一種大功率高顯色性可調(diào)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(diào)光LED燈，其由上端蓋、出光窗口、主殼體、安裝在主殼體內(nèi)的若干側(cè)壁LED模組、鍍有半透半反光學(xué)薄膜并固定在主殼體中央腔體內(nèi)的上棱鏡臺(tái)和下棱鏡臺(tái)、下端LED模組和下殼體組成。每一側(cè)壁LED模組包括上、下兩個(gè)LED，分別為紅、綠、藍(lán)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(yīng)位置上。紅、綠、藍(lán)三種單色LED發(fā)出的光經(jīng)過上棱鏡臺(tái)和下棱鏡臺(tái)混光。各LED模組均與設(shè)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(dú)立的驅(qū)動(dòng)和控制電路分別驅(qū)動(dòng)和調(diào)節(jié)三種單色LED的發(fā)光強(qiáng)度，能根據(jù)環(huán)境靈活調(diào)節(jié)出射光中三基色的比例，適應(yīng)不同場(chǎng)合高顯色性要求。
【專利說明】—種大功率高顯色性可調(diào)光的LED燈【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光電【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種大功率高顯色性可調(diào)光的LED燈具。
【背景技術(shù)】
[0002]普通室內(nèi)外照明及攝影、攝像、博物館、水下等各種特殊照明場(chǎng)合對(duì)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(shù)含量較高，屬于高端產(chǎn)品，對(duì)于提高我國(guó)LED行業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)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(shí)現(xiàn)方法有三種:多基色熒光粉、RGB組合芯片或藍(lán)光芯片加多色熒光粉。這些方法都是在單個(gè)LED燈珠的封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)直接實(shí)現(xiàn)光的混合，制備出白光LED燈珠，然后再用單個(gè)或多個(gè)白光LED燈珠組合制備燈具產(chǎn)品。這類燈具的混光效果較為理想，但是光色質(zhì)量的調(diào)節(jié)困難，難以適應(yīng)照明環(huán)境的變化。例如，當(dāng)陸上照明條件下空氣質(zhì)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(shí)，燈具出射光中不同波長(zhǎng)的光被散射和吸收的相對(duì)程度也會(huì)變化。如果燈具的光色不能隨之有效調(diào)節(jié)，就將極大地影響實(shí)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(shí)，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(huì)導(dǎo)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(nèi)容】
[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、散熱快、大功率、可調(diào)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(shù)問題采用的技術(shù)方案是:一種大功率高顯色性可調(diào)光LED燈，其設(shè)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(nèi)側(cè)壁豎向設(shè)有若干凹槽，每一凹槽豎直平面上裝有一組側(cè)壁LED模組，每組側(cè)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(gòu)成；主殼體中央由上至下依次固定有上棱鏡臺(tái)、下棱鏡臺(tái)、及下端LED模組；所述上棱鏡臺(tái)和下棱鏡臺(tái)的外側(cè)表面上鍍有半透半反的光學(xué)薄膜，上棱鏡臺(tái)上的光學(xué)薄膜反射波長(zhǎng)大于630 nm的光而透射波長(zhǎng)小于600 nm的光，下棱鏡臺(tái)上的光學(xué)薄膜反射波長(zhǎng)大于490 nm的光而透射波長(zhǎng)小于450 nm的光,上棱鏡臺(tái)和下棱鏡臺(tái)的各個(gè)棱鏡面均與相應(yīng)棱鏡臺(tái)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(lán)光LED及配套反光杯構(gòu)成；所述主殼體中凹槽對(duì)應(yīng)的外壁上豎向設(shè)有槽壁散熱片，凹槽之間的外壁上也豎向設(shè)有槽間散熱片；所述下殼體外壁也設(shè)有散熱片，下殼體內(nèi)為電器腔體，內(nèi)置有LED驅(qū)動(dòng)及控制模塊；所述LED驅(qū)動(dòng)及控制模塊采用高精度恒流芯片，寬輸入電壓設(shè)計(jì)，通過脈沖寬度調(diào)制的PWM技術(shù)調(diào)光；整個(gè)驅(qū)動(dòng)和控制模塊分為紅光LED驅(qū)動(dòng)及控制電路、綠光LED驅(qū)動(dòng)及控制電路、下端LED驅(qū)動(dòng)及控制電路三個(gè)獨(dú)立的電路，分別用來控制紅光、綠光和下端LED模組中的藍(lán)光和白光LED。
[0007]在上述大功率高顯色性可調(diào)光LED燈結(jié)構(gòu)中，所述主殼體內(nèi)壁上設(shè)有上棱鏡臺(tái)和下棱鏡臺(tái)卡槽，所述上棱鏡臺(tái)和下棱鏡臺(tái)下底面的突角安裝在主殼體相應(yīng)的卡槽中，保證安裝后棱鏡臺(tái)在主殼體內(nèi)腔中不會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)；所述上棱鏡臺(tái)和下棱鏡臺(tái)的各棱鏡面中心點(diǎn)分別位于相應(yīng)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(diào)光LED燈結(jié)構(gòu)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(shè)有上端緩沖墊和出光窗口緩沖墊。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效果:采用上述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明大功率高顯色性可調(diào)光LED燈的出射光是由主殼體側(cè)壁LED模組中的紅光和綠光LED及下端LED模組中的藍(lán)光LED的出射光經(jīng)過上端棱鏡臺(tái)和下端棱鏡臺(tái)后混光，并由下端LED模組中的白光LED補(bǔ)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(lán)光LED的驅(qū)動(dòng)和控制電路相互獨(dú)立，出射光的光色可根據(jù)需要靈活調(diào)節(jié)，使燈具適應(yīng)不同的外界環(huán)境要求。
[0010]本發(fā)明又一優(yōu)點(diǎn)是上端蓋、主殼體和下殼體均采用高導(dǎo)熱材料。主殼體的內(nèi)側(cè)壁設(shè)計(jì)有凹槽結(jié)構(gòu)，凹槽對(duì)應(yīng)的外側(cè)壁及槽間的外側(cè)壁分別設(shè)有槽壁散熱片和槽間散熱片。將側(cè)壁LED模組通過導(dǎo)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(shè)有散熱片，下端LED模組工作時(shí)產(chǎn)生的熱量經(jīng)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(diǎn)是紅光和綠光LED安裝在主殼體的側(cè)壁，使燈具結(jié)構(gòu)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(shí)充分利用主殼體和下殼體進(jìn)行散熱，能保證光色的穩(wěn)定，并延長(zhǎng)燈具的使用壽命。整個(gè)燈具安裝方便，結(jié)構(gòu)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(shí)施例的立體分解示意圖。
[0013]附圖2為圖1之結(jié)構(gòu)裝配后的整體剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]附圖3為圖1之側(cè)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(biāo)號(hào)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(tái)；7.下棱鏡臺(tái)；8.側(cè)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(lán)光LED ；102.大功率白光LED ; 103.配套反光杯；104.鋁基板；105.穿引導(dǎo)線用通孔；106.安裝通孔；11.LED驅(qū)動(dòng)及控制模塊；111.紅光LED驅(qū)動(dòng)及控制電路；112.綠光LED驅(qū)動(dòng)及控制電路；113.下端LED驅(qū)動(dòng)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(shí)施方式】
[0017]參見附圖1-附圖4所示，系為本發(fā)明較佳實(shí)施例示意圖。本發(fā)明一種大功率高顯色性可調(diào)光LED燈，其設(shè)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(shè)有上端蓋緩沖墊3和出光窗口緩沖墊5。所述主殼體9內(nèi)側(cè)壁豎向設(shè)有若干凹槽90，每一凹槽豎直平面上裝有一組側(cè)壁LED模組8，每組側(cè)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(gòu)成。主殼體9每一處凹槽90結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁為豎直的平面，通過導(dǎo)熱膠固定一側(cè)壁LED模組8。主殼體9中央由上至下依次固定有上棱鏡臺(tái)6、下棱鏡臺(tái)7、及下端LED模組10。若干呈放射狀均勻分布的大功率藍(lán)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(gòu)成下端LED模組10。鋁基板104上設(shè)有若干安裝鎖緊螺釘14用的通孔106和若干穿引導(dǎo)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(tái)6和下棱鏡臺(tái)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(nèi)置有LED驅(qū)動(dòng)及控制模塊11。LED驅(qū)動(dòng)及控制模塊11采用高精度恒流芯片，寬輸入電壓設(shè)計(jì)，通過脈沖寬度調(diào)制的PWM技術(shù)調(diào)光。整個(gè)驅(qū)動(dòng)和控制模塊分為紅光LED驅(qū)動(dòng)及控制電路111，綠光LED驅(qū)動(dòng)及控制電路112和下端LED驅(qū)動(dòng)及控制電路113。下端LED驅(qū)動(dòng)及控制電路113同時(shí)驅(qū)動(dòng)和控制藍(lán)光LEDlOl和白光LED102。驅(qū)動(dòng)和控制電路111、112和113相互獨(dú)立，可以獨(dú)立調(diào)節(jié)紅光、綠光和藍(lán)光LED的發(fā)光強(qiáng)度，使混光以后得到的出射光具有高的顯色性且光色可調(diào)。LED驅(qū)動(dòng)及控制模塊11的具體組成結(jié)構(gòu)屬于現(xiàn)有技術(shù)，不再贅述。
[0018]如圖1、圖2所示，本發(fā)明中的光源由多組側(cè)壁LED模組8和下端LED模組10構(gòu)成，包含若干大功率LED。側(cè)壁LED模組8通過導(dǎo)熱膠直接安裝在主殼體9內(nèi)壁凹槽結(jié)構(gòu)的豎直平面上，大大減小了燈具的整體直徑和體積。使用時(shí)，側(cè)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(dǎo)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(shè)有槽壁散熱片91和槽間散熱片92，下殼體12外壁也設(shè)有散熱片121，保證良好的散熱，有效降低結(jié)溫，延長(zhǎng)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(nèi)壁上設(shè)有上棱鏡臺(tái)6和下棱鏡臺(tái)7卡槽93，所述上棱鏡臺(tái)6和下棱鏡臺(tái)7下底面的突角安裝在主殼體相應(yīng)的卡槽93中，保證安裝后棱鏡臺(tái)在主殼體內(nèi)腔中不會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)。上棱鏡臺(tái)6的外表面除上下底面外，均鍍有半透半反的光學(xué)薄膜，使其能夠反射波長(zhǎng)大于630nm的光而透射波長(zhǎng)小于600nm的光。上棱鏡臺(tái)6的各棱鏡面中心點(diǎn)分別位于相應(yīng)位置的紅光LED81的光軸上。下棱鏡臺(tái)7的外表面除上下底面外，均鍍有半透半反的光學(xué)薄膜，使其能夠反射波長(zhǎng)大于490nm的光而透射波長(zhǎng)小于450nm的光。下棱鏡臺(tái)7的各棱鏡面中心點(diǎn)分別位于相應(yīng)位置的綠光LED83的光軸上。下端LED模組10中的藍(lán)光LEDlOl發(fā)出的光透過上棱鏡臺(tái)6和下棱鏡臺(tái)7直接出射；側(cè)壁LED模組8中綠光LED83發(fā)出的光被下棱鏡臺(tái)7向上反射，并透過上棱鏡臺(tái)6出射；紅光LED81發(fā)出的光被上棱鏡臺(tái)6直接向上反射，并與綠光LED83和藍(lán)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(tái)6和下棱鏡臺(tái)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(bǔ)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(qū)動(dòng)和調(diào)節(jié)電路11能獨(dú)立控制紅光、綠光和藍(lán)光LED的發(fā)光強(qiáng)度，避免由于紅、綠、藍(lán)三種LED光衰的不同而使混合后的光不穩(wěn)定的問題，同時(shí)能靈活改變混光后出射光的光色，適應(yīng)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(lán)光LED的位置可以進(jìn)行互換。相應(yīng)地，上棱鏡臺(tái)6及下棱鏡臺(tái)7外表面所鍍的光學(xué)薄膜所允許透射和反射的光的波長(zhǎng)范圍需與相應(yīng)位置上LED的光色配合。但是由于紅、綠、藍(lán)三種LED的光衰和發(fā)光效率不同，在本實(shí)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(cè)壁LED模組8，大功率藍(lán)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(gòu)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(shí)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(lán)三種LED所需的驅(qū)動(dòng)電流，合理分配和利用能源，是較佳的實(shí)施方式。
[0021]這里需要說明的是，主殼體9壁面上可以有六個(gè)、八個(gè)或更多的凹槽結(jié)構(gòu)。相應(yīng)地，上棱鏡臺(tái)6和下棱鏡臺(tái)7需為六棱臺(tái)、八棱臺(tái)等，下端LED模組中的大功率藍(lán)光LEDlOl也應(yīng)為六個(gè)、八個(gè)或更多。同時(shí)，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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，科學(xué)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(shí)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(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種大功率高顯色性可調(diào)光LED燈，其設(shè)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(nèi)側(cè)壁豎向設(shè)有若干凹槽，每一凹槽豎直平面上裝有一組側(cè)壁LED模組，每組側(cè)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(gòu)成；主殼體中央由上至下依次固定有上棱鏡臺(tái)、下棱鏡臺(tái)、及下端LED模組；所述上棱鏡臺(tái)和下棱鏡臺(tái)的外側(cè)表面上鍍有半透半反的光學(xué)薄膜，上棱鏡臺(tái)上的光學(xué)薄膜反射波長(zhǎng)大于630 nm的光而透射波長(zhǎng)小于600 nm的光，下棱鏡臺(tái)上的光學(xué)薄膜反射波長(zhǎng)大于490 nm的光而透射波長(zhǎng)小于450 nm的光，上棱鏡臺(tái)和下棱鏡臺(tái)的各個(gè)棱鏡面均與相應(yīng)棱鏡臺(tái)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(lán)光LED及配套反光杯構(gòu)成；所述主殼體中凹槽對(duì)應(yīng)的外壁上豎向設(shè)有槽壁散熱片，凹槽之間的外壁上也豎向設(shè)有槽間散熱片；所述下殼體內(nèi)為電器腔體，內(nèi)置有LED驅(qū)動(dòng)及控制模塊；所述LED驅(qū)動(dòng)及控制模塊采用高精度恒流芯片，寬輸入電壓設(shè)計(jì)，通過脈沖寬度調(diào)制的PWM技術(shù)調(diào)光；整個(gè)驅(qū)動(dòng)和控制模塊分為紅光LED驅(qū)動(dòng)及控制電路、綠光LED驅(qū)動(dòng)及控制電路、下端LED驅(qū)動(dòng)及控制電路三個(gè)獨(dú)立的電路，分別用來控制紅光、綠光和下端LED模組中的藍(lán)光和白光LED。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率高顯色性可調(diào)光LED燈，其特征是:所述主殼體內(nèi)壁上設(shè)有上棱鏡臺(tái)和下棱鏡臺(tái)卡槽，所述上棱鏡臺(tái)和下棱鏡臺(tái)下底面的突角安裝在主殼體相應(yīng)的卡槽中；所述上棱鏡臺(tái)和下棱鏡臺(tái)的各棱鏡面中心點(diǎn)分別位于相應(yīng)位置的紅光LED和綠光LED的光軸上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率高顯色性可調(diào)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(shè)有上端緩沖墊和出光窗口緩沖墊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率高顯色性可調(diào)光LED燈，其特征是:所述下殼體外壁也設(shè)有散熱片。
【文檔編號(hào)】F21Y101/02GK103697417SQ201410015761
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2014年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月14日
【發(fā)明者】李宇杰, 杭春進(jìn), 孫江燕, 王春青, 常進(jìn), 劉曉慶, 邱東陽(yáng), 汪洋 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）