170 до 300 світлодіодів. Крім того, кристал такого світлодіода замонтований у пластиковий корпус, який майже не відводить від нього тепло і температура кристала зазвичай набагато вища, ніж температура на корпусі. І, в свою чергу, друкована плата із склотекстоліту, на якій монтуються ці світлодіоди, також дуже погано проводить тепло. У таких умовах експлуатації досягти терміну служби світлодіодів у 50-70 тис. год. неможливо. У прожекторі, який заявляється, використовуються потужні над'яскраві світлодіоди, які розміщені на друкованих платах з алюмінію, а останні, в свою чергу, встановлені на тепловідводі. Така конструкція дуже ефективно відводить тепло від кристалів світлодіодів. Крім того, потужність такого світлодіода 1 Вт при струмі через нього 0,35 А та інтенсивності випромінювання до 130 лм. У якості джерела живлення 12 найкраще використати перетворювач змінної або постійної напруги у сталий струм. Це дозволяє використовувати прожектор не тільки в місцях де є мережа змінного струму 220 В, 50 Гц, але й у польових умовах з живленням від акумуляторів. Для герметичного з'єднання захисного скла 3 з корпусом 1 використовується ущільнювач із звичайної або силіконової резини, який укладений у паз корпусу по периметру скла. Останнє притискується до корпусу рамкою-тримачем 2. На скло з внутрішньої сторони наклеєна декоративна маска 4 з отворами навпроти оптичних систем світлодіодів, яка закриває внутрішній монтаж прожектора. Найкраще виконати маску з односторонньої самоклейної плівки відповідного кольору, а отвори в ній виконати на плотері. Герметизація кріплення захисного скла, а також використання герметизуючої муфти 11 для вводу з'єднувальних дротів із сполучної коробки 10 у порожнину корпусу прожектора дозволять отримати ступінь захисту не менше ІР65, що дозволить використовувати останній при несприятливих умовах зовнішнього середовища. Запропонований прожектор може мати найрізноманітнішу світлову, і, відповідно, електричну потужність. Спочатку треба вибрати потрібну світлову потужність випромінювання прожектора і струм через світлодіоди, при якому її треба отримати. Потім вибрати світлодіоди і джерело живлення, а на останнє вибрати відповідний корпус і тепловідвід, які дозволять забезпечити температуру кристалів світлодіодів на рівні 30…45 °C. Це забезпечить термін служби прожектора - 50-70 тис. годин у широкому діапазоні температур зовнішнього середовища. Наприклад, прожектор з двадцятьма світлодіодами може забезпечити світловий потік від 2600 до 6000 лм при струмі через світлодіоди від 0,35 до 1,0 А відповідно. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Світлодіодний прожектор, що містить корпус, джерело живлення, джерело світла, рамку зі склом захисту, сполучну коробку, який відрізняється тим, що модулі виконані у вигляді тепловідводів, на плоскій поверхні яких встановлені друковані плати з теплопровідного матеріалу з рівномірно розміщеними на них потужними над'яскравими світлодіодами, оснащеними оптичною системою і з'єднаними послідовно на друкованих платах, які в свою чергу з'єднані паралельно, протилежна поверхня тепловідводу може мати ребра або голки, містить перетворювач змінної або постійної напруги у сталий струм необхідної сили. 2. Світлодіодний прожектор за п. 1, який відрізняється тим, що корпус виготовлений з металу з алюмінієвого сплаву. 3. Світлодіодний прожектор за п. 1, який відрізняється тим, що на світлодіодах встановлені оптичні системи, індивідуальні або групові, які формують потрібну діаграму випромінювання. 4. Світлодіодний прожектор за п. 1, який відрізняється тим, що між корпусом та захисним склом встановлений ущільнювач із силіконової гуми. 2 UA 91105 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 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