WO2013057433A1 - Dispositif d'éclairage à diodes électroluminescentes - Google Patents

Dispositif d'éclairage à diodes électroluminescentes Download PDF

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radiator
plate
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light
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Philippe SHAKESHAFT
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Epled France
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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the invention relates to a lighting device with light emitting diodes equipped with a heat sink, and will find a particular application as a lighting head for street lamp.
  • the field of the invention is that of public lighting devices, such as street lights or the like.
  • lighting heads comprising a lampshade, equipped with light-emitting diode arrays and a heat sink for evacuating the heat generated by said diodes.
  • document EP2189 709A1 discloses a lighting device with light-emitting diodes, more particularly a lamp post, comprising a heat sink.
  • This shade comprises an upper plate and a lower plate shaped and assembled together so as to form a hollow body internally receiving light emitting diode rails.
  • the sheets are provided with perforations so as to form a blind, breathable, constituting a heat sink.
  • This lampshade makes it possible to create, by convention phenomena, a flow of air ensuring the cooling of the light-emitting diodes.
  • the object of the present invention is to provide a lighting device with light emitting diodes equipped with a heat sink, and whose cooling performance is improved.
  • Another object of the present invention is to provide such a lighting device integrating the electronic part necessary for power supply, see the driving of the light emitting diodes.
  • Another object of the present invention is to propose such a lighting device of simplified design, minimizing the number of parts required for its manufacturing.
  • Another object of the present invention is to provide such a lighting device requiring little maintenance.
  • the invention relates to a light-emitting diode lighting device equipped with a heat dissipator comprising a radiator.
  • the heat dissipator comprises:
  • a base body one of the faces of the base body, said lighting face supporting said light-emitting diodes, said lighting face being intended to be directed downwards, the other face of the base body, so-called heat transfer face being in contact with the radiator,
  • the radiator constituted by a monobloc element comprising:
  • fins extending around said plate, said fins being oriented substantially perpendicular to said plate, so as to allow the cooling of the light-emitting diodes by natural convection.
  • the base body has a chamfer on its circumference between said transmission face and the edge of the basic body
  • the face of the radiator plate in contact with said heat-transmitting face has a cavity of complementary shape to that of the base body, with a flat surface in contact with the heat-transmitting face and a bevelled part in contact with the chamfer.
  • said face of the radiator plate in contact with the heat transmission face is called the lower face, walls of said one-piece element projecting from the other side of the plate, said upper face, said walls being oriented substantially perpendicular to said plate, said fins being secured by their inner edge of said walls;
  • the device has a feed group, said walls of said monobloc member forming a housing, in particular of rectangular shape, inside which is received the feed group;
  • the power pack is received in a housing positioned in said housing so as to create a blade of air between the interior of the housing and the housing of the power pack, said plate of said radiator having vents orifices in such a way as to allow the circulation of said air gap by natural convection;
  • said radiator is said first radiator
  • the power unit comprising a second radiator, distinct from said first radiator, said second radiator being constituted by a monobloc element provided with fins, in particular provided in the extension of the fins of said first radiator;
  • the device has an optical arranged in line with said light emitting diodes and wherein the face of the dissipator plate in contact with the heat transmission face has a shoulder dimensioned for the reception of the optics;
  • the optics is maintained in shoulder by means of a removable ring, an eyelash seal allowing the flow of rain water on the surface of the optics;
  • the lighting face of the base body supporting said light-emitting diodes comprises a middle part and, on either side, two projecting lateral parts, said middle part supporting blue-light-emitting diodes embedded in a phosphorized gel, the gel being received in the cavity formed between said two lateral parts, the lateral parts receiving other light-emitting diodes;
  • the base body is in a copper-based metal and said monoblock element of the aluminum dissipator, a silver-based coating, of thickness less than 100 microns, facilitating the transfer of heat between the base body and said monobloc element;
  • the invention also relates to a lamp post equipped with a lighting device according to the invention, said lighting face being directed downwards.
  • FIG. 1 is a perspective view of a lighting device according to the invention according to one embodiment.
  • FIG. 2 is a sectional view of the device as illustrated in FIG.
  • Figure 3 is an exploded view of the device as shown in Figure 1.
  • FIG. 4 is a sectional view of the device as illustrated in FIG.
  • FIG. 5 is a detailed view of the diode matrix supported by the base body.
  • FIG. 6 is a sectional view of the matrix as illustrated in FIG. 5;
  • FIG. 7 is a view illustrating the particular relief of the illumination face of the base body.
  • FIG. 8 is a perspective view from above of a lighting device, according to a second embodiment of the invention, of rectangular shape
  • FIG. 9 is a view from below of the device of FIG. 8.
  • the invention relates to a lighting device 1 with light-emitting diodes 2 equipped with a heat dissipator comprising a heat sink 3 and whose function is to ensure the cooling of said light-emitting diodes 2.
  • said heat dissipator comprises:
  • a base body 4 one of the faces of the base body 4, said lighting face 6 supporting said light-emitting diodes 2, said lighting face 6 being intended to be directed downwards, the other face of the base body 4, said face 7 of heat transmission being in contact with the radiator 3,
  • said radiator 3 constituted by a monoblock element 30 comprising:
  • the base body 4 is in a copper-based metal and said monobloc element 30 of the aluminum radiator 3.
  • a coating based on silver of thickness less than 100 microns, especially between 10 and 70 microns (ie 30 microns) may be provided between the radiator 3 and the base body to facilitate heat transfer between these two elements.
  • the light-emitting diodes may be secured (ie soldered) to the illumination face 6 of the disc 5 by means of a silver-based coating, less than 100 microns thick, in particular between 10 and 70 microns (ie 30 microns).
  • the heat generated by the light-emitting diodes is transmitted to the base body 4, then to the radiator 3.
  • the heating of the radiator 3 creates a temperature gradient promoting the air circulation between the fins 32, by natural convection.
  • the basic body 4 takes the general shape of a disc 5.
  • the base body 4 such as for example a thin body of square shape, in star or other ...
  • the fins 32 are, according to the examples illustrated in the figures, directed along their length strictly perpendicular to the plane of the plate 31.
  • These fins may however not be strictly perpendicular to the plane of the plate 31, but have a slight inclination with the perpendicular, and in particular an inclination relative to the perpendicular between 0 ° and 15 °.
  • the fins 32 are angularly distributed regularly around the axis ⁇ of the disk 5, directed in radial directions.
  • FIGS. 4 and 6 illustrate more particularly in FIGS. 4 and 6:
  • the base body 4 (in particular the disk 5) has a chamfer 50 on its circumference between said heat transfer face 7 and the edge of the base body 4,
  • the face of the plate 31 of the radiator 3 in contact with the heat transfer face 7 has a cavity 33 of complementary shape to that of the base body 4, in particular the disc 5, with a flat surface 34 in contact with the face 7 and a beveled portion 35 in contact with the surface of the bevel 50.
  • this beveled portion 35 is frustoconical. In the case of a square base body, this beveled portion would affect a truncated pyramid shape.
  • Such an assembly makes it possible in particular to increase the exchange surfaces between the base body 4 and the radiator 3, and generally to improve the performance of the heat sink.
  • the inventor has found good cooling performance when the length of the fins 32 in said direction substantially perpendicular to the plate 31 is greater than one-third of the smallest dimension of the base body 4, in a direction parallel to said plate 31 .
  • the monobloc element 30 of the radiator 3 constitutes an air-permeable shade.
  • said face of the radiator plate 3 in contact with the heat transfer face 7 is said lower face, walls 36 of said one-piece element 30 extending from the other face of the plate 31, so-called upper face, said walls 36 being oriented perpendicular to the plane of said plate 31, said fins 32 being integral by their inner edge of said walls 36.
  • the lighting device comprises a power supply unit 8 comprising the electronics necessary for powering or even driving the diodes.
  • said walls 36 of said one-piece element 30 form a housing 9, in particular of rectangular shape (seen from above); inside which feed group 8 is received.
  • the feed group 8 is received in a housing 80, complementary in shape to the housing, positioned in said housing 9 so as to create an air gap 10 between the interior of the housing 9 and the housing 80 of the housing.
  • feed group 8 and more particularly an air gap between the underside of the housing 80 and the upper face of the plate 31, and an air gap between each of the four side walls of the housing 80 and the wall 36 corresponding forming the housing 9.
  • said plate 31 of said radiator 3 has vent holes 37 so as to allow the circulation of said air knife by natural convection.
  • This circulation of the air space illustrated by the arrows in FIG. 4, ensures the cooling of the supply unit, but also that of the radiator 3.
  • said radiator is said first radiator 3, the power unit 8 comprising a second radiator 11, separate from said first radiator 3, said second radiator 11 being constituted by a monobloc element 110 provided with 111.
  • the function of second radiator is to ensure the cooling of the feed group 8; and in particular of its constituent electronic components.
  • the monobloc element 110 of the radiator 11 also accumulates a cover function to close the upper opening of the housing 80 of said power supply unit 8.
  • a seal 81 makes it possible to seal between the housing 80 and this cover.
  • the fins 111 of the second radiator 11 may be provided in the extension of the fins 32 of said first radiator 3.
  • the one-piece element 110 may be made of aluminum and, in particular is obtained by molding.
  • the one-piece body 110 has a housing, receiving a connection device 22 between a power supply cable 21 and the power supply unit 8, and capable of providing a class II protection according to FIG. standard NF C 15-100.
  • This connection device 22 comprises a housing 23 in an electrically insulating material (ie plastic) whose upper opening is closed by a cover 24, sealingly via a gasket 25.
  • the bare parts of the electric cables are connected in the internal volume of the housing 23, through an electrical connector.
  • the lighting device has an optic 12 arranged in line with said light-emitting diodes 2.
  • the light-emitting diodes 2 are concentrated on the illumination face of the base body so that the end user only distinguishes one light source, and not a plurality of light spots.
  • the surface density of the diodes can be from 12 to 20 light-emitting diodes per cm.
  • the average diameter of this optic 12 is greater than four times the average diameter of the emission surface of said illumination face 6 of the base body.
  • emission surface of the illumination face 6 is meant the smallest area carrying all the light-emitting diodes 2 of the base body 4.
  • the average diameter of the emission surface is about 28 mm and the average diameter of the optics is 127 mm.
  • the face of the plate 31 of the radiator 3 in contact with the heat transmission face may have a shoulder 13, in particular circular, sized for the reception of the optical 12, circular shape corresponding to the interlocking game near.
  • the circular shape advantageously makes it possible to adjust the orientation of the optics and thus the illumination when the optics 12 is asymmetrical optics.
  • the optic 12 is held in the shoulder 13 by means of a ring 14, removable, and a typical system, cooperating with said monobloc element 30.
  • the system is thus scalable and interchangeable.
  • an eyelash seal 15 allows the flow of rainwater on the surface of the optics 12 to ensure self-cleaning of the optics 12.
  • This eyelash seal 15 is made of an elastomeric material by a integral element having a circular portion 150 intended to be clamped between the optic 12 and said ring 14, and a plurality of eyelashes 151, salient, regularly distributed over said circular portion 151, resting on the optic 12 of to facilitate the flow of water on the optics 12.
  • the illumination face 6 of the base body 4, in particular of the disc 5 supporting said light-emitting diodes 2 comprises a median part 16 and, on either side, two lateral parts 17 , 18, projecting.
  • Said middle portion 16 is intended to support light-emitting diodes of blue color embedded in a phosphorized gel 19 received in the cavity formed between said two lateral parts 17, 18.
  • the lateral parts receive other light-emitting diodes and in particular light-emitting diodes emitting in the visible range (i.e red or amber color) or in the field of non-visible (i.e UV or I.R.).
  • the middle parts 17, 18 are surrounded by a groove 40, generally circular, receiving the interlocking game near a printed circuit 20, allowing in particular the control of the diodes of the array, row by row.
  • a retaining ring 41 is fixed in particular by means of screws on the lighting face 6 of the disk 5 and makes it possible to keep the printed circuit 20 in the groove 40.
  • the inner edge 42 (of smaller diameter) of this retaining ring 41 has a shoulder 43 whose inclination makes it possible to retain a layer of gel 46 (silicone) covering the diode matrix 2 and in particular said middle and lateral portions 16, 17, 18, or even a portion of the printed circuit 20.
  • an electrical harness 44 extends from inside the housing 80 of the power supply unit 8 to an electrical plug 45 of the printed circuit 20 via a through-hole 38 of the plate 31 of said monoblock element 30.
  • the invention also relates to a lamp post equipped with a lighting device according to the invention, said lighting face being directed downwards.
  • the present application concerns, in addition to the invention, the matrix of diodes, as such, and more particularly, the base body 4, the support face of the light-emitting diodes 2 comprises a middle portion 16, and on both sides , two lateral parts 17, 18, projecting.
  • the middle part 16 is intended to support light-emitting diodes of blue-colored contours embedded in a phosphor gel 19.
  • This gel is received (strictly) in the cavity formed between the two lateral parts 17, 18 and makes it possible to modify the emission of the blue diodes in order to obtain light perceived as white.
  • the middle portions 17, 18 receive on their surface other diodes and in particular light-emitting diodes emitting the visible range (i.e. red or other color) or in the visible range (ie UV or I.R).
  • the diodes of the middle part 16 and that of the lateral parts can advantageously be controlled independently, row by row, by pulse width modulation (PWM). All of these parts 16,17,18,19 is covered with a layer of gel 46.
  • the concentration of the diodes of the medial and lateral parts is such that a user perceives only one light source, and not a plurality of points.
  • the surface density of the diodes can be 12 to 20 light emitting diodes per cm 2 .
  • the present applicant reserves the right to file a divisional application for this matrix of diodes.
  • Second heat sink 11 One-piece element (second heat sink 11) 111 fins (second heat sink 11).

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Abstract

Dispositif d'éclairage (1) à diodes électroluminescentes équipé d'un dissipateur d'énergie thermique comprenant un radiateur caractérisé en ce que ledit dissipateur d'énergie thermique comprend : - un corps de base (4), l'une des faces du corps de base (4), dite face d'éclairage supportant lesdites diodes électroluminescentes, ladite face d'éclairage étant destinée à être dirigée vers le bas, l'autre face du corps de base (4), dite face de transmission (7) de chaleur étant en contact avec le radiateur (3), - le radiateur (3) constitué par un élément monobloc comprenant : - une plaque (31), l'une des faces de la plaque étant en contact avec ladite face (7) de transmission de chaleur du corps de base (4) - des ailettes (32) s 'étendant autour de ladite plaque (31), lesdites ailettes (32) étant orientées sensiblement perpendiculaires à ladite plaque (31) de telle façon à permettre le refroidissement des diodes électroluminescentes par convection naturelle.

Description

Dispositif d'éclairage à diodes électroluminescentes
L'invention est relative à un dispositif d'éclairage à diodes électroluminescentes équipé d'un dissipateur d'énergie thermique, et trouvera une application particulière comme tête d'éclairage pour lampadaire.
Le domaine de l'invention est celui des dispositifs d'éclairage publics, tels que lampadaires ou similaires.
Dans le domaine de l'éclairage public, on connaît des têtes d'éclairage comprenant un abat-jour, équipé de matrices de diodes électroluminescentes et d'un dissipateur de chaleur pour évacuer la chaleur engendrée par lesdites diodes.
Par exemple le document EP2189 709A1 divulgue un dispositif d'éclairage à diodes électroluminescentes, plus particulièrement un lampadaire, comprenant un dissipateur de chaleur.
Cet abat-jour comprend une tôle supérieure et une tôle inférieure conformées et assemblées entre elles de manière à former un corps creux recevant intérieurement des rails de diodes électroluminescentes. Les tôles sont pourvues de perforations de manière à constituer un abat-jour, perméable à l'air, constituant un dissipateur de chaleur.
La mise en température de cet abat-jour permet de créer, par les phénomènes de convention, un flux d'air assurant le refroidissement des diodes électroluminescentes .
D'autres dispositifs d'éclairage à diodes électroluminescentes, chacun équipé d'un dissipateur de chaleur, sont connus de l'état de la technique, tels que par exemple, ceux des documents W02010/119146A1 ou encore WO2009/157662A2.
Le but de la présente invention est de proposer un dispositif d'éclairage à diodes électroluminescentes équipé d'un dissipateur d'énergie thermique, et dont les performances de refroidissement sont améliorées.
Un autre but de la présente invention est de proposer un tel dispositif d'éclairage intégrant la partie d'électronique nécessaire à l'alimentation, voir au pilotage des diodes électroluminescentes.
Un autre but de la présente invention est de proposer un tel dispositif d'éclairage de conception simplifiée, minimisant le nombre de pièces requises à sa fabrication.
Un autre but de la présente invention est de proposer un tel dispositif d'éclairage ne nécessitant que peu d'entretien.
D'autre buts et avantages apparaîtront au cours de la description qui va suivre qui n'est donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter.
L'invention concerne un dispositif d'éclairage à diodes électroluminescentes équipé d'un dissipateur d'énergie thermique comprenant un radiateur.
Selon l'invention, le dissipateur d'énergie thermique comprend :
- un corps de base, l'une des faces du corps de base, dite face d'éclairage supportant lesdites diodes électroluminescentes, ladite face d'éclairage étant destinée à être dirigée vers le bas, l'autre face du corps de base, dite face de transmission de chaleur étant en contact avec le radiateur,
- le radiateur constitué par un élément monobloc comprenant :
- une plaque, l'une des faces de la plaque étant en contact avec ladite face de transmission de chaleur du disque,
- des ailettes s 'étendant autour de ladite plaque, lesdites ailettes étant orientées sensiblement perpendiculaires à ladite plaque, de telle façon à permettre le refroidissement des diodes électroluminescentes par convection naturelle.
Selon un mode de réalisation de l'invention :
- le corps de base présente un chanfrein sur sa circonférence entre ladite face de transmission et la tranche du corps de base,
- la face de la plaque du radiateur en contact avec ladite face de transmission de chaleur présente une cavité de forme complémentaire à celle du corps de base, avec une surface plane en contact avec la face de transmission de chaleur et une partie biseautée en contact avec le chanfrein.
Selon des caractéristiques optionnelles de l'invention, prises seules ou en combinaison :
- ladite face de la plaque du radiateur en contact avec la face de transmission de chaleur est dite face inférieure, des parois dudit élément monobloc s'étendant en saillie depuis l'autre face de la plaque, dite face supérieure, lesdites parois étant orientées sensiblement perpendiculaires à ladite plaque, lesdites ailettes étant solidaires par leur bord intérieur desdites parois ;
- le dispositif présente un groupe d'alimentation, lesdites parois dudit élément monobloc formant un logement, notamment de forme rectangulaire, à l'intérieur duquel est reçu le groupe d'alimentation ;
- le groupe d'alimentation est reçu dans un boîtier positionné dans ledit logement de telle façon à créer une lame d'air entre l'intérieur du logement et le boîtier du groupe d'alimentation, ladite plaque dudit radiateur présentant des orifices d'évents de telle façon à autoriser la circulation de ladite lame d'air par convection naturelle ;
- ledit radiateur est dit premier radiateur, le groupe d'alimentation comprenant un deuxième radiateur, distinct dudit premier radiateur, ledit deuxième radiateur étant constitué par un élément monobloc pourvu d'ailettes, notamment prévues dans le prolongement des ailettes dudit premier radiateur;
- le dispositif présente une optique disposée au droit desdites diodes électroluminescentes et dans lequel la face de la plaque du dissipateur en contact avec la face de transmission de chaleur présente un épaulement dimensionné pour la réception de l'optique ;
- l'optique est maintenue dans épaulement par l'intermédiaire d'une bague amovible, un joint à cils permettant l'écoulement de l'eau de pluie sur la surface de l'optique ;
- la face d'éclairage du corps de base supportant lesdites diodes électroluminescentes comprend une partie médiane et, de part et d'autre, deux parties latérales en saillie, ladite partie médiane supportant des diodes électroluminescentes de couleur bleue noyées dans un gel phosphoré, le gel étant reçu dans la cavité formée entre lesdites deux parties latérales, les parties latérales recevant d'autres diodes électroluminescentes ;
- le corps de base est dans un métal à base de cuivre et ledit élément monobloc du dissipateur en aluminium, un revêtement à base d'argent, d'épaisseur inférieure à 100 microns, facilitant le transfert de chaleur entre le corps de base et ledit élément monobloc ;
- la longueur des ailettes selon ladite direction sensiblement perpendiculaire à la plaque est supérieure au tiers de la plus petite dimension du corps de base, selon une direction parallèle à ladite plaque. L'invention concerne également un lampadaire équipé d'un dispositif d'éclairage conforme à l'invention, ladite face d'éclairage étant dirigée vers le bas.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante accompagnée des figures en annexe parmi lesquelles :
- La figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif d'éclairage conforme à l'invention selon un mode de réalisation.
- La figure 2 est une vue de coupe du dispositif tel qu'illustré à la figure
1.
- La figure 3 est une vue en éclaté du dispositif tel qu'illustré à la figure 1.
- La figure 4 est une vue de coupe du dispositif tel qu'illustré à la figure
1.
- La figure 5 est une vue de détail de la matrice de diode supportée par le corps de base.
- La figure 6 est une vue de coupe de la matrice telle qu'illustrée à la figure 5,
- La figure 7 est une vue illustrant le relief particulier de la face d'éclairage du corps de base.
- La figure 8 est une vue en perspective de dessus d'un dispositif d'éclairage, selon un second mode de réalisation de l'invention, de forme rectangulaire,
- La figure 9 est une vue de dessous du dispositif de la figure 8.
Aussi l'invention concerne un dispositif d'éclairage 1 à diodes électroluminescentes 2 équipé d'un dissipateur d'énergie thermique comprenant un radiateur 3 et dont la fonction est d'assurer le refroidissement desdites diodes électroluminescentes 2.
Selon l'invention ledit dissipateur d'énergie thermique comprend :
- un corps de base 4, l'une des faces du corps de base 4, dite face d'éclairage 6 supportant lesdites diodes électroluminescentes 2, ladite face d'éclairage 6 étant destinée à être dirigée vers le bas, l'autre face du corps de base 4, dite face 7 de transmission de chaleur étant en contact avec le radiateur 3,
- ledit radiateur 3 constitué par un élément monobloc 30 comprenant :
- une plaque 31, l'une des faces de la plaque étant en contact avec ladite face 7 de transmission de chaleur du disque 5,
- des ailettes 32 s 'étendant autour de ladite plaque 31, le cas échéant, radialement et régulièrement réparties autour de l'axe Δ du corps de base 4, lesdites ailettes 31 étant orientées sensiblement perpendiculairement à ladite plaque 31 de telle façon à permettre le refroidissement des diodes électroluminescentes 2 par convection naturelle.
De préférence, le corps de base 4 est dans un métal à base de cuivre et ledit élément monobloc 30 du radiateur 3 en aluminium.
Avantageusement un revêtement à base d'argent, d'épaisseur inférieure à 100 microns, notamment compris entre 10 et 70 microns (i.e 30 microns) peut être prévu entre le radiateur 3 et le corps de base afin de faciliter le transfert de chaleur entre ces deux éléments.
De même, les diodes électroluminescentes peuvent être assujetties (i.e soudées) sur la face d'éclairage 6 du disque 5 par l'intermédiaire d'un revêtement à base d'argent, d'épaisseur inférieure à 100 microns, notamment compris entre 10 et 70 microns (i.e. 30 microns).
Dans un tel système, la chaleur engendrée par les diodes électroluminescentes est transmise au corps de base 4, puis au radiateur 3.
La mise en température du radiateur 3 crée un gradient de température favorisant la circulation d'air entre les ailettes 32, par convection naturelle.
Selon l'exemple des figures 1 à 7, le corps de base 4 prend la forme générale d'un disque 5. Toutefois de nombreuses autres formes sont envisageables pour le corps de base 4 tel que par exemple un corps mince de forme carrée, en étoile ou autre...
Par ailleurs, les ailettes 32 sont, selon les exemples illustrés aux figures, dirigées suivant leur longueur strictement perpendiculairement au plan de la plaque 31.
Ces ailettes peuvent toutefois n'être pas strictement perpendiculaires au plan de la plaque 31, mais présenter une légère inclinaison avec la perpendiculaire, et notamment une inclinaison par rapport à la perpendiculaire comprise entre 0° et 15°.
Par ailleurs, selon l'exemple des figures 1 à 6, les ailettes 32 sont réparties angulairement, régulièrement autour de l'axe Δ du disque 5, dirigées selon des directions radiales.
D'autres agencements des ailettes 32 sont toutefois possibles les ailettes pouvant être parallèles entre elles, par sections, autour de ladite plaque 31.
Selon un mode de réalisation avantageux, illustré plus particulièrement aux figures 4 et 6 :
- le corps de base 4 (notamment le disque 5) présente un chanfrein 50 sur sa circonférence entre ladite face 7 de transmission de chaleur et la tranche du corps de base 4,
- la face de la plaque 31 du radiateur 3 en contact avec la face 7 de transmission de chaleur présente une cavité 33 de forme complémentaire à celle du corps de base 4, notamment du disque 5, avec une surface plane 34 en contact avec la face 7 de transmission de chaleur et une partie biseautée 35 en contact avec la surface du chanfrein 50.
Telle qu'illustrée dans l'exemple des figures 1 à 6 pour lequel le corps de base 4 est un disque 5, cette partie biseautée 35 est tronconique. Dans le cas d'un corps de base de forme carrée, cette partie biseautée affecterait une forme en tronc de pyramide.
Un tel assemblage permet notamment d'augmenter les surfaces d'échanges entre le corps de base 4 et le radiateur 3, et d'une manière générale d'améliorer les performances du dissipateur d'énergie thermique.
Par ailleurs l'inventeur a constaté de bonnes performances de refroidissement lorsque la longueur des ailettes 32 selon ladite direction sensiblement perpendiculaire à la plaque 31 est supérieure au tiers de la plus petite dimension du corps de base 4, selon une direction parallèle à ladite plaque 31.
Par exemple dans l'exemple illustré aux figures 1 à 6, cela se traduit par une longueur d'ailette 32, suivant le sens de la hauteur, supérieure au tiers (1/3) du diamètre du disque 5.
Suivant les exemples illustrés, l'élément monobloc 30 du radiateur 3 constitue un abat-jour perméable à l'air.
Selon un mode de réalisation, ladite face de la plaque du radiateur 3 en contact avec la face 7 de transmission de chaleur est dite face inférieure, des parois 36 dudit élément monobloc 30 s'étendant depuis l'autre face de la plaque 31, dite face supérieure, lesdites parois 36 étant orientées perpendiculairement au plan de ladite plaque 31, lesdites ailettes 32 étant solidaires par leur bord intérieur desdites parois 36.
Selon un mode de réalisation, le dispositif d'éclairage comprend un groupe d'alimentation 8 comprenant l'électronique nécessaire pour l'alimentation, voire le pilotage des diodes.
Selon le mode de réalisation de la figure 4, lesdites parois 36 dudit élément monobloc 30 forment un logement 9, notamment de forme rectangulaire (vue de dessus) ; à l'intérieur duquel est reçu le groupe d'alimentation 8.
De préférence, le groupe d'alimentation 8 est reçu dans un boîtier 80, de forme complémentaire au logement, positionné dans ledit logement 9 de telle façon à créer une lame d'air 10 entre l'intérieur du logement 9 et le boîtier 80 du groupe d'alimentation 8, et plus particulièrement une lame d'air entre la face inférieure du boîtier 80 et la face supérieure de la plaque 31, ainsi qu'une lame d'air entre chacune des quatre parois latérales du boîtier 80 et la paroi 36 correspondante formant le logement 9.
Avantageusement, ladite plaque 31 dudit radiateur 3 présente des orifices d'évents 37 de telle façon à autoriser la circulation de ladite lame d'air par convection naturelle. Cette circulation de la lame d'air, illustrée par les flèches à la figure 4, assure le refroidissement du groupe d'alimentation, mais également celui du radiateur 3.
Selon un mode de réalisation illustré à la figure 4, ledit radiateur est dit premier radiateur 3, le groupe d'alimentation 8 comprenant un deuxième radiateur 11, distinct dudit premier radiateur 3, ledit deuxième radiateur 11 étant constitué par un élément monobloc 110 pourvu d'ailettes 111. La fonction de deuxième radiateur est d'assurer le refroidissement du groupe d'alimentation 8 ; et notamment de ses composants électroniques constitutifs.
Selon le mode de réalisation illustré aux figures, l'élément monobloc 110 du radiateur 11 cumule également une fonction de couvercle pour fermer l'ouverture supérieure du boîtier 80 dudit groupe d'alimentation 8. Un joint 81 permet de réaliser l'étanchéité entre le boîtier 80 et ce couvercle.
Telles qu'illustrées, les ailettes 111 du deuxième radiateur 11 peuvent être prévues dans le prolongement des ailettes 32 dudit premier radiateur 3. L'élément monobloc 110 peut être constitué en aluminium et, est notamment obtenu par moulage.
Selon l'exemple illustré à la figure 4, le corps monobloc 110 présente un logement, recevant un dispositif de connexion 22 entre un câble d'alimentation 21 et le groupe d'alimentation 8, et apte à réaliser une protection de classe II selon la norme NF C 15-100. Ce dispositif de connexion 22 comprend un boîtier 23 dans une matière électriquement isolante (i.e plastique) dont l'ouverture supérieure est fermée par un couvercle 24, de manière étanche par l'intermédiaire d'un joint 25. Les parties à nues des câbles électriques sont reliées dans le volume interne du boîtier 23, grâce à un connecteur électrique.
Selon un mode de réalisation, le dispositif d'éclairage présente une optique 12 disposée au droit desdites diodes électroluminescentes 2.
De préférence, les diodes électroluminescentes 2 sont concentrées sur la face d'éclairage du corps de base de telle façon à ce que l'utilisateur final ne distingue qu'une source de lumière, et non une pluralité de points lumineux.
A cet effet la densité surfacique des diodes peut être de 12 à 20 diodes électroluminescentes par cm .
Avantageusement et afin de limiter l'éblouis sèment, le diamètre moyen de cette optique 12 est supérieure à quatre fois le diamètre moyen de la surface d'émission de ladite face d'éclairage 6 du corps de base.
On entend par surface d'émission de la face d'éclairage 6, la plus petite surface portant toutes les diodes électroluminescentes 2 du corps de base 4.
Selon l'exemple des figures, le diamètre moyen de la surface d'émission est d'environ 28mm et le diamètre moyen de l'optique est de 127mm.
La face de la plaque 31 du radiateur 3 en contact avec la face de transmission de chaleur peut présenter un épaulement 13, notamment circulaire, dimensionné pour la réception de l'optique 12, de forme circulaire correspondant au jeu d'emboîtement près.
La forme circulaire permet avantageusement de régler l'orientation de l'optique et ainsi l'éclairage lorsque l'optique 12 est une optique asymétrique.
L'optique 12 est maintenue dans l'épaulement 13 par l'intermédiaire d'une bague 14, amovible, et par un système type, coopérant avec ledit élément monobloc 30. Le système est ainsi évolutif et interchangeable.
Avantageusement, un joint à cils 15 permet l'écoulement de l'eau de pluie sur la surface de l'optique 12 afin d'assurer auto-nettoyage de l'optique 12.
Ce joint à cils 15 est constitué dans une matière élastomère par un élément d'un seul tenant présentant une partie circulaire 150 destiné à être pincée entre l'optique 12 et ladite bague 14, et un pluralité de cils 151, saillant, régulièrement répartis sur ladite partie circulaire 151, en appui sur l'optique 12 de façon à faciliter l'écoulement de l'eau sur l'optique 12.
Selon un mode de réalisation illustré à la figure 7, la face d'éclairage 6 du corps de base 4, notamment du disque 5 supportant lesdites diodes électroluminescentes 2 comprend une partie médiane 16 et, de part et d'autre, deux parties latérales 17,18, en saillie. Ladite partie médiane 16 a pour objet de supporter des diodes électroluminescentes de couleur bleu noyées dans un gel phosphoré 19 reçu dans la cavité formée entre lesdites deux parties latérales 17, 18.
Les parties latérales reçoivent d'autres diodes électroluminescentes et notamment des diodes électroluminescentes émettant dans le domaine du visible (i.e couleur rouge ou ambre) ou encore dans le domaine du non visible (i.e UV ou I.R.).
Les parties médianes 17, 18 sont entourées par une gorge 40, globalement circulaire, recevant au jeu d'emboîtement près un circuit imprimé 20, permettant notamment le contrôle des diodes de la matrice, rangée par rangée.
Une bague de maintien 41 est fixée notamment au moyen de vis sur la face d'éclairage 6 du disque 5 et permet de maintenir le circuit imprimé 20 dans la gorge 40.
Le bord intérieur 42 (de plus petit diamètre) de cette bague de maintien 41 présente un épaulement 43 dont l'inclinaison permet de retenir une couche de gel 46 (silicone) recouvrant la matrice de diode 2 et notamment lesdites parties médiane et latérales 16, 17, 18, voire une partie du circuit imprimé 20.
On notera qu'un faisceau électrique 44 s'étend depuis l'intérieur du boîtier 80 du groupe d'alimentation 8 jusqu'à une fiche électrique 45 du circuit imprimé 20 par l'intermédiaire d'un trou traversant 38 de la plaque 31 dudit élément monobloc 30.
L'invention concerne également un lampadaire équipé d'un dispositif d'éclairage conforme à l'invention, ladite face d'éclairage étant dirigée vers le bas.
La présente demande concerne, outre l'invention, la matrice de diodes, en tant que telle, et plus particulièrement, le corps de base 4 dont la face support des diodes électroluminescentes 2 comprend une partie médiane 16, et de part et d'autre, deux parties latérales 17, 18, en saillie.
Telle que développée, la partie médiane 16 a pour objet de supporter des diodes électroluminescentes de contours de couleur bleue noyées dans un gel phosphoré 19. Ce gel est reçu (strictement) dans la cavité formée entre les deux parties latérales 17, 18 et permet de modifier l'émission des diodes bleues afin d'obtenir de la lumière perçue comme blanche.
Les parties médianes 17, 18 reçoivent sur leur surface d'autres diodes et notamment des diodes électroluminescentes émettant le domaine du visible (i.e. couleur rouge ou autre) ou encore dans le domaine du visible (i.e. UV ou I.R). Les diodes de la partie médiane 16 et celle des parties latérales peuvent être avantageusement contrôlées de manière indépendante, rangée par rangée, par modulation de largeur d'impulsion (PWM). L'ensemble de ces parties 16,17,18,19 est recouvert d'une couche de gel 46.
La concentration des diodes des parties médianes et latérales est telle qu'un utilisateur ne perçoit qu'une source lumineuse, et non une pluralité de points. A cet effet la densité surfacique des diodes peut être de 12 à 20 diodes électroluminescentes par cm2.
Le présent demandeur se réserve le droit de déposer une demande divisionnaire pour cette matrice de diodes.
Naturellement d'autres modes de réalisation de l'invention auraient pu être envisagés sans pour autant sortir du cadre de l'invention défini par les revendications ci-après.
NOMENCLATURE
1 Dispositif d'éclairage,
2 Diodes électroluminescentes,
3 Radiateur
4 Corps de base,
5 Disque (corps de base 4),
6 Face d'éclairage (Corps de base 4),
7 Face de transmission de chaleur (Corps de base 4),
8 Groupe alimentation,
9 Logement de l'élément monobloc (pour groupe d'alimentation),
10 Lame d'air,
11 Deuxième radiateur (groupe d'alimentation),
12 Optique,
13 Epaulement,
14 Bague,
15 Joint à cils,
16 Partie médiane (face d'éclairage 6),
17,18 Parties latérales (face d'éclairage 6),
19 Gel phosphoré,
20 Circuit imprimé,
21 Câble électrique d'alimentation,
22 Dispositif de connexion,
23 Boîtier (dispositif de connexion 22),
24 Couvercle (dispositif de connexion 22),
25 Joint,
30 Elément monobloc (radiateur 3),
31 Plaque (élément monobloc 30),
32 Ailettes (élément monobloc 30),
33 Cavité de forme complémentaire (plaque),
34 Surface plane (cavité 33),
35 Partie biseautée (cavité 33), 36 Parois élément (élément monobloc 30),
37 Orifices d'évents,
38 Trou traversant,
40 Circuit imprimé,
41 Bague de maintien,
42 Bord intérieur,
43 Epaulement,
44 Faisceau électrique,
45 Fiche électrique
46 Couche de gel,
50 Chanfrein (corps de base 4),
80 Boîtier (groupe alimentation 8),
81 Joint,
110 Elément monobloc (deuxième dissipateur 11) 111 Ailettes (deuxième dissipateur 11).

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif d'éclairage (1) à diodes électroluminescentes (2) équipé d'un dissipateur d'énergie thermique comprenant un radiateur (3) caractérisé en ce que ledit dissipateur d'énergie thermique comprend :
- un corps de base (4), l'une des faces du corps de base (4), dite face d'éclairage (6) supportant lesdites diodes électroluminescentes (2), ladite face d'éclairage (6) étant destinée à être dirigée vers le bas, l'autre face du corps de base (4), dite face de transmission (7) de chaleur étant en contact avec le radiateur (3),
- le radiateur (3) constitué par un élément monobloc (30) comprenant :
- une plaque (31), l'une des faces de la plaque étant en contact avec ladite face (7) de transmission de chaleur du corps de base (4)
- des ailettes (32) s'étendant autour de ladite plaque (31), lesdites ailettes (32) étant orientées sensiblement perpendiculaires à ladite plaque (31) de telle façon à permettre le refroidissement des diodes électroluminescentes (2) par convection naturelle.
2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel :
- le corps de base (4) présente un chanfrein (50) sur sa circonférence entre ladite face (7) de transmission de chaleur et la tranche du corps de base (4),
- la face de la plaque (31) du radiateur (3) en contact avec la face (7) de transmission de chaleur présente une cavité (33) de forme complémentaire à celle du corps de base(4), avec une surface plane (34) en contact avec la face (7) de transmission de chaleur et une partie biseautée (35) en contact avec le chanfrein (50).
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ladite face de la plaque du radiateur en contact avec la face (7) de transmission de chaleur est dite face inférieure, des parois (36) dudit élément monobloc (30) s'étendant depuis l'autre face de la plaque (31), dite face supérieure, lesdites parois (36) étant orientées perpendiculairement à ladite plaque (31), lesdites ailettes (32) étant solidaires par le bord intérieur desdites parois (36).
4. Dispositif selon la revendication 3, présentant un groupe d'alimentation (8) et dans lequel lesdites parois (36) dudit élément monobloc (30) forment un logement (9), notamment de forme rectangulaire à l'intérieur duquel est reçu le groupe d'alimentation (8).
5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel le groupe d'alimentation (8) est reçu dans un boîtier positionné dans ledit logement (9) de telle façon à créer une lame d'air (10) entre l'intérieur du logement (9) et le boîtier du groupe d'alimentation (8), ladite plaque (31) dudit radiateur (3) présentant des orifices d'évents (37) de telle façon à autoriser la circulation de ladite lame d'air (10) par convection naturelle.
6. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel ledit radiateur est dit premier radiateur (3), le groupe d'alimentation (8) comprenant un deuxième radiateur (11), distinct dudit premier radiateur (3), ledit deuxième radiateur (11) étant constitué par un élément monobloc (110) pourvu d'ailettes (111), notamment prévues dans le prolongement des ailettes (32) dudit premier radiateur (3).
7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, présentant une optique disposée au droit desdites diodes électroluminescentes (2) et dans lequel la face de la plaque (31) du dissipateur (3) en contact avec la face de transmission de chaleur présente un épaulement (13) dimensionné pour la réception de l'optique (12).
8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel l'optique (12) est maintenue dans l'épaulement (13) par l'intermédiaire d'une bague (14) amovible, un joint à cils (15) permettant l'écoulement de l'eau de pluie sur la surface de l'optique (12).
9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel la face d'éclairage (6) du corps de base (4) supportant lesdites diodes électroluminescentes (2) comprend une partie médiane (16) et, de part et d'autre, deux parties latérales (17, 18) en saillie, ladite partie médiane (16) supportant des diodes électroluminescentes de couleur bleue noyées dans un gel phosphoré (19) reçu dans la cavité formée entre lesdites deux parties latérales (17, 18), les parties latérales recevant d'autres diodes électroluminescentes.
10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel le corps de base (4) est dans un métal à base de cuivre et ledit élément monobloc (30) du dissipateur (3) en aluminium, un revêtement à base d'argent, d'épaisseur inférieure à 100 microns, facilitant le transfert de chaleur entre le corps de base (4) et ledit élément monobloc (30).
11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel la longueur des ailettes (32) selon ladite direction sensiblement perpendiculaire à la plaque (31) est supérieure au tiers de la plus petite dimension du corps de base (4), selon une direction parallèle à ladite plaque (31).
12. Lampadaire équipé d'un dispositif d'éclairage selon l'une des revendications 1 à 11, ladite face d'éclairage étant dirigée vers le bas.
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