RU196224U1

RU196224U1 - Light-emitting structure for an uninsulated driver

Info

Publication number: RU196224U1
Application number: RU2019124560U
Authority: RU
Inventors: Юрий Борисович Соколов
Original assignee: Юрий Борисович Соколов
Priority date: 2019-08-02
Filing date: 2019-08-02
Publication date: 2020-02-21

Abstract

Полезная модель относится к области светотехники и может быть использована при производстве и эксплуатации светодиодных осветительных устройств, работающих от неизолированного драйвера. Техническим результатом является повышение надежности электроизоляции светоизлучающей структуры при использовании неизолированного драйвера для питания светодиодов на печатной плате, который достигается тем, что монтажная и обратная сторона платы снабжены полиимидной пленкой, закрепленной с помощью адгезии, при этом размеры пленки больше размеров печатной платы на величину 8-10 мм, а края пленок склеены между собой со всех сторон, образуя замкнутый чехол вокруг платы. 2 ил.The utility model relates to the field of lighting engineering and can be used in the manufacture and operation of LED lighting devices operating from an uninsulated driver. The technical result is to increase the reliability of the electrical insulation of the light-emitting structure when using an uninsulated driver for powering the LEDs on the printed circuit board, which is achieved by the fact that the mounting and back sides of the circuit board are equipped with a polyimide film fixed by adhesion, while the film is larger than the printed circuit board by 8- 10 mm, and the edges of the films are glued together on all sides, forming a closed case around the board. 2 ill.

Description

Область техники.The field of technology.

Полезная модель относится к светотехнике и может быть использована при производстве и эксплуатации светодиодных осветительных устройств, работающих от неизолированного драйвера.The utility model relates to lighting engineering and can be used in the manufacture and operation of LED lighting devices operating from an uninsulated driver.

Уровень техники.The prior art.

Известно, что неизолированные драйверы светодиодов, имеют существенно более низкую цену, а секвентальные драйверы не требуют фильтров и их построение возможно полностью на SMT компонентах, что практически невозможно при необходимости применения фильтров. Кроме того, применяя секвентальные драйверы, можно располагать на единой плате, как светодиоды, так и все элементы драйверов, при этом все компоненты устанавливаются в автоматическом режиме, без применения ручного труда.It is known that non-isolated LED drivers have a significantly lower price, and sequential drivers do not require filters and their construction is possible entirely on SMT components, which is almost impossible if you need to use filters. In addition, using sequential drivers, it is possible to place both LEDs and all driver elements on a single board, while all components are installed automatically, without the use of manual labor.

Однако при применении неизолированных от промышленной сети драйверов возникает другая проблема - как надежно изолировать плату с драйверами и светодиодами от возможности попадания электрической сети на внешний радиатор охлаждения, на который установлена печатная плата и поверхность платы, на которой установлены светодиоды. Поскольку, обычно, в таких случаях применяют алюминиевые печатные платы с припрегом, наличие одного защитного слоя (припрега) создает определенные риски для изготовления осветителей, так как при наличии какого-либо дефекта в печатной плате, все сетевое напряжение оказывается на наружном радиаторе, кроме того, алюминиевые платы с изоляцией на высокое напряжение пробоя дороже, чем платы с напряжением пробоя до 2 кВ.However, when using drivers that are not isolated from the industrial network, another problem arises - how to reliably isolate the board with drivers and LEDs from the possibility of the electric network getting onto an external cooling radiator, on which the printed circuit board and the surface of the board on which the LEDs are installed. Since, as a rule, aluminum printed circuit boards with prireg are used in such cases, the presence of one protective layer (prireg) creates certain risks for the manufacture of illuminators, since if there is any defect in the printed circuit board, all the mains voltage is on the external radiator, in addition , aluminum boards with insulation for high breakdown voltage are more expensive than boards with breakdown voltage up to 2 kV.

С другой стороны, для эффективного теплообмена необходимо осуществить хороший тепловой контакт между платой и внешним радиатором с минимальным тепловым сопротивлением.On the other hand, for effective heat transfer, it is necessary to make good thermal contact between the board and the external radiator with minimal thermal resistance.

Для реализации передачи тепла с одной поверхности на другую, фирма ЗМ предлагает пленку с клеевой поверхностью с двух сторон, толщиной 250 и 190 мкм, теплопроводностью 1-1,5 Вт/Км и напряжением пробоя 40 кВ/мм. Однако на практике с помощью такой пленки невозможно приклеить две жесткие поверхности (плату и радиатор) друг к другу без воздушных зазоров, а также данные пленки имеют достаточно высокую стоимость. Фирма ЗМ также выпускает пористые пленки с двойным слоем, которые хорошо вытесняют воздух, но их толщина в 1 мм и более, что создает повышенное тепловое сопротивление и, кроме того, стоимость этих пленок при больших площадях покрытия становится запредельной. Известно решение, раскрытое в полезной модели Китая CN 202419582U (МПК F21V 29/00), опубликованной 05.09.2012, содержащей металлическую печатную плату светодиодов; источник питания (не показан); оптическую систему, снабженную линзами и закрепленную на монтажной поверхности платы; металлический радиатор, на поверхности которого размещен изолирующий слой, на котором установлена печатная плата. Состав и теплотехнические свойства изолирующего слоя в этом решении не раскрыты, а от этого зависит эффективность изоляции.To implement heat transfer from one surface to another, ZM offers a film with an adhesive surface on both sides, with a thickness of 250 and 190 microns, thermal conductivity of 1-1.5 W / km and a breakdown voltage of 40 kV / mm. However, in practice, using such a film, it is impossible to glue two rigid surfaces (board and radiator) to each other without air gaps, and these films have a fairly high cost. The ZM company also produces porous films with a double layer, which well displace air, but their thickness is 1 mm or more, which creates increased thermal resistance and, in addition, the cost of these films with large areas of coverage becomes prohibitive. The known solution disclosed in the utility model of China CN 202419582U (IPC F21V 29/00), published 05.09.2012, containing a metal printed circuit board LEDs; power source (not shown); an optical system equipped with lenses and mounted on the mounting surface of the board; a metal radiator, on the surface of which an insulating layer is placed on which a printed circuit board is installed. The composition and thermal properties of the insulating layer are not disclosed in this solution, and the effectiveness of insulation depends on this.

Также известно осветительное устройство, содержащее печатную плату светодиодов, световой рассеиватель, металлический радиатор, на котором при помощи слоя теплопроводящей пасты закреплена печатная плата. Состав и теплотехнические свойства изолирующего слоя в этом решении не раскрыты (DE 102010028764 А1, МПК F21V 3/04, опубликовано 10.11.2011).Also known is a lighting device comprising a printed circuit board of LEDs, a light diffuser, a metal radiator, on which a printed circuit board is attached using a layer of heat-conducting paste. The composition and thermal properties of the insulating layer are not disclosed in this decision (DE 102010028764 A1, IPC F21V 3/04, published 10.11.2011).

Ближайшим аналогом является патент на полезную модель CN 202419582, совпадающий с заявленным решением по большинству признаков.The closest analogue is the patent for utility model CN 202419582, which coincides with the claimed solution for most of the features.

Известна полиимидная пленка, которая не относится к теплопроводным, но обладает высоким электрическим сопротивлением, прочностью, высоким напряжением пробоя, способностью удлинения при повышении температуры и относительно низкой стоимостью. При толщине 20-200 мкм полиимидная пленки имеет существенные преимущества для целей теплоотвода.Known polyimide film, which does not apply to heat-conducting, but has a high electrical resistance, strength, high breakdown voltage, elongation with increasing temperature and relatively low cost. With a thickness of 20-200 microns, the polyimide film has significant advantages for heat removal.

Техническим результатом является повышение надежности электроизоляции светоизлучающей структуры при использовании неизолированного драйвера для питания светодиодов на печатной плате.The technical result is to increase the reliability of the electrical insulation of the light-emitting structure when using an uninsulated driver to power the LEDs on the printed circuit board.

Раскрытие сущности решения.Disclosure of the essence of the decision.

На фиг. 1 представлена серия светодиодов, накрытая стеклянной или силиконовой линзой. Светодиоды 8 установлены на алюминиевой печатной плате 1, которая с 2-х сторон обклеена полиимидной пленкой 2 и 7, концы которых со всех сторон склеены друг с другом, образуя закрытый оболочкой объем. В верхней по рис. 1 полиимидной пленке 2 имеются вырезы 9 для установки светодиодов 8, которые заполняются силиконом для герметизации. Сверху на плату устанавливается линза 6, которая имеет силиконовую прокладку 3 и весь пакет прижимается к плате 2 и далее к радиатору (не показан) охлаждения светодиодов с помощью металлической шайбы 4 и саморезов 5. При этом светодиоды 8 отделены от окружающей среды силиконовой прокладкой 3 (первый уровень защиты) и полиимидной пленкой 2 и силиконовой заливкой (второй уровень защиты). Относительно внешнего радиатора светодиоды отделяет припрег на печатной плате (первый уровень защиты) и полиимидная пленка 7 (второй уровень защиты), с точки зрения электрической безопасности.In FIG. Figure 1 shows a series of LEDs covered with a glass or silicone lens. The LEDs 8 are mounted on an aluminum printed circuit board 1, which is glued on both sides with a polyimide film 2 and 7, the ends of which are glued to each other on all sides, forming a volume enclosed by a shell. At the top according to fig. 1 polyimide film 2 has cutouts 9 for mounting LEDs 8, which are filled with silicone for sealing. A lens 6 is installed on top of the board, which has a silicone gasket 3 and the entire package is pressed to the board 2 and then to the radiator (not shown) for cooling the LEDs with a metal washer 4 and screws 5. In this case, the LEDs 8 are separated from the environment by a silicone gasket 3 ( the first level of protection) and polyimide film 2 and silicone filling (second level of protection). Regarding the external radiator, the LEDs are separated by a prireg on the printed circuit board (first level of protection) and polyimide film 7 (second level of protection), from the point of view of electrical safety.

На фиг. 2 показан блок из 3-х серий светодиодов в разборе. Защитные полиимидные пленки 2 и 7 имеют одностороннюю клеевую основу и размеры на 8-10 мм больше, чем плата 1 для образования замкнутого объема вокруг платы (радиатор на который установлена печатная плата и к которому с помощью саморезов 5 крепится весь блок - не показан). Данная конструкция блока светодиодов имеет двойную изоляцию светодиодов от проникновения влажности окружающей среды и двойную защиту от электрического пробоя с поверхности платы, где установлены светодиоды, на внешний радиатор охлаждения, обеспечивая защиту класса 2, не требующую внешнего заземленияIn FIG. 2 shows a block of 3 series of LEDs in a parsing. Protective polyimide films 2 and 7 have a one-sided adhesive base and are 8-10 mm larger than board 1 to form a closed volume around the board (the radiator on which the printed circuit board is mounted and to which the entire unit is attached with screws 5 is not shown). This design of the LED block has double isolation of the LEDs from the ingress of environmental humidity and double protection against electrical breakdown from the surface of the board where the LEDs are installed on an external cooling radiator, providing class 2 protection that does not require external grounding

Claims

A light-emitting structure for an uninsulated power supply, comprising an aluminum printed circuit board; groups of LEDs mounted on the mounting surface of the board; at least one glass or silicone lens that is mounted on top of the groups of LEDs; a radiator, on the surface of which a printed circuit board is installed, while the mounting and back sides of the circuit board are equipped with a polyimide film having a thickness of more than 20 μm and fixed by adhesion, the dimensions of the films along the circuit outline are larger than the dimensions of the printed circuit board by 8-10 mm, and the edges of the films glued to each other on all sides, forming a closed volume around the circuit board, while the polyimide film has cutouts in the places of installation of the LEDs and these cutouts are filled with liquid silicone, forming a second level of insulation, the printed circuit board is glued to the yell with a liquid adhesive, and on the surface of the lens board mounted between the lens and the silicone gasket installed board, providing the first level of insulation of LEDs, the entire structure is sealed threaded connection through a metal washer mounted on each lens.