ITLU20080015A1 - Dispositivo per l'illuminazione a led con soluzione ottica e dissipativa ad alta efficienza - Google Patents

Description

Dispositivo per ! Illuminazione a LEO con soluzione ottica e dissipati ad alta efficienza

Descrizione

D dispositivo sfrutta la tecnologia a LED (light emiuing diode) per realizzare un sistema di illuminazione ad alta efficienza luminosa e dissipati va. La tecnologia dei diodi ad emissione luminosa ha avuto un notevole sviluppo negli ultimi anni, attualmente sono disponibili sul mercato gli Hi- Power- LED, 1 ed di potenza che consentono di ottenere un elevato rapporto LumenAVatt. Per una buona resa ed un corretto utilizzo dei LED è necessario risolvere due problematiche legate assieme: ottica e dissipazione del calore. 1 LED a differenza di tutte le altre sorgenti luminose hanno un angolo di emissione che non copre tutti ì 360° dello spazio. Infatti devono essere posizionali su di un piano e sono in grado di emettere solo dal lato opposto.

Comunemente, per aumentare la resa luminosa, vengono montate delle lenti posizionate sopra la gemma del LED per concentrare il fascio di luce, Per quanto riguarda la dissipazione del calore i LED rispetto alle lampadine ad incandescenza raggiungono temperature di esercizio inferiori, non generano calore dalla parte dell’ emissione luminosa ma unicamente dalla parte posteriore. Per un corretto utilizzo devono lavorare ai di sotto di una determinata temperatura legata alla temperatura di giunzione del LED, così si riesce a garantire al LED una vita utile fino a 50.000 ore evitando un decadimento delle prestazioni luminose. Esistono sul mercato delle soluzioni nate per sostituire le lampadine a filamento con sorgenti a LED, utilizzate anche nel campo automotive. Questi prodotti utilizzano sorgenti a bassa potenza specifica e trascurano una corretta dissipazione del calore. In questo modo si riduce drasticamente la vita utile e la resa luminosa del diodo. Il tipico schema di montaggio degli Ht-power-LED prevede UMi dissipatore di calore sul quale viene fissato il LED mediante delle viti, delle colle o dd biadesivo termo conduttivi. Al di sopra della gemma dd LEO vengono spesso posizionate delle lenti per concentrare il fascio di luce.

I dispositivo realizzato risolve entrambi ì problemi ama verso l'impiego di un “albercT posto al centro di una parabola. L’albero presenta, ad una estremità una testa di sezione prismatico poligonale sulle cui facce sono montati i LED in modo da generare complessivamente una sorgente di luce di origine puntiforme ed isotropa. In questo modo é possibile sfruttare a pieno il potere riflettente della parabola- 1 LED sono posizionati sul fuoco della parabola per ottenere una buona proiezione e un fascio di luce omogeneo. L'albero permette in line un’efficace trasmissione dd calore verso il dissipatore.

II dispositivo c composto dai seguenti elementi mostrati in Figura 4: alberoflO). dÌsripatore(I2), riikttore(13) e LED(l l). L 'demento caratterizzante il dispositivo è Falberof l) in Figura Ib posto con rasse(5) coincidente con quello della parabolaiS). L'albero ha la doppia funzione di supporto per i LED(4) in Figura lb e di ottima trasmissione dd calore al dissipato rei 2) in Figura ib.

L’albero è realizzato in materiale termo-conduRivo ed è caratteri zzato da avere una dimensione prevalente sulle altre, contraddistìnto ad un’estremità da una fonila pmtnaflcopoligonale sulle età facce sono montati ΐ LED per creare un fascio di luce isotropo di origine puntiforme- In Figura i (a,b,e,&e.i) sono illustrate alcune realizzazioni della testa delF albero. Per ottenere questo risultalo e importante che la testa abbia una sezione più contenuta possibile, tale che le facce del poligono sulle quali sono fissati I LED risultino ad una disianza minima rispetto all’asse della parabola. In Figura 1_a la disianza è indicata con la lettera (L). Disposizione, numero ed il tipo dei LED determinano Remissione luminosa. In Figura_3 sono illustrate alcune possibilità di montaggio dei LED. uno per faccia (Figura3b) oppure più LED sulla stessa faccia (Figura 3a). L’altra estremità de 1Γ albero è collegata al dissipatore per ottenere un’ottima dissipazione. In Figura 3 sono indicati: l'albcro(ó). Γ estremità triangolare! 7), un LED per iaecia{8)jpiù LED sulla stessa faecia{9)„ L’ obbiettivo è quello di avere una luce ‘<■>pulita”, priva di difetti, e senza zone con maggiore o minore luminosità all’interno della proiezione.

Una realizzazione de) dispositivo è illustrata in Figura 4 e prevede un albero!.10) in

Al-6060 (materiale con ottima conducibilità termica) anodizzato nero, che presenta ad un’estremità una testa di forma prismatica a base triangolare(l) sulle cui facce vengono montai! 3 led tipo REBEL da 1 W a 5000 K. (1 1) in grado di emettere con angolo di apertura di 120°. In questo modo si ottiene una distribuzione di luce a 360° all’ interno della parabola come indicato in Figura l a. Questi LED sono saldati su di una piastrina termo conduttiva di dimensioni molto contenute 7x7x03 fmm]. L’albero è forato per permettere il passaggio dei fili di alimentazione dei LED, inserito all 'interno di una parabola! 13) metallizzata lucida con opportune sfaccettature sulla superficie interna dì diametro 50 [nini] e 40° di apertura. L’albero è collegato mediante una filettatura al. dissipatore! 12) in Alluminio 6060, anodizzato nero per migliorare Γ effetto di irraggiamento, il dissipatore. come mostrato in Figura 4, ha una akttatura radiale per permettere un ottimo scambio . . .

convettivo con l’aria circostante.

Con questa configurazione si ottiene un flusso luminoso supcriore a quello di una lampadina MR16 da 20 W. Il campo di impiego del dispositivo è quello dell’ illuminazione.

Claims (4)

1. Dispositivo per l<'>illuminazione a LEO con soluzione ottica e dissipati va ad alta efficienza Rivéndicazioni 1. Il dispositivo per l’illuminazione a LED comprende un riflettore^ 3, Figura 4) contraddistinto dalla capacità di concentrare il fascio luminoso di una sorgente di luce posizionata nel luogo geometrico detto fuoco; più di un LED( 1 1 , Figura 4) posti in prossimità del fuoco; un supporto(lO, Figura 4) per detti LED ed un dissipatore (12, Figura 4).
2. 2 Le sorgenti luminose poste come in rivendicazione 1 sono posizionate sulle superfici di un corpo chiamato “Testa”(6, Figura 3b) caratterizzato da avere una fonila prismatieo-polìgonale in modo che i LED generino un fascio di luce isotropa e di origine puntiforme (Figura la).
3. 3*lì corpo chiamato "Testa<”>dì forma definita nella rivendicazione 2 è realizzato in materiale termo- conduttivo ed é posto su dì un supporto ànch'esso in materiale termo- condurti vo( 7, Figura 3h). La testa ed il supporto nel loro insieme formano un elemento caratterizzato da avere una dimensione prevalente rispetto alle altre due definibile come “Albero" (Figura 2 c 3).
4. 4. L’albero definito come in rivendicazione 3 è contraddistinto dal fatto di essere collegato ad un elemento anch’esso in materiale termo -conduttivo che svolge la funzione di dissipare il calore generato dalle sorgenti LED.