CN102269357A - 大功率白光led照明灯具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大功率白光LED照明灯具，包括带散热片的灯体，所述灯体内设有用于安装LED模块的光源室和用于安装AC/DC恒流驱动装置的电器室，所述光源室的顶部固定安装有透光罩，所述光源室的底部设有向光源室方向凸起的导光部，所述导光部由3～5个不同朝向的导光面组成，相邻两个导光面之间的夹角为钝角，导光面上安装有LED模块；所述电器室内安装有AC/DC恒流驱动装置，LED模块与AC/DC恒流驱动装置电连接。本发明具有良好的照明、节能、散热效果，并且能有效防止电磁干扰。
Description
技术领域
本发明涉及一种照明设备，特别涉及一种大功率白光LED照明灯具。
背景技术
LED照明灯的光源与传统的白炽灯、荧光灯和稀有气体放电灯的相比，由于具有光效较高、使用寿命长、采用安全电压供电、不含有毒重金属以及显色指数高等优点，且属于新型光源，发展潜力巨大，是未来传统光源理想的替代品。目前国内外虽有众多企业开发生产LED照明灯，其中多数LED照明灯均是用小功率LED 阵列作发光体，虽解决了散热问题，但需大量的小功率LED，且小功率LED 光衰强，安装成本高。尽管也有少数LED照明灯用大功率白光LED 作发光体，但其缺点在于：1.其功率达到一定量时LED 的散热效果不好，散光和聚光难以控制；2.其在地面照射面的照度范围和型态无法保证均衡；3.光电转换效率太低，每瓦只有几个流明。由于上述缺点致使该大功率白光LED照明灯的性能无法满足市场的需要，而高性能的产品价格又昂贵，难以推广普及。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种大功率白光LED照明灯具，其具有良好的照明、节能、散热效果，并且能有效防止电磁干扰。
本发明的技术方案是：一种大功率白光LED照明灯具，包括带散热片的灯体，所述灯体内设有用于安装LED模块的光源室和用于安装AC/DC 恒流驱动装置的电器室，所述光源室的顶部固定安装有透光罩，所述光源室的底部设有向光源室方向凸起的导光部，所述导光部由3～5个不同朝向的导光面组成，相邻两个导光面之间的夹角为钝角，导光面上安装有LED模块；所述电器室内安装有AC/DC 恒流驱动装置，LED模块与AC/DC 恒流驱动装置电连接。
所述光源室内壁设置有凹槽，凹槽的四周设有安装螺柱，透光罩通过螺栓固定安装在光源室顶部。
所述透光罩采用的材料为钢化玻璃。
所述LED模块的数量为3～5个，各个LED模块与导光面之间填充有导热介质。
所述电气室的顶部用螺栓固定有盖板。
所述灯体的一端设有用于安装灯杆的安装孔。
所述相邻两个导光面之间的夹角为120～170°。
所述导光部由3个不同朝向的导光面组成时，其中间一个导光面为水平面，水平面两端的导光面分别折转后向上延伸一段，形成第一、第二导光面，第一、第二导光面与水平面导光面分别呈120～170°夹角；导光部由5个不同朝向的导光面组成时，其中间一个导光面为水平面，水平面两端的导光面分别折转后向上延伸一段，形成第一、第二导光面，第一、第二导光面再向上折转延伸一段，形成第三、第四导光面，第三导光面与第一导光面之间呈钝角，第四导光面与第二导光面之间呈钝角，第一、第二导光面与水平面导光面之间的夹角大于第一、第二导光面与第三、第四导光面形成的夹角。
采用上述技术方案：所述带散热片的灯体由AA1070 型铝合金一次性压铸成型，灯体内设有用于安装LED模块的光源室和用于安装AC/DC 恒流驱动装置的电器室。光源室的底部设有向光源室方向凸起的导光部，该导光部由3～5个不同朝向的导光面组成，相邻两个导光面之间的夹角为120～170°，当导光部由3个不同朝向的导光面组成时，其中间一个导光面为水平面，水平面两端的导光面分别折转后向上延伸一段，形成第一、第二导光面，第一、第二导光面与水平面导光面分别呈120～170°夹角；当导光部由5个不同朝向的导光面组成时，其中间一个导光面为水平面，水平面两端的导光面分别折转后向上延伸一段，形成第一、第二导光面，第一、第二导光面再向上折转延伸一段，形成第三、第四导光面，第三导光面与第一导光面之间呈钝角，第四导光面与第二导光面之间呈钝角，第一、第二导光面与水平面导光面之间的夹角大于第一、第二导光面与第三、第四导光面形成的夹角。3～5个LED模块对应安装在导光部的导光面上，实现了多曲面配光，利用LED光源自身的导向性可以有效的控制光线的分布范围，使LED 模块发出的光成为一个长条形光带沿路面方向铺展。光源室的顶部固定安装有钢化玻璃透光罩，钢化玻璃透光罩采用TracePro电脑模拟设置配光，不仅使其能够对LED 模块发出的光进行最后收光，从而精确控制光的均匀度和周边发散，以达到最佳效果，并且还能起到防护作用。电器室内安装有AC/DC 恒流驱动装置，LED模块与AC/DC 恒流驱动装置电连接，使本发明通电后便可正常工作。
另外，本发明的电源、电路等均采用1-2577有机硅批覆涂料浸泡覆盖处理，具有抗酸碱腐蚀功能，经测试灯具在低浓度酸碱溶液中可正常发光，降低了单纯对密闭壳体防水的依赖，确保灯具可在多酸雨环境中使用。同时，在标准和环境允许的情况下，本发明还可设计成灯体内外气体交流，进一步增强散热效果。
本发明的有益效果是：
1）采用AC/DC 恒流驱动，有效防止电磁干扰，避免LED频闪和驱动电源导致LED光衰和影响寿命；
2）采用热导系数好、延展性能好的铝合金压铸多鳍片灯壳体，灯壳体与LED模块间充填低热阻介质，自主散热将LED 模块结温控制在摄氏60 度以下，无需配置散热器；
3）利用LED自身的导光性，采用多曲面配光和透镜配光相结合的配光设计，在符合标准的前提下根据需要控制光照范围和光照点强度，实现光照可控，进一步节约能耗；
4）灯具电源、电路采用1-2577有机硅批覆涂料浸泡覆盖处理，灯具在低浓度酸碱溶液中试验可正常发光，达到抗酸碱腐蚀功能，确保灯具可在多酸雨环境中使用而不影响性能。
附图说明
图1为本发明的爆炸示意图；
图2为本发明的灯具配光效果示意图；
图3为本发明的灯头配光结构示意图；
图4为本发明的导光面的一种结构简图；
图5为本发明的导光面的另一种结构简图。
附图中，1为灯体，1a为安装孔，2为散热片，3为光源室，3a为凹槽，3b为安装螺柱，4为电器室，4a为安装螺柱，5为LED模块，6为AC/DC 恒流驱动装置，7为透光罩，7a为固定孔，8为盖板，8a为固定孔，9为螺栓，10为灯杆，11为导光面，11a为水平面导光面，11b为第一导光面，11c为第二导光面，11d为第三导光面，11e为第四导光面。
具体实施方式
参见图1至图5，一种大功率白光LED照明灯具，包括带散热片2的灯体1，灯具的散热器通常都是选择金属材料作为散热材料，其主要具有以下优点：①导热性能好，相对其它固体材料，金属具有更好的热传导能力；②易于加工，延展性好，高温相对稳定，可采用各种加工工艺；③易获取，虽然金属也属不可再生资源，但供货量大，不需特殊工序，价格也相对低廉。由此确定了本发明的散热片选用金属材料制作，而金属材料的具体种类需通过热传导系数来确定。表1为散热片惯用材料与常见金属材料的热传导系数。
表1
| 金属材料 | 热传导系数 |
| 金 | 317 W/mK |
| 银 | 429 W/mK |
| 铜 | 401 W/mK |
| 铝 | 237 W/mK |
| 铁 | 48 W/mK |
| AA6061型铝合金 | 155 W/mK |
| AA6063型铝合金 | 201 W/mK |
| ADC12型铝合金 | 96 W/mK |
| AA1070型铝合金 | 226 W/mK |
| AA1050型铝合金 | 209 W/mK |
表1中热传导系数的单位为W/mK，即截面积为1 平方米的柱体沿轴向1 米距离的温差为1 开尔文（1K＝1℃）时的热传导功率。
虽然热传导系数越高越好，但同时还需要兼顾到材料的机械性能与价格。从表1中可以得出：1.金、银热传导系数很高，但由于质地柔软、密度过大以及价格过于昂贵而无法广泛采用；2.铁的热传导系数过低，无法满足高热密度场合的性能需要，不适合用于制作高性能散热片；3.铜的热传导系数尽管也很高，可碍于硬度不足、密度较大、成本较高、加工难度大等不利条件，在散热片中很少使用；4.铝作为地壳中含量最高的金属，因热传导系数较高、密度小、价格低而受到青睐，但由于纯铝硬度较小，在各种应用领域中通常会掺加各种配方材料制成铝合金，为此获得许多纯铝所不具备的特性，而成为了散热片加工材料的理想选择。
各种铝合金材料根据不同的需要，通过调整配方材料的成分与比例，可以获得各种不同的特性，适合于不同的成形、加工方式，应用于不同的领域。表1中列出的5种不同铝合金中：AA6061型铝合金与AA6063型铝合金具有较好的热传导能力与加工性，适合于挤压成形工艺，在散热片加工中被广为采用；ADC12型铝合金适合于压铸成形，但其热传导系数较低，在散热片加工中通常采用AA1070型铝合金代替，而AA1070型铝合金的加工机械性能方面不及ADC12型铝合金；AA1050型铝合金具有较好的延展性，适合于冲压工艺，多用于制造细薄的鳍片。
综上所述，本发明采用AA1070型铝合金材料一次性压铸成型来实现灯体1的制作。灯体1的一端设有用于安装灯杆10的安装孔1a，使本发明能够安装在灯杆10上使用。在本实施例中灯体1周边分布的散热片2为散热鳍片，当灯体1安装在灯杆10上使用时，散热鳍片与路面平行，使需要散发的热气与气流方向一致，不会因热气形成涡流而造成热气的滞留，从而使热气能够由流动的气流顺利带走，并以最快速度将热量散发，保证无需配置散热器的情况下达到散热效果，解决了灯具防护和散热的矛盾。灯体1内设有用于安装LED模块5的光源室3和用于安装AC/DC 恒流驱动装置6的电器室4，光源室3内壁设置有凹槽3a，凹槽3a的四周设有安装螺柱3b，透光罩7上设有与安装螺柱3b对应的固定孔7a，透光罩7通过螺栓9固定安装在光源室顶部。透光罩7采用钢化玻璃材料制作而成，通过TracePro电脑模拟设置配光，不仅使其能够对LED 模块发出的光进行最后收光，从而精确控制光的均匀度和周边发散，以达到最佳效果，而且透光罩7与光源室顶部采用硅橡胶条进行密封，防水防尘效果好，达到了IP65 的防护等级。所述光源室3的底部为吸热底，其上设有向光源室方向凸起的导光部，该导光部由3～5个不同朝向的导光面11组成，相邻两个导光面之间的夹角为钝角，在本实施例中相邻两个导光面之间的夹角为120～170°，当导光部由3个不同朝向的导光面组成时，其中间一个导光面为水平面11a，水平面两端的导光面分别折转后向上延伸一段，形成第一导光面11b、第二导光面11c，第一导光面11b、第二导光面11c与水平面导光面11a分别呈120～170°夹角；当导光部由5个不同朝向的导光面组成时，其中间一个导光面为水平面11a，水平面两端的导光面分别折转后向上延伸一段，形成第一导光面11b、第二导光面11c，第一导光面11b、第二导光面11c再向上折转延伸一段，形成第三导光面11d、第四导光面11e，第三导光面11d与第一导光面11b之间呈钝角，第四导光面11e与第二导光面11c之间呈钝角，第一导光面11b、第二导光面11c与水平面导光面11a之间的夹角大于第一导光面11b、第二导光面11c与第三导光面11d、第四导光面11e形成的夹角，3～5个不同功率的LED模块5 （LED模块5的型号为P100WW6410001004A）分别对应安装在导光部的导光面11上，安装形式可以是两侧导光面上的LED模块的功率比中间导光面上的LED模块功率大，分别兼顾不同的照射距离，实现了多曲面配光，利用LED光源自身的导向性可以有效的控制光线的分布范围，使LED 模块发出的光成为一个长条形光带沿路面方向铺展。LED模块5与导光面11之间填充有导热介质，如导热膏等，进一步增强了本发明的散热效果。电器室4内安装有AC/DC 恒流驱动装置6，LED模块5与AC/DC 恒流驱动装置6电连接，LED模块5通过导线与AC/DC 恒流驱动装置6连接，有效防止了电磁干扰，避免LED频闪和驱动电源导致LED光衰和影响寿命。电气室4的顶部用螺栓9固定有盖板8，由于电气室内壁的四周设有安装螺柱4a，盖板8的四周对应设有固定孔8a，使盖板8能够通过螺栓9固定安装在电器室4的顶部，并且盖板8的四周与电器室4的顶部同样采用硅橡胶条进行密封，以防水防尘。经申请人测试，采用上述结构制作的灯具96瓦左右的功率就能超过150瓦钠灯对路面的照明效果，节能效果显著。表2为本灯具的功率采用96W时的技术参数表（等效150W 金卤灯）。
表2
在使用过程中，由于本灯具的灯体1采用AA1070型铝合金材料一次性压铸成型，仅需将透光罩7和盖板8分别安装在灯体的光源室3和电器室4上，并通过硅橡胶条密封，便可达到IP65 的防护等级，使本发明的灯体1不存在渗水和防尘的问题。同时，灯体1上一体设有散热片2，且散热片2与光源室的吸热底压铸成一体，使得本发明具有吸热快、热阻小、散热顺畅、机械强度好等优点，能将LED 模块5的结温控制在60℃以下，无需配置散热器，节约了制作成本。
另外，本发明照明、节能、散热效果好，并且能有效防止电磁干扰和抗酸碱腐蚀，对室外及大型室内场所均适用。
Claims (8)
1.一种大功率白光LED照明灯具，其特征在于：包括带散热片（2）的灯体（1），所述灯体（1）内设有用于安装LED模块（5）的光源室（3）和用于安装AC/DC 恒流驱动装置（6）的电器室（4），所述光源室（3）的顶部固定安装有透光罩（7），所述光源室（3）的底部设有向光源室方向凸起的导光部，所述导光部由3～5个不同朝向的导光面（11）组成，相邻两个导光面之间的夹角为钝角，导光面（11）上安装有LED模块（5）；所述电器室（4）内安装有AC/DC 恒流驱动装置（6），LED模块（5）与AC/DC 恒流驱动装置（6）电连接。
2.根据权利要求1所述的大功率白光LED照明灯具，其特征在于：所述光源室（3）内壁设置有凹槽（3a），凹槽（3a）的四周设有安装螺柱（3b），透光罩（7）通过螺栓（9）固定安装在光源室顶部。
3.根据权利要求1所述的大功率白光LED照明灯具，其特征在于：所述透光罩（7）采用的材料为钢化玻璃。
4.根据权利要求1所述的大功率白光LED照明灯具，其特征在于：所述LED模块（5）的数量为3～5个，各个LED模块（5）与导光面（11）之间填充有导热介质。
5.根据权利要求1所述的大功率白光LED照明灯具，其特征在于：所述电气室（4）的顶部用螺栓固定有盖板（8）。
6.根据权利要求1所述的大功率白光LED照明灯具，其特征在于：所述灯体（1）的一端设有用于安装灯杆（10）的安装孔（1a）。
7.根据权利要求1所述的大功率白光LED照明灯具，其特征在于：所述相邻两个导光面之间的夹角为120～170°。
8.根据权利要求7所述的大功率白光LED照明灯具，其特征在于：所述导光部由3个不同朝向的导光面（11）组成时，其中间一个导光面为水平面（11a），水平面两端的导光面分别折转后向上延伸一段，形成第一、第二导光面（11b、11c），第一、第二导光面（11b、11c）与水平面导光面（11a）分别呈120～170°夹角；导光部由5个不同朝向的导光面（11）组成时，其中间一个导光面为水平面（11a），水平面两端的导光面分别折转后向上延伸一段，形成第一、第二导光面（11b、11c），第一、第二导光面（11b、11c）与水平面导光面（11a）分别呈120～170°夹角，第一、第二导光面（11b、11c）再向上折转延伸一段，形成第三、第四导光面（11d、11e），第三导光面（11d）与第一导光面（11b）之间呈钝角，第四导光面（11e）与第二导光面（11c）之间呈钝角，第一、第二导光面（11b、11c）与水平面导光面（11a）之间的夹角大于第一、第二导光面（11b、11c）与第三、第四导光面（11d、11e）形成的夹角。
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