CN201129641Y - 一种基于发光二极管组成的大功率绿色环保照明灯 - Google Patents

一种基于发光二极管组成的大功率绿色环保照明灯 Download PDF

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本实用新型公开了一种基于发光二极管组成的大功率绿色环保照明灯,它涉及照明技术领域。其目的在于,采用该照明灯,使其具有体积小、重量轻、成本低、使用寿命长等功能。该照明灯由下灯壳、恒流源供电板、上灯壳、反光盆、衬垫铝板、LED线路铝基板、LED光源、温度控制装置、LED光源保护电路及散热装置组成。光源保护电路是在各LED上并联一只齐纳二极管而构成。散热装置包括散热片和小风扇。温度控制装置可采用温度控制开关或包含有温度传感器和继电器的温度控制电路,温度控制开关和继电器的开关触点串联在LED光源的供电线路中,散热片的温度超过设计的控制温度时,温度控制开关和继电器的开关触点自动断开。该照明灯可用作市政道路、公路、隧道、高速路上使用的超大功率照明灯具。

Description

—种基于发光二极管组成的大功率绿色环保照明灯
技术领域
本实用新型涉及照明技术领域,特别涉及非便携式投射照明装置,具体地
说是一种基于发光二极管LED组成的大功率绿色环保照明灯,可用作市政道路、
公路、隧道、高速路上使用的超大功率照明灯。
背景技术
现有的超大功率照明灯主要是使用白炽灯,钠灯、荧光节能灯。第一代照 明灯具白炽灯只有6%的电能转化成光能,其余电能均转化成热能,浪费很大。 第二代照明灯具:钠灯和荧光节能灯其发光效率比白炽灯节能约80%。有人算 过一笔账,如果将国内所有的白炽灯全部换成荧光节能灯,那么一年就可以节 省600亿度电,也就是一年三峡水电站的发电量。而用发光二极管LED组成的
照明灯具,比钠灯和节能灯还要省电。需要说明的是,钠灯与节能灯损坏或寿 命终结后其中的汞对环境的污染十分严重,尤其是对水资源,处理不当将污染
河流及地下水源,被污染的水源将无法饮用,直接危害人们的身体健康。而LED 不存在这些问题,是真正的绿色环保。
近年来虽然有LED模组组成的大功率路灯问世,但其外壳组成的散热片体 积十分庞大笨重,价格更加昂贵;虽然采用了庞大体积的散热片,但是温度不 能控制,温升仍然较高,致使LED产生光衰使其寿命縮短,根木达不到长寿命 的要求;LED采用串联方式供电,没有采用保护措施,当一个LED损坏时,会 造成--串LED甚至全部LED模组熄灭;市场推广面临许多困难。 实用新型内容
本实用新型的目的是:为了解决现有技术存在的问题,提供一种基于发光 二极管组成的大功率绿色环保照明灯,使其具有体积小、重量轻、成木低、使 用寿命长、绿色环保的功能。
实现本实用新型的技术方案是:本实用新型包括下灯壳、恒流源供电板、 上灯壳、反光盆、衬垫铝板、LED线路铝基板、LED光源,灯壳玻璃和聚光杯, 其特征在于还包括温度控制装置、LED光源保护电路和散热装置:LED光源保护 电路是在每一只LED上并联一只齐纳二极管而构成:散热装置包括散热片和小风扇,小风扇安装固定在反光盆或直接安装固定在散热片上,小风扇的风力出口部始终朝向散热片;温度控制装置可采用温度控制开关,或包含有温度传感 器和继电器的温度控制电路,温度控制开关或继电器的开关触点串联在LED光 源的供电线路中,温度控制开关或温度传感器安装固定在散热片内,温度控制 电路的其余部分电路安装在恒流源供电板上;LED光源可采用LED模组式结构 或LED模块式结构,LED模组式结构中的LED的总数量,根据照明灯所需的亮 度,即功率的大小而确定,将这些LED在同一平面上设计为几个条形、方形等 阵列,且都焊接在LED线路铝基板上,将衬垫铝板叠加在LED线路铝基板上, 再叠加上散热片之后,将该三者一起与反光盆连接固定;LED模块式结构是将 所有采用的LED集成在一起形成一种模块式集中的光源,该LED模块可直接安 装同定在特别设计形状的散热片上,再将散热片安装同定在反光盆屮心处的谷 底;反光盆和恒流源供电板都安装固定在下灯壳上,恒流源供电板上安装有恒 流源电路,供给照明灯各部分所需电源:下灯壳与上灯壳的一端通过铰连接的 方式构成一体,其腔体内安装照明灯的各部件。上述的--种基于发光二极管组成的大功率绿色环保照明灯,所说的LED光 源和散热装置,不同结构形式的LED光源,可以采用不同形状的散热片,LED 模组式结构的光源,可以采用平面形状的散热片;LED模块式结构的光源,可 以采用塔形散热片、环形散热片或用其与平面形状的散热片相结合的结构形式, LED模块式结构的光源直接与散热片连接固定,散热片安装同定在反光盆中心 处的谷底。上述的--种基于发光二极管组成的大功率绿色环保照明灯,所说的温度控 制装置,可以采用两种温度控制电路的工作方式来实现:种是采用温度控制 开关,温度控制开关采用具有热敏功能的金属片制成,安装固定在散热片内, 且串联在LED光源的供电电路中;另一种是由温度传感器、运算放大器、继电 器、二极管、三极管和电阻、电容元件连接构成的温度控制电路,温度传感器 安装在散热片内,其余电路安装在恒流源供电板上,继电器的开关触点串联在 LED光源的供电电路中。本实用新型与现有技术相比,具有如下优点:L由于散热采用了电子学领域的小风扇和散热片,大大减小了散热板的体积,大大减轻了散热板的重量,节约成本50%,2. 加入了温度控制装置,避免了因温度超标产生LED光衰使全灯寿命缩短 甚至造成成本昂贵的LED模组损坏。3. 在每个LED上并联有齐納二极管,避免形成串联的LED发光模组中当其 中 一个LED损坏时造成的--串灯熄灭,甚至整个LED发光模组熄灭。 附困说明图l是本实用新型实施例l总体结构示意图,其中:图la是总体结构示意图的主视剖视图图lb是图la的A向视图 图2是本实用新型实施例2总休结构示意图,其中:图2a是总体结构示意图的主视剖视图图2b是图2a的A向视图 图3是本实用新型实施例3总体结构示意图,其中:图3a是总体结构示意图的主视剖视图图3b是图3a的A向视图 图4是本实用新型光源保护电路原理图 图5是本实用新型电源恒流供电和温度控制原理方框图 图6是本实用新型温度控制电路方式1的电路原理图 图7是本实用新型温度控制电路方式2的电路原理图 具体实施方式参照图l,它是本实用新型实施例l总体结构示意图,其中图la是总体结 构示意图的主视剖视图,图lb是图la的A向视图。结合图4〜图7。本实用新 型由下灯壳l、恒流源供电板2、上灯壳3、反光盆4、温度控制装置5、衬垫 铝板8、 LED线路铝基板9、 LED光源iO、灯壳玻璃11、 LED光源保护电路和散 热装置组成。LED光源保护电路是在每一只LED上并联一只齐纳二极管Q而构 成。散热装置包括散热片6和小风扇7。下灯壳1与上灯壳3的一端通过铰连 接的方式构成一体,其腔体内安装照明灯的各部件,下灯壳1的中部制作成孔 状,镶嵌有灯壳玻璃ll,既透光,又防尘。下灯壳1的一端制作有均布条形孔 12,利于散热通风。温度控制装置可采用温度控制开关WK或包含有温度传感器IC1和继电器JK的温度控制电路,温度控制开关WK或继电器JK的开关触点Kl -l 串联在LED光源的供电线路中,温度控制开关WK或温度传感器IC1安装固定在 散热片6内,当散热片的温度超过设计的控制温度时,温度控制开关或继电器 JK的开关触点自动断开,使LED光源10断电,起到温度控制保护作用。LED光 源W的每个LED都焊接在LED线路铝基板9上,衬垫铝板8叠加放置在LED线 路铝基板9上,再叠加上散热片6之后,将该三者一起与反光盆4连接固定。 小风扇7安装在反光盆4上,小风扇7的风力出口部朝向散热片6,小风扇7 的数量可根据设计的需要而确定。铝反光盆4和恒流源供电板2都安装固定在 下灯壳i上。恒流源供电板2上安装有恒流源电路和温度控制电路中除温度传 感器之外的其余电路,恒流源电路供给照明灯各部分所需电源。本实用新型实 施例i中LED光源10是采用LED模组式结构,该结构是根据照明灯所需的亮度, 即功率的大小来确定LED的总数量, 一般大功率路灯、隧道灯、高速公路路灯 所使用的LED模组功率均在30W以上,30W功率至少要使用30个以上的1W的 LED,或10个3W的LED,将这些LED串联、串并联或并串联等方式在一个平面 上均匀分布,安装在LED线路铝基板9上,组合成设计的形状,如:长方形、 正方形、椭圆形或画形等LED光源模组式结构。该结构的路灯,光源模组的散 热片的形状也为与光源模组式结构形状相同的平面型。
参照图2和图3,它们分别是本实用新型实施例2和3的总体结构示意图, 其中:图2a和图3a分别是实施例2和3的总体结构示意图的主视剖视阁,图 2b和图3b分别是图2a和图3a的A向视图。本实施例2和3与实施例1的总 体结构基本相同,在结构上的不同在于:实施例2和3采用的LED光源是LED 模块式结构,该模块式结构是将LED集成在一起形成一种模块式光源,比如是 正方形(30*30) 50W或100W以上集中的光源模块,由于它的组成结构形状与 实施例1模组式结构不同,光源模块集中,散热片的形状也随之而变化,可以 制作成塔形散热片6-1、环形散热片6-2,为了改善散热效果,也可以在塔形散 热片6-1、环形散热片6-2的基础上再增加一个与之相连的平面型散热片6。这 种LED模块式结构的光源,直接安装在塔形散热片或环形散热片的下端,再将 散热片安装固定在反光盆4中心处的谷底。小风扇7可以安装在如图1、图2 所示位置,也可以安装在如图3所示位置。图3的安装位置,是直接将小风扇 安装在模块式结构的散热片6的背后,小风扇7与散热片均安装固定在反光盆 4上,其风力出口部始终对准散热片。由于LED模块式结构的光源很集中,为了发挥更好的照亮效果,在模块式结构LED光源10的外部安装一个聚光杯13, 聚光杯13与散热片连接固定。参照图4,它是本实用新型光源保护电路原理图,为了避免路灯LED光源 IO中的单个LED损坏,而影响与之串联的LED或全灯不亮,在每—只LED上都 并联—只齐纳二极管Q,使路灯的亮度得到可靠的保证。参照图5,它是本实用新型电源恒流供电和温度控制电路原理方框图,恒 流源供电板上安装有恒流源供电电路,提供电源给小风扇。同时,经过串联的 温度控制装置后再给LED光源供电。温度控制装置可以采用温度控制开关,也 可以采用包含有温度敏感元件和继电器等构成的温度控制电路。温度控制屯路 中的温度敏感元件安装在散热片中,其余电路均安装在恒流源供电板匕参照图6,它是本实用新型温度控制电路方式1的电路原理图,该温度控 制电路由温度传感器IC1、运算放大器IC2、继电器JK、 二极管、三极管Hl 和电阻、电容元件连接而构成。温度传感器IC1安装在散热片内,其余电路均 安装在恒流源供电板上,温度传感器IC1根据散热片温度的变化提供信号给温 度控制电路,经过运算放大器IC2的放大,控制三极管VT1的通、断,进而控 制继电器JK的工作状态。继电器JK的开关触点K1-1串联在LED光源的供电电 路中,该触点在电路未加电时是断开的,当电路加电8f",温度传感器IC1无电 流流通,运算放大器IC2处于高电平,三极管VT1导通,继电器JK工作,其开 关触点K1-l接通,保证LED光源供电。当散热片温度上升时,流过温度传感器 IC1的电流通过电阻肪,在其上的压降增加,使运算放大器IC2的反相端电压 升高,输出端电位降低。调节电位器RP1,使散热片温度上升到设计的额定温 度时,流过温度传感器IC1的电流使通过电阻肪上的压降增加,使得运算放大 器IC2的输出端电位降低到保证三极管VT1截止,继电器JK停止工作,开关触 点K卜1断开,切断LED光源的电源,起到温度控制作用。參照图7,它是本实用新型温度控制电路方式2的电路原理图,它是--种 温度控制开关,安装固定在散热片内,且串联在LED光源的供电电路屮。该滴 度控制开关WK用具有热敏功能的金属片RT、 K制成,选择具有热敏功能的金属 片时,要保证散热片的温度上升到设计的额定温度时,该温度控制开关就自动 断开。

Claims (3)

1、一种基于发光二极管组成的大功率绿色环保照明灯,包括下灯壳(1)、恒流源供电板(2)、上灯壳(3)、反光盆(4)、衬垫铝板(8)、LED线路铝基板(9)、LED光源(10),灯壳玻璃(11)和聚光杯(13),其特征在于还包括温度控制装置(5)、LED光源保护电路和散热装置;LED光源保护电路是在每一只LED上并联一只齐纳二极管(Q)而构成;散热装置包括散热片(6)和小风扇(7),小风扇(7)安装固定在反光盆(4)或直接安装固定在散热片上,小风扇的风力出口部始终朝向散热片;温度控制装置(5),可采用温度控制开关(WK),或包含有温度传感器(IC1)和继电器(JK)的温度控制电路,温度控制开关(WK)或继电器(JK)的开关触点(K1-1)串联在LED光源的供电线路中,温度控制开关或温度传感器安装固定在散热片内,温度控制电路的其余部分电路安装在恒流源供电板(2)上;LED光源(10)可采用LED模组式结构或LED模块式结构,LED模组式结构中的LED的总数量,根据照明灯所需的亮度,即功率的大小而确定,这些LED在同一平面上设计为几个条形、方形等阵列,且都焊接在LED线路铝基板(9)上,将衬垫铝板(8)叠加在LED线路铝基板(9)上,再叠加上散热片(6)之后,将该三者一起与反光盆(4)连接固定;LED模块式结构是将所有采用的LED集成在一起,形成一种模块式集中的光源,该LED模块可直接安装固定在特别设计形状的散热片上,再将散热片安装固定在反光盆(4)中心处的谷底;反光盆(4)和恒流源供电板(2)都安装固定在下灯壳(1)上,恒流源供电板(2)上还安装有恒流源电路,供给照明灯各部分所需电源;下灯壳(1)与上灯壳(3)的一端通过铰连接的方式构成一体,其腔体内安装照明灯的各部件。
2、 根据权利要求1所述的一种基于发光二极管组成的大功率绿色环保照明 灯,所说的LED光源(10)和散热装置,不同结构形式的LED光源,可以采用 不同形状的散热片,LED模组式结构的光源,可以采用平面形状的散热片(6);LED模块式结构的光源,可以采用塔形散热片(6-1)、环形散热片(6-2)或用 其与平面形状的散热片(6)相结合的结构形式,LED模块式结构的光源直接与 散热片连接固定,散热片安装固定在反光盆(4)中心处的谷底。
3、根据权利要求1所述的一种基于发光二极管组成的大功率绿色环保照明 灯,所说的温度控制装置(5),可以采用两种温度控制电路的工作方式来实现: 一种是采用温度控制开关(WK),温度控制开关采用具有热敏功能的金属片(RT)、 (K)制成,安装固定在散热片内,且串联在LED光源的供电电路中;另一种是 由温度传感器(IC1)、运算放大器(IC2)、继电器(JK)'、 二极管、三极管(VT1) 和电阻、电容元件连接构成的温度控制电路,温度传感器(ICi)安装在散热片 内,其余电路安装在恒流源供电板(2)上,继电器(JK)的开关触点(Kl-l) 串联在LED光源(10)的供电电路中。
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