CN101956937A

CN101956937A - 一种用于病房的色温可调的led平板灯

Info

Publication number: CN101956937A
Application number: CN2010102909805A
Authority: CN
Inventors: 鲁广洲; 高康荣; 周奇
Original assignee: CHONGQING BANGQIAO TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: CHONGQING BANGQIAO TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2010-09-26
Filing date: 2010-09-26
Publication date: 2011-01-26

Abstract

本发明公开一种用于病房的色温可调的LED平板灯，包括灯盘外壳、多条均匀固定在灯盘外壳上的铝基板，在每条铝基板上贴有冷白LED芯片或暖白LED芯片，贴有冷白LED芯片的铝基板与贴有暖白LED芯片的铝基板相间固定在灯盘外壳上；在灯盘外壳的内侧边缘设置有驱动电路，该驱动电路包括稳压电路、与稳压电路连接的触发电路和脉宽可调电路、分别与触发电路和脉宽可调电路连接的LED恒流驱动电路，分别与LED恒流驱动电路和稳压电路连接的开关电路。具有以下优点：色温可调、亮度可调、使用寿命长、安全性好、环保,适用于病房照明，提高病房照明质量，有利于病人保持心情愉快，加速病情好转。

Description

一种用于病房的色温可调的LED平板灯

技术领域

本发明涉及一种照明灯具，具体涉及一种适用于病房的色温可调的LED平板灯。

背景技术

目前应用于各大病房照明的主要产品为荧光灯管，一般荧光灯管会因环境温度变化而引起亮度变化，而且冬天点灯达到稳定的亮度需要5-6分钟，光线发暗并伴有闪烁现象；同时，因为黑化及荧光物质劣化等而使光通量逐渐减少，光色也有若干的变化。以LED作为光源的系列产品的不断发展，LED日光灯管照明技术的不断成熟，LED产品逐渐替代常规照明产品，解决了荧光灯光线发暗、光色变化等一系列问题；在LED照明产业发展的过程中，目前比较多公司研究色温可调LED产品，但是芯片的合理配光技术以及控制电路设计部分仍旧是一个难题；同时，根据病房本身环境的特殊性来设计的，专门用于病房的色温可调的LED平板灯领域还处于一个空白。此外，由于医院环境的特殊性，如住院患者伤口易感染，患者心情容易抑郁等等，因此,一个更高标准和更舒适的病房环境是未来发展的必然趋势。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于病房的色温可调的LED平板灯，它能调节色温，既可提供令人舒适的光照空间，又能很好地满足人的生理健康需求，有利于病人保持心情愉快，加速病情好转。

本发明所述的一种用于病房的色温可调的LED平板灯，包括灯盘外壳、多条均匀固定在灯盘外壳上的铝基板，其特征是：

在每条铝基板上贴有冷白LED芯片或暖白LED芯片，贴有冷白LED芯片的铝基板与贴有暖白LED芯片的铝基板相间固定在灯盘外壳上；

在灯盘外壳的内侧边缘设置有驱动电路，该驱动电路包括稳压电路、与稳压电路连接的触发电路和脉宽可调电路、分别与触发电路和脉宽可调电路连接的LED恒流驱动电路，分别与LED恒流驱动电路和稳压电路连接的开关电路，以实现对LED灯盘发光的驱动和控制；

220v交流电流经电源适配器被转换为满足LED发光芯片工作电压要求直流电压，稳压电路将此直流电压值稳定在5v，通过稳压电路所恒定的5v电压分别给触发电路、脉宽可调电路、开关电路中所用的芯片提供电压。

LED恒流驱动电路采用高可靠性LED驱动ZXLD系列模块，ZXLD通用LED驱动为BUCK/BOOST变换器（升降压变换器，输出电压可低于也可高于输入电压的单管不隔离直流变换器，其输出极性与输入电压相反），开关电路亮度调节为PWM控制，色温。

一透光板安装在灯盘外壳的表面上，LED芯片发出的光通过透光板反射、透射来获得色彩均匀的光。

所述的一种用于病房的色温可调的LED平板灯，还包括分离设置的控制面板，在控制面板上设有色温选择旋钮、亮度调节旋钮和开关按钮，并通过连接导线分别与驱动电路的旋钮式开关电位器的触发开关档位和旋钮开关档位对应连接；触发开关控制继电器的开合，实现对色温档位的选择，旋钮开关控制NE555N芯片发出的的脉冲宽度，实现亮度的连续可调。

所述的一种用于病房的色温可调的LED平板灯，设在一条铝基板上的冷白LED芯片或暖白LED芯片之间的距离为10mm，贴有冷白LED芯片的铝基板与贴有暖白LED芯片的铝基板之间的距离为25mm。

所述的一种用于病房的色温可调的LED平板灯，每一条铝基板的冷白LED芯片或暖白LED芯片都独立焊接一颗小电阻，以保证LED芯片在恒流源驱动下发光亮度一致，避免了单列LED亮度不一致引起的色差。

所述的一种用于病房的色温可调的LED平板灯，其所述的控制面板设置于床头或者医生和患者都方便接触的位置。

所述的一种用于病房的色温可调的LED平板灯，其所述的驱动电路的稳压电路包括电阻R7、R5、R6，电容C4、C7，稳压芯片TL431ACLP，其中电阻R7的一端与电源适配器连接，电阻R6的一端接地。

所述的一种用于病房的色温可调的LED平板灯，其特征是: 所述的驱动电路的触发电路包括电阻R11、R12、R13，三极管Q5、Q2，触发器芯片MC74HC74AD，继电器TG，其中R12的一端与稳压电路的VCC端连接，继电器TG与开关K1对应/接触。

所述的一种用于病房的色温可调的LED平板灯，其所述的驱动电路的脉宽可调电路包括电阻R9、R8、R10，电容C6、C5，二极管D3，无稳态多谐振荡芯片NE555N,该无稳态多谐振荡芯片的4脚、8脚与稳压电路的VCC端连接，1脚接地。构成的占空比可调方波产生电路，传递给 LED恒流驱动电路中的ZXLD1370芯片一个PWM信号，实现对光源的亮度调节；触发开关同继电器连接，触发电路实现对继电器开合的控制，实现不同色温的选择。

所述的一种用于病房的色温可调的LED平板灯，其所述的驱动电路的LED恒流驱动电路包括ZXLD1370芯片、电阻R1、R2、R3、R4、R14、电容C1、C2、C3，电感L1,场效应管Q1,稳压管D1,LED芯片。ZXLD1370芯片的第10脚同场效应管Q1连接，由NE555N脉宽可调电路给ZXLD1370芯片一个PWM信号，控制Q1的导通情况，Q1不导通，电流减小，导通时，电流增大，电感L1和稳压二极管D1起恒定电流的作用。

所述的一种用于病房的色温可调的LED平板灯，其所述的驱动电路的开关电路包括电位器，是稳压电路、触发电路、脉宽可调电路、LED恒流驱动电路四部分的连接枢纽。色温选择旋钮K4同触发电路中继电器TG连接，亮度调节旋钮K2同LED恒流驱动电路连接，R2同脉宽可调电路的TRIG、THR、DISC连接。

本发明应用于病房照明同传统病房照明相比具有如下的有益效果:可以在一定范围内调节输出光的色温和亮度，满足不同要求以组成最佳环境；如冬日的暖白光给患者一个温暖舒心的感觉；夏日的冷白光，给患者一个凉爽舒畅的感觉；这既能提供令人舒适的光照空间，又能很好地满足人的生理健康需求，有利于病人保持心情愉快，加速病情好转。

本发明同传统病房照明灯具相比具有以下优点：

（1）色温可调节，可以根据患者的需求选择不同色温，营造一个舒适的光照空间，很好地满足人的生理健康需求，给患者一个高品质的休养环境，有利于病人保持心情愉快，加速病情好转；

（2）亮度可调节，通过调节芯片上白光LED的亮度，连续地调节输出光的亮度，使之达到最为理想的舒适度，满足患者的需要；

（3）没有辐射污染，住院病房的患者，往往存在伤口需要愈合的情况，LED光源没有红外线和紫外线的成分，是有利于患者恢复健康的绿色光源；

（4）使用寿命长，LED理论工作寿命为5万小时，而目前使用的普通日光灯管的寿命仅为1000小时，而且传统日光灯存在由于产生的温度高、易爆裂等安全隐患，而LED在较好散热情况下温度低且不易破裂，彻底消除上述的使用安全隐患。

附图说明

图1为本发明的LED芯片排布示意图。

图2为控制板的示意图。

图3为本发明的驱动电路框图。

图4为本发明的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

参见图1、图2和图3所示的一种用于病房的色温可调的LED平板灯，包括灯盘外壳4、多条均匀固定在灯盘外壳上的铝基板3；在每条铝基板上贴有冷白LED芯片1或暖白LED芯片2，贴有冷白LED芯片的铝基板与贴有暖白LED芯片的铝基板相间固定在灯盘外壳上；在灯盘外壳4的内侧边缘设置有驱动电路6，该驱动电路包括稳压电路、与稳压电路连接的触发电路和脉宽可调电路、分别与触发电路和脉宽可调电路连接的LED恒流驱动电路，分别与LED恒流驱动电路和稳压电路连接的开关电路；一透光板5安装在灯盘外壳4的表面上；

还包括分离设置的控制面板7，在控制面板上设有色温选择旋钮8、亮度调节旋钮9和开关按钮10，并通过连接导线11分别与驱动电路6的旋钮式开关电位器的触发开关档位和旋钮开关档位对应连接；控制面板设置于床头或者医生和患者都方便接触的位置。

设在一条铝基板上的冷白LED芯片1或暖白LED芯片2之间的距离为10mm，贴有冷白LED芯片1的铝基板与贴有暖白LED芯片2的铝基板之间的距离为25mm；每一条铝基板的冷白LED芯片1或暖白LED芯片2都独立焊接一颗小电阻。

参见图4，所述的驱动电路6的稳压电路包括电阻R7、R5、R6，电容C4、C7，稳压芯片TL431ACLP，其中电阻R7的一端与电源适配器连接，电阻R6的一端接地。

所述的驱动电路6的触发电路包括电阻R11、R12、R13，三极管Q5、Q2，触发器芯片MC74HC74AD，继电器TG，其中R12的一端与稳压电路的VCC端连接，继电器TG与开关K1对应/接触。

所述的驱动电路6的脉宽可调电路包括电阻R9、R8、R10，电容C6、C5，二极管D3，无稳态多谐振荡芯片NE555N,该无稳态多谐振荡芯片的4脚、8脚与稳压电路的VCC端连接，1脚接地，构成的占空比可调方波产生电路，传递给 LED恒流驱动电路中的ZXLD1370芯片一个PWM信号，实现对光源的亮度调节；触发开关同继电器连接，触发电路实现对继电器开合的控制，实现不同色温的选择。

所述的驱动电路6的LED恒流驱动电路包括ZXLD1370芯片、电阻R1、R2、R3、R4、R14、电容C1、C2、C3，电感L1,场效应管Q1,稳压管D1,LED芯片；ZXLD1370芯片的第10脚同场效应管Q1连接，由NE555N脉宽可调电路给ZXLD1370芯片一个PWM信号，控制Q1的导通情况，Q1不导通，电流减小，导通时，电流增大，电感L1和稳压二极管D1起恒定电流的作用。

所述的驱动电路6的开关电路包括电位器，是稳压电路、触发电路、脉宽可调电路、LED恒流驱动电路四部分的连接枢纽；色温选择旋钮K4同触发电路中继电器TG连接，亮度调节旋钮K2同LED恒流驱动电路连接，R2同脉宽可调电路的TRIG、THR、DISC连接。

铝基板3、灯盘外壳4都为铝材料。以实现LED芯片的散热充分，铝基板底板部分涂上硅胶并固定于灯盘外壳上，散热面积大，可提高LED的工作寿命。

实现平板灯色温可调即为实现不同LED芯片的配光组合，平板灯根据人的不同需要能够混合出色温段3500k——6000k范围内的几个不同色温，而芯片只选用了冷白和暖白两种色温，故需要驱动电路来控制不同色温的两种芯片发光情况，选择冷白LED芯片1和暖白LED芯片2发光数量比例；混光的色温主要是三种3500k暖白光、5000k自然光、6000k冷白光，暖白给患者带来平和舒适的感受，有利于缓解患者心情低落压抑，冷白给人带来凉爽的感觉，有利于缓解患者焦躁的心情状态，同时有利于伤口的复原。

参见图3，所述驱动电路6由稳压电路、触发电路、开关电路、脉宽可调电路、LED恒流驱动电路五部分组成，实现对LED灯盘发光的驱动和控制。电源适配器将220v交流电转换为满足LED发光芯片工作电压要求直流电压；稳压电路将此直流电压值稳定在5v，通过稳压电路所恒定的5v电压分别给触发电路、脉宽可调电路、开关电路中所用的芯片提供电压，脉宽可调和触发电路模块为LED恒流模块提供一个PWM控制信号，恒流驱动模块实现对LED灯盘正常发光的控制以亮度、色温的控制。LED本身特性决定，LED只能由恒流源驱动，电能损耗较少，驱动电源将220v交流电转换为符合驱动电流要求的直流电；555无稳态多谐振荡芯片构成的占空比可调方波产生电路，设置合适的脉冲宽度，脉冲信号传入LED恒流驱动模块，通过PWM波控制MOS管导通，MOS管控制驱动电流，调节电流实现LED亮度的调节；触发电路芯片通过控制继电器实现对触发开关的控制，触发开关实现不同色温的选择；

参见图4， 220v电源电压连接电源适配器降压为48v，为驱动电路供电。稳压电路采用TL431ACLP稳压芯片将输入电压稳压在5v，分别对NE555N芯片、D触发器MC74HC74AD芯片、电位器供电；具有良好热稳定性能的三端可调分流基准电压源TL431芯片，改变R5阻值的大小，即改变输出基准电压的大小。脉宽可调电路采用NE555芯片组成脉冲调制电路，上比较器输入第6脚，下比较器输入第2脚，输出端第3脚的输出电压由输入端所加电压比较后确定输出电平为高还是低，脉宽可调范围在2%——98%；NE555第3脚输出脉冲传到ZXLD1370的第15脚，给恒流驱动模块一个PWM控制信号。触发电路采用MC74HC74AD芯片，D脚触发器功能，Q脚输出高低电平控制Q2三极管的导通，进而控制继电器工作在开或关的状态，即实现色温的选择。恒流驱动电路采用ZXLD1370芯片，ZXLD通用LED驱动为BUCK/BOOST变换器，接收到NE555发送过来的脉冲信号，通过第10脚控制MOSFET的导通，其脉宽调制信号周期为Ts，信号频率为f=1/Ts，导通时间为Ton，关断时间为Tof，则周期为Ts=Ton+Tof，占空比为Dy=Ton/Ts；PWM信号控制MOS管导通，MOS管控制驱动电流，调节电流实现LED亮度的调节。

Claims

1.一种用于病房的色温可调的LED平板灯，包括灯盘外壳（4）、多条均匀固定在灯盘外壳上的铝基板（3），其特征是：在每条铝基板（3）上贴有冷白LED芯片（1）或暖白LED芯片（2），贴有冷白LED芯片（1）的铝基板与贴有暖白LED芯片（2）的铝基板相间固定在灯盘外壳（4）上；在灯盘外壳（4）的内侧边缘设置有驱动电路（6），该驱动电路包括稳压电路、与稳压电路连接的触发电路和脉宽可调电路、分别与触发电路和脉宽可调电路连接的LED恒流驱动电路，分别与LED恒流驱动电路和稳压电路连接的开关电路；一透光板（5）安装在灯盘外壳（4）的表面上。

2.根据权利要求1所述的一种用于病房的色温可调的LED平板灯，其特征是：还包括分离设置的控制面板（7），在控制面板上设有色温选择旋钮（8）、亮度调节旋钮（9）和开关按钮（10），并通过连接导线（11）分别与驱动电路（6）的旋钮式开关电位器的触发开关档位和旋钮开关档位对应连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于病房的色温可调的LED平板灯，其特征是：设在一条铝基板上的冷白LED芯片（1）或暖白LED芯片（2）之间的距离为10mm，贴有冷白LED芯片（1）的铝基板与贴有暖白LED芯片（2）的铝基板之间的距离为25mm。

4.根据权利要求1或2所述的一种用于病房的色温可调的LED平板灯，其特征是：每一条铝基板的冷白LED芯片（1）或暖白LED芯片（2）都独立焊接一颗小电阻。

5.根据权利要求1或2所述的一种用于病房的色温可调的LED平板灯，其特征是：所述的控制面板（7）设置于床头或者医生和患者都方便接触的位置。

6.根据权利要求1或2所述的一种用于病房的色温可调的LED平板灯，其特征是: 所述的驱动电路（6）的稳压电路包括电阻R7、R5、R6，电容C4、C7，稳压芯片TL431ACLP，其中电阻R7的一端与电源适配器连接，电阻R6的一端接地。

7.根据权利要求1或2所述的一种用于病房的色温可调的LED平板灯，其特征是: 所述的驱动电路（6）的触发电路包括电阻R11、R12、R13，三极管Q5、Q2，触发器芯片MC74HC74AD，继电器TG，其中R12的一端与稳压电路的VCC端连接，继电器TG与开关K1对应/接触。

8.根据权利要求1或2所述的一种用于病房的色温可调的LED平板灯，其特征是：所述的驱动电路（6）的脉宽可调电路包括电阻R9、R8、R10，电容C6、C5，二极管D3，无稳态多谐振荡芯片NE555N,该无稳态多谐振荡芯片的4脚、8脚与稳压电路的VCC端连接，1脚接地，构成的占空比可调方波产生电路，传递给 LED恒流驱动电路中的ZXLD1370芯片一个PWM信号，实现对光源的亮度调节；触发开关同继电器连接，触发电路实现对继电器开合的控制，实现不同色温的选择。

9.根据权利要求1或2所述的一种用于病房的色温可调的LED平板灯，其特征是：所述的驱动电路（6）的LED恒流驱动电路包括ZXLD1370芯片、电阻R1、R2、R3、R4、R14、电容C1、C2、C3，电感L1,场效应管Q1,稳压管D1,LED芯片；ZXLD1370芯片的第10脚同场效应管Q1连接，由NE555N脉宽可调电路给ZXLD1370芯片一个PWM信号，控制Q1的导通情况，Q1不导通，电流减小，导通时，电流增大，电感L1和稳压二极管D1起恒定电流的作用。

10.根据权利要求1或2所述的一种用于病房的色温可调的LED平板灯，其特征是：所述的驱动电路（6）的开关电路包括电位器，是稳压电路、触发电路、脉宽可调电路、LED恒流驱动电路四部分的连接枢纽；色温选择旋钮K4同触发电路中继电器TG连接，亮度调节旋钮K2同LED恒流驱动电路连接，R2同脉宽可调电路的TRIG、THR、DISC连接。