CN201177184Y

CN201177184Y - Led灯具

Info

Publication number: CN201177184Y
Application number: CNU2008200093025U
Authority: CN
Inventors: 曾翊; 刘立新; 胡修泰; 刘学宝; 王宝然; 朱新宇; 王金勇; 金坤
Original assignee: BEIJING MING-HANG TECHNOLOGY INSTITUTE
Current assignee: BEIJING MING-HANG TECHNOLOGY INSTITUTE
Priority date: 2008-04-02
Filing date: 2008-04-02
Publication date: 2009-01-07
Anticipated expiration: 2018-04-02

Abstract

本实用新型涉及一种LED灯具，主要用于照明。本实用新型的目的是要提供一种寿命较长的LED灯具。该灯具包括：电能转换模块、接线盒、散热板、电路板、压紧件、大功率LED器件、灯罩等；在灯罩与散热板之间留出发光空间，供LED器件和电路板安装；LED器件焊接在电路板上，电路板通过压紧件固定在散热板上，位于发光空间内；电能转换模块和接线盒安装在散热板上，接线盒上设置输入线入口、输出线出口；输出线连接到电能转换模块。本实用新型的有益效果是，克服白炽灯或日光灯寿命短的缺点，制造出长寿命灯具。

Description

LED灯具

要求保护的技术方案所属的技术领域：

本实用新型涉及一种LED灯具，主要用于照明。

所属技术领域背景：

照明灯具都使用白炽灯或日光灯作为光源，由于白炽灯和日光灯的正常寿命就很短，一般在1500小时以下，遇到振动(如导弹发射、炮弹爆炸)等恶劣环境，它们的寿命就更短，维护成本很高。

实用新型内容：

本实用新型的目的是要提供一种寿命较长的LED灯具。

该灯具包括：电能转换模块、接线盒、散热板、电路板、压紧件、大功率LED器件、灯罩等；

在灯罩与散热板之间留出发光空间，供LED器件和电路板安装；

LED器件焊接在电路板上，电路板通过压紧件固定在散热板上，位于发光空间内；

电能转换模块和接线盒安装在散热板上，接线盒上设置输入线入口、输出线出口；输出线连接到电能转换模块。

如图1所示为LED灯具的基本原理图，图中1为接线盒，2为电能转换模块，3为散热板，4为电路板(LED器件焊接在电路板上形成LED组件)，5为大功率LED器件，6为围圈，7为平面灯罩。接线盒的输入连接到电网，输出则连接到电能转换模块，将LED器件能正常工作的电压送给LED组件，于是LED器件就发光，通过灯罩辐射出来，达到照明的效果。灯罩与散热板之间留有空间，便于使用具有均光材料的灯罩，使灯具减少眩光。这种灯具适用于嵌入(船舶蓬顶)安装。

如图2所示为使用凹形灯罩LED灯具，图2与图1的区别仅仅是去掉了围圈6，只用凹形灯罩7就可以得到围圈和平面灯罩的作用。这种灯具适用于吸顶(船舶舱顶)安装。

因为用于舱顶灯具的防水规格要求较高一些，所以应该在灯罩与散热板之间增加柔软的密封圈，以形成密闭的发光空间，提高防水等级。

由于单个LED器件的光通量往往达不到实际的照明亮度要求，通常在一盏灯具里面使用多个LED器件。这样就出现了LED器件的焊接安装问题。最简单的办法就是将所有LED器件都焊接在一个电路板上，形成一个大组件，然后安装在灯罩内。但是如果某一个LED器件出现开路故障，就要彻底更换大组件，这样显然不合算。而如图3和4所示的单LED组件就彻底改变了这种状况。

假定LED器件向下出光，分别说明图3和图4的设计思路。图3中，4为电路板(选用铝基板，有利于转移LED器件的热量)，上面与散热板平贴；5为LED器件，向下出光；8、9为受电焊盘，朝下。图4为总线电路板，应该为单面；10和12为总线电路板与铝基板焊盘对应的供电焊盘，该焊盘朝上，电能从该焊盘输出；11为螺钉孔(也可以设计为叉形，但强度降低)；13为总线电路板，用于从电能转换模块接入电流。从上到下，如果散热板、铝基板、总线电路板依次被旋入散热板的螺钉压紧后，将获得双重效果：其一将LED器件的热量可靠传入散热板，其二将总线电路板的电能可靠传入LED器件。将螺钉松开后(无需全部旋出)，LED组件就可以移出，便于更换LED组件，提高了灯具的维修性，而且备件成本较低。在总线电路板上设置多组焊盘和孔，就可以为多个LED组件可靠供电，同时可靠安装这些LED组件。

在上述大组件与单LED组件之间还可以设计多LED组件，如3LED组件、4LED组件、6LED组件等。它们表现出不同的维修性和备件成本。多LED组件只要2个焊盘引入电能。为了高效传出热量，压紧螺钉还是需要一些的。为了提高维修性，也可以参照单LED组件，设计成叉形结构。只要松开这些压紧螺钉(无需全部旋出)，就可以拆卸该组件。

关于多LED组件，还有一种设计思路，如图5所示。图中3为散热板，4为电路板(这时可以使用环氧板，无需导热)，5为大功率LED器件，14为LED器件的电极，15为压紧件。因为大功率LED器件的形状通常分3层：透镜层(发光头)、电流(电极)层、热流层。将热流层直接与散热板接触，电极焊在电路板上(在散热板与电路板之间)，然后将电路板与散热板用螺钉拉紧，就可以保证LED的热流层与散热板可靠接触，必要时可以涂抹导热脂。该思路的成本较低，但维修性差一点。

普通场合对灯具提供一路常规电源，如交流电源。而重要场合(如军舰艇、潜艇等)除了提供常规电源外，还预备一路应急电源，如直流电源。为了让应急电源也通过电能转换模块对LED供电，就应该将应急电源同时接入电能转换模块。但两路电源不能因为该灯具的电能转换模块而互串。如图6为一种防互串电路，图中16和17为两路电源的输入端口，D1～D8为二极管，+和-为电能转换模块内部的直流供给系统，其中D1～D4与D5～D5分别组成两个全波整流桥，又可以直接使用全波整流桥模块。这时，无论两路电源怎么接入电能转换模块，这两路电源都不会互串。图7为一种低成本防互串电路，其中元件与图6的完全相同，只是减少了2个二极管，必须规定16为直流输入端口，17为交(直)流输入端口。这时，两路电源也不会互串。

由于电能转换模块的效率不可能100％，因此它工作时要产生热量，如果该模块安装在灯罩内，灯罩内的温度必然升高，对LED不利。所以应将电能转换模块安装在灯罩外部。

由于LED最理想的供电环境为恒流，使用恒流源对LED供电可以延长LED的使用寿命。为了更好的发挥恒流源的效益，应该将多个LED器件串联使用。在恒流源下，还有一个额外的好处，就是可以放心地使用续流桥器件。典型的续流桥器件有AMC7169等，该类器件为2脚元件，跨接在LED器件两端，工作原理为：续流桥器件两端的电压超过规定值时，续流桥器件立即短路。如果某LED器件损坏开路，其上的电压必然升高，与之并联的续流桥器件立即短路，保证串联在一条线上的其它LED继续工作。如图8所示，图中2为恒流源，D9、D10、D11为LED，A1、A2、A3为续流桥。

当然，电能转换模块也可以选用恒压源。但要为LED器件提供恒流驱动，还要增加恒流芯片，如AMC7135。该芯片可以提供350mA恒流，一般为3~4只LED供电。如果设计为3只LED供电，恒压源的输出电压最好在11V左右，AMC7135的压降约0.8V；如果设计为4只LED供电，恒压源的输出电压最好在14V左右，AMC7135的压降约0.4V。采用这种驱动方法的问题是：如果串中某LED短路，AMC7135的压降升高为3.8V以上，功耗增大，容易损坏；如果串中某LED开路，该串全部熄灭；而如果在LED器件旁并联续流桥器件有AMC7169，情况回到了LED短路的情形。如图9所示，图中2为恒压源，D9、D10、D11为LED，R为电阻，Z为稳压管，A4为恒流芯片，R和Z为A4提供工作电压。

有益效果：

本实用新型的有益效果是，克服白炽灯或日光灯寿命短的缺点，制造出长寿命灯具。

图面说明：

图1为嵌入(蓬顶)灯的基本结构。

图2为吸顶(舱顶)灯的基本结构。

图3为一种单LED模块。

图4为与单LED模块配套的总线电路板。

图5为一种多LED模块的使用情况，显示LED热沉与散热板直接接触的情形。

图6为灯具电能转换模块的双电源接入电路。

图7为电能转换模块的另一种低成本双电源接入电路。

图8为恒流源驱动电路。

图9为恒压源驱动电路。

最佳实施方案：

本最佳实施方案为：灯具包括2个接线盒、1个电能转换模块、1个散热板、24个电路板、24个压紧件、24个大功率LED器件、灯罩等；灯罩与散热板之间为发光空间，供LED器件和电路板安装；LED器件与电路板按图2所示形式组成单LED组件；按图3所示的形式设计总线电路板，在总线电路板的两个供电焊盘上跨接续流桥AMC7169；单LED组件通过压紧件固定在散热板上，位于发光空间内；电能转换模块和接线盒安装在散热板上，在灯罩外。接线盒上设置两个输入线入口、两个输出线出口；两个输出线连接到电能转换模块；电能转换模块为30W-350nA恒流模块；电能转换模块采用图7所示的双电源输入形式；驱动线路采用图8所示的电路。

Claims

1、一种LED灯具，其特征在于：

电能转换模块和接线盒安装在散热板上，接线盒上设置输入线入口、输出线出口；

输出线连接到电能转换模块。

2、根据权项1所述的LED灯具，其特征在于：所述灯罩与散热板之间设置围圈。

3、根据权项1所述的LED灯具，其特征在于：所述灯罩为凹形结构。

4、根据权项3所述的LED灯具，其特征在于：所述灯罩与散热板之间设置密封圈。

5、根据权项1所述的LED灯具，其特征在于：所述电路板选用铝基板，每个电路板上焊接1个LED器件，形成单LED组件。

6、根据权项5所述的LED灯具，其特征在于：所述单LED组件的铝基板为叉形结构，在叉间设置压紧件；铝基板平贴在散热板上；压紧件包含螺钉，螺钉的螺纹旋入散热板，螺钉头部分将压力作用在叉上；两叉上设置受电焊盘；在铝基板与螺钉头之间设置总线电路板，在总线电路板上设置两个供电焊盘，两个输出焊盘与铝基板上的两个受电焊盘对应。

7、根据权项1所述的LED灯具，其特征在于：所述每个电路板上焊接若干个LED器件，形成条形多LED组件。

8、根据权项7所述的LED灯具，其特征在于：所述电路板选用铝基板，条形多LED组件的铝基板为条形多叉形结构，所有叉的开口都在条的一侧，在叉间设置压紧件；铝基板平贴在散热板上；压紧件包含螺钉，螺钉的螺纹旋入散热板，螺钉头部分将压力作用在叉上。

9、根据权项7所述的LED灯具，其特征在于：所述条形多LED组件的电路板为条形多孔结构，电路板的一部分孔用于LED器件的发光头穿过，一部分用于压紧件穿过；LED器件的热沉贴在散热板上。

10、根据权项1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的LED灯具，其特征在于：在所述电能转换模块上设置两路输入线，每路输入线的两根电源线都通过整流桥整流得到电能转换模块内部的直流供给系统。

11、根据权项1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的LED灯具，其特征在于：在所述电能转换模块上设置两路输入线，其一输入线的两根电源线通过整流桥整流得到电能转换模块内部的直流供给系统，另一路输入线的两根电源线通过两个二极管连接到电能转换模块内部的直流供给系统。

12、根据权项1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的LED灯具，其特征在于：所述电能转换模块安装在发光空间外。

13、根据权项1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的LED灯具，其特征在于：所述电能转换模块选用恒流源。

14、根掘权项10所述的LED灯具，其特征在于：所述电能转换模块选用恒流源。

15、根据权项11所述的LED灯具，其特征在于：所述电能转换模块选用恒流源。

16、根据权项12所述的LED灯具，其特征在于：所述电能转换模块选用恒流源。

17、根据权项13所述的LED灯具，其特征在于：在所述LED器件的两个电极间设置续流桥器件，如AMC7169等。

18、根据权项14、15或16所述的LED灯具，其特征在于：在所述LED器件的两个电极间设置续流桥器件，如AMC7169等。

19、根据权项1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的LED灯具，其特征在于：所述电能转换模块选用恒压源。

20、根据权项10所述的LED灯具，其特征在于：所述电能转换模块选用恒压源。

21、根据权项11所述的LED灯具，其特征在于：所述电能转换模块选用恒压源。

22、根据权项12所述的LED灯具，其特征在于：所述电能转换模块选用恒压源。

23、根据权项19所述的LED灯具，其特征在于：将若干LED器件串联后作为恒流芯片的负载，然后接入恒压源，恒流芯片可选AMC7135等。

24、根据权项20、21或22所述的LED灯具，其特征在于：将若干LED器件串联后作为恒流芯片的负载，然后接入恒压源，恒流芯片可选AMC7135等。