CN103453403B - 一种带散热装置的led投射灯及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带散热装置的LED投射灯，包括前盖、后盖、发光单元、散热部、风扇、温度检测器以及控制单元，所述散热部包括散热壳以及翅片，所述风扇设置在后盖内部。控制单元根据发光单元的温度高低来控制风扇的开关。该散热装置可有效提高投射灯的散热效果，延长灯的使用寿命，并且节省风扇的耗电。

Description

一种带散热装置的LED投射灯及其控制方法

技术领域

本发明涉及照明领域，尤其是一种带散热装置的LED投射灯及其控制方法。

背景技术

随着LED技术的成熟，近些年来其在日常生活的应用也越发广泛。许多传统的灯具也开始转化采用LED作为发光单元，其中LED射灯就是常见的一种。由于照明度的需要，现有的LED的功率越来越大，大功率的LED在工作时自身会散发大量热量，若这些热量不能及时带走，会损害LED的寿命。因此，在LED射灯中散热结构必不可少，但现有结构的LED射灯大多仅通过设置散热壳来散热，只能通过散热壳的传导方式将壳体内的LED驱动电路与LED发光单元的热量带出散热，这种散热方式的散热效果有限，无法完全满足LED发光单元散热的需求，久而久之会造成LED发光单元的寿命变短。针对这种散热效果不足的散热结构，现有技术中提供了一种被动式的散热结构，其主要原理是在LED灯体内加入风扇以及在壳体侧壁开有通风口，加强了空气的流通，加快了散热。

经检索，公开号为102607000的发明专利“投射灯的散热结构”改进了传统的LED灯的散热结构，如附图1所示，包括前盖11、后盖12、散热片13、LED芯片14以及反光罩15，散热片13设于前盖11与后盖12之间，在由所述散热片13与后盖12之间设有一风扇16，以使用方向为基准，所述后盖12尾端正对风扇16处设有一进风口121，所述散热片13和后盖12连接处的壳体侧面设有出风口。该散热结构可有效提高投射灯的散热效果，延长灯具的寿命。但由于加入了风扇，且大功率LED的耗电量已很大，长时间开启风扇会进一步增大耗电量，造成不必要的浪费。因此，现有技术的散热结构还有待改进。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种带散热装置的LED投射灯，该散热装置具有散热快、耗电量低的优点。

同时，本发明还提供了一种对该LED投射灯的控制方法。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：一种带散热装置的LED投射灯，包括前盖、后盖、发光单元、散热部以及风扇；所述散热部设置在前盖与后盖之间并与前盖、后盖连成一体；所述发光单元设置在前盖内部；所述风扇安装在后盖内部正对发光单元；所述发光单元包括LED芯片与驱动芯片，所述散热部包括散热壳，该散热壳的侧壁上设有若干个出风口；所述后盖正对风扇方向设有进风口；所述投射灯还包括温度检测器和控制单元；所述温度检测器设置在前盖内部并靠近发光单元；所述控制单元分别与温度检测器和驱动芯片电连接，控制单元接收温度检测器的信号，并控制风扇的开关。相对于现有技术，本发明以被动式散热（风扇）的方式对LED投射灯进行散热，并在该前提下增加了温度检测器与控制单元，以检测LED灯的发热状况并随时按需要改变风扇转速，在保证LED灯能在安全的工作温度范围内工作，并减少了风扇的电量损耗，使LED散热达到最好的效益。

作为本发明的进一步改进，所述散热壳为中空的圆柱体，所述出风口环绕散热壳一周设置，加强了散热部内的空气流通，易于散热。

作为本发明的进一步改进，该投射灯还包括一保护单元，所述保护单元包括屏蔽壳与步进电机；所述屏蔽壳安装在散热壳内壁，该屏蔽壳为外径略小于散热壳的内径的中空圆柱体，且侧壁上开有若干个开口与散热壳的出风口对应；所述屏蔽壳可绕轴自转动；所述步进电机设于屏蔽壳内部，且步进电机与屏蔽壳之间通过细杆连接；所述步进电机与所述控制单元电连接，控制单元控制步 进电机的转动。此改进是通过步进电机来控制屏蔽壳的转动，从而控制散热部的出风口的开关，当不需要使用LED射灯时，可控制步进电机关闭出风口，达到防尘的目的。

作为本发明的进一步改进，所述散热壳外壁上固设有翅片，每个出风口之间设有一个或多个翅片。该改进增加了散热壳与空气的接触面积，加快了热向空气的传播，提升了散热的效率。

作为本发明的进一步改进，所述散热部在与前盖连接的一端设有一环状的导热片，该导热片在前盖与散热部连接时紧贴LED芯片的基板。LED芯片能主动通过散热部散热，属于主动散热方式，该改进进一步提高了LED芯片的散热效率。

作为本发明的进一步改进，所述控制单元控制驱动芯片的驱动电流。当LED的芯片的温度过高，控制单元可减小驱动电路的驱动电流，LED芯片暂时降低亮度，使LED芯片和驱动电路的温度迅速降下来。通过控制单元对驱动电路的控制，大大提高了工作的安全性，延长了LED芯片的寿命。

该LED投射灯的控制单元的控制方法包括如下步骤：

（1）判断LED芯片是否工作，若LED芯片开始工作，则向步进电机发送控制信号，使步进电机转动，同时，开始接收温度监测器反馈回来的信号；否则保持电机关闭状态。

（2）根据温度信号判断LED芯片的工作温度是否大于60℃，若为是，则向风扇发送控制信号，启动风扇；否则保持风扇关闭状态。

（3）控制单元根据温度信号判断LED芯片的工作温度是否大于100℃，若为是，则向驱动芯片发送控制信号，使驱动电流降低；否则保持LED芯片的原来的工作电流。

本发明的有益效果是：该射灯在灯壳后盖内设有一风扇，后盖尾端对应风扇位置设有一进风口，加强了通风的效果。温度检测器可以检测LED芯片的温度并反馈至控制单元，控制单元控制LED驱动电路和风扇，提高了散热的可控性，安全性，延长了LED芯片的寿命，并节省了电量。

为了能更清晰的理解本发明，以下将结合附图说阐述本发明的具体实施方式。

附图说明

图1为现有技术的带散热结构的投射灯的结构分解图。

图2为本发明LED投射灯结构示意图。

图3为图2所示LED投射灯的结构分解图。

图4为图3所示LED投射灯的散热部的结构示意图

图5为图3所示LED投射灯的保护单元的结构示意图

图6为本发明LED投射灯的控制单元的工作流程图

下面参见附图及具体实施例，对本发明做进一步说明。

具体实施方式

请参阅图2和图3，其中，图2为本发明LED投射灯结构示意图，图3为图2所示的LED投射灯的结构分解图。本发明所述的带散热装置的LED投射灯包括：包括前盖1、后盖2、发光单元3、散热部4、风扇5、控制单元（图未示）、温度检测器6、保护单元7。所述散热部4设于前盖1与后盖2之间，前盖1、散热部4和后盖2可连接成一体。所述发光单元3设于前盖1内部。所述风扇5设于后盖2内部正对发光单元3的方向。所述温度检测器6设于前盖1内部并靠近发光单元3。所述保护单元7设于散热部4内部。所述后盖2在正对风扇5 的方向设有进风口21。所述发光单元3包括LED芯片31与LED驱动芯片（图未示）。

请参阅图4，其是图3所示的LED投射灯的散热部4的结构示意图。所述散热部4为中空的圆柱体，包括散热壳41、导热片42以及翅片43。所述散热壳41的外壁设有若干个出风口411，所述出风口411绕外壁一周形成一开口环。所述散热壳41两端分别设有螺纹412，所述螺纹412分别与前盖1、后盖2相匹配，三者通过螺旋连接成一体。所述导热片42设于散热部4上与前盖1连接的一端，该导热片42在前盖1与散热部4连接时紧贴LED芯片31的基板。所述翅片43垂直固设于散热壳41外壁上，相邻的出风口411之间设有1个或多个翅片43。

请参阅图5，其是图3所示LED投射灯的保护单元的结构示意图。该保护单元7包括屏蔽壳71与电机72。所述屏蔽壳71安装在散热壳41内壁，该屏蔽壳71为外径略小于散热壳41内径的中空圆柱体，且侧壁上开有若干个开口711；所述开口711与散热壳41上的出风口411相对应，其数量、大小、形状以及位置完全一致；所述屏蔽壳71可绕轴自转动。所述步进电机72通过细杆与屏蔽壳71相连，以步进电机72带动屏蔽壳71转动，当屏蔽壳71转动至一定角度时，屏蔽壳71可将散热壳41的出风口411完全屏蔽。

本发明LED投射灯的控制单元的控制方法，请参阅图6，其是图3所示的LED投射灯的控制单元的工作流程图。该控制单元通过以下步骤控制该LED投射灯的工作：

步骤一：判断LED芯片31是否工作，若LED芯片31开始工作，则向步进电机72发送控制信号，使步进电机72转动，同时，开始接收温度监测器6反馈回来的信号；否则保持步进电机72与温度检测器6的关闭状态。

步骤二：根据温度信号判断LED芯片31的工作温度是否大于60℃，若为是，则向风扇5发送控制信号，启动风扇5；否则保持风扇5关闭。

步骤三：根据温度信号判断LED芯片31的工作温度是否大于100℃，若为是，则向驱动芯片发送控制信号，使驱动电流降低；否则保持LED芯片31原来的驱动电流。

步骤四：返回至步骤一继续工作。

本发明所述的带散热装置的LED投射灯的工作原理如下：

首先，接通LED灯的电源，LED芯片31工作。控制单元控制步进电机72转动，步进电机72带动屏蔽壳71转动，直至屏蔽壳71的开口与散热壳41的出风口411对合，同时，温度检测器6开始将检测信号反馈至控制单元。然后，控制单元判断LED芯片31的温度，若LED芯片31的工作温度大于60℃，则启动风扇5，否则保持风扇5关闭。再而，控制单元判断LED芯片31的温度，若LED芯片31的温度大于100℃，则控制驱动芯片降低驱动电流，使LED芯片31的温度暂时降下来。当LED芯片31的供电断开，控制单元控制步进电机72转动使屏蔽壳71将散热壳41的出风口411关闭。

相比于现有技术，本发明的LED的投射灯在灯壳后盖2内设有一风扇5，后盖2尾端对应风扇5位置设有一进风口21，加强了通风的效果。温度检测器6可以检测LED芯片31的温度并反馈至控制单元，控制单元控制LED驱动芯片和风扇，提高了散热的可控性，安全性，延长了LED芯片31的寿命，并节省了电量。这种带散热装置的LED投射灯，壳体内的空气流通快，散热效率高，耗电量小，安全性好，且易于安装和拆卸，适合于大型户内的灯光照明。

本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术 范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。

Claims (8)

1.一种带散热装置的LED投射灯，包括前盖、后盖、发光单元、散热部以及风扇；所述散热部设置在前盖与后盖之间并与前盖、后盖连成一体；所述发光单元设置在前盖内部；所述风扇安装在后盖内部正对发光单元；所述发光单元包括LED芯片与驱动芯片，所述散热部包括散热壳，该散热壳的侧壁上设有若干个出风口；所述后盖正对风扇方向设有进风口，其特征在于，还包括：

温度检测器，其设置在前盖内部并靠近发光单元；

控制单元，其分别与温度检测器和驱动芯片电连接，所述控制单元接收温度检测器的信号，并控制风扇的开关；

保护单元，其包括屏蔽壳与步进电机；所述屏蔽壳安装在散热壳内壁，该屏蔽壳为外径略小于散热壳的内径的中空圆柱体，且侧壁上开有若干个开口与散热壳的出风口对应；所述屏蔽壳可绕轴自转动；所述步进电机设于屏蔽壳内部，且步进电机与屏蔽壳之间通过细杆连接；所述步进电机与所述控制单元电连接，控制单元控制步进电机的转动。

2.根据权利要求1所述的带散热装置的LED投射灯，其特征在于：所述散热壳为中空的圆柱体，所述出风口环绕散热壳一周设置。

3.根据权利要求1所述的带散热装置的LED投射灯，其特征在于：所述散热壳外壁上固设有翅片，相邻的出风口之间设有一个或多个翅片。

4.根据权利要求1所述的带散热装置的LED投射灯，其特征在于：所述散热部两端分别设有与前盖和后盖相匹配的螺纹，前盖、散热部、后盖三者通过螺旋连接成一体。

5.根据权利要求1所述的带散热装置的LED投射灯，其特征在于：所述散热部在与前盖连接的一端设有一环状的导热片，该导热片在前盖与散热部连接时紧贴LED 芯片的基板。

6.根据权利要求1所述的带散热装置的LED投射灯，其特征在于：该控制装置控制驱动电路的驱动电流。

7.权利要求1所述LED投射灯的控制单元的控制方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)判断LED芯片是否工作，若LED芯片开始工作，则向步进电机发送控制信号，使步进电机转动，同时，开始接收温度监测器反馈回来的信号；否则保持电机关闭状态 ；

(2)根据温度信号判断LED芯片的工作温度是否大于60℃，若为是，则向风扇发送控制信号，启动风扇；否则保持风扇关闭状态。

8.根据权利要求7所述LED投射灯的控制单元的控制方法，其特征在于还包括如下步骤:控制单元根据温度信号判断LED芯片的工作温度是否大于100℃，若为是，则向驱动芯片发送控制信号，使驱动电流降低；否则保持LED芯片的原来的工作电流。