RU160784U1 - Лампа светодиодная прожекторная - Google Patents

Abstract

1. Лампа светодиодная прожекторная, состоящая из цоколя, с которымсоединен теплоотвод с оребрением, на котором размещены источник света и вентилятор, отличающаяся тем, что теплоотвод с оребрением соединен с теплопроводным стержнем с оребрением, закрепленным в цоколе, при этом в качестве источника света использована светодиодная матрица, размещенная на теплоотводе с оребрением, драйвер питания является интеллектуальным драйвером питания светодиодной матрицы и вентилятора и соединен с ними, и имеет датчик тока питания матрицы, датчик напряжения питания лампы и датчик температуры матрицы, имеющий тепловой контакт с теплоотводящей поверхностью светодиодной матрицы.2. Лампа по п. 1, отличающаяся тем, что на светодиодной матрице смонтирована вторичная оптика.3. Лампа по п. 1, отличающаяся тем, что имеет антивандальные фиксаторы, предотвращающие несанкционированное выкручивание лампы светодиодной прожекторной из патрона без ключа.

Description

Полезная модель относится к источникам света и может быть использована для прямой замены прожекторных ламп накаливания в прожекторах железнодорожного, воздушного, водного транспорта, а также в прожекторах общего назначения.

Известны источники света, предназначенные для использования в оборудовании железнодорожного транспорта от сети постоянного или переменного тока частоты 50 Гц, при номинальном напряжении изготавливаемые согласно ТУ 16-87. ИФМР 675000.003 ТУ:

- прожекторная лампа ПЖ 50-500-1 имеющая мощность 500 Вт и напряжение питания 50 В, изготавливающаяся в климатическом исполнении О категории 2 по ГОСТ 15150-69. Лампа имеет среднюю продолжительность горения 560 ч, и световой поток 11100 лм, который после 75% средней продолжительности горения будет составлять не менее 9000 лм;

- прожекторная лампа ПЖ 75-600 имеющая мощность 600 Вт и напряжение питания 75 В, изготавливающаяся в климатическом исполнении О категории 2 по ГОСТ 15150-69. Лампа имеет среднюю продолжительность горения 250 ч, и световой поток 13400 лм, который после 75% средней продолжительности горения будет составлять не менее 9000 лм;

- прожекторная лампа ПЖ 110-600 имеющая мощность 600 Вт и напряжение питания 110 В, изготавливающаяся в климатическом исполнении О категории 2 по ГОСТ 15150-69. Лампа имеет среднюю продолжительность горения 250 ч, и световой поток 13200 лм, который после 75% средней продолжительности горения будет составлять не менее 9000 лм;

- прожекторная лампа ПЖ 24-350 имеющая мощность 350 Вт и напряжение питания 24 В, изготавливающаяся в климатическом исполнении О категории 2 по ГОСТ 15150-69. Лампа имеет среднюю продолжительность горения 150 ч, и световой поток 9000 лм, который после 75% средней продолжительности горения будет составлять не менее 7500 лм.

Недостатками перечисленных прожекторных ламп являются низкая средняя продолжительность горения, активный спад светового потока после средней продолжительности горения, низкая световая отдача, неустойчивость к перепадам питающего напряжения, повышенная нагрузка на зрение за счет низкой цветовой температуры, а также отсутствие защиты от несанкционированного выкручивания.

Из выше сказанного следует, что описанные прожекторные лампы стали не эффективны в использовании, в связи с чем, взамен прожекторам, на основе описанных прожекторных ламп накаливания, стали применять светодиодные прожектора.

Известен модульный светодиодный прожектор, используемый в качестве источника света в световых приборах прожекторного типа, применяемым, преимущественно, для освещения железнодорожных путей и междупутий. Модульный светодиодный прожектор содержит защитный корпус, в котором установлены светодиодные модули, блок питания, каждый светодиодный модуль содержит оптическую систему со светодиодными секторами, включающими светодиоды, линзы и теплопроводящие печатные платы на основе алюминия, при этом светодиоды установлены в фокусе линз, введены дополнительно светодиодный модуль холодного резервирования и вертикальные и горизонтальные регуляторы положения оптической системы, а светодиодные модули размещены на несущем основании, выполненном в виде единой ровной детали или в виде сварной рамы на металлической основе с алюминиевыми теплоотводами, а преобразователь напряжения расположен либо непосредственно в корпусе радиатора модуля, либо в отдельном корпусе, каждый сектор дополнительно содержит съемные разборные фокусирующие сборки, индивидуальные для каждого светодиода, закрывающие пластины, причем фокусирующие сборки состоят из асферической линзы и держателя на основе из поликарбоната. (RU, 2510644, МПК F21S 13/00, опубл. 10.04.2014 г.)

Недостатками известного технического решения являются невозможность его использования без демонтажа прожекторного оборудования, невозможность использования режимов прожектора «тусклый» и «яркий» на локомотивах, без замены токоограничительных резисторов, что приводит к дополнительным временным и экономическим затратам.

Из выше сказанного следует, что техническое решение такого типа оправдывает себя только при установке его на транспортное средство при производстве этого транспортного средства. Избежать демонтажа прожекторного оборудования позволяет использование светодиодных прожекторных ламп прямой замены прожекторных ламп накаливания. Однако на данный момент такое техническое решение отсутствует.

В связи с этим ближайшим аналогом заявленной полезной модели является полезная модель КНР (CN 202302899 U, 04.07.2012), в которой описана светодиодная лампа большой мощности, которая содержит, по меньшей мере, один светодиод, плату для установки светодиода, корпус лампы и цоколь лампы. Средство для охлаждения платы содержит радиатор, жестко соединенный с нижней частью платы посредством первой опоры. Кроме того, средство для охлаждения платы дополнительно содержит, по меньшей мере, один вентилятор. Преимуществом светодиодной лампы большой мощности является то, что в процессе охлаждения платы пластины радиатора со светодиодами, контактирующие с воздухом, обдуваются воздухом от вентилятора, который улучшает циркуляцию воздуха по периферии пластин радиатора. Благодаря двойному охлаждению (радиатор и вентилятор) обеспечивается возможность изготовления лампы с уменьшенным объемом, небольшим весом и хорошей излучающей способностью светодиодных ламп.

Недостатками известного технического решения являются невозможность его использования в прожекторах для прямой замены прожекторных ламп накаливания в связи с тем, что известное техническое решение не имеет фокусирующий цоколь, оптическая ось не совпадает с направлением оптического излучения прожектора, площадь излучающей поверхности больше допустимой, что не позволяет получить кривую силы света, удовлетворяющую стандартам, отсутствует возможность использования режимов «тусклый» и «яркий», отсутствует защита от несанкционированного выкручивания.

Технический результат заключается в повышении экономической эффективности прожектора за счет увеличения срока службы и повышения световой отдачи источника света.

Технический результат достигается за счет того, что лампа светодиодная прожекторная состоит из фокусирующего цоколя, в котором закреплен теплопроводный стержень с оребрением имеющий полость, в которой закреплен интеллектуальный драйвер питания светодиодной матрицы и вентилятора. На конце теплопроводного стержня с оребрением размещен теплоотвод с оребрением. На теплоотводе с оребрением размещена светодиодная матрица, с вторичной оптикой, соединенная с интеллектуальным драйвером питания. На ребристой части теплоотвода закреплен вентилятор, соединенный с интеллектуальным драйвером питания. Драйвер питания имеет датчик напряжения питания лампы, датчик тока питания светодиодной матрицы и датчик температуры теплоотводящей поверхности светодиодной матрицы. Лампа светодиодная прожекторная имеет антивандальные фиксаторы, предотвращающие несанкционированное выкручивание лампы светодиодной прожекторной из патрона без специального ключа. Для дистанционного изменения положения светодиодной матрицы относительно фокуса параболоидного отражателя и вследствие чего изменять кривую силы света прожектора, лампа светодиодная прожекторная может быть дополнена электроприводом. Светодиодная матрица может состоять из групп светодиодов, излучающих свет с разной цветовой температурой и спектром, что позволит изменять цветовую температуру излучаемого прожектором света и тем самым снизить зрительную утомляемость.

На фиг. 1 представлена изометрия лампы светодиодной прожекторной, на фиг. 2 - блок-схема взаимодействия элементов лампы светодиодной прожекторной, на фиг. 3 - лампа светодиодная прожекторная в действии.

Лампа светодиодная прожекторная (фиг. 1) состоит из фокусирующего цоколя 6, в котором закреплен теплопроводный стержень 5, имеющий полость, в которой закреплен интеллектуальный драйвер питания 1. На тыльной стороне теплопроводного стержня 5 имеется оребрение способствующее дополнительному охлаждению, но не препятствующее распространению света. На конце теплопроводного стержня с оребрением 5 закреплен теплоотвод с оребрением 7, на котором размещена светодиодная матрица 3 с вторичной оптикой 4. На ребристой стороне теплоотвода 7 установлен вентилятор 2. Теплопроводный стержень с оребрением 5 в месте крепления с теплоотводом с оребрением 7 имеет срез, для избежание экранирования света излучаемого светодиодной матрицей.

Лампа светодиодная прожекторная имеет «тусклый», «средний», «яркий», «повышенная яркость» режимы работы. Лампа светодиодная прожекторная работает следующим образом (фиг. 2). Напряжение на интеллектуальный драйвер питания 1 поступает из патрона, в который вставлена лампа светодиодная прожекторная. Интеллектуальный драйвер питания 1 анализирует напряжение питания лампы светодиодной прожекторной при помощи датчика напряжения 8, и тем самым определяет напряжение питающей сети и режим работы лампы светодиодной прожекторной (тусклый, средний, яркий, повышенной яркости). Напряжение с интеллектуального драйвера питания 1 поступает на светодиодную матрицу 3. Ток питания светодиодной матрицы 3 задается интеллектуальным драйвером питания 1 в зависимости от режима работы лампы светодиодной прожекторной (тусклый, средний, яркий, повышенной яркости) и контролируется датчиком тока 9, тем самым организуется обратная связь. Интеллектуальный драйвер питания 1 имеет датчик температуры 10, имеющий тепловой контакт с теплоотводящей поверхности светодиодной матрицы 3. При приближении температуры теплоотводящей поверхности светодиодной матрицы 3 к максимальной рабочей, интеллектуальный драйвер питания 1 включает вентилятор 2 обдувающий теплоотвод с оребрением 7. При дальнейшем повышении температуры теплоотводящей поверхности светодиодной матрицы 3, интеллектуальный драйвер питания 1 увеличивает обороты вентилятора 2. При достижении температуры теплоотводящей поверхности светодиодной матрицы 3 максимальной рабочей, интеллектуальный драйвер питания 1 ограничивает ток питания матрицы 3, тем самым защищает светодиодную матрицу 3 от перегрева и выхода из строя. При снижении температуры теплоотводящей поверхности светодиодной матрицы 3 ниже максимальной рабочей, интеллектуальный драйвер питания 1 повышает ток питания матрицы 3 до номинального, в зависимости от режима работы (тусклый, средний, яркий, повышенной яркости). При дальнейшем снижении температуры теплоотводящей поверхности светодиодной матрицы 3, интеллектуальный драйвер питания 1 снижает обороты вентилятора 2, при дальнейшем снижении температуры теплоотводящей поверхности светодиодной матрицы 3, интеллектуальный драйвер питания 1 выключает вентилятор 2.

Лампа светодиодная прожекторная в действии изображена на фигуре 3. При помощи фокусирующего цоколя 6 лампа светодиодная прожекторная размещается в патроне таким образом, что светодиодная матрица 3 оказывается в фокусе параболоидного отражателя 12 и ее оптическая ось совпадает с оптической осью параболоидного отражателя 12. Излучающая поверхность светодиодной матрицы имеет поперечный размер не более 14 мм и площадь не более 154 мм², что позволяет получить светораспределение соответствующее стандарту [ГОСТ 12.2.056-81 Система стандартов безопасности труда. Электровозы и Тепловозы колеи 1520 мм. Требования безопасности. С. 25]. Теплоотвод с оребрением 7 и теплопроводный стержень с оребрением 5 имеет такую форму, при которой лучи света 1 отразившиеся от параболоидного отражателя 12 по минимуму экранируются лампой. Вторичная оптика 4 установленная на светодиодную матрицу позволяет получить светораспределение при котором лучи 13 света излучаемые светодиодной матрицей 3 попадают на параболоидный отражатель 12 и отразившись от него распространяются параллельно оптической оси в виде лучей света 11, при этом не попадая обратно на лампу светодиодную прожекторную, что позволяет снизить потери света.

Если лампа светодиодная прожекторная эксплуатируется при средней температуре окружающей среды ниже 0°C вентилятор может отсутствовать. Если лампа светодиодная прожекторная эксплуатируется при средней температуре окружающей среды свыше 30°C, для более эффективного охлаждения, теплоотвод с оребрением может быть дополнен теплоотводящими трубками, один конец которых имеет тепловой контакт с теплоотводом с оребрением, другой с корпусом транспортного средства или дополнительным теплоотводом с оребрением. Наличие интеллектуального драйвера питания и датчиков тока питания матрицы, температуры матрицы, напряжения питания лампы позволяет лампе светодиодной прожекторной автоматически подстраиваться под входное напряжение сети, что делает лампу светодиодную прожекторную универсальной и позволяет использовать ее в прожекторах с разным напряжением питания, а также продлить срок службы вентилятора. Возможность прямой замены прожекторной лампы накаливания на лампу светодиодную прожекторную, без изменений конструкции прожектора, позволяет избежать дополнительных затрат.

По сравнению с известными решениями, предлагаемое позволяет использовать лампу для прямой замены прожекторных ламп накаливания в прожекторах с разным напряжением питания, без изменения конструкции прожектора и цепи питания прожектора, за счет использования интеллектуального драйвера питания. Увеличить среднюю продолжительность горения источника света, увеличить световую отдачу и предотвратить активный спад светового потока за счет использования светодиодной матрицы и интеллектуального драйвера питания, а также повысить безопасность движения и снизить зрительную утомляемость за счет использования режимов работы лампы «тусклый», «средний», «яркий», «повышенная яркость» и за счет возможности использования светодиодных матриц состоящих из групп светодиодов, излучающих свет с разной цветовой температурой и спектром. Защитить светодиодную матрицу и вентилятор от бросков тока и напряжения, а также от перегрева, за счет использования теплоотводящего стрежня и трубок, интеллектуального драйвера питания и датчиков тока питания матрицы, температуры матрицы, напряжения питания лампы. Предотвратить несанкционированное выкручивание лампы из патрона за счет использования антивандальных фиксаторов. Тем самым предлагаемое техническое решение приводит к повышению экономической эффективности прожектора.

Claims (3)

1. Лампа светодиодная прожекторная, состоящая из цоколя, с которымсоединен теплоотвод с оребрением, на котором размещены источник света и вентилятор, отличающаяся тем, что теплоотвод с оребрением соединен с теплопроводным стержнем с оребрением, закрепленным в цоколе, при этом в качестве источника света использована светодиодная матрица, размещенная на теплоотводе с оребрением, драйвер питания является интеллектуальным драйвером питания светодиодной матрицы и вентилятора и соединен с ними, и имеет датчик тока питания матрицы, датчик напряжения питания лампы и датчик температуры матрицы, имеющий тепловой контакт с теплоотводящей поверхностью светодиодной матрицы.

2. Лампа по п. 1, отличающаяся тем, что на светодиодной матрице смонтирована вторичная оптика.

3. Лампа по п. 1, отличающаяся тем, что имеет антивандальные фиксаторы, предотвращающие несанкционированное выкручивание лампы светодиодной прожекторной из патрона без ключа.

Images