WO2012148313A1 - Modular light-emitting diode luminaire - Google Patents
Modular light-emitting diode luminaire Download PDFInfo
- Publication number
- WO2012148313A1 WO2012148313A1 PCT/RU2012/000321 RU2012000321W WO2012148313A1 WO 2012148313 A1 WO2012148313 A1 WO 2012148313A1 RU 2012000321 W RU2012000321 W RU 2012000321W WO 2012148313 A1 WO2012148313 A1 WO 2012148313A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- heat sink
- circuit board
- printed circuit
- leds
- heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V21/00—Supporting, suspending, or attaching arrangements for lighting devices; Hand grips
- F21V21/005—Supporting, suspending, or attaching arrangements for lighting devices; Hand grips for several lighting devices in an end-to-end arrangement, i.e. light tracks
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S2/00—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
- F21S2/005—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction of modular construction
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
- F21V29/50—Cooling arrangements
- F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
- F21V29/74—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades
- F21V29/75—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades with fins or blades having different shapes, thicknesses or spacing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
- F21V29/50—Cooling arrangements
- F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
- F21V29/74—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades
- F21V29/76—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades with essentially identical parallel planar fins or blades, e.g. with comb-like cross-section
- F21V29/763—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades with essentially identical parallel planar fins or blades, e.g. with comb-like cross-section the planes containing the fins or blades having the direction of the light emitting axis
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
- F21Y2105/00—Planar light sources
- F21Y2105/10—Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
- F21Y2105/00—Planar light sources
- F21Y2105/10—Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements
- F21Y2105/12—Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements characterised by the geometrical disposition of the light-generating elements, e.g. arranging light-generating elements in differing patterns or densities
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
- F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
- F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
Definitions
- Modular LED luminaire refers to lampless lighting devices based on LEDs and can be used as a lighting device in industrial and domestic conditions, both indoors and outdoors to provide lighting.
- a “lampless lighting device based on LEDs” is known, patent for a utility model of the Russian Federation N ° 100178, F21 S4 / 00, patent holder UNISTAR OPTO CORPORATION (TW), prototype.
- an LED-based lighting device comprises at least one base, which has an upper part forming at least one connecting section, at least one LED lighting module attached to the connecting section of the base, and at least one a control circuit that provides selective on / off functions of the LED lighting module and conversion alternating current and direct current, and this control circuit is connected to the base and electrically connected to the LED lighting module, and is also designed to be connected to an external power source, while in the lighting device based on LEDs, the base contains a heat sink, in addition, the base has a hollow the inner region forming the enclosing channel, while in the enclosing channel is at least one layer of a waterproof substance and it has opposite ends, to which The end caps are respectively attached, and each of the end caps has a lower portion forming connecting tabs that are inserted into the containing channel, and also have an opening that is closed by a sealing plug, the base having a lower part to which at least one mounting element, in addition to the lower section to which at least one suspension arm is connected and the connecting
- the heat sink device is made in the form of a closed structure, which complicates the heat sink during operation of the device.
- the technical problem solved by the claimed utility model is the creation of a modular LED lamp with a reliable heat sink and the ability to form a given light spot.
- a modular LED lamp based on LEDs contains, a base, a printed circuit board, at least one LED located on a printed circuit board, an optical element, a heat sink, a box with a power supply, a control circuit unit and electric connecting elements
- the heat sink device consists of a substrate, which is also the base of the heat sink device, with a printed circuit board and an optical element located on one side of the substrate t, and on the opposite side there are heat sinks of a special shape, the central heat sink and the extreme heat sinks made in one piece with the substrate, while the base is made in the form of a rectangle and has protrusions along the edges of each side, and the lower part of the protrusions is for mounting a printed circuit board and an optical element, the upper part of the protrusions is formed by extreme heat sinks, and the side parts of the protrusions are provided with longitudinal curly grooves, the central heat sink radiator has at the end, on the side opposite the substrate, a thicken
- the lower part of the protrusions has rectangular longitudinal grooves made from the inside, with the possibility of placing and fixing an optical element in them, and a printed circuit board is placed in the opening between the substrate and the optical element.
- an opening is provided on the inner side of the lower part of the protrusions for accommodating a printed circuit board, and the optical element is made in the form of a box with thickenings in each inner corner for fastening to the outside of the lower part of the protrusions.
- the central heat sink is made profile. Extreme heat sink radiators are also made profile. In one design, all heat sink radiators are made profile. Profile heat sinks may have a varying thickness value.
- Heat sink radiators are made different in height, while in the central part of the heat sink device, the heat sink radiators have a greater height than at the edges.
- the substrate has independent heat sink elements. Independent heat sink elements are made with periodically alternating radius value. In another design, independent heat sink elements are made in the form of a spiral. In another design, independent heat sink elements are made in the form of an Archimedean screw.
- the printed circuit board with LEDs is made typed from individual elements, each of which contains one LED. In another embodiment, the printed circuit board with LEDs is made up of individual elements, each of which contains three LEDs. A printed circuit board with LEDs can be made up of individual longitudinal elements, each of which contains LEDs in series.
- a printed circuit board with LEDs can also be made in one piece with LEDs sequentially arranged along two plane coordinates.
- the printed circuit board can be ⁇ made integrally with randomly arranged LEDs, while the average distance between individual LEDs is in the range Xl ⁇ d ⁇ X2, where Xi and X2 are the minimum and maximum distances between the centers of the LEDs, respectively, and the value Xi does not exceed the size of the LED.
- the modular LED lamp contains at least two devices for attaching the modular LED lamps to each other to form a multi-module system.
- the device for attaching the modular LED luminaires to each other is made in the form, for example, of a rocker arm, which has protruding elements on the long side directed downward in the form of reeds in cross section, and on the middle side downward, has elements also made at the edges on both sides as reeds in cross section.
- the tabs are perpendicular to the middle side.
- the tabs are directed at an angle upward with respect to the middle side.
- the tabs are directed at an angle downward with respect to the middle side.
- FIG. 1 schematically shows a modular LED lamp assembly
- FIG. 2 is a bottom view of the device of FIG. 1.
- FIG. 3 - shows a top view of the modular LED lamp of figure 1.
- Fig. 4 is a view A of Fig. 1 in section.
- FIG. 5 is an enlarged front view of a box with a power supply, a control circuit unit and electrical connecting elements of the power supply.
- FIG. 6 schematically shows a modular LED lamp.
- FIG. 7 - shows a side view of the modular LED lamp of Fig.6.
- FIG. 8 schematically shows a modular LED lamp with an optical element made in the form of a box.
- FIG. 9 - a perspective view of an optical element made in the form of a box.
- Figure 10 - shows a front view of the heat sink element of a modular LED lamp with heat sink radiators, made in one piece with the substrate.
- FIG. 1 1 - shows a front view of the heat sink element of a modular LED lamp with heat sinks made as separate heat sink elements fixed on the substrate.
- Fig - shows a top view of the heat sink element of a modular LED lamp with heat sinks made as separate heat sink elements fixed to the substrate.
- FIG. 13 is a bottom view of a printed circuit board with LEDs, recruited from individual elements consisting of one LED each.
- FIG. 14 is a bottom view of a printed circuit board with LEDs composed of individual elements consisting of three LEDs each.
- FIG. 15 is a bottom view of a printed circuit board with LEDs recruited from individual longitudinal elements consisting of several LEDs each arranged in series.
- FIG. 16 is a bottom view of a printed circuit board with sequentially arranged LEDs.
- FIG. 17 is a bottom view of a printed circuit board with randomly arranged LEDs on it.
- FIG. 18 is a schematic front view of a heat sink with a varying thickness value, an enlarged size.
- FIG. 19 is a plan view of a heat sink radiator of FIG. 18 with a break on both sides.
- FIG. 20 is a schematic illustration of a heat sink element with a periodically alternating radius value.
- FIG. 21 is a plan view of a heat sink element with a periodically alternating radius value.
- FIG. 22 is a schematic front view of a heat sink element made in the form of a spiral.
- FIG. 23 is a plan view of a heat sink element made in the form of a spiral.
- FIG. 24 is a schematic front view of a heat sink element made in the form of an Archimedean screw.
- FIG. 25 - shows a top view of the element of the heat sink, made in the form of an Archimedean screw.
- Fig - two modular LED lamps are shown assembled with boxes with a power supply, a control circuit unit and electrical connecting elements each and with devices for attaching to the internal surfaces of the building, when fastening the modular LED lamps located on the same horizontal, with each other.
- FIG. 27 is a plan view of FIG. 26.
- Fig - shows a front view of the mounting element of the modular fixtures among themselves.
- Fig - shows a bottom view of the mounting element of the modular fixtures among themselves.
- Fig - shows a front view of the mounting element of the modular fixtures among themselves in Fig.Z.
- Fig - shows two modular LED lamp assembly, when mounting a modular LED luminaires located at an angle of descent directed downwards between themselves.
- Fig.ZZ - shows a front view of the mounting element of the modular fixtures among themselves in Fig.32.
- the inventive modular LED lamp contains a base 1 of the device, a printed circuit board 2, at least one LED 3 located on the printed circuit board 2, an optical element 4, a heat sink device 5 with high thermal conductivity, while the base 1 is a substrate 6 of the heat sink device 5, box 7 with a power supply unit, a control circuit unit and electrical connecting elements (not shown in Fig.), a device for attaching to the internal surfaces of a building 8, a device for attaching modular LED lamps m 9 is forward.
- the heat sink device 5 consists of a substrate 6, on one side of which, on the opposite side with a LED 3 or a set of LEDs 3, heat sinks 10 are arranged in a special shape.
- the heat sink radiators 10 can be made integrally with the substrate 6 (see Fig. 1, 4, 6, 8, 10), in this case they are made profile, and can also be performed as separate heat sink elements 11 (see Fig. eleven, 12, 20, 21, 22, 23, 24, 25) with their subsequent fixation on the substrate 6, for example, due to the fact that such independent heat-removing elements 1 1 have, at the end, from the side of the substrate 6, a helical thread and, accordingly, the substrate 6 in this case has screw-shaped holes (not shown in FIG.). Heat sink radiators 10 and independent heat sink elements 1 1 are made at a distance from each other to form convective flows.
- the heat sink device 5 has a central heat sink radiator 12, which has a thickening at the end, from the side opposite to the substrate 6
- the central heat sink radiator 12 is made only profile and only integrally with the substrate 6.
- the extreme heat sink radiators 18 are made integrally with the substrate 6 in any embodiment of the heat-conducting radiators 10 or independent heat-removing elements 11.
- the base 1 of the device which is simultaneously the substrate 6, is made in the form of a rectangle (see Figs. 1, 2) and has protrusions 19 along the edges of each side of the rectangle, while the lower part 20 of the protrusions 19 is made with a rectangular longitudinal groove 21 made with an inner the side of the lower part 20, designed to accommodate and fix the optical element 4.
- a printed circuit board 2 which is attached to the lower part of the substrate, for example, screws.
- a gap is formed between the printed circuit board 2 and the optical element 3, which can be filled with a layer of heat-removing material, for example, heat-conducting paste G751, or G765, or X23-7762.
- the optical element 4 is latched in the lower part of the protrusions, and the printed circuit board 2 is fixed on the lower side of the substrate 6 by fastening, for example, with screws (not shown in FIG.).
- the optical element 4 is mounted to the outer sides of the lower part protrusion 20, in this case, the optical element 4 is made in the form of a box 22 (see Fig. 9) with thickenings in each inner corner for fastening to the outer part of the protrusions, for example, with screws (not shown in Fig.).
- the upper part of the protrusions 19 is formed by extreme heat sink radiators 18, while the lateral parts of the protrusions 19 are provided with longitudinal figured grooves 23, intended for fastening the modular LED fixtures to each other by means of the fastening device for the modular LED fixtures to each other 9 (with a multi-module design of a modular LED fixture).
- the device is designed in such a way that provides the creation of multi-module systems.
- For attaching two modular LED lamps to each other at least two devices for attaching the modular LED lamps to each other are used 9.
- the number of devices for attaching the modular LED lamps to each other 9 depends on the weight of the structure and is determined by calculation.
- For fastening three modular LED luminaires to each other, at least four devices for attaching modular LED luminaires to each other 9 are used (not shown in Fig.). Their mutual arrangement is determined by calculation and is not the subject of the claimed device.
- the mounting device of the modular LED fixtures among themselves 9 can be made in the form of, for example, the beam (Fig. 28, 29, 31, 33) and has on the long side protruding elements 17 located at some distance from the edges of the long side and directed downward.
- the protruding elements 17 are made in the form of reeds in cross section.
- the middle downward side has elements 24 at the edges on both sides, also made in the form of reeds in cross section.
- a through rectangular groove 25 is provided, passing into the slotted hole in the center of the middle downward side to facilitate construction.
- the use of the various assembly designs of the modular LED luminaires described above among themselves allows one to form a predetermined level of illumination and directivity of the light spot on the illuminated object, allows to increase or decrease the light spot, which is determined by the needs of the work and the level of the specified lighting.
- the level of preset lighting is controlled by the electrical parameters of the device, and the directivity of the light spot by the method of attaching the modular LED lamp to the bearing surfaces (not shown in Fig.).
- the box 7 with a power supply unit, a control circuit block and electrical connecting elements has fasteners 15 outside the lower central part, made as longitudinal protrusions and made in the form of tongues in section for fitting into the longitudinal figured groove 14 of the central heat sink 12 (for mechanical connection of the box 7 with a power supply, a control circuit unit and electrical connectors).
- Box 7 with a power supply, a control circuit block and electrical connectors at the bottom part has a longitudinal groove 29 along the entire length, designed to lead the wires of the control circuit and the power supply outward in order to ensure their contact with the board 2 and the power supply network (electrical connection, not shown in FIG.).
- the fastening elements to the internal surfaces of the building 8 (mounting elements) are also provided with tabs in the form of tongues 16.
- the fastening devices to the internal surfaces of the building 8 are made in the form of pendants connecting to the ceiling of buildings, or in the form of pendants connecting to brackets located directly on the walls of buildings (not shown in FIG.).
- At least one LED 3, or a set of LEDs 3 is mounted on a printed circuit board 2, connected, in turn, to the control circuit and the power supply (not shown in Fig.) .
- a printed circuit board 2 with LEDs 3 can be made up of individual elements, each of which contains one LED 3 (FIG. 13), composed of individual elements consisting of three LEDs 3 each (FIG. 14), composed of separate longitudinal elements consisting of of several LEDs 3 arranged in series each (Fig. 15).
- the printed circuit board can be made in one piece with the LEDs 3 arranged in series on it (Fig. 16).
- Circuit board 2 may be made in one piece with randomly arranged LEDs 3 (Fig.17).
- the calculation of the minimum distance Xi and the maximum distance x 2 between the centers of the LEDs can be performed as follows.
- L is the length and W is the width of the area occupied by all the LEDs
- the LEDs are arranged randomly, but with an average distance between individual LEDs in the interval should not exceed the size of the LED. This arrangement of LEDs, especially in combination with a diffuse optical element, provides uniform illumination.
- Independent heat-removing elements 11 can be made: with a periodically alternating radius value (see Fig. 20, 21), in the form of a spiral (see Fig. 22, 23), in the form of an Archimedean screw (see Fig. 24, 25) and other
- the surface shape of the independent heat sink element 1 1 is chosen to provide better heat dissipation from the printed circuit board and the heat sink element.
- the three-dimensional surface of the independent heat sink element 1 1 is selected from the criterion of the largest surface area S for the same volume V of the independent heat sink element 11.
- the shapes of the independent heat sink elements 1 1 are calculated, finding the largest possible S / V ratio.
- a simple cylindrical independent heat sink element 1 1 has the following parameters: the area of the heat-emitting surface (without the lower base of the independent heat-removing element 11)
- the ratio $ r a d / ⁇ p ⁇ d for an independent heat sink element 1 1 of complex shape is compared with the value of 3s IL / ⁇ ⁇ c IL and find the dimensions of the independent heat-removing element 11 of complex shape or aspect ratio at which S paa / Y rad > 8 CYL / U cyl .
- an independent heat sink element 11 with a surface having a cylindrical shape with a periodically alternating radius value ( ⁇ 1 alternating pairs with a height of ⁇ And h 2 and a diameter of Dj and D 2 , respectively) (see Fig. 20, 21). Then the volume of the independent heat sink element U dv, cyl and the surface area of the independent heat sink element 8d V c IL are described by the relations:
- Vj is the volume of the cylinder with a height b. ⁇ And a diameter Dj,
- V2 is the volume of the cylinder with a height ll2 and diameter D2
- DI is the diameter of the larger cylinder
- D2 is the diameter of the smaller cylinder
- b is the height of the larger cylinder, height of the smaller cylinder.
- a more efficient heat sink means the fulfillment of the condition R ⁇ 1.
- Vfoelix and the surface area of the radiator Sh e ⁇ i x are described by the relations:
- Vheiix ⁇ 2 1/4
- d is the diameter of the cylinder from which the spiral is twisted
- D is the cylinder diameter
- H is the height of the cylinder
- N is the number of turns of the spiral
- a is the angle of inclination of the coil of the spiral with respect to the surface of the heat-conducting substrate.
- the condition of effective heat removal R ⁇ 1 means the execution of a spiral with the number of turns N> 2.4.
- the material for the printed circuit board 2 and for the heat sink device 5 must have a high thermal conductivity value to provide the heat sink necessary for operation of the lighting device.
- Board 2 can also be made of sheet heat-conducting material, for example, Normacon KPDT-2.
- the device for attaching to the internal "surfaces of the building 8, as well as the device for attaching the modular LED luminaires to each other 9 with a multi-module design of the luminaire have a design that provides convenient and reliable assembly of the device and its fastening, which also makes it easy to carry out repair and maintenance work.
- the optical element 4 is a plate with a given profile of the external and internal surfaces and a given level of light transmission or can be made in the form of a set of lenses to form the desired level of illumination inside an industrial building, as well as for outdoor lighting.
- the optical element 4 can be made in the form of a box with thickenings in each inner corner for fastening to the outer part of the protrusions, for example, with screws (not shown in FIG.).
- the material of the optical element 4 may be glass or transparent plastic, for example, acrylic polymer.
- At least one LED 3 or a set of LEDs 3 is placed on the printed circuit board 2.
- the printed circuit board 2 with LEDs 3 is attached to the underside of the substrate 6, for example by screws.
- an optical element 4 is installed in the longitudinal rectangular groove 21 of the lower part 20 of the protrusions 19 of the substrate 6, in the longitudinal rectangular groove 21 of the lower part 20 of the protrusions 19 of the substrate 6, in the longitudinal rectangular groove 21 of the lower part 20 of the protrusions 19 of the substrate 6, an optical element 4 is installed. With this design, the optical element 4 is latched in the lower part of the protrusions 19.
- the optical element 4 is fastened to the outer sides of the lower part of the protrusion 20, for example, with screws, in this case, the optical element is made in the form of a box (see Fig. 9).
- fasteners 15 of the box 7 with the power supply unit, the control circuit block and electrical connecting elements are inserted into the longitudinal figured groove 14 of the central heat sink radiator 12 and the box is moved approximately to the middle of the longitudinal figured groove 14.
- the modular LED lamp is attached to the walls of the building using the device fastening to the internal surfaces of the building 8 (not shown in Fig.).
- the fastening elements 16 of the fastening device to the inner surfaces of the building 8 are inserted into the longitudinal figured groove 14 of the central heat sink radiator 12 from two sides. Fixing of individual parts in a longitudinal figured groove 14 can be implemented, for example, with screws, studs, etc.
- the elements 24 are inserted into longitudinal figured grooves 23, fixing the LED modular fixtures to each other at the level of the base 1.
- the protruding elements 17 are inserted into the grooves 14 of the central heat sink radiators 12 of two two modular LED lamps, providing a rigid spatial orientation modular LED luminaires, as well as their reliable mounting between themselves.
- the device operates as follows.
- a modular LED lamp assembled using fasteners from various parts of the device and attached to the internal surfaces of the building using fasteners 8 is turned on by a power supply connected to the electrical circuit of an industrial building.
- the electric current flowing through the LEDs 3, causes their glow, the brightness of which depends on the amplitude of the control signals.
- the light emitted by the light emitting diodes 3 passes through the optical element 4, forming a predetermined level of illumination on the illuminated object, which is determined by the needs of the work and the level of the set lighting.
- the level of the specified lighting is controlled by the electrical parameters of the device, and the direction of the light spot is controlled by the method of attaching the modular LED lamp to the bearing surfaces.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Abstract
Description
МОДУЛЬНЫЙ СВЕТОДИОДНЫЙ СВЕТИЛЬНИК MODULAR LED LIGHT
Область техники Technical field
Модульный светодиодный светильник относится к светотехническим безламповым устройствам на базе светодиодов и может быть использован в качестве осветительного прибора в промышленных и бытовых условиях, как в помещениях, так и на открытых площадках для обеспечения освещения. Modular LED luminaire refers to lampless lighting devices based on LEDs and can be used as a lighting device in industrial and domestic conditions, both indoors and outdoors to provide lighting.
Предшествующий уровень техники Известно «Безламповое осветительное устройство на базе светодиодов», патент на полезную модель РФ N° 100178, F21 S4/00, патентообладатель ЮНИСТАР ОПТО КОРПОРЕЙШН (TW), прототип. По данному патенту осветительное устройство на базе светодиодов, содержит, по меньшей мере, одно основание, которое имеет верхнюю часть, образующую по меньшей мере одну соединительную секцию, по меньшей мере один светодиодный осветительный модуль, прикрепленный к соединительной секции основания, и по меньшей мере одну управляющую цепь, которая обеспечивает функции избирательного включения/выключения светодиодного осветительного модуля и преобразования переменного тока и постоянного тока, причем данная управляющая цепь присоединена к основанию и электрически подключена к светодиодному осветительному модулю, а также предназначена для подключения к внешнему источнику питания, при этом в осветительном устройстве на базе светодиодов основание содержит теплоотводящий корпус, кроме того, основание имеет полую внутреннюю область, образующую вмещающий канал, при этом во вмещающем канале находится, по меньшей мере, один слой водонепроницаемого вещества и он имеет противоположные торцы, к которым соответственно присоединены торцевые крышки, а каждая из торцевых крышек имеет нижний участок, образующий присоединительные язычки, которые вставлены во вмещающий канал, а также имеют отверстие, которое закрыто уплотнительной заглушкой, при этом основание имеет нижнюю часть, к которой присоединен, по меньшей мере, один монтажный элемент, кроме того к нижнему участку, к которому присоединено, по меньшей мере, одно плечо подвески а соединительная секция основания образует наклонную поверхность; варианты: основание имеет треугольное поперечное сечение, основание имеет шевронное поперечное сечение, основание содержит, по меньшей мере, один колпак, прикрепленный к верхней части основания, при этом колпак имеет внутренние края, образующие, по меньшей мере, одну монтажную закраину, прикрепленную к верхней части данного основания; светодиодный осветительный модуль содержит, по меньшей мере, один слой водонепроницаемого вещества, нанесенного на его поверхность, светодиодный осветительный модуль содержит одну многокристальную интегральную схему в корпусе; светодиодный осветительный модуль содержит, по меньшей мере, одну схемную плату, установленную на соединительной секции основания, причем данная схемная плата имеет поверхность, образующую схему электропроводки для подключения электропитания светодиодов, множество отдельных монокристальных светодиодов, каждый из которых прикреплен к схемной плате для соединения со схемой электропроводки для подключения электропитания светодиодов, обеспечивающей подачу электропитания для излучения света, при этом управляющая цепь содержит, по меньшей мере, один силовой кабель и управляющий кабель, причем силовой кабель предназначен для присоединения к внешнему источнику питания, а управляющий кабель электрически присоединен к светодиодному осветительному модулю. Раскрытие изобретения BACKGROUND OF THE INVENTION A “lampless lighting device based on LEDs” is known, patent for a utility model of the Russian Federation N ° 100178, F21 S4 / 00, patent holder UNISTAR OPTO CORPORATION (TW), prototype. According to this patent, an LED-based lighting device comprises at least one base, which has an upper part forming at least one connecting section, at least one LED lighting module attached to the connecting section of the base, and at least one a control circuit that provides selective on / off functions of the LED lighting module and conversion alternating current and direct current, and this control circuit is connected to the base and electrically connected to the LED lighting module, and is also designed to be connected to an external power source, while in the lighting device based on LEDs, the base contains a heat sink, in addition, the base has a hollow the inner region forming the enclosing channel, while in the enclosing channel is at least one layer of a waterproof substance and it has opposite ends, to which The end caps are respectively attached, and each of the end caps has a lower portion forming connecting tabs that are inserted into the containing channel, and also have an opening that is closed by a sealing plug, the base having a lower part to which at least one mounting element, in addition to the lower section to which at least one suspension arm is connected and the connecting section of the base forms an inclined surface; options: the base has a triangular cross section, the base has a chevron cross section, the base contains at least one cap attached to the top of the base, while the cap has inner edges forming at least one mounting flange attached to the top parts of this foundation; LED lighting module contains at least one layer of waterproof substance deposited on its surface, the LED lighting module contains one multi-chip integrated circuit in the housing; LED lighting module contains at least one circuit board mounted on the connecting section of the base, and this circuit board has a surface forming a wiring diagram for connecting the power supply of the LEDs, many individual single-crystal LEDs, each of which is attached to the circuit board for connection with the circuit electrical wiring for connecting the power supply of the LEDs, providing a power supply for emitting light, while the control circuit contains at least at least one power cable and a control cable, and the power cable is designed to be connected to an external power source, and the control cable is electrically connected to the LED lighting module. Disclosure of invention
Однако при использовании осветительного устройства по прототипу невозможно создать заданное световое пятно, т.к. отсутствует возможность сборки многомодульной конструкции. Теплоотводящее устройство выполнено в виде замкнутой конструкции, что затрудняет теплоотвод при работе устройства. Технической задачей, решаемой заявляемой полезной моделью, является создание модульного светодиодного светильника с надежным теплоотводящим устройством и с возможностью формирования заданного светового пятна. However, when using the lighting device according to the prototype, it is impossible to create a given light spot, because there is no possibility of assembling a multi-module design. The heat sink device is made in the form of a closed structure, which complicates the heat sink during operation of the device. The technical problem solved by the claimed utility model is the creation of a modular LED lamp with a reliable heat sink and the ability to form a given light spot.
Техническая задача решается за счет того, что модульный светодиодный светильник на базе светодиодов, содержит, основание, печатную плату, по меньшей мере, один светодиод, размещенный на печатной плате, оптический элемент, теплоотводящее устройство, короб с блоком питания, блоком управляющей цепи и электрическими соединительными элементами, при этом теплоотводящее устройство состоит из подложки, являющейся одновременно основанием теплоотводящего устройства, причем с одной стороны подложки расположены печатная плата и оптический элемент, а с противоположной стороны расположены теплоотводящие радиаторы специальной формы, причем центральный теплоотводящий радиатор и крайние теплоотводящие радиаторы выполнены за одно целое с подложкой, при этом основание выполнено в виде прямоугольника и имеет по краям каждой боковой стороны выступы, причем нижняя часть выступов предназначена для крепления печатной платы и оптического элемента, верхняя же часть выступов образована крайними теплоотводящими радиаторами, а боковые части выступов снабжены продольными фигурными пазами, при этом центральный теплоотводящий радиатор имеет на конце, со стороны, противоположной подложке, утолщение, в центре которого предусмотрен открытый продольный фигурный паз. Нижняя часть выступов имеет прямоугольные продольные пазы, выполненные с внутренней стороны, с возможностью размещения и фиксации в них оптического элемента, а в проеме между подложкой и оптическим элементом размещена печатная плата. В другом исполнении с внутренней стороны нижней части выступов предусмотрен проем для размещения печатной платы, а оптический элемент выполнен в виде короба с утолщениями в каждом внутреннем углу для крепления к наружной стороне нижней части выступов. Центральный теплоотводящий радиатор выполнен профильным. Крайние теплоотводящие радиаторы выполнены также профильными. В одном из исполнений все теплоотводящие радиаторы выполнены профильными. Теплоотводящие радиаторы, выполненные профильными, могут иметь изменяющееся значение толщины. Теплоотводящие радиаторы выполнены разными по высоте, при этом в центральной части теплоотводящего устройства теплоотводящие радиаторы имеют большую высоту, чем по краям. В другом исполнении на подложке имеются самостоятельные теплоотводящие элементы. Самостоятельные теплоотводящие элементы выполнены с периодически чередующимся значением радиуса. В другом исполнении самостоятельные теплоотводящие элементы выполнены в виде спирали. Еще в одном исполнении самостоятельные теплоотводящие элементы выполнены в виде архимедова винта. Печатная плата со светодиодами выполнена набранной из отдельных элементов, каждый из которых содержит один светодиод. В другом исполнении печатная плата со светодиодами выполнена набранной из отдельных элементов, каждый из которых содержит три светодиода. Печатная плата со светодиодами может быть выполнена набранной из отдельных продольных элементов, каждый из которых содержит последовательно расположенные светодиоды. Печатная плата со светодиодами может быть также выполнена за одно целое с последовательно расположенными по двум плоскостным координатам светодиодами. В другом исполнении печатная плата может быть < выполнена за одно целое с хаотично расположенными светодиодами, при этом среднее расстояние между отдельными светодиодами находится в интервале Xl<d<X2, где Xi и Х2 - минимальное и максимальное расстояние между центрами свето диодов соответственно, а величина Xi не превышает размера светодиода. Кроме того, модульный светодиодный светильник содержит, как минимум, два устройства крепления модульных светодиодных светильников между собой для образования многомодульной системы. Устройство крепления модульных светодиодных светильников между собой выполнено в виде, например, коромысла, которое имеет на длинной стороне выступающие элементы, направленные вниз, в виде язычков в сечении, а на средней стороне, направленной вниз, имеет по краям с обеих сторон элементы, выполненные также в виде язычков в сечении. При креплении модульных светодиодных светильников, расположенных на одной горизонтали, между собой, на средней стороне, направленной вниз, язычки перпендикулярны средней стороне. При креплении модульных светодиодных светильников между собой под углом схода, направленным вверх, на средней стороне, направленной вниз, язычки направлены под углом вверх по отношению к средней стороне. В другом исполнении при креплении модульных светодиодных светильников между собой под углом схода, направленным вниз, на средней стороне, направленной вниз, язычки направлены под углом вниз по отношению к средней стороне. The technical problem is solved due to the fact that a modular LED lamp based on LEDs contains, a base, a printed circuit board, at least one LED located on a printed circuit board, an optical element, a heat sink, a box with a power supply, a control circuit unit and electric connecting elements, wherein the heat sink device consists of a substrate, which is also the base of the heat sink device, with a printed circuit board and an optical element located on one side of the substrate t, and on the opposite side there are heat sinks of a special shape, the central heat sink and the extreme heat sinks made in one piece with the substrate, while the base is made in the form of a rectangle and has protrusions along the edges of each side, and the lower part of the protrusions is for mounting a printed circuit board and an optical element, the upper part of the protrusions is formed by extreme heat sinks, and the side parts of the protrusions are provided with longitudinal curly grooves, the central heat sink radiator has at the end, on the side opposite the substrate, a thickening in the center which provides an open longitudinal figured groove. The lower part of the protrusions has rectangular longitudinal grooves made from the inside, with the possibility of placing and fixing an optical element in them, and a printed circuit board is placed in the opening between the substrate and the optical element. In another embodiment, an opening is provided on the inner side of the lower part of the protrusions for accommodating a printed circuit board, and the optical element is made in the form of a box with thickenings in each inner corner for fastening to the outside of the lower part of the protrusions. The central heat sink is made profile. Extreme heat sink radiators are also made profile. In one design, all heat sink radiators are made profile. Profile heat sinks may have a varying thickness value. Heat sink radiators are made different in height, while in the central part of the heat sink device, the heat sink radiators have a greater height than at the edges. In another embodiment, the substrate has independent heat sink elements. Independent heat sink elements are made with periodically alternating radius value. In another design, independent heat sink elements are made in the form of a spiral. In another design, independent heat sink elements are made in the form of an Archimedean screw. The printed circuit board with LEDs is made typed from individual elements, each of which contains one LED. In another embodiment, the printed circuit board with LEDs is made up of individual elements, each of which contains three LEDs. A printed circuit board with LEDs can be made up of individual longitudinal elements, each of which contains LEDs in series. A printed circuit board with LEDs can also be made in one piece with LEDs sequentially arranged along two plane coordinates. In another design, the printed circuit board can be <made integrally with randomly arranged LEDs, while the average distance between individual LEDs is in the range Xl <d <X2, where Xi and X2 are the minimum and maximum distances between the centers of the LEDs, respectively, and the value Xi does not exceed the size of the LED. In addition, the modular LED lamp contains at least two devices for attaching the modular LED lamps to each other to form a multi-module system. The device for attaching the modular LED luminaires to each other is made in the form, for example, of a rocker arm, which has protruding elements on the long side directed downward in the form of reeds in cross section, and on the middle side downward, has elements also made at the edges on both sides as reeds in cross section. When mounting modular LED luminaires located on the same horizontal line, with each other, on the middle side down, the tabs are perpendicular to the middle side. When modular LED fixtures are fastened together at an angle of descent directed upward on the middle side downward, the tabs are directed at an angle upward with respect to the middle side. In another design, when mounting the modular LED fixtures to each other at a vanishing angle directed downward, on the middle side downward, the tabs are directed at an angle downward with respect to the middle side.
Краткое описание фигур и чертежей Brief description of figures and drawings
Заявляемое устройство поясняется чертежами, где, The inventive device is illustrated by drawings, where,
На фиг. 1 - схематично изображен модульный светодиодный светильник в сборе; In FIG. 1 - schematically shows a modular LED lamp assembly;
На фиг. 2 - изображен вид снизу устройства по фиг.1. In FIG. 2 is a bottom view of the device of FIG. 1.
На фиг. 3 - изображен вид сверху модульного светодиодного светильника по фиг.1. In FIG. 3 - shows a top view of the modular LED lamp of figure 1.
На фиг.4 - изображен вид А по фиг. 1 в сечении. Fig. 4 is a view A of Fig. 1 in section.
На фиг. 5 - изображен увеличенный вид спереди короба с блоком питания, блоком управляющей цепи и электрическими соединительными элементами блока питания. На фиг. 6 - схематично изображен модульный светодиодный светильник. In FIG. 5 is an enlarged front view of a box with a power supply, a control circuit unit and electrical connecting elements of the power supply. In FIG. 6 - schematically shows a modular LED lamp.
На фиг. 7 - изображен вид сбоку модульного светодиодного светильника по фиг.6. In FIG. 7 - shows a side view of the modular LED lamp of Fig.6.
На фиг. 8 - схематично изображен модульный светодиодный светильник с оптическим элементом, выполненным в виде короба. In FIG. 8 - schematically shows a modular LED lamp with an optical element made in the form of a box.
На фиг. 9 - изображен в аксонометрии оптический элемент, выполненный в виде короба. In FIG. 9 - a perspective view of an optical element made in the form of a box.
На фиг.10 - изображен вид спереди теплоотводящего элемента модульного светодиодного светильника с теплоотводящими радиаторами, выполненными за одно целое с подложкой. Figure 10 - shows a front view of the heat sink element of a modular LED lamp with heat sink radiators, made in one piece with the substrate.
На фиг. 1 1 - изображен вид спереди теплоотводящего элемента модульного светодиодного светильника с теплоотводящими радиаторами, выполненными как самостоятельные теплоотводящие элементы, зафиксированные на подложке. In FIG. 1 1 - shows a front view of the heat sink element of a modular LED lamp with heat sinks made as separate heat sink elements fixed on the substrate.
На фиг.12 - изображен вид сверху теплоотводящего элемента модульного светодиодного светильника с теплоотводящими радиаторами, выполненными как самостоятельные теплоотводящие элементы, зафиксированные на подложке. On Fig - shows a top view of the heat sink element of a modular LED lamp with heat sinks made as separate heat sink elements fixed to the substrate.
На фиг. 13 - изображен вид снизу печатной платы со светодиодами, набранной из отдельных элементов, состоящих из одного светодиода каждый. На фиг. 14 - изображен вид снизу печатной платы со светодиодами, набранной из отдельных элементов, состоящих из трех светодиодов каждый. In FIG. 13 is a bottom view of a printed circuit board with LEDs, recruited from individual elements consisting of one LED each. In FIG. 14 is a bottom view of a printed circuit board with LEDs composed of individual elements consisting of three LEDs each.
На фиг. 15 - изображен вид снизу печатной платы со светодиодами, набранной из отдельных продольных элементов, состоящих из нескольких, расположенных последовательно светодиодов каждый. In FIG. 15 is a bottom view of a printed circuit board with LEDs recruited from individual longitudinal elements consisting of several LEDs each arranged in series.
На фиг. 16 - изображен вид снизу печатной платы с последовательно расположенными светодиодами. In FIG. 16 is a bottom view of a printed circuit board with sequentially arranged LEDs.
На фиг. 17 - изображен вид снизу печатной платы с хаотично расположенными на ней светодиодами. In FIG. 17 is a bottom view of a printed circuit board with randomly arranged LEDs on it.
На фиг. 18 - схематично изображен вид спереди теплоотводящего радиатора с изменяющимся значением толщины, увеличенный размер. In FIG. 18 is a schematic front view of a heat sink with a varying thickness value, an enlarged size.
На фиг. 19 -изображен вид сверху теплоотводящего радиатора по фиг.18 с обрывом с обеих сторон. In FIG. 19 is a plan view of a heat sink radiator of FIG. 18 with a break on both sides.
На фиг. 20 - схематично изображен элемент теплоотводящего радиатора с периодически чередующимся значением радиуса. In FIG. 20 is a schematic illustration of a heat sink element with a periodically alternating radius value.
На фиг. 21 - изображен вид сверху элемента теплоотводящего радиатора с периодически чередующимся значением радиуса. In FIG. 21 is a plan view of a heat sink element with a periodically alternating radius value.
На фиг. 22 - схематично изображен вид спереди элемента теплоотводящего радиатора, выполненного в виде спирали. In FIG. 22 is a schematic front view of a heat sink element made in the form of a spiral.
На фиг. 23 - изображен вид сверху элемента теплоотводящего радиатора, выполненного в виде спирали. На фиг. 24 - схематично изображен вид спереди элемента теплоотводящего радиатора, выполненного в виде архимедова винта. In FIG. 23 is a plan view of a heat sink element made in the form of a spiral. In FIG. 24 is a schematic front view of a heat sink element made in the form of an Archimedean screw.
На фиг. 25 - изображен вид сверху элемента теплоотводящего радиатора, выполненного в виде архимедова винта. In FIG. 25 - shows a top view of the element of the heat sink, made in the form of an Archimedean screw.
На фиг.26 - изображены два модульных светодиодных светильника в сборе с коробами с блоком питания, блоком управляющей цепи и электрическими соединительными элементами каждый и с устройствами крепления к внутренним поверхностям здания, при креплении модульных светодиодных светильников, расположенных на одной горизонтали, между собой. On Fig - two modular LED lamps are shown assembled with boxes with a power supply, a control circuit unit and electrical connecting elements each and with devices for attaching to the internal surfaces of the building, when fastening the modular LED lamps located on the same horizontal, with each other.
На фиг.27 - изображен вид сверху по фиг. 26. FIG. 27 is a plan view of FIG. 26.
На фиг.28 - изображен вид спереди элемента крепления модульных светильников между собой. On Fig - shows a front view of the mounting element of the modular fixtures among themselves.
На фиг.29 - изображен вид снизу элемента крепления модульных светильников между собой. On Fig - shows a bottom view of the mounting element of the modular fixtures among themselves.
На фиг.ЗО - изображены два модульных светодиодных светильника в сборе, при креплении модульных светодиодных светильников, расположенных под углом схода, направленным вверх, между собой. On fig.ZO - two modular LED luminaires are assembled, when mounting modular LED luminaires located at an angle of descent, directed upwards, between each other.
На фиг.31 - изображен вид спереди элемента крепления модульных светильников между собой по фиг.ЗО. On Fig - shows a front view of the mounting element of the modular fixtures among themselves in Fig.Z.
На фиг.32 - изображены два модульных светодиодных светильника в сборе, при креплении модульных светодиодных светильников, расположенных под углом схода, направленным вниз, между собой. On Fig - shows two modular LED lamp assembly, when mounting a modular LED luminaires located at an angle of descent directed downwards between themselves.
На фиг.ЗЗ - изображен вид спереди элемента крепления модульных светильников между собой по фиг.32. On Fig.ZZ - shows a front view of the mounting element of the modular fixtures among themselves in Fig.32.
Варианты исполнения заявленного устройства Options for the execution of the claimed device
Заявляемый модульный светодиодный светильник содержит основание 1 устройства, печатную плату 2, по меньшей мере один светодиод 3, размещенный на печатной плате 2, оптический элемент 4, теплоотводящее устройство 5 с высокой теплопроводностью, при этом основание 1 является подложкой 6 теплоотводящего устройства 5, короб 7 с блоком питания, блоком управляющей цепи и электрическими соединительными элементами (на фиг. не показаны), устройство крепления к внутренним поверхностям здания 8, устройство крепления модульных светодиодных светильников между собой 9. The inventive modular LED lamp contains a base 1 of the device, a printed circuit board 2, at least one LED 3 located on the printed circuit board 2, an optical element 4, a heat sink device 5 with high thermal conductivity, while the base 1 is a substrate 6 of the heat sink device 5, box 7 with a power supply unit, a control circuit unit and electrical connecting elements (not shown in Fig.), a device for attaching to the internal surfaces of a building 8, a device for attaching modular LED lamps m 9 is forward.
Теплоотводящее устройство 5 состоит из подложки 6, с одной стороны которой, противоположной стороне со светодиодом 3 или набором светодиодов 3, расположены теплоотводящие радиаторы 10 специальной формы. The heat sink device 5 consists of a substrate 6, on one side of which, on the opposite side with a LED 3 or a set of LEDs 3, heat sinks 10 are arranged in a special shape.
Теплоотводящие радиаторы 10 могут быть выполнены за одно целое с подложкой 6 (см. фиг. 1, 4, 6, 8, 10), в этом случае они выполнены профильными, а также могут быть выполнены как самостоятельные теплоотводящие элементы 11 (см. фиг.1 1, 12, 20, 21 , 22, 23, 24, 25) с последующей их фиксацией на подложке 6, например, за счет того, что такие самостоятельные теплоотводящие элементы 1 1 имеют на конце, со стороны подложки 6, винтообразную нарезку и, соответственно, подложка 6 в таком случае имеет отверстия с винтообразной нарезкой (на фиг. не показано). Теплоотводящие радиаторы 10 и самостоятельные теплоотводящие элементы 1 1 выполнены на расстоянии друг от друга для формирования конвективных потоков. Они выполнены разными по высоте, при этом в центральной части теплоотводящего устройства 5 теплоотводящие радиаторы 10 и самостоятельные теплоотводящие элементы 1 1 имеют большую высоту, чем по краям. Теплоотводящее устройство 5, имеет обязательно центральный теплоотводящий радиатор 12, который на конце, со стороны, противоположной подложке 6, имеет утолщениеThe heat sink radiators 10 can be made integrally with the substrate 6 (see Fig. 1, 4, 6, 8, 10), in this case they are made profile, and can also be performed as separate heat sink elements 11 (see Fig. eleven, 12, 20, 21, 22, 23, 24, 25) with their subsequent fixation on the substrate 6, for example, due to the fact that such independent heat-removing elements 1 1 have, at the end, from the side of the substrate 6, a helical thread and, accordingly, the substrate 6 in this case has screw-shaped holes (not shown in FIG.). Heat sink radiators 10 and independent heat sink elements 1 1 are made at a distance from each other to form convective flows. They are made different in height, while in the Central part of the heat sink device 5, heat sinks 10 and independent heat sink elements 1 1 have a greater height than at the edges. The heat sink device 5 has a central heat sink radiator 12, which has a thickening at the end, from the side opposite to the substrate 6
13, с наружной стороны которого предусмотрен продольный фигурный паз 14, необходимый для крепления крепежных элементов 15 короба 7 с блоком питания, блоком управляющей цепи и электрическими соединительными элементами и элементов крепления 16 устройства крепления к внутренним поверхностям здания 8, а также крепления модульных светодиодных светильников между собой при многомодульной конструкции посредством устройства крепления модульных светодиодных светильников между собой 9, а именно, выступающими элементами 17. Центральный теплоотводящий радиатор 12 выполнен только профильным и только за одно целое с подложкой 6. Крайние теплоотводящие радиаторы 18 выполнены за одно целое с подложкой 6 при любом варианте выполнения теплопроводящих радиаторов 10 либо самостоятельных теплоотводящих элементов 11. 13, on the outside of which there is provided a longitudinal figured groove 14, which is necessary for fastening the fasteners 15 of the box 7 with a power supply, a control circuit unit and electric connecting elements and fasteners 16 of the fastening device to the internal surfaces of the building 8, as well as the fastening of modular LED lamps between themselves with a multi-module design by means of a fastening device for modular LED fixtures between themselves 9, namely, the protruding elements 17. The central heat sink radiator 12 is made only profile and only integrally with the substrate 6. The extreme heat sink radiators 18 are made integrally with the substrate 6 in any embodiment of the heat-conducting radiators 10 or independent heat-removing elements 11.
Основание 1 устройства, являющееся одновременно подложкой 6, выполнено в виде прямоугольника (см. фиг.1, 2) и имеет по краям каждой боковой стороны прямоугольника выступы 19, при этом нижняя часть 20 выступов 19 выполнена с прямоугольным продольным пазом 21, выполненным с внутренней стороны нижней части 20, предназначенным для размещения и фиксации оптического элемента 4. В образованном пространстве между нижней частью подложки 6 и оптическим элементом 4 размещается печатная плата 2, которая крепится к нижней части подложки, например, винтами. Таким образом, между печатной платой 2 и оптическим элементом 3 образуется зазор, который может быть заполнен слоем теплоотводящего материала, например, теплопроводящей пастой G751, либо G765, либо Х23-7762. При таком исполнении оптический элемент 4 защелкивается в нижней части выступов, а печатная плата 2 фиксируется на нижней стороне подложки 6 путем крепления, например, винтами (на фиг не показано). The base 1 of the device, which is simultaneously the substrate 6, is made in the form of a rectangle (see Figs. 1, 2) and has protrusions 19 along the edges of each side of the rectangle, while the lower part 20 of the protrusions 19 is made with a rectangular longitudinal groove 21 made with an inner the side of the lower part 20, designed to accommodate and fix the optical element 4. In the formed space between the lower part of the substrate 6 and the optical element 4 is a printed circuit board 2, which is attached to the lower part of the substrate, for example, screws. Thus, a gap is formed between the printed circuit board 2 and the optical element 3, which can be filled with a layer of heat-removing material, for example, heat-conducting paste G751, or G765, or X23-7762. With this design, the optical element 4 is latched in the lower part of the protrusions, and the printed circuit board 2 is fixed on the lower side of the substrate 6 by fastening, for example, with screws (not shown in FIG.).
Другим вариантом крепления оптического элемента 4 является крепление его к наружным сторонам нижней части выступа 20, в этом случае оптический элемент 4 выполнен в виде короба 22 (см. фиг.9) с утолщениями в каждом внутреннем углу для крепления к наружной части выступов, например, винтами (на фиг не показано). Another option for mounting the optical element 4 is to mount it to the outer sides of the lower part protrusion 20, in this case, the optical element 4 is made in the form of a box 22 (see Fig. 9) with thickenings in each inner corner for fastening to the outer part of the protrusions, for example, with screws (not shown in Fig.).
Верхняя часть выступов 19 образована крайними теплоотводящими радиаторами 18, боковые же части выступов 19 снабжены продольными фигурными пазами 23, предназначенными для крепления модульных светодиодных светильников между собой посредством устройства крепления модульных светодиодных светильников между собой 9 (при многомодульном исполнении модульного светодиодного светильника). Устройство выполнено таким образом, что обеспечивает создание многомодульных систем. Для крепления двух модульных светодиодных светильников между собой используют, как минимум, два устройства крепления модульных светодиодных светильников между собой 9. Количество устройств крепления модульных светодиодных светильников между собой 9 зависит от веса конструкции и определяется расчетным путем. Для крепления трех модульных светодиодных светильников между собой используют, как минимум, четыре устройства крепления модульных светодиодных светильников между собой 9 (на фиг. не показано). Взаимное расположение их определяется расчетным путем и не является предметом заявленного устройства. The upper part of the protrusions 19 is formed by extreme heat sink radiators 18, while the lateral parts of the protrusions 19 are provided with longitudinal figured grooves 23, intended for fastening the modular LED fixtures to each other by means of the fastening device for the modular LED fixtures to each other 9 (with a multi-module design of a modular LED fixture). The device is designed in such a way that provides the creation of multi-module systems. For attaching two modular LED lamps to each other, at least two devices for attaching the modular LED lamps to each other are used 9. The number of devices for attaching the modular LED lamps to each other 9 depends on the weight of the structure and is determined by calculation. For fastening three modular LED luminaires to each other, at least four devices for attaching modular LED luminaires to each other 9 are used (not shown in Fig.). Their mutual arrangement is determined by calculation and is not the subject of the claimed device.
Устройство крепления модульных светодиодных светильников между собой 9 может быть выполнено в виде, например, коромысла (фиг. 28, 29, 31, 33) и имеет на длинной стороне выступающие элементы 17, расположенные на некотором расстоянии от краев длинной стороны и направленные вниз. Выступающие элементы 17 выполнены в виде язычков в сечении. Средняя, направленная вниз сторона, имеет по краям с обеих сторон элементы 24, выполненные также в виде язычков в сечении. В центральной части устройства крепления модульных светодиодных светильников между собой 9 предусмотрен сквозной прямоугольный паз 25, переходящий в щелевое отверстие по центру средней, направленной вниз стороны для облегчения конструкции. При креплении модульных светодиодных светильников, расположенных на одной горизонтали, между собой, используют конструкцию горизонтального коромысла 26, при этом длинные стороны горизонтального коромысла 26 выполнены по горизонтали (см. фиг.28). Сборка модульных светодиодных светильников в этом исполнении производится, как показано на фиг.26. При креплении модульных светодиодных светильников, расположенных под углом схода, направленным вверх, между собой, используют конструкцию дугообразного коромысла 27, длинные стороны при этом могут иметь дугообразный верхний контур (см. фиг.30, 31). Сборка модульных светодиодных светильников в этом исполнении производится, как показано на фиг.30. При креплении модульных светодиодных светильников, расположенных под углом схода, направленным вниз, между собой, используют The mounting device of the modular LED fixtures among themselves 9 can be made in the form of, for example, the beam (Fig. 28, 29, 31, 33) and has on the long side protruding elements 17 located at some distance from the edges of the long side and directed downward. The protruding elements 17 are made in the form of reeds in cross section. The middle downward side has elements 24 at the edges on both sides, also made in the form of reeds in cross section. In the central part of the device for attaching the modular LED luminaires to each other 9, a through rectangular groove 25 is provided, passing into the slotted hole in the center of the middle downward side to facilitate construction. When mounting modular LED lights located on the same horizontal, between themselves, use the design of the horizontal rocker 26, while the long sides of the horizontal rocker 26 are made horizontally (see Fig.28). The assembly of modular LED lights in this design is made, as shown in Fig.26. When mounting modular LED lamps located at an angle of descent directed upwards between themselves, use the design of an arcuate rocker arm 27, the long sides can have an arcuate upper contour (see Fig.30, 31). The assembly of modular LED lamps in this design is performed, as shown in Fig.30. When mounting modular LED lamps located at an angle of descent, directed downward, between themselves, use
ч конструкцию коромысла 28 длинные стороны при этом могут иметь дугообразный верхний контур (см. фиг. 32, 33). Сборка модульных светодиодных светильников в этом исполнении производится, как показано на фиг. 32. h the rocker structure 28, the long sides can have an arched upper contour (see Fig. 32, 33). The assembly of modular LED luminaires in this design is carried out as shown in FIG. 32.
Использование различных, описанных выше, исполнений сборки модульных светодиодных светильников между собой, позволяет формировать заданный уровень освещенности и направленности светового пятна на освещаемом объекте, позволяет увеличить, либо уменьшить световое пятно, что определяется потребностями работы и уровнем заданного освещения. При использовании одного модульного светодиодного светильника уровень заданного освещения регулируется электрическими параметрами устройства, а направленность светового пятна - способом крепления модульного светодиодного светильника к несущим поверхностям (на фиг. не показано). The use of the various assembly designs of the modular LED luminaires described above among themselves allows one to form a predetermined level of illumination and directivity of the light spot on the illuminated object, allows to increase or decrease the light spot, which is determined by the needs of the work and the level of the specified lighting. When using one modular LED lamp, the level of preset lighting is controlled by the electrical parameters of the device, and the directivity of the light spot by the method of attaching the modular LED lamp to the bearing surfaces (not shown in Fig.).
Короб 7 с блоком питания, блоком управляющей цепи и электрическими соединительными элементами имеет снаружи в нижней центральной части крепежные элементы 15, выполненные как продольные выступы и исполненные в виде язычков в сечении для посадки в продольный фигурный паз 14 центрального теплоотводящего радиатора 12 (для механического присоединения короба 7 с блоком питания, блоком управляющей цепи и электрическими соединительными элементами). Короб 7 с блоком питания, блоком управляющей цепи и электрическими соединительными элементами в нижней части имеет продольный паз 29 по всей длине, предназначенный для вывода проводов управляющей цепи и блока питания наружу с целью обеспечения их контакта с платой 2 и с сетью электропитания, (электрическое присоединение, на фиг. не показано). Элементы крепления к внутренним поверхностям здания 8 (монтажные элементы) также снабжены выступами в виде язычков 16. Устройства крепления к внутренним поверхностям здания 8 выполнены в виде подвесок, присоединяющихся к потолку зданий, либо в виде подвесок, присоединяющихся к кронштейнам, расположенным непосредственно на стенах зданий (на фиг. не показаны). The box 7 with a power supply unit, a control circuit block and electrical connecting elements has fasteners 15 outside the lower central part, made as longitudinal protrusions and made in the form of tongues in section for fitting into the longitudinal figured groove 14 of the central heat sink 12 (for mechanical connection of the box 7 with a power supply, a control circuit unit and electrical connectors). Box 7 with a power supply, a control circuit block and electrical connectors at the bottom part has a longitudinal groove 29 along the entire length, designed to lead the wires of the control circuit and the power supply outward in order to ensure their contact with the board 2 and the power supply network (electrical connection, not shown in FIG.). The fastening elements to the internal surfaces of the building 8 (mounting elements) are also provided with tabs in the form of tongues 16. The fastening devices to the internal surfaces of the building 8 are made in the form of pendants connecting to the ceiling of buildings, or in the form of pendants connecting to brackets located directly on the walls of buildings (not shown in FIG.).
Как минимум один светодиод 3, или набор светодиодов 3 (см. фиг. 13, 14, 15, 16, 17) смонтирован на печатной плате 2, соединенной, в свою очередь, с управляющей цепью и блоком питания (на фиг. не показано). At least one LED 3, or a set of LEDs 3 (see Fig. 13, 14, 15, 16, 17) is mounted on a printed circuit board 2, connected, in turn, to the control circuit and the power supply (not shown in Fig.) .
Печатная плата 2 со светодиодами 3 может быть выполнена набранной из отдельных элементов, каждый из которых содержит один светодиод 3 (фиг.13), набранной из отдельных элементов, состоящих из трех светодиодов 3 каждый (фиг.14) набранной из отдельных продольных элементов, состоящих из нескольких расположенных последовательно светодиодов 3 каждый (фиг. 15). Печатная плата может быть выполнена за одно целое с последовательно расположенными на ней светодиодами 3 (фиг.16). Печатная плата 2 может быть выполнена за одно целое с хаотично расположенными светодиодами 3 (фиг.17). A printed circuit board 2 with LEDs 3 can be made up of individual elements, each of which contains one LED 3 (FIG. 13), composed of individual elements consisting of three LEDs 3 each (FIG. 14), composed of separate longitudinal elements consisting of of several LEDs 3 arranged in series each (Fig. 15). The printed circuit board can be made in one piece with the LEDs 3 arranged in series on it (Fig. 16). Circuit board 2 may be made in one piece with randomly arranged LEDs 3 (Fig.17).
Расчет минимального расстояния Xi и максимального расстояния х2 между центрами светодиодов может быть производен следующим образом. The calculation of the minimum distance Xi and the maximum distance x 2 between the centers of the LEDs can be performed as follows.
Среднее расстояние между двумя соседними светодиодами d=(S =(LW/N) , где, The average distance between two adjacent LEDs is d = (S = (LW / N), where,
Ν - количество светодиодов на печатной плате, Ν - the number of LEDs on the circuit board,
L - длина и W - ширина площади, занимаемой всеми светодиодами, L is the length and W is the width of the area occupied by all the LEDs,
S I . площадь на один светодиод, при этом, S i. area per LED, however,
Si=LW/N Si = LW / N
X I - минимальное расстояние между центрами светодиодов, Xl= 0,5d. XI is the minimum distance between the centers of the LEDs, Xl = 0.5d.
Х2~ максимальное расстояние между центрами светодиодов, l,5d. X2 ~ the maximum distance between the centers of the LEDs, l, 5d.
В варианте 4 светодиоды расположены хаотично, но со средним расстоянием между отдельными светодиодами, находящимся в интервале не должна превышать размера светодиода. Такое расположение светодиодов, особенно в сочетании с диффузным оптическим элементом обеспечивает однородное освещение. In option 4, the LEDs are arranged randomly, but with an average distance between individual LEDs in the interval should not exceed the size of the LED. This arrangement of LEDs, especially in combination with a diffuse optical element, provides uniform illumination.
Самостоятельные теплоотводящие элементы 11 могут быть выполнены: с периодически чередующимся значением радиуса (см. фиг.20, 21), в виде спирали (см. фиг. 22, 23), в виде архимедова винта (см. фиг. 24, 25) и др. Independent heat-removing elements 11 can be made: with a periodically alternating radius value (see Fig. 20, 21), in the form of a spiral (see Fig. 22, 23), in the form of an Archimedean screw (see Fig. 24, 25) and other
Представляем расчет эффективного теплоотвода для самостоятельных теплоотводящих элементов 1 1 с периодически чередующимся значением радиуса. We present the calculation of the effective heat sink for independent heat sink elements 1 1 with a periodically alternating radius value.
Форму поверхности самостоятельного теплоотводящего элемента 1 1 выбирают для обеспечения лучшего теплоотвода с печатной платы и теплоотводящего элемента. Для этой цели выбирают трехмерную поверхность самостоятельного теплоотводящего элемента 1 1 из критерия наибольшей площади поверхности S при одном и том же объеме V самостоятельного теплоотводящего элемента 11. Для осветительного устройства рассчитывают формы самостоятельных теплоотводящих элементов 1 1 , находя возможно большее значение отношения S/V. The surface shape of the independent heat sink element 1 1 is chosen to provide better heat dissipation from the printed circuit board and the heat sink element. For this purpose, the three-dimensional surface of the independent heat sink element 1 1 is selected from the criterion of the largest surface area S for the same volume V of the independent heat sink element 11. For the lighting device, the shapes of the independent heat sink elements 1 1 are calculated, finding the largest possible S / V ratio.
Для этого сначала рассчитывают отношение S/V для самостоятельного теплоотводящего элемента 1 1 , выполненного в виде цилиндра диаметра D и высоты Н. Простой цилиндрический самостоятельный теплоотводящий элемент 1 1 имеет следующие параметры: площадь теплоизлучающей поверхности (без нижнего основания самостоятельного теплоотводящего элемента 11) To do this, first calculate the S / V ratio for an independent heat sink element 1 1, made in the form of a cylinder of diameter D and height H. A simple cylindrical independent heat sink element 1 1 has the following parameters: the area of the heat-emitting surface (without the lower base of the independent heat-removing element 11)
SmJl = πΌ2/4 + πΌΗ = πΌ(Ό/4 + Η), S mJl = πΌ 2/4 + πΌΗ = πΌ (Ό / 4 + Η),
· Объем самостоятельного теплоотводящего элемента · Volume of an independent heat-removing element
Wmn = O2W4, W mn = O 2 W4,
Затем рассчитывают отношение площади к объему для цилиндрического самостоятельного теплоотводящего элемента 1 1 : / Уцил = 4(D/4 + H)/DH = 1/Н + 4/D. Then calculate the ratio of area to volume for a cylindrical independent heat sink element 1 1: / Cyl = 4 (D / 4 + H) / DH = 1 / H + 4 / D.
Затем рассчитывают отношение & ад I ^рад для самостоятельного теплоотводящего элемента 11 сложной формы, где, Then, the ratio & hell I ^ rad is calculated for an independent heat-removing element 11 of complex shape, where,
^рад " площадь поверхности самостоятельного теплоотводящего элемента 11 сложной формы, ^ rad "the surface area of the independent heat sink element 11 of complex shape,
^ ад " объем самостоятельного теплоотводящего элемента 1 1 сложной формы. ^ hell "volume of an independent heat-removing element 1 1 of complex shape.
Затем отношение $рад / ^р^д для самостоятельного теплоотводящего элемента 1 1 сложной формы сравнивают со значением ЗцИЛ / \^цИЛ и находят размеры самостоятельного теплоотводящего элемента 11 сложной формы или отношение размеров, при которых Spaa / Урад > 8ЦИЛ / Уцил. Then, the ratio $ r a d / ^ p ^ d for an independent heat sink element 1 1 of complex shape is compared with the value of 3s IL / \ ^ c IL and find the dimensions of the independent heat-removing element 11 of complex shape or aspect ratio at which S paa / Y rad > 8 CYL / U cyl .
Например, самостоятельный теплоотводящий элемент 11 с поверхностью, имеющей цилиндрическую форму с периодически чередующимся значением радиуса (ΙΪ1 чередующихся пар с высотой \ И h2 и диаметром Dj и D2, соответственно) (см. фиг. 20, 21). Тогда объем самостоятельного теплоотводящего элемента Удв, цил и площадь поверхности самостоятельного теплоотводящего элемента 8дВ цИЛ описываются соотношениями: For example, an independent heat sink element 11 with a surface having a cylindrical shape with a periodically alternating radius value (ΙΪ1 alternating pairs with a height of \ And h 2 and a diameter of Dj and D 2 , respectively) (see Fig. 20, 21). Then the volume of the independent heat sink element U dv, cyl and the surface area of the independent heat sink element 8d V c IL are described by the relations:
Удв цил = m(Vi + V2) = Dj2+D22)H/8m, где, Y dvil = m (Vi + V 2 ) = Dj 2 + D2 2 ) H / 8m, where,
(Όχ2/4 - D2 2/4) + πΌ2 2/4= π [mH/8 (Όχ + D2) + ^(m-^ CD^ - D^ + D^], (Όχ 2/4 - D 2 2/4) + πΌ 2 2/4 = π [mH / 8 (Ό χ + D 2) + ^ (m- ^ CD ^ - D ^ + D ^],
Где, Where,
^дв.цил " площадь поверхности самостоятельного теплоотводящего элемента 11 без учета основания нижнего цилиндра, который соприкасается с поверхностью подложки 6 теплоотводящего устройства 5, ^ dv.tsil "surface area of an independent heat-removing element 11 without taking into account the bottom a cylinder that is in contact with the surface of the substrate 6 of the heat sink device 5,
Ш - количество пар цилиндров с периодически чередующимся значением радиуса W - the number of pairs of cylinders with periodically alternating radius value
Vj - объем цилиндра с высотой Ъ.\ и диаметром Dj, Vj is the volume of the cylinder with a height b. \ And a diameter Dj,
V2 - объем цилиндра с высотой ll2 и диаметром D2, D I - диаметр большего цилиндра, D2 - диаметр меньшего цилиндра, Ъ.\ - высота большего цилиндра, высота меньшего цилиндра. V2 is the volume of the cylinder with a height ll2 and diameter D2, DI is the diameter of the larger cylinder, D2 is the diameter of the smaller cylinder, b. \ is the height of the larger cylinder, height of the smaller cylinder.
Задают размеры цилиндров с периодически чередующимся значением радиуса Set the dimensions of the cylinders with a periodically alternating radius value
D2=D1/3, h!=h2=H/2m, m=4 D 2 = D 1/3, h! = h 2 = H / 2m, m = 4
и условие равенства масс (объемов) Vqjij! = ГдВ цИЛ при одинаковой высоте, and the condition for the equality of masses (volumes) Vqji j! = G d V c IL at the same height,
И при расчете по вышеприведенным формулам получают And when calculating according to the above formulas get
8дв.цил Удв.цил = (4,5D + 1,8H)/4DH = l,125/H + 0,45/D. 8 dv .tsil have bits. cyl = (4.5D + 1.8H) / 4DH = 1, 125 / H + 0.45 / D.
Далее сравнивают теплоотводящую способность самостоятельного теплоотводящего элемента 1 1 цилиндрической формы с периодически чередующимся значением радиуса и цилиндрического самостоятельного теплоотводящего элемента 11, при этом необходимо найти отношение Next, the heat sink ability of the independent heat sink element 1 1 of a cylindrical shape is compared with a periodically alternating radius value and the cylindrical independent heat sink element 11, it is necessary to find the ratio
-^~(^ЦИЛ 4Iin) / (S дв.ЦИЛ / V дв.цил)' - ^ ~ (^ CYL 4Iin ) / (S dv.tsil / V dv.tsil) '
Более эффективный теплоотвод означает выполнение условия R<1. Для рассматриваемого самостоятельного теплоотводящего элемента 11 из цилиндрических пар R = A more efficient heat sink means the fulfillment of the condition R <1. For the considered independent heat sink element 11 from cylindrical pairs R =
16(D/4 + H) / (4,5D + 1,8Н). 16 (D / 4 + H) / (4.5D + 1.8H).
Пусть D/H— - форм-фактор цилиндра. Тогда R — 0,91 [1+3,6/(р+0,4)]. Условие R<1 выполнятся при > 22,7. Следовательно, эффективный теплоотвод происходит при отношении диаметра цилиндра D к высоте цилиндра Н, если диаметр меньшего цилиндра в самостоятельном теплоотводящем элементе 1 1 цилиндрической формы с периодически чередующимся значением радиуса в три раза меньше диаметра большего цилиндра. Аналогичный по порядку величины результат получают для сферических или эллипсоидальных поверхностей. Let D / H— be the form factor of the cylinder. Then R is 0.91 [1 + 3.6 / (p + 0.4)]. Condition R <1 will be satisfied at> 22.7. Consequently, an effective heat sink occurs when the diameter of the cylinder D is compared to the height of the cylinder H, if the diameter of the smaller cylinder in the independent heat sink element 1 1 is cylindrical with a periodically alternating radius value three times smaller than the diameter of the larger cylinder. A similar order of magnitude result is obtained for spherical or ellipsoidal surfaces.
Рассмотрим самостоятельный теплоотводящий элемент 11 , выполненный в виде спирали. Пусть спиральный самостоятельный теплоотводящий элемент образован из Consider an independent heat sink element 11, made in the form of a spiral. Let a spiral independent heat sink element be formed from
«проволоки» диаметром d и длиной 1 (Фиг. 22, 23). "Wire" with a diameter of d and a length of 1 (Fig. 22, 23).
Тогда объем самостоятельного теплоотводящего элемента Then the volume of the independent heat sink element
Vfoelix и площадь поверхности радиатора She}ix описываются соотношениями : Vfoelix and the surface area of the radiator Sh e } i x are described by the relations:
Vheiix= πά2 1/4, Vheiix = πά 2 1/4,
Shelix = πά2/4 + ж11 = πά(ά/4 + 1), Shelix = πά 2/4 + zh11 = πά (ά / 4 + 1)
где Where
d - диаметр цилиндра, из которого скручена спираль, d is the diameter of the cylinder from which the spiral is twisted,
1— длина цилиндра, из которого скручена спираль. 1 - the length of the cylinder from which the spiral is twisted.
Если спираль занимает пространство, соответствующее цилиндру диаметром D и высотой Н, то эти размеры связаны с длиной цилиндра, из которого скручена спираль, 1 и числом витков спирали N соотношениями H=l SIH X, D=l COSCfc / If the spiral occupies a space corresponding to a cylinder of diameter D and height H, then these dimensions are related to the length of the cylinder from which the spiral is twisted, 1 and the number of turns of the spiral N by the relations H = l SIH X, D = l COSCfc /
N (уГОЛ α - см. Фиг.) Тогда (Эцил пш) = [4(D/4 + H)/DH] = N [(1 N (ANGLE α - see Fig.) Then (Acyl psh) = [4 (D / 4 + H) / DH] = N [(1
2 2
cosa / 4N + 1 sina)/41 sina cosa], cosa / 4N + 1 sina) / 41 sina cosa],
где Where
D - диаметр цилиндра, H - высота цилиндра, D is the cylinder diameter, H is the height of the cylinder,
N - число витков спирали, a - угол наклона витка спирали по отношению к поверхности теплопроводящей подложки. N is the number of turns of the spiral, a is the angle of inclination of the coil of the spiral with respect to the surface of the heat-conducting substrate.
Для спирального самостоятельного теплоотводящего элемента параметр For a spiral independent heat sink element, the parameter
R=(S«™ щ ) I (Shelix Vhelix) = N dR = (S ™ ™ u) I (Shelix Vhelix) = N d
(cosa / 4N + sina)/16 (d/4 + 1) sina cosa. Если 1 d = 4 и a=0,l рад, то R = N (1/4) (1 / 4N + 0,1)/16 (1/16 + 1) 0,1 = N(N+0,4)/6,784. Условие эффективного теплоотвода R<1 означает выполнение спирали с числом витков N>2,4. (cosa / 4N + sina) / 16 (d / 4 + 1) sina cosa. If 1 d = 4 and a = 0, l is glad, then R = N (1/4) (1 / 4N + 0,1) / 16 (1/16 + 1) 0,1 = N (N + 0, 4) / 6.784. The condition of effective heat removal R <1 means the execution of a spiral with the number of turns N> 2.4.
Материал для печатной платы 2 и для теплоотводящего устройства 5 должен иметь высокое значение теплопроводности для обеспечения необходимого для работы осветительного устройства теплоотвода. Для этого может быть использован сплав, содержащий алюминий, например, алюминиево- магниевый сплав. Плата 2 может быть также исполнена из листового теплопроводящего материала, например, Нормакон КПДТ-2. The material for the printed circuit board 2 and for the heat sink device 5 must have a high thermal conductivity value to provide the heat sink necessary for operation of the lighting device. Can be used for this an alloy containing aluminum, for example, an aluminum-magnesium alloy. Board 2 can also be made of sheet heat-conducting material, for example, Normacon KPDT-2.
Устройство крепления к внутренним» поверхностям здания 8, а также устройство крепления модульных светодиодных светильников между собой 9 при многомодульном исполнении светильника имеют конструкцию, обеспечивающую удобную и надежную сборку устройства и его крепления, позволяющую также просто производить ремонтные и регламентные работы. The device for attaching to the internal "surfaces of the building 8, as well as the device for attaching the modular LED luminaires to each other 9 with a multi-module design of the luminaire, have a design that provides convenient and reliable assembly of the device and its fastening, which also makes it easy to carry out repair and maintenance work.
Оптический элемент 4 представляет собой пластину с заданным профилем внешней и внутренней поверхностей и заданным уровнем пропускания света или может быть выполнена в виде набора линз для формирования нужного уровня освещенности внутри промышленного здания, а также для наружного освещения. Оптический элемент 4 может быть выполнен в виде короба с утолщениями в каждом внутреннем углу для крепления к наружной части выступов, например, винтами (на фиг не показано). The optical element 4 is a plate with a given profile of the external and internal surfaces and a given level of light transmission or can be made in the form of a set of lenses to form the desired level of illumination inside an industrial building, as well as for outdoor lighting. The optical element 4 can be made in the form of a box with thickenings in each inner corner for fastening to the outer part of the protrusions, for example, with screws (not shown in FIG.).
Материалом оптического элемента 4 может быть стекло или прозрачный пластик, например, акриловый полимер. The material of the optical element 4 may be glass or transparent plastic, for example, acrylic polymer.
Лучшие варианты исполнения заявляемого устройства Сборку модульного светодиодного светильника The best versions of the claimed device Assembly of a modular LED lamp
осуществляют следующим образом. carried out as follows.
По меньшей мере, один светодиод 3 или набор светодиодов 3 размещают на печатной плате 2. Печатную плату 2 со светодиодами 3 крепят к нижней стороне подложки 6, например винтами. Затем в продольном прямоугольном пазе 21 нижней части 20 выступов 19 подложки 6 устанавливают оптический элемент 4. При таком исполнении оптический элемент 4 защелкивается в нижней части 20 выступов 19. При другом исполнении крепления оптического элемента 4 крепление его осуществляется к наружным сторонам нижней части выступа 20, например, винтами, в этом случае оптический элемент выполнен в виде короба (см. фиг.9). Затем в продольный фигурный паз 14 центрального теплоотводящего радиатора 12 вставляют крепежные элементы 15 короба 7 с блоком питания, блоком управляющей цепи и электрическими соединительными элементами и перемещают короб примерно в середину продольного фигурного паза 14. После этого прикрепляют модульный светодиодный светильник к стенам здания с использованием устройства крепления к внутренним поверхностям здания 8 (на фиг. не показано). Элементы крепления 16 устройства крепления к внутренним поверхностям здания 8 вставляют в продольный фигурный паз 14 центрального теплоотводящего радиатора 12 с двух сторон. Фиксация отдельных частей в продольном фигурном пазе 14 может быть осуществлены, например, винтами, шпильками и др. At least one LED 3 or a set of LEDs 3 is placed on the printed circuit board 2. The printed circuit board 2 with LEDs 3 is attached to the underside of the substrate 6, for example by screws. Then, in the longitudinal rectangular groove 21 of the lower part 20 of the protrusions 19 of the substrate 6, an optical element 4 is installed. With this design, the optical element 4 is latched in the lower part of the protrusions 19. In another embodiment, the optical element 4 is fastened to the outer sides of the lower part of the protrusion 20, for example, with screws, in this case, the optical element is made in the form of a box (see Fig. 9). Then, fasteners 15 of the box 7 with the power supply unit, the control circuit block and electrical connecting elements are inserted into the longitudinal figured groove 14 of the central heat sink radiator 12 and the box is moved approximately to the middle of the longitudinal figured groove 14. After that, the modular LED lamp is attached to the walls of the building using the device fastening to the internal surfaces of the building 8 (not shown in Fig.). The fastening elements 16 of the fastening device to the inner surfaces of the building 8 are inserted into the longitudinal figured groove 14 of the central heat sink radiator 12 from two sides. Fixing of individual parts in a longitudinal figured groove 14 can be implemented, for example, with screws, studs, etc.
При сборке многомодульных систем из модульных светодиодных светильников элементы 24 заводят в продольные фигурные пазы 23, осуществляя крепление модульных светодиодных светильников между собой на уровне основания 1. Одновременно выступающие элементы 17 заводят в пазы 14 центральных теплоотводящих радиаторов 12 двух модульных светодиодных светильников, обеспечивая жесткую пространственную ориентацию модульных светодиодных светильников, а также надежное их крепление между собой. When assembling multimodular systems from modular LED fixtures, the elements 24 are inserted into longitudinal figured grooves 23, fixing the LED modular fixtures to each other at the level of the base 1. At the same time, the protruding elements 17 are inserted into the grooves 14 of the central heat sink radiators 12 of two two modular LED lamps, providing a rigid spatial orientation modular LED luminaires, as well as their reliable mounting between themselves.
Промышленная применимость Устройство работает следующим образом. Industrial applicability The device operates as follows.
Модульный светодиодный светильник, собранный с помощью элементов крепления различных частей устройства и прикрепленный к внутренним поверхностям здания с помощью элементов 8 крепления, включается блоком питания, соединенного с электрической цепью промышленного здания. Электрический ток, протекающий через светодиоды 3, вызывает их свечение, яркость которого зависит от амплитуды управляющих сигналов. Свет, излучаемый свето диодами 3, проходит через оптический элемент 4, формирующий заданный уровень освещенности на освещаемом объекте, который определяется потребностями работы и уровнем заданного освещения. Таким образом, при использовании единичного модульного светодиодного светильника уровень заданного освещения регулируется электрическими параметрами устройства, а направленность светового пятна - способом крепления модульного светодиодного светильника к несущим поверхностям. A modular LED lamp assembled using fasteners from various parts of the device and attached to the internal surfaces of the building using fasteners 8 is turned on by a power supply connected to the electrical circuit of an industrial building. The electric current flowing through the LEDs 3, causes their glow, the brightness of which depends on the amplitude of the control signals. The light emitted by the light emitting diodes 3 passes through the optical element 4, forming a predetermined level of illumination on the illuminated object, which is determined by the needs of the work and the level of the set lighting. Thus, when using a single modular LED lamp, the level of the specified lighting is controlled by the electrical parameters of the device, and the direction of the light spot is controlled by the method of attaching the modular LED lamp to the bearing surfaces.
Использование же различных, исполнений сборки модульных светодиодных светильников между собой, позволяет формировать заданный уровень освещенности и направленности светового пятна на освещаемом объекте, который также определяется потребностями работы и уровнем заданного освещения. The use of different versions of the assembly of modular LED lamps among themselves allows you to create a given level of illumination and directivity of the light spot on the illuminated object, which is also determined by the needs of the work and the level of the specified lighting.
Таким образом, поставленная техническая задача, а именно, создание модульного светодиодного светильника с надежным теплоотводящим устройством и с возможностью формирования заданного светового пятна выполнена в заявленной полезной модели в полном объеме. Thus, the technical task posed, namely, the creation of a modular LED lamp with a reliable heat sink and with the possibility of forming a given light spot, is fully implemented in the claimed utility model.
Перечень позиций List of items
Основание 1 Base 1
Печатная плата 2 Circuit board 2
Светодиод 3 LED 3
Оптический элемент 4 Optical Element 4
Подложка 6 Substrate 6
Короб 7 Внутренние поверхности здания 8 Box 7 The internal surfaces of the building 8
Устройство крепления модульных светодиодных светильников между собой 9. Mounting device for modular LED lights 9.
Теплоотводящие радиаторы 10 Heat sinks 10
Самостоятельные теплоотводящие элементы 1 1 Центральный теплоотводящий радиатор 12 Утолщение 13 Independent heat sink elements 1 1 Central heat sink heat sink 12 Thickening 13
Продольный фигурный паз 14 Longitudinal groove 14
Крепежный элемент 15 Fastener 15
Элемент крепления 16 Fastener 16
Выступающий элемент 17 The protruding element 17
Крайние теплоотводящие радиаторы 18 Extreme heat sinks 18
Выступ 19 Projection 19
Нижняя часть 20 выступа 19 The lower part of the ledge 19 19
Прямоугольный продольным паз 21 Rectangular longitudinal groove 21
Короб 22 Box 22
Фигурный паз 23 Figured groove 23
Элементы 24 Elements 24
Сквозной прямоугольный паз 25 Through rectangular groove 25
Горизонтальное коромысло 26 Horizontal Rocker 26
Дугообразное коромысло 27 Arc-shaped rocker 27
Коромысло 28 Rocker 28
Продольный паз 29 Longitudinal groove 29
Claims
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011116347 | 2011-04-26 | ||
| RU2011116347 | 2011-04-26 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2012148313A1 true WO2012148313A1 (en) | 2012-11-01 |
Family
ID=47072591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2012/000321 Ceased WO2012148313A1 (en) | 2011-04-26 | 2012-04-25 | Modular light-emitting diode luminaire |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2012148313A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104565947A (en) * | 2015-01-21 | 2015-04-29 | 南通奥特机械设备有限公司 | Dispersed light source radiating type LED assembled lamp |
| EP3296619A1 (en) * | 2016-09-20 | 2018-03-21 | OSRAM GmbH | A lighting device and corresponding fixing system |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5857767A (en) * | 1996-09-23 | 1999-01-12 | Relume Corporation | Thermal management system for L.E.D. arrays |
| US20050207166A1 (en) * | 2004-01-28 | 2005-09-22 | Peter Kan | Directly viewable luminaire |
| CN1821651A (en) * | 2006-03-17 | 2006-08-23 | 吴佰军 | High power LED road lamp |
| RU83587U1 (en) * | 2009-01-20 | 2009-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Технологии Энергосбережения" | LED STREET LIGHT |
-
2012
- 2012-04-25 WO PCT/RU2012/000321 patent/WO2012148313A1/en not_active Ceased
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5857767A (en) * | 1996-09-23 | 1999-01-12 | Relume Corporation | Thermal management system for L.E.D. arrays |
| US20050207166A1 (en) * | 2004-01-28 | 2005-09-22 | Peter Kan | Directly viewable luminaire |
| CN1821651A (en) * | 2006-03-17 | 2006-08-23 | 吴佰军 | High power LED road lamp |
| RU83587U1 (en) * | 2009-01-20 | 2009-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Технологии Энергосбережения" | LED STREET LIGHT |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104565947A (en) * | 2015-01-21 | 2015-04-29 | 南通奥特机械设备有限公司 | Dispersed light source radiating type LED assembled lamp |
| EP3296619A1 (en) * | 2016-09-20 | 2018-03-21 | OSRAM GmbH | A lighting device and corresponding fixing system |
| US10451254B2 (en) | 2016-09-20 | 2019-10-22 | Osram Gmbh | Lighting device and corresponding fixing system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8618735B2 (en) | LED light engine apparatus | |
| US8070328B1 (en) | LED downlight | |
| CN101603634B (en) | LED lamp fitting | |
| CN104747928B (en) | LED lamp | |
| TW201348646A (en) | Light emitting diode lamp | |
| KR20040037523A (en) | Led type lighting apparatus | |
| US20110310603A1 (en) | Light fixtures | |
| CN106716010A (en) | Led lighting device | |
| KR200302769Y1 (en) | LED type lighting apparatus | |
| RU2638821C2 (en) | Led lamp for street lighting | |
| JP2012175013A (en) | Light-emitting device and illumination apparatus | |
| KR101246034B1 (en) | Lighting apparatus using pn junction light emitting means | |
| RU107572U1 (en) | MODULAR LED LIGHT | |
| US9188294B1 (en) | LED-based optically indirect recessed luminaire | |
| RU123113U1 (en) | LED INDUSTRIAL LIGHT | |
| US20130039074A1 (en) | Led Luminaire with Convection Cooling | |
| RU85784U1 (en) | LED LAMP | |
| WO2012148313A1 (en) | Modular light-emitting diode luminaire | |
| JP2011049154A (en) | Led lighting lamp | |
| US20170328554A1 (en) | Led light source apparatus | |
| RU134614U1 (en) | LED LUMINAIRE (OPTIONS) | |
| RU152462U1 (en) | LED LAMP | |
| KR20150009009A (en) | LED Lighting | |
| RU2551437C2 (en) | Light-emitting diode ceiling lighting fixture | |
| TWI396809B (en) | Led lamp |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 12776091 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 32PN | Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established |
Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 21/03/2014) |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 12776091 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |