RU110816U1

RU110816U1 - LED LAMP

Info

Publication number: RU110816U1
Application number: RU2011125786/07U
Authority: RU
Inventors: Александр Григорьевич Младенец; Артем Геннадьевич Балабанов
Original assignee: Александр Григорьевич Младенец
Priority date: 2011-06-24
Filing date: 2011-06-24
Publication date: 2011-11-27

Abstract

1. Светильник светодиодный, содержащий корпус из теплопроводного материала, расположенный в корпусе по крайней мере один источник света, выполненный из одного или группы светодиодов, две крышки, установленные на торцах корпуса, лицевую панель с, по крайней мере, одним расположенным напротив источника света прозрачным оптическим элементом, формирующим световой поток светильника, и источник питания, отличающийся тем, что, по крайней мере, на одной наружной поверхности корпуса выполнены продольные ребра, светодиоды расположены на, по крайней мере, одной печатной плате, установленной на внутренней поверхности корпуса с возможностью эффективного теплопереноса, оптический элемент образован защитным стеклом, имеющим локальные и/или регулярные изменения кривизны, и/или толщины, и/или оптических свойств, на крышках выполнены ребра, повторяющие форму ребер корпуса, светильник снабжен дополнительным корпусом, а источник питания размещен в дополнительном корпусе. ! 2. Светильник светодиодный по п.1, отличающийся тем, что стекло оптического элемента выполнено в виде линзы Френеля. ! 3. Светильник светодиодный по п.1, отличающийся тем, что на поверхности стекла оптического элемента выполнены микропризмы. ! 4. Светильник светодиодный по п.1, отличающийся тем, что на стекле оптического элемента выполнена, по крайней мере, одна групповая линза на все или часть светодиодов. ! 5. Светильник светодиодный по п.1, отличающийся тем, что на поверхности стекла оптического элемента выполнены линзы или группы линз, расположенные над каждым или частью светодиодов. ! 6. Светильник светодиодный по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что допол� 1. The LED lamp, comprising a housing of heat-conducting material, located in the housing at least one light source made of one or a group of LEDs, two covers mounted on the ends of the housing, a front panel with at least one transparent opposite to the light source an optical element forming the luminous flux of the lamp, and a power source, characterized in that at least on one outer surface of the housing longitudinal ribs are made, the LEDs are located at at least one printed circuit board mounted on the inner surface of the housing with the possibility of efficient heat transfer, the optical element is formed by a protective glass having local and / or regular changes in curvature, and / or thickness, and / or optical properties, ribs are made on the covers, repeating the shape the edges of the housing, the lamp is equipped with an additional housing, and the power source is located in the additional housing. ! 2. The LED lamp according to claim 1, characterized in that the glass of the optical element is made in the form of a Fresnel lens. ! 3. The LED lamp according to claim 1, characterized in that microprisms are made on the glass surface of the optical element. ! 4. The LED lamp according to claim 1, characterized in that at least one group lens for all or part of the LEDs is made on the glass of the optical element. ! 5. The LED lamp according to claim 1, characterized in that on the glass surface of the optical element made lenses or groups of lenses located above each or part of the LEDs. ! 6. The LED lamp according to any one of claims 1 to 5, characterized in that

Description

Настоящая полезная модель относится к области электротехники и в частности, к устройствам наружного и внутреннего освещения, преимущественно для промышленного, уличного, архитектурного и рекламного освещения.This utility model relates to the field of electrical engineering and, in particular, to outdoor and indoor lighting devices, mainly for industrial, street, architectural and advertising lighting.

Известен светильник, содержащий светодиоды, установленные на печатной плате, закрепленной на металлическом корпусе, играющий роль корпуса-радиатора, светодиоды соединены в светодиодные группы, каждая из которых соединена с импульсным блоком питания с возможностью плавного ограничения температуры нагрева светодиодов, см. патент РФ №2366120, Н05В 33/02, F21S 4/00 от 21.02.2008.A known lamp containing LEDs mounted on a printed circuit board mounted on a metal casing, playing the role of a radiator casing, the LEDs are connected in LED groups, each of which is connected to a switching power supply with the ability to smoothly limit the heating temperature of the LEDs, see RF patent No. 2366120 , Н05В 33/02, F21S 4/00 dated 02.21.2008.

Недостатком аналога является отсутствие радиаторных ребер на корпусе светильника, что сокращает теплоотводящие функции корпуса за счет недостаточной площади контакта корпуса с окружающей воздушной средой. Наличие герметичных полостей внутри корпуса светильника между платой со светодиодами и теплоотводящими элементами корпуса снижает теплопроводящие функции корпуса, а при наличии в этих полостях воздуха, использование корпуса в качестве радиатора технически нецелесообразно. Даже наличие в этих полостях теплопроводящих субстанций не решает проблему улучшения теплоотвода, т.к. толщина слоя велика, а теплопроводность применяемых субстанций относительно мала, а это уменьшает срок службы светодиодов.A disadvantage of the analogue is the absence of radiator fins on the lamp housing, which reduces the heat-removing functions of the housing due to the insufficient contact area of the housing with the surrounding air. The presence of sealed cavities inside the lamp housing between the circuit board with LEDs and heat-removing elements of the housing reduces the heat-conducting functions of the housing, and if there is air in these cavities, the use of the housing as a radiator is technically impractical. Even the presence of heat-conducting substances in these cavities does not solve the problem of improving heat removal, since the layer thickness is large, and the thermal conductivity of the substances used is relatively small, and this reduces the life of the LEDs.

Известен, также, светильник уличный светодиодный, состоящий из корпуса, выполненного в виде радиатора, снабженного крепежными стыковочными элементами в виде паза с одной стороны корпуса и шипа с другой стороны, печатной платы, на которой смонтированы светодиоды с установленными на них оптическими линзами, блока питания, защитного стекла, боковых крышек и уплотнительных прокладок. См. патент РФ на полезную модель №88769, F21S 13/10 от 09.07.2009.Also known is a street LED lamp, consisting of a housing made in the form of a radiator, equipped with fastening docking elements in the form of a groove on one side of the housing and a spike on the other side, a printed circuit board on which LEDs with optical lenses mounted on them, a power supply , protective glass, side covers and gaskets. See RF patent for utility model No. 88769, F21S 13/10 of July 9, 2009.

Недостатком данного светильника является высокий уровень теплового сопротивления перехода плата светодиодов - корпус, который выполняет функцию радиатора, что хорошо видно на чертеже. Это происходит потому, что печатные платы со светодиодами из-за особенностей крепления имеют недостаточный по площади контакт с корпусом. Блок питания размещается над печатной платой со светодиодами, что повышает выделение тепла в этой области при функционировании изделия. Эти факторы резко сокращают срок службы светодиодов и блока питания, а также снижают эксплуатационную надежность. Кроме того, данный светильник обладает повышенными требованиями к производству, сложностью сборки и технического обслуживания.The disadvantage of this fixture is the high level of thermal resistance of the transition of the LED board - the case, which performs the function of a radiator, which is clearly visible in the drawing. This is because printed circuit boards with LEDs, due to the characteristics of the mounting, have insufficient contact with the housing in terms of area. The power supply is located above the printed circuit board with LEDs, which increases the heat generation in this area during the operation of the product. These factors dramatically reduce the life of LEDs and the power supply, as well as reduce operational reliability. In addition, this lamp has increased production requirements, the complexity of assembly and maintenance.

Наиболее близким по выполняемой функции и технической сущности к заявленной полезной модели является светильник, содержащий корпус из теплопроводного материала, печатную плату с установленными светодиодами, выполненную в виде сплошной пластины, и теплопроводную прокладку, приложенную к последней. Крышка выполнена в виде прозрачной панели с двояковыпуклыми, плосковыпуклыми, вогнуто-выпуклыми, двояковогнутыми, плосковогнутыми, выпукло-вогнутыми линзами, соосными со светодиодами. Печатная плата с установленными светодиодами закрыта прозрачной панелью. Полученная сборка загерметизирована по торцам периметра и установлена в корпусе. Корпус имеет в верхней части ориентированные наклонно вверх ребра и фиксатор углового положения светильника в плоскости, перпендикулярной продольной оси корпуса. На внутренних частях боковых стенок корпуса сделаны щели, с зафиксированным в них металлическим карнизом с вырезами под световую панель. Источник питания установлен возле боковой стенки корпуса, вдоль его продольной оси. См. патент РФ на полезную модель №102749, F21S 13/12 от 20.04.2010The closest in terms of function and technical nature to the claimed utility model is a luminaire comprising a body of heat-conducting material, a printed circuit board with installed LEDs, made in the form of a solid plate, and a heat-conducting gasket attached to the latter. The cover is made in the form of a transparent panel with biconvex, plano-convex, concave-convex, biconcave, plano-concave, convex-concave lenses, coaxial with LEDs. The circuit board with the LEDs installed is covered by a transparent panel. The resulting assembly is sealed at the ends of the perimeter and installed in the housing. The housing has in the upper part inclined upwardly oriented ribs and a fixture for the angular position of the lamp in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the housing. Slots are made on the inner parts of the side walls of the casing, with a metal cornice fixed in them with cutouts for the light panel. The power source is installed near the side wall of the housing, along its longitudinal axis. See RF patent for utility model No. 102749, F21S 13/12 of 04/20/2010

Недостатком прототипа является ограниченная возможность формирования (варьирования) светового потока из-за расположения линз соосно со светодиодами. Кроме того, такая установка светодиодов негативно влияет на стабильность светотехнических характеристик светильника при тяжелых условиях работы, вследствие геометрических искажений, вызванных неравномерным нагревом печатной платы и оптической системы из-за недостаточного отвода тепла и различных коэффициентов расширения составляющих ее элементов. Вместе с тем, расположение источника питания внутри корпуса приводит к отрицательному тепловому взаимовлиянию его и светодиодов, приводящее к их повышенному нагреву и снижению срока службы обоих.The disadvantage of the prototype is the limited possibility of formation (variation) of the light flux due to the location of the lenses coaxially with the LEDs. In addition, such an installation of LEDs negatively affects the stability of the lighting characteristics of the lamp under difficult operating conditions, due to geometric distortions caused by uneven heating of the printed circuit board and the optical system due to insufficient heat dissipation and various expansion coefficients of its constituent elements. At the same time, the location of the power source inside the case leads to negative thermal interference between it and the LEDs, leading to their increased heating and reduced service life of both.

Технический результат, обеспечиваемый заявленной полезной моделью, заключается в сохранении стабильности характеристик светового потока и светораспределения светильника в широком диапазоне условий эксплуатации при возможности получения разнообразных типов светораспределения с сохранением высоких показателей эксплуатационной надежности и срока службы изделия, а также при минимальных затратах на изготовление и обслуживание.The technical result provided by the claimed utility model is to maintain the stability of the luminous flux and light distribution characteristics of the luminaire in a wide range of operating conditions, with the possibility of obtaining various types of light distribution while maintaining high levels of operational reliability and product life, as well as with minimal manufacturing and maintenance costs.

Кроме того, создание рассматриваемой полезной модели направлено на расширение арсенала технических средств, таких как светодиодные светильники.In addition, the creation of this utility model is aimed at expanding the arsenal of technical means, such as LED lamps.

Технический результат достигается за счет эффективного распределения тепла на корпусе и оптических элементах, а также применения оптических элементов, не требующих строго соосного позиционирования с осями светодиодов, вследствие чего обеспечиваются стабильные условия работы светодиодов и стабильные параметры светораспределения; конструкция светильника упрощена за счет минимального состава компонентов и их собственной конструкции.The technical result is achieved due to the efficient distribution of heat on the housing and optical elements, as well as the use of optical elements that do not require strictly coaxial positioning with the axes of the LEDs, as a result of which stable LED operating conditions and stable light distribution parameters are ensured; the design of the luminaire is simplified due to the minimum composition of components and their own design.

Сущность полезной модели заключается в следующем: светильник светодиодный включает в себя корпус из теплопроводного материала, расположенные в корпусе по крайней мере один источник света, две крышки, установленные на торцах корпуса, лицевую панель с одним или несколькими прозрачными оптическими элементами, расположенными напротив источника света, и источник питания. Корпус может быть выполнен путем литья, прессования, экструзии и т.п. предпочтительно П-образной формы. На одной, нескольких или всех наружных поверхностях выполнены ребра, служащие для эффективного отвода тепла от корпуса. Источник света выполнен из одного или нескольких светодиодов, расположенных на одной или нескольких печатных платах. Печатные платы установлены на внутренней поверхности корпуса через термоинтерфейс с возможностью эффективного теплопереноса. Термоинтерфейс может быть выполнен в виде теплопроводящей прокладки, термопасты, геля, тепловых трубок и т.п. На крышках выполнены ребра, повторяющие форму ребер корпуса. Источник питания размещен в дополнительном корпусе. Дополнительный корпус может располагаться отдельно от корпуса светильника и прикрепляться к нему например на кронштейнах. Дополнительный корпус, также, может быть образован одной из крышек корпуса, выполненной из материала с низкой теплопроводностью или термоизолирован от основного. Оптический элемент предназначен для создания формы светового потока (светораспределения) светильника и представляет собой защитное стекло, имеющее локальные и/или регулярные изменения кривизны и/или толщины и/или оптических свойств (коэффициент преломления и т.п.). Изменения формы поверхности оптического элемента могут быть выполнены на наружной и/или внутренней сторонах защитного стекла.The essence of the utility model is as follows: an LED lamp includes a housing of heat-conducting material, at least one light source located in the housing, two covers mounted on the ends of the housing, a front panel with one or more transparent optical elements located opposite the light source, and power source. The housing can be made by casting, pressing, extrusion, etc. preferably U-shaped. On one, several or all external surfaces, fins are made, which serve to efficiently remove heat from the housing. The light source is made of one or more LEDs located on one or more printed circuit boards. Printed circuit boards are installed on the inner surface of the housing through a thermal interface with the possibility of efficient heat transfer. The thermal interface can be made in the form of a heat-conducting pad, thermal paste, gel, heat pipes, etc. On the lids are made ribs, repeating the shape of the ribs of the housing. The power supply is housed in an additional housing. The additional housing may be located separately from the housing of the lamp and attached to it for example on brackets. The additional housing can also be formed by one of the housing covers made of a material with low thermal conductivity or thermally insulated from the main one. The optical element is designed to create the shape of the light flux (light distribution) of the luminaire and is a protective glass having local and / or regular changes in curvature and / or thickness and / or optical properties (refractive index, etc.). Changes in the surface shape of the optical element can be made on the outer and / or inner sides of the protective glass.

Одним из предпочтительных вариантов исполнения светильника является такой, при котором стекло оптического элемента выполнено таким образом, что его внутренняя поверхность является микропризмой.One of the preferred embodiments of the luminaire is one in which the glass of the optical element is made in such a way that its inner surface is a microprism.

Другим предпочтительным вариантом является выполнение стекла оптического элемента таким образом, что его поверхность образует линзу или линзы Френеля.Another preferred embodiment is to make the glass of the optical element such that its surface forms a lens or Fresnel lenses.

Еще одним предпочтительным вариантом является выполнение стекла оптического элемента таким образом, что его поверхность образует одну или несколько групповых линз на все или часть светодиодов.Another preferred option is to make the glass of the optical element so that its surface forms one or more group lenses on all or part of the LEDs.

Кроме того, поверхности стекла оптического элемента может образовывать линзы или группы линз, расположенные над каждым или частью светодиодов.In addition, the glass surfaces of the optical element may form lenses or groups of lenses located above each or part of the LEDs.

Для улучшения теплоотдачи ребра расположены на корпусе равномерно с уменьшающейся от центра к краям высотой.To improve heat transfer, the ribs are located on the body evenly with decreasing height from the center to the edges.

Полезная модель поясняется конкретным вариантом ее выполнения со ссылками на чертежи, на которых:The utility model is illustrated by a specific embodiment with reference to the drawings, in which:

Фиг.1 - изображает общий вид светильника.Figure 1 - depicts a General view of the lamp.

Фиг.2 - изображает вид светильника со стороны крышки.Figure 2 - depicts a view of the lamp from the side of the cover.

Фиг.3 - изображает оптический элемент с микропризмой на внутренней поверхности.Figure 3 - depicts an optical element with a microprism on the inner surface.

Фиг.4 - изображает оптический элемент с линзой Френеля.Figure 4 - depicts an optical element with a Fresnel lens.

Светильник содержит корпус 1 на внешней стороне которого расположены ребра с равномерно уменьшающейся от центра к краям высотой для равномерного отвода тепла от наиболее активной зоны в центре и наименее активной зоны по краям, также ребра могут быть выполнены на боковых стенках корпуса. На внутренней части корпуса 1 установлен светоизлучающий элемент, состоящий из печатной платы 2 с установленными на нее светодиодами 3. Печатная плата 2 соединена с корпусом 1 через термоинтерфейс. Предпочтительно термоинтерфейс выполнять в виде теплопроводной пасты или прокладки. На светоизлучающий элемент установлен оптический элемент 4, данная конструкция защищена от проникновения влаги самоотверждающейся кремнийорганической композицией. Для декоративных целей сверху данная конструкция закрыта декоративным элементом 5. По торцам светильника установлены крышки 6 и 7. Крышка 6 повторяет оребрение корпуса, что улучшает естественную циркуляцию воздуха и способствует вымыванию пыли из межреберного пространства радиатора, что позволяет сохранять теплоотводящие свойства корпуса 1 в течении срока службы изделия. Крышка 7 повторяет оребрение корпуса и выполнена в виде разборного дополнительного корпуса выполненного из материала с низкой теплопроводностью и расположенным в нем источником питания 8 выполненным в виде сменного блока, данная конструкция позволяет разделить тепловые зоны светоизлучающего элемента и источника питания 8 и исключить их взаимный нагрев. Данное решение повышает надежность изделия в целом и улучшает светотехнические характеристики светильника. Светоизлучающий элемент и источник питания 8 соединены с помощью герметичного разъема и имеют независимую влагоизоляцию, что делает источник питания 8 пригодным для замены и обслуживания. Боковая крышка 7 с помещенным в нее источником питания 8 закрывается и герметизируется с помощью заглушки 9, источник питания 8 дополнительно герметизируется заливкой самоотверждающейся кремнийорганической композицией, для дополнительной защиты от проникновения влаги.The lamp contains a housing 1 on the outer side of which there are ribs with a height uniformly decreasing from the center to the edges for uniform heat removal from the most active zone in the center and the least active zone at the edges, and the ribs can also be made on the side walls of the housing. A light emitting element is installed on the inside of the housing 1, consisting of a printed circuit board 2 with LEDs 3 mounted on it. The printed circuit board 2 is connected to the housing 1 through a thermal interface. Preferably, the thermal interface is in the form of a heat-conducting paste or pad. An optical element 4 is mounted on the light-emitting element, this design is protected from moisture by the self-curing organosilicon composition. For decorative purposes, this structure is closed from above by decorative element 5. Lids 6 and 7 are installed at the ends of the lamp. Lid 6 repeats the fins of the casing, which improves the natural circulation of air and helps to flush dust from the intercostal space of the radiator, which allows you to maintain the heat-removing properties of the casing 1 for product service. The cover 7 repeats the finning of the housing and is made in the form of a collapsible additional housing made of material with low thermal conductivity and located in it a power source 8 made in the form of a replaceable unit, this design allows you to separate the thermal zones of the light-emitting element and the power source 8 and exclude their mutual heating. This solution increases the reliability of the product as a whole and improves the lighting characteristics of the lamp. The light emitting element and the power source 8 are connected using a sealed connector and have independent moisture insulation, which makes the power source 8 suitable for replacement and maintenance. The side cover 7 with the power supply 8 placed in it is closed and sealed with a plug 9, the power supply 8 is additionally sealed by pouring a self-curing organosilicon composition, for additional protection against moisture penetration.

В зависимости от требуемых характеристик светораспределения и условий эксплуатации в изделии используются различные виды оптических элементов: для создания узконаправленного пучка света используется линза Френеля (фиг.4), для создания несложных форм распределения света используется микропризма (фиг.3) для создания сложных не узконаправленных форм пучков света используются групповые линзы, линзы, моно-линзы 4 (фиг 1). В случае использования изделия в особо загрязненных условия используются оптические элементы с наиболее ровной наружной поверхностью.Depending on the required characteristics of light distribution and operating conditions, different types of optical elements are used in the product: to create a narrow beam of light, a Fresnel lens is used (Fig. 4), to create simple forms of light distribution, a microprism is used (Fig. 3) to create complex, not narrowly directed forms light beams are used group lenses, lenses, mono-lenses 4 (Fig 1). In case of using the product in especially polluted conditions, optical elements with the most even outer surface are used.

На данный момент неизвестно техническое решение с заявляемой совокупностью существенных признаков формулы полезной модели, что подтверждает ее соответствие условию патентоспособности - новизна.At the moment, the technical solution with the claimed combination of essential features of the utility model formula is unknown, which confirms its compliance with the patentability condition - novelty.

Заявленная полезная модель может быть изготовлена на любом промышленном предприятии, что подтверждает ее соответствие условию патентоспособности - промышленная применимость.The claimed utility model can be manufactured at any industrial enterprise, which confirms its compliance with the patentability condition - industrial applicability.

Claims

1. The LED lamp, comprising a housing of heat-conducting material, located in the housing at least one light source made of one or a group of LEDs, two covers mounted on the ends of the housing, a front panel with at least one transparent opposite to the light source an optical element forming the luminous flux of the lamp, and a power source, characterized in that at least on one outer surface of the housing longitudinal ribs are made, the LEDs are located at at least one printed circuit board mounted on the inner surface of the housing with the possibility of efficient heat transfer, the optical element is formed by a protective glass having local and / or regular changes in curvature, and / or thickness, and / or optical properties, ribs are made on the covers, repeating the shape the edges of the housing, the lamp is equipped with an additional housing, and the power source is located in the additional housing.

2. The LED lamp according to claim 1, characterized in that the glass of the optical element is made in the form of a Fresnel lens.

3. The LED lamp according to claim 1, characterized in that microprisms are made on the glass surface of the optical element.

4. The LED lamp according to claim 1, characterized in that at least one group lens for all or part of the LEDs is made on the glass of the optical element.

5. The LED lamp according to claim 1, characterized in that on the glass surface of the optical element made lenses or groups of lenses located above each or part of the LEDs.

6. LED lamp according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the additional housing is made in the form of one of the housing covers or from a material with low thermal conductivity or is thermally insulated from the main one.

7. LED lamp according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the ribs on the housing are evenly distributed with decreasing height from the center to the edges.

8. The LED lamp according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the power source is made in the form of a replaceable unit.