CN105333322B - 一种大功率led工矿灯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大功率LED工矿灯，包括灯头、中空的电源仓、驱动电源、灯罩、LED光源板和透镜，驱动电源内设置有驱动电路，驱动电路包括驱动单元和LED发光单元，驱动单元的输入端与镇流器的输出端电性连接，驱动单元的输出端与LED发光单元电性连接，特点是驱动电路还包括限压保护单元，限压保护单元的输入端与镇流器的输出端电性连接，限压保护单元的输出端与驱动单元的输入端电性连接。优点是在驱动电路中设置限压保护单元，通过该限压保护单元可有效防止该大功率LED工矿灯在开路的情况下出现打火、冒烟等不安全情况，使得该大功率LED工矿灯在能够有效替换高强度放电灯的前提下，能够安全稳定使用。

Description

一种大功率LED工矿灯

技术领域

本发明涉及一种大功率LED工矿灯，尤其是涉及一种可用于替换高强度放电灯的大功率LED工矿灯。

背景技术

气体放电灯是由气体、金属蒸汽或气体与金属蒸汽混合放电而发光的灯，高强度气体放电灯是气体放电灯的一种，它们是通过灯管中高压气体产生弧光放电，再结合灯管中填充的惰性气体或金属蒸汽产生很强的光线。

目前常见的高强度气体放电灯主要是高压钠灯和金卤灯，它们具有发光效率高、耗电少、寿命长、透雾能力强和不诱虫等优点，被广泛应用于工矿企业、道路、高速公路、广场等场所。尽管高压钠灯和金卤灯存在许多优点，但与目前的LED照明灯比较，还存在功耗大、光效低、显色指数低、寿命较短，发光温度高、启动时间长、含有汞污染等缺点，因此，人们想到用LED工矿灯来替代工矿企业中使用的高压钠灯和金卤灯。

传统的高压钠灯和金卤灯需要在镇流器的作用下才能工作，一般采用电感镇流器，通过电感镇流器将市电交流转变成直流，再将直流转变成交流，最后输出交流电压为200V左右，频率50/60HZ，但是在输出交流电过程中会产生一个瞬间高压用于启动高压钠灯或金卤灯，该电压可达2000-8000V。传统的LED工矿灯的正常工作则不需要使用镇流器，而为了节约替换成本，需要在LED工矿灯工作时保留镇流器，但是现有的LED工矿灯的驱动电路在保留镇流器的前提下无法安全使用，一旦LED工矿灯出现开路的情况下，输出交流电过程中产生的瞬间电压会导致LED工矿灯出现打火、冒烟等不安全情况，甚至会出现LED工矿灯烧毁并导致火灾等危险事故。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、使用安全且可有效替代高强度放电灯的大功率LED工矿灯。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种大功率LED工矿灯，包括灯头、中空的电源仓、驱动电源、灯罩、LED光源板和透镜，所述的电源仓设置在所述的灯头上，所述的驱动电源设置在所述的电源仓内，所述的灯罩设置在所述的电源仓上，所述的LED光源板设置在所述的灯罩内，所述的LED光源板上设置有LED发光单元，所述的透镜设置在所述的LED发光单元的上方且设置在所述的灯罩上，所述的驱动电源内设置有驱动电路，所述的驱动电路包括驱动单元和所述的LED发光单元，所述的驱动单元的输入端与镇流器的输出端电性连接，所述的驱动单元的输出端与所述的LED发光单元电性连接，所述的驱动电路还包括限压保护单元，所述的限压保护单元的输入端与所述的镇流器的输出端电性连接，所述的限压保护单元的输出端与所述的驱动单元的输入端电性连接。

所述的限压保护单元包括一个电容，所述的电容的第一端分别与所述的驱动单元的正极输入端和所述的镇流器的正极输出端电性连接，所述的电容的第二端分别与所述的驱动单元的负极输入端和所述的镇流器的负极输出端电性连接。该限压保护单元结构简单，电容与镇流器形成通路，通过电容将镇流器在LED工矿灯开路的情况下可能出现的高压消除掉，只有电容两端的电压施加在LED工矿灯上，从而有效地保证了该大功率LED工矿灯的安全使用。

所述的限压保护单元包括第一电容和第二电容，所述的第一电容的第一端与所述的第二电容的第一端电性连接且其公共连接端分别与所述的驱动单元的正极输入端和所述的镇流器的正极输出端电性连接，所述的第一电容的第二端与所述的第二电容的第二端电性连接且其公共连接端分别与所述的驱动单元的负极输入端和所述的镇流器的负极输出端电性连接。选择两个电容，是出于保险考虑，一旦其中一个电容失效，另一个电容能够发挥同样的作用。

所述的驱动单元的正极输入端与所述的镇流器的正极输出端之间电性连接有保险丝。此处设置保险丝可以有效防止镇流器输出电流过大对后端元器件的影响。

所述的电容采用安规电容。基于安全、EMC等方面的考虑，电容选择耐电压高的安规电容，且安规电容还具有滤波的作用，可以将高频杂波过滤掉。

所述的电源仓为上大下小的中空的圆锥体，所述的电源仓的小直径端与所述的灯头相连接，所述的电源仓的大直径端与所述的灯罩相连接，所述的电源仓的小直径端的侧壁上设置有多个通气孔，所述的灯罩上设置有多个通气槽。通过设置在电源仓小直径端侧壁上的多个通气孔和设置在灯罩上的多个通气槽形成空气对流通道，能够有效地将电源仓中驱动电源产生的热量和灯罩中LED发光单元工作时产生的热量从灯具内排出，可有效延长LED工矿灯的使用寿命；另外电源仓设计为上打大下小的中空圆锥体，使得空气对流空间较大，有利于散热。

所述的电源仓的大直径端上盖设有第一透气隔板，所述的电源仓与所述的第一透气隔板之间围设形成第一空腔，所述的驱动电源设置在所述的第一空腔内，所述的灯罩上盖设有第二透气隔板，所述的灯罩与所述的第二透气隔板之间围设形成第二空腔，所述的LED发光单元设置在所述的第二空腔内，所述的第一透气隔板和所述的第二透气隔板上均设置有多个透气孔，所述的第一透气隔板与所述的第二透气隔板之间通过隔离柱相连接将所述的灯罩安装设置在所述的电源仓上。在电源仓的大直径端设置第一透气隔板，在灯罩上设置第二透气隔板，且第一透气隔板和第二透气隔板上均设置有多个透气孔，第一透气隔板与第二透气隔板之间通过隔离柱相连接，通过第一透气隔板和第二透气隔板的设置，进一步拓展了整灯的空气对流通道，有效地增强了整灯的散热效果，大大延长了整灯的使用寿命。

所述的隔离柱为中空结构，所述的隔离柱内设置有电线，通过所述的电线将所述的LED发光单元与所述的驱动电源电性连接。隔离柱设计成中空结构，用于连接LED发光单元和驱动电源之间的电线设置在该中空的隔离柱中，有效地利用了隔离柱的使用空间，对电线形成保护，同时使得整灯较为整洁美观。

所述的灯罩包括面罩和中空的圆柱形灯罩本体，所述的面罩盖设在所述的圆柱形灯罩本体上，所述的面罩、所述的圆柱形灯罩本体和所述的第二透气隔板之间围设形成所述的第二空腔，所述的透镜设置在所述的面罩上，所述的通气槽设置在所述的圆柱形灯罩本体的侧壁上，所述的面罩上设置有多个通风孔。将灯罩分为圆柱形灯罩本体和面罩两个部分，便于LED发光单元和透镜的拆卸和安装，当部分零部件发生损坏时，可方便对相关零部件进行维修和更换，节省了维修成本；圆柱形灯罩本体便于通气槽的设置，制造简单，另外在面罩上设置多个通风孔，使得整灯的散热效果更好，有效地延长了整灯的使用寿命。

所述的灯罩内设置有热管散热器，所述的LED光源板设置有在所述的热管散热器上，所述的第二透气隔板与所述的热管散热器之间设置有散热风扇。在灯罩内设置热管散热器，且LED光源板安装在热管散热器上，可以将LED光源板产生的热量转移至热管散热器，通过该热管散热器将热量发散出去，保证LED光源板的正常工作；风扇安装在第二透气隔板和热管散热器之间，通过风扇将热管散热器的热量排出。

与现有技术相比，本发明的优点在于：在驱动电路中设置限压保护单元，通过该限压保护单元可有效防止该大功率LED工矿灯在开路的情况下出现打火、冒烟等不安全情况，使得该大功率LED工矿灯在能够有效替换高强度放电灯的前提下，能够安全稳定使用。

附图说明

图1为本发明的驱动电路结构示意图；

图2为本发明中镇流器变压原理示意图；

图3为本发明的剖视结构示意图；

图4为本发明在散热状态下的空气对流示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例一：如图1至图3所示，一种大功率LED工矿灯，包括灯头1、中空的电源仓2、驱动电源3、灯罩4、LED光源板5和透镜6，电源仓2设置在灯头1上，驱动电源3设置在电源仓2内，灯罩4设置在电源仓2上，LED光源板5设置在灯罩4内，LED光源板5上设置有LED发光单元51，透镜6设置在LED发光单元51的上方且设置在灯罩4上，驱动电源3内设置有驱动电路，驱动电路包括驱动单元31和LED发光单元51，驱动单元31的输入端与镇流器的输出端电性连接，驱动单元31的输出端与LED发光单元51电性连接，驱动电路还包括限压保护单元61，限压保护单元61的输入端与镇流器的输出端电性连接，限压保护单元61的输出端与驱动单元31的输入端电性连接。

在此具体实施例中，限压保护单元61包括第一电容CX1和第二电容CX2，第一电容CX1的第一端与第二电容CX2的第一端电性连接且其公共连接端分别与驱动单元31的正极输入端和镇流器的正极输出端OUT1电性连接，第一电容CX1的第二端与第二电容CX2的第二端电性连接且其公共连接端分别与驱动单元31的负极输入端和镇流器的负极输出端OUT2电性连接。选择两个电容，是出于保险考虑，一旦其中一个电容失效，另一个电容能够发挥同样的作用。

在此具体实施例中，驱动单元的正极输入端IN1与镇流器的正极输出端OUT1之间电性连接有保险丝FUSE。此处设置保险丝FUSE可以有效防止镇流器输出电流过大对后端元器件的影响。

在此具体实施例中，电容采用安规电容。基于安全、EMC等方面的考虑，电容选择耐电压高的安规电容，且安规电容还具有滤波的作用，可以将高频杂波过滤掉。

在此具体实施例中，驱动单元包括整流电路和滤波电路，整流电路包括两组并联的整流桥BD1和BD2，每个整流桥包含4个二极管，可以使输出的直流电流增大一倍，从而保证大功率LED工矿灯所需的电流；滤波电路包含电解电容C2，可以将整流电路输出的直流杂波滤除，得到纯净的直流供给LED发光单元51。

在此具体实施例中，电源仓2为上大下小的中空的圆锥体，电源仓2的小直径端与灯头1相连接，电源仓2的大直径端与灯罩4相连接，电源仓2的小直径端的侧壁上设置有多个通气孔22，灯罩4上设置有多个通气槽421。通过设置在电源仓2小直径端侧壁上的多个通气孔22和设置在灯罩4上的多个通气槽411形成空气对流通道，能够有效地将电源仓2中驱动电源产生的热量和灯罩4中LED发光单元51工作时产生的热量从灯具内排出，可有效延长LED工矿灯的使用寿命；另外电源仓2设计为上打大下小的中空圆锥体，使得空气对流空间较大，有利于散热。

在此具体实施例中，电源仓2的大直径端上盖设有第一透气隔板21，电源仓2与第一透气隔板21之间围设形成第一空腔23，驱动电源3设置在第一空腔23内，灯罩4上盖设有第二透气隔板43，灯罩4与第二透气隔板43之间围设形成第二空腔44，LED发光单元51设置在第二空腔44内，第一透气隔板21和第二透气隔板43上均设置有多个透气孔，第一透气隔板21与第二透气隔板43之间通过隔离柱8相连接将灯罩4安装设置在电源仓2上。在电源仓2的大直径端设置第一透气隔板21，在灯罩4上设置第二透气隔板43，且第一透气隔板21和第二透气隔板43上均设置有多个透气孔，第一透气隔板21与第二透气隔板43之间通过隔离柱8相连接，通过第一透气隔板21和第二透气隔板43的设置，进一步拓展了整灯的空气对流通道，有效地增强了整灯的散热效果，大大延长了整灯的使用寿命。

在此具体实施例中，隔离柱8为中空结构，隔离柱8内设置有电线，通过电线将LED发光单元51与驱动电源3电性连接。隔离柱8设计成中空结构，用于连接LED发光单元51和驱动电源3之间的电线设置在该中空的隔离柱8中，有效地利用了隔离柱8的使用空间，对电线形成保护，同时使得整灯较为整洁美观。

在此具体实施例中，灯罩4包括面罩41和中空的圆柱形灯罩本体42，面罩41盖设在圆柱形灯罩本体42上，面罩41、圆柱形灯罩本体42和第二透气隔板43之间围设形成第二空腔44，透镜6设置在面罩41上，通气槽421设置在圆柱形灯罩本体42的侧壁上，面罩41上设置有多个通风孔411。将灯罩4分为圆柱形灯罩本体42和面罩41两个部分，便于LED发光单元51和透镜6的拆卸和安装，当部分零部件发生损坏时，可方便对相关零部件进行维修和更换，节省了维修成本；圆柱形灯罩本体42便于通气槽421的设置，制造简单，另外在面罩41上设置多个通风孔411，使得整灯的散热效果更好，有效地延长了整灯的使用寿命。

在此具体实施例中，灯罩4内设置有热管散热器（图中未显示），LED光源板5设置有在热管散热器上，第二透气隔板43与热管散热器之间设置有散热风扇（图中未显示）。热管散热器和风扇与驱动电源3电连接。在灯罩4内设置热管散热器，且LED光源板5安装在热管散热器上，可以将LED光源板5产生的热量转移至热管散热器，通过该热管散热器将热量发散出去，保证LED光源板5的正常工作；风扇安装在第二透气隔板43和热管散热器之间，通过风扇将热管散热器的热量排出。

在此具体实施例中，透镜6采用碗状凸透镜，对LED发光单元51发散的光进行聚光，形成所需要的光强空间分布。透镜材料一般采用PMMA、PC或玻璃。

上述大功率LED工矿灯的散热原理为：当风扇工作时，通过第二透气隔板43，可以吸入电源仓2和灯罩4之间的气体，从而带动周围空气，在第二空腔44内产生空气对流，通过面罩41上的通风孔411和圆柱形灯罩本体42侧壁上的通气槽421将LED发光单元51产生的热量排出；通过第一透气隔板21可以吸入电源仓2内的气体，再通过电源仓2小直径端侧壁上的通气孔22在第一空腔23内产生空气对流，最后气体通过圆柱形灯罩本体42的侧壁上的通气槽421排出，将电源仓2内驱动电源3产生的热量排出，如图4所示。

实施例二：其他部分与实施例相同，其不同之处在于限压保护单元61包括电容，电容的第一端分别与驱动单元31的正极输入端和镇流器的正极输出端OUT1电性连接，电容的第二端分别与驱动单元31的负极输入端和镇流器的负极输出端OUT2电性连接。该限压保护单元61结构简单，电容与镇流器形成通路，通过电容将镇流器在LED工矿灯开路的情况下可能出现的高压消除掉，只有电容两端的电压施加在LED工矿灯上，从而有效地保证了该大功率LED工矿灯的安全使用。

Claims (7)

1.一种大功率LED工矿灯，包括灯头、中空的电源仓、驱动电源、灯罩、LED光源板和透镜，所述的电源仓设置在所述的灯头上，所述的驱动电源设置在所述的电源仓内，所述的灯罩设置在所述的电源仓上，所述的LED光源板设置在所述的灯罩内，所述的LED光源板上设置有LED发光单元，所述的透镜设置在所述的LED发光单元的上方且设置在所述的灯罩上，所述的驱动电源内设置有驱动电路，所述的驱动电路包括驱动单元和所述的LED发光单元，所述的驱动单元的输入端与镇流器的输出端电性连接，所述的驱动单元的输出端与所述的LED发光单元电性连接，其特征在于所述的驱动电路还包括限压保护单元，所述的限压保护单元的输入端与所述的镇流器的输出端电性连接，所述的限压保护单元的输出端与所述的驱动单元的输入端电性连接；所述的限压保护单元包括第一电容和第二电容，所述的第一电容的第一端与所述的第二电容的第一端电性连接且其公共连接端分别与所述的驱动单元的正极输入端和所述的镇流器的正极输出端电性连接，所述的第一电容的第二端与所述的第二电容的第二端电性连接且其公共连接端分别与所述的驱动单元的负极输入端和所述的镇流器的负极输出端电性连接。

2.如权利要求1所述的一种大功率LED工矿灯，其特征在于所述的驱动单元的正极输入端与所述的镇流器的正极输出端之间电性连接有保险丝。

3.如权利要求1所述的一种大功率LED工矿灯，其特征在于所述的电源仓为上大下小的中空的圆锥体，所述的电源仓的小直径端与所述的灯头相连接，所述的电源仓的大直径端与所述的灯罩相连接，所述的电源仓的小直径端的侧壁上设置有多个通气孔，所述的灯罩上设置有多个通气槽。

4.如权利要求3所述的一种大功率LED工矿灯，其特征在于所述的电源仓的大直径端上盖设有第一透气隔板，所述的电源仓与所述的第一透气隔板之间围设形成第一空腔，所述的驱动电源设置在所述的第一空腔内，所述的灯罩上盖设有第二透气隔板，所述的灯罩与所述的第二透气隔板之间围设形成第二空腔，所述的LED发光单元设置在所述的第二空腔内，所述的第一透气隔板和所述的第二透气隔板上均设置有多个透气孔，所述的第一透气隔板与所述的第二透气隔板之间通过隔离柱相连接将所述的灯罩安装设置在所述的电源仓上。

5.如权利要求4所述的一种大功率LED工矿灯，其特征在于所述的隔离柱为中空结构，所述的隔离柱内设置有电线，通过所述的电线将所述的LED发光单元与所述的驱动电源电性连接。

6.如权利要求4所述的一种大功率LED工矿灯，其特征在于所述的灯罩包括面罩和中空的圆柱形灯罩本体，所述的面罩盖设在所述的圆柱形灯罩本体上，所述的面罩、所述的圆柱形灯罩本体和所述的第二透气隔板之间围设形成所述的第二空腔，所述的透镜设置在所述的面罩上，所述的通气槽设置在所述的圆柱形灯罩本体的侧壁上，所述的面罩上设置有多个通风孔。

7.如权利要求4所述的一种大功率LED工矿灯，其特征在于所述的灯罩内设置有热管散热器，所述的LED光源板设置有在所述的热管散热器上，所述的第二透气隔板与所述的热管散热器之间设置有散热风扇。