一種大功率高顯色性可調光的led燈的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種大功率高顯色性可調光LED燈，其由上端蓋、出光窗口、主殼體、安裝在主殼體內的若干側壁LED模組、鍍有半透半反光學薄膜并固定在主殼體中央腔體內的上棱鏡臺和下棱鏡臺、下端LED模組和下殼體組成。每一側壁LED模組包括上、下兩個LED，分別為紅、綠、藍三種單色LED中的兩種。另一種單色LED安裝在下端LED模組的相應位置上。紅、綠、藍三種單色LED發(fā)出的光經過上棱鏡臺和下棱鏡臺混光。各LED模組均與設有散熱片的主殼體或下殼體直接固定連接，散熱良好。三組獨立的驅動和控制電路分別驅動和調節(jié)三種單色LED的發(fā)光強度，能根據環(huán)境靈活調節(jié)出射光中三基色的比例，適應不同場合高顯色性要求。
【專利說明】—種大功率高顯色性可調光的LED燈【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及光電【技術領域】，特別是一種大功率高顯色性可調光的LED燈具。
【背景技術】
[0002]普通室內外照明及攝影、攝像、博物館、水下等各種特殊照明場合對LED燈具的功率和顯色性的要求都越來越高。
[0003]高顯色性的LED燈具技術含量較高，屬于高端產品，對于提高我國LED行業(yè)的國際競爭力十分重要。提高顯色性，原則上需要RGB三基色的組合，目前主要的實現(xiàn)方法有三種:多基色熒光粉、RGB組合芯片或藍光芯片加多色熒光粉。這些方法都是在單個LED燈珠的封裝結構內直接實現(xiàn)光的混合，制備出白光LED燈珠，然后再用單個或多個白光LED燈珠組合制備燈具產品。這類燈具的混光效果較為理想，但是光色質量的調節(jié)困難，難以適應照明環(huán)境的變化。例如，當陸上照明條件下空氣質量發(fā)生變化，或者水下照明條件下水體成分發(fā)生變化時，燈具出射光中不同波長的光被散射和吸收的相對程度也會變化。如果燈具的光色不能隨之有效調節(jié)，就將極大地影響實際的照明效果，無法滿足不同環(huán)境條件下高顯色性的要求。
[0004]同時，隨著 燈具的功率越來越大，散熱問題也越來越突出。如果散熱不好，溫度的升高，會導致LED的光衰和光色變化，降低顯色性，并大大縮短LED的壽命。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術問題是針對上述現(xiàn)有技術中存在的問題，提供一種結構緊湊、散熱快、大功率、可調光、能在不同照明環(huán)境下保證高顯色性的LED燈。
[0006]本發(fā)明解決上述技術問題采用的技術方案是:一種大功率高顯色性可調光LED燈，其設有主殼體、下殼體，所述主殼體上端固定安裝有出光窗口和上端蓋，主殼體下端與下殼體連接固定，下殼體底部中心孔安裝固定接頭，通過固定接頭鎖緊和固定電纜，其特征是:所述主殼體內側壁豎向設有若干凹槽，每一凹槽豎直平面上裝有一組側壁LED模組，每組側壁LED模組由鋁基板、一只大功率紅光LED及配套反光杯、一只大功率綠光LED及配套反光杯構成；主殼體中央由上至下依次固定有上棱鏡臺、下棱鏡臺、及下端LED模組；所述上棱鏡臺和下棱鏡臺的外側表面上鍍有半透半反的光學薄膜，上棱鏡臺上的光學薄膜反射波長大于630 nm的光而透射波長小于600 nm的光，下棱鏡臺上的光學薄膜反射波長大于490 nm的光而透射波長小于450 nm的光,上棱鏡臺和下棱鏡臺的各個棱鏡面均與相應棱鏡臺的底面呈45°夾角；所述下端LED模組由鋁基板、中央的大功率白光LED和周圍均勻排布安裝的大功率藍光LED及配套反光杯構成；所述主殼體中凹槽對應的外壁上豎向設有槽壁散熱片，凹槽之間的外壁上也豎向設有槽間散熱片；所述下殼體外壁也設有散熱片，下殼體內為電器腔體，內置有LED驅動及控制模塊；所述LED驅動及控制模塊采用高精度恒流芯片，寬輸入電壓設計，通過脈沖寬度調制的PWM技術調光；整個驅動和控制模塊分為紅光LED驅動及控制電路、綠光LED驅動及控制電路、下端LED驅動及控制電路三個獨立的電路，分別用來控制紅光、綠光和下端LED模組中的藍光和白光LED。
[0007]在上述大功率高顯色性可調光LED燈結構中，所述主殼體內壁上設有上棱鏡臺和下棱鏡臺卡槽，所述上棱鏡臺和下棱鏡臺下底面的突角安裝在主殼體相應的卡槽中，保證安裝后棱鏡臺在主殼體內腔中不會發(fā)生旋轉；所述上棱鏡臺和下棱鏡臺的各棱鏡面中心點分別位于相應位置的紅光LED和綠光LED的光軸上。
[0008]在上述大功率高顯色性可調光LED燈結構中，所述上端蓋與出光窗口、出光窗口與主殼體之間的連接處分別設有上端緩沖墊和出光窗口緩沖墊。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點和效果:采用上述結構，本發(fā)明大功率高顯色性可調光LED燈的出射光是由主殼體側壁LED模組中的紅光和綠光LED及下端LED模組中的藍光LED的出射光經過上端棱鏡臺和下端棱鏡臺后混光，并由下端LED模組中的白光LED補光所得，各LED發(fā)出的光充分得到利用，能得到理想的混光效果，獲得高顯色性。紅光、綠光和藍光LED的驅動和控制電路相互獨立，出射光的光色可根據需要靈活調節(jié)，使燈具適應不同的外界環(huán)境要求。
[0010]本發(fā)明又一優(yōu)點是上端蓋、主殼體和下殼體均采用高導熱材料。主殼體的內側壁設計有凹槽結構，凹槽對應的外側壁及槽間的外側壁分別設有槽壁散熱片和槽間散熱片。將側壁LED模組通過導熱膠安裝在主殼體凹槽的豎直平面上，形成良好的散熱。下端LED模組的鋁基板通過金屬鎖緊螺釘與主殼體和下殼體連接固定，下殼體外壁也設有散熱片，下端LED模組工作時產生的熱量經主殼體和下殼體向外散發(fā)，同樣具有很好的散熱。
[0011]本發(fā)明再一優(yōu)點是紅光和綠光LED安裝在主殼體的側壁，使燈具結構緊湊，有效減小了燈具的整體體積，在相同的燈具直徑下，可以容納更多的LED，同時充分利用主殼體和下殼體進行散熱，能保證光色的穩(wěn)定，并延長燈具的使用壽命。整個燈具安裝方便，結構合理，可維修性能良好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]附圖1為本發(fā)明的其一實施例的立體分解示意圖。
[0013]附圖2為圖1之結構裝配后的整體剖視結構示意圖。
[0014]附圖3為圖1之側壁LED模組的主視示意圖。
[0015]附圖4為圖1之下端LED模組的主視示意圖。
[0016]圖中標號是:1.鎖緊螺釘；2.上端蓋；3.上端蓋緩沖墊；4.出光窗口 ；5.出光窗口緩沖墊；6.上棱鏡臺；7.下棱鏡臺；8.側壁LED模組；81.大功率紅光LED ；82.配套反光杯；83.大功率綠光LED ；84.配套反光杯；85.鋁基板；9.主殼體；90.凹槽；91.槽壁散熱片；92.槽間散熱片；93.卡槽；10.下端LED模組；101.大功率藍光LED ；102.大功率白光LED ; 103.配套反光杯；104.鋁基板；105.穿引導線用通孔；106.安裝通孔；11.LED驅動及控制模塊；111.紅光LED驅動及控制電路；112.綠光LED驅動及控制電路；113.下端LED驅動及控制電路；12.下殼體；121.下殼體散熱片；13.固定接頭；14.鎖緊螺釘；15.電纜。
【具體實施方式】
[0017]參見附圖1-附圖4所示，系為本發(fā)明較佳實施例示意圖。本發(fā)明一種大功率高顯色性可調光LED燈，其設有主殼體9、下殼體12，所述主殼體9上端固定安裝有出光窗口 4和上端蓋2，主殼體9下端與下殼體12連接固定，下殼體12底部中心出線孔安裝固定接頭13，通過固定接頭鎖緊和固定電纜15。具體是:在燈體中，主殼體9上端通過若干鎖緊螺釘I與上端蓋2連接，出光窗口 4夾在主殼體9與上端蓋2之間固定，上端蓋2與出光窗口 4之間及出光窗口 4與主殼體9之間分別設有上端蓋緩沖墊3和出光窗口緩沖墊5。所述主殼體9內側壁豎向設有若干凹槽90，每一凹槽豎直平面上裝有一組側壁LED模組8，每組側壁LED模組8由鋁基板85、一只大功率紅光LED81及配套反光杯82、一只大功率綠光LED83及配套反光杯84構成。主殼體9每一處凹槽90結構的內壁為豎直的平面，通過導熱膠固定一側壁LED模組8。主殼體9中央由上至下依次固定有上棱鏡臺6、下棱鏡臺7、及下端LED模組10。若干呈放射狀均勻分布的大功率藍光LEDlOl和位于中心位置的一大功率白光LED102及配套反光杯103固定在鋁基板104上構成下端LED模組10。鋁基板104上設有若干安裝鎖緊螺釘14用的通孔106和若干穿引導線用的通孔105。下殼體12通過若干金屬鎖緊螺釘14與鋁基板104和主殼體9連接固定。上棱鏡臺6和下棱鏡臺7夾在反光杯103和出光窗口 4之間固定。下殼體12的腔體內置有LED驅動及控制模塊11。LED驅動及控制模塊11采用高精度恒流芯片，寬輸入電壓設計，通過脈沖寬度調制的PWM技術調光。整個驅動和控制模塊分為紅光LED驅動及控制電路111，綠光LED驅動及控制電路112和下端LED驅動及控制電路113。下端LED驅動及控制電路113同時驅動和控制藍光LEDlOl和白光LED102。驅動和控制電路111、112和113相互獨立，可以獨立調節(jié)紅光、綠光和藍光LED的發(fā)光強度，使混光以后得到的出射光具有高的顯色性且光色可調。LED驅動及控制模塊11的具體組成結構屬于現(xiàn)有技術，不再贅述。
[0018]如圖1、圖2所示，本發(fā)明中的光源由多組側壁LED模組8和下端LED模組10構成，包含若干大功率LED。側壁LED模組8通過導熱膠直接安裝在主殼體9內壁凹槽結構的豎直平面上，大大減小了燈具的整體直徑和體積。使用時，側壁LED模組8發(fā)出的熱量可以直接通過主殼體9散發(fā)出去。下端LED模組10通過若干金屬鎖緊螺釘14與主殼體9及下殼體12緊密接觸，接觸面上施加導熱脂，接觸面和金屬鎖緊螺釘14形成的散熱通道，能使下端LED模組10發(fā)出的熱量通過主殼體9和下殼體12散發(fā)出去。主殼體9外壁設有槽壁散熱片91和槽間散熱片92，下殼體12外壁也設有散熱片121，保證良好的散熱，有效降低結溫，延長大功率LED的使用壽命。
[0019]參見附圖1-附圖4所示，所述主殼體9內壁上設有上棱鏡臺6和下棱鏡臺7卡槽93，所述上棱鏡臺6和下棱鏡臺7下底面的突角安裝在主殼體相應的卡槽93中，保證安裝后棱鏡臺在主殼體內腔中不會發(fā)生旋轉。上棱鏡臺6的外表面除上下底面外，均鍍有半透半反的光學薄膜，使其能夠反射波長大于630nm的光而透射波長小于600nm的光。上棱鏡臺6的各棱鏡面中心點分別位于相應位置的紅光LED81的光軸上。下棱鏡臺7的外表面除上下底面外，均鍍有半透半反的光學薄膜，使其能夠反射波長大于490nm的光而透射波長小于450nm的光。下棱鏡臺7的各棱鏡面中心點分別位于相應位置的綠光LED83的光軸上。下端LED模組10中的藍光LEDlOl發(fā)出的光透過上棱鏡臺6和下棱鏡臺7直接出射；側壁LED模組8中綠光LED83發(fā)出的光被下棱鏡臺7向上反射，并透過上棱鏡臺6出射；紅光LED81發(fā)出的光被上棱鏡臺6直接向上反射，并與綠光LED83和藍光LEDlOl的出射光混合，形成具有高顯色性的出射光。白光LED102發(fā)出的光則直接通過上棱鏡臺6和下棱鏡臺7上下底面間沒有鍍半透半反膜的位置直接出射，避免在燈具出射光的中心位置出現(xiàn)暗斑，起到補光作用。本發(fā)明的混光方式混光效果理想，各LED模塊發(fā)出的光利用率高。驅動和調節(jié)電路11能獨立控制紅光、綠光和藍光LED的發(fā)光強度，避免由于紅、綠、藍三種LED光衰的不同而使混合后的光不穩(wěn)定的問題，同時能靈活改變混光后出射光的光色，適應照明環(huán)境的變化和不同情況下的照明要求。
[0020]參見附圖1-附圖4所示，大功率紅光、綠光和藍光LED的位置可以進行互換。相應地，上棱鏡臺6及下棱鏡臺7外表面所鍍的光學薄膜所允許透射和反射的光的波長范圍需與相應位置上LED的光色配合。但是由于紅、綠、藍三種LED的光衰和發(fā)光效率不同，在本實施例中，大功率紅光LED81和大功率綠光LED83由上至下依次固定在鋁基板85上與配套反光杯82和84 —起組成側壁LED模組8，大功率藍光LEDlOl和大功率白光LED102及配套反光杯103固定在鋁基板104上構成下端LED模組10，可以最大限度地減少紅光LED81發(fā)出的光在光路中的衰減，同時保證綠光LED83發(fā)出的光也得到充分的利用，能有效提高燈具的效率，平衡紅、綠、藍三種LED所需的驅動電流，合理分配和利用能源，是較佳的實施方式。
[0021]這里需要說明的是，主殼體9壁面上可以有六個、八個或更多的凹槽結構。相應地，上棱鏡臺6和下棱鏡臺7需為六棱臺、八棱臺等，下端LED模組中的大功率藍光LEDlOl也應為六個、八個或更多。同時，上述各組LED模塊還可搭配使用各種配套透鏡，以改變出射光的光束角。
[0022]本發(fā)明的結構簡單，科學合理，散熱好，裝配容易。以附圖1-附圖4所示，僅為本發(fā)明較佳的實施方式，并非以此限定本發(fā)明的使用范圍，故凡在本發(fā)明原理上做等效改變均應包含在本發(fā)明的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種大功率高顯色性可調光LED燈，其設有主殼體、下殼體，所述主殼體上端固定安裝有出光窗口和上端蓋，主殼體下端與下殼體連接固定，下殼體底部中心孔安裝固定接頭，通過固定接頭鎖緊和固定電纜，其特征是:所述主殼體內側壁豎向設有若干凹槽，每一凹槽豎直平面上裝有一組側壁LED模組，每組側壁LED模組由鋁基板、一只大功率紅光LED及配套反光杯、一只大功率綠光LED及配套反光杯構成；主殼體中央由上至下依次固定有上棱鏡臺、下棱鏡臺、及下端LED模組；所述上棱鏡臺和下棱鏡臺的外側表面上鍍有半透半反的光學薄膜，上棱鏡臺上的光學薄膜反射波長大于630 nm的光而透射波長小于600 nm的光，下棱鏡臺上的光學薄膜反射波長大于490 nm的光而透射波長小于450 nm的光，上棱鏡臺和下棱鏡臺的各個棱鏡面均與相應棱鏡臺的底面呈45°夾角；所述下端LED模組由鋁基板、中央的大功率白光LED和周圍均勻排布安裝的大功率藍光LED及配套反光杯構成；所述主殼體中凹槽對應的外壁上豎向設有槽壁散熱片，凹槽之間的外壁上也豎向設有槽間散熱片；所述下殼體內為電器腔體，內置有LED驅動及控制模塊；所述LED驅動及控制模塊采用高精度恒流芯片，寬輸入電壓設計，通過脈沖寬度調制的PWM技術調光；整個驅動和控制模塊分為紅光LED驅動及控制電路、綠光LED驅動及控制電路、下端LED驅動及控制電路三個獨立的電路，分別用來控制紅光、綠光和下端LED模組中的藍光和白光LED。
2.根據權利要求1所述的大功率高顯色性可調光LED燈，其特征是:所述主殼體內壁上設有上棱鏡臺和下棱鏡臺卡槽，所述上棱鏡臺和下棱鏡臺下底面的突角安裝在主殼體相應的卡槽中；所述上棱鏡臺和下棱鏡臺的各棱鏡面中心點分別位于相應位置的紅光LED和綠光LED的光軸上。
3.根據權利要求1所述的大功率高顯色性可調光LED燈，其特征是:所述上端蓋與出光窗口、出光窗口與主殼體之間的連接處分別設有上端緩沖墊和出光窗口緩沖墊。
4.根據權利要求1所述的大功率高顯色性可調光LED燈，其特征是:所述下殼體外壁也設有散熱片。
【文檔編號】F21Y101/02GK103697417SQ201410015761
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2014年1月14日 優(yōu)先權日:2014年1月14日
【發(fā)明者】李宇杰, 杭春進, 孫江燕, 王春青, 常進, 劉曉慶, 邱東陽, 汪洋 申請人:哈爾濱工業(yè)大學（威海）