專利名稱：智能半導(dǎo)體照明燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種智能半導(dǎo)體照明燈，更具體地說是采用不同發(fā)光角度 的發(fā)光二極管進(jìn)行組合配光以滿足不同場合的照明要求，交直流供電自動(dòng) 識別和切換，直流正負(fù)極自適應(yīng)，并設(shè)置備份三端穩(wěn)壓器和散熱組合裝置 的智能半導(dǎo)體照明裝置。
背景技術(shù)：
目前，只有一路驅(qū)動(dòng)電路的照明燈在為道路、消防應(yīng)急、地下車庫等 等一些重要場合照明時(shí)，如果驅(qū)動(dòng)電路損壞使得照明中斷，將會(huì)形成嚴(yán)重 安全隱患甚至導(dǎo)致事故發(fā)生。從安全性角度來考慮，如果使用直流低電壓 的照明器錯(cuò)接入市電交流220V,照明器將極易被損壞。在使用直流電壓供 電時(shí)，如果正負(fù)極性接反，照明器將不能工作，同時(shí)也容易對照明器造成 損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種智能半導(dǎo)體 照明裝置， 一方面可靠工作和延長其使用壽命，另一方面實(shí)現(xiàn)交直流供電 自動(dòng)識別和切換，直流正負(fù)極自適應(yīng)，自動(dòng)備份。
本發(fā)明解決的技術(shù)方案是
1、 設(shè)置交流220V/直流12V至25V自動(dòng)識別電路、直流供給正負(fù)極 性自適應(yīng)電路、智能備份驅(qū)動(dòng)電路。
2、 所述交流220V/直流12V至25V自動(dòng)識別電路采用自偶變壓器Tl, 所述的直流12V至25V電壓經(jīng)過U3、 U5，設(shè)置由晶體管Ql驅(qū)動(dòng)繼電器 J2, J2的觸點(diǎn)開關(guān)J2-l和J2-2串接在回路中吸合，使得VI通過B2供給 主三端穩(wěn)壓器IJ1。3、 所述直流供給電壓正負(fù)極性自適應(yīng)電路，采用全橋B2，無論進(jìn)入B2輸入端的直流電壓正負(fù)極性如何，在B2的輸出端均得到1腳為正、3腳為負(fù)的直流電壓。
4、 所述的智能備份切換電路，采用數(shù)字比較器LM339、智能三端穩(wěn)壓器7810Ul、 U2,所述的數(shù)字比較器輸出端設(shè)置由晶體管DI、 D2驅(qū)動(dòng)的繼電器Jl,繼電器J1的觸點(diǎn)開關(guān)J1-K Jl-2串接在電路中聯(lián)動(dòng)。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于
1、 采用15°至90°不同發(fā)光角度的發(fā)光二極管進(jìn)行組合配光。
2、 小功率發(fā)光二極管的散熱方式通過雙面PCB板、導(dǎo)熱云母布、導(dǎo)熱硅脂與齒狀鋁材散熱片逐層結(jié)合。
與己有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在
1、 采用15°至90°不同發(fā)光角度的小功率發(fā)光二極管進(jìn)行組合，針對不同的照明區(qū)域和照明對象進(jìn)行合理配光，從而達(dá)到照明范圍和照度的要求。
2、 具有自動(dòng)輸入交流220V/直流12V識別功能，防止因錯(cuò)接而造成的照明器損壞；
3、 采用具有直流供給電壓正負(fù)極性自適應(yīng)電路，當(dāng)外接直流供給電壓正負(fù)極性接反時(shí)，照明器仍然能夠正常工作；
4、 采用智能三端穩(wěn)壓器7810作為驅(qū)動(dòng)電路，它使得當(dāng)直流供給電壓12V至25V范圍內(nèi)，流過小功率發(fā)光二極管的電流為恒流，使其免受大電流的沖擊，大大延長了發(fā)光二極管的使用壽命。
5、 來用主和備份三端穩(wěn)壓器7810兩套驅(qū)動(dòng)電路，配合由數(shù)字比較器LM339構(gòu)成的自動(dòng)檢測切換電路，對主三端穩(wěn)壓器進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測， 一旦發(fā)現(xiàn)主三端穩(wěn)壓器損壞，立即切換至備份三端穩(wěn)壓器繼續(xù)保持照明，大大提高了安全性和可靠性。
6、采用眾多高光效小功率發(fā)光二極管配合散熱片制作大功率發(fā)光二極管照明器，更加節(jié)能、可靠。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明
圖l是本發(fā)明的系統(tǒng)組成圖。
圖2是本發(fā)明的具體實(shí)施電路原瑪圖。
圖3是本發(fā)明的散熱結(jié)合裝置示意圖。
圖4是串聯(lián)調(diào)整式三端穩(wěn)壓器7810的內(nèi)部電路框圖。
以下通過具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步描述
具體實(shí)施例方式
圖1中，交流/直流識別切換電路用以識別交流220V或者直流12V-25V，并切換至相應(yīng)模式。直流正負(fù)極自適應(yīng)電路可以確保照明器在直流供給電壓正負(fù)極性任意接入的情況下正常工作。智能三端穩(wěn)壓器7810保證供給發(fā)光二極管為恒定電流，設(shè)置有主輸三端穩(wěn)壓器和備份三端穩(wěn)壓器，切換電路與其輸出端相連，檢測電路檢測主三端穩(wěn)壓器輸出電壓并控制切換器在主三端穩(wěn)壓器損壞時(shí)切換至備份三端穩(wěn)壓器，以保證照明器正常工作。散熱組合裝置將小功率發(fā)光二極管的熱量導(dǎo)出，以保證小功率發(fā)光二極管的使用壽命。
參見圖2，本實(shí)施例中，自偶變壓器T1、全橋B1、三端穩(wěn)壓器U3、比較器U5、三極管Q1、穩(wěn)壓管D3、繼電器以及少量外圍元件構(gòu)成了交流/直流識別切換電路。
當(dāng)輸入為交流市電220V時(shí)，Tl的抽頭端輸出大于26V的交流電壓，經(jīng)過Bl、 Cl后轉(zhuǎn)變成約38V的直流電壓，該直流電壓經(jīng)過U3穩(wěn)定在18V后供給U5作為電源電壓。D3將U5的反相輸入端穩(wěn)定在5.6V作為參考電壓，通過選擇Rll和Ri3的分壓比使得當(dāng)Cl上的電壓大于26V時(shí)，U5的同相輸入端大于5.6V, U5輸出為高電平，Ql截止，J2不動(dòng)作，保持其觸點(diǎn)J2-l和J2-2常開，直流通路斷開*市電交流220V通過開關(guān)穩(wěn)壓電壓供給主三端穩(wěn)壓器U1。
當(dāng)輸入為小于25V的直流電壓VI時(shí)，Tl對直流呈現(xiàn)低阻，通過Bl
的正負(fù)全導(dǎo)通特性，在ci上得到略低于vi的電壓vn, vn經(jīng)過U3穩(wěn)定
在18V后供給U5作為電源電壓，又因?yàn)閂IK:25V,通過RU和R13的分壓，U5的同相輸入端小于5.6V, US的輸出端為低電平，Ql導(dǎo)通，J2動(dòng)作，觸點(diǎn)J2-l和J2-2吸合，使得VI通過B2供給主三端穩(wěn)壓器Ul 。
參見圖2,本實(shí)施例中，B2構(gòu)成電壓正負(fù)極性自適應(yīng)電路，利用全橋的正負(fù)全導(dǎo)通特性，使得無論迸入B2輸入端的直流電壓正負(fù)極性如何，在B2的輸出端均得到1腳為正、3腳為負(fù)的直流電壓。
參見圖2，本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電路由主三端穩(wěn)壓器U1和備份三端穩(wěn)壓器U2組成，Ul和U2均為7810,三端穩(wěn)壓器7810可以將不穩(wěn)定的直流電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓。在其芯片內(nèi)部集成有限流保護(hù)電路、過熱保護(hù)電路、過壓保護(hù)電路等，具有電壓調(diào)整精度高、工作穩(wěn)定可靠、外圍電路簡單、體積小、重量輕等顯著優(yōu)點(diǎn)。
7810為串聯(lián)調(diào)整式三端穩(wěn)壓器，其內(nèi)部電路框圖如圖4。取樣電路將輸出電壓Vo按比例取出，送入比較放大器與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，差值被放大后去控制調(diào)整電路，以使輸出電壓Vo保持穩(wěn)定。
參見圖2，繼電藩J1的常閉觸點(diǎn)與U1輸出端相連，H的常開觸點(diǎn)與U2的輸出端相連，正常情況下Ul通過Jl常閉觸點(diǎn)和限流電阻Rl驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管工作，當(dāng)輸入電壓在+12V至+25V范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí)，Ul可確保供給發(fā)光二極管的為恒定電流，這個(gè)電流的大小可以通過調(diào)整Rl的組值來選擇。U3與外圍元件組成檢測和切換電路。U3內(nèi)有4組比較器，本方案使用了其內(nèi)部U3A和U3B兩組比較器。
U3A同相輸入端的電壓取自U2的輸出端，通過R2和R3的分壓比確定了其參考電壓。U3A的反相輸入端取自Ul的輸出電壓，當(dāng)Ul的輸出V01〉9力V時(shí)，U3A的反相輸入端電壓高于其同相輸入端的電壓，U3A輸出為低電平，Jl不動(dòng)作，Ul通過Jl的常閉觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管。當(dāng)Ul的輸出V01^.8V時(shí),U3A的反相輸入端電壓將低于其同相輸入端的電壓,U3A輸出為高電平，Jl動(dòng)作，Jl的常開觸點(diǎn)閉合并接通tT2，同時(shí)斷開IJ1。
同理，U犯的反相輸入端的電壓取自U2的輸出端，通過R8和R10的分壓比確定了其基準(zhǔn)電壓。U3B的同相輸入端取自Ul的輸出電壓，當(dāng)Ul的輸出VOK10.5V時(shí),U3B的同相輸入端電壓低于其反相輸入端的電壓* U3B輸出為低電平，JT1不動(dòng)作，Ul通過Jl-l的常閉觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管。當(dāng)U1的輸出VO1210.5V時(shí)，U313的同相輸入端電壓將高于其反相輸入端的電壓，U3B輸出為髙電平，Jl動(dòng)作，Jl-l的常開觸點(diǎn)閉合并接通U2,同時(shí)斷開UU Jl-2與在Jl動(dòng)作時(shí)聯(lián)動(dòng)，以控制R6在U1輸出過低或過高使得J1動(dòng)作后接入U(xiǎn)3A的反相輸入端或者U3B的同相輸入端，自的是確保切換的可靠性。
參見圖3，數(shù)量眾多的小功率發(fā)光二極管1通過雙面PCB板2、導(dǎo)熱硅脂3、導(dǎo)熱云母布4、導(dǎo)熱硅脂5與齒狀鋁材散熱片6逐層結(jié)合。本散熱片采用的是擠型散熱片。擠型是散熱片制造中最廣泛使用的方式，產(chǎn)生鋸齒狀的鰭片以增加UK20^的效能，并具中有大約6的寬高比，由熱阻所構(gòu)成之網(wǎng)絡(luò)來看，共包括了由發(fā)光二極管芯片到封裝外殼的熱阻Rjc,由封裝外殼表面到PCB板到硅脂到導(dǎo)熱云母布到硅脂再到散熱片底部的熱阻Rcs,以及熱由散熱片底部傳到大氣中之熱阻Rsa三個(gè)部分。Rjc為封裝本身的特性，發(fā)光二極管在制造廠家完成封裝完成后此值就固定，因此選擇Rjc小的發(fā)光二極管。為減小Rcs，采用了大面積雙面敷銅PCB板、高效導(dǎo)熱硅脂和表面光滑云母布。散熱片的材料為鋁，鋁的熱傳導(dǎo)性可達(dá)
209W/m-K，加工特性佳，成本低。散熱片的包絡(luò)體積可由下式算出LogV=1.4x!ogW-0.8
式中，V為散熱片的包絡(luò)體積，單位咖3; W為輸入功率，單位W。在本發(fā)明中，一套散熱裝置的輸入功率為50W，即LogV-1.4xlogW-0.8亡1.4xlog50-0.8-1.4xl.7-0.8-1.58, V= 38cm3
本發(fā)明散熱片包絡(luò)體積為27x32x1-865 ci^遠(yuǎn)大于38cm3，保證了散
熱效果。在全功率工作狀態(tài)下，保證溫度不高于+4:rc。
權(quán)利要求
1、一種智能半導(dǎo)體照明燈，其特征是，設(shè)置交流220V/直流12V至25V自動(dòng)識別電路、直流供給正負(fù)極性自適應(yīng)電路、智能備份驅(qū)動(dòng)電路。
2、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的交流220V/直流12V至25V自動(dòng)識別電路采用自偶變壓器Tl,所述的直流12V至25V電壓經(jīng)過U3、 U5,設(shè)置由晶體管Ql驅(qū)動(dòng)繼電器J2， J2的觸點(diǎn)開關(guān)J2-l和J2-2串接在回路中吸合，使得VI通過B2供給主三端穩(wěn)壓器Ul 。
3、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的直流供給電壓正負(fù)極性自適應(yīng)電路，采用全橋B2，無論進(jìn)入B2輸入端的直流電壓正負(fù)極性如何，在B2的輸出端均得到l腳為正、3腳為負(fù)的直流電壓。
4、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的智能備份切換電路，采用數(shù)字比較器LM339、智能三端穩(wěn)壓器7810Ul、 U2,所述的數(shù)字比較器輸出端設(shè)置由晶體管D1、 D2驅(qū)動(dòng)的繼電器仏繼電器J的觸點(diǎn)開關(guān)J1-1、 Jl-2串接在電路中聯(lián)動(dòng)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的智能半導(dǎo)體照明燈，其特征是所述的半導(dǎo)體采用15°至90°不同發(fā)光角度的發(fā)光二極管進(jìn)行組合配光。
6、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的智能半導(dǎo)體照明燈，其特征是所述的半導(dǎo)體二極管采用小功率的二極管，所述小功率二極管的散熱方式通過雙面PCB板、導(dǎo)熱云母布、導(dǎo)熱硅脂與齒狀鋁材散熱片逐層結(jié)合。
全文摘要
智能半導(dǎo)體照明燈，其特征是采用不同發(fā)光角度的發(fā)光二極管進(jìn)行組合配光以滿足不同場合的照明要求，設(shè)置交流220V/直流12V至25V自動(dòng)識別電路，直流供給正負(fù)極性自適應(yīng)電路，并設(shè)置備份三端穩(wěn)壓器和散熱組合裝置的智能半導(dǎo)體照明裝置。本發(fā)明可以廣泛使用在各種照明場所，本發(fā)明環(huán)保、節(jié)能、高效、使用壽命長。
文檔編號H05B37/02GK101483948SQ20071013512
公開日2009年7月15日 申請日期2008年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月8日
發(fā)明者張曉云 申請人:張曉云