CN101634404B - 一种单端小功率led灯 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种单端小功率LED灯,整体为一柱形,其包括位于整个灯具一端的灯头;固定于灯头另一端并向灯具另一端延伸的灯具体;安装于灯具体内的集成电路恒流源;安装于灯具体内的铝基发光板;该铝基发光板的一面为发光面,另一面为散热面,在发光面上设置有依次串接的若干小功率LED;固定于灯具体上部的铝合金散热外壳,该铝合金散热外壳的底面与铝基发光板的散热面接触;固定于灯具体底部的灯罩,在该灯罩上开设有若干第一通风孔;灯头内的电极、集成电路恒流源以及铝基发光板电连接;其中灯头为G24型灯头。本发明散热效果好,可以直接替换原有卧式单端荧光灯灯具,方便用户,利用推广。

Description

一种单端小功率LED灯

技术领域

[0001] 本发明涉及LED灯具,具体涉及一种采用恒流驱动电路,可以直接替代现有白炽 灯或荧光灯的单端小功率LED灯。

背景技术

[0002] 现有技术中的灯具,白炽灯为第一代照明灯具,采用金属丝通电发光原理,其功耗 较大、使用寿命较短,且其光效率低,但是其安装使用简便,价格低廉,使用范围广泛。

[0003] 现有技术中的荧光灯属于气体放电灯,又称热阴极低气压水银荧光灯,它逐步代 替了白炽灯而成为第二代主流照明光源,其光效、寿命较白炽灯有了较大进步,但是其功耗 仍然较大,且只有其小部分沿用了原有白炽灯的灯座,大部分是另外开发专用灯架。

[0004] 随着技术的发展,集高光效,冷光源,环保节能等多种优点于一身的LED照明正逐 步向第三代主流光源迈进,给世界照明领域带来一场巨大的变革。LED光源改变了白炽灯钨 丝发光与荧光灯三基色粉发光的原理,是利用电场发光,具有光效高、无辐射、寿命长、低功 耗和环保的优点,LED光源的光谱几乎全部集中在可见光频段,发光效率高达90%以上,接 近电光转换的极限,且其光线质量高,基本上无辐射,不含汞等有害物质,寿命终结后也容 易处理,属于典型的绿色环保照明光源,而寿命更是达到了 10万小时以上,可靠耐用,维护 成本低。

[0005] 但是到今天为止,LED依旧没有真正走进路灯市场。究其原因,除了价格高昂以外, 一些技术上的难点始终阻碍了它的发展。首先是温升高,散热困难,导致光衰严重;二是若 采用几颗大功率LED则亮度过于集中于一点或几点,眩光耀眼,非常不利于人们的眼睛,难 以在户内使用。因此到目前为此,大量宾馆酒店,商场办公楼仍使用成千上万只含汞的单端 荧光灯,既不环保又增加能耗。

[0006] 另外,目前也没有解决如何充分利用现有的白炽灯、荧光灯灯座资源的问题,如果 用户要采用新的LED光源,往往就必须拆除荧光灯灯座,而重新安装新的LED灯座,导致更 换时成本较高。

[0007] LED光源通常需要专门的驱动电路来保障其正常工作。由于大功率LED的每瓦制 造成本很高(目前一般在十到二十元/瓦),所以驱动一个3瓦以上大功率LED时,光源的 成本相对驱动的成本要高的多,因此做好驱动电路显得相当重要。现有技术中的大功率LED 驱动电路,都是采用恒电压驱动方式,这种方式的缺点就是随着电路的电流变化,LED亮度 会不一致,同时也会因为LED组里面某个LED的损坏使得整体的电流变大,容易导致整个 LED组损坏和寿命缩短,因而这种驱动电路急需改良。

发明内容

[0008] 为了解决现有技术中LED灯具所存在的上述不足,本发明目的之一在于,提供一 种单端小功率LED灯,该单端小功率LED灯可直接替换现有白炽灯泡或荧光灯,以达到节 能、环保和提高照明质量。[0009] 本发明为实现上述目的,所提供的技术方案是:

[0010] 一种单端小功率LED灯,整体为一柱形,其特征在于,包括:

[0011] 位于整个灯具一端的灯头;

[0012] 固定于所述灯头另一端并向灯具另一端延伸的灯具体;

[0013] 安装于所述灯具体内的集成电路恒流源;

[0014] 安装于所述灯具体内的铝基发光板;该铝基发光板的一面为发光面,另一面为散 热面,在所述发光面上设置有依次串接的若干小功率LED ;

[0015] 固定于所述灯具体上部的铝合金散热外壳,该铝合金散热外壳的底面与铝基发光 板的散热面接触;

[0016] 固定于所述灯具体底部的灯罩,在该灯罩上开设有若干第一通风孔;

[0017] 所述灯头内的电极、集成电路恒流源以及铝基发光板电连接。

[0018] 所述灯罩的罩面为弧状或者平面加两侧圆弧过渡结构。

[0019] 本发明所述的小功率LED为0. 06W的小功率LED。

[0020] 本发明的铝基发光板包括一块铝质印刷电路板和若干粒贴片封装的高亮LED,若 干贴片封装的高亮LED贴焊于铝质印刷电路板上,形成发光面。

[0021] 每一平方厘米的铝质印刷电路板上采用表面贴装回流焊工艺贴焊有2-3粒贴片 封装的高亮LED。

[0022] 所述铝合金散热外壳为齿形铝散热器,可以有效降低LED的温度,经实测最高温 度低于60°C。能保证LED灯的使用寿命20000小时以上。

[0023] 为了更进一步的提高散热效果,在所述铝基发光板上布置有第二通风孔。

[0024] 在所述齿形铝散热器的底部设置有第三通风孔,该第三通风孔与第二通风孔相贯

[0025] 本发明的集成电路恒流源包括一电源模块和LED驱动模块HV9910以及外围电路, 电源模块的输入端通过熔断器Fl和热敏电阻NTCl接市电,输出端一端接LED驱动模块 HV9910的VIN脚,输出端的另一端接地;在电源模块的输出端并联第一电容Cl、第二电容 C2进行滤波;LED驱动模块HV9910的Vdd脚通过第三电容C3接地,由第二电阻R2、第三电 阻R3以及取样电阻R5构成的取样电路一端接LED驱动模块HV9910的Vdd脚,另一端接地; LED驱动模块HV9910的LD脚还通过电容C4接地,LED驱动模块HV9910的EN脚输入一低 频调光信号PWM,LED驱动模块HV9910的GND脚直接接地,LED驱动模块HV9910的Rose脚 通过第一电阻Rl接地,LED驱动模块HV9910的GATE脚接场效应管Ql的栅极G,LED驱动 模块HV9910的CS脚接场效应管Ql的源极S并通过第四电阻R4接地,场效应管Ql的源极 漏极D接电感Ll的一端和二极管Dl的正极,二极管Dl的负极接LED驱动模块HV9910的 VIN脚并于电感Ll另一端构成集成电路恒流源。

[0026] 本发明所述的灯头是国家标准GB/T17262-2002 “单端荧光灯性能要求”中所规定 的灯头。可以配套更换相应的单端荧光灯管。包括G23,G24,2G7,2G11,GX24型灯头。以替 换目前市场大量存在的卧式安装的单端荧光灯以节约大量能源和减少荧光灯内汞金属的 污染。

[0027] 本发明提供的单端小功率LED灯采用了 LED铝基发光板作为光源,而LED铝基发 光板采用多个小功率贴片封装的高亮发光二极管,由于每一个LED的功率仅0. 06W,又分布在一个较大的面积上,可以有效减少眩光,也可以使热量容易散发。加上独特的铝基印刷电 路板和铝散热器设计,有效降低温升,提高使用寿命。本发明提供的单端小功率LED灯采用 卧式设计,可以直接替换原有卧式单端荧光灯灯具,方便用户,利用推广。

[0028] 本发明与现有技术相比,具有如下优点:

[0029] 1)散热效果突出,经测试温升仅40°C左右,有效使用寿命20000小时以上。

[0030] 2)数十粒LED平均分布,变点光源为面光源,克服大功率LED眩光之弊病。

[0031] 3)本发明5WLED灯照度相当于13W单端荧光灯,节能效果显著。

[0032] 4)结构简单,使用方便,成本低廉,仅是目前市售同规格LED灯具价格的1/2。

[0033] 本发明实施后,使得绿色光源走进商家卖场,停车场照明,楼堂馆所,企业广场,园 林绿地照明成为可能。它节能,高效,长寿,无汞的特点,体现它的环保,社会效益都十分巨 大。

[0034] 下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。 附图说明

[0035] 图1为本发明单端小功率LED灯的外形示意图.

[0036] 图2为本发明单端小功率LED灯的立体分解结构示意图。

[0037] 图3为本发明的铝基发光板的平面结构示意图。

[0038] 图4为本发明集成电路恒流源的电原理图。

[0039] 图5为本发明灯罩的断面结构示意图。

具体实施方式

[0040] 使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具 体图示,进一步阐述本发明。

[0041] 参见图1和图2,一种单端小功率LED灯,整体为一柱形,采用卧式结构,其包括位 于整个灯具一端的灯头100,该灯头是与PLC管G24接口配合的G24型灯头,当然也可以与 E27、E14、E40等其他接口之一配套使用的灯头。采用G24型灯头可以充分利用现有的荧光 灯灯座资源。在灯头100的另一端固定有一灯具体200,该灯具体200为一框形结构并向灯

具另一端延伸。

[0042] 在灯具体200内的一个角落安装有集成电路恒流源的PCB板300,该集成电路恒流 源的PCB板300的具体安装方式是在灯具体200上设置有插槽210,将集成电路恒流源的 PCB板300插入到该插槽210内。

[0043] 在铝基发光板400的四个角设置有安装孔410,同时在灯具体200内的四个角设置 有螺钉孔(图中未示出),同四个螺钉(图中未示出)穿过铝基发光板400四个角的安装孔 410,旋入到灯具体200内四个角的螺钉孔中即可将铝基发光板400固定安装在灯具体200 内。G24型灯头内的电极、集成电路恒流源以及铝基发光板400电连接。

[0044] 结合参见图3,铝基发光板400的一面为发光面420,另一面为散热面430,在发光 面420上设置有依次串接的若干小功率LED500,其中小功率LED500为0. 06W的小功率LED。 在铝基发光板400的发光面420上小功率LED500布置的数量为2. 75/cm2。另外在铝基发 光板400布置有一条长条形第二通风孔440,以加强散热。[0045] 铝合金散热外壳600的底面采用高导热系数的导热脂粘贴在铝基发光板400的散 热面430上,整个铝合金散热外壳600位于灯具体200上部。在铝合金散热外壳600为齿 形铝散热器,可以有效降低LED的温度,经实测最高温度低于60°C。能保证LED灯的使用寿 命20000小时以上。在齿形铝散热器上设置有若干平行的散热风槽610,底部设置有第三通 风孔620,该第三通风孔620与第二通风孔440相贯通,第三通风孔620可以由若干个小孔 构成,也可以是与第二通风孔440形状相同的长条形通风孔。

[0046] 结合参见图5,在灯具体200底部采用卡合方式固定有灯罩700,灯罩700可以由 玻璃或透明塑料制成,该灯罩700的罩面710为弧状或者平面加两侧圆弧过渡结构,在罩面 710上开设有若干第一通风孔720,第一通风孔720可以相互平行设置。

[0047] 参见图4,集成电路恒流源包括一电源模块和LED驱动模块HV9910以及外围电 路,电源模块的输入端通过熔断器Fl和热敏电阻NTCl接市电,输出端一端接LED驱动模块 HV9910的VIN脚,输出端的另一端接地;在电源模块的输出端并联电容Cl、C2进行滤波; LED驱动模块HV9910的Vdd脚通过电容C3接地,由电阻R2、R3以及取样电阻R5构成的取 样电路一端接LED驱动模块HV9910的Vdd脚,另一端接地;LED驱动模块HV9910的LD脚还 通过电容C4接地,LED驱动模块HV9910的EN脚输入一低频调光信号PWM,LED驱动模块 HV9910的GND脚直接接地,LED驱动模块HV9910的Rose脚通过电阻Rl接地,LED驱动模 块HV9910的GATE脚接场效应管Ql的栅极G,LED驱动模块HV9910的CS脚接场效应管Ql 的源极S并通过电阻R4接地,场效应管Ql的源极漏极D接电感Ll的一端和二极管Dl的 正极,二极管Dl的负极接LED驱动模块HV9910的VIN脚并于电感Ll另一端构成集成电路 恒流源。

[0048] 本发明采用LED驱动模块HV9910是一个高效PWMLED驱动控制集成电路,在输入 电压从8VDC到450VDC范围内能有效驱动高亮LED,该驱动模块能以高达300KHz的固定频 率驱动外部M0SFET,其频率外部电阻编程决定。为了保证亮度恒定并增强LED的可靠性,外 部高亮LED串采用恒流方式控制,而不是恒压控制,其恒流值由外部取样电阻值决定,变化 范围从几毫安到1安培。

[0049] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本 发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变 化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其 等效物界定。

Claims (9)

1. 一种单端小功率LED灯,整体为一柱形,包括:位于整个灯具一端的灯头;固定于所述灯头另一端并向灯具另一端延伸的灯具体;安装于所述灯具体内的集成电路恒流源;安装于所述灯具体内的铝基发光板;该铝基发光板的一面为发光面,另一面为散热面, 在所述发光面上设置有依次串接的若干小功率LED ;固定于所述灯具体上部的铝合金散热外壳,该铝合金散热外壳的底面与铝基发光板的 散热面接触;固定于所述灯具体底部的灯罩,在该灯罩上开设有若干第一通风孔;所述灯头内的电极、集成电路恒流源以及铝基发光板电连接;其特征在于,所述集成电路恒流源包括一电源模块和LED驱动模块HV9910以及外围电路,电源模 块的输入端通过熔断器Fl和热敏电阻NTCl接市电,输出端一端接LED驱动模块HV9910的 VIN脚,输出端的另一端接地;在电源模块的输出端并联第一电容(Cl)、第二电容(C2)进 行滤波;LED驱动模块HV9910的Vdd脚通过第三电容(C3)接地,由第二电阻(R2)、第三电 阻(R3)以及取样电阻(R5)构成的取样电路一端接LED驱动模块HV9910的Vdd脚,另一端 接地;LED驱动模块HV9910的LD脚还通过第四电容(C4)接地,LED驱动模块HV9910的EN 脚输入一低频调光信号PWM,LED驱动模块HV9910的GND脚直接接地,LED驱动模块HV9910 的Rose脚通过第一电阻(Rl)接地,LED驱动模块HV9910的GATE脚接场效应管(Ql)的栅 极G,LED驱动模块HV9910的CS脚接场效应管(Ql)的源极S并通过第四电阻(R4)接地, 场效应管(Ql)的源极漏极D接电感(Li)的一端和二极管(Dl)的正极,二极管(Dl)的负 极接LED驱动模块HV9910的VIN脚并于电感(Li)另一端构成集成电路恒流源。
2.如权利要求1所述的单端小功率LED灯,其特征在于,所述灯罩的罩面为弧状或者平 面加两侧圆弧过渡结构。
3.如权利要求1所述的单端小功率LED灯,其特征在于,所述的小功率LED为0. 06W的 小功率LED。
4.如权利要求1所述的单端小功率LED灯,其特征在于,所述的铝基发光板包括一块铝 质印刷电路板和若干粒贴片封装的高亮LED,若干贴片封装的高亮LED贴焊于铝质印刷电 路板上,形成发光面。
5.如权利要求4所述的单端小功率LED灯,其特征在于,每一平方厘米的铝质印刷电路 板上采用表面贴装回流焊工艺贴焊有2-3粒贴片封装的高亮LED。
6.如权利要求1所述的单端小功率LED灯,其特征在于,所述铝合金散热外壳为齿形铝 散热器。
7.如权利要求6所述的单端小功率LED灯,其特征在于,所述铝基发光板上布置有第二 通风孔。
8.如权利要求7所述的单端小功率LED灯,其特征在于,在所述齿形铝散热器的底部设 置有第三通风孔,该第三通风孔与第二通风孔相贯通。
9.如权利要求1所述的单端小功率LED灯,其特征在于,所述的灯头是国家标准GB/ T17262-2002 “单端荧光灯性能要求”中所规定的灯头,以配套更换相应的单端荧光灯管,所 述灯头包括G23,G24,2G7,2G11或GX24型灯头。
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