专利名称：光学实验用的黄光led光源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种物理学实验仪器，具体涉及是采用高亮度高纯度黄光发光二极管制作的光学实验专用光源。
背景技术：
在物理光学实验中，低压钠灯是常用的近似单色光源，其主要缺点是功率高，耗电量极大，发光效率低，且该光源须配置相应的变压器、镇流器来控制真空器件发光，体积大， 容易损坏。随着高亮度发光二极管(以下称LED)自身技术的不断发展和日益成熟，用LED 矩阵光源取代传统的气体光源既节能又环保，已成为当今最佳的选择。CN200620024930. 1 公告的“一种物理实验LED光源教学仪器”的专利技术，对这方面作出了有益的尝试。但该技术过于笼统，未明确用何种有色光LED，未考虑到不同颜色的LED矩阵制作的光源谱线成分不同，究竟用何种LED代替汞灯，何种LED代替钠灯都需要精确测定和分析。况且不同色光LED的标准工作电流、工作电压、发光强度差别很大，驱动电路设计完全不同，不能一概而论。另外该设计采用恒压源供电，没有保护电路，会造成LED光源不稳定，效率低，维护不便等缺陷。同时上述专利未明确LED矩阵的空间安装架构，作为一种教学仪器而言，其整体结构不完整。
实用新型内容针对现有技术的上述不足，本实用新型要解决的技术问题是设计一种高亮度高纯度用于光学实验的黄光LED光源。解决该技术问题所采用的技术方案是本光学实验用的黄光LED光源，包括由发光二极管、基板和连接导线组成的模块、 驱动电路组成。模块共设两块，其尺寸大小、LED的个数与排列方式相同，背靠背地安装在灯架上，众LED的发光面朝外，灯架固定在灯座上，开关和驱动电路安装在灯座上；选用的LED 为黄色LED，它们在每块模块中都作4X8的矩阵排列。本光学实验用的黄光LED光源，其驱动电路采用低压恒流源，由变压器、整流滤波电路、恒流驱动芯片和模块连接电路组成。本实用新型的有益效果是由于采用高亮度高纯度黄光LED制作的光源亮度高、 单色性好、耗电量低，用于实验教学效果理想，完全可以取代传统的钠光灯，达到节能降耗的目标。同时本LED光源价格远远低于钠光灯的价格，使用时间又远远高于钠光灯，性价比较高。本实用新型确定采用黄光LED光源，指明是替代低压钠灯，方向明确，各项设计有的放矢，整体的安装框架完整，可操作性强。
图1为本实用新型结构示意图。图2为本实用新型一个LED矩阵单元的电路原理图。图3为本实用新型电路框架图。
3[0012]图4为本实用新型驱动电路原理图。
具体实施方式
本实用新型下面结合实施例并参照附图予以阐明首先要选择最合适的LED，选用的黄光LED要求半值角V、直径5mm、波长587nm、带宽12nm、在标准工作电流20mA下发光强度为20坎德拉(cd)。参见图1，将上述黄光LED按4X8矩阵形式排列。图2显示了 LED的连接方式为先并联后串联，即每列中的8颗LED均采用并联方式连接，列和列之间采用串联方式连接。同时在每一列中并联一个稳压二极管8，以保护LED防止击穿。将各LED 按上述排列安装在电路板上组成一个4X8的LED矩阵单元模块4、5。如上所述的LED矩阵单元模块共设两块，其尺寸大小、LED的个数与排列方式相同，背靠背地安装在灯架6上，众LED的发光面朝外，灯架固定在灯座1上，开关2和驱动电路3安装在灯座1上；选用的LED为黄色LED7，它们在一块模块4或5中作4X8的矩阵排列。在一个灯具上安装两块LED矩阵模块的优点是提高了光源利用率，即两套实验仪器可共用一个光源，且互不干扰。
参见图3，本实用新型的驱动电路采用了低压恒流源，由变压器9、桥式整流滤波电路10、恒流驱动芯片11和模块连接电路12组成。如图4所示，变压器采用成品电源变压器，参数为220V/12V、8W。VD1-VD4为硅整流二极管，采用1N4007。Cl是滤波电容， 采用电解电容，型号为220uF/25V。ICl为恒流驱动芯片，采用目前应用广泛，廉价且性能比较稳定的PT4115。D5为续流二极管，由于工作在高频脉冲下，故采用肖特基二极管ssllO。 Ll是整流电感，设计为50uH。Rs为取样电阻，控制PT4115输出电流大小，一般用以下公式计算Rs = 0. 1/I0UT。由于两块LED矩阵模块正常工作需电流320mA，故Rs取0.3125 Ω。 ΡΤ4115的DIM端可外接PWM脉冲或直流电压调光，由于本设计不用调光，故DIM端悬空。
权利要求1.一种光学实验用的黄光LED光源，包括由发光二极管、基板和连接导线组成的模块 (4,5)、驱动电路组成，其特征是模块共设两块，其尺寸大小、LED的个数与排列方式相同，背靠背地安装在灯架(6)上，众LED的发光面朝外，灯架固定在灯座(1)上，开关( 和驱动电路C3)安装在灯座(1)上；选用的LED为黄色LED(7)，这些黄色的LED在每块模块中都作4X8的矩阵排列。
2.如权利要求1所述的光学实验用的黄光LED光源，其特征是所说的驱动电路(3)采用低压恒流源，由变压器(9)、整流滤波电路(10)、恒流驱动芯片(11)和模块连接电路(12) 组成。
专利摘要一种光学实验用的黄光LED光源，包括由发光二极管、基板和连接导线组成的模块(4、5)、驱动电路组成。其特征是模块共设两块，其尺寸大小、LED的个数与排列方式相同，背靠背地安装在灯架(6)上，众LED的发光面朝外，灯架固定在灯座(1)上，开关(2)和驱动电路(3)安装在灯座(1)上；选用的LED为黄色LED(7)，它们在每块模块(4)或(5)中都作4×8的矩阵排列。本黄色LED光源用于实验教学，以替代价格昂贵、耗电多、使用寿命短的低压钠灯，相比于对比专利，因采用的是黄色LED光源，替代钠灯，方向明确，各项设计有的放矢，整灯的安装架构完整，容易推广实施。
文档编号F21S2/00GK202252936SQ20112013694
公开日2012年5月30日 申请日期2011年4月27日 优先权日2011年4月27日
发明者周益民, 徐一清, 戴朝卿 申请人:浙江农林大学