CN105987314B - 一种光源温度自动调节灯具 - Google Patents

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Abstract

一种光源温度自动调节灯具，其特征是由壳体1、密封圈2、灯罩3、光源散热板4及其板上的光源4‑1和线路板4‑2和温度探头4‑3和散热调节机构5、调节电机6和散热控制器7和真空阀10组成；光源散热板4通过散热调节机构5、调节电机6联接在壳体1上；壳体1与灯罩3间，由密封圈2形成一个密闭腔体，由真空阀10进行腔体抽真空；光源散热板4上温度探头4‑3，产生电信号给散热控制器7，驱动调节电机6，带动散热调节机构5，调整光源散热板4上散热片与壳体1内散热器1‑2的接触面积，进而调节光源4‑1经光源散热板4及壳体1对外的热量传递，将光源的温度稳定在设定范围之内。

Description

一种光源温度自动调节灯具
技术领域
本发明涉及一种照明灯具以及其光源散热方式。
背景技术
目前，现有的灯具基本上采用固定的散热结构，个别大功率灯具采用风扇加强散热，只考虑到光源工作温度在较高温度环境，对于低温环境情况下灯具启动性变差，光效率较低，影响了照明的节能效果和亮灯控制的快捷性。
发明内容
本发明的光源温度自动调节灯具能用于较恶劣的低温工作环境，避免了使用传统灯具在低温环境下，灯具启动性能变差，光效率较低，节能效果差，开灯启动时间长的缺陷。
本发明的光源温度自动调节灯具的温度调节原理是：采用高光效光源作为光源，光源将产生的热量传给光源散热板，光源散热板上有温度探头，温度探头将光源散热板上温度值转成电信号，电信号传给散热控制器，散热控制器根据温度电信号值与预设定参数值对比后，按预设逻辑输出驱动电流，驱动调节电机，带动散热调节机构来调整光源散热板上散热片与壳体上内散热器的接触面积；当探测到温度较低时，调节电机带动散热调节机构来减小光源散热板上散热片与壳体上内散热器的接触面积；当探测到温度较高时，调节电机带动散热调节机构来加大光源散热板上散热片与壳体上内散热器的接触面积；进而调节光源散热板经壳体向外的热量传递的热阻，实现灯具的光源温度自动调节。本发明中，为减少光源的光源散热板通过散热调节机构将热量直接传递给壳体，散热调节机构与光源散热板之间采用导热系数低的隔热部件隔热；为减少光源及光源散热板通过空气向壳体和灯罩的传播，壳体与灯罩组成的密闭腔体抽成真空。
本发明的有益效果是，本发明的光源温度自动调节灯具能用于较恶劣的低温工作环境，光源工作温度按预设自动调节到最佳状态，光源光效率较高，节能效果好，光源启动至稳定时间短。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现：
1. 一种光源温度自动调节灯具，其特征是由壳体1、密封圈2、灯罩3、光源散热板4及其板上的光源4-1和线路板4-2和温度探头4-3和散热调节机构5、壳体1上装有调节电机6和散热控制器7和真空阀10组成； 光源散热板4通过散热调节机构5、调节电机6联接在壳体1上，散热调节机构5中的隔热套5-1、隔热垫5-2用于减少光源散热板4和光源4-1通过散热调节机构5及调节电机6与壳体1进行热交换；壳体1与灯罩3间，在密封圈2的作用下，形成一个密闭腔体，由壳体1上的真空阀10进行密闭腔体抽真空，减少外界热量经壳体1、灯罩3通过密闭腔体内的气体与光源散热板4和光源4-1进行热量交换；光源散热板4上温度探头4-3，按所受温度产生相应电信号给散热控制器7，散热控制器7驱动调节电机6，带动散热调节机构5，调整光源散热板4上散热片与壳体1内散热器1-2的接触面积，进而调节光源4-1经光源散热板4及壳体1向外的热量传递，将光源的温度稳定在设定范围之内。
按上述1所述的一种光源温度自动调节灯具，其壳体1上具有内散热器1-2，还有外散热器1-1，均与壳体1成一体铸造成，减少壳体1的内、外散热器间的热阻。
按上述1所述的一种光源温度自动调节灯具，其电源线8在通过壳体1时，电源线外皮均为剥开一段，并用密封绝缘填料8-1将裸露导线之间以及与壳体1之间进行绝缘和密封。
按上述1所述的一种光源温度自动调节灯具，其散热控制器7的内部电路是由电源变换器PW和恒流控制器PH、温度比较驱动电路CK组成；电源变换器PW将输入电源转换成内部电路使用的电源，恒流控制器PH供应光源4-1恒定的工作电流，保障光源4-1的稳定工作；温度探头4-3联接温度比较驱动电路CK，温度比较驱动电路CK根据温度参数与电路设定值比较后，按设定逻辑驱动调节电机6正转、反转或停止。
按上述1所述的一种光源温度自动调节灯具，其在于光源散热板4上的阻热导向块4-4由低导热系数材料制成；调节电机6的输出轴上有外螺纹，与散热调节机构5的内螺纹配合；调节电机6输出轴旋转时，推动散热调节机构5只做沿电机轴向运动，阻热导向块4-4卡在壳体1的导向槽1-3内，限制了散热调节机构5和光源散热板4跟随调节电机6输出轴的转动。
按上述1所述的一种光源温度自动调节灯具，其限位开关11对散热调节机构5在调节过程中进行行程保护，当散热调节机构5超出设计位置时，停止调节电机6在该方向上供电方式，在一个方向上防止散热调节机构5脱离调节电机6的螺纹轴，另一个方向上防止光源散热板4与壳体1内散热器1-2的顶死后，调节电机6堵转而损坏。
常见几种照明方式的概述：
1)荧光灯照明，灯具壳体内装有荧光灯、镇流器，荧光灯相比高亮LED灯光效低、寿命低，荧光灯管内含有汞金属，易污染环境；由于灯管温度不能保持一定范围，低温时光效较低，难以启动，高温时灯管易老化，寿命短。
2)普通LED灯照明，灯具壳体内装有LED光源和电器，LED光源一般是固定散热方式，在常温下能正常使用，由于LED光源温度不能保持一定范围，在低温时光效较低；如果设计成只在低温工作时，则常温时LED光源易老化，寿命短。
3）普通白炽灯照明，光效太低，已被陶汰。
4）气体放电灯照明，低温时光效较低，启动困难。
本发明与现有情况相比，光源工作温度自动调节到最佳状态，光源光效率高，节能效果好，光源启动至稳定时间短；特别是在低温环境下，由于光源工作环境稳定，光源使用寿命长，开、关灯使用方便，经济环保，灯具能用于较恶劣的工作环境。
附图说明
图1是实施案例一图
说明：1.壳体；1-1. 外散热器；1-2. 内散热器；1-3. 导向槽； 2. 密封圈；3. 灯罩；4. 光源散热板；4-1. 光源；4-2. 线路板；4-3. 温度探头；4-4. 阻热导向块；4-5. 螺钉1；5. 散热调节机构；5-1. 隔热套；5-2. 隔热垫；5-3. 螺钉2；6. 调节电机；6-1. 螺钉3；7.散热控制器；8.电源线；8-1. 密封绝缘填料；9. 电线；10. 真空阀；10-1. 单向阀塞；10-2. 透气螺塞；10-3. 阀密封圈；11.限位开关。
图2是实施案例电气图1
说明：4-1. 光源；4-2. 线路板；4-3. 温度探头；6. 调节电机；7.散热控制器；8.电源线； 9. 电线；11.限位开关；K1.步进按钮；PW. 电源变换器；PH. 恒流控制器；CK. 温度比较驱动电路；V+.直流电源+极，V-.直流电源-极；M1、M2.直流调节电机电极；La+、La-.光源正、负极；T.温度探头电极，V1.控制电源+极，G.工作地，H.高位信号，L.低位信号。
图3是实施案例二图
说明：1.壳体；1-1. 外散热器；1-2. 内散热器；1-3. 导向槽； 2. 密封圈；3. 灯罩；3-1. 灯罩压圈；3-2. 螺钉4；4. 光源散热板；4-1. 光源；4-2. 线路板；4-3. 温度探头；4-4. 阻热导向块；4-5. 螺钉1；5. 散热调节机构；5-1. 隔热套；5-2. 隔热垫；5-3. 螺钉2；6. 调节电机；6-1. 螺钉3；7.散热控制器；8.电源线；8-1. 密封绝缘填料；9. 电线；10. 真空阀；10-1. 单向阀塞；10-2. 透气螺塞；11.限位开关。
图4是实施案例三图
说明：1.壳体；1-1. 外散热器；1-2. 内散热器；1-3. 导向槽； 2. 密封圈；3. 灯罩；3-1. 灯罩压圈；3-2. 螺钉4；4. 光源散热板；4-1. 光源；4-2. 线路板；4-3. 温度探头；4-4. 阻热导向块；4-5. 螺钉1；5. 散热调节机构；5-1. 隔热套；5-2. 隔热垫；5-3. 螺钉2；6. 调节电机；6-1. 螺钉3；7.散热控制器；8.电源线；8-1. 密封绝缘填料；9. 电线；10. 真空阀；10-1. 单向阀塞；10-2. 透气螺塞，11.限位开关。
图5是实施案例电气图2
说明：4-1. 光源；4-2. 线路板；4-3. 温度探头；6. 调节电机；7.散热控制器；8.电源线； 9. 电线；11.限位开关；K1.步进按钮；PW. 电源变换器；PH. 恒流控制器；CK. 温度比较驱动电路；L.交流电源相线，N.交流电源零线，GND.壳体接地线；M1、M2.直流调节电机电极；La+、La-.光源正、负极；T.温度探头电极，V1.控制电源+极，G.工作地，H.高位信号，L.低位信号。
具体实施方式
实施案例一
结合图1、图2进一步详细描述：
1、一种光源温度自动调节灯具，壳体1采用铝合金材料制成，壳体1为圆形；外散热器1-1为环形，其各环形均匀有8处断开成条径向散热槽；内散热器1-2为环形； 导向槽1-3为对称2条；密封圈2为弹性密封胶圈； 灯罩3由PC胶料制成，灯罩外圈上有内螺纹与壳体1上外螺纹相配合； 光源散热板4为铝合金材料制成，其一面有与壳体1的内散热器1-2相配合的环形散热器，另一面与光源线路板4-2相配的受热面；光源4-1由大功率高效LED灯珠组成； 温度探头4-3为贴片式，焊在靠近LED灯珠的线路板4-2上，线路板4-2采用铝基板，铝基板与光源散热板4间均匀涂有导热膏，并用铝钉联接；4-5的螺钉1将阻热导向块4-4固定在光源散热板4上，阻热导向块4-4采用玻纤增加PC材料制成；散热调节机构5采用球墨铸铁材料制成； 隔热套5-1和隔热垫5-2均采用隔热材料制成；调节电机6采用带行星减速的直流电机；散热控制器7由塑胶壳和内部电路板组成, 内部电路原理见实施案例电气图1, 内部电路板上有电源变换器PW，电源变换器PW将进线的直流电进行降压、稳压后给后续电路供电；内部电路板上有恒流控制器PH和温度比较驱动电路CK；电源线8为耐侯软电缆线；密封绝缘填料8-1采用双组份改性环氧树脂灌封料；电线9采用硅胶软线；真空阀10采用黄铜镀铬制成；单向阀塞10-1弹性密封胶球制成；透气螺塞10-2采用黄铜镀铬制成； 阀密封圈10-3为弹性密封胶圈；限位开关11采用二个光电开关组合。
2、灯具装配方法：
2．1、将电源线8从壳体1的出线孔穿出，同时将散热控制器7卡接在调节电机6上，并装入壳体1的中心腔体内，用不锈钢螺钉3将调节电机6固定在壳体1上。
2．2、壳体1背部朝上，将电源线8靠近壳体1出线口处破皮一段，并将破口处回塞壳体1的灌封腔内，裸露导线间用塑胶片隔开，灌入密封绝缘填料8-1，并等待密封绝缘填料固化。
2．3、将散热调节机构5、隔热套5-1和隔热垫5-2按图1所示顺序，用不锈钢螺钉2固定在光源散热板4上。
2．4、用4-5的螺钉1将阻热导向块4-4固定在光源散热板4上。
2．5、将光源4-1、 温度探头4-3，焊在线路板4-2上，再将线路板4-2背面均匀涂上导热膏，并用铝钉固定在光源散热板4上。
2．6、将限位开关11用螺钉固定在壳体1上，将散热控制器7的引出电线9按图2的电路焊在线路板4-2上。
2．7、将光源散热板4上散热调节机构5的中心螺孔对准调节电机6的螺纹轴，将阻热导向块4-4对准壳体1上的导向槽1-3；在常温下，给电源线8接上电源，按压步进按钮K1，调节电机6转动，将光源散热板4导入电机轴上，进入限位开关的行程范围，松开按压步进按钮K1，关断电源线8电源；将限位开关11的引线按图2的电路焊在线路板4-2上。
2．8、将密封圈2压入壳体1的密封槽内，将灯罩3拧在壳体1上。
2．9、组装真空阀：将单向阀塞10-1放入真空阀10孔内，拧入透气螺塞10-2，透气螺塞10-2要对单向阀塞10-1有一定的压力，再将阀密封圈10-3套在真空阀10上。
2．10、将组装后的真空阀拧入壳体1，用真空泵通过真空阀10对灯具抽真空。检查质量，完成装配。
实施案例二
结合图3、图5进一步详细描述：
1、一种光源温度自动调节灯具，壳体1采用铝合金材料制成，壳体1为圆形；外散热器1-1为环形，其各环形均匀有8处断开成条径向散热槽；内散热器1-2为环形； 导向槽1-3为对称2条；密封圈2为弹性密封胶圈； 灯罩3由PC胶料制成， 灯罩压圈3-1由不锈钢制成；螺钉4为不锈钢螺钉；光源散热板4为铝合金材料制成，其一面有与壳体1的内散热器1-2相配合的环形散热器，另一面与光源线路板4-2相配的受热面；光源4-1由大功率高效LED灯组成； 温度探头4-3为贴片式，焊在靠近LED灯珠的线路板4-2上，线路板4-2采用铝基板，铝基板与光源散热板4间涂有导热膏,并用铝钉联接；4-5的螺钉1将阻热导向块4-4固定在光源散热板4上，阻热导向块4-4采用玻纤增加PC材料制成；散热调节机构5采用球墨铸铁材料制成； 隔热套5-1和隔热垫5-2均采用隔热材料制成；调节电机6采用带行星减速的直流电机；散热控制器7由塑胶壳和内部电路板组成, 内部电路原理见实施案例电气图2, 内部电路板上有电源变换器PW，电源变换器PW将交流转成直流并降压、稳压后给后续电路供电；内部电路板上有恒流控制器PH和温度比较驱动电路CK；电源线8为耐侯软电缆线；密封绝缘填料8-1采用双组份改性环氧树脂灌封料；电线9采用硅胶软线；真空阀体直接在壳体1上加工制成；单向阀塞10-1弹性密封胶球制成；透气螺塞10-2采用黄铜镀铬制成；限位开关11采用二个弹性触点式开关组合。
2、灯具装配方法：
2．1、将电源线8从壳体1的出线孔穿出，同时将散热控制器7卡接在调节电机6上，并装入壳体1的中心腔体内，用不锈钢螺钉3将调节电机6固定在壳体1上。
2．2、壳体1背部朝上，将电源线8靠近壳体1出线口处破皮一段，并将破口处回塞壳体1的灌封腔内，裸露导线间用塑胶片隔开，灌入密封绝缘填料8-1，并等待密封绝缘填料固化。
2．3、将散热调节机构5、隔热套5-1和隔热垫5-2按图3所示顺序，用不锈钢螺钉2固定在光源散热板4上。
2．4、用4-5的螺钉1将阻热导向块4-4固定在光源散热板4上。
2．5、将光源4-1、 温度探头4-3，焊在线路板4-2上，再将线路板4-2背面均匀涂上导热膏，并用铝钉固定在光源散热板4上。
2．6、将限位开关11用螺钉固定在壳体1上，将散热控制器7的引出电线9按图5的电路焊在线路板4-2上。
2．7、将光源散热板4上散热调节机构5的中心螺孔对准调节电机6的螺纹轴，将阻热导向块4-4对准壳体1上的导向槽1-3；在常温下，给电源线8接上交流电源，按压步进按钮K1，调节电机6转动，将光源散热板4导入电机轴上，进入限位开关的行程范围时，松开按压步进按钮K1，关断电源线8电源；将限位开关11的引线按图5的电路焊在线路板4-2上。
2．8、将密封圈2压入壳体1的密封槽内，将灯罩3对中心后压在密封圈2上，再将灯罩压圈3-1盖上；并用 螺钉4将灯罩压圈3-1均匀地拧在壳体1上。
2．9、组装真空阀：将单向阀塞10-1放入壳体1的真空阀10孔内，拧入透气螺塞10-2, 透气螺塞10-2要对单向阀塞10-1有一定的压力。
2．10、用真空泵通过壳体1上的真空阀10孔对灯具抽真空。检查质量，完成装配。
实施案例三
结合图4、图5进一步详细描述：
1、一种光源温度自动调节灯具，与实施案例二的大部分相同，不同的是构造图见图4，灯罩3由钢化玻璃制成；灯罩3与灯罩压圈3-1间也有密封圈2，此处密封圈主要是为装配时，灯罩3的玻璃受压力均匀；单向阀塞10-1采用不锈钢球和不锈钢弹簧组成，加工时对钢球与阀体的配合密封面要求高，抽真空时阀塞10-1的不锈钢球不会变形，使用寿命长。
2、灯具装配方法：
灯具装配方法与实施案例二的大部分相同，不同的是构造图见图4，其它不同如下：
2．1、实施案例二的2．8条为“将密封圈2压入壳体1的密封槽内，将灯罩3对中心后压在密封圈2上，将另一个密封圈2对中心后放在灯罩3上，再将灯罩压圈3-1盖上；并用 螺钉4将灯罩压圈3-1均匀地拧在壳体1上。”
2．2、实施案例二的2．9条为“组装真空阀：将单向阀塞10-1的不锈钢球先放入壳体1的真空阀10孔内，再放入不锈钢弹簧，拧入透气螺塞10-2，透气螺塞10-2要对单向阀塞10-1的不锈钢弹簧有一定的压力。”

Claims (2)

1.一种光源温度自动调节灯具，其特征是由壳体(1)、密封圈(2)、灯罩(3)、光源散热板(4)及其板上的光源(4-1)和线路板(4-2)和温度探头(4-3)和散热调节机构(5)、壳体(1)上装有调节电机(6)和散热控制器(7)和真空阀(10)组成； 光源散热板(4)通过散热调节机构(5)、调节电机(6)联接在壳体(1)上，散热调节机构(5)中的隔热套(5-1)、隔热垫(5-2)用于减少光源散热板(4)和光源(4-1)通过散热调节机构(5)及调节电机(6)与壳体(1)进行热交换；壳体(1)与灯罩(3)间，在密封圈(2)的作用下，形成一个密闭腔体，由壳体(1)上的真空阀(10)进行密闭腔体抽真空，减少外界热量经壳体(1)、灯罩(3)通过密闭腔体内的气体与光源散热板(4)和光源(4-1)进行热量交换；光源散热板(4)上温度探头(4-3)，按所受温度产生相应电信号给散热控制器(7)，散热控制器(7)驱动调节电机(6)，带动散热调节机构(5)，调整光源散热板(4)上散热片与壳体(1)内散热器(1-2)的接触面积，进而调节光源(4-1)经光源散热板(4)及壳体(1)向外的热量传递。
2.按权利要求1所述的一种光源温度自动调节灯具，其特征在于散热控制器(7)的内部电路是由电源变换器(PW)和恒流控制器(PH)、温度比较驱动电路(CK)组成；温度探头(4-3)联接温度比较驱动电路(CK)，温度比较驱动电路(CK)对温度探头(4-3)的温度电参数值与电路设定值比较后，按预设逻辑驱动调节电机(6)正转、反转或停止。
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