Зовнішній світлодіодний світильник

Реферат: Зовнішній світлодіодний світильник має корпус, розсіювальне скло, джерело живлення, модулі зі світлодіодами. Модулі виконані взаємозамінними у вигляді тепловідводів, на плоскій поверхні яких встановлені друковані плати з теплопровідного матеріалу з рівномірно розміщеними на них потужними над'яскравими світлодіодами, з'єднаними послідовно, на світлодіодах встановлені оптичні системи, індивідуальні або групові, які мають діаграму випромінювання "крила метелика", друковані плати з'єднані між собою паралельно, а протилежна поверхня тепловідводу виконана ребристою або у вигляді голок, джерело живлення виконане гальванічно розв'язаним від мережі змінної напруги, а його входи під'єднанні до відповідних контактів клемника, які підключені до джерела змінної напруги, а виходи у відповідній полярності підключені до ланцюгів світлодіодів. UA 98787 U (12) UA 98787 U UA 98787 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до освітлювальної техніки, яка може застосовуватись майже в кожній галузі народного господарства. Зокрема, для освітлення вулиць, доріг, парків, скверів, майданів, дворів, складів, виробництв, гаражів, різноманітних територій, як побутового, так і громадського призначення. Відомі кілька типів вуличних світильників. Вони виконані, в основному, на газорозрядних лампах. Наприклад, на газорозрядних ртутних лампах (ДРЛ), потужністю 80, 125, 250, 400, 700 Вт і т. п.; ЖКУ 14-150-002У1/А1, ЖКУ14-50-002У1/А1, РКУ01У-250-006У1, TVZD601, 602, 604, 608, 612 на газорозрядних натрієвих лампах високого тиску (High pressure sodium lamp), НВД 250 W, НВД 400 W і т. п. Найбільш близьким, за технічною суттю до моделі, що заявляється, є "Світлодіодний світильник зовнішньої установки" (патент України на корисну модель № 32788, опубл. 26.05.2008). Цей світлодіодний світильник зовнішньої установки, має корпус, розсіювальне скло, дзеркальний відбивач, блоки живлення, які виконані з RC-ланцюжка, електронного випрямляча, модуля зі світлодіодами та з'єднані через штекери з мережею змінного струму. Цей пристрій має ряд недоліків, у числі яких: - використання великої кількості малопотужних світлодіодів у пластикових корпусах (близько 300 штук); - відсутність відводу тепла від кристалів світлодіодів, що призводить до їх деградації і, як наслідок, до зменшення яскравості або ж до виходу з ладу; - нестабільність світлового потоку світильника, через те, що світлодіодні модулі живляться через RC-ланцюг, який гасить надлишок змінної напруги і не забезпечує сталого струму через світлодіоди при коливаннях останньої; - неконтрольована діаграма направленості випромінювання світлодіодів, оскільки вона залежить лише від сукупності кутів випромінювання окремих світлодіодів; - велика кількість роз'ємних з'єднань і, як наслідок, невисока надійність приладу; - електронебезпечність світильника, оскільки всі його елементи знаходяться під потенціалом мережі змінного струму; - відсутність у конструкції герметизуючих елементів, що обмежує сферу застосування світильника лише місцями, які захищені від прямої дії атмосферних опадів (дощу, снігу, туману і т. і.). Задачею корисної моделі, що заявляється, є створення зовнішнього світлодіодного світильника, конструкція і схемні рішення якого дозволяли б виробляти світильники різної потужності на основі типових модулів (незалежних джерел світла), економічних, надійних та безпечних в експлуатації і з великим терміном служби. Ця задача вирішується тим, що у зовнішньому світлодіодному світильнику, який має корпус, розсіювальне скло, дзеркальний відбивач, джерела живлення, модулі зі світлодіодами, при цьому модулі виконані взаємозамінними у вигляді тепловідводів, на пласкій поверхні яких встановлені друковані плати з теплопровідного матеріалу (наприклад алюмінію) з рівномірно розміщеними на них n потужними над'яскравими світлодіодами, кожен з яких оснащений оптичною системою, яка може бути індивідуальною або загальною для всіх світлодіодів модуля, з'єднаними послідовно на друкованих платах, які, в свою чергу, з'єднані паралельно, протилежна поверхня тепловідводу може мати ребра або голки, містить гальванічно розв'язаний від мережі змінної напруги перетворювач змінної напруги в сталий струм відповідної потужності, входи якого підключені до відповідних контактів клемника, а через нього і до мережі змінного струму, а виходи у відповідній полярності підключені до ланцюгів світлодіодів. Суть моделі пояснюється кресленнями (Фіг. 1, 2 та 3), на яких зображено: 1) корпус; 2) захисне скло; 3) рамка кріплення скла; 4) герметизуюча прокладка; 5) джерело живлення; 6) тепловідвід; 7) друкована плата; 8) світлодіод; 9) оптична система; 10) клемник; 11) вузол кріплення світильника до опори. 1 UA 98787 U 5 10 15 20 25 30 35 40 На Фіг. 1 зображений загальний вигляд світильника потужністю 30 Вт та його переріз по А-А. Як видно з зображення, у металевому корпусі 1 встановлені три світлодіодних модулі, що мають добрий тепловий контакт з корпусом та поміж собою. Від дії зовнішнього середовища модулі захищені склом 2, яке кріпиться до корпусу рамкою 3 через герметизуючу прокладку 4. Корпус та рамку найліпше виконати з алюмінієвого сплаву штамповкою або методом лиття під тиском, скло може бути відлите із прозорого полікарбонату, а прокладка 4 виконана з силіконової гуми. На Фіг. 2 зображений світлодіодний модуль, який виконаний на ребристому алюмінієвому тепловідводі 6. На пласкій поверхні закріплені друковані плати 7, не менше однієї, з встановленими на них світлодіодами 8. Найкраще закріпити друковані плати за допомогою теплопровідної двосторонньої клеючої стрічки або спеціальним теплопровідним клеєм. Світлодіоди 8 на друкованих платах встановлюються та розпаюються на автоматичних лініях, що виключає похибки, які неминуче виникають при ручному паянні. Для паралельного з'єднання друкованих плат використовується пайка, яка набагато надійніша ніж будь-яке роз'ємне з'єднання. Це не знижує ремонтопридатність світильника, оскільки будь-який ремонт таких приладів повинен здійснюватись в умовах спеціалізованих майстерень. Оскільки вітчизняні та міжнародні стандарти вимагають, щоб вуличні ліхтарі мали діаграму випромінювання "крила метелика" на світлодіодах встановлені оптичні системи 9, які кріпляться до останніх за допомогою двосторонньої клеючої стрічки. Джерело живлення 5 закріплене на тепловідводі зі сторони ребер гвинтами, або будь-яким іншим способом і підключене до схеми через клемник 10, який може бути, як вбудованими в джерело, так і самостійним елементом схеми. Найкраще використати пружинні клемники фірми WAGO, які призначені для роботи у важких умовах експлуатації. Джерело живлення 5 може бути виконане як перетворювач змінної напруги у постійний сталий струм відповідної потужності. На Фіг. 3 показана структурна схема лампи. Відповідні клеми мережевих входів джерел живлення 5 з'єднані паралельно між собою і з відповідними контактами вхідного клемника світильника, на який приходить живлення від мережі змінного струму 220 В, 50 Гц. Габарити корпусу світильника, залежно від їх потужності, яка, у свою чергу, залежить від кількості встановлених модулів, будуть змінюватися. Також може змінюватися і форма корпусу, але виконуватись останній повинен з металу, який має високу теплопровідність. Найкраще цим вимогам відповідає алюміній. Варіантів кріплення блоків один до одного, та пакета блоків до корпусу може бути багато, але треба зауважити, що крайні блоки пакета повинні мати надійний тепловий контакт із корпусом. Робота світильника не має якихось особливостей. Якщо на вхідний клемник подати змінну напругу 220 В, 50 Гц світлодіоди почнуть випромінювати видиме світло відповідного спектра. Висока ефективність світлодіодів загальновідома. Вона перевищує ефективність газорозрядних ламп приблизно у 4 рази, але вже зараз з'явились потужні над'яскраві світлодіоди із ефективністю від 130 лм/Вт при номінальному струмі 350 мА і більше 300 лм/Вт при струмі 1 А. Використання таких світлодіодів дозволить отримати світловий потік одного світильника від 2500 до 6500 лм, при номінальному струмі і споживаній потужності від 20 до 60 Вт. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 55 1. Зовнішній світлодіодний світильник, що має корпус, розсіювальне скло, джерело живлення, модулі зі світлодіодами, який відрізняється тим, що модулі виконані взаємозамінними у вигляді тепловідводів, на плоскій поверхні яких встановлені друковані плати з теплопровідного матеріалу з рівномірно розміщеними на них потужними над'яскравими світлодіодами, з'єднаними послідовно, на світлодіодах встановлені оптичні системи, індивідуальні або групові, які мають діаграму випромінювання "крила метелика", друковані плати з'єднані між собою паралельно, а протилежна поверхня тепловідводу виконана ребристою або у вигляді голок, джерело живлення виконане гальванічно розв'язаним від мережі змінної напруги, а його входи під'єднанні до відповідних контактів клемника, які підключені до джерела змінної напруги, а виходи у відповідній полярності підключені до ланцюгів світлодіодів. 2. Зовнішній світлодіодний світильник за п. 1, який відрізняється тим, що джерело живлення виконане як перетворювач змінної напруги у постійний сталий струм відповідної потужності. 3. Зовнішній світлодіодний світильник за п. 1, який відрізняється тим, що паралельні з'єднання друкованих плат із світлодіодами виконані нероз'ємними. 2 UA 98787 U 3 UA 98787 U 4 UA 98787 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут інтелектуальної власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5