CZ25316U1 - LED modul pro osazení optickou čočkou - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká LED modulu pro osazení optickou čočkou pro výrobu LED svítidel určených především pro venkovní a vnitřní osvětlení, osvětlení komunikací, průmyslové a veřej 5 né osvětlení tunelů, hal, chodeb, garáží a dalších veřejných (úřady, školy, školky, nemocnice, hotely či obchodní a nákupní centra) a průmyslových objektů (výrobní haly, skladovací a logistická centra) a to včetně přilehlých prostranství jako jsou parkoviště, parky, chodníky a další. Dosavadní stav techniky

V dosavadní praxi se můžeme setkat výhradně s LED svítidly, které jsou navrhovány a vyráběny io na základě běžných představ o konstrukčním pojetí, jež vychází z předešlé generace sodíkových či halogenových svítidel, svítidlo je pak tvořeno jako jeden celek, při čemž z pravidla obsahují části jako tlakově lité tělo svítidla rozdělené na dvě poloviny (homí a dolní), optický reflektor, zdroj světla, napájecí zdroj a kryt reflektoru (běžně ze skla nebo polykarbonátu), jež výrazně omezuje průchod světla a tím výrazně snižuje účinnost svítidla. Přičemž tyto části nejsou navzá15 jem zaměnitelné a nedají se spojovat a tím navyšovat jejich světelný výkon. Toto LED svítidlo má zpravidla velmi omezené možnosti použití a je často nekompaktní s rozdílnými požadavky na charakter osvětlení různých typů prostor, objektů, ulic nebo prostranství.

Podstata technického řešení

Uvedené nevýhody dosavadního stavu techniky ve velké míře odstraňuje LED modul pro osazení optickou čočkou, j ak j e popsáno dále.

Podstatou technického řešení je LED modul z tepelně vodivého materiálu s využití optické čočky s vlastním stupněm krytí IP ve smyslu ČSN EN 60 598, jež se stará o potřebnou distribuci světla směrem k osvětlené ploše a zároveň zajišťuje potřebné krytí dle tabulky ČSN EN 60 598 v příslušné míře daného konkrétního typu svítidla. Moduly se skládají z tepelně vodivého těla modu25 lu, optické čočky, desky plošných spojů, konektorů pro propojení více modulů a krytu modulu.

Moduly lze volně spojovat a rozšiřovat, světelný tok LED svítidla tak může být upraven dle potřeby, stejně jako měnit typ použité optické čočky pro zajištěné potřebné světelné charakteristiky vyzařování LED svítidla, spojením LED modulů do LED svítidla a osazením LED modulu příslušným typem držáků či výložníků, lze docílit širokého spektra aplikací téhož LED modulu.

Deska plošných spojů je díky své konstrukci a konektorům jednoduše vyměnitelná, může být tedy v budoucnu vyměněna za desku plošných spojů, jež je osazena modernějšími, výkonnějšími a účinnějšími LED čipy. Svítidlo je tak možné modernizovat bez potřeby jeho demontáže.

Deska plošných spojů obsahuje důležité komponenty, jež jsou integrovány v rámci této desky plošných spojů, jako jsou teplotní čidla, bimetalový termostat, pájecí plochy, bypassové diody či plochy pro odvod a přenos tepla do chladiče resp. těla svítidla. Bypassové diody dovolují téměř nezměněný světelný tok či omezený provoz i v případě, že dojde k poruše některého z LED čipů na desce plošných spojů. Integrací těchto komponent již do samotné d?sky plošných spojů a zároveň pod samotnou optickou čočku dojde k redukci kabelových propojení, neboť budou elektricky propojeny pouze samotné LED moduly s napájecím zdrojem a to pouze v jednom smě40 ru. Bimetalový termostat, který je nastaven na hraniční hodnoty tepelného zatížení LED čipů a LED modulu rozepne napájecí obvod a tím zamezí zničení LED čipů a LED modulu, v případě, že by došlo k havarijnímu přehřátí svítidla.

Podstata technického řešení odráží nároky na ochranu LED modulu pro osazení optickou čočkou vyznačujícího se tím, že se sestává z teplovodivého těla LED modulu, na jehož velké spodní plo45 še jsou připevněny optické čočky s integrovaným těsněním, mezi teplovodivým tělem LED modulu a optickou čočkou s integrovaným těsněním je umí stěna deska plošných spojů, přičemž na

-1 CZ 25316 Ul jeho druhé homí ploše je žebroví pro odvod tepla z těla LED modulu, přičemž teplovodivé tělo LED modulu, obsahuje dva otvory pro průchod konektorů z desky plošných spojů umístěných na spodní části svítidla k přístupu do elektrické části LED modulu, přičemž strany, které jsou v kontaktu s dalšími moduly jsou opatřeny prvky pro spojení více LED modulů s metrickým závitem, přičemž tyto prvky je možné použít i pro připojení výložníku LED svítidla nebo jiného typu držáku.

Je výhodné, že optická čočka s integrovaným těsněním obsahuje těsnění po celém svém obvodu.

Je výhodné, že deska plošných spojů je kryta optickou čočkou s integrovaným těsněním po celé své ploše a do elektrické části svítidla procházejí pouze vodiče z desky plošných spojů.

Je výhodné, že teplovodivé tělo LED modulu pro odvod tepla z LED čipů osazených na desce plošných spojů prostřednictvím desky plošných spojů.

Je výhodné, že deska plošných spojů je osazena bypassovými diodami, obvodem s teplotním čidlem a bimetalovým termostatem.

Je výhodné, že deska plošných spojů je osazena konektory nebo pájecími plochami pro napájení a propoj ení LED modulů.

Je výhodné, že teplovodivé tělo LED modulu obsahuje konstrukční otvor pro průchod konektorů z desky plošných spojů umístěných na spodní části LED modulu k přístupu do elektrické části LED modulu.

Je výhodné, že teplovodivé tělo LED modulu, je pevně spojeno prostřednictvím prvku (5) pro spojení více LED modulů s metrickým závitem.

Je výhodné, že tělo svítidla se skládá z jednoho a více LED modulů pro osazení optickou čočkou.

Je výhodné, že teplovodivé tělo LED modulu obsahuje otvory pro kabelový vodič a otvor pro zalití kabelového vodiče, skrze které vedou vodiče od zdroje či vodiče propojující více LED modulů a jsou utěsněny dostatečným krytím dle tabulky ČSN EN 60 598, příslušným výsekem plochého těsnění nebo zality zalévací hmotou.

Přehled vyobrazení na výkresech

Příkladné provedení LED modul pro osazení optickou čočkou je schematicky znázorněno na připojených výkresech, kde:

Na přiloženém obrázku č. 1 je schematicky znázorněno užití LED modulu pro osazení optickou čočkou jako výchozího prvku pro konstrukci rozdílných typů LED svítidel, dále pak homí pohled a dolní pohled na tento LED modul.

Na přiloženém obrázku č. 2 je schematicky znázorněno užití LED modulu pro osazení optickou čočkou při výrobě LED svítidla pro veřejné osvětlení, dále pak homí pohled a dolní pohled na LED svítidlo využívající tento LED modul.

Na přiloženém obrázku č. 3 je schematicky znázorněno užití LED modulu pro osazení optickou čočkou při výrobě LED svítidla pro osvětlení skladů, hal, tunelů a obdobné, dále pak homí pohled a dolní pohled na LED svítidlo využívající tento LED modul.

Příklad provedeni technického řešení

LED moduly jsou osazeny optickou čočkou 15, která usměrňuje světelný tok z LED čipů 17, zá40 roveň slouží jako krycí prvek pro zajištění potřebného stupně krytí dle tabulky IP ČSN EN 60 598 a to až do hodnoty IP 68. Kombinací LED modulu a optické čočky 15 je dosaženo potřebné krytí pro celé svítidlo a není nutno dalších krytů (sklo, polykarbonát a jiné), tak jak je známo z dosavadního stavu techniky.

-2CZ 25316 Ul

LED modul pro osazení optickou čočkou je modulárním prvkem, který je využit v rámci konstrukce LED svítidel pro různé využití (průmyslové osvětlení skladů a hal, venkovní osvětlení, veřejné osvětlení, osvětlení kancelářských prostor a jiné) a to pouhým zapojením jednotlivých modulů do jednoho celku.

Konstrukčním prvkem LED modulu jsou boční otvory pro kolíky a závity, které slouží k posílení spojení jednotlivých LED modulů do jednoho svítidla, vlastní závity slouží pro uchycení příslušných typů držáků nebo výložníků li· Ke spojení a propojení LED modulů slouží také krycí lišta elektrické části, která zároveň utěsní vrchní část teplovodivého těla LED modulu 2 proti vodě a prachu dle tabulky IP ČSN EN 60 598.

io LED modul může být samostatně či zapojen v řadě a opatřen výložníkem 11 pro uchycení na stožár. Další variantou je osazení držáku LED modulu nebo modulů pro montáž na stěnu, či zavěšení na stroj a jiné.

LED modul může být využit pro výrobu LED svítidel různých typů pro vnitřní i venkovní použití a vyznačuje se tím, že jej lze libovolně skládat a propojovat. Zároveň se však jedná o zcela samo15 nosný konstrukční prvek, který může bezpečně fungovat i samostatně.

Příkladem technického řešení je LED svítidlo pro osvětlení komunikací, které je složeno z jednoho nebo více LED modulů a výložníků pro uchycení na stožár veřejného osvětlení, spojeno krycí lištou a doplněno o napájecí zdroj, bez potřeby dalších komponent (jako je např. kryt, či kryt optické části běžně krycí sklo, PMMA nebo polykarbonát).

Příkladem technického řešení je LED svítidlo pro osvětlení hal a skladovacích prostor nebo chodeb, které je složeno z jednoho nebo více LED modulů a držáků pro montáž formu přisazení ke stropu či stěně nebo držáku pro zavěšení pod strop, spojeno krycí lištou a doplněno o napájecí zdroj, bez potřeby dalších komponent (jako je např. kryt, či kryt optické části - běžně krycí, PMMA sklo nebo polykarbonát).

Samotný jeden LED modul sestávající se z:

Otvorů pro konektory, jež umožňují napojení napájecího zdroje či propojení více LED modulů a dovolují osazení těsnění či zalití pro zajištění potřebného krytí dle tabulky ČSN EN 60 598.

Teplovodivé těla LED modulu sloužící také jako chladič.

- Plochy pro krytku elektrické části LED modulu.

Žebroví pro odvod tepla z těla LED modulu, jež zároveň slouží jako chladič pro desku plošných spojů, která je osazena LED čipy.

Otvoru pro spojení více LED modulů s metrickým závitem.

Otvoru pro zalití kabelového vodiče k zajištění potřebného krytí dle tabulky ČSN EN

60 598.

Otvoru pro kabelový vodič.

Závitů pro přišroubování krytky elektrické části LED modulu.

Plochy pro přenos tepla mezi deskou plošných spojů a tělem svítidla, plocha zároveň slouží pro utěsnění optické čočky.

- Závitů pro přišroubování optické čočky.

Otvorů pro průchod konektorů z desky plošných spojů umístěných na spodní části svítidla k přístupu do elektrické části LED modulu, jež umožňuje potřebné krytí s využitím krycích vlastností optické čočky s integrovaným těsněním.

Výložníků LED modulu nebo jiného typu držáku dle aktuální potřeby, jako např. držák na stožár, držák pro zavěšení, držák pro montáž na stěnu atd.

-3CZ 25316 Ul

Krytky elektrické části LED modulu.

Šroubů pro spojem prvků LED modulu.

Optických čoček s integrovaným silikonovým těsněním, které zajišťují potřebné krytí IP dle tabulky ČSN EN 60 598.

- Desky plošných spojů, která obsahuje veškeré potřebné prvky ovládací a řídicí elektroniky.

LED čipů osazený na desce plošných spojů.

Konektorů nebo pájecích ploch pro napájení a propojení LED modulů.

Průmyslová využitelnost

Technické řešení se týká LED modulu pro osazení optickou čočkou pro výrobu LED svítidel ío určených především pro venkovní a vnitřní osvětlení, osvětlení komunikací, průmyslové a veřejné osvětlení tunelů, hal, chodeb, garáží a dalších veřejných (úřady, školy, školky, nemocnice, hotely či obchodní a nákupní centra) a průmyslových objektů (výrobní haly, skladovací a logistická centra) a to včetně přilehlých prostranství jako jsou parkoviště, parky, chodníky a další.

LED modul pro osazení optickou čočkou umožňuje výrobu LED svítidel s potřebným krytím bez použití krycího skla, kdy optická čočka v kombinaci s tělem LED modulu slouží jako výkonový prvek pro výrobu LED osvětlení podle popsaného technického řešení. LED modul vykazuje široké možnosti použití a využití při výrobě rozdílných typů osvětlovacích těles, pro venkovní i vnitřní osvětlení. Modulární systém pro výrobu LED osvětlení lze použít pro všechny typy osvětlovacích těles, především pak pro venkovní a průmyslová světelná tělesa. Přínosem a výhodou je snížení nákladů na výrobu (vlivem snížení variability produkce), servis i následnou údržbu. Toto řešení také umožňuje rychlejší vývoj a přizpůsobení produkce novým technologiím, které je tam možné daleko snáze a rychleji zavést do výroby. Modularita systému LED modulů umožňuje řešení různých požadavků na výrobu LED svítidel s rozlišnými nároky na světelný tok i optické vlastnosti.

Spojením LED modulů vznikají LED svítidla bez potřeby dalšího krytí proti průniku vody a prachu, tak jak je tomu běžně dnes. S využitím rozdílných typů držáků a výložníků je možné poskládat hotová svítidla dle aktuální potřeby a požadavků. Protože není potřeba použití dodatečného krycího skla ani jiného dalšího krytu (PMMA, polykarbonát a jiné) takto vyrobené svítidlo vykazuje mnohem vyšší účinnost, protože nedochází k pohlcování a odrážení světla tímto dodatečným krytem.

Tím, že nedochází k odrazu světla od krytu ani reflektoru, je možné světlený tok distribuovat na požadovanou plochu prostřednictvím jediné vrstvy optických čoček velmi přesně a účelově, je toto řešení i po stránce distribuce světelného toku mnohem efektivnější.

Díky optické čočce s integrovaným těsněním ve spojení s charakteristicky tvarovaným tělem

LED modulu umožňuje dostatečné krytí dle tabulky ČSN EN 60 598 a to až do hodnoty IP 68. Deska tištěných zdrojů je navržena tak, aby obsahovala veškeré potřebné komponenty pro funkci LED modulu stejně tak, jako umožňovala propojení těchto modulů do sériového či paralelního elektrického zápojem. Pro zajištění funkčností celého svítidla je nutné pouze zajistit odpovídající napájení.

Díky modulárnímu systému konstrukce, lze přizpůsobit výrobu konkrétnímu požadavku a s pomocí omezeného počtu dílů velmi efektivně vyrábět rozdílné LED svítidla s rozdílným výkonem i osvitovým charakterem. Prostou výměnou optických čoček, jež jsou unifikovány, je možné dosáhnout odlišných fotometrických charakteristik svítidla.

Claims (10)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. LED modul pro osazení optickou čočkou, vyznačující se tím, že se sestává z teplovodivého těla (2) LED modulu, na jehož velké spodní ploše jsou připevněny optické čočky (15) s integrovaným těsněním mezi teplovodivým tělem (2) LED modulu a optickou čočkou (15) s integrovaným těsněním je umístěna deska plošných spojů (16), přičemž na jeho druhé horní ploše je žebroví (4) pro odvod tepla z těla LED modulu, přičemž teplovodivé tělo (2) LED modulu obsahuje dva otvory (11) pro průchod konektorů z desky plošných spojů umístěných na spodní části svítidla k přístupu do elektrické části LED modulu, přičemž strany, které jsou v kontaktu s dalšími LED moduly, jsou opatřeny prvky (5) pro spojení více LED modulů s metrickým závitem, přičemž tyto prvky (5) jsou určené rovněž pro připojení výložníku (12) LED svítidla nebo jiného typu držáku.
2. 2. LED modul pro osazení optickou čočkou podle nároku 1, vyznačující se tím, že optická čočka (15) s integrovaným těsněním obsahuje těsnění po celém svém obvodu.
3. 3. LED modul pro osazení optickou čočkou podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že deska plošných spojů (16) je kryta optickou čočkou (15) s integrovaným těsněním po celé své ploše a do elektrické části svítidla procházejí pouze vodiče z desky plošných spojů (16).
4. 4. LED modul pro osazení optickou čočkou podle nároků laž3, vyznačující se tím, že teplovodivé tělo (2) LED modulu pro odvod tepla z LED čipů (17) osazených na desce plošných spojů prostřednictvím desky plošných spojů (16).
5. 5. LED modul pro osazení optickou čočkou podle nároků laž4, vyznačující se tím, že deska plošných spojů (16) je osazena bypassovými diodami, obvodem s teplotním čidlem a bimetalovým termostatem.
6. 6. LED modul pro osazení optickou čočkou podle nároků laž5, vyznačující se tím, že deska plošných spojů (16) je osazena konektory nebo pájecími plochami pro napájení a propojení LED modulů (18).
7. 7. LED modul pro osazení optickou čočkou podle nároků laž6, vyznačující se tím, že teplovodivé tělo (2) LED modulu obsahuje konstrukční otvor (11) pro průchod konektorů z desky plošných spojů umístěných na spodní části LED modulu k přístupu do elektrické části LED modulu.
8. 8. LED modul pro osazení optickou čočkou podle nároků laž7, vyznačující se tím, že teplovodivé tělo (2) LED modulu je pevně spojeno prostřednictvím prvku (5) pro spojení více LED modulů s metrickým závitem.
9. 9. LED modul pro osazení optickou čočkou podle nároků 1 až8, vyznačující se tím, že tělo svítidla se skládá z jednoho a více LED modulů pro osazení optickou čočkou.
10. 10. LED modul pro osazení optickou čočkou podle nároků laž9, vyznačující se tím, že obsahuje otvory (7) pro kabelový vodič a otvor pro zalití kabelového vodiče (6), skrze které vedou vodiče od zdroje či vodiče propojující více LED modulů a jsou utěsněny dostatečným krytím dle tabulky ČSN EN 60 598, příslušným výsekem plochého těsnění nebo zality zalévací hmotou.

    3 výkresy