Светодиодный светильник
Полезная модель относится к энергосберегающим светодиодным светильникам и может применяться в качестве источника света в бытовых и производственных помещениях, на транспорте и в специальных объектах.
Светодиодный светильник с регулируемой цветовой температурой, выполнен в виде панели, содержащей светораспределяющую матрицу, покрытую светоотражающим и светоусиливающим слоями с обратной стороны и рассеивателем-диффузором с лицевой стороны, ограниченная монтажной платой со светодиодами. На торцы светораспределяющей матрицы нанесен слой люминофора, состоящий из регулярно чередующихся участков красного, синего и зеленого люминофоров, при этом площадь каждого участка полностью перекрывает падающий на торец светораспределяющей матрицы световой поток светодиода, располагающегося за этим участком, а светодиоды, находящиеся за участками с одинаковым по цвету люминофором, объединены в три независимые группы, каждая из которых запитана от отдельного, регулируемого общим микропроцессором по заданной программе источника питания, в центре панели с обратной стороны расположен комплект спектрально селективных фотоприемников.
Предлагаемый светодиодный светильник позволяет в процессе эксплуатации регулировать цветовую температуру, в том числе и автоматически, а спектр его излучения близок к спектру солнечного излучения. 2 илл.
Полезная модель относится к энергосберегающим светодиодным светильникам и может применяться в качестве источника света в бытовых и производственных помещениях, на транспорте и в специальных объектах.
В настоящее время искусственное освещение становится все более значимым фактором среды обитания человека. Однако несоответствие цветовой температуры источника освещения времени суток, может приводить к сбою биоритмов и последующим серьезным хроническим заболеваниям. В этой связи с точки зрения санитарно-гигиенических норм одним из актуальных требований, предъявляемых к источникам освещения для производственных и бытовых помещений и общественного транспорта, становится возможность регулирования, в том числе и автоматического, его цветовой температуры в диапазоне (2300-6500) К в соответствии со временем суток.
Известна светодиодная волоконно-оптическая панель [Патент РФ 2239126. МПК F21V 8/00, 13/00, опубл. 27.10.2004 г.], на которой размещены светильники в виде светодиодов с различным спектром излучения и световодов. Светодиоды с различным спектром излучения разделены на группы и каждая группа получает питание от отдельного генератора, что позволяет независимо регулировать интенсивность свечения каждой группы и, тем самым, регулировать спектр излучения светильника в целом. Однако, полоса излучения светодиодов слишком узка, поэтому в спектре излучения рассматриваемой светодиодной панели наблюдаются глубокие провалы, что значительно снижает индекс цветопередачи светильника и ограничивает его применение только в декоративных целях.
Наиболее близким техническим решением является светодиодный светильник LUXAR office 600×600 для офисного освещения, подробно описанный на сайте ООО СТК «РУССВЕТ» []. Светильник содержит корпус с конвекционными пазами и теплоотводящим уголком-радиатором, по внутреннему периметру которого расположена монтажная плата со светодиодами. Излучение светодиодов направлено в торцы светораспределяющей матрицы. Световой поток, излучаемый светодиодами, проходит по всей плоскости матрицы через светоотражающий и светоусиливающий слои, сформированные на обратной поверхности матрицы, и через слой рассеивателя-диффузора на лицевой стороне матрицы. Это позволяет рассеивать световой поток равномерно по всей рабочей поверхности светильника.
Основными недостатками данной конструкции являются:
1. Цветовая температура излучения светильника определяется используемым в процессе изготовления типом светодиодов и не может регулироваться в процессе эксплуатации.
2. Спектр излучения светильника не соответствует спектру естественного света.
3. Использование в конструкции белых светодиодов позволяет несколько сгладить спектр излучения, тем не менее, в спектре наблюдается глубокий провал в сине-зеленой области, что отрицательно сказывается на качестве цветопередачи и снижает индекс цветопередачи.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание конструкции, позволяющей регулировать цветовую температуру светильника для приближения его спектра к спектру естественною освещения, что позволит значительно улучшить санитарно-гигиенические условия работы и пребывания людей в бытовых и производственных помещениях, транспорте и специальных объектах.
Поставленная задача решается тем, что светодиодный светильник содержит светораспределяющую матрицу, покрытую светоотражающим и светоусиливающим слоями с обратной стороны и слоем рассеивателя-диффузора с лицевой стороны. Светораспределяющая матрица по периметру ограничена монтажной платой со светодиодами, световой поток которых направлен в торцы матрицы. При этом на торцах светораспределяющей матрицы сформирован слой люминофора, состоящий из регулярно чередующихся участков красного, синего и зеленого люминофоров. Площадь каждого участка полностью перекрывает падающий на торец светораспределяющей матрицы световой поток светодиода, располагающегося за этим участком люминофора, а светодиоды, находящиеся за участками с одинаковым по цвету люминофором, объединены в три независимые группы, каждая из которых запитана от отдельного, регулируемого общим микропроцессором по заданной программе источника питания. В центре панели с обратной стороны расположен комплект спектрально селективных фотоприемников, предназначенных для определения и регулирования цветовой температуры.
На фиг.1 представлена конструкция предлагаемого светильника, на фиг.2 - схема расположения светодиодов в светильнике.
Светильник состоит из корпуса 1 с прорезанными в нем конвекционными пазами 2, светораспределяющей матрицы 3, на обратной стороне которой сформированы светоотражающий 4 и светоусиливающий 5 слои, а на лицевой стороне - слой рассеивателя-диффузора 6. Монтажная плата 7 с расположенными на ней светодиодами 8 с теплоотводящим уголком-радиатором 9 ограничивает по периметру светораспределяющую матрицу, на торцы которой нанесен слой люминофора 10, состоящий из регулярно чередующихся участков красного, зеленого и синего люминофоров (фиг.2). Площадь каждого участка полностью перекрывает падающий на торец светораспределяющей матрицы световой поток от светодиода, располагающегося напротив этого участка. Для возбуждения фотолюминесценции люминофоров используются светодиоды ближнего УФ-диапазона. Светодиоды, располагающиеся напротив участков люминофора одного и того же цвета, объединены в группу. Таким образом, все светодиоды, входящие в состав светильника, разбиты на три независимые группы. Каждая группа записывается от собственного независимо регулируемого источника питания 11, а все источники питания управляются микропроцессором 12 по заданной программе. Изменяя независимо интенсивность свечения светодиодов каждой из групп и, следовательно, интенсивность люминесценции красного, зеленого и синего цвета, можно регулировать цветовую температуру светильника в заданных пределах. Широкая спектральная полоса излучения люминофоров позволяет сформировать спектр излучения светильника, очень близкий к естественному солнечному спектру. В центре светильника с обратной его стороны располагается система из спектрально селективных фотоприемников 13, обеспечивающих определение цветовой температуры излучения и формирующих управляющий сигнал обратной связи для микропроцессора.
Сигнал со спектрально селективных фотоприемников 13, величина которого определяется цветовой температурой излучения светильника, поступает на микропроцессор 12. Последний, в соответствии с заданной программой и текущей цветовой температурой излучения светильника, регулирует выходные параметры источников питания 11 каждой группы светодиодов 8, обеспечивая тем самым заданный спектр и цветовую температуру излучения светильника.
Предлагаемый светодиодный светильник позволяет в процессе эксплуатации регулировать цветовую температуру излучения, в том числе и автоматически, а спектр его излучения близок к спектру солнечного излучения
Технический результат:
1. Применение трех типов люминофоров - красного, синего и зеленого. УФ-светодиодов и независимого питания светодиодов, возбуждающих люминесценцию каждого из люминофоров, позволяет получить спектр излучения, близкий к солнечному, обеспечивая максимальный уровень цветопередачи.
2. Независимое регулирование питания светодиодов, возбуждающих фотолюминесценцию в разных диапазонах спектра, позволяет автоматически управлять по заданной программе цветовой температурой излучения в соответствии со временем суток и обеспечивать комфортное искусственное освещение, соответствующее санитарно-гигиеническим нормам.
Светодиодный светильник, содержащий светораспределяющую матрицу, покрытую светоотражающим и светоусиливающим слоями с обратной стороны и рассеивателем-диффузором с лицевой стороны, ограниченную монтажной платой со светодиодами, световой поток которых направлен в торцы матрицы, отличающийся тем, что на торцах светораспределяющей матрицы нанесен слой люминофора, состоящий из регулярно чередующихся участков красного, синего и зеленого люминофоров, при этом площадь каждого участка полностью перекрывает падающий на торец светораспределяющей матрицы световой поток светодиода, располагающегося за ним, а светодиоды, находящиеся за участками с одинаковым по цвету люминофором, объединены в три независимые группы, каждая из которых запитана от отдельного регулируемого общим микропроцессором по заданной программе источника питания, в центре панели с обратной стороны расположен комплект спектрально селективных фотоприемников.