Светильник светодиодный

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Гомельский государственный технический университет имени П.О.Сухого(72) Авторы Добродей Александр Олегович Подденежный Евгений Николаевич Бойко Андрей Андреевич Соболев Евгений Викторович(73) Патентообладатель Учреждение образования Гомельский государственный технический университет имени П.О.Сухого(57) Светильник светодиодный, содержащий светодиоды синего цвета излучения, размещенные на печатной плате, корпус с источником питания и плафон-рассеиватель, отличающийся тем, что плафон-рассеиватель выполнен в виде дискретного фотопреобразователя из термостойкой пластины с рифленой с внутренней стороны поверхностью в форме углублений, заполненных компаундом, состоящим из силиконовой смолы и наполнителя в виде агломератов наноразмерных частиц люминофора на основе иттрийалюминиевого граната.(56) 1. Патент на полезную модель 97564 1, МПК 01 63/00. Светодиодное осветительное устройство / В.И.Холодилов, В.Н.Орловский, А.В.Митрофанов. 13.04.2010. 2. Патент на полезную модель 93929 1, МПК 21 8/00. Светильник энергосберегающий / Ю.М.Агриков, Т.И.Андреева, Т.Н.Вахтинская и др. 15.12.2009. 3. Патент на изобретение 2251761 2, МПК 01 33/00. Источник света со светоизлучающим элементом / С.Таш, П.Пахлер, Г.Рот и др. 19.11.2001. 4. Патент на полезную модель 96929 1, МПК 21 7/04. Светильник энергосберегающий / Ю.М.Агриков, В.Н.Дейнего, Д.А.Дуюнов и др. 19.04.2010 (прототип). 79882012.02.28 Полезная модель относится к области светотехники. Светильник светодиодный предназначен для эксплуатации внутри помещений в качестве источника рассеянного белого света и может использоваться для замены светильников с лампами накаливания и люминесцентными лампами. Известна конструкция светильника 1, состоящего из светодиодов синего цвета излучения, размещенных на поверхности печатной платы, осветительной арматуры, радиатора и устройства преобразования длины волны светового излучения, выполненного в виде светорассеивающей полимерной оболочки, в объеме которой распределены частицы люминофора. Световое излучение светодиодов, взаимодействующее с частицами люминофора, либо отражается от поверхности люминофора, либо излучается по всем направлениям с большей длиной волны. При этом рассеянное первичное и испускаемое люминофором излучение суммируются на выходной поверхности светорассеивающей оболочки, что воспринимается глазом как рассеянный белый свет. Однако формирование светорассеивающей полимерной оболочки устройства преобразования длины волны светового излучения с заданными люминесцентными характеристиками сопряжено с трудностями дозирования частиц люминофора при введении их в объем светорассеивающей полимерной оболочки. В данном случае распределение частиц люминесцентного материала в светорассеивающей оболочке неоднородно, что приводит к повышенному рассеянию излучения в объеме светорассеивающей оболочки, что в итоге приводит к снижению к.п.д. преобразования и уменьшению яркости светильника. Данная конструкция характеризуется также большим расходом дорогостоящего порошкообразного люминофора. Известна также конструкция светильника 2, состоящего из светодиодов синего цвета излучения, размещенных на печатной плате, осветительной арматуры в виде корпусарадиатора со встроенным источником питания и плафона-рассеивателя, изготовленного из пластика. В состав пластика плафона-рассеивателя введены наполнители, изменяющие цветопередачу в сторону усиления желто-зеленой части спектра и рассеивающие добавки на основе оксидов алюминия или кремния, сульфида бария, восков, что в сумме дает рассеянный белый свет. Однако и в данном случае требуется большой расход дорогостоящих наполнителей,изменяющих цветопередачу в сторону усиления желто-зеленой части спектра, а также нескольких видов рассеивающих добавок на основе оксидов алюминия или кремния, сульфида бария и восков. Также имеются проблемы дозирования и равномерного распределения наполнителей и добавок при введении их в объем плафона-рассеивателя,что вызывает неоднородность светового потока светильника. Введение многочисленных добавок в состав материала плафона-рассеивателя приводит к дополнительному поглощению излучения светодиодов, что уменьшает световой поток светильника. Известна также конструкция светильника 3, состоящего из светодиодов синего цвета излучения, размещенных на печатной плате, корпуса, рефлектора и полимерного светового диска. Световой диск служит, с одной стороны, для защиты светодиодов с другой стороны, в этот световой диск вводятся люминофоры, преобразующие излучение синих светодиодов в излучение с большей длиной волны, так что в целом получается излучение белого цвета. Люминофор может быть введен в объем светового диска или нанесен на поверхность рефлектора. Однако в связи с плохой совместимостью полимера и частиц неорганического люминофора трудно достичь равномерного распределения люминесцентного порошка в объеме полимерного светового диска, что приводит к неоднородности светового потока. Так как световой диск должен обеспечивать защиту светодиодов от внешних воздействий, его толщина должна быть значительной, что приводит к большому расходу дорогостоящего люминофора и снижению светового потока, проходящего через световой диск, и, следовательно, к снижению эффективности излучения светильника. В то же время вариант нане 2 79882012.02.28 сения люминофора на поверхность рефлектора в виде люминесцирующей тонкой пленки не обеспечивает полного преобразования синего излучения светодиодов. Наиболее близкой к заявляемой полезной модели является конструкция светодиодного светильника 4, содержащего светодиоды синего цвета излучения, размещенные на печатной плате, корпус с источником питания и плафон-рассеиватель с фотолюминофорным полимерным покрытием на внутренней стороне, обеспечивающим в сумме с излучением синих светодиодов рассеянный белый свет, причем в состав материала плафона или его покрытия введены рассеивающие свет добавки. Однако в связи с технологическими проблемами нанесения фотолюминофорного покрытия одинаковой толщины, особенно при большом размере плафона, возникает неравномерность светопропускания по поверхности плафона, что приводит к неоднородности светового потока, введение в состав материала плафона или его покрытия рассеивающих свет добавок приводит к снижению светового потока и уменьшению эффективности излучения светильника. Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в увеличении срока службы светильника, повышении однородности светового потока от светильника и уменьшении расхода люминофора в составе плафона-рассеивателя. Поставленная задача решается тем, что в известной конструкции, содержащей светодиоды синего цвета излучения, размещенные на печатной плате, корпус с источником питания и плафон-рассеиватель, согласно полезной модели плафон-рассеиватель выполнен в виде дискретного фотопреобразователя - термостойкой пластины с рифленой с внутренней стороны поверхностью в форме углублений, заполненных компаундом, состоящим из силиконовой смолы и наполнителя - агломератов наноразмерных частиц люминофора на основе иттрий-алюминиевого граната. Отличительные конструктивные признаки заявляемой полезной модели и связи между ними позволяют ей проявлять ряд дополнительных свойств. Так, например, равномерное распределение компаунда, содержащего наноразмерные частицы люминофора на основе иттрий-алюминиевого граната в углублениях плафона-рассеивателя на его внутренней поверхности, обеспечивает стабильность и равномерность прохождения светового потока с его преобразованием в широкополосное излучение с большей длиной волны. А световой поток синего цвета равномерно проходит, не меняя цветности, через прозрачные области плафона-рассеивателя. Сложение в итоге синего и широкополосного излучений дает полный спектр видимого света, т.е. однородный белый свет. Предлагаемая конструкция светодиодного светильника позволяет получить белый рассеянный свет при использовании светодиодов синего цвета излучения и дискретного фотопреобразователя, выполненного в виде люминофорного компаунда на основе силиконовой смолы, нанесенного в углубления плафона-рассеивателя. Преобразование излучения осуществляется при помощи люминофора, введенного в состав компаунда,нанесенного в углубления на внутренней поверхности плафона-рассеивателя. В отличие от известных моделей светильников, где люминофор в составе компаунда введен в материал плафона-рассеивателя или нанесен на его поверхность в виде диффузнорассеивающей пленки, в заявляемой полезной модели люминофор в составе компаунда размещен в углублениях на внутренней поверхности плафона-рассеивателя. Это в значительной степени уменьшает расход люминофора, продлевает срок службы светильника, а также позволяет обеспечить равномерность светового потока светильника. Фиг. 1 - конструкция светодиодного светильника. Фиг. 2 - вид светильника сверху. Светильник светодиодный содержит металлический или композитный полимернокерамический корпус 1, внутри которого размещены блок питания 2, преобразующий переменное напряжение сети 220 В в постоянное напряжение 12 В, печатная плата 3 с несколькими мощными светодиодами синего цвета излучения 4, проводники 5, соединяющие блок питания 2 с электрической сетью и светодиоды 4 с блоком питания 2. В верх 3 79882012.02.28 ней части корпуса 1 расположен плафон-рассеиватель 6, выполненный в виде дискретного фотопреобразователя и представляющий собой термостойкую пластину. Плафонрассеиватель 6 изготовлен из композитного прозрачного материала, например из термостойкого кремнийорганического полимера либо из термостойкого стекла, в углубления на внутренней поверхности которого помещен люминофорный компаунд, преобразующий излучение синих светодиодов в широкополосное излучение с большей длиной волны. Светильник работает следующим образом. Переменное напряжение сети 220 В преобразуется в блоке питания 2 в постоянное напряжение 12 В и через проводники 5 запитывает светодиоды 4 мощностью 1-3 Вт. Светодиоды излучают синий свет. Часть светового потока синего цвета выходит из светильника через плафон-рассеиватель 6 и, взаимодействуя с люминофором, преобразуется в стабильный световой поток с широким спектром излучения, а часть светового потока синего цвета проходит свободно, что в сумме воспринимается глазом как рассеянный белый свет. Удаление люминофора от нагретого кристалла светодиода в значительной степени уменьшает термическую деструкцию люминофора. Это увеличивает срок службы светильника и позволяет использовать более мощные светодиоды. Введение люминофорного компаунда только в углубления фотопреобразователя в значительной степени уменьшает расход люминофора. За счет вышеописанной конструкции фотопреобразователя достигается равномерность светового потока светильника и однородность излучения. Технология нанесения компаунда в углубления пластины фотопреобразователя проста и совместима с промышленными методами шликерного литья, используемыми на предприятиях светотехнической и приборостроительной промышленности. Благодаря дискретному фотопреобразователю предложенная конструкция светодиодного светильника обладает большей однородностью светового потока, экономичностью,высокой технологичностью и повышенной атмосферостойкостью. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.