CN102644908A - Led照明灯散热优化与光学设计系统 - Google Patents

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李劲松
张献
金亮
杨庆新
李阳
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    • Y02B20/72—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps in street lighting

Abstract

本发明是一种LED照明灯散热优化与光学设计系统，包括有：主芯片组为经过散热优化后的采用非均匀布灯方式的LED阵列(2)，LED照明灯二次配光的复眼透镜光学组(3)，三次调整的底座倾角设计(4)；采用优化后的非均匀布灯方式，即从灯具中心处向两边逐渐减小相邻两颗LED之间的间距，从而在减少中心温差的同时，降低整个灯板的平均温度，提高散热效率；采用能形成矩形光斑的复眼透镜光学组对光源进行二次配光，采用底座倾角对光分布进行三次调整，从而在实现均匀照明的同时又保证了高的光利用率，提升发光强度；可靠性高，成本低，在经久耐用的质量要求上又实现了节能环保的理念，可以广泛应用于公共交通的晚间路灯照明，也可以作为特殊场合的高亮探照灯使用。

Description

LED照明灯散热优化与光学设计系统
技术领域
伴着科技创新的日新月异，人类对绿色环保的追求日趋强烈，可持续发展成为全社会的永恒主题。与人们生活密切相关的绿色照明--发光二极管(light emitting diode，LED)，因其节能、环保等诸多优点，被认为是最有可能替代白炽灯的第四代照明光源，受到广泛瞩目。但散热与光强问题成了LED照明灯发展与普及道路上的绊脚石。迄今为止，国内外对LED照明灯的散热与光强问题进行了大量研究，提出了多种优化与设计方法。
本发明-LED照明灯散热优化与光学设计系统：结合热学理论及实际模型测试结果，确定合理尺寸，并采用优化后的非均匀布灯方式，即从灯具中心处向两边逐渐减小相邻两颗LED之间的间距，从而在减少中心温差的同时，降低整个灯板的平均温度，提高散热效率；基于光学原理，采用能形成矩形光斑的复眼透镜光学组对光源进行二次配光，采用底座倾角对光分布进行三次调整，从而在实现均匀照明的同时又保证了高的光利用率，提升发光强度。立足热学与光学理论基础对LED照明灯进行设计，运用实际模型测试结果进一步优化，可靠性高，成本低，在经久耐用的质量要求上又实现了节能环保的理念，可以广泛应用于公共交通的晚间路灯照明，也可以作为特殊场合的高亮探照灯使用。
背景技术
目前LED在工作过程中产生热量，这些热量如果不能迅速耗散而积聚起来，导致LED芯片的温度过高，将引起其电、光、色等性能发生变化，严重影响LED的工作性能。且单颗LED芯片的功率不大，光效不高，光通量无法满足通用照明所要求的接近1000流明的标准。如何通过优化设计，实现最大散热量与高亮度成为LED照明技术的一个重要研究课题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，通过对LED照明灯的散热优化与光学设计，实现最大散热量与高亮度，且工作可靠性高，制作成本低，节能环保。
本发明采用的技术方案是：主芯片组为经过散热优化后的采用非均匀布灯方式的LED阵列(2)，LED照明灯二次配光的复眼透镜光学组(3)，三次调整的底座倾角设计(4)。
主芯片组为经过散热优化后的采用非均匀布灯方式的LED阵列(2)，从灯具中心处向两边逐渐减小相邻两颗LED之间的间距，从而在减少中心温差的同时，降低整个灯板的平均温度，提高散热效率。
LED照明灯二次配光的复眼透镜光学组(3)，当光源发出的光线由中央准直透镜和抛物面反射器调制后，形成一束平行于主光轴的准直光束入射到复眼透镜的内表面，复眼透镜上的每个微透镜单元将入射的平行光调制成出射角度为26°的光束射出至路面，实现高亮度。
三次调整的底座倾角设计(4)，将不同排的LED倾斜不同的角度，使得它们负责路面上不同区域的照明，从而使路面的光照度非常均匀。
附图说明
图1是本发明的整体结构框图；
图2是采用非均匀布灯方式的LED阵列示意图；
图3是LED照明灯二次配光的复眼透镜光学组结构图；
图4是三次调整的底座倾角设计示意图。
下面结合实例和附图对本发明-LED照明灯散热优化与光学设计系统作详细说明。
如图1所示，将220V交流电接入电源导线，供给主芯片组为经过散热优化后的采用非均匀布灯方式的LED阵列(2)，使LED照明灯提高散热效率。所发出的光线经过二次配光的复眼透镜光学组(3)和底座倾角设计的三次调整(4)，达到高亮度照明的同时使路面的光照度非常均匀。
如图2所示，是主芯片组为经过散热优化后的采用非均匀布灯方式的LED阵列，从灯具中心处向两边逐渐减小相邻两颗LED之间的间距，从而在减少中心温差的同时，降低整个灯板的平均温度，提高散热效率。
如图3所示，是LED照明灯二次配光的复眼透镜光学组，当光源发出的光线由中央准直透镜和抛物面反射器调制后，形成一束平行于主光轴的准直光束入射到复眼透镜的内表面，复眼透镜上的每个微透镜单元将入射的平行光调制成出射角度为26°的光束射出至路面，实现高亮度。
如图4所示，是三次调整的底座倾角设计，将不同排的LED倾斜不同的角度，使得它们负责路面上不同区域的照明，从而使路面的光照度非常均匀。

Claims (4)

1.LED照明灯散热优化与光学设计系统，其特征在于还设置有：主芯片组为经过散热优化后的采用非均匀布灯方式的LED阵列(2)；LED照明灯二次配光的复眼透镜光学组(3)；三次调整的底座倾角设计(4)。
2.根据权利要求1所述的LED照明灯散热优化与光学设计系统，其特征还在于，所述的主芯片组为经过散热优化后的采用非均匀布灯方式的LED阵列(2)，从灯具中心处向两边逐渐减小相邻两颗LED之间的间距，从而在减少中心温差的同时，降低整个灯板的平均温度，提高散热效率。
3.根据权利要求1所述的LED照明灯散热优化与光学设计系统，其特征还在于，所述的LED照明灯二次配光的复眼透镜光学组(3)，当光源发出的光线由中央准直透镜和抛物面反射器调制后，形成一束平行于主光轴的准直光束入射到复眼透镜的内表面，复眼透镜上的每个微透镜单元将入射的平行光调制成出射角度为26°的光束射出至路面，实现高亮度。
4.根据权利要求1所述的LED照明灯散热优化与光学设计系统，其特征还在于，所述的三次调整的底座倾角设计(4)，将不同排的LED倾斜不同的角度，使得它们负责路面上不同区域的照明，从而使路面的光照度非常均匀。
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CN102853374A (zh) * 2012-08-24 2013-01-02 霍永峰 Led舞台灯透镜组及led舞台灯
CN104320187A (zh) * 2014-09-15 2015-01-28 北京理工大学 基于微透镜阵列封装的led匀化照明的通信发射系统
WO2017190665A1 (zh) * 2016-05-04 2017-11-09 深圳市伊诺瓦光电科技有限公司 户外led灯

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PB01 Publication
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