RU2470222C2 - Light diode lighting device - Google Patents
Light diode lighting device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2470222C2 RU2470222C2 RU2011110103/07A RU2011110103A RU2470222C2 RU 2470222 C2 RU2470222 C2 RU 2470222C2 RU 2011110103/07 A RU2011110103/07 A RU 2011110103/07A RU 2011110103 A RU2011110103 A RU 2011110103A RU 2470222 C2 RU2470222 C2 RU 2470222C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- lamp
- partition
- glass
- fixed
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к осветительной технике, рассматривает конструкцию корпуса устройства освещения, в частности корпусу лампы на твердотельных источниках света (ТИС), например светодиодах (СД).The present invention relates to lighting technology, considers the design of the housing of the lighting device, in particular the lamp housing on solid-state light sources (TIS), such as LEDs (LEDs).
Известна светодиодная лампа (далее СД-лампа) (фиг.1, 2), имеющая корпус, состоящий из двух частей, неподвижно соединенных между собой. Одна часть 1 отлита из алюминиевого сплава, имеет коническую форму и содержит плоско-выпуклое стекло 2, рассеиватель 3 и отражатель 4. Стекло отлито из прозрачного пластика и закреплено в корпусе путем оплавления специально выполненных на нем выступающих элементов 5, проходящих сквозь пазы конической части корпуса. Другая часть 6 - цилиндрической формы - также отлита из алюминиевого сплава и имеет на торце, которым она стыкуется с конической частью, источник света лампы (плату 7 со светодиодами 8 и отражателем 9), электрически, при помощи запаянных проводников 10 проволочного типа, соединенный с блоком питания (БП) и управления 11, расположенным внутри цилиндрической части. Светодиодная плата (далее - СД-плата) закреплена на торцевой части корпуса винтами 12 с изолирующими втулками 13 через прокладку 14 из термопроводящего материала для отвода тепла, выделяемого светодиодами (фиг.3). Для прохода проволочных контактов в торце этой части корпуса предусмотрены прямоугольные отверстия, причем контакты (общее число контактов 10) подгибаются и припаиваются к соответствующим площадкам на плате вручную в процессе сборки лампы. Противоположная от торца сторона цилиндрической части корпуса закрывается металлической крышкой 15, крепящейся к ней винтами, на которой закреплен цоколь 16 для ввинчивания лампы в патрон, а также упругие поворотные элементы 17 («ноги») для удержания лампы в стандартном потолочном контейнере размером 6". Эти элементы закреплены в крышке при помощи заклепок 18 и имеют возможность поворачиваться вокруг их осей, которые параллельны оси лампы. Обе части корпуса соединены между собой болтами 19 (US 2009296384, F21V 9/00, опубл. 03.12.2009). Данное решение принято в качестве прототипа.Known LED lamp (hereinafter, the LED lamp) (Fig.1, 2), having a housing consisting of two parts, motionlessly interconnected. One
Цилиндрическая и коническая части корпуса лампы неподвижно соединяются винтами через прокладку из термопроводящего материала. Так как светодиоды выделяют при работе значительное количество тепла, то для его рассеивания в окружающем пространстве и предотвращения перегрева платы со светодиодами как на конической, так и на цилиндрической частях корпуса предусмотрены ребра. Исполнение корпуса пылезащитное (предположительно IP50), каких-либо герметизирующих прокладок не предусмотрено, лампа с таким корпусом может применяться только в закрытых помещениях с низкой или умеренной влажностью.The cylindrical and conical parts of the lamp housing are fixedly connected by screws through a gasket of thermally conductive material. Since LEDs emit a significant amount of heat during operation, ribs are provided for dissipating it in the surrounding space and preventing overheating of the board with LEDs on both the conical and cylindrical parts of the case. The housing design is dustproof (presumably IP50), no sealing gaskets are provided, a lamp with such a housing can only be used in closed rooms with low or moderate humidity.
Данный корпус имеет следующие недостатки:This case has the following disadvantages:
- общая высокая трудоемкость сборки лампы в данном корпусе;- the overall high complexity of the lamp assembly in this housing;
- высокая трудоемкость сборки светодиодной платы с БП и цилиндрической частью корпуса лампы;- the high complexity of the assembly of the LED board with PSU and the cylindrical part of the lamp housing;
- винты крепления СД-платы требуют для размещения резьбы наличия приливов с обратной стороны торцевой поверхности цилиндрической части корпуса. Приливы увеличивают неровность поверхности прилегания СД-платы, а также увеличивают потребную высоту корпуса лампы на дополнительные примерно 3-5 мм, так как мешают размещению платы БП лампы с обратной стороны торцевой части корпуса лампы;- the screws for fastening the SD card require tides to be placed on the reverse side of the end surface of the cylindrical part of the housing to accommodate the thread. Tides increase the roughness of the contact surface of the LED board, and also increase the required height of the lamp housing by an additional approximately 3-5 mm, since they interfere with the placement of the lamp power supply board on the back side of the end of the lamp housing;
- выполнение корпуса из двух частей, соединенных винтами через прокладку из термопроводящего материала, ухудшает условия отвода тепла от светодиодной платы из-за технологических неточностей изготовления частей корпуса и неравномерного прилегания прокладки к поверхностям стыка, а также из-за ненулевого теплового сопротивления прокладки. Измеренный перепад температур между цилиндрической и конической частями корпуса составил примерно 8 К. Так как весь допустимый перепад температур между кристаллом светодиодов и окружающей средой составляет примерно 25…30 К, а также потому, что на пути тепла имеются еще несколько тепловых сопротивлений, а именно - сопротивления «кристалл СД-корпус СД», «корпус СД-плата СД», «плата СД-цилиндрическая часть корпуса лампы», то данное тепловое сопротивление «цилиндр-конус корпуса лампы» блокирует передачу до 50%, а возможно, и больше 50% тепла на коническую часть корпуса лампы. В то же время, большая часть поверхности теплоотдачи расположена именно на конической части корпуса, поэтому наличие разъема в этом месте корпуса лампы представляется нерациональным;- the execution of the housing from two parts, connected by screws through a gasket of thermally conductive material, worsens the conditions for heat removal from the LED board due to technological inaccuracies in the manufacture of the housing parts and the uneven fit of the gasket to the joint surfaces, as well as due to non-zero thermal resistance of the gasket. The measured temperature difference between the cylindrical and conical parts of the housing was approximately 8 K. Since the entire allowable temperature difference between the LED crystal and the environment is approximately 25 ... 30 K, and also because there are several more thermal resistances on the heat path, namely resistance “crystal SD-housing SD”, “housing SD-board SD”, “board SD-cylindrical part of the lamp housing”, then this thermal resistance “cylinder-cone of the lamp housing” blocks transmission up to 50%, and possibly more than 50 % heat on part of the lamp housing. At the same time, most of the heat transfer surface is located precisely on the conical part of the housing, so the presence of a connector in this place of the lamp housing seems irrational;
- конструктивное исполнение корпуса исключает применение в лампе минерального стекла, имеющего лучшие оптические характеристики и не подверженного помутнению в течение всего срока эксплуатации лампы;- the design of the housing excludes the use of mineral glass in the lamp, which has the best optical characteristics and is not subject to clouding during the entire life of the lamp;
- класс защиты корпуса ограничивает область применения лампы.- the housing protection class limits the scope of the lamp.
Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении эксплуатационных характеристик лампы, уменьшении ее габарита по высоте за счет изменения компоновки и долговечности за счет оптимизации тепловых режимов.The present invention is aimed at achieving a technical result, which consists in increasing the operational characteristics of the lamp, reducing its overall height by changing the layout and durability by optimizing thermal conditions.
Указанный технический результат достигается тем, что светодиодное осветительное устройство, содержащее выполненный из теплопроводящего материала тонкостенный корпус с конической и цилиндрической частями и перегородкой между ними, размещенной внутри корпуса, оребрение снаружи корпуса, стекло, закрепленное в конической части корпуса, закрепленную на перегородке в полости конической части корпуса напротив стекла плату, выполненную из теплопроводящего материала и имеющую светодиоды, токопроводящие дорожки для питания светодиодов и крепежные отверстия, размещенный на перегородке в полости цилиндрической части корпуса блок питания и управления, имеющий печатную плату с токопроводящими дорожками под электронные компоненты, а также крепежные винты, отличается тем, что корпус, содержащий упомянутые коническую и цилиндрическую части, перегородку и оребрение, выполнен в виде одной цельной без разъемов детали, плата со светодиодами прижата к перегородке через теплопередающую прокладку, крепежные винты, соединение платы со светодиодами с перегородкой и блока питания и управления с перегородкой выполнено крепежными винтами, размещенными в изолирующих втулках и пропущенными через указанную плату, перегородку и корпус питания и управления, при этом по крайней мере два из этих винтов выполнены в виде проводников для передачи напряжения питания и управляющих сигналов с блока питания и управления на плату со светодиодами.The specified technical result is achieved by the fact that the LED lighting device comprising a thin-walled housing made of heat-conducting material with a conical and cylindrical parts and a partition between them located inside the housing, ribbing outside the housing, glass fixed in the conical part of the housing, mounted on the partition in the conical cavity parts of the case opposite the glass board made of heat-conducting material and having LEDs, conductive tracks for powering the LEDs and The openings located on the partition in the cavity of the cylindrical part of the housing, the power supply and control unit having a printed circuit board with conductive paths for electronic components, as well as mounting screws, characterized in that the housing containing the said conical and cylindrical parts, a partition and fins, is made in in the form of a single part without connectors, the board with LEDs is pressed to the partition through the heat transfer gasket, fixing screws, the connection of the board with LEDs with the partition and the power supply and control The partition with a partition is made with fixing screws located in insulating sleeves and passed through the indicated board, a partition and a power and control housing, at least two of these screws are made in the form of conductors for transmitting the supply voltage and control signals from the power supply and control to circuit board with LEDs.
Стекло может быть выполнено из минерального материала и закреплено в корпусе светильника через герметизирующую прокладку, которая для фиксации стекла размещена в проточках на торцевой поверхности стекла и в стенке корпуса. Или это стекло закреплено в корпусе через герметизирующую прокладку и зафиксировано разжимным кольцом, размещенным внутри герметизируемой этой прокладкой полости.Glass can be made of mineral material and fixed in the lamp housing through a sealing gasket, which is placed in grooves on the end surface of the glass and in the wall of the housing to fix the glass. Or this glass is fixed in the housing through a sealing gasket and fixed by an expanding ring placed inside the cavity sealed by this gasket.
Крышка цилиндрической части корпуса для размещения патрона или гермопроходника для подвода кабелей питания закреплена в этой части корпуса через герметизирующую прокладку, которая размещена в проточках на торцевой поверхности крышки и в стенке корпуса. Или эта крышка может быть закреплена в корпусе через герметизирующую прокладку и зафиксирована разжимным кольцом, размещенным внутри герметизируемой этой прокладкой полости.The cover of the cylindrical part of the housing for accommodating the cartridge or pressure passage for supplying power cables is fixed in this part of the housing through a sealing gasket, which is placed in the grooves on the end surface of the cover and in the wall of the housing. Or this cover can be fixed in the housing through a sealing gasket and fixed with an expandable ring placed inside the cavity sealed by this gasket.
Эта крышка цилиндрической части корпуса может быть выполнена из съемной и несъемной частей, первая из которых закреплена в корпусе через герметизирующую прокладку, которая размещена в проточках на торцевой поверхности крышки и в стенке корпуса, либо через герметизирующую прокладку и разжимное кольцо, а съемная часть закреплена на несъемной части винтами или шпильками по крайней мере через одну герметизирующую прокладку.This cover of the cylindrical part of the housing can be made of removable and non-removable parts, the first of which is fixed in the housing through a sealing gasket, which is placed in the grooves on the end surface of the cover and in the wall of the housing, or through a sealing gasket and an expansion ring, and the removable part is fixed to fixed parts with screws or studs through at least one sealing gasket.
Для закрепления светильника в упаковке или при монтаже на корпусе закреплены упругие пружинные элементы, выполненные в виде металлических полосок, которые закреплены на корпусе с возможностью их поворота вокруг оси крепежных элементов, а ось крепежных элементов наклонена относительно вертикальной оси корпуса.To fix the lamp in the package or during installation on the case, spring-loaded elastic elements are fixed, made in the form of metal strips, which are mounted on the body with the possibility of their rotation around the axis of the fasteners, and the axis of the fasteners is inclined relative to the vertical axis of the case.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.These signs are significant and interconnected with the formation of a stable set of essential features sufficient to obtain the desired technical result.
Настоящее изобретение поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.The present invention is illustrated by a specific example of execution, which, however, is not the only possible, but clearly demonstrates the possibility of achieving the desired technical result.
На фиг.1 - внешний вид лампы CREE LR6, прототип;Figure 1 - appearance of the lamp CREE LR6, prototype;
фиг.2 - разрез лампы CREE LR6, прототип;figure 2 - section lamp CREE LR6, prototype;
фиг.3 - разрез корпуса лампы CREE LR6 по винту крепления СД-платы, прототип;figure 3 - section of the lamp housing CREE LR6 on the screw securing the SD-board, prototype;
фиг.4 - тепловые сопротивления от кристалла СД до окружающего пространства, прототип;figure 4 - thermal resistance from the crystal of SD to the surrounding space, the prototype;
фиг.5 - показан корпус СД-лампы без разъема между конической и цилиндрической частями, выполненной согласно настоящему изобретению (крышка цилиндрической части и элементы оптической системы не показаны);figure 5 - shows the housing of the LED lamp without a connector between the conical and cylindrical parts made according to the present invention (the cover of the cylindrical part and the elements of the optical system are not shown);
фиг.6 - показана передача электрических сигналов к плате СД по винтам крепления для СД-лампы по фиг.5;FIG. 6 shows the transmission of electrical signals to the LED board by the mounting screws for the LED lamp of FIG. 5;
фиг.7 - показаны герметизации и закрепление стекла в корпусе СД лампы по фиг.5;Fig.7 - shows the sealing and fixing of glass in the housing of the LED lamp of Fig.5;
фиг.8 - показано разделение крепежных и герметизирующих элементов стекла СД-лампы по фиг.5;Fig. 8 shows a separation of the fastening and sealing elements of the glass of the LED lamp of Fig. 5;
фиг.9 - показана СД лампа с цоколем Е27 на верхней крышке;Fig.9 - shows a LED lamp with a cap E27 on the top cover;
фиг.10 - показана СД лампа с цоколем GU24 на верхней крышке;figure 10 - shows a LED lamp with a cap GU24 on the top cover;
фиг.11 - показана верхняя крышка с гермопроходником (простая) для СД лампы по фиг.5;11 - shows the top cover with a gas passage (simple) for LED lamps in figure 5;
фиг.12 - показана верхняя крышка с гермопроходником (составная) для СД лампы по фиг.5;Fig. 12 shows a top cover with a pressure seal (integral) for the LED lamp of Fig. 5;
фиг.13 - задняя крышка с гермопроходником (составная), и с двумя кабелями СД лампы по фиг.5;Fig.13 is a back cover with a gas passage (composite), and with two cables of the LED lamp of Fig.5;
фиг.14 - вид сзади на лампу CREE LR6, лепестки сложены, прототип;Fig - rear view of the lamp CREE LR6, the petals are folded, prototype;
фиг.15 - то же, что на фиг.14, лепестки частично развернуты;Fig.15 is the same as in Fig.14, the petals are partially deployed;
фиг.16 - то же, что на фиг.14, лепестки полностью развернуты;Fig.16 is the same as in Fig.14, the petals are fully deployed;
фиг.17 - показан разрез контейнера, размещенного в упаковочной коробке, показан изогнутый лепесток, прототип;Fig - shows a section of a container placed in a packaging box, shows a curved petal, a prototype;
фиг.18 - СД лампа с наклонным закреплением лепестков;Fig.18 - LED lamp with an inclined fastening of the petals;
фиг.19 - увеличенный фрагмент места закрепления лепестка;Fig.19 is an enlarged fragment of the place of fastening of the petal;
фиг.20 - то же, что на фиг.18, лепестки раскрыты;Fig.20 is the same as in Fig.18, the petals are open;
фиг.21 - СД-лампа, закрепленная на П-образном кронштейне.Fig.21 - LED lamp mounted on a U-shaped bracket.
Настоящее изобретение рассматривает конструкцию корпуса устройства освещения, в частности, корпуса лампы на ТИС - светодиодах. Для достижения технического результата предлагается выполнить корпус лампы без разъема между конической и цилиндрической частями корпуса, для передачи электрических сигналов на и от СД-платы предлагается использовать крепежные винты СД-платы, изолированное от конструкции стекло может быть выполнено из минерального материала, герметизирующая прокладка стекла может одновременно служить и его крепежным элементом, возможно разделение крепежного и герметизирующего элементов стекла, герметизирующая прокладка задней крышки корпуса может одновременно служить и ее крепежным элементом, возможно разделение крепежного и герметизирующего элементов задней крышки корпуса, возможно полностью герметичное исполнение задней крышки корпуса лампы, с применением уплотнения питающего кабеля лампы. Возможно полностью герметичное исполнение задней крышки корпуса лампы, с применением уплотнения питающего кабеля лампы и возможностью использования лампы в качестве монтажной коробки, для соединения ряда ламп в последовательную цепь, без применения каких-либо дополнительных соединительных или монтажных коробок.The present invention considers the design of the housing of the lighting device, in particular, the lamp housing on TIS - LEDs. To achieve a technical result, it is proposed that the lamp housing be made without a connector between the conical and cylindrical parts of the housing; for transmitting electrical signals to and from the LED board, it is proposed to use the fixing screws of the LED board, the glass insulated from the structure can be made of mineral material, the glass sealant can at the same time serve as its fastening element, it is possible to separate the fastening and sealing elements of the glass, the sealing gasket of the back cover of the housing can simultaneously serve as its fastening element, it is possible to separate the fastening and sealing elements of the back cover of the housing, it is possible to completely seal the back cover of the lamp housing using the seal of the lamp power cable. A completely tight design of the back cover of the lamp housing is possible, with the use of a seal on the lamp power cable and the possibility of using the lamp as a mounting box, for connecting a series of lamps to a series circuit without using any additional connecting or mounting boxes.
Наклонное, по отношению к оси лампы, размещение осей вращения упругих поворотных элементов («ног») корпуса позволяет увеличить силу зацепления «ног» за контейнер лампы, позволяет избежать необходимость выбора монтажного положения «ног» в зависимости от внутреннего диаметра контейнера лампы, позволяет поворачивать корпус лампы относительно контейнера, при извлечении, в любую сторону, а не только в строго заданную.The inclined, relative to the lamp axis, placement of the rotation axes of the elastic rotary elements (“legs”) of the housing allows to increase the engagement force of the “legs” behind the lamp container, avoids the need to choose the mounting position of the “legs” depending on the inner diameter of the lamp container, allows you to the lamp housing relative to the container, when removed, in any direction, and not just strictly specified.
Твердотельные источники света, в частности светодиоды, в настоящее время достигли существенного прогресса с точки зрения эффективности преобразования электрической энергии в энергию видимого света (Люмен на Ватт), превосходя по этому параметру признанных лидеров офисного освещения - флуоресцентные лампы, обычно называемые лампами дневного света - примерно в 1,5 раза, а компактные флуоресцентные лампы (CFL), называемые также обычно «энергосберегающими лампами» - более чем в 2 раза. Твердотельные источники света, в частности светодиоды, не так давно преодолели рубеж в 100 люмен на ватт. См. описание светодиодов XP-G фирмы CREE (XLampXP-G.pdf), и светодиодов МХ-6 той же фирмы CREE (XLampMX-6.pdf). Тем не менее, проблема отвода тепла от кристаллов СД-лампы все еще стоит остро. Дело в том, что даже эффективность 100 Люмен на Ватт означает «только» 25% преобразования подводимой электрической энергии в световую. Это немало, если сравнивать с обычной лампой накаливания, у которой эффективность составляет примерно 3%, но все же оставшиеся 75% выделяются в виде тепла, и это тепло должно быть эффективно отведено от кристалла СД. Светодиоды уменьшают свою эффективность с ростом температуры кристалла. Также начинает уменьшаться срок жизни светодиода. Руководство по разработке светодиодных светильников фирмы CREE рекомендует ограничивать температуру кристалла СД «потолком» в 80 градусов Цельсия. В то же время, температура окружающей среды, при которой лампа должна нормально долгое время, обычно 50000 часов, функционировать, берется равной 55°C (офисное здание с вентилируемым потолком). Ясно, что офисный или домашний подвесной потолок может быть и не вентилируемым, так что температура в 55°C не кажется чрезмерной. Лучше даже выбрать, как целевую, температуру за потолком 60°C. Итого, весь перепад температур «кристалл СД-окружающая» среда составляет 20°С.Solid state light sources, in particular LEDs, have now made significant progress in terms of the efficiency of converting electrical energy into visible light energy (Lumen per Watt), surpassing the recognized leaders in office lighting in this parameter - fluorescent lamps, usually called fluorescent lamps - approximately 1.5 times, and compact fluorescent lamps (CFL), also called usually "energy-saving lamps" - more than 2 times. Solid-state light sources, in particular LEDs, recently crossed the line of 100 lumens per watt. See the description of CREE XP-G LEDs (XLampXP-G.pdf), and MX-6 LEDs of the same CREE company (XLampMX-6.pdf). Nevertheless, the problem of heat removal from the crystals of the LED lamp is still an acute problem. The fact is that even an efficiency of 100 Lumens per Watt means “only” 25% of the conversion of the supplied electric energy into light. This is a lot when compared with a conventional incandescent lamp, in which the efficiency is about 3%, but still the remaining 75% is released in the form of heat, and this heat should be effectively removed from the LED crystal. LEDs decrease their efficiency with increasing crystal temperature. The life of the LED also begins to decrease. The CREE LED luminaire development guide recommends limiting the temperature of an LED crystal to a ceiling of 80 degrees Celsius. At the same time, the ambient temperature at which the lamp should function normally for a long time, usually 50,000 hours, is taken to be 55 ° C (office building with a ventilated ceiling). It is clear that an office or home suspended ceiling may not be ventilated, so that a temperature of 55 ° C does not seem excessive. It is even better to choose a target temperature of 60 ° C behind the target. Total, the entire temperature difference “crystal SD-environment” is 20 ° C.
Рассмотрим подробно, как распределяется данный перепад температур по всем звеньям тепловой цепи.Let us consider in detail how this temperature difference is distributed over all links of the thermal chain.
Ткр = Токр + (Rтепл пл-окр×Робщая)+(Rтепл кр-корп×РСД)Tkr = Tokr + (Rtepl pl-okr × General) + (Rtepl kr-korp × RSD)
Ткр = температура кристалла СДTcr = crystal temperature SD
Токр = Температура окружающей средыTokr = Ambient temperature
Rтепл пл-окр = Тепловое сопротивление теплоотвода (корпуса лампы)Rtepl pl-okr = Thermal resistance of the heat sink (lamp housing)
РСД = Выделяемая мощность одного СДRSD = The allocated power of one LED
= (Рабочий ток СД)×(Типовое падение напряжения на СД при Рабочем токе СД)×(1-Эффективность СД)= (Operating LED current) × (Typical voltage drop across LED with LED Operating current) × (1-LED efficiency)
Робщая = Общая выделяемая мощность = (кол-во СД)×РСДRoschaya = Total allocated power = (number of LEDs) × RSD
Rтепл кр-корп = Тепловое сопротивление корпуса СДRTep kr-korp = Thermal resistance of the housing SD
Например, для светильника со следующими параметрами (на 16-ти СД CREE XR-E) получим:For example, for a lamp with the following parameters (on 16 LEDs CREE XR-E) we get:
Ткр МАКС=80°CTkr MAX = 80 ° C
Rтепл пл-окр=0,47°С/ВтRTpl pl-okr = 0.47 ° C / W
Световой КПД СД≈0,17 (17%)Light efficiency SD≈0.17 (17%)
РСД=0,3 А×3,1 B×(1-0,17)=0,7719 ВтRSD = 0.3 A × 3.1 B × (1-0.17) = 0.7719 W
Робщая=16×0,7719 Вт=12,35 ВтRosal = 16 × 0.7719 W = 12.35 W
Rтепл кр-корп=8°С/ВтR heat cr-corp = 8 ° С / W
Токр МАКС = Ткр МАКС - (Rтепл пл-окр×Робщая)-(Rтепл кр-корп×РСД)Tokr MAKS = Tkr MAKS - (RTepl ok-okr × General) - (RTepl kr-korp × RSD)
Токр МАКС=80°С-(0,47°С/Вт×12,35 Вт)-(8°С/Вт×0,7719)Tokr MAX = 80 ° C - (0.47 ° C / W × 12.35 W) - (8 ° C / W × 0.7719)
Токр МАКС=80°С-5,8045°С-6,1752°СTokr MAX = 80 ° С-5.8045 ° С-6.1752 ° С
Токр МАКС=68°СTokr MAX = 68 ° С
Вроде бы, пока - все неплохо, но нужно учесть следующие факторы. Во-первых, тепловое сопротивление корпуса СД 8°С/Вт является достижением именно фирмы CREE. У других производителей это сопротивление обычно выше и составляет 9-12°С/Вт. Во-вторых, ТИС, а в частности - СД, требуют низковольтного питания. При типовом напряжении на переходе СД, равном 3,1 В, при соединении 16-ти СД в последовательную цепь получаем ≈50 В напряжения питания при постоянном токе 0,3 А. То есть мощность, потребляемая СД, составляет 15 Вт. Существующие блоки питания, преобразующие переменное напряжение 110 В или 220 В в постоянное напряжение, скажем 50 В, и при этом стабилизирующие ток СД (что необходимо для их долгой и стабильной работы) имеют КПД не выше 85%. Типовым является значение 75%. То есть для того, чтобы подать на цепь из СД мощность 15 Вт, блок питания «заберет» из сети 15/КПД=20 Вт. Разницу в 5 Вт в потребленной от сети и выделенной на СД мощности также должен рассеять в окружающем пространстве корпус лампы. Добавим эту мощность к Робщей в выражении для максимальной температуры окружающей среды в вышеприведенном примере СД-светильника, а также подставим более распространенное значение для теплового сопротивления корпуса СД, равное 12°С/Вт;It seems to be so far - everything is not bad, but the following factors should be taken into account. Firstly, the thermal resistance of the LED housing of 8 ° C / W is the achievement of CREE. For other manufacturers, this resistance is usually higher and amounts to 9-12 ° C / W. Secondly, TIS, and in particular SD, require low-voltage power. With a typical voltage at the LED transition equal to 3.1 V, when connecting 16 LEDs to a serial circuit, we obtain ≈50 V of the supply voltage at a direct current of 0.3 A. That is, the power consumed by the LED is 15 W. Existing power supplies that convert an alternating voltage of 110 V or 220 V to a constant voltage, say 50 V, and at the same time stabilizing the LED current (which is necessary for their long and stable operation) have an efficiency of not higher than 85%. A typical value is 75%. That is, in order to supply 15 W power to the circuit from the SD, the power supply will “pick up” 15 / Efficiency = 20 W from the network. The difference of 5 W in the power consumed from the network and the power allocated to the LED should also be dissipated in the surrounding space by the lamp housing. Add this power to Roshchaya in the expression for the maximum ambient temperature in the above example of the LED fixture, and also substitute the more common value for the thermal resistance of the LED housing, equal to 12 ° С / W;
Токр МАКС = Ткр МАКС - (Rтепл пл-окр×Робщая)-(Rтепл кр-корп×РСД)Tokr MAKS = Tkr MAKS - (RTepl ok-okr × General) - (RTepl kr-korp × RSD)
Токр МАКС=80°C-(0,7°С/Вт×(12,35+5)В)-(12°С/Вт×0,7719 Вт)Tokr MAX = 80 ° C- (0.7 ° C / W × (12.35 + 5) V) - (12 ° C / W × 0.7719 W)
Токр МАКС=80°С-8,1545°С-9,2628°CTokr MAX = 80 ° С-8.1545 ° С-9.2628 ° C
Токр МАКС=62,6°CCurrent Max = 62.6 ° C
Это уже практически совпадает с ожидаемым нами предельным значением температуры окружающей среды 60°C.This already almost coincides with our expected maximum ambient temperature of 60 ° C.
Для уменьшения общего теплового сопротивления «кристалл СД-окружающая среда» необходимо использовать комплекс мер, но главное (если не рассматривать такие экзотические, хотя и применяемые в ряде разработок решения, как принудительный обдув радиатора СД при помощи вентилятора, а именно - веерообразного вентилятора, приводимого в действие, например, сегнетоэлектрической пластиной, колеблющейся в случае приложения к ее обкладкам переменного напряжения, и «сдувающего» пограничный слой воздуха с радиатора (US 7213940, опубл.) - нужно увеличить полезную площадь радиатора (корпуса). Чтобы это сделать, и предлагается выполнить корпус лампы - без разъема между конической и цилиндрической частями корпуса. При этом тепловое сопротивление Rтепл пл-окр (тепловое сопротивление теплоотвода, корпуса лампы) уменьшается примерно в 1,8-2 раза, что позволит или уменьшить размеры и вес корпуса лампы, или применить дешевые СД с большим тепловым сопротивлением корпуса, или позволит увеличить количество СД, а значит - светоотдачу лампы, или можно сделать и то, и другое, и третье. Учитывая, что стоимость корпуса и блока питания лампы составляют до 80% от стоимости всей лампы, увеличение количества СД не сильно скажется на ее общей цене, но, зато, позволит получить больше света от одного светильника, и, возможно, позволит уменьшить общее количество используемых светильников, а это уже прямой путь к экономии средств.To reduce the overall thermal resistance of the “SD-environment crystal", it is necessary to use a set of measures, but the main thing (if you do not consider such exotic, although used in some developments, solutions, such as forced blowing of the SD radiator with a fan, namely, a fan-shaped fan driven into action, for example, with a ferroelectric plate oscillating in the case of applying alternating voltage to its plates, and "blowing off" the boundary layer of air from the radiator (US 7213940, publ.) - it is necessary to increase the useful area of the radiator (housing). To do this, it is proposed to make the lamp housing - without a connector between the conical and cylindrical parts of the housing.In this case, the thermal resistance Rtepl pl-okr (thermal resistance of the heat sink, lamp housing) is reduced by about 1.8-2 times, which will either reduce the size and weight of the lamp housing, or use cheap LEDs with high thermal resistance of the housing, or will increase the number of LEDs, which means the light output of the lamp, or you can do both one and the other, and the third. Given that the cost of the lamp housing and power supply is up to 80% of the cost of the entire lamp, an increase in the number of LEDs will not greatly affect its total price, but, on the other hand, it will allow more light from one lamp, and possibly reduce the total number of used fixtures, and this is a direct way to save money.
Таким образом, в рамках настоящего изобретения рассматривается конструкция светодиодного осветительного устройства, которое включает в себя выполненный из теплопроводящего материала тонкостенный корпус с конической и цилиндрической частями и перегородкой между ними, размещенной внутри корпуса, оребрение снаружи корпуса, стекло, закрепленное в конической части корпуса, закрепленную на перегородке в полости конической части корпуса напротив стекла плату, выполненную из теплопроводящего материала и имеющую светодиоды, токопроводящие дорожки для питания светодиодов и крепежные отверстия, размещенный на перегородке в полости цилиндрической части корпуса блок питания и управления, имеющий печатную плату с токопроводящими дорожками под электронные компоненты, а также крепежные винты. Корпус, который содержит упомянутые коническую и цилиндрическую части, перегородку и оребрение, выполнен в виде одной цельной без разъемов детали, плата со светодиодами прижата к перегородке через теплопередаюшую прокладку. Соединение платы со светодиодами с перегородкой и блока питания и управления с перегородкой выполнено крепежными винтами, размещенными в изолирующих втулках и пропущенными через указанную плату, перегородку и корпус питания и управления. При этом по крайней мере два из этих винтов выполнены в виде проводников для передачи напряжения питания и управляющих сигналов с блока питания и управления на плату со светодиодами.Thus, in the framework of the present invention, the design of an LED lighting device is considered, which includes a thin-walled case made of heat-conducting material with a conical and cylindrical parts and a partition between them, located inside the case, ribbing outside the case, glass fixed in the conical part of the case, fixed on the partition in the cavity of the conical part of the body opposite the glass, a board made of heat-conducting material and having LEDs, conductive lanes power LEDs and mounting holes, disposed on the baffle in the cavity of the cylindrical body portion and the power supply control, having a printed circuit board with wirings for electronic components, and the fastening screws. The case, which contains the aforementioned conical and cylindrical parts, the baffle and fins, is made in the form of a single piece without connectors, the board with LEDs is pressed to the baffle through a heat transfer gasket. The connection of the board with the LEDs with the baffle and the power supply and control unit with the baffle is made by fixing screws located in the insulating bushings and passed through the specified board, the baffle and the power and control casing. At the same time, at least two of these screws are made in the form of conductors for transmitting the supply voltage and control signals from the power supply and control unit to a board with LEDs.
Стекло может быть выполнено из минерального материала и закреплено в корпусе светильника через герметизирующую прокладку, которая для фиксации стекла размещена в проточках на торцевой поверхности стекла и в стенке корпуса. Или это стекло закреплено в корпусе через герметизирующую прокладку и зафиксировано разжимным кольцом, размещенным внутри герметизируемой этой прокладкой полости.Glass can be made of mineral material and fixed in the lamp housing through a sealing gasket, which is placed in grooves on the end surface of the glass and in the wall of the housing to fix the glass. Or this glass is fixed in the housing through a sealing gasket and fixed by an expanding ring placed inside the cavity sealed by this gasket.
Крышка цилиндрической части корпуса для размещения патрона или гермопроходника для подвода кабелей питания закреплена в этой части корпуса через герметизирующую прокладку, которая размещена в проточках на торцевой поверхности крышки и в стенке корпуса. Или эта крышка может быть закреплена в корпусе через герметизирующую прокладку и зафиксирована разжимным кольцом, размещенным внутри герметизируемой этой прокладкой полости.The cover of the cylindrical part of the housing for accommodating the cartridge or pressure passage for supplying power cables is fixed in this part of the housing through a sealing gasket, which is placed in the grooves on the end surface of the cover and in the wall of the housing. Or this cover can be fixed in the housing through a sealing gasket and fixed with an expandable ring placed inside the cavity sealed by this gasket.
Эта крышка цилиндрической части корпуса может быть выполнена из съемной и несъемной частей, первая из которых закреплена в корпусе через герметизирующую прокладку, которая размещена в проточках на торцевой поверхности крышки и в стенке корпуса, либо через герметизирующую прокладку и разжимное кольцо, а съемная часть закреплена на несъемной части винтами или шпильками по крайней мере через одну герметизирующую прокладку.This cover of the cylindrical part of the housing can be made of removable and non-removable parts, the first of which is fixed in the housing through a sealing gasket, which is placed in the grooves on the end surface of the cover and in the wall of the housing, or through a sealing gasket and an expansion ring, and the removable part is fixed to fixed parts with screws or studs through at least one sealing gasket.
Для закрепления светильника в упаковке или при монтаже на корпусе закреплены упругие пружинные элементы, выполненные в виде металлических полосок, которые закреплены на корпусе с возможностью их поворота вокруг оси крепежных элементов, а ось крепежных элементов наклонена относительно вертикальной оси корпуса.To fix the lamp in the package or during installation on the case, spring-loaded elastic elements are fixed, made in the form of metal strips, which are mounted on the body with the possibility of their rotation around the axis of the fasteners, and the axis of the fasteners is inclined relative to the vertical axis of the case.
Ниже рассматривается пример исполнения такого осветительного устройства.Below is an example of the implementation of such a lighting device.
На фиг.5, 6 показана СД-лампа, выполненная согласно настоящего изобретения, имеющая объемной формы тонкостенный корпус 20, выполненный из алюминиевого сплава или другого материала с хорошей теплопроводностью (корпус выполнен из теплопроводящего материала). Этот корпус выполнен в виде одной цельной детали и в нем выполнена перегородка 21, на которой находится плата 22 со светодиодами 23. Корпус имеет коническую и цилиндрическую части, между которыми внутри корпуса выполнена перегородка 21. Упомянутые коническая и цилиндрическая части, перегородка и оребрение составляют одно целое и не имеют между собой разъемов.Figures 5, 6 show an LED lamp made according to the present invention, having a three-dimensional shape thin-
Между платой 22 и перегородкой 21 имеется прокладка 24 из теплопроводящего материала. С другой стороны перегородки располагается блок 11 питания и управления лампы. При завинчивании винтов 12 в жестко закрепленные на плате 25 блока 11 гайки 26 плата 22 через прокладку 24 притягивается к перегородке 21, обеспечивая тем самым лучший контакт их поверхностей и, следовательно, более эффективную теплопередачу. Одновременно блок 11 при этом фиксируется в корпусе лампы. Для электрической изоляции блока 11 и винтов 12 от корпуса 20 имеются пластиковые втулки 27. Для отвода тепла в окружающую среду корпус имеет ребра 28, выполненные заодно с ним.Between the
Следующей проблемой прототипа - лампы CREE LR6 - является способ передачи электрических сигналов, в частности - питания на светодиоды - через изолированный от корпуса лампы разъем, выводы которого приходится вручную загибать и вручную распаивать при сборке лампы. Конечно, это решение - самое экономичное с точки зрения стоимости используемых компонентов (разъем не стоит практически ничего), но зато работа по сборке лампы не поддается автоматизации и должна выполняться вручную. К тому же, ручная пайка контактов разъема к плате светодиодов, которая преднамеренно выполнена из хорошо отводящего тепло материала (алюминия), прикрепленного через теплопроводную прокладку к радиатору (алюминиевому корпусу лампы) - это отдельная и сложная задача и работа. Возможно, требуется специальный припой. Может быть, требуется разогрев собранного «верха», цилиндрической части лампы LR6 CREE, или применение сверхмощного паяльника (который одновременно с пайкой может расплавить и сам разъем!), но все это не так-то просто осуществить.The next problem of the prototype - the CREE LR6 lamp - is a method of transmitting electrical signals, in particular - power to the LEDs - through a connector isolated from the lamp housing, the conclusions of which must be manually bent and manually soldered when assembling the lamp. Of course, this solution is the most economical in terms of the cost of the components used (the connector does not cost almost anything), but the lamp assembly work cannot be automated and must be done manually. In addition, the manual soldering of the connector contacts to the LED board, which is deliberately made of a material that is well heat-removing, aluminum, attached through a heat-conducting gasket to the radiator (aluminum lamp housing) is a separate and complex task and work. A special solder may be required. It may be necessary to heat up the assembled “top”, the cylindrical part of the LR6 CREE lamp, or use an extra powerful soldering iron (which can also melt the connector itself!), But all this is not so simple to carry out.
В то же время, существует еще один способ передачи электрических сигналов от блока питания лампы на плату светодиодов, а именно - можно совместить крепеж платы СД и подвод электрических сигналов к ней по винтам крепления.At the same time, there is another way of transmitting electrical signals from the lamp power supply to the LED board, namely, it is possible to combine the fastener of the SD board and the supply of electrical signals to it through the mounting screws.
При этом винты крепления СД-платы одновременно могут служить и для крепления собранного БП 11 в корпусе лампы, что значительно ускоряет сборку лампы и позволяет ее механизировать и автоматизировать. Винты перед сборкой желательно покрыть тонким слоем антикоррозионного покрытия, например - золота или никеля, а также смазать кончики винтов или все винты перед сборкой некоторым количеством жидкой или твердой смазки, для предотвращения возможной коррозии в месте стыка разнородных металлов. Можно покрыть контактные площадки платы и винты одним и тем же металлом, например - никелем или золотом, и коррозии не возникнет.At the same time, the mounting screws of the SD-board can simultaneously serve for mounting the assembled
На фиг.6 показан винт крепления 29, по которому подается электрический сигнал с блока 11 на плату 22. При завинчивании в гайку 30 головка винта 29 попадает на токопроводящую дорожку 31 платы 22. Гайка 30 при закреплении (развальцовке) на плате 25 также входит в контакт с токопроводящей дорожкой 32 этой платы. Таким образом, происходит электрическое соединение блока питания 11 и светодиодной платы 22, при этом в конструкции лампы должно быть не менее двух таких соединений. От перегородки 21 корпуса 20 блок питания 11 и винт 29 изолированы при помощи втулки 27.Figure 6 shows the
В прототипе - светодиодной лампе CREE LR6 - стекло лампы выполнено из оптического поликарбоната и имеет специальные приливы, предназначение которых - закрепить стекло в корпусе лампы. Для закрепления стекла, выступающие за корпус лампы приливы стекла оплавляются, например, паяльником, и затем это место дополнительно герметизируется компаундом. Такой прием хорош своей простотой, но имеет и ряд недостатков. Первый недостаток - стекло лампы может быть только из термопластичного материала. Это вполне допустимо для ламп, которые эксплуатируются внутри помещений. Если же лампа предназначена для эксплуатации на улице, в условиях сезонного изменения температуры окружающей среды, пыли, грязи, осадков и т.п. (а срок службы ТИС-лампы, в частности СД-лампы, составляет 10 лет и больше), то может оказаться необходимым применение стекла из минерального материала.In the prototype - the CREE LR6 LED lamp - the glass of the lamp is made of optical polycarbonate and has special tides, the purpose of which is to fix the glass in the lamp housing. To fix the glass, the tides of the protruding beyond the lamp housing are melted, for example, with a soldering iron, and then this place is additionally sealed with a compound. This technique is good for its simplicity, but also has a number of disadvantages. The first drawback is that the glass of the lamp can only be made of thermoplastic material. This is quite acceptable for lamps that are used indoors. If the lamp is designed for outdoor use, in conditions of seasonal changes in ambient temperature, dust, dirt, precipitation, etc. (and the service life of a TIS lamp, in particular an LED lamp, is 10 years or more), it may be necessary to use glass made of mineral material.
Второй недостаток - стекло, закрепляемое по методу лампы CREE, трудно герметизировать, так как выступающие элементы стекла лампы CREE имеют сложную форму, а герметизация оплавленной части стекла герметиком лишь частично может решить эту проблему. В конце концов, и оплавление и герметизацию выступов должен делать человек, а человеку свойственно ошибаться. Желательно исключить влияние человеческого фактора на конструкцию лампы, которая должна служить 10-15-25 лет, и не пропустить при этом внутрь себя ни пыль, ни влагу, ни насекомых. Чтобы сделать это, предлагается конструкция стекла лампы с кольцевой канавкой по ребру стекла. На фиг.7 показан стык стекла 2 с корпусом 20 лампы. Герметизация стыка осуществляется прокладкой (кольцом) 33, которая также служит фиксирующим элементом для стекла 2 и рассеивателя 3.The second drawback is that glass fixed by the CREE lamp method is difficult to seal, since the protruding glass elements of the CREE lamp have a complex shape, and sealing the melted part of the glass with sealant can only partially solve this problem. In the end, both the melting and sealing of the protrusions must be done by man, and it is human nature to make mistakes. It is advisable to exclude the influence of the human factor on the design of the lamp, which should last 10-15-25 years, and not to let dust, moisture, or insects go inside. To do this, a glass lamp design with an annular groove along the glass edge is proposed. In Fig.7 shows the junction of
Благодаря указанному профилю корпуса лампы (заходная фаска + цилиндрическая часть), эластичности и текучести материала прокладки (резина, силикон и другие резиноподобные материалы), а также подобранному профилю зазора между стеклом 2 и корпусом 20 лампы, при посадке стекла в корпус прокладка сначала обжимается заходной фаской 34 корпуса 20, затем деформируется, и заполняет зазор или часть зазора между стеклом и лампой, и, наконец, затекает в предназначенное для нее углубление 35 в корпусе лампы. Для улучшения скольжения и затекания прокладки, и облегчения сборки стекла и корпуса может применяться дополнительная жидкая или твердая смазка, а может и не применяться, но неизменным остается принцип одновременного закрепления и герметизации стекла лампы прокладкой из резиноподобного материала.Due to the specified profile of the lamp housing (entrance chamfer + cylindrical part), elasticity and fluidity of the gasket material (rubber, silicone and other rubber-like materials), as well as a selected profile of the gap between the
Данный метод позволяет прочно закрепить стекло в корпусе лампы, но такая фиксация является обратимой, то есть стекло можно не только вставить, но и вынуть, например, применив вакуумную присоску для вынимания стекла. Если же по каким-либо причинам требуется необратимая фиксация стекла, то можно применить конструкцию закрепления стекла, показанную на фиг.8. При посадке стекла 2 в корпус 29 пружинное кольцо 36, имеющее диаметр, больший наружного диаметра стекла, обжимается заходной фаской 34 корпуса 20 в проточке 37 стекла 2, которая имеет глубину, достаточную для того, чтобы кольцо 36 поместилось в ней полностью. При дальнейшем движении оно попадает в канавку (проточку 37) корпуса 20 и разжимается в ней за счет своих упругих свойств.This method allows you to firmly fix the glass in the lamp housing, but this fixation is reversible, that is, the glass can not only be inserted, but also removed, for example, using a vacuum suction cup to remove the glass. If, for some reason, irreversible fixation of the glass is required, then the glass fixing structure shown in Fig. 8 can be applied. When
Резиноподобная прокладка 33 герметизирует стекло, а металлическое или пластиковое разжимное пружинное кольцо 36 фиксирует его на месте, и извлечь его из корпуса уже нельзя.A rubber-
Также можно поставить и внешнее разжимное металлическое или пластиковое подпружиненное кольцо, но пара неодинаковых металлов «корпус лампы-фиксирующее кольцо» создает условия для электрохимической коррозии в этом месте, и такое стекло лампы уже не будет неразборным.You can also put an external expandable metal or plastic spring-loaded ring, but a pair of dissimilar metals “lamp housing-retaining ring” creates conditions for electrochemical corrosion in this place, and such a glass lamp will no longer be inseparable.
Аналогичным образом можно решить и проблему герметизации верхней крышки корпуса лампы. Применяется либо одиночная резиновая прокладка для герметизации и фиксации верхней крышки корпуса лампы, либо прокладка из резиноподобного материала для герметизации, и металлическое или пластиковое разжимное кольцо - для необратимой фиксации верхней крышки корпуса лампы. Также можно поставить и внешнее разжимное металлическое или пластиковое подпружиненное кольцо, но такая верхняя крышка уже не будет неразборной.Similarly, the problem of sealing the upper cover of the lamp housing can be solved. Either a single rubber gasket is used to seal and fix the upper cover of the lamp housing, or a gasket of rubber-like material for sealing, and a metal or plastic expansion ring are used to irreversibly fix the upper cover of the lamp housing. You can also put an external expandable metal or plastic spring-loaded ring, but such a top cover will no longer be non-separable.
На верхней крышке корпуса лампы можно закрепить разъем или цоколь для подачи питающего напряжения на лампу. На фиг.9 показана лампа с цоколем Е27, а на фиг.10 - с цоколем GU24 на верхней крышке.On the top cover of the lamp housing, you can attach a connector or cap to supply voltage to the lamp. Figure 9 shows a lamp with a base E27, and figure 10 with a base GU24 on the top cover.
В то же время, уличное исполнение лампы согласно нормам IP66 (Нормы IP65, 66, 67, 68) требует полной герметичности лампы. Это становится возможным в предложенной конструкции корпуса, если в заднюю крышку корпуса вмонтировать гермопроходник, например, под кабель круглого сечения в двойной изоляции. В этом случае, благодаря тому, что стекло лампы и задняя крышка лампы уже герметичны, гермопроходник (иногда еще называемый гермовводом) логично завершает конструкцию корпуса лампы, рассчитанной на эксплуатацию в любых погодных условиях в течение всего срока ее службы, то есть типовых 50000 или 100000 часов непрерывного «горения».At the same time, the street version of the lamp in accordance with IP66 standards (IP65, 66, 67, 68) requires complete lamp tightness. This becomes possible in the proposed housing design, if a pressure seal is mounted in the rear housing cover, for example, under a cable of circular cross section in double insulation. In this case, due to the fact that the glass of the lamp and the back cover of the lamp are already sealed, a pressure passage (sometimes also called a pressure seal) logically completes the design of the lamp housing, which is designed to operate in any weather conditions during its entire service life, i.e. typical 50,000 or 100,000 hours of continuous "burning".
Заднюю крышку корпуса лампы можно сделать простой, с отверстием или резьбой под вкручивание гермоввода, или составной, то есть состоящей из 2-х или более частей. Простая конструкция - дешевле, составная - более удобна потребителю.The back cover of the lamp housing can be made simple, with a hole or thread for screwing in the pressure seal, or composite, that is, consisting of 2 or more parts. Simple design - cheaper, composite - more convenient for the consumer.
На фиг.11 показана простая крышка для герметичного исполнения лампы. Герметизация стыка крышки 38 с корпусом 2 обеспечивается прокладкой 39, а ее фиксация - пружинным кольцом 40 подобно тому, как это описано выше для стекла 2 (для примера по фиг.8). Гермоввод 41 обеспечивает герметичость прохода в корпус лампы входящего кабеля 42, жилы которого зажимаются в клеммной колодке 43, расположенной на блоке питания 11. После того как пользователь подключил кабель к блоку питания, он закрывает крышку 38, после чего лампа становится неразборной. На фиг.12 показана составная верхняя крышка лампы. Герметизация стыка несъемной части 44 крышки с корпусом 2 обеспечивается прокладкой 39, а ее фиксация - пружинным кольцом 40, как и на фиг.11. Съемная часть 45 крышки фиксируется винтами 46, заворачиваемых в глухие резьбовые отверстия несъемной части 44. Герметизация стыка съемной и несъемной частей крышки осуществляется прокладкой 47. Гермоввод 41 вворачивается в съемную часть 45 крышки и герметизирует проход кабеля 42. Также возможно исполнение, в котором винты 46 вворачиваются в сквозные отверстия несъемной часть 44 крышки. В этом случае, возможно уменьшить массу крышки, но потребует принятия мер для герметизации каждого винта.11 shows a simple cover for a sealed lamp design. The sealing of the junction of the
Составная верхняя крышка позволит, при сохранении герметичности корпуса лампы, обеспечить доступ монтажника внутрь корпуса лампы, что необходимо во время подсоединения лампы к питающему кабелю. Она также позволяет использовать лампу в качестве соединительной коробки, то есть позволяет соединить внутри лампы провода 2-х кабелей, входящего и выходящего, и таким образом позволяет соединять лампы последовательно, в длинные цепочки, не применяя каких-либо дополнительных монтажных или соединительных коробок, которые, если бы они потребовались, должны были бы быть также выполнены в соответствии с нормами IP66, что весьма и весьма недешево, и к тому же - не всегда удобно.The composite top cover will allow, while maintaining the tightness of the lamp housing, to provide access to the installer inside the lamp housing, which is necessary when connecting the lamp to the power cable. It also allows you to use the lamp as a junction box, that is, it allows you to connect the wires of 2 cables in and out inside the lamp, and thus allows you to connect the lamps in series, in long chains, without using any additional mounting or junction boxes that if they were required, they would also have to be implemented in accordance with IP66 standards, which is very, very expensive, and also not always convenient.
На фиг.13 показана лампа с входящим и выходящим кабелями. Гермоввод 41 обеспечивает герметичный проход в корпус лампы входящего 42 и выходящего 48 кабелей. Жилы входящего кабеля стыкуются к клеммной колодке 43, а выходящего - к колодке 49 блока питания 11 и управления лампы. При таком использовании лампы необходим уплотнительный элемент гермопроходника с двумя отверстиями, для входящего и выходящего кабелей соответственно. Такие уплотнительные элементы широко представлены на рынке, и выпускаются, например, фирмой Hummel AG (KV-Katalog-low.pdf с сайта www.hummel.com, стр.42-43).On Fig shows a lamp with incoming and outgoing cables.
В завершение, остановимся на проблеме крепления лампы в предназначенном для нее месте. Прототип, лампа CREE LR6, имеет для этого лепестки, или «ноги» из упругого листового материала, закрепленные на верхней крышке лампы при помощи заклепок, таким образом, что оси их вращения параллельны оси лампы.In conclusion, let us dwell on the problem of fixing the lamp in the place intended for it. The prototype, a CREE LR6 lamp, has for this purpose petals, or “legs” of elastic sheet material, mounted on the top of the lamp with rivets, so that their axis of rotation is parallel to the axis of the lamp.
На фиг.14 показан вид на лампу CREE LR6 со стороны цоколя, то есть сверху. Упругие элементы («ноги») 17 крепятся к верхней крышке 15 заклепками 18. Как видно на фото, крышка 15 имеет приливы с выступами, которые обеспечивают некоторую фиксацию «ног» в трех положениях: полностью убранном (а), промежуточном (б) и полностью выпущенном (в). Положения б и в могут применятся при установке лампы в контейнеры различного диаметра. Для извлечения лампы из контейнера надо повернуть ее за фланец со стороны стекла против часовой стрелки. На фиг.15 и 16 также хорошо видно, что выступы, на которых закреплены «ноги», перекрывают несколько ребер воздушного охлаждения корпуса лампы, тем самым ухудшая теплоотдачу этих ребер. Когда лампа задвигается в предназначенный для нее контейнер, диаметром от 5,5 до 6,5 дюймов, лепестки изгибаются, и своим острым краем упираются в стенку контейнера, не давая лампе выпасть из контейнера наружу. На фиг.17 показана лампа LR6, зафиксированная внутри стандартного контейнера при помощи сжатых «ног» 17.On Fig shows a view of the lamp CREE LR6 from the base, that is, from above. Elastic elements (“legs”) 17 are attached to the
Так как лампа LR6 заявлена как ретрофитная, то есть заменяющая старую лампу накаливания на ее месте, то уже существующие контейнеры под такую лампу имеют значительный разброс внутреннего диаметра, от 5,5 до 6,5 дюймов. Чтобы компенсировать этот разброс, лепестки лампы перед монтажом могут располагаться в нескольких фиксированных положениях (фиг.14-16). Чем меньше диаметр контейнера, тем более крайнее положение должен занять лепесток и тем меньше он изогнется при вставке лампы в контейнер. Данное решение крепежных лепестков не является оптимальным для нашего корпуса лампы.Since the LR6 lamp is declared as retrophytic, that is, replacing the old incandescent lamp in its place, existing containers for such a lamp have a significant variation in internal diameter, from 5.5 to 6.5 inches. To compensate for this variation, the petals of the lamp before installation can be located in several fixed positions (Fig.14-16). The smaller the diameter of the container, the more extreme the petal should be and the less it will bend when the lamp is inserted into the container. This solution of mounting tabs is not optimal for our lamp housing.
Во-первых, заклепки трудно сделать герметичными, а нам нужен именно герметичный корпус, отвечающий требованиям IP66.Firstly, it is difficult to make rivets airtight, and we need exactly a sealed body that meets the requirements of IP66.
Во-вторых, любая подстройка параметров системы перед монтажом возможна, но нежелательна. Нужно исключить влияние человеческого фактора на качество установки лампы, поэтому нужно исключить необходимость подстройки лепестков лампы под диаметр контейнера. Кроме того, при повороте лепестка из осевого положения в любое тангенциальное лепестки уже не будут контактировать с контейнером в 2-х точках, а скорее всего останется одна точка контакта. Насколько это надежно - трудно судить, но понятно, что двухточечный контакт лепестка с корпусом контейнера предпочтительнее одноточечного.Secondly, any adjustment of the system parameters before installation is possible, but undesirable. It is necessary to exclude the influence of the human factor on the installation quality of the lamp, therefore, it is necessary to exclude the need to adjust the lamp petals to the diameter of the container. In addition, when you turn the petal from the axial position to any tangential, the petals will no longer be in contact with the container at 2 points, but most likely there will be one contact point. How reliable it is is difficult to judge, but it is clear that the point-to-point contact of the petal with the container body is preferable to single-point.
В-третьих, для извлечения лампы CREE LR6 из контейнера ее нужно повернуть против часовой стрелки на некоторый угол. Лепестки «убираются» внутрь, и лампа может быть извлечена из контейнера. Если же монтажник забыл или не смог подстроить лепестки лампы под диаметр контейнера, извлечение из него лампы может оказаться проблематичным, ведь на пути поворота лепестка будет еще несколько фиксаторов промежуточных положений.Thirdly, to remove the CREE LR6 lamp from the container, you need to turn it counterclockwise by some angle. The petals are "tucked" inward and the lamp can be removed from the container. If the installer forgot or could not adjust the lamp petals to the diameter of the container, removing the lamp from it can be problematic, because there will be several intermediate position locks on the way to turn the petal.
В-четвертых, ограничители поворота лепестков на задней крышке мешают потоку воздуха обтекать сразу несколько ребер охлаждения корпуса лампы, что снижает эффективность корпуса лампы как радиатора, отводящего тепло от СД-платы.Fourth, the rotation limiters of the petals on the back cover prevent the air flow from flowing over several cooling ribs of the lamp housing at once, which reduces the efficiency of the lamp housing as a radiator that removes heat from the LED board.
В настоящей конструкции лампы согласно изобретению предлагается закрепить лепестки («ноги») в наклонных положениях. Наклонное, по отношению к оси лампы, размещение осей вращения упругих поворотных лепестков («ног») корпуса позволяет увеличить силу зацепления «ног» за контейнер лампы, благодаря 2-х точечному контакту лепестка за корпус, вместо, в большинстве случаев, одноточечного у лампы CREE LR6, позволяет избежать необходимости выбора монтажного положения лепестков в зависимости от внутреннего диаметра контейнера лампы, позволяет поворачивать корпус лампы относительно контейнера, при извлечении, в любую сторону, а не только в строго заданную, и позволяет легко извлечь лампу, установленную в контейнер любого размера (в пределах от 5,5 до 6,5 дюймов внутреннего диаметра). Дополнительно на ребрах охлаждения, на которых установлены поворотные лепестки, можно выполнить отверстия для закрепления лампы болтами в контейнерах других видов и размеров, либо для закрепления лампы на П-образном кронштейне, как это обычно делается при установке ламп и прожекторов для наружного освещения зданий, парков, садов, прудов, дорожек и т.п.In the present design of the lamp according to the invention, it is proposed to fix the petals (“legs”) in inclined positions. The inclined, relative to the lamp axis, placement of the axis of rotation of the elastic rotary lobes (“legs”) of the housing allows you to increase the engagement force of the “legs” of the lamp container, thanks to the 2-point contact of the petal to the housing, instead of, in most cases, a single-point lamp CREE LR6, avoids the need to choose the mounting position of the petals depending on the inner diameter of the lamp container, allows you to rotate the lamp housing relative to the container, when removed, in any direction, and not just strictly specified, and allows t easily remove the lamp mounted in a container of any size (ranging from 5.5 to 6.5 inches internal diameter). Additionally, on the cooling fins, on which the rotary lobes are mounted, you can make holes for fixing the lamp with bolts in containers of other types and sizes, or for fixing the lamp on a U-shaped bracket, as is usually done when installing lamps and spotlights for outdoor lighting of buildings, parks , gardens, ponds, paths, etc.
На фиг.18 показана лампа с наклонно закрепленными в приливах 50 корпуса 20 при помощи винтов 51 упругими элементами («ногами») 17. В приливах 50 выполнены резьбовые отверстия 52, в которые ввернуты винты 51 (фиг.19). Они удерживают «ноги» 17, выполненные из пружинной листовой стали, имеющие на концах, прилегающих к ребрам 11 корпуса, подштамповки (т.н. пуклевки) 53, стопорящие «ноги» в раскрытом положении (фиг.18). Для извлечения лампы из контейнера необходимо повернуть ее в любую сторону, при этом «ноги» 17 повернуться вокруг винтов 51, как это показано на фиг.20. Также в приливах 50 выполнены дополнительные резьбовые отверстия 54. Как видно из фиг.18, 19, конструкция корпуса обеспечивает свободный проход воздуха вдоль всего оребрения лампы.FIG. 18 shows a lamp with elastic elements (“legs”) 17. The threaded holes 52 are made in the
На фиг.21 показана лампа герметичного исполнения, закрепленная на П-образном кронштейне 55 на поверхности 56, например потолка садовой беседки, при помощи крепежных винтов 57. Скоба крепится к корпусу винтами 58, заворачиваемыми в отверстия 54 (фиг.18). Питание осуществляется по кабелю 42 через гермоввод 41. В таком исполнении декоративный фланец на корпусе лампы не нужен.On Fig shows a sealed lamp, mounted on a
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011110103/07A RU2470222C2 (en) | 2011-03-17 | 2011-03-17 | Light diode lighting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011110103/07A RU2470222C2 (en) | 2011-03-17 | 2011-03-17 | Light diode lighting device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011110103A RU2011110103A (en) | 2012-09-27 |
RU2470222C2 true RU2470222C2 (en) | 2012-12-20 |
Family
ID=47077956
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011110103/07A RU2470222C2 (en) | 2011-03-17 | 2011-03-17 | Light diode lighting device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2470222C2 (en) |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015031529A1 (en) * | 2013-08-27 | 2015-03-05 | Cooper Technologies Company | Elevated light source cavity |
RU2547460C2 (en) * | 2013-07-18 | 2015-04-10 | Виктор Васильевич Бармин | Lighting module with light-emitting diodes (led) |
RU2548683C2 (en) * | 2013-06-25 | 2015-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Альбатрос" | Lighting fixture |
RU2566660C2 (en) * | 2013-05-23 | 2015-10-27 | Юрий Вячеславович Ивлиев | Led-based spotlight |
US9638407B2 (en) | 2013-08-27 | 2017-05-02 | Cooper Technologies Company | Elevated light source cavity |
US9677751B2 (en) | 2013-08-27 | 2017-06-13 | Cooper Technologies Company | Multi-functional heat sink |
RU2695631C1 (en) * | 2018-11-14 | 2019-07-25 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Connecting device for installation and connection of external lighting fixture |
RU2706334C1 (en) * | 2017-11-07 | 2019-11-18 | Юрий Вячеславович Ивлиев | Method of generating curve of searchlight intensity, searchlight and spotlight illuminating device for method implementation |
RU195360U1 (en) * | 2019-09-16 | 2020-01-23 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт электронных приборов" | SPOTLIGHT LIGHT INSTRUMENT |
WO2020027703A1 (en) * | 2018-08-02 | 2020-02-06 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Свердловэлектро-Силовые Трансформаторы" (Ооо "Свэл-Силовые Трансформаторы") | Safety device |
RU2729471C2 (en) * | 2019-10-02 | 2020-08-06 | Общество с ограниченной ответственностью "ФОРТИС" | Led lamp |
RU2732195C1 (en) * | 2020-04-13 | 2020-09-14 | Общество с ограниченной ответственностью «КОННЕКТОР» | Connecting device for installation and connection of external lighting fixture |
RU201984U1 (en) * | 2020-08-18 | 2021-01-26 | Акционерное общество "Физтех-Энерго" | INDUSTRIAL LED LIGHT |
RU2816102C1 (en) * | 2023-11-28 | 2024-03-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" | Industrial led luminaire |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU77397U1 (en) * | 2008-05-12 | 2008-10-20 | Александр Александрович Слипченко | THERMOCOUPLES FOR FLAME CONTROL WITH A GAS SAFETY VALVE |
US20090296384A1 (en) * | 2006-12-01 | 2009-12-03 | Cree Led Lighting Solutions, Inc. | Lighting device and lighting method |
CN101629682A (en) * | 2009-07-06 | 2010-01-20 | 杨振行 | High-power LED lamp |
RU95795U1 (en) * | 2008-12-08 | 2010-07-10 | Валерий Николаевич Стожок | LED LIGHTING DEVICE |
RU96696U1 (en) * | 2010-02-18 | 2010-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Тифлотек" | LED EFFICIENCY WITH HIGH EFFICIENCY CONVECTION COOLING |
RU96931U1 (en) * | 2010-05-13 | 2010-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Воля" | SEALED LAMP (OPTIONS) |
-
2011
- 2011-03-17 RU RU2011110103/07A patent/RU2470222C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090296384A1 (en) * | 2006-12-01 | 2009-12-03 | Cree Led Lighting Solutions, Inc. | Lighting device and lighting method |
RU77397U1 (en) * | 2008-05-12 | 2008-10-20 | Александр Александрович Слипченко | THERMOCOUPLES FOR FLAME CONTROL WITH A GAS SAFETY VALVE |
RU95795U1 (en) * | 2008-12-08 | 2010-07-10 | Валерий Николаевич Стожок | LED LIGHTING DEVICE |
CN101629682A (en) * | 2009-07-06 | 2010-01-20 | 杨振行 | High-power LED lamp |
RU96696U1 (en) * | 2010-02-18 | 2010-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Тифлотек" | LED EFFICIENCY WITH HIGH EFFICIENCY CONVECTION COOLING |
RU96931U1 (en) * | 2010-05-13 | 2010-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Воля" | SEALED LAMP (OPTIONS) |
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2566660C2 (en) * | 2013-05-23 | 2015-10-27 | Юрий Вячеславович Ивлиев | Led-based spotlight |
RU2548683C2 (en) * | 2013-06-25 | 2015-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Альбатрос" | Lighting fixture |
RU2547460C2 (en) * | 2013-07-18 | 2015-04-10 | Виктор Васильевич Бармин | Lighting module with light-emitting diodes (led) |
RU2547460C9 (en) * | 2013-07-18 | 2015-06-20 | Виктор Васильевич Бармин | Lighting module with light-emitting diodes (led) |
WO2015031529A1 (en) * | 2013-08-27 | 2015-03-05 | Cooper Technologies Company | Elevated light source cavity |
US9638407B2 (en) | 2013-08-27 | 2017-05-02 | Cooper Technologies Company | Elevated light source cavity |
US9677751B2 (en) | 2013-08-27 | 2017-06-13 | Cooper Technologies Company | Multi-functional heat sink |
US10571110B2 (en) | 2013-08-27 | 2020-02-25 | Eaton Intelligent Power Limited | Elevated light source cavity |
RU2706334C1 (en) * | 2017-11-07 | 2019-11-18 | Юрий Вячеславович Ивлиев | Method of generating curve of searchlight intensity, searchlight and spotlight illuminating device for method implementation |
WO2020027703A1 (en) * | 2018-08-02 | 2020-02-06 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Свердловэлектро-Силовые Трансформаторы" (Ооо "Свэл-Силовые Трансформаторы") | Safety device |
RU2695631C1 (en) * | 2018-11-14 | 2019-07-25 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Connecting device for installation and connection of external lighting fixture |
RU195360U1 (en) * | 2019-09-16 | 2020-01-23 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт электронных приборов" | SPOTLIGHT LIGHT INSTRUMENT |
RU2729471C2 (en) * | 2019-10-02 | 2020-08-06 | Общество с ограниченной ответственностью "ФОРТИС" | Led lamp |
RU2732195C1 (en) * | 2020-04-13 | 2020-09-14 | Общество с ограниченной ответственностью «КОННЕКТОР» | Connecting device for installation and connection of external lighting fixture |
RU201984U1 (en) * | 2020-08-18 | 2021-01-26 | Акционерное общество "Физтех-Энерго" | INDUSTRIAL LED LIGHT |
RU2816102C1 (en) * | 2023-11-28 | 2024-03-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" | Industrial led luminaire |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011110103A (en) | 2012-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2470222C2 (en) | Light diode lighting device | |
US11118764B2 (en) | Surface mounted light fixture and heat dissipating structure for same | |
US8405947B1 (en) | Thermally protected light emitting diode module | |
EP2134569B1 (en) | Lighting assembly having a heat dissipating housing | |
US10920943B2 (en) | Emergency backup ready downlight | |
CN201954372U (en) | Perforation integrated LED explosion-proof lamp | |
CN106062478A (en) | Floodlights with multi-path cooling | |
WO2013059276A1 (en) | Light emitting diode (led) lighting systems and methods | |
CN101307891A (en) | Highly effective radiation LED lamps | |
US20190072266A1 (en) | LED Luminaire Having Improved Thermal Management | |
RU2638821C2 (en) | Led lamp for street lighting | |
US9702539B2 (en) | Flow-through luminaire | |
US11493190B2 (en) | Surface mounted light fixture and heat dissipating structure for same | |
CN202521449U (en) | Integrated light emitting diode (LED) explosion-proof lamp | |
US9228722B2 (en) | Outdoor LED lighting device structure with easy installation features | |
CN201078676Y (en) | LED light fitting with high efficiency and heat sinking | |
JP7016219B2 (en) | Lighting equipment and lighting equipment | |
CN202177071U (en) | Integrated light-emitting diode (LED) explosion-proof lamp | |
KR101107058B1 (en) | light of LED | |
CN104075152B (en) | LED light fixture | |
RU141312U1 (en) | LED LAMP (OPTIONS) | |
CN218993351U (en) | Waterproof lamp with color temperature control function | |
CN216244164U (en) | Lamp sealing structure used underwater | |
CN209801333U (en) | Solar energy lamp | |
CN216591584U (en) | Lamp set |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20130314 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20130919 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140318 |