一種新型結(jié)構(gòu)led全方向球泡燈的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及LED燈技術(shù)，具體來(lái)說(shuō)是一種新型結(jié)構(gòu)LED全方向球泡燈。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會(huì)的發(fā)展，當(dāng)今使用LED節(jié)能環(huán)保的光源應(yīng)用越來(lái)越廣，市場(chǎng)各種燈具廠 家也發(fā)展越來(lái)越快，燈具外形各異。
[0003] 傳統(tǒng)的白熾燈已經(jīng)逐步被LED全方向球泡燈取代，LED全方向球泡燈的外形與傳 統(tǒng)的白熾燈相仿，包括驅(qū)動(dòng)電源盒多個(gè)發(fā)光二極管組成的LED光源，驅(qū)動(dòng)電源驅(qū)動(dòng)發(fā)光二 極管發(fā)光進(jìn)行照明。
[0004] 但現(xiàn)有技術(shù)中LED全方向球泡燈會(huì)存在以下技術(shù)問(wèn)題：
[0005] (1)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不易裝配、生產(chǎn)效率低，成本高；
[0006] (2)、整燈整燈透光率偏低，一般在75% -86%，造成了 LED光源成本極大的浪費(fèi)；
[0007] (3)、整燈光學(xué)性能不能滿(mǎn)足美國(guó)能源之星標(biāo)準(zhǔn)。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008] 本實(shí)用新型的目的在于克服以上現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造 價(jià)便宜、生產(chǎn)效率高、勞動(dòng)強(qiáng)度低、透光率高、節(jié)約能源及滿(mǎn)足美國(guó)能源之星標(biāo)準(zhǔn)的新型結(jié) 構(gòu)LED全方向球泡燈。
[0009] 為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：一種新型結(jié)構(gòu)LED全方向球 泡燈的實(shí)現(xiàn)方法，包括以下步驟：
[0010] (I)、Mie散射：當(dāng)入射到散射體粒子上的自然光與散射體粒子線(xiàn)度接近時(shí)，各項(xiàng) 同性的球形散射體粒子對(duì)光波的散射作用，用Mie散射理論得出；
[0011] (2)、球泡的目標(biāo)光分布確立：在0°到135°時(shí)光強(qiáng)90%以上的點(diǎn)不能偏離平均 值的25%，其余不能低于50%，135° -180°光通量不能< 5%，以此作為球泡燈光分布設(shè) 計(jì)的目標(biāo)；
[0012] (3)、光源設(shè)置：LED光源距離泡殼之間，環(huán)形排布在LED基板上；
[0013] (4)、3D模型建立：利用方程F(X，Y) = 0建立自由曲線(xiàn)，通過(guò)實(shí)體轉(zhuǎn)換成泡殼 模型，泡殼材質(zhì)為PC，泡殼內(nèi)部均勻填充著擴(kuò)散劑，擴(kuò)散劑為一種散射粒子，其直徑約 2um-10um各向同性的勾質(zhì)小球，直徑與LED發(fā)光波長(zhǎng)處于同一個(gè)線(xiàn)度，用Mie散射方程描 述，粒子對(duì)單位光強(qiáng)的入射光散射后的總的散射光強(qiáng)為：
[0014]
[0015] 所以得到在Θ方向上的散射概率的密度分布函數(shù)為：
[0016]
[0017] 通過(guò)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)random，得到對(duì)應(yīng)隨機(jī)數(shù)下，光子的散射方向角：
[0018] Θ = F 1 (random)；
[0019] 光子的自由程是蒙特卡羅模擬過(guò)程中的一個(gè)重要參數(shù)，它與體散射型光散射材料 散射粒子的體積分?jǐn)?shù)密切相關(guān)；在散射系統(tǒng)中，光子隨機(jī)自由程取值的概率密度應(yīng)滿(mǎn)足光 子的自由程抽樣公式：
[0020]
[0021] 其中，r為散射粒子的半徑lum_5um，σ為平均自由程，C為擴(kuò)散劑的體積分?jǐn)?shù)取 值一般在5*IO 5個(gè)/以上，s為散射系數(shù)；
[0022] (5)、根據(jù)步驟（4)計(jì)算，調(diào)整好泡殼自由曲面曲率，改變光線(xiàn)傳播方向，使光分布 滿(mǎn)足步驟（2)的標(biāo)準(zhǔn)。
[0023] 所述步驟（1)中的Mie散射，a = Jid/λ ;其中，d為光擴(kuò)散劑直徑，λ入射光波 長(zhǎng)，當(dāng)d和λ數(shù)量級(jí)相當(dāng)時(shí)，產(chǎn)生Mie散射現(xiàn)象。
[0024] 上述新型結(jié)構(gòu)LED全方向球泡燈，包括外殼，外殼底部連接燈頭，散熱件埋入外殼 中，散熱件內(nèi)設(shè)置有PCB板，LED基板包含LED芯片，LED基板正負(fù)極通過(guò)錫膏經(jīng)回流焊連接 到PCB上；LED基板上圓周分部若干LED燈珠，LED基板外部為泡殼，泡殼材質(zhì)為PC，泡殼內(nèi) 部均勻填充著擴(kuò)散劑，擴(kuò)散劑為一種散射粒子，其直徑約2um-10um各向同性的勻質(zhì)小球。
[0025] 所述外殼通過(guò)膠水與泡殼粘接在一起。
[0026] 所述泡殼呈"U"形結(jié)構(gòu)。
[0027] 所述LED燈珠距離泡殼2mm-10mm之間。
[0028] 所述LED燈珠設(shè)置一圈，相鄰LED燈珠之間的距離為10~20mm。
[0029] 為了大幅度提升光學(xué)透光率，減少LED光源顆數(shù)降低成本，采用了運(yùn)用Mie散射技 術(shù)和折射技術(shù)結(jié)合，創(chuàng)造性的使用，使得組裝工序簡(jiǎn)單，且光學(xué)透光率高達(dá)96 %，光源成本 節(jié)省30% -50 %，生產(chǎn)成本節(jié)省10% -30% ;本實(shí)用新型實(shí)相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)：
[0030] UPCB穿過(guò)LED基板限位槽，經(jīng)回流焊連接到正負(fù)極，省去了導(dǎo)線(xiàn)或者端子。
[0031] 2、LED基板上的LED芯片分布在外圍，最大限度增加散熱。
[0032] 3、散熱件為塑料或者金屬，直接鑲嵌在塑料外殼內(nèi)；使得原先兩件的結(jié)構(gòu)變?yōu)? 件，降低成本。
[0033] 4、運(yùn)用Mie散射技術(shù)和折射技術(shù)結(jié)合，直接通過(guò)泡殼實(shí)現(xiàn)能源之星標(biāo)準(zhǔn)中 的Omni-directional Bulb光分布要求，且光學(xué)透光率>96%，LED芯片成本降低 30% -50%。
[0034] 5、操作工藝簡(jiǎn)單，省去了傳統(tǒng)反光杯、透鏡的組裝，生產(chǎn)成本降低10% -30%。
【附圖說(shuō)明】
[0035] 圖1為一種新型結(jié)構(gòu)LED全方向球泡燈的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036] 圖2為本實(shí)用新型中泡殼的結(jié)構(gòu)示意；
[0037] 圖3為本實(shí)用新型中LED基板處的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038] 圖中標(biāo)號(hào)與名稱(chēng)如下：
[0039]

【具體實(shí)施方式】
[0040] 為便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳 細(xì)說(shuō)明。
[0041] 實(shí)施例1 :
[0042] 如圖1~3所示，一種新型結(jié)構(gòu)LED全方向球泡燈的實(shí)現(xiàn)方法，包括以下步驟：
[0043] (I)、Mie散射：當(dāng)入射到散射體粒子上的自然光與散射體粒子線(xiàn)度接近時(shí)，各項(xiàng) 同性的球形散射體粒子對(duì)光波的散射作用，用Mie散射理論得出；
[0044] (2)、球泡的目標(biāo)光分布確立：在0°到135°時(shí)光強(qiáng)90%以上的點(diǎn)不能偏離平均 值的25%，其余不能低于50%，135° -180°光通量不能< 5%，以此作為球泡燈光分布設(shè) 計(jì)的目標(biāo)；
[0045] (3)、光源設(shè)置：LED光源距離泡殼2mm，環(huán)形排布在LED基板上；
[0046] (4)、3D模型建立：利用方程F(X，Y) = 0建立自由曲線(xiàn)，通過(guò)實(shí)體轉(zhuǎn)換成泡殼 模型，泡殼材質(zhì)為PC，泡殼內(nèi)部均勻填充著擴(kuò)散劑，擴(kuò)散劑為一種散射粒子，其直徑約 2um-10um各向同性的勾質(zhì)小球，直徑與LED發(fā)光波長(zhǎng)處于同一個(gè)線(xiàn)度，用Mie散射方程描 述，粒子對(duì)單位光強(qiáng)的入射光散射后的總的散射光強(qiáng)為：
[0047]
[0048] 所以得到在Θ方向上的散射概率的密度分布函數(shù)為：
[0049]
[0050] 通過(guò)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)random，得到對(duì)應(yīng)隨機(jī)數(shù)下，光子的散射方向角：
[0051] Θ = F 1 (random)；
[0052] 光子的自由程是蒙特卡羅模擬過(guò)程中的一個(gè)重要參數(shù)，它與體散射型光散射材料 散射粒子的體積分?jǐn)?shù)密切相關(guān)；在散射系統(tǒng)中，光子隨機(jī)自由程取值的概率密度應(yīng)滿(mǎn)足光 子的自由程抽樣公式：
[0053]
[0054] 其中，r為散射粒子的半徑lum，σ為平均自由程，C為擴(kuò)散劑的體積分?jǐn)?shù)取值一 般在5*IO 5個(gè)/以上，s為散射系數(shù)；
[0055] (5)、根據(jù)步驟（4)計(jì)算，調(diào)整好泡殼自由曲面曲率，改變光線(xiàn)傳播方向，使光分布 滿(mǎn)足步驟（2)的標(biāo)準(zhǔn)。
[0056] 所述步驟⑴中的Mie散射，a = Jid/λ ;其中，d為光擴(kuò)散劑直徑，λ入射光波 長(zhǎng)，當(dāng)d和λ數(shù)量級(jí)相當(dāng)時(shí)，產(chǎn)生Mie散射現(xiàn)象。
[0057] 上述新型結(jié)構(gòu)LED全方向球泡燈，包括外殼，外殼底部連接燈頭，散熱件埋入外殼 中，散熱件內(nèi)設(shè)置有PCB板，LED基板包含LED芯片，LED基板正負(fù)極通過(guò)錫膏經(jīng)回流焊連接 到PCB上；LED基板上圓周分部若干LED燈珠，LED基板外部為泡殼，泡殼材質(zhì)為PC，泡殼內(nèi) 部均勻填充著擴(kuò)散劑，擴(kuò)散劑為一種散射粒子，其直徑約2um-10um各向同性的勻質(zhì)小球。 本實(shí)施例中的光擴(kuò)散劑為道康寧30-424,白色有機(jī)娃粉末，如圖2所不，光線(xiàn)經(jīng)過(guò)擴(kuò)散劑后 改變方向，經(jīng)過(guò)上述方法計(jì)算，調(diào)整好泡殼自由曲面曲率，滿(mǎn)足需求。
[0058] 本實(shí)施例中的外殼通過(guò)膠水與泡殼粘接在一起；泡殼呈"U"形結(jié)構(gòu)；LED燈珠距離 泡殼2mm ;LED燈珠設(shè)置一圈，相鄰LED燈珠之間的距離為10_。
[0059] 采用上述結(jié)構(gòu)和方法，大幅度提升光學(xué)透光率，減少LED光源顆數(shù)降低成本，采用 了運(yùn)用Mie散射技術(shù)和折射技術(shù)結(jié)合，創(chuàng)造性的使用，使得組裝工序簡(jiǎn)單，且光學(xué)透光率高 達(dá)96 %，光源成本節(jié)省30 % -50 %，生產(chǎn)成本節(jié)省10 % -30 %。
[0060] 實(shí)施例2 :
[0061] 本實(shí)施例與實(shí)施例1不同之處在于：本實(shí)施例中的LED燈珠距離泡殼IOmm ;LED燈 珠設(shè)置一圈，相鄰LED燈珠之間的距離為20mm;步驟⑷中散射粒子的半徑5um〇
[0062] 對(duì)比實(shí)施例1
[0063] 本實(shí)施例采用4種結(jié)構(gòu)對(duì)比，1~3種結(jié)構(gòu)為現(xiàn)有技術(shù)中的結(jié)構(gòu)，大致結(jié)構(gòu)如下：
[0064] (I)、LED基板+反光杯+擴(kuò)散泡殼；光學(xué)透光率83%，光學(xué)效率偏低；
[0065] (2)、LED基板+凸臺(tái)+擴(kuò)散泡殼；光學(xué)透光率86%，光學(xué)效率偏低，且LED基板固 定復(fù)雜，成本高，散熱差；
[0066] (3)、LED基板+透鏡+擴(kuò)散泡殼；光學(xué)透光率86%，光學(xué)效率偏低，生產(chǎn)工序復(fù)雜， 成本高。
[0067] 第4種結(jié)構(gòu)為實(shí)施例1中的結(jié)構(gòu)，對(duì)比數(shù)據(jù)如下表：
[0069] 上述【具體實(shí)施方式】為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并不能對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行限定， 其他的任何未背離本實(shí)用新型的技術(shù)方案而所做的改變或其它等效的置換方式，都包含在 本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種新型結(jié)構(gòu)LED全方向球泡燈，其特征在于：包括外殼，外殼底部連接燈頭，散熱 件埋入外殼中，散熱件內(nèi)設(shè)置有PCB板，LED基板包含LED芯片，LED基板正負(fù)極通過(guò)錫膏經(jīng) 回流焊連接到PCB上；LED基板上圓周分部若干LED燈珠，LED基板外部為泡殼，泡殼材質(zhì) 為PC，泡殼內(nèi)部均勻填充著擴(kuò)散劑，擴(kuò)散劑為一種散射粒子，其直徑約2um-10um各向同性 的勾質(zhì)小球。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型結(jié)構(gòu)LED全方向球泡燈，其特征在于：所述外殼通過(guò)膠 水與泡殼粘接在一起。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型結(jié)構(gòu)LED全方向球泡燈，其特征在于：所述泡殼呈"U"形 結(jié)構(gòu)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型結(jié)構(gòu)LED全方向球泡燈，其特征在于：所述LED燈珠距 離泡殼2mm-10mm之間。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型結(jié)構(gòu)LED全方向球泡燈，其特征在于：所述LED燈珠設(shè) 置一圈，相鄰LED燈珠之間的距離為10~20mm〇
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種新型結(jié)構(gòu)LED全方向球泡燈，包括外殼，外殼底部連接燈頭，散熱件埋入外殼中，散熱件內(nèi)設(shè)置有PCB板，LED基板包含LED芯片，LED基板正負(fù)極通過(guò)錫膏經(jīng)回流焊連接到PCB上；LED基板上圓周分部若干LED燈珠，LED基板外部為泡殼，泡殼材質(zhì)為PC，泡殼內(nèi)部均勻填充著擴(kuò)散劑，擴(kuò)散劑為一種散射粒子，其直徑約2um-10um各向同性的勻質(zhì)小球。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)便宜、生產(chǎn)效率高、勞動(dòng)強(qiáng)度低、透光率高、節(jié)約能源及滿(mǎn)足美國(guó)能源之星標(biāo)準(zhǔn)等特點(diǎn)。
【IPC分類(lèi)】F21V23/00, F21V5/08, F21Y105/00, F21S2/00, F21V15/02
【公開(kāi)號(hào)】CN204853037
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520578355
【發(fā)明人】胡太榮, 倪強(qiáng), 陳欣平, 廖厚彩, 藥左紅, 張軍
【申請(qǐng)人】橫店集團(tuán)得邦照明股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年8月4日