CN202118555U - Led照明光源装置 - Google Patents
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Abstract
一种LED照明光源装置，含基板、光源罩和照明光源，所述的基板为L型结构，上底面含驱动和控制电路板连接接口，前端立面设有LED光源组件连接接口，光源罩为U型结构，两侧面开有通风槽，光源罩与基板通过螺纹或卡口连接，其特征在于：所述的照明光源为LED光源组件，所述的LED光源组件包含LED发光源、LED光学组件、LED连接器、LED光源组件连接器，所述的LED发光源通过LED连接器与一筒镜组件构成的聚光区连接，并通过筒镜连接组件前端与设于基板前端立面部上的LED光源组件连接接口衔接构成照明光柱；同时，所述的LED光源组件又通过设置在LED连接器后部的连接基板与散热器组件相连接。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种LED照明光源装置，属于半导体照明的技术领域。
背景技术
目前，在工业，医疗等对照明亮度要求较高行业中，普遍采用高压汞灯，氙气灯等做为光源。以氙气灯为例，传统光源的结构和工作原理：氙气灯光源由石英灯泡、电子控制系统、光学组件、灯支架、壳体等组成。接通电源后，通过变压器，2万伏以上的高压加在石英灯泡内的金属电极之间，激励灯泡内的物质(氙气、少量的水银蒸气及金属卤化物)在电弧中电离产生亮光，电子控制系统由变压器和电子控制器组成，具备产生点火电压和工作电压两种功能，变压器将低电压变为高电压输出，电子控制器的主要功能是限制氙气灯灯泡的工作电流，向灯泡提供2万伏以上的点火电压和维持工作的低电压(80伏左右)，光学组件主要是椭球面或抛物面反射镜，用于调整输出光的角度范围，灯支架主要实现将灯固定和与其他结构连接的功能，壳体主要实现对灯泡的物理保护和安全防护。此类光源的主要缺点是：高启动电压，启动电压达2万伏以上，寿命相对较短，灯通常含汞等有害物质，不环保。
实用新型内容
本实用新型的目的：旨在提出一种LED照明光源装置，克服传统光源的主要缺点，替代传统光源应用于上述行业和领域。
这种LED照明光源装置，含基板、光源罩和照明光源，所述的基板为L型结构，L型水平基板面上设有驱动和控制电路板连接接口，前端立面部设有LED光源组件连接接口，光源罩为U型结构，两侧面开有通风槽，光源罩与基板通过螺纹或卡口连接，其特征在于：所述的照明光源为LED光源组件，所述的LED光源组件包含LED发光源、LED光学组件、LED连接器、LED光源组件连接器，所述的LED发光源通过LED连接器与一筒镜组 件构成的聚光区连接，并通过筒镜连接组件前端与设于基板前端立面部上的LED光源组件连接接口衔接构成照明光柱；同时，所述的LED光源组件又通过设置在LED连接器后部的连接基板与散热器组件相连接。
所述的LED光源组件由设置在LED基板上的LED发光芯片阵列构成，所述的LED发光芯片阵列含LED发光芯片的数量为n2，(n为1～5的正整数)，分别排列成n×n的矩阵，相邻LED发光芯片之间的间隙介于0.01mm～0.1mm之间，LED发光芯片阵列和LED驱动连接器都封装在LED基板上。
所述的LED光学组件含透镜组件和镜筒组件，所述的透镜组件是一组透镜数量为1～6个的透镜集合体，它们的光轴互相重合，构成透镜组件的光轴；透镜组件固定在镜筒组件中，透镜组件的光轴通过LED发光芯片阵列的中心，透镜组件的出光面是LED光源组件的出光面，LED发光源和LED光学组件通过LED连接器连接并固定。
所述的散热器组件含散热器和风扇，其中的散热器由连接基板、散热鳍片构成，连接基板通过导热介质与LED基板相贴，散热器与LED发光源通过LED连接器连接并固定；所述的风扇通过卡簧或螺钉连接并固定在散热鳍片后贴近散热鳍片处。
所述的LED驱动和控制电路板含驱动输入直流电源接口，LED驱动输出接口，风扇电源输出接口，输入控制接口；驱动输入直流电源接口与外接开关电源直流电压输出接口用导线连接，LED驱动输出接口与LED驱动连接器通过导线连接，风扇电源输出接口与风扇电源接口通过导线连接；输入控制接口含电位器调节接口、按键调节接口和模拟电压控制接口；电位器调节接口通过导线与外接电位器连接，按键调节接口通过导线与外接按键开关连接，模拟电压控制接口通过导线与外接的0～5V的模拟控制电压信号连接；电位器调节接口和按键调节接口不可同时连接，但可与模拟电压控制接口同时连接，模拟电压控制接口具有高优先级；光源组件和散热器组件通过LED光源组件连接器连接固定，LED驱动和控制电路板通过驱动和控制电路板连接接口与基板连接并固定；LED驱动和控制电路板位于光源装置底部，LED光源组件和散热器组件位于光源装置中上部。
所述的LED发光芯片是发白光的LED发光芯片，或者是波长为300nm～800nm范围内的单颜色LED发光芯片。
所述的LED驱动输出接口输出的是直流信号，或输出的是脉冲信号，周期范围0.01毫秒～1秒，占空比1％～99％，即LED发光源可直流驱动也可脉冲驱动。
所述的散热器是金属散热器或热管散热器。
所述的散热器组件含散热器和风扇，其中的散热器由连接基板、散热鳍片构成，连接基板通过导热介质与LED基板相贴，散热器与LED发光源通过LED连接器连接并固定；所述的风扇通过卡簧或螺钉连接并固定在散热鳍片后贴近散热鳍片处。
所述的LED驱动和控制电路板的最大驱动输出功率范围为5W～150W，对应最大驱动输出电流范围1A～30A。
根据以上技术方案提出的这种LED照明光源装置，不但可以在低压条件下工作，外部调节和控制更加方便，安全性和可靠性大大提高，而且只需替换LED发光芯片便可以实现白光或者单色光的输出，避免了氙气灯等传统光源需要加装滤光片才能实现单色光输出而造成的高成本问题；同时由于采用了LED光源，工作寿命长，大大降低了维修和维护成本，而且LED光源不含汞等有毒元素，实现了真正的绿色环保照明。
附图说明
图1是LED照明光源装置剖面结构示意图；
图2是LED照明光源装置内部结构示意图；
图3是LED发光源11的结构示意图；
图4是驱动和控制电路板电气接口示意图；
图5是LED照明光源装置外形结构示意图
图6是实施例3和实施例4的剖面结构示意图；
图7是实施例3和实施例4内部结构示意图。
图中：1-LED光源组件 2-散热器组件 3-LED驱动和控制电路板4-基板 5-光源罩 11-LED发光源 12-LED光学组件 13-LED连接器 14-LED光源组件连接器 110-LED基板 111-LED发光芯片阵列112-LED驱动连接器 121-透镜组件 122-镜筒组件 21-散热器 22-风扇 211-基板 212-散热鳍片 221-风扇电源接口 31-驱动输入直流电源接口 32-LED驱动输出接口 33-风扇电源输出接口 34-输入控制接口341-电位器调节接口 342-按键调节接口 343-模拟电压控制接口。
具体实施方式
以下结合附图进一步阐述本实用新型，并给出本实用新型的实施例。
这种LED照明光源装置，含基板4、光源罩5和照明光源，所述的基板4为L型结构，L型水平基板面上设有驱动和控制电路板连接接口41，前端立面部设有LED光源组件连接接口42，光源罩5为U型结构，两侧面开有通风槽，光源罩5与基板4通过螺纹或卡口连接，其特征在于：所述的照明光源为LED光源组件1，所述的LED光源组件1包含LED发光源11、LED光学组件12、LED连接器13、LED光源组件连接器14，所述的LED发光源11通过LED连接器13与LED光学组件12构成的聚光区连接，并通过LED光学组件12与设于基板4前端立面部上的LED光源组件连接接口42衔接构成照明光出口；同时，所述的LED光源组件1又通过设置在LED连接器13后部的LED基板110与设置在散热器组件2前部的连接基板211相连接。
所述的LED驱动和控制电路板3含驱动入直流电源接口31，LED驱动输出接口32，风扇电源输出接口33，输入控制接口34；驱动输入直流电源接口31与外接开关电源直流电压输出接口用导线连接，LED驱动输出接口32与LED驱动连接器112通过导线连接，风扇电源输出接口33与风扇电源接口221通过导线连接；输入控制接口34含电位器调节接口341、按键调节接口342和模拟电压控制接口343；电位器调节接口341通过导线与外接电位器连接，按键调节接口342通过导线与外接按键开关连接，模拟电压控制接口通过导线与外接的0～5V的模拟控制电压信号连接；电位器调节接口341和按键调节接口342不可同时连接，但可与模拟电压控制接口343同时连接，模拟电压控制接口343具有高优先级；光源组件1和散热器组件2 通过LED光源组件连接器14连接固定，LED驱动和控制电路板3通过驱动和控制电路板连接接口41与基板4连接并固定；LED驱动和控制电路板3位于光源装置底部，LED光源组件1和散热器组件2位于光源装置中上部。
所述的LED发光源11由设置在LED基板110上的LED发光芯片阵列111和LED驱动连接器112构成，所述的LED发光芯片阵列111含LED发光芯片的数量为n2，(n为1～5的正整数)，分别排列成n×n的矩阵，相邻LED发光芯片之间的间隙介于0.01mm～0.1mm之间，LED发光芯片阵列111和LED驱动连接器112都封装在LED基板110上。
所述的LED光学组件12含透镜组件121和镜筒组件122，所述的透镜组件121是一组透镜数量为1～6个的透镜集合体，它们的光轴互相重合，构成透镜组件121的光轴；透镜组件121固定在镜筒组件122中，透镜组件121的光轴通过LED发光芯片阵列111的中心，透镜组件121的出光面是LED光源组件1的出光面，LED发光源11和LED光学组件12通过LED连接器13连接并固定。
所述的散热器组件2含散热器21和风扇22，其中的散热器21由连接基板211、散热鳍片212构成，连接基板211通过导热介质与LED基板110相贴，散热器21与LED发光源11通过LED连接器13连接并固定；所述的风扇22通过卡簧或螺钉连接并固定在散热鳍片212后贴近散热鳍片212处。
所述的LED驱动和控制电路板3的最大驱动输出功率范围为5W～150W，对应最大驱动输出电流范围1A～30A。
所述的LED发光芯片是白光LED发光芯片或波长300nm～800nm范围内的单颜色LED发光芯片。
所述的LED驱动输出接口32输出的是直流信号，或输出的是脉冲信号，周期范围0.01毫秒～1秒，占空比1％～99％，即LED发光源11可直流驱动也可脉冲驱动。
所述的散热器21是金属散热器或热管散热器。
这种LED照明光源装置的工作原理如下：
所述驱动输入直流电源接口31外接12V开关电源，LED驱动和控制电 路板3开始工作，LED驱动输出接口32输出驱动电流驱动LED发光芯片发光，LED发光芯片发出的光通过透镜组件121实现集光和聚焦从透镜组件121出光面射出，并通过设于前端立面部设置的LED光源组件连接接口42与光导纤维或其他照明中继组件连接输出。
所述的LED发光芯片工作产生的热量通过与LED基板110相连接的链接基板211传导到散热器21上，同时风扇22开始转动，将热空气吸出，由于风压差的存在，外界冷空气通过光源罩5上的通风槽进入光源装置内部，对散热器21进行散热，散热器21上设置有散热鳍片212，增大了散热面积，增强了散热效果，这样就形成了外界与光源装置内部散热风道，实现对LED发光芯片的散热，保证LED发光芯片正常工作。
根据上述这种LED照明光源装置的结构和工作原理，可采用以下技术方案：
方案1：LED发光芯片是白光LED发光芯片，LED发光芯片的尺寸为1mm×1mm，数量为9，排列成3×3的矩阵，相邻LED发光芯片之间的间隙为0.05mm，透镜组件121含4片透镜，散热器21是热管散热器，LED驱动和控制电路板3的最大驱动功率100W，对应最大驱动输出电流范围20A，直流驱动输出。
方案2：LED发光芯片是主波长525nm半带宽20nm的绿光LED发光芯片，LED发光芯片的尺寸为1mm×1mm，数量为9，排列成3×3的矩阵，相邻LED发光芯片之间的间隙为0.05mm，透镜组件121含4片透镜，散热器21是热管散热器，LED驱动和控制电路板3的最大驱动功率100W，对应最大驱动输出电流范围20A，脉冲驱动方式，频率1KHz，占空比50％。
方案3：LED发光芯片是发白光的LED发光芯片，LED发光芯片的尺寸为1.1mm×1.1mm，数量为4，排列成2×2的矩阵，相邻LED发光芯片之间的间隙为0.05mm，透镜组件121含5片透镜，散热器21是金属散热器，LED驱动和控制电路板3的最大驱动功率50W，对应最大驱动输出电流范围10A，脉冲驱动方式，频率1Hz，占空比10％。
方案4：LED发光芯片是主波长465nm半带宽15nm的蓝光LED发光芯片，LED发光芯片的尺寸为1.1mm×1.1mm，数量为4，排列成2×2的矩 阵，相邻LED发光芯片之间的间隙为0.05mm，透镜组件121含5片透镜，散热器21是金属散热器，LED驱动和控制电路板3的最大驱动功率50W，对应最大驱动输出电流范围10A，直流驱动方式。
Claims (8)
1.一种LED照明光源装置，含基板(4)、光源罩(5)和照明光源，所述的基板(4)为L型结构，L型水平基板面上设有驱动和控制电路板连接接口(41)，前端立面部设有LED光源组件连接接口(42)，光源罩(5)为U型结构，两侧面开有通风槽，光源罩(5)与基板(4)通过螺纹或卡口连接，其特征在于：所述的照明光源为LED光源组件(1)，所述的LED光源组件(1)包含LED发光源(11)、LED光学组件(12)、LED连接器(13)、LED光源组件连接器(14)，所述的LED发光源(11)通过LED连接器与一筒镜组件构成的聚光区连接，并通过筒镜连接组件前端与设于基板(4)前端立面部上的LED光源组件连接接口衔接构成照明光柱；同时，所述的LED光源组件(1)又通过设置在LED连接器后部的连接基板与散热器组件(2)相连接。
2.如权利要求1所述的LED照明光源装置，其特征在于：所述的LED光源组件(1)由设置在LED基板(110)上的LED发光芯片阵列构成，所述的LED发光芯片阵列含LED发光芯片的数量为n2，n为1～5的正整数，分别排列成n×n的矩阵，相邻LED发光芯片之间的间隙介于0.01mm～0.1mm之间，LED发光芯片阵列(111)和LED驱动连接器(112)都封装在LED基板(110)上。
3.如权利要求1所述的LED照明光源装置，其特征在于：所述的透镜组件(121)是一组透镜数量为1～6个的透镜集合体，它们的光轴互相重合，构成透镜组件(121)的光轴；透镜组件(121)固定在镜筒组件(122)中，透镜组件(121)的光轴通过LED发光芯片阵列(111)的中心，透镜组件(121)的出光面是LED光源组件的出光面，LED发光源(11)和LED光学组件(12)通过LED连接器(13)连接并固定。
4.如权利要求1所述的LED照明光源装置，其特征在于：所述的散热器组件(2)含散热器(21)和风扇(22)，其中的散热器(21)由连接基板(211)、散热鳍片(212)构成，连接基板(211)通过导热介质与LED基板(110)相贴，散热器(21)与LED发光源(11)通过LED连接器(13) 连接并固定；所述的风扇(22)通过卡簧或螺钉连接并固定在散热鳍片(212)后贴近散热鳍片(212)处。
5.如权利要求1所述的LED照明光源装置，其特征在于：所述的驱动和控制电路板(3)的最大驱动输出功率范围5W～150W，对应最大驱动输出电流范围1A～30A，所述的驱动和控制电路板(3)含驱动输入直流电源接口(31)、LED驱动输出接口(32)、风扇电源输出接口(33)和输入控制接口(34)；驱动输入直流电源接口(31)与外接开关电源直流电压输出接口用导线连接，LED驱动输出接口(32)与LED驱动连接器(112)通过导线连接，风扇电源输出接口(33)与风扇电源接口(221)通过导线连接；输入控制接口(34)含电位器调节接口(341)，按键调节接口(342)和模拟电压控制接口(343)，电位器调节接口(341)通过导线与外接电位器连接，按键调节接口(342)通过导线与外接按键开关连接，模拟电压控制接口(343)通过导线与外接的0～5V的模拟控制电压信号连接；电位器调节接口(341)和按键调节接口(342)不可同时连接，但可与模拟电压控制接口(343)同时连接，模拟电压控制接口(343)具有高优先级；光源组件(1)和散热器组件(2)通过LED光源组件连接器(14)连接固定，驱动和控制电路板(3)通过驱动和控制电路板连接接口(41)与基板(4)连接并固定，驱动和控制电路板(3)位于光源装置底部，LED光源组件(1)和散热器组件(2)位于光源装置中上部。
6.如权利要求2所述的LED照明光源装置，其特征在于：所述的LED发光芯片是发白光的LED发光芯片，或者是波长为300nm～800nm范围内的单颜色LED发光芯片。
7.如权利要求5所述的LED照明光源装置，其特征在于：所述的LED驱动输出接口(32)输出的是直流信号，或输出的是脉冲信号，周期范围0.01毫秒～1秒，占空比1％～99％，即LED发光源(11)可直流驱动也可脉冲驱动。
8.如权利要求1所述的LED照明光源装置，其特征在于：所述的散热器(21)是金属散热器或热管散热器。
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Cited By (1)
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| CN106163480A (zh) * | 2014-04-08 | 2016-11-23 | 费诺-华盛顿公司 | 用于患者运输装置的座椅组件 |
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2011
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Cited By (2)
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| CN106163480A (zh) * | 2014-04-08 | 2016-11-23 | 费诺-华盛顿公司 | 用于患者运输装置的座椅组件 |
| CN106163480B (zh) * | 2014-04-08 | 2018-04-10 | 费诺-华盛顿公司 | 用于患者运输装置的座椅组件 |
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