一种条形灯的制作方法
【专利摘要】一种条形灯，包括外壳、LED光源、LED基板和电源线，外壳为一体成型的条形型材，且设有滑槽；每三个LED光源和一个电阻串联构成一发光单元，LED基板上设置有多个发光单元以及条形灯的控制电路，且LED基板设置于滑槽内，LED基板具有一层铜板和一层铝合金板，铜板和铝合金板通过高压成型而贴合为一体，本发明的LED基板通过采用铜板与铝合金板通过高压成型而贴合为一体，且铝合金板采用特定组分及含量的协同作用，使铝合金本身具有良好的散热性能，且在发光单元内设置电阻，限制了流过LED灯的电流，使得LED灯端的电压不会过大，进一步改善了散热性能，从而保证了LED灯的使用寿命。
【专利说明】-种条形灯
【技术领域】：
[0001] 本发明涉及一种照明灯具，具体涉及一种条形灯。
【背景技术】：
[0002] LED是一种具有二极管特性的可以将电能转化为光能的电子器件。LED灯具在照 明领域中拥有最被看好的发展前景，其突出优点在于：发光效率高，目前大功率LED光效可 达120流明/瓦，远景发展可达150-200流明/瓦（白炽灯、卤钨灯光效为12-24流明/瓦， 荧光灯为50-70流明/瓦，钠灯为90-140流明/瓦，其大部分电能变成热量损耗）；光的单 色性好、光谱窄，无需过滤可直接发出有色可见光；其耗电量少，在同样照明效果情况下，耗 电量是白炽灯泡的八分之一，荧光灯管的二分之一；使用寿命长，平均寿命达10万小时；安 全可靠性强、有利于环保（冷光源发热量低，无热辐射，可以安全触摸，便于安装和维护；不 含汞、钠等危害健康的元素，废弃物可回收）。
[0003] 而散热是大功率LED封装的关键技术之一，散热不良将严重影响LED灯的出光效 率、亮度和可靠性。目前，LED灯具壳体散热模块设计的不足之处主要表现在：（1)散热表面 积有限，（2)散热片暴露在外容易积灰，或被酸雨腐蚀，达不到与LED路灯同样的寿命，（3) LED灯具散热器外为了美观等通常设有塑料灯罩等，影响空气的对流，使散热器的散热效果 达不到理想状态。所以铝合金基板材料散热性能的好坏直接决定了大功率LED元件的性 能。然而目前的铝合金型材在导热性方面明显不足，特别对于大功率LED灯具而言，难以满 足其散热要求。
【发明内容】
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[0004] 本发明的目的在于解决现有技术中的不足，提供一种散热性能良好的条形灯，其 具体技术方案如下：
[0005] -种条形灯，包括外壳、LED光源、LED基板和电源线，其特征在于：所述外壳为 一体成型的条形型材，且设有滑槽；每三个LED光源和一个电阻串联构成一发光单元， 所述LED基板上设置有多个发光单元以及条形灯的控制电路，且所述LED基板设置于滑 槽内，所述电源线电连接于LED基板上，所述LED基板具有一层铜板和一层铝合金板，所 述铜板和铝合金板通过高压成型而贴合为一体，所述铝合金板的重量百分组成为：Si : 0· 30-1. 00%，Fe :0· 20-0. 30%，且 Si+Fe :0· 60-1. 00%，Mg :0· 5-1. 7%，Cu :0· 10-0. 20%， Zn ：0. 05-0. 15%, Mn ：0. 05-0. 15%, Ag ：0. 30-0. 60%, La ：0. 01-0. 02%, Nd ：0. 01-0. 02%, Tb :0· 01-0. 015 %，余量为 Al。
[0006] 铝合金中的合金元素是影响其导热性能的主要因素，合金元素对铝合金导热性能 的影响取决于元素的加入量和其存在的形式。本发明条形灯LED基板所用的铝合金中的主 要合金元素是为了改善合金强度而加入的Mg和Si,当镁硅质量比1. 7左右时恰好生产强 化相Mg2Si，且铁为0. 20-0. 30 %时，可显著提高合金的导热能力，进而提高LED基板的散热 性。尽管镁是铝合金中最常见的强化元素，通常每含量较低时，合金的热导率较高而强度稍 低。当镁硅比值较大时，过剩的镁不仅削弱了 Mg2Si的强化机制，还增加了自身在铝基体中 的固溶度，导致合金的导热性能下降。当镁硅比值约1. 7时，过剩的微量Si刚好和Fe弥散 分布于铝基体中，二者形成β (Al9Fe2Si2)粗大相的几率很小，所以合金的导热性能较好。若 当硅过剩量较多时，过剩的硅不仅固溶于铝基体中，并且与铁比值适当时，极易向化合态的 β相转化，会导致合金导热性能下降。同时LED基板的铝合金中还含有适量的Cu、Zn、Μη、 Ag,其中少量的Cu可以提高合金的机械性能，少量的Zn与Ag形成强化Ag2Zn提高合金的 强度，适量Mn能阻止铝合金的再结晶过程，提高再结晶温度，显著细化再结晶晶粒，且可以 溶解杂质铁，减小铁的有害作用，但是过量的Mn易生产Al-Si-Fe-P四元化合物，容易形成 硬点并降低导热性，进而影响散热性，因此，通过各元素之间产生的协同作用，不仅提高LED 基板合金的导热性，同时保证LED基板的机械性能，进而延长基板的使用寿命。
[0007] 本发明LED基板的铝合金中还加入了稀土添加剂La、NcU Tb,经不断试验发现，在 LED基板的铝合金中加入稀土添加剂可明显改善组织性能，使晶粒均匀，晶界偏析与夹杂数 量少，组织致密。且稀土添加剂还具有以下几方面作用：一、可作为铝合金的精炼剂，对熔体 具有除气作用，大大减少组织中的针孔率；二、降低铝合金的杂质含量，加强合金化的强度， 组织较致密；三、对铸态组织具有变质作用，有效控制过剩元素的固溶度，提高合金的导热 性能，进而提高其散热性，因为稀土添加剂La、NcU Tb能与Fe、Si等合金元素生产过渡性化 合物。
[0008] 作为优选，所述LED基板中铜板的厚度为0.2_0.8mm，铝合金板的厚度为 L 〇-L 4mm〇
[0009] 作为优选，所述LED基板中铝合金板的重量百分组成为：Si :0.40-0.80%, Fe : 0· 20-0. 25%，且 Si+Fe :0· 60-1. 00%，Mg :0· 5-1. 5%，Cu :0· 12-0. 18%，Zn :0· 05-0. 12%， Mn :0.08-0. 15 %，Ag :0.30-0. 50 %, La ：0. 01-0. 015 % , Nd ：0. 015-0. 02 % , Tb ： 0· 01-0. 015%，余量为 A1。
[0010] 优选的，所述滑槽是由所述外壳两侧内相对设凸棱而形成的U形槽。
[0011] 优选的，所述条形灯的控制电路，所述条形灯的控制电路，包括整流滤波单元、电 源保护单元、LED驱动单元以及输出单元，所述整流滤波单元分别与电源保护单元和LED驱 动单元电连接，所述LED驱动单元与输出单元电连接；
[0012] 当接入电源后，电压经整流滤波单元整流滤波后传输给LED驱动单元以及输出单 元，当LED驱动单元被激活后，LED驱动单元驱动激活LED灯，输出单元接收经整流滤波单 元后的电压并经输出单元的减压滤波后输出给LED灯。
[0013] 进一步的，所述整流滤波单元包括AC-DC转换芯片以及由电感L2和电阻R2并联 构成的第二滤波单元；所述电源保护单元包括压敏电阻RV、热敏电阻NTC、由电感Ll和电阻 Rl并联构成的第一滤波单元以及由电感L3和电阻R3并联构成的第三滤波单元；电源正极 与保险丝串联后分别连第一滤波单元和压敏电阻RV，压敏电阻RV的另一端分别连电源负 极和热敏电阻NTC，热敏电阻NTC与第三滤波单元串联后连至AC-DC转换芯片的输入一端 引脚，所述第一滤波单元的另一端连至AC-DC转换芯片的输入另一端引脚；所述AC-DC转 换芯片的输出正极连第二滤波单元，第二滤波单元的输出端分别连LED驱动单元和输出单 J Li 〇
[0014] 进一步的，所述LED驱动单元包括LED驱动芯片，所述LED驱动芯片的电源端经串 联电阻R6和电阻R4后连第二滤波单元的输出端，且电源端还连接有保护的接地电容C7 ; 所述LED驱动芯片的保护电压调节端经电阻R13后接地，LED驱动芯片的电流采集端接并 联的电流检测电阻RSl和电阻RS2后接地，LED驱动芯片的内部MOS管的漏极分别连二极 管D3的正极和储能电感Tl的输入，LED驱动芯片的其他引脚均接地，所述线圈Tl的输出 连输出单元。
[0015] 进一步的，所述输出端元包括变压器和发光组，变压器的输入端的正极引脚连整 流滤波单元的输出，压器的输入端的负极引脚连储能电感Tl的输出，且变压器输入端引脚 之间并联有电容C4和电阻R5,变压器输出端的引脚连接并联的发光组。
[0016] 具体的，当接入电源后，电流经第一滤波单元的滤波，后经AC-DC转换芯片后从交 流转换成直流，并经过第二滤波单元的滤波输出稳定的直流电，经电阻R4和R6分压后传输 至LED驱动芯片的电源端并启动芯片，LED驱动芯片输出脉冲，LED驱动芯片的内部MOS管 的导通，流经储能电感Tl的电流从零上升储能，且第二滤波单元的输出电压经变压器输出 给发光组，当LED驱动芯片零输出的时候，MOS管关断，储能电感Tl上的电流释放，经二极 管D3续流给变压器，经变压器降压后，提供发光组所需的电压。
[0017] 本发明与现有技术相比的有益效果：本发明的LED基板通过采用铜板与铝合金板 通过高压成型而贴合为一体，且铝合金板采用特定组分及含量的协同作用，使铝合金本身 具有良好的散热性能，代替了额外铺设散热片的工序，节省了制造材料，降低了生产成本， 且在发光单元内设置电阻，限制了流过LED灯的电流，使得LED灯端的电压不会过大，进一 步改善了散热性能，从而保证了 LED灯的使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】：
[0018] 图1是本发明条形灯的爆炸图；
[0019] 图2是本发明控制条形灯的电路图。
[0020] 图中：外壳ULED光源2、LED基板3、电源线4、滑槽5、电阻6、整流滤波单元7、电 源保护单元8、LED驱动单元9、输出单元10。
【具体实施方式】：
[0021] 以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述， 但本发明并不限于这些实施例。
[0022] 如图1所示，本发明涉及一种条形灯，包括外壳ULED光源2、LED基板3和电源 线4,所述外壳1为一体成型的条形型材，且设有滑槽5且本发明中滑槽5由外壳1两侧内 相对设凸棱形成的U形槽；每三个LED光源2和一个电阻6串联构成一发光单兀,LED基板 3上设置有条形灯的控制电以及多个发光单元路，在发光单元内设置电阻，限制了流过LED 灯的电流，使得LED灯端的电压不会过大，进一步改善了散热性能，从而保证了 LED灯的使 用寿命。本发明含有四个发光单元，且LED基板设置于滑槽内，所述电源线电连接于LED基 板上。
[0023] 其中，所述LED基板具有一层铜板和一层铝合金板，所述铜板和铝合金板通 过高压成型而贴合为一体，所述铝合金板的重量百分组成为：Si :0.30-1.00 %, Fe: 0· 20-0. 30%，且 Si+Fe :0· 60-1. 00%，Mg :0· 5-1. 7%，Cu :0· 10-0. 20%，Zn :0· 05-0. 15%， Mn ：0. 05-0. 15%, Ag ：0. 3〇-〇. 60%, La ：0. 01-0. 02%,Nd ：0. 01-0. 02%, Tb ：0. 01-0. 015%, 余量为Al。
[0024] 作为优选，所述LED基板中铜板的厚度为0.2_0.8mm，铝合金板的厚度为 L 〇-L 4mm〇
[0025] 实施例1 :所述LED基板具有一层厚度为0· 6mm的铜板和一层厚度为I. 2mm的铝 合金板，所述铜板和铝合金板通过高压成型而贴合为一体，所述铝合金板的重量百分组成 为：Si :0· 7%，Fe :0· 25%，Mg :1· 2%，Cu :0· 15%，Zn :0· 08%，Mn :0· 10%，Ag :0· 50%，La : 0· 015%，Nd :0· 015%，Tb :0· 012%，余量为 A1。
[0026] 实施例2 :所述LED基板具有一层厚度为0. 2mm的铜板和一层厚度为I. Omm的铝合 金板，所述铜板和铝合金板通过高压成型而贴合为一体，所述铝合金板的重量百分组成为： Si ：0. 30%, Fe ：0. 30%, Mg ：0. 52%, Cu ：0. 20%, Zn ：0. 05%, Mn ：0. 15%, Ag ：0. 30%, La ： 0· 02%，Nd :0· 01%，Tb :0· 015%，余量为 A1。
[0027] 实施例3 :所述LED基板具有一层厚度为0. 8mm的铜板和一层厚度为I. 4_的铝 合金板，所述铜板和铝合金板通过高压成型而贴合为一体，所述铝合金板的重量百分组成 为：Si :1. 00%，Fe :0· 20%，Mg :1. 7%，Cu :0· 10%，Zn :0· 15%，Mn :0· 05%，Ag :0· 60%，La : 0· 01%，Nd :0· 02%，Tb :0· 01%，余量为 Al。
[0028] 实施例4 :所述LED基板具有一层厚度为0· 5mm的铜板和一层厚度为I. Imm的铝 合金板，所述铜板和铝合金板通过高压成型而贴合为一体，所述铝合金板的重量百分组成 为：Si :0· 70%，Fe :0· 22%，Mg :1. 2%，Cu :0· 18%，Zn :0· 08%，Mn :0· 12%，Ag :0· 40%，La : 0· 012%，Nd :0· 017%，Tb :0· 013%，余量为 Al。
[0029] 将实施例1-4中的LED基板分别通过称取原料、熔融、除气除渣、压制成铝合金板 材,再经热处理,接着与铜板高压成型而贴合为一体,并对实施例1-4中的LED基板进行性 能测试，测试结果如表1所示。
[0030] 表1 :实施例1 -4中的LED基板的性能测试
[0031]
【权利要求】
1. 一种条形灯，包括外壳、LED光源、LED基板和电源线，其特征在于：所述外壳为一体 成型的条形型材，且设有滑槽；每三个LED光源和一个电阻串联构成一发光单元，所述LED 基板上设置有多个发光单元以及条形灯的控制电路，且所述LED基板设置于滑槽内，所述 电源线电连接于LED基板上，所述LED基板具有一层铜板和一层铝合金板，所述铜板和铝合 金板通过高压成型而贴合为一体，所述铝合金板的重量百分组成为：Si :0. 30-1. 00%，Fe : 0? 20-0. 30%，且 Si+Fe :0? 60-1. 00%，Mg :0? 5-1. 7%，Cu :0? 10-0. 20%，Zn :0? 05-0. 15%， Mn ：0. 05-0. 15%, Ag ：0. 3〇-〇. 60%, La ：0. 01-0. 02%,Nd ：0. 01-0. 02%, Tb ：0. 01-0. 015%, 余量为Al。
2. 如权利要求1所述的一种条形灯，其特征在于：所述LED基板中铜板的厚度为 0. 2-0. 8mm，错合金板的厚度为1. 0-1. 4mm。
3. 如权利要求1所述的一种条形灯，其特征在于：所述LED基板中铝合金板的重量百 分组成为：Si :0? 40-0. 80%，Fe :0? 20-0. 25%，且 Si+Fe :0? 60-1. 00%，Mg :0? 5-1. 5%，Cu : 0. 12-0. 18%, Zn ：0. 05-0. 12%, Mn ：0. 08-0. 15%, Ag ：0. 3〇-〇. 50%, La ：0. 01-0. 015%, Nd ： 0? 015-0. 02%，Tb :0? 01-0. 015%，余量为 Al。
4. 如权利要求1所述的一种条形灯，其特征在于：所述滑槽是由所述外壳两侧内相对 设置凸棱形成的U形槽。
5. 如权利要求1所述的一种条形灯，其特征在于：所述条形灯的控制电路，包括整流滤 波单元、电源保护单元、LED驱动单元以及输出单元，所述整流滤波单元分别与电源保护单 元和LED驱动单元电连接，所述LED驱动单元与输出单元电连接； 当接入电源后，电压经整流滤波单元整流滤波后传输给LED驱动单元以及输出单元， 当LED驱动单元被激活后，LED驱动单元驱动激活LED灯，输出单元接收经整流滤波单元后 的电压并经输出单元的减压滤波后输出给LED灯。
6. 如权利要求5所述的一种条形灯，其特征在于：所述整流滤波单元包括AC-DC转换 芯片以及由电感L2和电阻R2并联构成的第二滤波单元；所述电源保护单元包括压敏电阻 RV、热敏电阻NTC、由电感L1和电阻R1并联构成的第一滤波单元以及由电感L3和电阻R3 并联构成的第三滤波单元；电源正极与保险丝串联后分别连第一滤波单元和压敏电阻RV， 压敏电阻RV的另一端分别连电源负极和热敏电阻NTC，热敏电阻NTC与第三滤波单元串联 后连至AC-DC转换芯片的输入一端引脚，所述第一滤波单元的另一端连至AC-DC转换芯片 的输入另一端引脚；所述AC-DC转换芯片的输出正极连第二滤波单元，第二滤波单元的输 出端分别连LED驱动单元和输出单元。
7. 如权利要求5所述的一种条形灯，其特征在于：所述LED驱动单元包括LED驱动芯 片，所述LED驱动芯片的电源端经串联电阻R6和电阻R4后连第二滤波单元的输出端，且 电源端还连接有保护的接地电容C7 ;所述LED驱动芯片的保护电压调节端经电阻R13后接 地，LED驱动芯片的电流采集端接并联的电流检测电阻RS1和电阻RS2后接地，LED驱动芯 片的内部MOS管的漏极分别连二极管D3的正极和储能电感T1的输入，LED驱动芯片的其 他引脚均接地，所述线圈T1的输出连输出单元。
8. 如权利要求7所述的一种条形灯，其特征在于：所述输出端元包括变压器和发光组， 变压器的输入端的正极引脚连整流滤波单元的输出，压器的输入端的负极引脚连储能电感 T1的输出，且变压器输入端引脚之间并联有电容C4和电阻R5,变压器输出端的引脚连接并 联的发光组。
【文档编号】F21V21/10GK104456247SQ201410705748
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月28日 优先权日:2014年11月28日
【发明者】马国富 申请人:宁波市柯玛士太阳能科技有限公司