本實(shí)用新型涉及LED燈具,尤其是一種晶點(diǎn)組合LED燈具 。
背景技術(shù):
對于現(xiàn)有的大功率LED射燈而言,其采用的LED光源多為點(diǎn)光源發(fā)光,發(fā)出的光束較為集中,在使用過程中會產(chǎn)生刺眼的眩光,容易產(chǎn)生視覺疲勞,給使用者造成不適。為了防止眩光,現(xiàn)有技術(shù)中有如專利號為ZL200920131954.0的實(shí)用新型專利《大功率LED射燈》公開了這樣一種LED射燈,該射燈包括有一燈體、一設(shè)置于燈體上的連接端子、一設(shè)置于燈體中并與連接端子電氣連接的驅(qū)動電源、一設(shè)置于燈體中并與驅(qū)動電源電氣連接的LED光源、及套設(shè)于LED光源的每一LED芯片上的透鏡,其中,透鏡具有一光線出射面,自該光線出射面向下形成有一錐臺,錐臺的下端形成有一容置部,容置部的頂端處具有一自該錐臺向下形成的球冠狀凸起,透鏡的容置部收納LED芯片于其中。
上述專利使得對應(yīng)于LED光源的每一LED芯片設(shè)置有一透鏡,LED芯片所產(chǎn)生的光經(jīng)過透鏡的配光后,分解形成眾多的像點(diǎn),進(jìn)而形成均勻的面光源,雖然該專利使得LED芯片發(fā)出的光因被分散而顯得柔和,但是,在實(shí)際使用中,由于出光光束經(jīng)過透鏡后不發(fā)生會聚,使得射燈的光線是發(fā)散的,而且這種結(jié)構(gòu)防眩光的效果不是很明顯,在照明時眩光仍然存在,使用者仍然會感到較為晃眼。目前,現(xiàn)有技術(shù)中也有在整個射燈的出光口配置一個大的眩光罩,以將發(fā)射出的光照通過眩光罩的反射作用進(jìn)行減弱,但是由于眩光罩只能遮擋住射燈邊沿的光線,而LED芯片中心的刺眼發(fā)光點(diǎn)仍然無法消除,另外,增設(shè)了眩光罩往往會產(chǎn)生明顯的擋光,嚴(yán)重影響到出光效率。
并且燈具在電源的設(shè)計上無外乎以下幾種:一、采用阻容降壓模式進(jìn)行LED恒流控制;二、采用AC-DC隔離方案;三、采用AC-DC非隔離方案。三種比較起來,阻容降壓具有良好的成本優(yōu)勢,單由于其隨電網(wǎng)波動影響,輸出電流也隨之改變,不穩(wěn)定性太強(qiáng);非隔離電路成本介于阻容降壓和隔離電源之間,但其輸入端和負(fù)載端沒有通過變壓器進(jìn)行隔離,具有一定的安全因素;AC-DC隔離電源,成本較高,但由于其輸入端和負(fù)載端進(jìn)行電氣隔離控制,安全性高。
此外,隨著智能家居的蓬勃發(fā)展,采用智能手機(jī)等移動終端對大小家電進(jìn)行無線控制已經(jīng)比較普遍,尤其是手機(jī)無線調(diào)光技術(shù)應(yīng)用非常成熟,這種調(diào)光原理是基于脈沖寬度調(diào)制(PWM),其接收模塊、微處理器以及調(diào)光電路均集成于PCB上,對于普通消費(fèi)者以及學(xué)生,無法直觀的了解其調(diào)光原理。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型針對目前反射燈具中普遍存在的光束角精確度低、出光效率低,燈具光暈多、眩光多,和高功率LED燈具散熱難等問題,提供一種晶點(diǎn)組合LED燈具 。
本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
一種晶點(diǎn)組合LED燈具 ,包括散熱器、面環(huán)、燈頭、LED光源、反光杯以及透鏡,該燈頭固定于散熱器尾部并用于安裝在插座,該散熱器具有內(nèi)腔且該內(nèi)腔用于裝配所述LED光源、反光杯以及透鏡,該LED光源安裝在透鏡的受光面,該透鏡安裝在反光杯的入光口,該反光杯頂部端口由所述面環(huán)卡接有一鏡片;所述反光杯的內(nèi)表面設(shè)置有多個均勻排列的棱面,每個棱面設(shè)置有密集分布的微小凹凸點(diǎn)構(gòu)成的晶點(diǎn)反射層;所述透鏡包括透鏡外罩和位于透鏡外罩內(nèi)的錐形體,該錐形體頂部開設(shè)有第一凹槽,該第一凹槽底面設(shè)置有密集分布的凸面細(xì)微點(diǎn),錐形體底部開設(shè)有第二凹槽用于裝配所述LED光源。
所述錐形體上設(shè)置有一圈磨砂層,該磨砂層位于第一凹槽外側(cè)。
所述透鏡罩兩側(cè)各設(shè)置有一引腳,該引腳外側(cè)設(shè)置有倒扣。
所述散熱器內(nèi)設(shè)有由若干凸棱和流通槽,凸棱和流通槽互相交替縱向排列構(gòu)成的截面為曲線狀的散熱內(nèi)壁,散熱器體內(nèi)的內(nèi)壁與外壁之間設(shè)有若干凸臺,凸臺之間開有透氣孔,散熱器透氣孔與散熱內(nèi)壁之間形成空氣循環(huán)對流散熱結(jié)構(gòu),形成內(nèi)部的空氣循環(huán)散熱。
所述散熱器內(nèi)設(shè)有由若干凸棱和流通槽,凸棱和流通槽橫向排列構(gòu)成的螺旋狀散熱內(nèi)壁,散熱器體內(nèi)的內(nèi)壁與外壁之間設(shè)有若干凸臺,凸臺之間開有透氣孔,散熱器透氣孔與散熱內(nèi)壁之間形成空氣循環(huán)對流散熱結(jié)構(gòu),形成內(nèi)部的空氣循環(huán)散熱。
晶點(diǎn)組合LED燈具還包括驅(qū)動負(fù)載LED光源的LED電源,該LED電源包括自市電接入且依次連接的第一整流橋、啟動觸發(fā)電路、高頻振蕩電路、輸出變壓器T2、第二整流橋,該高頻振蕩電路由變壓器T1和三極管VT1、三極管VT2組成,所述啟動觸發(fā)電路輸出端與變壓器T1原邊繞組連接,變壓器T1原邊繞組分別通過三極管VT1、三極管VT2與輸出變壓器T2的原邊繞組兩端連接,變壓器T1具有兩個副邊繞組分別用于驅(qū)動三極管VT1、三極管VT2輪流開關(guān),三極管VT1與輸出變壓器T2的原邊繞組之間串接有隔直電容C2,三極管VT2與輸出變壓器T2的原邊繞組之間串接有隔直電容C3,輸出變壓器T2的副邊繞組連接第二整流橋,第二整流橋的輸出端用于連接負(fù)載。
所述三極管VT1的基極與變壓器T1其中一副邊繞組之間連接有限流電阻R4,三極管VT1的基極與發(fā)射極之間連接有保護(hù)二極管D8,三極管VT1的集電極與發(fā)射極之間連接有保護(hù)二極管D10;所述三極管VT2的基極與變壓器T1另一副邊繞組之間連接有限流電阻R5,三極管VT2的基極與發(fā)射極之間連接有保護(hù)二極管D9,三極管VT2的集電極與發(fā)射極之間連接有保護(hù)二極管D11。
所述晶點(diǎn)組合LED燈具還包括絕緣臺,以及設(shè)置在絕緣臺上或絕緣臺內(nèi)的藍(lán)牙模塊、單片機(jī)、開關(guān)電源、變頻器,該藍(lán)牙模塊用于接收智能手機(jī)的調(diào)節(jié)信號、并與單片機(jī)連接以反饋調(diào)節(jié)信號,該單片機(jī)與變頻器電性連接以輸出調(diào)光信號給變頻器,該變頻器的輸出端子用于連接連接所述LED電源進(jìn)行調(diào)光控制,所述開關(guān)電源為所述藍(lán)牙模塊及單片機(jī)提供工作電壓。
本實(shí)用新型的有益效果:
本實(shí)用新型在LED燈具的光學(xué)反射鏡面或者透鏡表面打壓凹凸處理技術(shù),通過預(yù)設(shè)系列微小凹凸點(diǎn)的設(shè)計技術(shù),使反光杯表面有無數(shù)個棱面組成,透鏡外表面有許多微小的凸點(diǎn)組成,其共同組成一個比較理想的光學(xué)系統(tǒng)。該設(shè)計使得燈具的出射光在可控制范圍內(nèi)光強(qiáng)好,光線均勻、柔和。
由晶點(diǎn)反光杯 + 晶點(diǎn)透鏡組成的的“組合式光學(xué)系統(tǒng)”,是燈具行業(yè)光學(xué)設(shè)計技術(shù)的又一亮點(diǎn),由此創(chuàng)新成果研制的LED燈具不僅有效地解決了目前同類燈具照度均勻性低、眩光值高和光束角不精準(zhǔn)等問題,而且能克服傳統(tǒng)反射器表面上的光反射少、空間各向漫反射大的缺陷,更重要實(shí)際生產(chǎn)中有利于減低關(guān)鍵的光學(xué)部件設(shè)計制作難度和提高整體燈具組裝的精準(zhǔn)可靠性。經(jīng)檢測,產(chǎn)品光通量為828.23lm,光效為82.49lm/W,1萬小時的光通維持率超過90%。含稀土金屬的散熱器的散熱性能比傳統(tǒng)的提高9.59% 。
并且采用啟動觸發(fā)電路、高頻振蕩電路、輸出變壓器T2組成新型驅(qū)動電源,降低了諧波含量、提高功率因素,減少供電電流;還簡化了電路,減少元件從而降低成本;沒有電解電容,避免環(huán)境污染。
附圖說明
下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式做進(jìn)一步的說明。
圖1是本實(shí)用新型組合式燈具的裝配圖;
圖2是本實(shí)用新型組合式燈具的透鏡立體圖;
圖3是本實(shí)用新型組合式燈具的透鏡剖面圖;
圖4是本實(shí)用新型組合式燈具的反光杯立體圖;
圖5是本實(shí)用新型的LED電源電路原理示意圖;
圖6是本實(shí)用新型燈具的調(diào)光原理圖。
具體實(shí)施方式
參照圖1所示,為本實(shí)用新型的一種晶點(diǎn)組合LED燈具 ,包括散熱器10、面環(huán)20、燈頭30、LED光源、反光杯40以及透鏡50,該燈頭30固定于散熱器10尾部并用于安裝在插座,該散熱器10具有內(nèi)腔且該內(nèi)腔用于裝配所述LED光源、反光杯40以及透鏡50,該LED光源安裝在透鏡50的受光面,該透鏡50安裝在反光杯40的入光口,該反光杯40頂部端口由所述面環(huán)20卡接有一鏡片,其中,LED光源選用COB光源。
由LED光源發(fā)出的光線首先經(jīng)過透鏡50的折射聚光,再進(jìn)入反光杯40內(nèi)進(jìn)行多次反射進(jìn)行均勻處理,減少光暈和眩光,最后射出鏡片。
如圖2、圖3所示,透鏡50包括透鏡外罩501和位于透鏡外罩501內(nèi)的錐形體502,該錐形體502頂部開設(shè)有第一凹槽503,該第一凹槽503底面設(shè)置有密集分布的凸面細(xì)微點(diǎn),錐形體502底部開設(shè)有第二凹槽504用于裝配所述LED光源。
所述錐形體502上設(shè)置有一圈磨砂層505,該磨砂層505位于第一凹槽503外側(cè),第一凹槽503折射后的光線在磨砂層505進(jìn)行漫反射。所述透鏡50罩兩側(cè)各設(shè)置有一引腳506,該引腳外側(cè)設(shè)置有倒扣507,該倒扣507用于透鏡50與散熱器10的固定。
透鏡50主要有兩個作用:一是通過透鏡50的形狀結(jié)構(gòu)設(shè)計,將COB光源的集中光線通過透鏡50的折射向反光杯40發(fā)散,解決COB光源光線集中,使燈具容易產(chǎn)生中心暈圈,光線不柔和的問題;二是通過透鏡50外表面的凸點(diǎn)將透鏡50折射出來的光線再次漫射擴(kuò)散到周邊,從而進(jìn)一步消除COB光源 LED燈具中心暈圈,使光照面光強(qiáng)更加均勻,消除眩光;經(jīng)檢測透鏡50透射率達(dá)到94%,配光曲線亮度過渡平滑,無突變和暗斑形成。
如圖4所示,所述反光杯40的內(nèi)表面設(shè)置有多個均勻排列的棱面401,每個棱面401設(shè)置有密集分布的微小凹凸點(diǎn)構(gòu)成的晶點(diǎn)反射層,利用光的物理反射原理,將COB光源經(jīng)透鏡50折射到反光杯40某點(diǎn)的光線以多個不同的角度反射出反光杯40,(因?yàn)榘凑展饩€投射到燈罩的入射角度,不會有光線能反射到透鏡50上的。),由于眾多凹凸點(diǎn)或三角皺折的存在,形成很好的高反射和漫反射,不但能擴(kuò)大照射面,而且能在照射區(qū)域內(nèi)形成照度落差平滑的均勻照射。此項(xiàng)技術(shù)打提高了傳統(tǒng)反射器表面上反射效果,經(jīng)檢測光線利用率可過到97%,且能使照射區(qū)域光線柔和,減少眩光的危害。
所述散熱器10內(nèi)設(shè)有由若干凸棱和流通槽,凸棱和流通槽互相交替縱向排列構(gòu)成的截面為曲線狀的散熱內(nèi)壁,散熱器10體內(nèi)的內(nèi)壁與外壁之間設(shè)有若干凸臺101,凸臺101之間開有透氣孔102,散熱器的透氣孔102與散熱內(nèi)壁之間形成空氣循環(huán)對流散熱結(jié)構(gòu),形成內(nèi)部的空氣循環(huán)散熱。
所述散熱器10內(nèi)設(shè)有由若干凸棱和流通槽,凸棱和流通槽橫向排列構(gòu)成的螺旋狀散熱內(nèi)壁,,散熱器10體內(nèi)的內(nèi)壁與外壁之間設(shè)有若干凸臺101,凸臺101之間開有透氣孔102,散熱器的透氣孔102與散熱內(nèi)壁之間形成空氣循環(huán)對流散熱結(jié)構(gòu),形成內(nèi)部的空氣循環(huán)散熱。
散熱器10的材質(zhì)采用含稀土金屬的鋁合金(此技術(shù)與供應(yīng)商合作),稀土在鋁合金中可以形成熱硬性高的復(fù)雜成分化合物,呈網(wǎng)狀分布于晶界或枝晶間,細(xì)化了組織,有效地阻礙了基體變形和晶界移動,從而明顯提高了合金的高溫性能,及散熱性能大幅提高,比普通的整體提高9.59%。
由晶點(diǎn)反光杯加晶點(diǎn)透鏡組成的的“組合式光學(xué)系統(tǒng)”,是燈具行業(yè)光學(xué)設(shè)計技術(shù)的又一亮點(diǎn),由此創(chuàng)新成果研制的LED燈具不僅有效地解決了目前同類燈具照度均勻性低、眩光值高和光束角不精準(zhǔn)等問題,而且能克服傳統(tǒng)反射器表面上的光反射少、空間各向漫反射大的缺陷,更重要實(shí)際生產(chǎn)中有利于減低關(guān)鍵的光學(xué)部件設(shè)計制作難度和提高整體燈具組裝的精準(zhǔn)可靠性。
“晶點(diǎn)反光杯加晶點(diǎn)透鏡”作為組合式光學(xué)系統(tǒng),為行業(yè)內(nèi)提供了全新的設(shè)計理念和技術(shù)經(jīng)驗(yàn),其中融合了多項(xiàng)光學(xué)設(shè)計技術(shù)與部件生產(chǎn)工藝及組合技術(shù),因此可視為燈具光學(xué)設(shè)計技術(shù)的集成應(yīng)用,因而其本身也是一項(xiàng)新技術(shù)。
在驅(qū)動電源方面,如圖5所示,該LED電源3包括包括自市電接入且依次連接的第一整流橋(D1~D4組成)、啟動觸發(fā)電路、高頻振蕩電路、輸出變壓器T2、第二整流橋(D12~D15組成),其中,第一整流橋與市電火線之間串接有保險管UF1。
該高頻振蕩電路由變壓器T1和三極管VT1、三極管VT2組成,所述啟動觸發(fā)電路輸出端與變壓器T1原邊繞組連接,變壓器T1原邊繞組分別通過三極管VT1、三極管VT2與輸出變壓器T2的原邊繞組兩端連接,變壓器T1具有兩個副邊繞組分別用于驅(qū)動三極管VT1、三極管VT2輪流開關(guān),三極管VT1與輸出變壓器T2的原邊繞組之間串接有隔直電容C2,三極管VT2與輸出變壓器T2的原邊繞組之間串接有隔直電容C3,輸出變壓器T2的副邊繞組連接第二整流橋,第二整流橋的輸出端用于連接負(fù)載。
其中,所述啟動觸發(fā)電路由電阻R2、R3、電容C1、二極管D7和雙向觸發(fā)二極管D6構(gòu)成。
進(jìn)一步,所述三極管VT1的基極與變壓器T1其中一副邊繞組之間連接有限流電阻R4,三極管VT1的基極與發(fā)射極之間連接有保護(hù)二極管D8,三極管VT1的集電極與發(fā)射極之間連接有保護(hù)二極管D10;所述三極管VT2的基極與變壓器T1另一副邊繞組之間連接有限流電阻R5,三極管VT2的基極與發(fā)射極之間連接有保護(hù)二極管D9,三極管VT2的集電極與發(fā)射極之間連接有保護(hù)二極管D11。
此外,所述第一整流橋的輸出端串聯(lián)有電阻R15和發(fā)光二極管D5組成的指示電路。
作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化,所述第二整流橋的輸出端串聯(lián)負(fù)載電阻R6,作為假負(fù)載,避免空載。
本技術(shù)方案的新型電源工作原理為:二極管D1-D4構(gòu)成的第一整流橋把市電AC220V變成直流電,變壓器T1具有兩個副邊繞組分別用于驅(qū)動三極管VT1、三極管VT2輪流開關(guān),由變壓器T1,三極管VT1、VT2 組成的高頻震蕩電路將脈動直流變成高頻電流,然后由鐵氧體輸出變壓器T2對高頻高壓脈沖降壓,經(jīng)二極管D12-D15整流直流電源,供LED燈珠所需的電壓和功率。
在調(diào)光方面,本實(shí)用新型可調(diào)燈具還包括絕緣臺,以及設(shè)置在絕緣臺上或絕緣臺內(nèi)的藍(lán)牙模塊、單片機(jī)、開關(guān)電源、變頻器,如圖6所示。
該藍(lán)牙模塊用于接收智能手機(jī)的調(diào)節(jié)信號、并與單片機(jī)連接以反饋調(diào)節(jié)信號,智能手機(jī)預(yù)先制作有APP控制界面,實(shí)現(xiàn)對藍(lán)牙模塊的控制。該單片機(jī)與變頻器電性連接以輸出調(diào)光信號給變頻器,具體單片機(jī)通過一輸出驅(qū)動連接變頻器的輸入端子以控制變頻器的調(diào)光;該變頻器的輸出端子(UVW端子)用于連接LED電源進(jìn)行調(diào)光控制,使用380V變頻器為主電路,采用變頻器的遙控功能,實(shí)現(xiàn)連續(xù)的調(diào)光和調(diào)速。
在供電方面,所述開關(guān)電源為所述藍(lán)牙模塊及單片機(jī)提供工作電壓。具體的,開關(guān)電源具有24V和5V兩種直流輸出,24V供給單片機(jī)的輸出驅(qū)動, 5V供給藍(lán)牙模塊、單片機(jī)。絕緣臺上設(shè)置有控制所述24V和5V兩種直流輸出的開關(guān)電源開關(guān)。所述變頻器由交流電源提供工作電壓,絕緣臺上設(shè)置有控制交流電源輸出的交流開關(guān),交流電源作為電源輸入,配置有自動空氣開關(guān)、隔離變壓器、急停開關(guān)保證安全。
此外,所述絕緣臺上還設(shè)置有輸出電壓表和輸出電流表,分別用于檢測變頻器的輸出電壓或輸出電流。
下面,將介紹本技術(shù)方案的具體工作流程,光源以燈泡為例:
(1)控制燈光開啟:實(shí)訓(xùn)臺通電,打開個人智能手機(jī)、設(shè)置手機(jī)為藍(lán)牙控制模式,手機(jī)與藍(lán)牙模塊配對成功后,說明通訊正常。打開個人手機(jī)APP操作界面,選擇“開燈”按鈕,發(fā)送數(shù)據(jù)到藍(lán)牙模塊。藍(lán)牙模塊引入單片機(jī)(89S52)的收發(fā)串口,經(jīng)過單片機(jī)程序后,啟動輸出驅(qū)動電路,經(jīng)輸入端子控制變頻器,變頻器開始工作,經(jīng)過輸出端子控制LED電源,實(shí)現(xiàn)的開啟。
(2)增加燈光(或電壓):操作手機(jī)APP的“增大燈光”按鈕,藍(lán)牙模塊接受,控制單片機(jī),再控制變頻器的調(diào)速升高端子,實(shí)現(xiàn)變頻器的升速,從而實(shí)現(xiàn)燈光的增亮。
(3)減小燈光:操作手機(jī)APP的“減小燈光”按鈕,藍(lán)牙模塊接受,原理同上,在此不再贅述。
需要說明的是注:調(diào)光模塊可以使用開關(guān)量控制,也可使用模擬量控制,若采用模擬量控制調(diào)節(jié)燈光,在輸出驅(qū)動中要加入模擬量驅(qū)動電路。變頻器采用模擬量輸入方式,控制變頻器的控制參數(shù)要做局部調(diào)整。
(4)關(guān)閉燈光操作手機(jī)APP的“關(guān)閉燈光”按鈕,藍(lán)牙模塊接受,原理同上,在此不再贅述。
以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)先實(shí)施方式,本實(shí)用新型并不限定于上述實(shí)施方式,只要以基本相同手段實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。