專利名稱：船用高效嵌入式led條形燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種船燈，具體地說是一種船用高效嵌入式LED條形燈。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的船燈通常包括LED光源、驅(qū)動電源和散熱器。驅(qū)動電源是影響LED光源可 靠性和適應(yīng)性的一個重要組成部分，因而對驅(qū)動電路的效率、壽命和成本、以及保護功能提 出了更高的要求。具體來說，1驅(qū)動電路既要有一定的供LED所需的接近恒流的正向電流 輸出，又要有較高的轉(zhuǎn)換效率，電光轉(zhuǎn)化效率是半導(dǎo)體照明的一個重要因素，否則就會失去 LED節(jié)能的優(yōu)點。2LED壽命方面，雖然單顆LED本身的壽命長達10萬小時，但其應(yīng)用時必 須搭配電源轉(zhuǎn)換電路，故LED照明燈具整體壽命必須從光電整合應(yīng)用加以考慮，因此，驅(qū)動 電路的壽命必須與LED壽命相匹配，要做好關(guān)鍵器件的選擇，平衡好驅(qū)動電路的壽命與成 本的關(guān)系。3設(shè)計驅(qū)動電路必須有完善的保護功能，包括過壓、過流及過熱故障指示輸出，可 編程、真差分過壓保護功能，來保護電路中的各項組件，以滿足LED照明。而現(xiàn)有的驅(qū)動電 路尚不能滿足所有要求。同時，船燈是一種特殊的燈具，長期工作在高溫、高濕和鹽霧的的狀態(tài)下，要保證 有良好的可靠性，需要有過硬的防護、防腐功能?，F(xiàn)有的船燈為了獲得較高的IP防護和防 腐等級，多在外殼和透光罩之間安裝發(fā)泡硅膠圈，燈殼的外表面噴氟碳粉；由于燈具行業(yè)設(shè) 計人員的素質(zhì)良秀不全，不能很好撐據(jù)發(fā)泡硅膠的特性，導(dǎo)至設(shè)計出的錄泡硅膠圈安裝后 并不能被燈殼和燈罩壓牢，在實際的應(yīng)用過程中出現(xiàn)滲水和水珠等現(xiàn)象。燈具外殼的噴粉 層搞腐性能跟噴粉的工藝有很大關(guān)系，如果在噴粉前對工件表面清洗不切底，噴涂后粉層 與外殼金屬附差力就會變差，很難通過24小時的中性中性鹽霧試驗，造成船燈使用一段時 間后，粉層就會脫落，燈殼繡跡斑斑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的是現(xiàn)有技術(shù)存在的驅(qū)動電路不能滿足效率、壽命和成本、以及保 護功能等多方面要求的問題，旨在提供一種船用高效嵌入式LED條形燈，通過選擇合適的 開關(guān)電源類型并輔以相應(yīng)的外圍電路，使驅(qū)動電源能夠滿足LED燈的各種性能要求。本發(fā)明還要解決現(xiàn)有技術(shù)在機械結(jié)構(gòu)上防水、防腐和防塵性能不可靠的問題，旨 在提供一種一體化成型的新型船燈，完全能夠滿足船燈在各種惡劣條件下的使用。解決上述問題采用的技術(shù)方案是一種船用高效嵌入式LED條形燈，包括面板、LED光源、LED基板、驅(qū)動電源和散熱器，其特征在于所述驅(qū)動電源的驅(qū)動電路包括 Maxl6834芯片、分壓電阻R1、分壓電阻R2、分壓電阻R4、分壓電阻R9、分壓電阻R5、分壓電 阻R6、電流傳感電阻RlO、取樣電阻R8、電容C7、電阻R7、濾波電容Cl、頻率電阻R3、濾波電 容C5、電容C4、濾波電容C6、斜率補償電容C2、CM0SFET N管Q1、CM0SFET N管Q2、電容C3、 電感Ll和穩(wěn)壓管D1，分壓電阻Rl的一端接電源輸入正端、濾波電容Cl的一端、Maxl6834 芯片的1端和7端、以及電感Ll的一端，分壓電阻Rl的另一端接分壓電阻R2的一端和Maxl6834芯片的11端，接分壓電阻R2的另一端接、斜率補償電容C2的一端、頻率電阻R3 的一端、濾波電容C5的一端、電容C4的一端、分壓電阻R5的一端、Maxl6834芯片的4端和 14端、電阻R7的一端、取樣電阻R8的一端、電容C3的一端、濾波電容Cl的另一端和地，斜 率補償電容C2的另一端接Maxl6834芯片的8端，頻率電阻R3的另一端接Maxl6834芯片 的10端，濾波電容C5的另一端接Maxl6834芯片的16端，電容C4的另一端接Maxl6834芯 片的6端和分壓電阻R6的一端，分壓電阻R6的另一端接分壓電阻R5的另一端和Maxl6834 芯片的7端，Maxl6834芯片的18端接分壓電阻R4的一端、電容C3的另一端、穩(wěn)壓管Dl的 陰極和輸出正端，Maxl6834芯片的15端接CMOSFETN管Ql的柵極，Maxl6834芯片的13端 接CMOSFETN管Ql的源極和取樣電阻R8的另一端，Maxl6834芯片的12端接參考電壓REF 端，Maxl6834芯片的20端接CM0SFET N管Q2的柵極，Maxl6834芯片的2端接CMOSFETN管 Q2的源極和電流傳感電阻RlO的一端，Maxl6834芯片的3端接分壓電阻R4的另一端和分 壓電阻R9的一端，Maxl6834芯片的19端接濾波電容C6的一端，Maxl6834芯片的5端接電 容C7的一端，電容C7的另一端接電阻R7的另一端，濾波電容C6的另一端接分壓電阻R9 的另一端、電流傳感電阻RlO的另一端和電源輸入負端，CM0SFET N管Ql的漏極接電感Ll 的另一端和穩(wěn)壓管Dl的陽極，CM0SFET N管Q2的漏極接輸出負端。本發(fā)明的船用高效嵌入式LED條形燈，驅(qū)動電路中的分壓電阻Rl和R2串聯(lián)構(gòu)成分壓電路，對芯片進行軟啟動。分壓電阻R4和R9串聯(lián)構(gòu)成的分壓電路，用作輸出過壓保護 電路。分壓電阻R5和R6串聯(lián)構(gòu)成的分壓電路，用于確定電流傳感電阻RlO兩端的電壓。 電流傳感電阻RlO用來確定恒流輸出的電流大小。取樣電阻R8用于保護芯片，防止過流。 Maxl6834芯片的COMP端和誤差放大器輸出端，接C7，R7組成RC電路，穩(wěn)定操作。濾波電容 Cl對輸入電壓進行濾波，以提高芯片的工作穩(wěn)定性。頻率電阻R3用于確定開關(guān)頻率。濾波 電容C5對芯片工作電壓Vcc進行濾波。電容C4用于穩(wěn)定參考電壓REF端。斜率補償電容 C2用于提高芯片工作的穩(wěn)定性。CM0SFET N管Ql和Q2用于提高芯片驅(qū)動能力。電容C3 用于提高輸出穩(wěn)定性，降低輸出電流波動。本發(fā)明的船用高效嵌入式LED條形燈，具有以下優(yōu)點1采用性能優(yōu)良的Maxl6834作為驅(qū)動器的控制電路減少了元器件數(shù)量，進一步降 低了電路的整體功耗。2將LED串聯(lián)使用，不論連接的LED數(shù)量有多少，只需一個電阻就可以向它們提供 恒定電流。由于利用了內(nèi)部運算放大器，電流檢測電阻減小原來的十分之一。降低檢測功
^^ ο3采用DC-DC升/降壓變換技術(shù)，10V-28V寬范圍輸入電壓，350mA恒流輸出，并自 動完成與LED電壓的匹配。4電路結(jié)構(gòu)緊湊可設(shè)計成IOmmX30mm，全貼片制造，內(nèi)置于嵌入式線條燈內(nèi)。5電路具有良好的啟動特性。當(dāng)輸入電壓低于設(shè)定值時，電路自動停止工作；輸入 電壓高于設(shè)定值時，電路啟動恒流輸出。6具有負載過壓檢測保護功能，當(dāng)負載過電壓時，自動關(guān)斷輸出。7具有負載短路保護功能，當(dāng)負載短路時，電路自動關(guān)斷輸出，保護電路損壞。當(dāng)故 障排除，電路自動恢復(fù)正常。8具有過熱保護功能，當(dāng)電路溫度超過工作溫度上限時，電路自動關(guān)斷。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述的面板和散熱器采用鋁鎂合金；所述的散熱器具有一個中央空腔和一個側(cè)槽，頂部設(shè)有由多個一字排列的沉孔形成的一組反光杯；所述的 LED光源直接焊接在LED基板上，并一一對應(yīng)安裝在反光杯底部，表面用硅膠密封；所述的 驅(qū)動電源設(shè)置在側(cè)槽內(nèi)，并用硅膠密封；中央空腔內(nèi)設(shè)有毛細管液；所述的面板設(shè)置在散 熱器的頂面。進一步改進后的船燈，結(jié)構(gòu)設(shè)計上采用燈具LED光源、燈體和透光罩一體化整合 結(jié)構(gòu)。船燈的燈體外殼采用防腐、導(dǎo)熱、成型等綜合最好的鋁鎂合金制作；摒棄了傳統(tǒng)燈具 外殼+透光罩+防水圈的模式，利用LED光源長壽命，不需要經(jīng)常更換光源的優(yōu)點光源理論 值可達10萬小時，直接將芯片焊接在燈體上；用比環(huán)氧樹脂更耐熱、受紫外光影響更小的 透明硅膠(通常該材料能使波長為350nm SOOnm的范圍內(nèi)光線透過率為95%填充焊有 LED光源的反光杯，成型出能將LED發(fā)出的光折射成不同角度的透光罩。由于硅膠的彈性模 量好約為6. lN/mnT2，粘性好(約4. 8Pa. s、熱膨脹系數(shù)同鋁鎂合金接近，灌封在LED芯片上 密封時，密封性不受材料熱脹冷縮影響。同理，船燈的驅(qū)動電源也是采用導(dǎo)熱灌封硅膠進行 密封，這樣徹底的解決了燈具光源電器部份的防水、防腐和防塵的問題，完全能滿燈船燈在 惡劣的環(huán)境條件下使用。散熱設(shè)計上利用傳熱學(xué)的基本優(yōu)化理論，特別是最小熱阻理論，采用芯片直接焊 接在燈體上的結(jié)構(gòu)和微通道中毛細液結(jié)構(gòu)來縮短熱量擴散距離；并以最小熱阻和傳熱熵最 小為目標(biāo)，以同樣功率和一定的體積為約束條件，并對散熱翅片高度、間距和長度等參數(shù)進 行優(yōu)化。另外，為了實現(xiàn)不同的應(yīng)用，同樣可以最小體積和最小耗材為優(yōu)化目標(biāo)，以同樣功 率為約束條件進行優(yōu)化。保證了燈具的溫升控制在16°C可以接受的范圍內(nèi)，為燈具的長壽 命提供了可靠的保證。作為本發(fā)明的再進一步改進，所述的LED基板采用陶瓷材料，導(dǎo)熱性能高于鋁基 板，且具有良好的絕緣性能，可直接安裝在金屬散熱器上。作為本發(fā)明的再進一步改進，光學(xué)設(shè)計上采用復(fù)合型自由曲面反光杯計算法，所 設(shè)計復(fù)合型自由曲面反光杯的外形特征為反光杯底部為圓型，底面為平面；反光杯出口 為隨圓型；側(cè)壁為自由曲面。底表面蒸鍍一層反射系數(shù)高達82%鏡面鋁，側(cè)表面蒸鍍了一 層反光系數(shù)為72 %，漫射系數(shù)高達20 %桔皮狀鋁。LED芯片通電后由5個外露面發(fā)光晶體在 空間狀態(tài)下為6個面，由于晶片的下表面需要與反光杯的底表面焊接，不能產(chǎn)生可見光，晶 片側(cè)壁和上表面發(fā)出的部份光不能直接從反光杯出口直接射出，需經(jīng)反光杯自由曲面?zhèn)缺?多次反射后透過芯片上面填充的透明硅膠折射出去，能準(zhǔn)確的投射到預(yù)先設(shè)計的照明平面 的各點上。采用復(fù)合型自由曲面反光杯配光，能得到一個亮度比較均勻總均勻度Uo ^ 0.4 的橢圓型光斑，該反光杯具有出光效率高> 90%，光束控制精確、體積小等優(yōu)點。作為本發(fā)明的再進一步改進，所述的散熱器頂部設(shè)有一個與各反光杯聯(lián)通的長 槽，各反光杯和長槽內(nèi)的空間用硅膠填充，使LED光源封裝其內(nèi)。封裝時，在長槽表面鋪設(shè) 一塊模板，在所述模板上開設(shè)一個灌注孔，將硅膠通過該灌注孔注入長槽和各反光杯內(nèi)直 至充滿所有空間，然后脫模成型。作為本發(fā)明的更進一步改進，所述散熱器5的散熱翅片4由一組等截面、等間距的 直肋構(gòu)成，使空氣在其中流動時較比通暢，阻力較較小，增強了散熱器與空氣對流的能力。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。圖1是本發(fā)明驅(qū)動電路的電路圖。圖2是本發(fā)明船用高效嵌入式LED條形燈的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖2的右視圖。圖4是圖2的A-A向剖視圖。圖5是圖2的后視圖。圖6是圖2的B-B向剖視放大圖。圖7是本發(fā)明船用高效嵌入式LED條形燈的立體圖。圖8是本發(fā)明反光杯和LED燈組件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖9是本發(fā)明反光杯和LED燈組件的立體圖。
具體實施例方式參照圖1，一種船用高效嵌入式LED條形燈，包括面板1、LED光源11、LED基板12、 驅(qū)動電源8和散熱器5，所述驅(qū)動電源的驅(qū)動電路包括Maxl6834芯片、分壓電阻R1、分壓電 阻R2、分壓電阻R4、分壓電阻R9、分壓電阻R5、分壓電阻R6、電流傳感電阻RlO、取樣電阻 R8、電容C7、電阻R7、濾波電容Cl、頻率電阻R3、濾波電容C5、電容C4、濾波電容C6、斜率補 償電容C2、CM0SFET N管Ql、CM0SFET N管Q2、電容C3、電感Ll和穩(wěn)壓管Dl，分壓電阻Rl 的一端接電源輸入正端、濾波電容Cl的一端、Maxl6834芯片的1端和7端、以及電感Ll的 一端，分壓電阻Rl的另一端接分壓電阻R2的一端和Maxl6834芯片的11端，接分壓電阻R2 的另一端接、斜率補償電容C2的一端、頻率電阻R3的一端、濾波電容C5的一端、電容C4的 一端、分壓電阻R5的一端、Maxl6834芯片的4端和14端、電阻R7的一端、取樣電阻R8的一 端、電容C3的一端、濾波電容Cl的另一端和地，斜率補償電容C2的另一端接Maxl6834芯片 的8端，頻率電阻R3的另一端接Maxl6834芯片的10端，濾波電容C5的另一端接Maxl6834 芯片的16端，電容C4的另一端接Maxl6834芯片的6端和分壓電阻R6的一端，分壓電阻R6 的另一端接分壓電阻R5的另一端和Maxl6834芯片的7端，Maxl6834芯片的18端接分壓 電阻R4的一端、電容C3的另一端、穩(wěn)壓管Dl的陰極和輸出正端，Maxl6834芯片的15端接 CM0SFETN管Ql的柵極，Maxl6834芯片的13端接CM0SFETN管Ql的源極和取樣電阻R8的 另一端，Maxl6834芯片的12端接參考電壓REF端，Maxl6834芯片的20端接CM0SFET N管 Q2的柵極，Maxl6834芯片的2端接CM0SFET N管Q2的源極和電流傳感電阻RlO的一端， Maxl6834芯片的3端接分壓電阻R4的另一端和分壓電阻R9的一端，Maxl6834芯片的19 端接濾波電容C6的一端，Maxl6834芯片的5端接電容C7的一端，電容C7的另一端接電阻 R7的另一端，濾波電容C6的另一端接分壓電阻R9的另一端、電流傳感電阻RlO的另一端和 電源輸入負端，CM0SFET N管Ql的漏極接電感Ll的另一端和穩(wěn)壓管Dl的陽極，CM0SFET N 管Q2的漏極接輸出負端。參照圖2-圖7，所述的面板1和散熱器5采用鋁鎂合金；所述的散熱器5具有一個中央空腔6和一個側(cè)槽14，頂部設(shè)有由多個一字排列的沉孔形成的一組反光杯10 ；所述 的LED光源11直接焊接在LED基板12上，并一一對應(yīng)安裝在反光杯10底部，表面用硅膠3 密封；所述的驅(qū)動電源8設(shè)置在側(cè)槽14內(nèi)，并用硅膠9密封；中央空腔內(nèi)設(shè)有毛細管液7 ；所述的面板1設(shè)置在散熱器5的頂面。所述的LED基板12采用陶瓷材料。所述散熱器5的散熱翅片4由一組等截面、等間距的直肋構(gòu)成。所述的散熱器5頂部設(shè)有一個與各反光杯10聯(lián)通的長槽2，各反光杯10和長槽2內(nèi)的空間用硅膠3填充， 使LED光源11封裝其內(nèi)。參照圖8、圖9，所述的反光杯10底部為圓型，底面為平面；反光杯出口13為隨圓型，側(cè)壁為自由曲面。所述的反光杯10底表面蒸鍍一層反射系數(shù)高達82%鏡面鋁，側(cè)表面蒸鍍一層反光系數(shù)為72%，漫射系數(shù)高達20%的桔皮狀鋁。應(yīng)該理解到的是上述實施例只是對本發(fā)明的說明，而不是對本發(fā)明的限制，任何不超出本發(fā)明實質(zhì)精神范圍內(nèi)的發(fā)明創(chuàng)造，均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種船用高效嵌入式LED條形燈，包括面板(1)、LED光源(11)、LED基板(12)、驅(qū)動電源(8)和散熱器(5)，其特征在于所述驅(qū)動電源的驅(qū)動電路包括Max16834芯片、分壓電阻R1、分壓電阻R2、分壓電阻R4、分壓電阻R9、分壓電阻R5、分壓電阻R6、電流傳感電阻R10、取樣電阻R8、電容C7、電阻R7、濾波電容C1、頻率電阻R3、濾波電容C5、電容C4、濾波電容C6、斜率補償電容C2、CMOSFET N管Q1、CMOSFET N管Q2、電容C3、電感L1和穩(wěn)壓管D1，分壓電阻R1的一端接電源輸入正端、濾波電容C1的一端、Max16834芯片的1端和7端、以及電感L1的一端，分壓電阻R1的另一端接分壓電阻R2的一端和Max16834芯片的11端，接分壓電阻R2的另一端接、斜率補償電容C2的一端、頻率電阻R3的一端、濾波電容C5的一端、電容C4的一端、分壓電阻R5的一端、Max16834芯片的4端和14端、電阻R7的一端、取樣電阻R8的一端、電容C3的一端、濾波電容C1的另一端和地，斜率補償電容C2的另一端接Max16834芯片的8端，頻率電阻R3的另一端接Max16834芯片的10端，濾波電容C5的另一端接Max16834芯片的16端，電容C4的另一端接Max16834芯片的6端和分壓電阻R6的一端，分壓電阻R6的另一端接分壓電阻R5的另一端和Max16834芯片的7端，Max16834芯片的18端接分壓電阻R4的一端、電容C3的另一端、穩(wěn)壓管D1的陰極和輸出正端，Max16834芯片的15端接CMOSFETN管Q1的柵極，Max16834芯片的13端接CMOSFET N管Q1的源極和取樣電阻R8的另一端，Max16834芯片的12端接參考電壓REF端，Max16834芯片的20端接CMOSFET N管Q2的柵極，Max16834芯片的2端接CMOSFETN管Q2的源極和電流傳感電阻R10的一端，Max16834芯片的3端接分壓電阻R4的另一端和分壓電阻R9的一端，Max16834芯片的19端接濾波電容C6的一端，Max16834芯片的5端接電容C7的一端，電容C7的另一端接電阻R7的另一端，濾波電容C6的另一端接分壓電阻R9的另一端、電流傳感電阻R10的另一端和電源輸入負端，CMOSFET N管Q1的漏極接電感L1的另一端和穩(wěn)壓管D1的陽極，CMOSFET N管Q2的漏極接輸出負端。
2.如權(quán)利要求1所述的船用高效嵌入式LED條形燈，其特征在于所述的面板(1)和散 熱器(5)采用鋁鎂合金；所述的散熱器(5)具有一個中央空腔(6)和一個側(cè)槽(14)，頂部 設(shè)有由多個一字排列的沉孔形成的一組反光杯(10)；所述的LED光源(11)直接焊接在LED 基板(12)上，并一一對應(yīng)安裝在反光杯(10)底部，表面用硅膠(3)密封；所述的驅(qū)動電源 (8)設(shè)置在側(cè)槽(14)內(nèi)，并用硅膠(9)密封；中央空腔內(nèi)設(shè)有毛細管液(7)；所述的面板(1) 設(shè)置在散熱器(5)的頂面。
3.如權(quán)利要求2所述的船用高效嵌入式LED條形燈，其特征在于所述的LED基板(12) 采用陶瓷材料。
4.如權(quán)利要求2所述的船用高效嵌入式LED條形燈，其特征在于所述的反光杯(10)底 部為圓型，底面為平面；反光杯出口(13)為隨圓型，側(cè)壁為自由曲面。
5.如權(quán)利要求4所述的船用高效嵌入式LED條形燈，其特征在于所述的反光杯(10)底 表面蒸鍍一層反射系數(shù)> 82%鏡面鋁，側(cè)表面蒸鍍一層反光系數(shù)為72%，漫射系數(shù)> 20% 的桔皮狀鋁。
6.如權(quán)利要求2所述的船用高效嵌入式LED條形燈，其特征在于所述的散熱器(5)頂 部設(shè)有一個與各反光杯(10)聯(lián)通的長槽(2)，各反光杯(10)和長槽(2)內(nèi)的空間用硅膠 (3)填充，使LED光源(11)封裝其內(nèi)。
7.如權(quán)利要求2-4任何一項所述的船用高效嵌入式LED條形燈，其特征在于散熱器(5)的散熱翅片(4)由一組等截面、等間距的直肋構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種船用高效嵌入式LED條形燈，包括面板、LED光源、LED基板、驅(qū)動電源和散熱器，其特征在于所述驅(qū)動電源的驅(qū)動電路包括Max16834芯片、分壓電阻R1、分壓電阻R2、分壓電阻R4、分壓電阻R9、分壓電阻R5、分壓電阻R6、電流傳感電阻R10、取樣電阻R8、電容C7、電阻R7、濾波電容C1、頻率電阻R3、濾波電容C5、電容C4、濾波電容C6、斜率補償電容C2、CMOSFET N管Q1、CMOSFET N管Q2、電容C3、電感L1和穩(wěn)壓管D1。本發(fā)明具有元器件數(shù)量少，電路功耗低，良好的啟動特性，以及過電壓、短路、過熱等多種保護功能。
文檔編號F21V7/22GK101799140SQ20091022506
公開日2010年8月11日 申請日期2009年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月19日
發(fā)明者奚文勝, 李偉, 李衛(wèi)陽 申請人:浙江銘洋照明科技股份有限公司