專利名稱：：發(fā)光二極管定向照明節(jié)能燈具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及一種發(fā)光二極管定向照明節(jié)能燈具，特別是用于道路照明的發(fā)光二極管定向照明節(jié)能燈具，其采用以預(yù)定角度傾斜安裝的小投射角發(fā)光二極管作為發(fā)光元件，能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的定向照射，具有良好的照明效果和節(jié)能效果，散熱良好。
背景技術(shù)：
：發(fā)光二極管照明燈具是一種高效節(jié)能、具有超長(zhǎng)使用壽命的燈具，目前己經(jīng)在眾多領(lǐng)域中應(yīng)用，例如道路照明、工業(yè)照明、舞臺(tái)照明、景觀裝飾照明、室內(nèi)照明等。公知的，用于公路、高速路、城市街道等道路路面照明的路燈，為了減少對(duì)駕駛員的眩光干擾，必須使用按照國(guó)家道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造的、光線投射角為120度的截光型燈具，例如采用傳統(tǒng)的高壓鈉燈等泛光型路燈裝設(shè)燈罩制成的、光線投射角為120度的截光型燈具。目前，在道路路面照明領(lǐng)域中應(yīng)用的發(fā)光二極管照明路燈，為了滿足國(guó)家道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，大都是采用大投射角的發(fā)光二極管作為發(fā)光元件制成的、具有120度投射角的燈具?，F(xiàn)有的照明路燈的不足之處在于現(xiàn)有的照明路燈，其光源所發(fā)的光照有很大的一部分投射到路面以外不需要被照明的地方，而真正需要被照明的路面，僅得到占光源所發(fā)出全部光照不足一半的光通量，燈照利用率很低，造成了光的損失和電能的浪費(fèi)。不僅如此，投射到路面外的光照，還會(huì)形成不必要的光污染。下面參照示意圖具體予以說(shuō)明，如圖1、圖2所示，照明路燈1安裝在燈桿101上，用于照明道路102路面。路燈1的投射角為120度，圓圈部分103表示燈光投射圓面積，陰影部分104表示燈光照射到道路路面的面積即投射燈光被實(shí)際利用的部分，陰影部分105表示燈光照射到道路路面外的面積即投射燈光浪費(fèi)的部分。從上述示意圖中可以清楚地看出，燈光照射到路面之外而浪費(fèi)的部分在光源投射的光通量中占據(jù)了很大的比例。在下面的表格中，列出了安裝高度5-12米的路燈用于路面寬度6--10米的道路照明的相關(guān)數(shù)據(jù)。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>現(xiàn)有的照明路燈，由于采用燈罩反射光線，造成光照不均勻，燈具正下方的照度較高，遠(yuǎn)離燈具的地方照度較低。路面照明不均勻容易對(duì)駕駛者產(chǎn)生影響，從而帶來(lái)交通事故隱患?，F(xiàn)有的發(fā)光二極管照明路燈，由于采用大投射角的發(fā)光二極管，光散射嚴(yán)重、透射力弱，安裝高度受到限制，難于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離照射?，F(xiàn)有的發(fā)光二極管照明路燈，由于采用大功率發(fā)光二極管且缺乏有效的散熱結(jié)構(gòu)，發(fā)光二極管工作時(shí)產(chǎn)生大量熱量，而且不易散發(fā)出去，使得發(fā)光二極管的溫度迅速升高，使其發(fā)光效率下降，縮短其使用壽命。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的定向照射、具有良好的照明效果和節(jié)能效果、散熱良好的發(fā)光二極管定向照明節(jié)能燈具。為此目的，本實(shí)用新型提供的發(fā)光二極管定向照明節(jié)能燈具，其特征是包括電路板，沿其平面界定X方向和Y方向；以及照明單元，其包括管體距離所述電路板平面一定高度并呈傾斜安裝的多個(gè)發(fā)光二極管，多個(gè)所述發(fā)光二極管沿X方向和Y方向間隔設(shè)置成陣列并沿陣列中心對(duì)稱分布，每個(gè)所述發(fā)光二極管分別相對(duì)于X方向和Y方向偏離預(yù)定的角度、以使所述照明單元在X方向和Y方向分別形成預(yù)定的投射角。進(jìn)一步的，所述照明單元包括位于電路板中間位置的第一照明單元和對(duì)稱設(shè)置在所述第一照明單元兩側(cè)的第二照明單元，每個(gè)所述照明單元均包括管體距離電路板平面一定高度并呈傾斜安裝的多個(gè)發(fā)光二極管，每個(gè)所述照明單元的多個(gè)所述發(fā)光二極管沿所述電路板的X方向和Y方向間隔設(shè)置成陣列并沿陣列中心對(duì)稱分布，每個(gè)所述發(fā)光二極管分別相對(duì)于X方向和Y方向偏離預(yù)定的角度、以使每個(gè)所述照明單元在X方向和Y方向分別形成預(yù)定的投射角。進(jìn)一步的，所述照明單元在X方向投射角為120度。進(jìn)一步的，所述發(fā)光二極管采用投射角小于或等于15度的發(fā)光二極管。進(jìn)一步的，所述發(fā)光二極管采用亮度大于或等于20000毫坎德拉的發(fā)光二極管。進(jìn)一步的，所述電路板上形成有第一照明單元安裝區(qū)和第二照明單元安裝區(qū)，在所述第一照明單元安裝區(qū)和所述第二照明單元安裝區(qū)中分別設(shè)置有沿x方向和Y方向間隔排列的多對(duì)插孔，所述第一照明單元安裝區(qū)的插孔對(duì)與所述第二照明單元安裝區(qū)的插孔對(duì)排列方向互相垂直，所述發(fā)光二極管插設(shè)焊固在所述電路板的成對(duì)插孔中。進(jìn)一步的，所述照明單元的多個(gè)發(fā)光二極管分成可獨(dú)立控制的多組。進(jìn)一步的，所述電路板具有相互獨(dú)立的多組公共電源線路圖形，每組所述公共電源線路圖形具有獨(dú)立的接線端。進(jìn)一步的，所述公共電源線路圖形具有方波狀的橫向變寬部。進(jìn)一步的，還包括燈體，具有由底座和透明燈罩組合而成的中空殼體；以及用于安裝所述電路板的多孔基板，其設(shè)置在所述殼體內(nèi)且與底座、透明燈罩之間均形成散熱通道。本實(shí)用新型的發(fā)光二極管定向照明節(jié)能燈具與現(xiàn)有的照明燈具相比，具有以下有益效果第一，由于發(fā)光二極管的獨(dú)特布置，實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確的定向照射，能根據(jù)照明要求準(zhǔn)確照射預(yù)定的目標(biāo)范圍，有效地提高燈照利用率。用于道路照明時(shí)，可使燈光準(zhǔn)確地投射在路面范圍內(nèi)，避免因燈光照射到路面之外造成的光損失、電能浪費(fèi)和光污染，降低能耗，節(jié)能效果顯著，比采用傳統(tǒng)高壓鈉燈的路燈可節(jié)省至少80%的能耗。第二，采用小投射角的發(fā)光二極管作為燈具的發(fā)光元件，大大降低光線散射，提高了光照射強(qiáng)度，克服了現(xiàn)有發(fā)光二極管燈具存在的安裝高度和照射距離受限制的不足。本實(shí)用新型的燈具，其安裝高度可達(dá)到15至20米以上，可應(yīng)用于高桿路燈領(lǐng)域。第三，克服了現(xiàn)有燈具存在的照度不均勻性的不足，且無(wú)需采用反射燈罩。用于道路照明時(shí)，可為駕駛者提供均勻的、良好的路面照明，使駕駛更輕松，更不易疲勞，從而減少交通事故的發(fā)生。第四，由于采用發(fā)熱量小的小功率發(fā)光二極管元件，將管體距離電路板平面一定高度安裝，并將多個(gè)發(fā)光二極管間隔布置成陣列，易于散熱；公共電源線路圖形具有方波狀的橫向變寬部，增加了線路圖形的截面積，降低了電流密度，有效地減少發(fā)熱量；燈體內(nèi)形成散熱通道，使內(nèi)部空氣對(duì)流暢通。上述設(shè)計(jì)使得整個(gè)燈具散熱良好，工作狀態(tài)穩(wěn)定，并且使用時(shí)無(wú)須安裝散熱器件，可大大減小燈具體積和重量，降低成本。第五，由于將多個(gè)發(fā)光二極管分成可獨(dú)立控制的多組，能根據(jù)不同的照明需要方便地進(jìn)行分組定時(shí)控制。第六，可采用交流電源系統(tǒng)或太陽(yáng)能系統(tǒng)供電。采用太陽(yáng)能系統(tǒng)供電時(shí)，其系統(tǒng)所需的太陽(yáng)能電池板、蓄電池和控制器等部件可比現(xiàn)有的太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)減少一半，大大節(jié)省了建設(shè)投資，降低了太陽(yáng)能路燈應(yīng)用的門(mén)檻，有利于太陽(yáng)能路燈普及應(yīng)用。第七，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，造價(jià)低，非常適合于大規(guī)模應(yīng)用，可替代傳統(tǒng)的高壓鈉燈和現(xiàn)有的發(fā)光二極管照明燈具，是一種理想的節(jié)能環(huán)保照明產(chǎn)品。以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。圖1是現(xiàn)有的照明路燈的燈光投射側(cè)向示意圖。圖2是現(xiàn)有的照明路燈的燈光投射平面示意圖。圖3是本實(shí)用新型提供的發(fā)光二極管定向照明節(jié)能燈具的示意圖。圖4是沿圖3中A方向的視圖。圖5是本實(shí)用新型提供的發(fā)光二極管定向照明節(jié)能燈具的電路板的電路布線局部示意圖。圖6是本實(shí)用新型提供的發(fā)光二極管定向照明節(jié)能燈具的發(fā)光二極管的安裝狀態(tài)示意圖。圖7是沿圖6中X方向延伸且垂直于電路板平面的中截面視圖。圖8是沿圖6中Y方向延伸且垂直于電路板平面的中截面視圖。圖9是本實(shí)用新型提供的發(fā)光二極管定向照明節(jié)能燈具與交流電源系統(tǒng)連接的示意圖。圖10是本實(shí)用新型提供的發(fā)光二極管定向照明節(jié)能燈具與太陽(yáng)能系統(tǒng)連接的示意圖。具體實(shí)施方式圖3、圖4所示的是一種用于道路路面照明的發(fā)光二極管定向照明節(jié)能燈具，該燈具包括由底座21和透明燈罩22組合而成的中空殼體、安裝在殼體內(nèi)的多孔基板23、安裝在多孔基板23上的印刷電路板24、安裝在印刷電路板24上的多個(gè)發(fā)光二極管25。底座21和多孔基板23，可采用鋁或鋁合金制作，燈罩22采用透明聚碳酸酯制作。多孔基板23與底座21、透明燈罩22均距離IO厘米以上，基板23的孔、以及基板23與底座21和透明燈罩22之間的間隙形成了有利于空氣對(duì)流的散熱通道。發(fā)光二極管25采用直徑5毫米、投射角小于15度、單顆亮度大于20000毫坎德拉的小功率發(fā)光二極管。參照?qǐng)D5，印刷電路板24沿其平面界定X方向和Y方向。將印刷電路板24的X方向沿道路延伸的方向、Y方向沿道路寬度的方向安裝在燈具中。在印刷電路板24上中間部分具有第一照明單元安裝區(qū)241，在第一照明單元安裝區(qū)241的Y方向?qū)ΨQ兩側(cè)具有第二照明單元安裝區(qū)242。在第一照明單元安裝區(qū)241和第二照明單元安裝區(qū)242中分別設(shè)置有沿X方向和Y方向間隔排列的多對(duì)插孔243，第一照明單元安裝區(qū)241的每對(duì)插孔均沿Y方向排列，第二照明單元安裝區(qū)242的每對(duì)插孔均沿X方向排列，即兩個(gè)安裝區(qū)的插孔對(duì)排列方向互相垂直。每個(gè)安裝區(qū)具有相互獨(dú)立的多組公共電源線路圖形244，每組公共電源線路圖形244具有獨(dú)立的接線端245，以供焊接連接線。公共電源線路圖形244上通常連接數(shù)量較多的發(fā)光二極管25,因此具有較高的電流密度，將公共電源線路圖形244設(shè)計(jì)成具有橫向變寬部246的方波條形狀，可比直線形的線路圖形具有更大的截面積，從而可降低電流密度，有效地減少發(fā)熱量。在公共電源線路圖形244之間還具有一些過(guò)渡連接用線路圖形，這些線路圖形電流密度較低，因此采用較窄的線條。參照?qǐng)D6至圖8，在印刷電路板24的第一照明單元安裝區(qū)241和第二照明單元安裝區(qū)242中均安裝多個(gè)發(fā)光二極管25，形成第一照明單元和第二照明單元。每個(gè)發(fā)光二極管25插設(shè)在印刷電路板24上的一對(duì)插孔中并焊接固定，并且使發(fā)光二極管25的管體距離電路板24平面一定高度并呈傾斜安裝。多個(gè)發(fā)光二極管25沿X方向和Y方向間隔設(shè)置成陣列、并沿陣列中心對(duì)稱分布。每個(gè)安裝區(qū)中的發(fā)光二極管25分成可獨(dú)立控制的多組。每個(gè)發(fā)光二極管25根據(jù)燈具在X方向和Y方向的投射角分別相對(duì)于X方向和Y方向偏離一定的角度。燈具在X方向和Y方向的投射角根據(jù)國(guó)家道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和照射目標(biāo)范圍確定。燈具在X方向的投射角可設(shè)定為120度。燈具在Y方向的投射角根據(jù)路面寬度來(lái)確定，投射角的大小應(yīng)能保證燈光準(zhǔn)確地投射在路面范圍內(nèi)，并避免燈光照射到路面之外。每個(gè)發(fā)光二極管25相對(duì)于X方向偏離的角度根據(jù)沿X方向排列的發(fā)光二極管的總列數(shù)，以及從發(fā)光二極管陣列中心沿X方向向外計(jì)算該發(fā)光二極管所處的列來(lái)確定。每個(gè)發(fā)光二極管25相對(duì)于Y方向偏離的角度根據(jù)燈具沿Y方向的照射寬度即道路的路面寬度、燈具的安裝高度、沿Y方向排列的發(fā)光二極管的總行數(shù)、從發(fā)光二極管陣列中心沿Y方向向外計(jì)算該發(fā)光二極管所處的行來(lái)確定。各個(gè)安裝區(qū)中的發(fā)光二極管數(shù)量根據(jù)燈具安裝高度、路面寬度、發(fā)光二極管實(shí)際亮度和對(duì)路面的照度要求來(lái)確定。安裝發(fā)光二極管25時(shí)，先將發(fā)光二極管25垂直插裝在印刷電路板24上，使管體距離電路板24平面8-10毫米，先焊接固定好其靠近陣列對(duì)稱中心的一只管腳，然后根據(jù)計(jì)算出的相對(duì)于X方向和Y方向需要傾斜的角度，用板材如硬直的塑料板將X方向上的每列、Y方向上的每行發(fā)光二極管25的管腳整齊地扳彎，使管體沿電路板24平面傾斜，最后再焊接固定另外一只管腳。由于第一照明單元安裝區(qū)241的每對(duì)插孔均沿Y方向排列，第二照明單元安裝區(qū)242的每對(duì)插孔均沿X方向排列，因此安裝在第一照明單元安裝區(qū)241的每個(gè)發(fā)光二極管25的一對(duì)管腳均沿Y方向排列，安裝在靠近電路板24兩側(cè)的第二照明單元安裝區(qū)242的每個(gè)發(fā)光二極管25的一對(duì)管腳均沿X方向排列。這樣的排列能保證每個(gè)發(fā)光二極管25在需要較大傾斜角度的方向上被輕易地扳彎。參照?qǐng)D9，本實(shí)用新型提供的發(fā)光二極管定向照明節(jié)能燈具可采用100-260伏交流電源系統(tǒng)供電，在交流電源系統(tǒng)中采用穩(wěn)壓開(kāi)關(guān)電源，以提高供電效率。參照?qǐng)D10，本實(shí)用新型提供的發(fā)光二極管定向照明節(jié)能燈具也可采用太陽(yáng)能系統(tǒng)供電，系統(tǒng)所需的太陽(yáng)能電池板、蓄電池和控制器等部件比現(xiàn)有的太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)減少一半，大大節(jié)省了建設(shè)投資，降低了太陽(yáng)能路燈應(yīng)用的門(mén)檻，有利于太陽(yáng)能路燈普及應(yīng)用。在實(shí)際使用中，可根據(jù)不同的照明需要，將燈具中的發(fā)光二極管進(jìn)行分組定時(shí)控制。例如由于深夜時(shí)段里在道路上行駛的車輛較少，為了節(jié)約電能此時(shí)可熄滅燈具中的一部分發(fā)光二極管，然后在天明之前的某個(gè)時(shí)刻再將其點(diǎn)亮。發(fā)光二極管的分組定時(shí)控制是這樣實(shí)現(xiàn)的將互相獨(dú)立的多組發(fā)光二極管進(jìn)行編組，再將每組發(fā)光二極管所對(duì)應(yīng)的互相獨(dú)立的多個(gè)公共電源線路圖形244的接線端245通過(guò)板外飛線連接，然后每組引出總匯流線與電源系統(tǒng)連接，通過(guò)電源系統(tǒng)的控制器即可實(shí)現(xiàn)分組、定時(shí)控制。以上結(jié)合了實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了說(shuō)明，但這并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。任何在同樣的構(gòu)思下所作出的修改和變化，也均屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。權(quán)利要求1、發(fā)光二極管定向照明節(jié)能燈具，其特征是包括電路板，沿其平面界定X方向和Y方向；以及照明單元，其包括管體距離所述電路板平面一定高度并呈傾斜安裝的多個(gè)發(fā)光二極管，多個(gè)所述發(fā)光二極管沿X方向和Y方向間隔設(shè)置成陣列并沿陣列中心對(duì)稱分布，每個(gè)所述發(fā)光二極管分別相對(duì)于X方向和Y方向偏離預(yù)定的角度、以使所述照明單元在X方向和Y方向分別形成預(yù)定的投射角。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管定向照明節(jié)能燈具，其特征是所述照明單元包括位于所述電路板中間位置的第一照明單元和對(duì)稱設(shè)置在所述第一照明單元兩側(cè)的第二照明單元，每個(gè)所述照明單元均包括管體距離電路板平面一定高度并呈傾斜安裝的多個(gè)發(fā)光二極管，每個(gè)所述照明單元的多個(gè)所述發(fā)光二極管沿所述電路板的X方向和Y方向間隔設(shè)置成陣列并沿陣列中心對(duì)稱分布，每個(gè)所述發(fā)光二極管分別相對(duì)于X方向和Y方向偏離預(yù)定的角度、以使每個(gè)所述照明單元在X方向和Y方向分別形成預(yù)定的投射角。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光二極管定向照明節(jié)能燈具，其特征是-所述照明單元在X方向投射角為120度。4、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光二極管定向照明節(jié)能燈具，其特征是所述發(fā)光二極管采用投射角小于或等于15度的發(fā)光二極管。5、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光二極管定向照明節(jié)能燈具，其特征是所述發(fā)光二極管采用亮度大于或等于20000毫坎德拉的發(fā)光二極管。6、根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光二極管定向照明節(jié)能燈具，其特征是所述電路板上形成有第一照明單元安裝區(qū)和第二照明單元安裝區(qū)，在所述第一照明單元安裝區(qū)和所述第二照明單元安裝區(qū)中分別設(shè)置有沿X方向和Y方向間隔排列的多對(duì)插孔，所述第一照明單元安裝區(qū)的插孔對(duì)與所述第二照明單元安裝區(qū)的插孔對(duì)排列方向互相垂直，所述發(fā)光二極管插設(shè)焊固在所述電路板的成對(duì)插孔中。7、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光二極管定向照明節(jié)能燈具，其特征是所述照明單元的多個(gè)發(fā)光二極管分成可獨(dú)立控制的多組。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管定向照明節(jié)能燈具，其特征是所述電路板具有相互獨(dú)立的多組公共電源線路圖形，每組所述公共電源線路圖形具有獨(dú)立的接線端。9、根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光二極管定向照明節(jié)能燈具，其特征是所述公共電源線路圖形具有方波狀的橫向變寬部。10、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光二極管定向照明節(jié)能燈具，其特征是-還包括燈體，具有由底座和透明燈罩組合而成的中空殼體；以及用于安裝所述電路板的多孔基板，其設(shè)置在所述殼體內(nèi)且與底座、透明燈罩之間均形成散熱通道。專利摘要發(fā)光二極管定向照明節(jié)能燈具，包括電路板，沿其平面界定X方向和Y方向；以及照明單元，包括位于電路板中間位置的第一照明單元和對(duì)稱設(shè)置在第一照明單元兩側(cè)的第二照明單元，每個(gè)照明單元均包括管體距離電路板平面一定高度并呈傾斜安裝的多個(gè)發(fā)光二極管，每個(gè)照明單元的多個(gè)發(fā)光二極管沿電路板的X方向和Y方向間隔設(shè)置成陣列并沿陣列中心對(duì)稱分布，每個(gè)發(fā)光二極管分別相對(duì)于X方向和Y方向偏離預(yù)定的角度、以使每個(gè)照明單元在X方向和Y方向分別形成預(yù)定的投射角。發(fā)光二極管的投射角小于15度、亮度大于20000毫坎德拉。該燈具能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的定向照射、具有良好的照明效果和節(jié)能效果、散熱良好，特別適用于道路路面照明。文檔編號(hào)F21W131/103GK201028363SQ200720007038公開(kāi)日2008年2月27日申請(qǐng)日期2007年5月15日優(yōu)先權(quán)日2007年5月15日發(fā)明者劉志勇申請(qǐng)人:劉志勇