CN101701679A - 模块式led灯 - Google Patents

Abstract

一种模块式LED灯，包括由若干单体光源模块装配在安装支架上构成的光源组件及与该光源组件电路连接的LED驱动电路模块；所述的单体光源模块包括：LED光源板，设置在LED光源板下方的配光透镜，设置在LED光源板和配光透镜两侧之间的反光碗，及，设置在LED光源板上方的散热器；所述的安装支架上具有若干对应单体光源模块的安装部，该安装部之间呈角度设置。本发明提供的LED路灯，具有独立的单体光源模块和LED驱动电路模块结构，使得整个路灯不亮的概率降低，降低了对道路交通安全的危害，且在发生故障后，可进行单个模块的更换，降低了维修成本；且单体光源模块之间呈一定的夹角，使得配光透镜不用工作在大的偏转角度上，提高了对LED光源所发出光能量的利用率。

Description

模块式LED灯

技术领域

本发明涉及一种LED(发光二极管)灯，具体地，涉及一种模块式LED路灯。

背景技术

传统的路灯所用的光源是白炽灯、高压钠灯等。因为它的效率低、耗电大，造成了能源的浪费。最近几年，为了改变这种状态，社会都在寻找一种新的节能型的光源来取代它。而LED它本身所具有的功耗低、寿命长、抗振动、响应时间快的特点已得到社会的广泛认同，目前大家都在努力将其作为一种传统光源的替代品来研究开发。

传统的高压钠灯所发出的光能是朝4π方向(360℃)发射，而道路所需的照度是单方向平面的，所以只有前面的光能得到了利用，其它方向的光是浪费的。虽然人们为提高光源的利用效率在传统的灯泡背后放置有反光罩来提升对灯泡发出光能的利用，将背后的光能通过反射到前面来提高对光源所发出光能的利用率，但实际由于反光罩的反射效率等诸原因，使得它对光能利用率一般只能达到灯泡发出总光通量的60％左右。

LED是一种向单方向发光的发光体，将它作为路灯的光源能改变传统光源朝4π发射的状态，可提高光源的利用率。一般在使用LED时的方法是将LED进行平面矩阵排列发光，由于是平面排列，是不能满足路灯的配光要求；目前一般的解决方法是，在LED的前面安装配光透镜来将其发出的光线进行角度偏转，以符合路灯的配光要求。由于路灯对光所要求的偏转角度比较大(单向大约为60-70°)，对于这种大角度的偏转若单用配光透镜的方法来解决光线的发散还是不很合理，原因是大角度的偏转使得有相当一部分所发出的光能在进行大的偏转过程中发生了全反射而无法利用，所以它的利用率也不很高。

并且，如果LED的光源板是整块的，在光源发生故障后修复时则需对整块的光源部件进行更换，会提高路灯在使用中的维修成本。还有如果这部分发生故障后会造成路灯的熄灭，使此路段没有光照，将会容易发生交通事故。

另外，因LED是一个电子器件类产品，它对工作环境有比较高的要求。而路灯是在野外使用，直接要受气候变化的因素影响，对它要有很好的适应能力。由于白天和夜晚的温度变化，在开灯和关灯时内部的温度变化，这些都将会引起路灯内部的空气压力发生变化。当内外的空气存在着压力差时，使灯内外的空气产生交换，这样灯壳外空气中的水分就会通过交换后积聚到路灯内部，破坏了电子器件对工作环境的要求而影响其的寿命。所以如果路灯的电子元器件部分若不能做到全水密，则将会严重的缩短它的使用寿命。

发明内容

本发明提供了一种模块式LED灯，该LED灯具有独立的单体光源模块和LED驱动电路模块结构，这种模块式结构保证了路灯的效率高、可靠性强、道路的安全性高、维修成本低。

为达到上述目的，本发明提供了一种模块式LED灯，其包括：

由若干单体光源模块装配在安装支架上构成的光源组件及与该光源组件电路连接的LED驱动电路模块。

所述的单体光源模块包括：

LED光源板；

设置在LED光源板下方的配光透镜；

设置在LED光源板和配光透镜两侧之间的反光碗；及，

设置在LED光源板上方的散热器，所述的散热器尾部呈露在灯具内部的大气中，以便对LED工作时所产生的热量进行散发；由于安装在灯具的内部，可防止积灰而影响散热的效率。

所述的安装支架上具有若干对应单体光源模块的安装部，所述的安装部之间呈角度设置，角度α范围为：15-60°。

所述的模块式LED灯还包含设置在光源组件与LED驱动电路模块外部的防护罩，该防护罩包含上盖和底壳；

所述的模块式LED灯还包含设置在所述底壳开孔外的透明防护罩。

进一步地，构成所述光源组件的单体光源模块优选为三个。

所述的单体光源模块及LED驱动电路模块设置为全水密结构，防护等级可达到IP68。

具体地，所述的单体光源模块和LED驱动电路模块的安装零件结合处涂有耐热的密封胶水。

进一步地，所述的散热器与LED光源板结合处涂有导热胶。

所述的单体光源模块和LED驱动电路模块的外部设置有防护罩，该防护罩包含上盖和底壳，采用具有导散热作用的金属材料，优选为铝合金材料。

进一步低，所述的上盖和底壳的结合部装配有密封条，防止雨水、灰尘、小虫等进入路灯内部。

本发明将LED光源、反光碗、配光透镜、散热器进行分割后组合成多个独立的模块，即单体光源模块；且将LED驱动电路装配成一个独立的模块。由于LED灯内部所有的模块是独立的，在单体光源模块发生故障时，只是该单体光源模块熄灭，其他单体光源模块可以继续工作，这样，只降低了整个路灯所发出光的亮度，即只降低了对路面的照明度，不会使这路段处于完全漆黑的状态，从而降低了对交通安全的危害。同时在进行修复时只需更换相应损坏的模块，操作方便且降低了使用中的维修费用。

另外，将安装支架上的单体光源安装部之间设计为呈一定的角度，从而，将单体光源装配在支架上时，光源已偏转了一个角度，配光透镜就不用大角度的偏转光线，提高了对光线的利用率。

本发明的优点如下：

1.光源和驱动电路的模块结构为全水密，给LED和LED驱动电路提供了良好的工作环境，提高了LED路灯工作的可靠性，延长了它的使用寿命；

2.由于安装支架上的单体光源模块的安装部之间呈角度设置，则单体光源模块相互之间形成了一定的夹角，这样，配光透镜不需大角度的光线偏转，提高了LED光源所发出光能量的利用率；

3.由于采用了独立的光源组件模块结构，使整个路灯不亮的概率降低，降低了对道路交通安全的危害；

4.由于内部所有的部件采用了模块形式，在发生故障后进行修复时，则可进行单个模块的更换，降低了维修成本。

附图说明

图1为本发明的模块式LED灯的整灯装配示意图；

图2为本发明的模块式LED灯的光源组件的爆炸图；

图3为本发明的模块式LED灯的光源组件的结构示意图；

图4为本发明的模块式LED灯的单体光源模块的爆炸图；

图5为本发明的模块式LED灯的单体光源模块的结构示意图。

具体实施方式

以下结合图1～图5，详细说明本发明的一种较佳实施例。

如图1和图2所示，为本发明的模块式LED灯，其包括：

由三个单体光源模块11装配在安装支架12上构成的光源组件10及与该光源组件10电路连接的LED驱动电路20，该LED驱动电路20设置成独立模块结构。

所述的安装支架12上具有三个对应单体光源模块11的安装部，所述的安装部之间呈角度设置；

所述的模块式LED灯还包含设置在光源组件10与LED驱动电路模块20外部的防护罩，该防护罩包含上盖50和底壳30；

所述的模块式LED灯还包含设置在所述底壳30开孔外的透明防护罩40。

如图4、图5所示，所述的单体光源模块11包括：

LED光源板111，该LED光源板111通电后使得LED将电能转换成光能，发出光线来照亮路面，该LED光源板111是单体光源模块11的心脏；

设置在LED光源板111下方的配光透镜113，该配光透镜113是将反光碗112所收集的光能量，按照道路对路灯要求的角度对光线进行配送，来照亮一定面积的道路；

设置在LED光源板111和配光透镜113两侧之间的反光碗112，因为LED所发出的光线有一定的角度，该反光碗112可将LED光源板111发射的在路灯使用角度外的光线收集起来，将其与需正常使用的光线一起混合后按照一个所需要的特定角度来发送，从而可提高对LED光能的利用率；

设置在LED光源板111上方的散热器114，该散热器114是将LED在工作时所产生的热量进行散发，来降低LED的工作温度，从而保证LED的使用寿命；所述的散热器114的尾部完全裸露在灯具内部的大气中，可方便和保证对LED工作时所产生的热量进行散发；且由于在灯具内部，可防止散热期表面积灰等杂物，保证它的散热效果。

单体光源模块11的制作(如图4、图5所示)：在将LED焊接在线路板上后形成图4所示的LED光源板111，将LED光源板111与散热器114的接触面处涂上导热胶(这时可降低它们之间连接的热阻，从而保证能快速的将LED产生的热量传递到散热器上)，用螺钉固定。然后，根据图示的相应顺序位置，顺序将反光碗112、配光透镜113顺序安装。安装时在这些零件的相互之间的结合处先涂上耐热的密封胶水后用螺钉(图中没有画出)连接固定，组成了单体光源模块11。

在按照此工艺装配完成的单体光源模块是完全水密的，它的防护等级可达到IP68。

光源组件10的制作(见图2和图3)：光源组件10包括若干单体光源模块11和固定支架12(本示意图上用的是三个单体光源模块)。安装支架12在设计时，可考虑实际需要的角度，对单体光源模块的安装部的位置进行偏转角度的设计，使其的两个安装面之间形成一个夹角，这样单体光源模块11安装在支架12上时，在单体光源模块11的发光面之间就会形成一个角度α，就可将单体光源模块所发出的光线按照某个角度发送，使单体光源模块11上的配光透镜113不用工作在大的偏转角度上，减少光线的损失，提高对LED光源的利用率，并且使路灯的配光性能更容易符合要求。

装配时只需将单体光源模块11用螺钉(图中没有画出)固定在安装支架12上，即完成了光源组件10的制作。若某个单体光源模块11在使用中发生了损坏，则可拧下固定相应单体光源模块11的螺钉，对损坏的单体光源模块11进行更换即可，操作方便，维修成本低。

模块式LED灯的制作(见图1)：底壳30和上盖50组成路灯的外面第一道的防护罩，为帮助光源的散热，采用铝合金材料压铸而成，当单体光源模块11中LED工作时产生的热量通过散热器114散发到壳体内部的空气中，又通过内部冷热空气的对流，将热量传导到金属的上盖50上。这样可以通过金属上盖50将LED的热量散发到外界的空气中，从而可以保证LED始终工作在正常的温度下。为了便于发送光线，在底壳30的中间开有一孔，装有透明防护面罩40，使光源组件10上的LED发出的光能通过透明防护罩40后照射到道路上。在底壳30内的透明防护罩上后方将光源组件10用螺钉固定，当上盖50合上后(底壳30和上盖50的结合处装有一密封橡皮条，图上没有画出)，这样可使整个路灯的在第一道的防护等级达到IP65，能有效的防止雨水、灰尘、小虫等进入路灯内部。LED驱动电路模块20为单独的模块组件，此LED驱动电路模块20在制作中已将其的防护等级做到了IP68。在路灯内的各位置上固定完这些零(部)件后，用电缆将这些部件连接起来后就组成了一个完整的产品。

另外，在壳体的端头留有一孔，将路灯杆上安装处的管子塞进孔内，用螺栓固定，接上电源即可完成路灯安装。

本发明的模块式LED灯，具有独立的单体光源模块11和LED驱动电路模块20结构，使得整个路灯不亮的概率降低，降低了对道路交通安全的危害，且在发生故障后进行修复时，则可进行单个模块的更换，降低了维修成本；构成光源组件10的单体光源模块11之间呈一定的夹角，使得配光透镜113不用工作在大的偏转角度上，提高了对LED光源所发出光能量的利用率。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种模块式LED灯，其特征在于，该LED灯主要包括：由若干单体光源模块(11)装配在安装支架(12)上构成的光源组件(10)及与该光源组件(10)电路连接的LED驱动电路模块(20)；

所述的单体光源模块(11)包括：

LED光源板(111)；

设置在LED光源板(111)下方的配光透镜(113)；

设置在LED光源板(111)和配光透镜(113)两侧之间的反光碗(112)；

设置在LED光源板(111)上方的散热器(114)；

所述的安装支架(12)上具有若干对应单体光源模块(11)的安装部，所述的安装部之间呈角度设置，该角度α范围为：15-60°。

2.如权利要求1所述的模块式LED灯，其特征在于，所述的光源组件(10)由三个单体光源模块(11)呈一定角度装配在固定支架(12)上构成。

3.如权利要求1所述的模块式LED灯，其特征在于，所述的单体光源模块(11)和LED驱动电路模块(20)的安装零件结合处涂有耐热的密封胶水，设置为全水密结构。

4.如权利要求1所述的模块式LED灯，其特征在于，所述的散热器(114)与LED光源板(111)结合处涂有导热胶。

5.如权利要求1所述的模块式LED灯，其特征在于，所述的模块式LED灯还包含设置在光源组件(10)与LED驱动电路模块(20)外部的防护罩，该防护罩包含上盖(50)和底壳(30)。

6.如权利要求5所述的模块式LED灯，其特征在于，所述的防护罩采用铝合金材料制成。

7.如权利要求5所述的模块式LED灯，其特征在于，所述的上盖(50)和底壳(30)的结合部装配有密封条。

8.如权利要求5所述的模块式LED灯，其特征在于，所述的模块式LED灯还包含设置在所述底壳(30)开孔外的透明防护罩(40)。

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