一種具有可控溫度的自散熱防爆led光源的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種具有可控溫度的自散熱防爆LED光源，涉及照明【技術(shù)領(lǐng)域】。包括：電源、光源溫度控制器模塊、光源體和電源殼體。光源體為一體成型結(jié)構(gòu)，在其周壁上均勻設(shè)置有呈輻射狀分布的散熱片，散熱片之間形成多個(gè)散熱通道；在光源體底面設(shè)置有呈圓環(huán)狀分布的內(nèi)、外兩層散熱通孔，且散熱通孔與散熱通道相通。在電源腔內(nèi)還設(shè)置有光源溫度控制器模塊。本實(shí)用新型在光源體表面設(shè)置了散熱片，加快了光源體的散熱速度，達(dá)到快速散熱的目的，從而延長(zhǎng)了LED防爆燈的使用壽命；在電源殼體內(nèi)設(shè)置了光源溫度控制器模塊，用來(lái)控制LED光源的亮度，解決了目前行業(yè)中使用的大部分防爆LED光源在溫度升高時(shí)燈滅或溫度高于45℃時(shí)出現(xiàn)頻閃或芯片燒壞的問(wèn)題。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種具有可控溫度的自散熱防爆LED光源【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及照明【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種照明設(shè)備，特別涉及一種具有可控溫度的自散熱防爆LED光源。
【背景技術(shù)】
[0002]防爆燈是一種用于含有爆炸性氣體混合物或含有燃性粉塵環(huán)境等的危險(xiǎn)場(chǎng)所的燈具，可防止燈具內(nèi)部產(chǎn)生的電弧、火花及高溫引燃周?chē)h(huán)境里的可燃性氣體和粉塵，防止爆炸。根據(jù)防爆標(biāo)準(zhǔn)要求，增加封閉的防爆外殼、通常還要設(shè)置封膠、墊圈一些輔助配件，因增加防爆外殼后，燈具散熱效果較差，LED光源效率不斷升高，封裝功率不斷增加，散熱不良導(dǎo)致LED光源溫度上升，當(dāng)溫度超過(guò)60°C時(shí)，造成芯片燒壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種具有可控溫度的自散熱防爆LED光源，以達(dá)到在打開(kāi)LED光源的情況下自動(dòng)感溫、自動(dòng)調(diào)節(jié)LED光源的亮度、無(wú)頻閃、發(fā)光率聞的目的。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種具有可控溫度的自散熱防爆LED光源，包括:電源、光源溫度控制器模塊、光源體和外表面均勻設(shè)置散熱筋的電源殼體；
[0005]所述的電源殼體呈圓筒狀，光源體呈圓盤(pán)狀，且所述的電源殼體的底部連接光源體頂部；
[0006]光源體與電源殼體形成電源腔，在電源腔內(nèi)設(shè)置有電源，所述的電源通過(guò)設(shè)置于電源殼體頂端的接線端子與外部供電電源連接；
[0007]在所述的光源體頂部設(shè)置有LED光源、反光板和燈罩，所述的LED光源與反光板連接，在LED光源和反光板外部還設(shè)置有燈罩，所述的燈罩膠封在壓圈內(nèi)，所述的壓圈外壁設(shè)有外螺紋，與設(shè)置在光源體頂部的內(nèi)螺紋連接，構(gòu)成螺旋的隔爆結(jié)構(gòu)；
[0008]該具有可控溫度的散熱防爆LED光源的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括:
[0009]所述的光源體為一體成型結(jié)構(gòu)，在所述的光源體周壁上均勻設(shè)置有呈輻射狀分布的散熱片，散熱片和散熱片之間形成多個(gè)散熱通道；在所述的光源體底面設(shè)置有呈圓環(huán)狀分布的內(nèi)、外兩層散熱通孔，且所述的散熱孔與所述的散熱通道相通；
[0010]在所述的電源腔內(nèi)，還設(shè)置有光源溫度控制器模塊，在LED光源的背板上連接有光源溫度傳感器，所述的光源溫度傳感器與所述的光源溫度控制器模塊電氣連接；
[0011]所述的光源溫度控制器模塊進(jìn)一步包括振蕩電路、驅(qū)動(dòng)電路以及溫度控制電路，所述的振蕩電路和溫度控制電路同時(shí)與驅(qū)動(dòng)電路電氣連接，驅(qū)動(dòng)電路再連接電源，由驅(qū)動(dòng)電路控制電源輸出，進(jìn)而控制LED光源亮度。
[0012]在所述的光源體頂部 設(shè)置有一通孔，在LED光源的背板上設(shè)置有感溫元件，該感溫元件壓有彈簧，彈簧的另一端通過(guò)通孔壓在電源底板處，用來(lái)擠壓感溫元件，使感溫元件更貼近光源。[0013]溫度控制電路主要由感溫元件Rr組成；驅(qū)動(dòng)電路主要由可變電阻Rt組成；驅(qū)動(dòng)電路主要由觸發(fā)三極管T和限流電阻R組成。
[0014]感溫元件即溫度傳感器Rr的一端連接供電電源，另一端連接可變電阻Rt的一端，可變電阻Rt的另一端接地。感溫元件即溫度傳感器Rr與可變電阻Rt中間的連接點(diǎn)與三極管T的基極連接，三極管T的集電極連接電阻R的另一端，同時(shí)作為驅(qū)動(dòng)電壓輸出端Vout，三極管T的發(fā)射極接地。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型考慮到光源產(chǎn)生的大部分熱量都是通過(guò)光源體自散熱進(jìn)行的，因此在光源體表面設(shè)置了散熱片，很大程度加快了光源體的散熱速度，達(dá)到快速散熱的目的，從而延長(zhǎng)了 LED防爆燈的使用壽命；
[0016]本實(shí)用新型還在電源殼體內(nèi)設(shè)置了光源溫度控制器模塊，用來(lái)控制LED光源的亮度，可在不關(guān)燈的情況下實(shí)現(xiàn)LED光源的自動(dòng)降溫，當(dāng)LED光源體溫升超過(guò)45°C時(shí)，它可以將LED光源的亮度變?nèi)?，使LED光源體溫度下降，同時(shí)隨著燈體溫度的下降自動(dòng)恢復(fù)LED光源的亮度，解決了目前行業(yè)中使用的大部分防爆LED光源在溫度升高時(shí)燈滅或溫度高于45 °C時(shí)出現(xiàn)頻閃或芯片燒壞的問(wèn)題。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施方式中具有可控溫度的自散熱防爆LED光源結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施方式中電源殼體示意圖；
[0019]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施方式中光源殼體示意圖；
[0020]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施方式中電源殼體與光源體連接示意圖；
[0021]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施方式光源體外表面的散熱孔和散熱片示意圖；
[0022]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施方式光源體外表面的散熱孔和散熱片俯視圖；
[0023]圖7為本實(shí)用新型光源溫度控制器模塊框圖；
[0024]圖8為本實(shí)用新型光源溫度控制器模塊的電路原理圖。
[0025]【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0027]本實(shí)施方式中采用的具有溫度可控快速自散熱防爆LED光源，如圖1所示，該LED光源由可拆卸的兩部分組成，分別是電源殼體6和光源體7。電源殼體6呈圓筒狀結(jié)構(gòu)，如圖2所示，光源體7呈圓盤(pán)狀結(jié)構(gòu)，如圖3所示，電源殼體6底端設(shè)置有內(nèi)螺紋，與光源體7頂部的外螺紋連接，形成一體結(jié)構(gòu)，如圖4所示。
[0028]光源體的7與電源殼體6形成電源腔，在所述的電源腔內(nèi)設(shè)置有電源4和光源溫度控制器模塊10，電源4和光源溫度控制器模塊10通過(guò)緊固件與電源殼體6固定連接。由于電源4是設(shè)置在電源殼體6內(nèi)的，所以大部分熱量是通過(guò)電源殼體6自散熱進(jìn)行的，在電源殼體6周壁上設(shè)置散熱筋，散熱筋和散熱筋之間形成散熱通道，增加散熱面積，很大程度加快了電源4的散熱速度，達(dá)到快速散熱的目的，從而延長(zhǎng)了電源4的使用壽命。
[0029]光源體7為一體成型結(jié)構(gòu)，在光源體7周壁上均勻設(shè)置有呈輻射狀分布的散熱片8，散熱片和散熱片之間形成多個(gè)散熱通道；在光源體7下表面設(shè)置有呈圓環(huán)狀分布的內(nèi)、外兩層散熱通孔9，且所述的散熱通孔9與所述的散熱通道相通，這種相通的結(jié)構(gòu)有利于通風(fēng)，使LED光源2快速降溫，如圖5、圖6所示。[0030]光源體7的頂部設(shè)置有燈罩1、LED光源2和反光板3。LED光源2與反光板3連接，在LED光源2與反光板3外部罩有燈罩1，燈罩I膠封在壓圈11內(nèi)，壓圈11外壁設(shè)有外螺紋，光源體2內(nèi)壁設(shè)置有與壓圈11外螺紋相匹配的內(nèi)螺紋，將壓圈11旋入光源體7內(nèi)，構(gòu)成螺旋的隔爆結(jié)構(gòu)。在LED光源2的背板處還設(shè)置有光源溫度傳感器12。
[0031]電源腔內(nèi)的電源4用于給LED光源2、光源溫度控制器模塊10供電。LED光源2是電源4的負(fù)載元件，光源溫度控制器模塊10是調(diào)節(jié)電源4輸出的控制模塊。光源溫度傳感器12即感光元件，是光源溫度控制器模塊10中的外引線元件，本實(shí)施方式采用溫控電阻Rr作為感溫元件。具體的電路連接關(guān)系如下:在光源體7頂部開(kāi)有通孔，電源4的輸出引線通過(guò)該通孔后，與LED光源2相連，光源溫度傳感器12的出線端與光源溫度控制器模塊10相連，電源4為L(zhǎng)ED光源2和光源溫度控制器模塊10供電，光源溫度控制器模塊10為光源溫度傳感器12進(jìn)行供電。在電源殼體6的頂部還設(shè)置有用于與外界進(jìn)線電源連接的接線端子5，接線端子5的一端與電源4連接，另一端提供給外界用戶(hù)。
[0032]在LED光源2的背板上方的感溫元件背部還設(shè)置有彈簧13，該彈簧13貫穿于光源體7頂部的通孔，彈簧13—端壓制著感溫元件，彈簧13的另一端被壓制在電源底板處，在這里，彈簧13的可壓縮性可以很好地?cái)D壓感溫元件，使感溫元件在通孔里更貼近光源背板，限制在一定范圍內(nèi)，感知通孔中有限空間的溫度，更靈敏的傳遞LED光源的溫升變化。彈簧13的優(yōu)點(diǎn)有效擠壓感溫元件，但又不至于造成感溫元件因過(guò)渡擠壓二變形導(dǎo)致?lián)p壞。而且彈簧13因中間存有空隙可以方便電氣走線。
[0033]位于電源殼體6內(nèi)的光源溫度控制器模塊10采集LED光源的溫度信號(hào)，當(dāng)LED光源的溫度超過(guò)45°C時(shí)，光源溫度控制器模塊10調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸出并送至電源4，電源4接收信號(hào)調(diào)節(jié)自身輸出，傳送給LED光源，使LED光源亮度變?nèi)?，亮度降低后，LED光源體溫度下降，隨后，隨著LED光源溫度的下降到一定程度后，LED光源還會(huì)自動(dòng)恢復(fù)的全功率亮度。
[0034]光源溫度控制器模塊10進(jìn)一步包括振蕩電路14、驅(qū)動(dòng)電路15以及溫度控制電路12，其結(jié)構(gòu)如圖7所示。具體模塊如下:
[0035]溫度控制電路12:用于隨著溫度的升高或降低改變電路的電阻，為驅(qū)動(dòng)電路的導(dǎo)通或截止提供驅(qū)動(dòng)電流；
[0036]振蕩電路14:用于調(diào)節(jié)LED光源的限溫溫度，不同地點(diǎn)的LED使用的限制溫度有可能不同，調(diào)節(jié)此電路可滿足不同用戶(hù)的需求。
[0037]驅(qū)動(dòng)電路15:用于接收溫度控制電路和振蕩電路分流后的電流信號(hào)，根據(jù)該信號(hào)導(dǎo)通或截止三極管，調(diào)整電源輸出的電壓、電流，實(shí)現(xiàn)對(duì)LED光源亮度強(qiáng)弱的調(diào)節(jié)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)LED光源溫度的調(diào)節(jié)。
[0038]溫度控制電路12主要由感溫元件Rr組成，本實(shí)施方式中的感溫元件Rr采用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻元件(NTC)。該感溫元件的特點(diǎn)是溫度越高，電阻越小。
[0039]振蕩電路14主要由可變(調(diào)節(jié))電阻Rt組成。用于調(diào)節(jié)LED光源的限溫溫度，因不同地點(diǎn)(如在室內(nèi)，空氣流通不暢，不利于散熱，故溫度要求低些；在室外或空曠的場(chǎng)所，散熱速度高，故溫度要求高些)的LED使用的限制溫度有可能不同，調(diào)節(jié)此電路可滿足不同用戶(hù)的需求。
[0040]驅(qū)動(dòng)電路15主要由限流電阻R和三極管T組成。電阻R為限流保護(hù)電阻，用于保護(hù)三極管T和負(fù)載，在這里避免導(dǎo)通瞬間電流過(guò)大擊穿三極管或燒毀電源4內(nèi)器件，同時(shí)，當(dāng)電源4與外界LED光源連接時(shí)，也可以保護(hù)外界LED光源，即對(duì)外部電氣元件進(jìn)行保護(hù)，避免因電流過(guò)大而損傷電氣元件。
[0041]光源溫度控制器模塊10的具體電路如圖8所示。感溫元件即溫度傳感器Rr固定于LED光源的背板上方通道處。感溫元件即溫度傳感器Rr的一端連接供電電源4，另一端連接可變電阻Rt的一端，可變電阻Rt的另一端接地。感溫元件即溫度傳感器Rr與可變電阻Rt中間的連接點(diǎn)與三極管T的基極連接，三極管T的集電極連接電阻R的另一端，同時(shí)作為驅(qū)動(dòng)電壓輸出端Vout。三極管T的發(fā)射極接地。
[0042]本實(shí)施方式中，對(duì)LED光源亮度進(jìn)行調(diào)整的過(guò)程如下:
[0043]首先接通電源4點(diǎn)亮LED光源，隨著時(shí)間的推移，LED光源溫度不斷上升，位于LED光源背板上的感溫元件即溫度傳感器Rr隨時(shí)溫度的升高，阻值降低，通過(guò)電流計(jì)算公式Ia=5 / (Rr+Rt)可知，此時(shí)溫度控制器模塊中經(jīng)過(guò)三極管T的基極的電流變大，通過(guò)電壓計(jì)算公式Va=5*Rt/ (Rr+Rt)可知，三極管T的基極的電壓變大，隨著電流和電壓的增大，三極管由截止?fàn)顟B(tài)變成導(dǎo)通狀態(tài)，此時(shí)，Vout輸出的電壓僅僅為管壓降，本實(shí)施方式中的管壓降僅為0.7V，忽略不記，則Vout輸出的電壓近似為0，此時(shí)Vout作為調(diào)節(jié)信號(hào)輸出給電源，電源接收到信號(hào)后自身調(diào)節(jié)輸出電壓，使輸出給LED光源的電壓或電流變小，進(jìn)而使LED光源兩端電能變小，結(jié)果是LED光源變暗。
[0044]本實(shí)施方式中的電源4根據(jù)LED光源的需要來(lái)提供電能。例如，本實(shí)施方式采用的電源為輸入為220V，是一種具有降壓、整流、濾波、功率放大和驅(qū)動(dòng)功能的電源，此電源和LED均為外購(gòu)器件，訂做時(shí)提出各模塊功能要求，不同功率的LED需專(zhuān)業(yè)定做不同功率參數(shù)的LED專(zhuān)用電源，兩者為配套使用。若本實(shí)施方式采用的LED光源由10x5排的光珠組成，每個(gè)光珠的額定參數(shù)為:電壓3V，功率1W，則整個(gè)LED光源需要30V的輸入電壓，則電源的選擇可簡(jiǎn)單的說(shuō)，需要選擇220V輸入，30W輸出的電源。
[0045]隨著溫度的不斷降低，位于LED光源背板上的感溫元件即溫度傳感器Rr的內(nèi)阻不斷升高，本實(shí)施方式設(shè)定電源電壓為+5V，則此時(shí)通過(guò)歐姆定律的派生公式，計(jì)算三極管基極的電流，公式為:
[0046]Ia=5 / (Rr+Rt)
[0047]式中，Ia為流經(jīng)三極管基極的電流；Rr為感溫元件即可變電阻的阻值；Rt為可變(調(diào)節(jié))電阻的阻值；
[0048]由上式可知，通過(guò)三極管T的基極的電流變??；
[0049]再利用歐姆定律的派生公式計(jì)算三極管基極的電壓，公式為:
[0050]Va=5*Rt/ (Rr+Rt)
[0051]式中，Va為三極管基極的電壓；
[0052]可知，三極管T基極電壓逐漸變低，隨著電流、電壓逐漸減小，在某一時(shí)刻，三極管由導(dǎo)通狀態(tài)變成截止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)，Vout輸出的電壓近似為5V電壓，此時(shí)+5V作為調(diào)節(jié)信號(hào)輸給電源，電源接收到調(diào)節(jié)信號(hào)后自身調(diào)節(jié)輸出電壓，使輸出給LED光源的電壓或電流變大，進(jìn)而使LED光源兩端電能變大，結(jié)果是LED光源變亮。
[0053]本實(shí)施方式中采用的感溫元件即溫度傳感器Rr能夠保證:當(dāng)LED光源體溫升超過(guò)某個(gè)溫度時(shí)，例如45°C時(shí)，將LED光源的亮度變?nèi)?，使LED光源體溫度下降。同時(shí)隨著燈體溫度的下降自動(dòng)恢復(fù)LED光源的亮度。[0054]雖然以上描述了本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，但是本領(lǐng)域內(nèi)的熟練的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說(shuō)明，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變更或修改，而不背離本實(shí)用新型的原理和實(shí)質(zhì)。本實(shí)用新型的范圍僅由所附權(quán)利要求書(shū)限定。
【權(quán)利要求】
1.一種具有可控溫度的自散熱防爆LED光源,包括:電源、光源溫度控制器模塊、光源體和外表面均勻設(shè)置散熱筋的電源殼體； 所述的電源殼體呈圓筒狀，光源體呈圓盤(pán)狀，且所述的電源殼體的底部連接光源體頂部; 光源體與電源殼體形成電源腔，在電源腔內(nèi)設(shè)置有電源，所述的電源通過(guò)設(shè)置于電源殼體頂端的接線端子與外部供電電源連接； 在所述的光源體頂部設(shè)置有LED光源、反光板和燈罩，所述的LED光源與反光板連接，在LED光源和反光板外部還設(shè)置有燈罩，所述的燈罩膠封在壓圈內(nèi)，所述的壓圈外壁設(shè)有外螺紋，與設(shè)置在光源體頂部的內(nèi)螺紋連接，構(gòu)成螺旋的隔爆結(jié)構(gòu)； 其特征在于: 所述的光源體為一體成型結(jié)構(gòu)，在所述的光源體周壁上均勻設(shè)置有呈輻射狀分布的散熱片，散熱片和散熱片之間形成多個(gè)散熱通道；在所述的光源體底面設(shè)置有呈圓環(huán)狀分布的內(nèi)、外兩層散熱通孔，且所述的散熱孔與所述的散熱通道相通； 在所述的電源腔內(nèi)，還設(shè)置有光源溫度控制器模塊，在LED光源的背板上連接有光源溫度傳感器，所述的光源溫度傳感器與所述的光源溫度控制器模塊電氣連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有可控溫度的自散熱防爆LED光源，其特征在于:在所述的光源體頂部設(shè)置有一通孔，在LED光源的背板上設(shè)置有感溫元件，該感溫元件壓有彈簧，彈簧的另一端通過(guò)通孔壓在電源底板處，用來(lái)擠壓感溫元件，使感溫元件更貼近光源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有可控溫度的自散熱防爆LED光源，其特征在于:所述的光源溫度控制器模塊進(jìn)一步包括振蕩電路、驅(qū)動(dòng)電路以及溫度控制電路，所述的振蕩電路和溫度控制電路同時(shí)與驅(qū)動(dòng)電路電氣連接，驅(qū)動(dòng)電路再連接電源，由驅(qū)動(dòng)電路控制電源輸出，進(jìn)而控制LED光源亮度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有可控溫度的自散熱防爆LED光源，其特征在于:所述的溫度控制電路主要由感溫元件Rr組成；驅(qū)動(dòng)電路主要由可變電阻Rt組成；驅(qū)動(dòng)電路主要由觸發(fā)三極管T和限流電阻R組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有可控溫度的自散熱防爆LED光源，其特征在于:所述的感溫元件即溫度傳感器Rr的一端連接供電電源，另一端連接可變電阻Rt的一端，可變電阻Rt的另一端接地；感溫元件即溫度傳感器Rr與可變電阻Rt中間的連接點(diǎn)與三極管T的基極連接，三極管T的集電極連接電阻R的另一端，同時(shí)作為驅(qū)動(dòng)電壓輸出端Vout，三極管T的發(fā)射極接地。
【文檔編號(hào)】F21Y101/02GK203615140SQ201320799889
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】李炎 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)市中興防爆電器總廠, 沈陽(yáng)中興防爆電器有限公司