CN201568761U - 多核心led灯具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种多核心LED灯具，其包括由多个单LED组成的LED单元，将多个LED单元以一定形状例如圆形、矩形、三角形等布置于一LED灯板上，将一控制板安置于LED灯板的上方并具有多个与LED单元对应的孔，在LED灯板底部，通过散热胶粘贴有散热装置，用于使灯板上的热量迅速导到散热体上，再由散热体上的散热片导到空气中，使得LED的温度远低于其结晶温度，控制板上方对应连接有光学透镜，以及装置板，外围包括一面罩，面罩通过防水垫圈与散热装置紧密连接，用于防水防尘。
Description
技术领域
本实用新型涉及LED照明领域，特别是涉及到多核心LED灯具。
背景技术
LED照明不仅是照明中重要的一种新式工具，而且在环保及绿色能源中扮演重要角色。但是，LED照明要获得重大的进步必须在从二极管的发光淬取技术，封装技术到应用技术等方面均要有所突破。在二极管的封装技术有着革命性的突破之前，LED照明另外一个能获得重大改善的方向是在应用层面。
除了光通量、颜色(色温)一致度、颜色呈现度(呈色性)外，在一般照明中使用LED所遇到的主要障碍是：有效经济的封装型式而同时也要产生足够的光亮度即流明输出数。其中最主要的困难是LED芯片在电光转换过程中产生的热量难以有效控制。大多数照明灯需要至少300流明数(系统流明，包括所有的热和光损耗，这一部份的损耗可多达40％)，就如今的LED提取技术来说，这意味着需要多达10W的功率消耗。
通常情况下，可以用多个LED排列，装设在统一灯板12上，每个LED11都装有光学器件10，再从而设计成分散式LED照明光源(如图1-A和1-B所示)，但是这种形式存在多个缺点：1.面积大；2.不美观；3.不易控制光线；4.无法在同一平面中摆置驱动线路。
而另外一种选择是采用集中式摆放LED来解决以上存在的四点缺点，即：集中放置多个LED21，装设在统一灯板22上，再统一装有光学器件20(如图2-A和2-B所示)。不管是单个独立封装的还是多芯片封装的，此方式的LED光线具有比较类似点光源的特性从而利于光学设计，更小的面积也可以将多出的地方放置驱动元件。另外在视觉上，更接近多数人熟悉的照明灯具而有更美观的视觉效果。然而，这种集中式的设计又遇到其他技术上的挑战从而阻止其发展。
最主要的挑战是：当把所有的LED放在一起时(不管是多芯式封装的还是多个单独LED集中置放的)温度会迅速上升。因此，在集中式LED中，通常采用主动散热装置(如风扇、冷却器、振荡器)。但是，用主动散热装置不仅要消耗额外的功率，而且还会影响那些受环境变化而变化的器件。
发明内容
为了克服以上二种不同方案的缺点，而加速提供可供照明使用的LED模组，以下为本实用新型所提供的解決方案：
一种多核心LED灯具，其包括：
LED单元，由多个单LED组成；
LED灯板，多个所述LED单元以一定形状布置于该LED灯板上；
控制板，安置于所述LED灯板的上方并具有多个与所述LED单元对应的孔；
散热体，通过散热胶粘贴于所述LED灯板底部，用于使灯板上的热量迅速导到散热体上，再由散热体上的散热片导到空气中，使得LED的温度远低于其结晶温度，其中该散热体材质为铝；
多个光学器件，通过控制板上的孔对应安置于LED单元上方，用于控制所述LED发出的光；
面罩部分，用于防水和接线出去，其中，该面罩部分包括：
一压铸铝面罩，
一钢化玻璃，采用玻璃胶与上述铝面罩无缝隙粘合，
两个转接头，
两个护线圈，分别固定于压铸铝面罩上，
两组四芯排线，分别接于上述两个转接头上，
两个装饰片。
所述多个单LED的个数可以为3，4或6个。
该多核心LED灯具的多个光学器件，例如可以是光学反射镜或光学透镜，通过控制板上的孔对应安置于LED单元上方，用于控制所述LED发出的光。
该多核心LED灯具，还包括一装饰板，该装饰板用于遮住模组的电子元器件，只露出所述光学器件，从所述钢化玻璃不能看到面罩内的电子元器件。
该多核心LED灯具，还包括一防水垫圈，所述面罩部分通过该防水垫圈与散热体的配合，使模组达到防水要求。
该防水垫圈材质为硅橡胶防水垫圈。
该多核心LED灯具的防护等级至少为IP65。
该LED单元可以由RGB三个LED组成，从而形成一个可调整白色光色温的模块。
该LED单元由三个白光LED组成，形成一个光强足可以作为照明的单元模块。
所述模块可以为1-6个，安装预定的形状，如圆形，三角形，矩形，方形或六边形。等组装成照明光源。
本实用新型相对于现有技术比较，具有如下优点：
| 散热性能 | 体积 | 光学的易控制性 | 驱动线路的整合性 | |
| 分散式 | 优 | 大 | 差 | 差 |
| 集中式 | 差 | 小 | 优 | 差 |
| 混合式 | 优 | 小 | 优 | 优 |
附图说明
图1-A为分散式LED单元俯视图。
图1-B为分散式LED单元侧视图。
图2-A为集中式LED单元俯视图。
图2-B为集中式LED单元侧视图。
图3为本实用新型LED照明灯布置示意图。
图4为本实用新型LED照明灯电路示意图。
具体实施方式
参阅如图3所示，本实用新型的一种LED照明灯具，包括面罩部分300，装饰板部分，光学部分，电子部分，防水垫圈部分，散热部分。
各部分结构及功能如下：
面罩部分，主要用于防水和接线出去。压铸铝面罩310与玻璃307采用玻璃胶粘合，两者之间无缝隙；两组四芯排线311分别接于两个转接头312上，线材与接头连接处本身已经有接头厂商做好防水要求；护线圈313分别固定于压铸铝面罩310上，四芯排线311从中穿过，保护四芯排线311不被铝面罩310挂破，符合相关灯具安全要求；将四芯排线311和转接头312固定好后，线材与硅胶护线圈313以及硅胶护线圈313与铝面罩310之间的缝隙采用玻璃胶填充，达到防水和固定线材的作用；装饰片314卡入面罩310，挡住四芯排线311和部分转接头312，美化外观。当所有的面罩部分的组件都安装固定好后，面罩部分通过螺丝315施压，将防水垫圈309迫紧于被动散热装置304上，使面罩310与被动散热装置304之间达到防水要求，整个灯具的防水要求也都可以满足。整个灯具的防护等级为IP65。
装饰板部分，遮住模组的电子元器件，只露出相关光学组件，从玻璃不可看到电子元器件，美化外观；通过螺丝固定其于灯板上，光学组件也不移位；
光学部分，光学器件自带定位点，能精确地与LED单元配合，保证光的传输，能满足模组光效的要求；可制作多种出光角度，例如25°、26°、38°、40°、60°等。光学器件材质为PMMA(聚甲基丙烯酸甲脂)或PC，透光率在90％以上。
电子部分，将恒流源驱动电路与LED单元群组设置于同一平面。而由于恒流电子线路的特性，外部的恒压式电源的电压可以是一个可变的范围：
1单元群组：5V-24V直流电源电压
2单元群组：10V-24V直流电源电压
3单元群组：14V-24V直流电源电压
4单元群组：18V-24V直流电源电压
5单元群组：22V-26V直流电源电压
6单元群组：24V-26V直流电源电压
在此可变的电压范围，在灯具的设计上极具方便性，又可提供极大的压降余额。
防水垫圈部分，防水垫圈材质为硅橡胶，其有良好的抗老化、抗腐蚀能力；面罩部分通过其与散热体的配合，使模组达到防水要求。
散热部分，热源(灯板)底部通过散热胶粘贴于散热体上，使灯板上的热量迅速导到散热体上，再由散热体上的散热片导到空气中，使得LED的温度远低于其结晶温度，保证LED的寿命和光衰。
散热体材料采用6063铝合金，其有优异的散热能力，质量轻，成本低，目前普遍应用于各种散热器件。
下面以3个LED为一组详细讲述实施形态。
如图3所示，以3个LED为一组的LED排列，作为热和光学排列的一个单元，每一个LED单元1都以最适当的恒电流670mA来驱动，从而此热和光学的LED单元的节温在室温(25℃)下不会超过120℃，具体的，在90℃达到理想的流明输出。
将上述以三个LED组成的光热LED单元，取四个该LED单元301，在基板302上以方形排列，组成一LED群组，并以恒电流(constant current)线路铺在基板302上，该基板302为铝基板或者有冲孔的环氧玻璃纤维板。这一群组通过恒电流电路设计在模块化中以形成最佳的电子性能，以此恒电流电路设计的LED群组，在使用上极具方便性，可以以常用的恒压电源提供给每个LED单元301供电，参考图4所示的恒流电路模块电路图。
而由于恒流电子线路的特性，外部的恒压式电源的电压可以是一个可变的范围：18V-24V直流电源电压。
如果想把恒流的电子线路和LED放在同一个平面(铝基板或环氧玻璃纤维板)上来设计电子线路，只能以此种单元群组式的方式设计，如果采用传统的分布式设计(如图1-A和1-B所示)，则在基板302上没有足够的空间来布线，如此的同一平面设计，在对于LED的散热设计上，有其强大的功能。
每一LED单元301可以放置一个光学器件303，例如反射镜或透镜，从而得到所需的方向上的光，由光学器件303的开口角度，可制作多种出光角度，例如25°、26°、38°、40°、60°等，可以根据光学器件303的开口角度设计任意想要的角度。光学器件303材质为PMMA(聚甲基丙烯酸甲脂)或PC，透光率在90％以上。
被动散热装置304放在基板302的背面，为LED群组统一散热，实验证明，为每一个LED单元301单独的分裂的配置一个被动散热装置的散热效果和为LED群组统一配备一个整体的散热装置的散热效果是差不多的，为了在工艺上的制作简单，固采用为LED群组统一散热的方案。如果没有以此群组的概念设计，在传统式的LED灯板和驱动分开置放于不同的腔体内时(如图1-A和1-B所示)，热源是无法有效散出的，而以此新式的模块概念，因为LED和驱动电路是在同一平面，可以有效直接的将热传导于紧贴的被动式散热器上。
可以选择地将每个LED单元301的三个LED分别设计成红、绿、蓝彩色灯，从而组成可以调整色温的LED模块，当然，若每个LED单元301的LED个数可以多于3个，例如4-6个，则至少要包括红、绿、蓝三种彩色灯，以便根据三基色原理调整色温。
另外可以选择的在光学器件303周围增加一层装饰板305，用以遮住驱动线路控制板306以及基板302上布置的电子元器件，只露出相关光学器件303，使得从玻璃307不可看到电子元器件部分，美化外观，通过螺丝308将其固定其于基板302上。
甚至在原来的模块基础上，架设可以达到IP65防水防尘等级的垫片309，与被动散热装置304组成完整的模块，更进一步的实现独立式完整模块的目标。
在控制上，可以以拨切开关配合软件设计，进行可以调节光线、色温或RGB三原色的变化，它可以装在装饰板305上也可以不装在装饰板305上。另外此种控制，也可以以外部连接控制线的方式，配合RS485或0-10V通讯协议，来完成以上各种控制。
在灯座外围可加一面罩310，主要用于防水和接线出去。压铸铝面罩310与玻璃307采用玻璃胶粘合，两者之间无缝隙；两组四芯排线311分别接于两个转接头312上，线材与接头连接处本身已经有接头厂商做好防水要求；护线圈313分别固定于压铸铝面罩310上，四芯排线311从中穿过，保护四芯排线311不被铝面罩310挂破，符合相关灯具安全要求；将四芯排线311和转接头312固定好后，线材与硅胶护线圈313以及硅胶护线圈313与铝面罩310之间的缝隙采用玻璃胶填充，达到防水和固定线材的作用；装饰片314卡入面罩310，挡住四芯排线311和部分转接头312，美化外观。当所有的面罩部分的组件都安装固定好后，面罩部分通过螺丝315施压，将防水垫圈309迫紧于被动散热装置304上，使面罩310与被动散热装置304之间达到防水要求，整个灯具的防水要求也都可以满足。整个灯具的防护等级为IP65，已通过相关测试。
其中防水垫圈309材质为硅橡胶，其有良好的抗老化、抗腐蚀能力；面罩部分通过其与散热装置304的配合，使整个灯具达到防水要求。
基于本实用新型的精神，可以以3-6个LED为一组组成一个LED单元，1-6个LED单元组成一个群组，群组形状可以为圆形、三角形、矩形、方形，或六边形，其实现原理同上面雷同，不再赘述。
在完成以上的全部或部分组合后，每个模块都是完整涵盖了电、光、热解决方案的独立模组，并且是独立控制的，每个模块所须的只是外部的一般的定电压的电源供应。多个模块可以依不同的照明运用(如路灯投光灯，嵌灯)，灵活组合连接放在一起，形成产生高的流明输出的照明器件，可应用于各种场合。
当以上独立模块组合做成不同灯具时，有时为了成本的需要，只须留存其中一个模块具备了讯号接收处理功能，而由此模块接收外部指令后，控制其它模块形成同步的光度开关或其它控制。
以上之连接模块可以不单独设置IP防护保护盖，而置于密封的IP灯具内使用(例如路灯、防汛灯和停车场的照明灯)，也可以放置于装饰型外罩而用于室内灯具使用。
Claims (12)
1.一种多核心LED灯具，其特征在于包括：
LED单元，由多个单LED组成；
LED灯板，多个所述LED单元以一定形状布置于该LED灯板上；
控制板，安置于所述LED灯板的上方并具有多个与所述LED单元对应的孔；
散热体，通过散热胶粘贴于所述LED灯板底部，用于使灯板上的热量迅速导到散热体上，再由散热体上的散热片导到空气中，使得LED的温度远低于其结晶温度，其中该散热体材质为铝；
多个光学器件，通过控制板上的孔对应安置于LED单元上方，用于控制所述LED发出的光；
面罩部分，用于防水和接线出去，其中，该面罩部分包括：
一压铸铝面罩，
一钢化玻璃，采用玻璃胶与上述铝面罩无缝隙粘合，
两个转接头，
两个护线圈，分别固定于压铸铝面罩上，
两组四芯排线，分别接于上述两个转接头上，
两个装饰片。
2.如权利要求1所述的多核心LED灯具，其特征在于：上述多个单LED的个数为3，4或6个。
3.如权利要求1所述的多核心LED灯具，其特征在于：布置于上述LED灯板上的LED单元个数为1至6个。
4.如权利要求1所述的多核心LED灯具，其特征在于：所述多个光学器件为光学反射镜或光学透镜。
5.如权利要求1所述的多核心LED灯具，其特征在于：还包括一装饰板，该装饰板用于遮住模组的电子元器件，只露出所述光学器件，从所述钢化玻璃不能看到面罩内的电子元器件。
6.如权利要求1所述的多核心LED灯具，其特征在于：还包括一防水垫圈，所述面罩部分通过该防水垫圈与散热体的配合，使模组达到防水要求。
7.如权利要求6所述的多核心LED灯具，其特征在于：所述防水垫圈材质为硅橡胶。
8.如权利要求7所述的多核心LED灯具，其特征在于：整个该模组的防护等级至少为IP65。
9.如权利要求1所述的多核心LED灯具，其特征在于：所述LED单元至少由RGB三个LED组成，从而形成一个可调整白色光色温的模块。
10.如权利要求1所述的多核心LED灯具，其特征在于：所述LED单元由三个白光LED组成，形成一个光强足可以作为照明的单元模块。
11.如权利要求9或10所述的多核心LED灯具，其特征在于：将所述模块1-6个，按照预定的形状组装成照明光源。
12.如权利要求11所述的多核心LED灯具，其特征在于：所述形状可以为圆形，三角形，矩形，方形或六边形。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009200713802U CN201568761U (zh) | 2009-04-30 | 2009-04-30 | 多核心led灯具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN2009200713802U CN201568761U (zh) | 2009-04-30 | 2009-04-30 | 多核心led灯具 |
Publications (1)
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ID=42661050
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| CN (1) | CN201568761U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106122842A (zh) * | 2016-08-26 | 2016-11-16 | 常州市武进区半导体照明应用技术研究院 | 一种铁路信号灯 |
-
2009
- 2009-04-30 CN CN2009200713802U patent/CN201568761U/zh not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN106122842A (zh) * | 2016-08-26 | 2016-11-16 | 常州市武进区半导体照明应用技术研究院 | 一种铁路信号灯 |
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