Led照明灯散热优化与光学设计系统的制作方法

文档序号:2953383阅读:119来源:国知局
专利名称:Led照明灯散热优化与光学设计系统的制作方法
技术领域
伴着科技创新的日新月异,人类对绿色环保的追求日趋强烈,可持续发展成为全社会的永恒主题。与人们生活密切相关的绿色照明一发光二极管(light emitting diode,LED),因其节能、环保等诸多优点,被认为是最有可能替代白炽灯的第四代照明光源,受到广泛瞩目。但散热与光强问题成了 LED照明灯发展与普及道路上的绊脚石。迄今为止,国内外对LED照明灯的散热与光强问题进行了大量研究,提出了多种优化与设计方法。本发明--LED照明灯散热优化与光学设计系统结合热学理论及实际模型测试结果,确定合理尺寸,并采用优化后的非均匀布灯方式,即从灯具中心处向两边逐渐减小相邻两颗LED之间的间距,从而在减少中心温差的同时,降低整个灯板的平均温度,提高散热效率;基于光学原理,采用能形成矩形光斑的复眼透镜光学组对光源进行二次配光,采用底座 倾角对光分布进行三次调整,从而在实现均匀照明的同时又保证了高的光利用率,提升发光强度。立足热学与光学理论基础对LED照明灯进行设计,运用实际模型测试结果进一步优化,可靠性高,成本低,在经久耐用的质量要求上又实现了节能环保的理念,可以广泛应用于公共交通的晚间路灯照明,也可以作为特殊场合的高亮探照灯使用。
背景技术
目前LED在工作过程中产生热量,这些热量如果不能迅速耗散而积聚起来,导致LED芯片的温度过高,将引起其电、光、色等性能发生变化,严重影响LED的工作性能。且单颗LED芯片的功率不大,光效不高,光通量无法满足通用照明所要求的接近1000流明的标准。如何通过优化设计,实现最大散热量与高亮度成为LED照明技术的一个重要研究课题。
发明内容本发明所要解决的技术问题是,通过对LED照明灯的散热优化与光学设计,实现最大散热量与高亮度,且工作可靠性高,制作成本低,节能环保。本发明采用的技术方案是可接入220V交流电,且主芯片组为经过散热优化后的采用非均匀布灯方式的LED阵列(2),发光的同时提高LED照明灯的散热效率。所发出的光线经过包裹在外部的二次配光的复眼透镜光学组(3)和底座倾角设计的三次调整(4),达到高亮度照明的同时使路面的光照度非常均匀。主芯片组为经过散热优化后的采用非均匀布灯方式的LED阵列(2),从灯具中心处向两边逐渐减小相邻两颗LED之间的间距,从而在减少中心温差的同时,降低整个灯板的平均温度,提高散热效率。LED照明灯二次配光的复眼透镜光学组(3),当光源发出的光线由中央准直透镜和抛物面反射器调制后,形成一束平行于主光轴的准直光束入射到复眼透镜的内表面,复眼透镜上的每个微透镜单元将入射的平行光调制成出射角度为26°的光束射出至路面,实现闻売度。三次调整的底座倾角设计(4),将不同排的LED倾斜不同的角度,使得它们负责路面上不同区域的照明,从而使路面的光照度非常均匀。

图I是本发明的整体结构框图;图2是采用非均匀布灯方式的LED阵列示意图;图3是LED照明灯二次配光的复眼透镜光学组结构图;图4是三次调整的底座倾角设计示意图。
具体实施方式
下面结合实例和附图对本发明-LED照明灯散热优化与光学设计系统作详细说 明。如图I所示,将220V交流电接入电源导线,供给主芯片组为经过散热优化后的采用非均匀布灯方式的LED阵列(2),使LED照明灯提高散热效率。所发出的光线经过二次配光的复眼透镜光学组(3)和底座倾角设计的三次调整(4),达到高亮度照明的同时使路面的光照度非常均匀。如图2所示,是主芯片组为经过散热优化后的采用非均匀布灯方式的LED阵列,从灯具中心处向两边逐渐减小相邻两颗LED之间的间距,从而在减少中心温差的同时,降低整个灯板的平均温度,提高散热效率。如图3所示,是LED照明灯二次配光的复眼透镜光学组,当光源发出的光线由中央准直透镜和抛物面反射器调制后,形成一束平行于主光轴的准直光束入射到复眼透镜的内表面,复眼透镜上的每个微透镜单元将入射的平行光调制成出射角度为26°的光束射出至路面,实现闻売度。如图4所示,是三次调整的底座倾角设计,将不同排的LED倾斜不同的角度,使得它们负责路面上不同区域的照明,从而使路面的光照度非常均匀。
权利要求1.LED照明灯散热优化与光学设计系统,其特征在于还设置有可接入220V交流电,且主芯片组为经过散热优化后的采用非均匀布灯方式的LED阵列(2),发光的同时提高LED照明灯的散热效率,所发出的光线经过包裹在外部的二次配光的复眼透镜光学组(3)和底座倾角设计的三次调整(4),达到高亮度照明的同时使路面的光照度非常均匀。
2.根据权利要求I所述的LED照明灯散热优化与光学设计系统,其特征还在于,所述的主芯片组为经过散热优化后的采用非均匀布灯方式的LED阵列(2),从灯具中心处向两边逐渐减小相邻两颗LED之间的间距,从而在减少中心温差的同时,降低整个灯板的平均温度,提高散热效率。
3.根据权利要求I所述的LED照明灯散热优化与光学设计系统,其特征还在于,所述的LED照明灯二次配光的复眼透镜光学组(3),当光源发出的光线由中央准直透镜和抛物面反射器调制后,形成一束平行于主光轴的准直光束入射到复眼透镜的内表面,复眼透镜上的每个微透镜单元将入射的平行光调制成出射角度为26°的光束射出至路面,实现高亮度。
4.根据权利要求I所述的LED照明灯散热优化与光学设计系统,其特征还在于,所述的三次调整的底座倾角设计(4),将不同排的LED倾斜不同的角度,使得它们负责路面上不同区域的照明,从而使路面的光照度非常均匀。
专利摘要本实用新型是一种LED照明灯散热优化与光学设计系统,包括有主芯片组为经过散热优化后的采用非均匀布灯方式的LED阵列(2),LED照明灯二次配光的复眼透镜光学组(3),三次调整的底座倾角设计(4);采用优化后的非均匀布灯方式,即从灯具中心处向两边逐渐减小相邻两颗LED之间的间距,从而在减少中心温差的同时,降低整个灯板的平均温度,提高散热效率;采用能形成矩形光斑的复眼透镜光学组对光源进行二次配光,采用底座倾角对光分布进行三次调整,从而在实现均匀照明的同时又保证了高的光利用率,提升发光强度;可靠性高,成本低,在经久耐用的质量要求上又实现了节能环保的理念,可以广泛应用于公共交通的晚间路灯照明,也可以作为特殊场合的高亮探照灯使用。
文档编号F21V13/04GK202561693SQ20122014022
公开日2012年11月28日 申请日期2012年4月6日 优先权日2012年4月6日
发明者李劲松, 张献, 金亮, 杨庆新, 李阳 申请人:天津工业大学
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