CZ304890B6 - Optimalizovaný panel LED diod - Google Patents

Abstract

Optimalizovaný panel LED diod, sestávající z nosiče (4) LED diod (2), spojovacích vodičů (3), jednotlivých LED diod (2) a chladicí plastové vrstvy lícové, kde nosič (4) LED diod (2) je na straně svitu LED diod (2) opatřen chladicí plastovou vrstvou (6) lícovou, průhlednou, případně průsvitnou o síle od 1 mm do 5 mm, která je nad svítidly LED diod (2), provedena ve tvaru čočky (7).

Description

Optimalizovaný panel LED diod

Oblast techniky

Vynález představuje optimalizovaný panel LED diod, uplatněný v oboru elektrotechnickém, jako úsporný osvětlovací prvek.

Dosavadní stav techniky

Známé úsporné osvětlovací prvky obsahující větší množství osvětlovacích zdrojů ve formě LED diod jsou již hojně užívané místo tradičních žárovek i úspornějších světel zářivkového typu. Vynikají oproti vláknovým žárovkám, ale i zářivkám a dalším úspornějším osvětlovacím tělesům zářivkového typu řadou předností. LED diody mají velmi nízkou spotřebu elektrické energie, vysokou energetickou účinnost, okamžitý plný výkon. Nevadí jim časté spínání, jsou odolné vůči nárazům, nevydávají žádný zvuk. Nikdy neblikají, nevyzařují žádné IR nebo UV záření, jsou velmi malých rozměrů, mají vysokou životnost a to až 50.000 hodin. Mají nízkou povrchovou teplotu, nelze se spálit, neobsahují jako řada rozšířených úsporných zdrojů, rtuť a jiné těžké kovy. Pracují i v chladu pod -5 °C, kde již zářivky se startérem a tlumivkou nesvítí, neboť je již nelze nastartovat.

Plošné obdélníkové, čtvercové nebo kruhové světelné panely obsahující větší počet LED diod přeměňují sice mnohem větší množství energie na světelný tok, oproti starším známým světelným zdrojům jako jsou žárovky s wolframovým vláknem nebo světelné zdroje zářivkového typu, přesto však část energie i u tohoto úsporného zdroje světlaje přeměna v teplo. U světelných LED diodových panelů i v případě že jednotlivé LED diody jsou rozmístěny na panelu v optimální vzdálenosti od sebe, přeci jen teplo při zapnutém stavu vytvářejí a jelikož stoupající teplota v nosiči LED diod má negativní dopad zvláště na životnost LED diod, je nutno teplo z nosiče LED diod odvést. Je proto nutné nosič LED diod chladit. LED diodová svítidla obsahující uvedené panely jsou proto konstruována tak, že součástí rámu jsou chladiče, většinou hliníkové. K těmto chladičům je panel LED diod rubovou stranou připevněn několika spoji pro dobrý styk s chladičem, ten pak teplo z nosiče LED diod odvádí do celé své plochy i části rámu a vytváří tak chladicí efekt. I z těchto důvodů připevnění k chladiči, který je součástí rámu svítidla jsou panely obsahující LED diody po připevnění k chladiči obtížně vyjímatelné a přívod proudu k panelu LED diod je letován nebo připojen konektory. Výměny nosičů LED diod je proto nutno provádět v servisu výrobce světelných panelů, světelné zdroje tohoto typu jsou robustnější a výrobně i montážně náročnější. Je známo i řešení čínského patentu CN 202141020 „Vlastní chlazení LED diod..“, které vylepšuje odvod tepla od boků LED diod tím, že chladicí substrát je v lícové části povlečen plastem tak, že ochlazuje jeho plochu a rovněž boky LED diod, zvyšuje tak odvod tepla vodičů v chladicím substrátu. Toto řešení však netvoří souvislou vrstvu, která by odváděla teplo z osvitové části LED diod a dokázala zvýšit osvit LED diod panelu.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky odstraňuje v podstatné míře optimalizovaný panel LED diod sestávající z nosiče LED diod, spojovacích vodičů a jednotlivých LED diod, který obsahuje i chladicí plastovou vrstvu lícovou, jehož podstata spočívá v tom, že nosič LED diod je na straně svitu LED diod opatřen chladicí plastovou vrstvou lícovou, průhlednou, případně průsvitnou o síle od 1 mm do 5 mm. Vrstva je na nosič LED diod nastříknuta nejlépe zatepla tak, že tvoří nedílnou součást optimalizovaného panelu LED diod a v části nad svítidly LED diod je vylita ve tvaru čočky. Znamená to, že nástřik tvaru čočky vytváří nad světelnou osou reflektoru LED diody průhlednou, případně průsvitnou čočku, která rozptyluje světlo z osy reflektoru do kužele závisejícího na tvaru čočky.

-1 CZ 304890 B6

Vhodné je rovněž, že na nosiči LED diod obsahuje chladicí plastovou vrstvu rubovou, která má tloušťku od 2 mm. Nástřik chladicí plastové vrstvy rubové na nosič LED diod, pokud je použita, spolupůsobí s chladicí plastovou vrstvou lícovou. Tato vrstva plastu může být i neprůsvitná.

Je tedy vhodné, pokud spolupůsobí chladicí plastová vrstva rubová, že chladicí plastová vrstva lícová má tloušťku 3 mm.

Je rovněž vhodné, že nosič LED diod obsahuje šachovnicové rozmístění LED diod, které umožňuje optimální propojení LED diod spojovacími vodiči, které svým pravoúhlým rozmístěním při propojovací rovnoměrně rozložených LED diod, spolupůsobí na chlazení LED diod odvodem tepla do ploch nosiče LED diod, kterým spojovací vodiče prochází.

Výhodné je i to, že nosič LED diod obsahuje kontakty připojení elektrického napětí, které jsou dotykové nebo násuvné a umožňují propojení se zdrojem elektrického napětí pouze dotykovým, popř. násuvným způsobem po nasunutí světelného panelu. Světelný panel tak může být použit jako zásuvný nebo přítlačný, bez nutnosti napojování konektorů nebo letování kontaktů.

Optimalizovaný světelný panel LED diod podle vynálezu umožňuje rychlou montáž i případnou výměnu světelného panelu, jelikož není nutné jeho těsné připevnění k dílům rámu světelného panelu z důvodu odvodu tepla. Optimalizovaný světelný panel LED diod, vzhledem k tomu, že se sám dokáže při provozu uchladit tak, aby netrpěla životnost LED diod, je možno použít jako panel vyměnitelný, tedy zásuvný s kontaktním propojením elektrického napětí. Toto umožňuje, při přívodu transformovaného elektrického napětí z centrálního zdroje, samostatné rozmístění těchto optimalizovaných světelných panelů po osvětlovaném objektu bez užití objemných rámů svítidla opatřených chladiči. Stačí využití neznázoměných připevněných držáků opatřených přívodními spojovacími kontakty, které dolehnou na kontakty připojení elektrického napětí, po zasunutí a zajištění světelného panelu do tohoto držáku.

Světelné panely LED diod jsou výrobně nenáročné, osazování diod na panel je provozováno strojově. Výrobek dosahuje nízkých výrobních nákladů a má předpoklad velkého rozšíření těchto svítidel na trhu.

Objasnění výkresu

Obrázek představuje schematicky provedený axonometrický pohled na řešení optimalizovaného světelného panelu LED diod, zakresleného ve zkrácené podobě na třetinu jeho délkové míry. Obraz představuje rovněž částečný řez v místě třech řad v sérii propojených LED diod.

Příklad uskutečnění vynálezu

Optimalizovaný světelný panel LED diod, sestává ze světelného panelu 1 osazeného LED diodami 2, propojených spojovacími vodiči 3 na nosiči 4 LED diod 2 s osazenými kontakty připojení 8 elektrického napětí. Světelný panel 1 obsahuje rovněž chladicí plastovou vrstvu 5 rubovou. Obsahuje rovněž chladicí plastovou vrstvu 6 lícovou s vytvořenými čočkami 7.

Optimalizovaný panel LED diod, vytváří samochladitelný vyměnitelný světelný panel 1, jehož jednotlivé spojené vrstvy vytváří optimalizované výhodné vlastnosti popsané v podstatě technického řešení. Tento příklad provedení technického řešení dle obr. je vyměnitelný obdélníkový světelný panel 1. Vzhledem k účelnému rozmístění LED diod 2 a spojovacích vodičů 3 na nosiči 4 LED diod 2, který je zalit chladicí plastovou vrstvou 5 rubovou o síle vrstvy 2 mm a chladicí plastovou vrstvou 6 lícovou o síle vrstvy 3 mm, dochází při průchodu elektrického napětí k samochlazení LED diod 2 do té míry, že životnost LED diod 2 dosahuje své maximální délky

-2CZ 304890 B6 svítivosti, což je 50.000 hodin. Zvětšení plochy chlazení světelného panelu i tak umožňuje, při přívodu transformovaného elektrického napětí z centrálního zdroje, jedná se o napětí 24 V, samostatné rozmístění těchto optimalizovaných světelných panelů po osvětlovaném objektu, bez užití objemných rámů svítidla opatřených chladiči a transformátory. Stačí využití neznázoměných připevněných držáků opatřených přívodními spojovacími kontakty, které dolehnou na kontakty připojení 8 elektrického napětí, po zasunutí a zajištění světelného panelu 1 do tohoto neznázoměného držáku. Pro zlepšení rozptylu světelných kuželů z LED diod 2 slouží čočky 7 vytvořené při nástřiku chladicí plastové vrstvy 6 lícové na nosič 4, led diod 2.1 v případě, kdy čočky 7 nebudou na výrobku využity a chladicí plastová vrstva průhledná nebo průsvitná bude pouze nastříknuta v rovinné vrstvě, je zaručena, při správném rozmístění světelných panelů i, dobrá svítivost s dostatečným rozptylem světla. Čočky 7 však napomáhají většímu rozptylu světla, mohou být vytvořeny pod různým stupněm tak, že světelný kužel z LED diod 2 může dosahovat úhlu mezi 15° až maximálně 150°.

Průmyslová využitelnost

Řešení svítidla je možno zhotovovat ve výrobnách elektrotechnických zařízení.

Claims (8)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Optimalizovaný panel LED diod, sestávající z nosiče (4) LED diod (2), spojovacích vodičů (3), jednotlivých LED diod (2) a chladicí plastové vrstvy (6) lícové, vyznačující se tím, že nosič (4) LED diod (2) je na straně svitu LED diod (2) opatřen chladicí plastovou vrstvou (6) lícovou, průhlednou, případně průsvitnou, o síle od 1 mm do 5 mm, která je nad svítidly LED diod (2) provedena ve tvaru čočky (7).
2. 2. Optimalizovaný panel LED diod podle nároku 1, vyznačující se tím, že nosič (4) LED diod (2) obsahuje chladicí plastovou vrstvu (5) rubovou, která má tloušťku 2 mm.
3. 3. Optimalizovaný panel LED diod podle nároku 2, vyznačující se tím, že chladicí plastová vrstva (6) lícová má tloušťku 3 mm.
4. 4. Optimalizovaný panel LED diod podle nejméně jednoho z uvedených nároků, vyznačující se tím, že nosič (4) LED diod (2) obsahuje šachovnicové rozmístění LED diod (2).
5. 5. Optimalizovaný panel LED diod podle nejméně jednoho z uvedených nároků, vyznačující se tím, že nosič (4) LED diod (2) obsahuje kontakty připojení (8) elektrického napětí.

   1 výkres

   -3 CZ 304890 B6

   Seznam vztahových značek technických prvků vynálezu znázorněného na připojeném obrázku optimalizovaný panel LED diod:

   1 světelný panel

   2 LED dioda

   3 spojovací vodiče

   4 nosič LED diod

   5 chladicí plastová vrstva rubová
6. 6 chladicí plastová vrstva lícová
7. 7 čočka
8. 8 kontakt elektrického napětí.