RU64321U1 - LIGHTING DEVICE - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к осветительным устройствам на основе светодиодов и может быть использована для освещения музейных, производственных, складских и других помещений различного назначения, а также на транспорте. Задача предлагаемого устройства - повышение срока службы, мощности и предельной рабочей температуры осветительных устройств на светодиодах, а также расширение сферы применения подобных устройств. Для решения поставленных задач осветительное устройство, содержащее светодиод 1, который закреплен на плате 2, смонтированной в корпусе 11, дополнено узлом отвода тепла от светодиода. Узел отвода содержит слой 6 теплопроводной пасты, теплопровод 7 и радиатор 9. В качестве теплопровода 7 может быть использован корпус 11 осветительного устройства, либо самостоятельное изделие Т-образной в сечении формы. Слой 6 пасты может быть нанесен между платой 2 и теплопроводом 7, а также между теплопроводом и радиатором 9 и между двумя частями теплопровода 7 и 7А. Радиатор может иметь различную конструкцию, например, с продольными или поперечными ребрами 10. 6 п.ф., 3 рис.The utility model relates to lighting devices based on LEDs and can be used for lighting museum, industrial, warehouse and other premises for various purposes, as well as in transport. The objective of the proposed device is to increase the service life, power and maximum operating temperature of lighting devices using LEDs, as well as expanding the scope of application of such devices. To solve the tasks, a lighting device containing an LED 1, which is mounted on a board 2 mounted in the housing 11, is supplemented with a heat removal unit from the LED. The exhaust unit contains a layer 6 of heat-conducting paste, heat-conducting wire 7 and a radiator 9. As a heat-conducting wire 7, the housing 11 of the lighting device or an independent T-shaped article in cross section can be used. The paste layer 6 can be applied between the board 2 and the heat conductor 7, as well as between the heat conductor and the radiator 9 and between the two parts of the heat conductor 7 and 7A. The radiator can have a different design, for example, with longitudinal or transverse ribs 10. 6 pf, 3 fig.

Description

Полезная модель относится к осветительным устройствам на основе светодиодов и может быть использована для освещения музейных, производственных, складских и других помещений различного назначения, а также на транспорте.The utility model relates to lighting devices based on LEDs and can be used for lighting museum, industrial, warehouse and other premises for various purposes, as well as in transport.

Современные технологии позволяют создавать источники освещения небольших размеров и с малым потреблением энергии, например, светодиоды, которые имеют размеры до 1 см. и мощность примерно 0,1 вт. Такие светильники широко используются в малогабаритных фонариках или в качестве лампочки для чтения. Для создания более мощных светильников в одном корпусе обычно используют сразу несколько светодиодов. Однако это усложняет устройство, но не создает освещенности, достаточной для помещений.Modern technologies allow you to create light sources of small sizes and with low energy consumption, for example, LEDs that have sizes up to 1 cm and a power of about 0.1 watts. Such lamps are widely used in small flashlights or as a reading lamp. To create more powerful luminaires in one housing, several LEDs are usually used at once. However, this complicates the device, but does not create enough lighting for the rooms.

В последние годы появились светодиоды с мощностью от 1 вт до 5 вт. Однако их использование в осветительных устройствах затруднено тем, что в процессе работы такие светодиоды быстро перегреваются и выходят из строя. Объясняется это следующим образом. Выделяемое источником света и пускорегулирующей аппаратурой тепло сначала нагревает воздух внутри светильника, только потом через корпус светильника выделяется наружу. Для лучшей теплоотдачи наружные стенки светильников делают ребристыми. При таком отводе тепла тепловое сопротивление источник света - окружающая среда получается большим, источник света нагревается до высоких температур, а для светодиодов это недопустимо.In recent years, LEDs with a power of 1 W to 5 W have appeared. However, their use in lighting devices is complicated by the fact that during operation such LEDs quickly overheat and fail. This is explained as follows. The heat generated by the light source and ballasts first heats the air inside the lamp, only then it is released through the lamp body. For better heat transfer, the outer walls of the luminaires are made ribbed. With such heat removal, the thermal resistance of the light source - the environment is large, the light source is heated to high temperatures, and this is unacceptable for LEDs.

Предлагается оригинальное решение для отвода тепла от светодиодов в светодиодных светильниках.An original solution is proposed for the removal of heat from LEDs in LED lamps.

Наиболее близким решением к предлагаемому можно считать герметичный световой прибор на светодиодах по патенту на изобретение №2248499, МПК: F21V 31/00; приоритет от 20.03.2005 г. Прибор содержит корпус из электроизоляционного материала, лампу на светодиодах с контактными элементами питающей сети, а также источник питания. Недостатком данного устройства является малый срок службы из-за перегрева светодиодов.The closest solution to the proposed can be considered a sealed light fixture with LEDs according to the invention patent No. 22448999, IPC: F21V 31/00; priority of March 20, 2005. The device contains a housing made of electrical insulating material, a LED lamp with contact elements of the power supply, and a power source. The disadvantage of this device is its short life due to overheating of the LEDs.

Задача предлагаемого устройства - существенное уменьшение теплового сопротивления светодиод/окружающая среда. Как следствие этого повышаются срок The objective of the proposed device is a significant reduction in thermal resistance of the LED / environment. As a result, the term increases

службы и мощность осветительных устройств на светодиодах, а также расширяется сфера применения подобных устройств (например, возможность работы при более высоких температурах).the service and power of LED lighting devices, and the scope of such devices is expanding (for example, the ability to work at higher temperatures).

Для решения поставленных задач осветительное устройство, содержащее светодиод, который закреплен на плате, смонтированной в корпусе, а также контактные элементы и источник питания, дополнено узлом отвода тепла от светодиода. Узел отвода содержит слой теплопроводной пасты, теплопровод и радиатор.To solve the tasks, a lighting device containing an LED that is mounted on a circuit board mounted in the housing, as well as contact elements and a power source, is supplemented with a heat removal unit from the LED. The tap assembly contains a layer of heat-conducting paste, a heat pipe and a radiator.

В качестве теплопровода может быть использован корпус осветительного устройства, либо самостоятельное изделие Т-образной формы (в сечении). Т-образная форма используется для увеличения зоны теплового контакта между платой со светодиодами и теплопроводом. При большом количестве светодиодов - теплопровод может состоять из нескольких параллельно работающих частей.As a heat pipe, the housing of the lighting device or an independent T-shaped product (in cross section) can be used. The T-shape is used to increase the area of thermal contact between the board with LEDs and the heat conduit. With a large number of LEDs, the heat conduit may consist of several parallel working parts.

Слой пасты может быть нанесен между платой и теплопроводом, а также между теплопроводом и радиатором.A paste layer can be applied between the board and the heat conduit, as well as between the heat conduit and the radiator.

Радиатор может иметь различную конструкцию, например, с продольными или поперечными ребрами (расположение ребер выбирается в зависимости от расположения светильника в пространстве при эксплуатации).The radiator can have a different design, for example, with longitudinal or transverse ribs (the location of the ribs is selected depending on the location of the lamp in space during operation).

Предлагаемые конструктивные усовершенствования позволяют эффективно забирать выделяющееся в светодиодах тепло непосредственно с платы, на которой смонтированы светодиоды (плата может быть текстолитовой металлизированной или цельнометаллической из металла с хорошей теплопроводностью) и передавать это тепло по теплопроводу к радиатору, находящемуся за пределами камеры, в которой находятся светодиоды светильника. Наличие эффективного теплоотвода позволяет использовать в осветительном устройстве более мощные светодиоды, что способствует повышению мощности источника света. Подобные светильники могут быть использованы для освещения значительно более объемных помещений, для которых ранее светодиодные источники были неприменимы.The proposed design improvements make it possible to efficiently take out the heat generated in the LEDs directly from the board on which the LEDs are mounted (the board can be textolite metallized or all-metal made of metal with good thermal conductivity) and transfer this heat through the heat pipe to the radiator located outside the chamber where the LEDs are located lamp. The presence of an effective heat sink allows the use of more powerful LEDs in the lighting device, which helps to increase the power of the light source. Such luminaires can be used to illuminate significantly more voluminous rooms, for which previously LED sources were not applicable.

Предлагаемое устройство поясняется рисунками, где показаны:The proposed device is illustrated by drawings, which show:

Фиг.1 - устройство с одним светодиодом, где теплопровод выполнен как самостоятельное изделие.Figure 1 - device with a single LED, where the heat pipe is made as an independent product.

Фиг.2 - устройство с тремя светодиодами и радиатором с продольными ребрами, корпус выполнен из материала с хорошей теплопроводностью и поэтому выполняет функцию теплопровода.Figure 2 - a device with three LEDs and a radiator with longitudinal ribs, the housing is made of a material with good thermal conductivity and therefore serves as a heat conduit.

Фиг.3 - устройство, в котором функцию теплопровода выполняет тепловая трубка.Figure 3 - a device in which the function of the heat pipe performs a heat pipe.

Осветительное устройство (фиг.1-3) содержит светодиод 1 (один или несколько), которые установлены на плате 2. На плате 2 могут быть смонтированы также контактные The lighting device (Figs. 1-3) contains LED 1 (one or more), which are installed on the board 2. On the board 2 can also be mounted contact

элементы, блок управляющих программ, блок питания, но установка этого оборудования принципиально не влияет на схему отвода тепла и поэтому на рисунках не показано.elements, a control program block, a power supply, but the installation of this equipment does not fundamentally affect the heat removal scheme and therefore is not shown in the figures.

Тыльная сторона платы 2 покрыта тонким слоем 6 теплопроводной пасты или клея. Для этих случаев используется высокоэффективные пасты или клеи на основе пудры серебра, меди, алюминия.The back side of the board 2 is covered with a thin layer 6 of heat-conducting paste or glue. For these cases, highly effective pastes or adhesives based on powders of silver, copper, and aluminum are used.

Теплопроводный спой 6 контактирует с теплопроводом 7, который изготавливается из материалов с высокой теплопроводностью (медь, алюминий). Для светодиодных светильников большой мощности или при значительном удалении светодиодов от радиаторов в качестве теплопровода предлагается использовать тепловые трубки 7А (фиг.3). Теплопровод может состоять из нескольких частей (фиг.3)Heat conductive spoil 6 is in contact with heat conduit 7, which is made of materials with high thermal conductivity (copper, aluminum). For LED fixtures of high power or with a significant distance of the LEDs from the radiators, it is proposed to use heat pipes 7A as a heat conduit (Fig. 3). The heat pipe may consist of several parts (figure 3)

Теплопровод 7 через дополнительный слой 8 теплопроводной пасты соединен с радиатором 9. Радиатор может иметь различное конструктивное решение, например, в виде трубы с поперечными ребрами 10 (фиг.1 и 3) или в виде трубы с продольными ребрами (фиг.2).The heat pipe 7 through an additional layer 8 of heat-conducting paste is connected to the radiator 9. The radiator can have a different design solution, for example, in the form of a pipe with transverse ribs 10 (Fig.1 and 3) or in the form of a pipe with longitudinal ribs (Fig.2).

Светодиоды 1, плата 2, первый слой теплопроводной пасты 6, а также часть теплопровода размещены в корпусе 11, который предназначен для защиты светодиодов от пыли, воды механического повреждения.LEDs 1, board 2, the first layer of heat-conducting paste 6, as well as part of the heat pipe are placed in the housing 11, which is designed to protect the LEDs from dust, water, mechanical damage.

Возможно совмещение функций корпуса и теплопровода (фиг.2).Perhaps the combination of the functions of the housing and the heat conduit (figure 2).

Предлагаемая конструкция существенно эффективнее известных. В ней происходит отвод тепла от светодиодов непосредственно с металлизированной платы, на которой они закреплены. Далее тепло уходит через слой теплопроводной пасты, теплопровод и через радиатор. Вокруг ребер радиатора происходит постоянная циркуляция воздушных потоков из-за перемещения слоев воздуха разной температуры.The proposed design is much more effective than the known ones. In it, heat is removed from the LEDs directly from the metallized board on which they are mounted. Further, the heat leaves through a layer of heat-conducting paste, heat conduit and through a radiator. Around the fins of the radiator there is a constant circulation of air flows due to the movement of layers of air of different temperatures.

Подобное обеспечение теплоотвода от светодиодов позволяет использовать в предлагаемых осветительных устройствах более мощные светодиоды (например: 1 вт, 2,5 вт, 5 вт) вместо широко распространенных 0,1 вт), которые раньше не получили широкого распространения, так как быстро выходили из строя из-за перегрева, требовали частой замены и потому были неэкономичны. Светильники повышенной мощности можно использовать уже для освещения помещений больших объемов и при более высокой температуре окружающего воздуха. Использование светодиодов для таких целей позволяет снизить расходы на освещение и расширить сферу использования подобных источников света.Such provision of the heat sink from the LEDs allows the use of more powerful LEDs in the proposed lighting devices (for example: 1 W, 2.5 W, 5 W) instead of the widely used 0.1 W), which were not widely used before, since they quickly failed due to overheating, they required frequent replacement and therefore were uneconomical. High-power luminaires can already be used for lighting large-volume rooms and at higher ambient temperatures. The use of LEDs for such purposes can reduce lighting costs and expand the scope of use of such light sources.

Claims (6)

1. Осветительное устройство, содержащее светодиод, который закреплен на плате, смонтированной в корпусе, а также контактные элементы и источник питания, отличающееся тем, что оно снабжено узлом отвода тепла от светодиода, который содержит слой теплопроводной пасты, теплопровод и радиатор.1. A lighting device comprising an LED that is mounted on a board mounted in the housing, as well as contact elements and a power source, characterized in that it is provided with a heat dissipation unit from the LED, which contains a layer of heat-conducting paste, a heat conductor and a radiator. 2. Осветительное устройство по п.1, отличающееся тем, что слой пасты нанесен между платой и теплопроводом, а также между теплопроводом и радиатором.2. The lighting device according to claim 1, characterized in that the paste layer is applied between the board and the heat conductor, as well as between the heat conductor and the radiator. 3. Осветительное устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус является теплопроводом.3. The lighting device according to claim 1, characterized in that the housing is a heat conduit. 4. Осветительное устройство по п.1, отличающееся тем, что теплопровод выполнен в сечении Т-образной формы.4. The lighting device according to claim 1, characterized in that the heat pipe is made in a T-shaped section. 5. Осветительное устройство по п.1, отличающееся тем, что радиатор выполнен с продольными или поперечными ребрами.5. The lighting device according to claim 1, characterized in that the radiator is made with longitudinal or transverse fins. 6. Осветительное устройство по п.1, отличающееся тем, что в корпусе смонтировано не менее двух светодиодов.

6. The lighting device according to claim 1, characterized in that at least two LEDs are mounted in the housing.