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LED用U型光源模组机及其LED灯的研制

2019-10-21苏涛李廷宏

锦绣·上旬刊 2019年1期
关键词:灯罩模组底盘

苏涛 李廷宏

1、引言

LED是一种新型半导体固态光源,它是一种颗粒状发光元件,LED光源凭借环保、节能、寿命长、安全等众多优点,在打造节约、环保型社会的大环境下,早早已是照明行业的主流推广产品。对于制造企业来说,LED灯具产品开发制造的竞争,由前期的相对侧重于单个整灯光通量、光效率的竞争,转入侧重于产品可靠性的竞争或者同质化下的价格竞争,又或者系列产品的竞争。在众多LED灯架产品中,LED吸顶灯为工厂照明、商业照明、家居照明的一大绝好选择和深受广大消费者喜好,而现有的LED吸顶灯一般采用灯条拼接或整块灯板均匀分布LED灯珠的结构形式,存在组装复杂或者成本高的问题。如果单纯通过在灯内部局部采用整块灯板来实现发光,LED灯珠发光区不均匀,容易存在明显的暗区,例如一种采用U灯板结构简化,但U型灯板上LED灯珠分布不合理,光照不均匀,中心存在明显的暗区,影响LED吸顶灯的照明效果。

因此,我们通过深入研究U型光源及其灯珠结构,优化其光强分布,寻找无中心明显暗区的U型光源模组,并通过适合的U型光源模组来研制光照均匀、照明效果好、无明显中心暗区的U型光源LED吸顶灯。

2、U型光源模组

2.1 U型灯板灯珠分布研究

首先,我们系统分析了中心暗区的光学成因,建立了如图1和图2所示的2种中心灯珠光叠加增强的U型光源,图1为灯珠以U型板的中心线为对称轴,两侧LED灯珠中心轴对称分布,通过合适的灯珠分布结构就能得到中心光强得到叠加强化的U型光源。

图2为灯珠以U型板的中心点对称分布,对应的中心处的光强,也能通过适合的灯珠分布结构使得中心光强得到叠加强化。这样通过这2钟U型光源,我们就可以制得无中心暗区的光源模组。图3给出了图2的光源组件,在对应LED灯板上扣设固定U型光扩散透镜,制得对应U型光源模组。其中,U型光扩散透镜是用来将U型LED光源的发光进行扩散的,以保证U型光源的发光效果,保证光照均匀。U型光源的两对称伸出臂上LED灯珠对称分布设置,这样两伸出臂上的LED灯珠发出的光线能够分别向灯板中间扩散,这样中间位置的光强相互叠加而增强,这样就能有效解决中心暗区问题。

2.2 U型光源光强分布

图4给出了我们的两种分布灯珠的U型光源的光强示意图,从图4可以验证我们的设计合理的,U型板中心位置的光强因为轴对称或中心对称得到叠加补强,从图也可以明显看出,中心对称的光强叠加效果更优。这样的U型光源模组就能有效根本解决比如LED吸顶灯的中心明显暗区的技术问题,从而制得光照强度好、光照均匀、无中心暗区的低成本U型LED光源。

3、LED吸顶灯

通过上面的U型光源,我们就能进一步研制得到光照均匀、无暗区的LED吸顶灯。图5给出了我们的LED吸顶灯的结构爆炸图。该LED吸顶灯包括底盘、灯罩、驱动电源、固定装置及前述的U型光源模组。固定装置将U型光源模组安装于底盘上,固定装置还能将灯罩扣设于底盘上。驱动电源设置于底盘上,并与U型光源模组的多个LED灯珠电连接。底盘是用来承载U型光源模组的,灯罩是用来起防护作用的,以保证U型光源模组100的安全及防尘效果,同时,灯罩还具有透光的效果,U形光源模组的发光通过灯罩照射出,保证LED吸顶灯的照明效果。灯罩与底盘围设成容纳腔室,U型光源模组安装于容纳腔室中,并通过固定装置固定于底盘上,这样能够保证U型光源模组固定可靠,避免U型光源模组的位置发生窜动,保证照明效果。驅动电源能够与LED灯珠电连接,通过驱动电源为LED灯珠提供工作所需的工作电压,保证LED灯珠工作可靠。同时,U型光源模组通过对称设置在灯板111上的LED灯珠保证U型光源模组中间无暗区,实现LED吸顶灯整灯均匀发光。

固定装置包括安装扣及固定件。灯罩通过安装扣扣合于底盘上。U型光源模组通过固定件安装于底盘上。固定件是用于固定U型光源模组的,以保证U型光源模组可靠的固定在底盘上。较佳地,固定件为螺纹件。安装扣是用来将灯罩扣合于底盘上的,以保证灯罩固定可靠。再进一步地,驱动电源为非隔离式驱动电源。而且,驱动电源还与调光器电连接,通过调光器调节LED灯珠发光的强弱,继而实现LED光源亮度的调节。较佳地,驱动电源位于U型光源模组的中心位置,以便于驱动电源与LED灯珠电连接。再进一步地,LED吸顶灯还包括接地装置,接地装置与底盘接地连接。通过接地装置实现底盘的接地连接,保证LED吸顶的工作可靠,提高使用时的安全性。

4、结束语

通过我们的U型灯珠分布研究,我们制得了光照均匀、无中心暗区的U型LED光源模组,并通过该U型LED光源模组成功试制出对应的LED吸顶灯,U型光源结构简单,光照强度好、发光均匀性好、无暗区,成本低。

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