專利名稱：Led路燈光電一體化模組裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種LED路燈光電一體化模組裝置。
背景技術(shù)：
隨著新材料、新技術(shù)的大量運(yùn)用和加工工藝水平的不斷提高，大功率白光LED的發(fā)光效率迅速提升，已經(jīng)在功能性照明領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，在“綠色照明”中扮演越來越重要的角色。但LED照明是一個集微電子、光學(xué)、散熱、機(jī)械結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)控制于一體的綜合課題，需要上、中、下游產(chǎn)業(yè)鏈的緊密結(jié)合才能真正發(fā)揮出LED的照明優(yōu)勢。目前LED燈具產(chǎn)品節(jié)能環(huán)保特性，已被大多數(shù)人認(rèn)同?？其J、歐司朗、流明、漢城半導(dǎo)體等國際知名LED芯片廠家發(fā)光效率量產(chǎn)水平都達(dá)到了 1051m/W以上，特別美國科銳公司量產(chǎn)水平達(dá)到1301m/W，在其最新公布的實(shí)驗(yàn)室開發(fā)數(shù)據(jù)顯示最高光效已達(dá)到2081m/W。·相信以這些國外公司的研發(fā)實(shí)力，量產(chǎn)也只是時間問題。國產(chǎn)化LED芯片批量生產(chǎn)的光效在80-90Lm/W之間，但發(fā)展勢頭迅猛，相信很快可以達(dá)到1001m/W的技術(shù)層面。我國照明電力消耗約有1/3來自于道路照明，道路照明產(chǎn)業(yè)在整個照明產(chǎn)業(yè)中也占了很大份額，道路照明的節(jié)能顯得尤為迫切。開發(fā)出高效智能LED路燈已經(jīng)迫在眉睫?？萍疾刻岢龅摹笆侨f盞”半導(dǎo)體照明試點(diǎn)示范工程，也是為了促進(jìn)國內(nèi)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)國產(chǎn)芯片、封裝水平的提高，推廣大功率白光LED產(chǎn)業(yè)化技術(shù)和規(guī)?；a(chǎn)工藝。LED路燈的優(yōu)勢主要有I、LED路燈本身的特性——光的單向性，沒有光的漫射，保證光照效率。2、LED路燈有獨(dú)特的二次光學(xué)設(shè)計(jì)，將LED路燈的光照射到所需照明的區(qū)域，進(jìn)一步提高了光照效率，以達(dá)到節(jié)能目的。3、LED的光源效率目前已達(dá)110-1301m/W，而且還有很大的發(fā)展空間，理論值達(dá)2501m/W。而高壓鈉燈的發(fā)光效率是隨功率增加才有所增加，因此，總體光效LED路燈比高壓鈉燈強(qiáng)。4、LED路燈的光顯色性比高壓鈉燈高許多，高壓鈉燈顯色指數(shù)只有23左右，而LED路燈顯色指數(shù)達(dá)到75以上，從視覺心理角度考慮，達(dá)到同等亮度，LED路燈的光照度平均可以比高壓鈉燈降低20%以上。5、光衰小，一年的光衰不到3%，使用10年仍達(dá)不到道路使用照度要求，而高壓鈉燈、光衰大，一年左右已經(jīng)下降30%以上，因此，LED路燈在使用功率的設(shè)計(jì)上可以比高壓鈉燈低。6、LED路燈有自動控制節(jié)能裝置，能實(shí)現(xiàn)在滿足不同時段照明要求情況下最大可能的降低功率，節(jié)省電能?？蓪?shí)現(xiàn)電腦調(diào)光，分時間段控制，光線控制，溫度控制，遠(yuǎn)程控制，自動巡檢等人性化功能。7、LED是低壓器件，驅(qū)動單顆LED的電壓為安全電壓，系列產(chǎn)品單顆LED功率都為I瓦，所以它是一個比使用高壓電源更安全的電源，特別適用于公共場所(例如路燈照明、廠礦照明、汽車照明、民用照明等)。8、每個單元LED小片只有很小體積，所以可以制備成各種形狀的器件，并且適合于易變的環(huán)境。9、壽命長能使用5萬小時以上，不足之處就是電源的壽命得不到保證。10、光效高采用彡100LM以上的芯片，相對于傳統(tǒng)高壓鈉燈能節(jié)能75%以上。
11、安裝簡便無需加埋電纜無需整流器等，直接將路燈燈頭安裝于燈桿接上或者將光源嵌套原有燈殼。12、LED不含有害金屬汞，不像高壓鈉燈或金屬鹵化物燈在報廢時對環(huán)境造成危害。我國近年來在LED路燈應(yīng)用市場發(fā)展迅速，成為全球LED路燈需求最大的國家。但是國內(nèi)企業(yè)在芯片開發(fā)制程、芯片封裝等核心技術(shù)方面與國外水平還有一定差距。國際很多知名廠商紛紛到中國辦廠，成立研發(fā)中心等，擴(kuò)大在中國的影響力。現(xiàn)有的大功率LED路燈通常采用一個大功率恒流源驅(qū)動幾十至幾百顆大功率LED光源的配置方式，這樣如果局部LED光源發(fā)生損壞就要更換整個LED燈頭，既浪費(fèi)材料也浪費(fèi)維護(hù)費(fèi)用。比較先進(jìn)的LED路燈采用光源模組化處理，光源部分分為多個模塊，采用一個大功率電源同時并聯(lián)驅(qū)動多個模塊的原理，如果個別光源模塊損壞只需單獨(dú)更換光源模組即可，這樣的配置如果電源發(fā)生故障仍然要更換整個LED燈頭，沒有從根本上解決產(chǎn)品在維護(hù)上造成的問題。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種光源及電源一體化的LED路燈光電一體化模組裝置。上述的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種LED路燈光電一體化模組裝置，其組成包括帶有LED燈和電路板的光學(xué)透鏡面罩，所述的LED燈連接散熱器的驅(qū)動板，所述的驅(qū)動板連接帶有電源模塊的插接器光源，所述的LED燈連接所述的電路板。所述的LED路燈光電一體化模組裝置，所述的光學(xué)透鏡面罩連接驅(qū)動板護(hù)蓋，所述的光學(xué)透鏡面罩與所述的散熱器之間裝有光學(xué)透鏡面罩密封墊，所述的光學(xué)透鏡面罩一端具有透氣孔，壓力平衡器塞到所述的透氣孔中，所述的驅(qū)動板裝在所述的驅(qū)動板護(hù)蓋內(nèi)。所述的LED路燈光電一體化模組裝置，所述的光學(xué)透鏡面罩為PMMA蝙蝠翼配光光學(xué)透鏡面罩，所述的散熱片為6063鋁制，所述的LED燈為3535封裝1W、120度發(fā)光角，所述的電路板為鋁基板，所述的壓力平衡器為透氣不透水膜，所述的光學(xué)透鏡面罩密封墊為硅膠質(zhì)密封墊，所述的驅(qū)動板為恒流源，電路中的大封裝電容電感嵌入壁上的鋁質(zhì)凹槽內(nèi)輔助散熱。有益效果I.本實(shí)用新型將插接器光源、驅(qū)動器、LED燈及散熱器結(jié)合為一體，發(fā)生故障后便于更換。2.本實(shí)用新型采用的分析芯片結(jié)構(gòu)的光、電、熱通道，分析芯片的設(shè)計(jì)熱阻，研究熱阻對芯片結(jié)溫的影響，測量封裝后實(shí)際結(jié)溫與設(shè)計(jì)的差異，得出與結(jié)溫相關(guān)的各種特征曲線(包括光通量輸出、正向壓降、相對光強(qiáng)、主波長等)以及正向電流與電壓、相對強(qiáng)度，波長漂移等關(guān)系曲線，為LED光源在路燈上應(yīng)用提供可靠的設(shè)計(jì)依據(jù)。3.本實(shí)用新型的優(yōu)化LED光源焊接工藝和材料，選擇了合適的焊接材料和焊接方法，利用共晶焊接的方式降低了光源到散熱器的熱阻；將LED和鋁制散熱器間涂抹共晶焊膏，可以直接將LED光源和散熱器結(jié)合，降低散熱通道熱阻，達(dá)到了熱電分離的效果。4.本實(shí)用新型的封裝硅膠和熒光粉，從色溫、光譜組成、視覺需求、光通量輸出等內(nèi)容出發(fā)，對封裝材料的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、突光粉涂層做細(xì)分處理，突光粉與光學(xué)娃膠的混合均勻分布，最終提高了出光效率。5.本實(shí)用新型通過光電一體化模塊的設(shè)計(jì)解決了傳統(tǒng)LED路燈更換及維護(hù)不便的問題。6.本實(shí)用新型通過控制白光LED的光線分布，合理的將光線控制在需要照明的范圍之內(nèi)，提聞了燈具的利用率。7.本實(shí)用新型通過內(nèi)置電源模塊，電源模塊可以利用燈殼上的散熱器進(jìn)行散熱，解決了 LED電源發(fā)熱帶來的壽命縮短的問題。8.本實(shí)用新型通過利用透氣、不透水膜，形成了光源散熱氣流通道，增強(qiáng)了 LED散熱，降低了 LED光衰。9.本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，制造工藝也極為簡便，開發(fā)和生產(chǎn)成本顯著降低。


附圖I是本產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2是附圖I中LED光源和散熱器結(jié)合的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖3是附圖I中光學(xué)透鏡面罩的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖4是附圖I中的俯視圖。 附圖5是附圖4的A-A向試圖。附圖6是附圖I的B-B向試圖。附圖7是附圖5的外觀圖。附圖8是附圖I中光學(xué)透鏡面罩的外觀圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I :一種LED路燈光電一體化模組裝置，其組成包括帶有LED燈I和電路板2的光學(xué)透鏡面罩3，所述的LED燈連接散熱器4的驅(qū)動板5，所述的驅(qū)動板連接帶有電源模塊的插接器光源6，所述的LED燈連接所述的電路板。所述的LED路燈光電一體化模組裝置，所述的光學(xué)透鏡面罩連接驅(qū)動板護(hù)蓋7，所述的光學(xué)透鏡面罩與所述的散熱器之間裝有光學(xué)透鏡面罩密封墊8，所述的光學(xué)透鏡面罩一端具有透氣孔，壓力平衡器9塞到所述的透氣孔中，所述的驅(qū)動板裝在所述的驅(qū)動板護(hù)蓋內(nèi)。所述的LED路燈光電一體化模組裝置，所述的光學(xué)透鏡面罩為PMMA蝙蝠翼配光光學(xué)透鏡面罩，所述的散熱片為6063鋁制，所述的LED燈為3535封裝1W、120度發(fā)光角，所述的電路板為鋁基板，所述的壓力平衡器為透氣不透水膜，所述的光學(xué)透鏡面罩密封墊為硅膠質(zhì)密封墊，所述的驅(qū)動板為恒流源，電路中的大封裝電容電感嵌入壁上的鋁質(zhì)凹槽內(nèi)輔助散熱。實(shí)施例2 一種LED路燈光電一體化模組裝置的方法，將LED燈通過電路板上預(yù)留的孔位共晶焊接到散熱器上，壓力平衡器安裝到光學(xué)透鏡面罩上，光學(xué)透鏡面罩通過光學(xué)透鏡面罩密封墊固定到散熱器上，將驅(qū)動板、插接器裝入散熱器邊緣槽內(nèi)，最后將驅(qū)動板護(hù)蓋安裝好并密封。實(shí)施例3 上述實(shí)施例所述的LED路燈光電一體化模組裝置，高透光率的光學(xué)透鏡的設(shè)計(jì)與開發(fā)，滿足道路照明的平均亮度或照度，總體均勻度、縱向均勻度等幾項(xiàng)指標(biāo)。充分利用LED的定向發(fā)光特性，把每顆LED光源用有限元方法分割，每一單元看作近似點(diǎn)光源，采用非成像光學(xué)系統(tǒng)中非序列光跡追蹤的辦法，設(shè)計(jì)光學(xué)透鏡，[0044]根據(jù)出射光線的角度和強(qiáng)度的要求，設(shè)計(jì)各個方向上的入射角和出射角，形成對稱狀或不對稱狀的非球面透鏡。模塊狀光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，此光學(xué)系統(tǒng)由多個透鏡組合而成，每一個發(fā)光單元都有一個透鏡與之匹配，這個透鏡的光度分布可以設(shè)計(jì)成多種光束角和光強(qiáng)。若干個發(fā)光單元形成一個局部的整體，有模塊化的透鏡與之對應(yīng)，組成一個光源模組，此模組發(fā)出的光線投向路面各自對應(yīng)的區(qū)域，燈具上多個模組就覆蓋了整個道路照射面，使其光分布滿足道路照明的照度、亮度、均勻度及眩光控制等方面的要求。最終將LED透鏡形成模組，將LED路燈模組的透鏡及光學(xué)透鏡面罩集成化，降低了LED光源二次出光光損，如附圖3所示。實(shí)施例4 上述實(shí)施例所述的LED路燈光電一體化模組裝置，散熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，·[0049]研究不同的散熱材料和方式，利用大型工作站軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)量化模擬與仿真熱設(shè)計(jì)，結(jié)合應(yīng)用大功率LED密集應(yīng)用時電路級熱管理技術(shù)(電路級熱設(shè)計(jì))(熱檢測、熱保護(hù)、智能恢復(fù)等)；通過測試和比較,確定室外環(huán)境下大功率LED路燈的散熱材料、散熱片數(shù)量、大小和材質(zhì)連接界面的處理工藝，如附圖I所示。實(shí)施例5 上述實(shí)施例所述的LED路燈光電一體化模組裝置，驅(qū)動電源設(shè)計(jì)，針對LED路燈的恒流工作條件的要求，完成對電流的分流、分壓、整流、隔離等方面的設(shè)計(jì)，提高電路效率，并實(shí)施智能控制，對線路板進(jìn)行測試、評估、改進(jìn)，研制全系列各種規(guī)格的高可靠驅(qū)動電源，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換效率達(dá)到90%以上(輸入電壓范圍90V-280V)，功率因數(shù)>0. 95，全面兼容國內(nèi)及北美歐洲市場，保證戶外惡劣條件下可靠工作。在有線控制標(biāo)準(zhǔn)、無線控制標(biāo)準(zhǔn)研制的基礎(chǔ)上，探索開發(fā)出全系列照明用控制及驅(qū)動專用IC;研制相關(guān)國際及國家標(biāo)準(zhǔn)，驅(qū)動電源內(nèi)置于模組內(nèi)，將較大的電子元器件通過鋁殼體預(yù)留好的散熱槽安裝進(jìn)去，大電子器件可以通過和散熱器接觸同步將電源的熱量散出，增加電源的可靠性，如附圖7所示。 整燈為了保持光學(xué)透鏡面罩不起霧及良好的散熱性，增加壓力平衡器2個，壓力平衡器是一個中間夾有透氣且不透水薄膜的螺母狀塑件，透過這兩個壓力平衡器的設(shè)計(jì)，可以使光源腔內(nèi)形成良好的空氣對流，大大增加整燈的散熱性且不會降低整燈的IP等級，如附圖8所示。
權(quán)利要求1.一種LED路燈光電一體化模組裝置，其組成包括帶有LED燈和電路板的光學(xué)透鏡面罩，其特征是所述的LED燈連接散熱器的驅(qū)動板，所述的驅(qū)動板連接帶有電源模塊的插接器光源，所述的LED燈連接所述的電路板。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED路燈光電一體化模組裝置，其特征是所述的光學(xué)透鏡面罩連接驅(qū)動板護(hù)蓋，所述的光學(xué)透鏡面罩與所述的散熱器之間裝有光學(xué)透鏡面罩密封墊，所述的光學(xué)透鏡面罩一端具有透氣孔，壓力平衡器塞到所述的透氣孔中，所述的驅(qū)動板裝在所述的驅(qū)動板護(hù)蓋內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的LED路燈光電一體化模組裝置，其特征是所述的光學(xué)透鏡面罩為PMMA蝙蝠翼配光光學(xué)透鏡面罩，所述的散熱片為6063鋁制，所述的LED燈為3535封裝1W、120度發(fā)光角，所述的電路板為鋁基板，所述的壓力平衡器為透氣不透水膜，所述的光學(xué)透鏡面罩密封墊為硅膠質(zhì)密封墊，所述的驅(qū)動板為恒流源，電路中的大封裝電容電感嵌入壁上的鋁質(zhì)凹槽內(nèi)輔助散熱。
專利摘要LED路燈光電一體化模組裝置。隨著新材料、新技術(shù)的大量運(yùn)用和加工工藝水平的不斷提高，大功率白光LED的發(fā)光效率迅速提升，已經(jīng)在功能性照明領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，在“綠色照明”中扮演越來越重要的角色。一種LED路燈光電一體化模組裝置，其組成包括帶有LED燈(1)和電路板(2)的光學(xué)透鏡面罩(3)，所述的LED燈連接散熱器(4)的驅(qū)動板(5)，所述的驅(qū)動板連接帶有電源模塊的插接器光源(6)，所述的LED燈連接所述的電路板。本實(shí)用新型用于LED路燈。
文檔編號F21V23/00GK202691932SQ20122040661
公開日2013年1月23日 申請日期2012年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月16日
發(fā)明者趙宏偉 申請人:哈爾濱固泰電子有限責(zé)任公司