一种大功率LED日光灯的制作方法

本发明涉及照明设备，特别是一种大功率LED日光灯。

背景技术：

随着亮度、光效、寿命稳定性的不断地提高，LED尤其是大功率LED节能环保的优势愈发明显，将LED运用于照明灯具已是大势所趋。国家绿色节能照明工程更是将LED日光灯作为重点开发的产品之一。

LED日光灯节电高达80%以上，而寿命又是普通灯管的10倍以上，不存在经常更换灯管、镇流器、启辉器等情况，加之节省下来的电费，大约半年下来就可以回收成本。绿色环保型的半导体电光源，光线柔和，显色性好，无频闪，有利于人的视力保护及身体健康，加之人性化的照度差设计，有助于人集中精神，提高效率。加之免维护、频繁开关不会导致损坏、无噪声等一系列优点，LED日光灯是替代传统日光灯的最理想产品。

现有的LED日光灯采用的大都是小功率LED，与大功率LED相比，它具有光衰严重、性能不可靠、安装成本高等缺点。因此，采用大功率LED为光源的日光灯是未来LED日光灯的发展方向。与本发明最接近的现有技术是采用透镜对大功率LED进行配光，参见附图1，其LED排布与现有采用小功率LED的日光灯类似，其圆形灯管一半是散热铝件，一半是PC外罩。LED布置于散热铝件上，又在每颗LED上加上透镜，然后在透镜之外，盖上PC外罩。由于透镜经过精心设计，这种大功率LED的日光灯会在照射面上形成接近矩形的光斑，达到照明的目的。然而，该日光灯的大功率LED虽然加上了透镜，但其光源裸露，不能解决眩光问题，从而引起了不舒适照明，另一方面，采用透镜配光，有可能引起色散，显色性下降，再加上PC罩上的照度不均，没有美感。

技术实现要素：

本发明的目的是解决现有技术中采用小功率LED作为光源的问题，提供一种新型的大功率LED日光灯。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种大功率LED日光灯，包含，

一长形之中空管体，其上具有一全反射部及一罩部组成，所述全反射部与所述罩部相对设置；

二个反光杯，其分别设置于所述中空管体的二端；

二个散热器，其分别相邻于所述二个反光杯，所述散热器由一散热基座及复数个散热翅片组成，所述散热基座内具有一容纳空间，所述散热翅片具有一径向延伸部及一周向延伸部，所述径向延伸部系自所述散热基座始沿径向向外延伸，所述周向延伸部系自所述径向延伸部的外端始沿周向分别向两边延伸；以及，

二个LED发光体，其分别容纳于所述二个散热器的所述容纳空间内且所述LED发光体处于所述反光杯的杯底中央处，所述二个LED发光体的出光面相向设置。

作为一种大功率LED日光灯的优选方案，所述径向延伸部的径向宽度自内至外逐渐变大。

作为一种大功率LED日光灯的优选方案，所述散热器系高导热系数金属制得。进一步地，所述高导热系数金属为铝、铜、铝合金或铜合金。

作为一种大功率LED日光灯的优选方案，所述中空管体中的一半周面上镀上一全反射膜，形成所述全反射部；所述中空管体中的另一半周面为PC或PMMA材料，形成所述罩部。

作为一种大功率LED日光灯的优选方案，所述LED发光体为蓝光LED，所述罩部上涂覆有荧光粉。

作为一种大功率LED日光灯的优选方案，所述反光杯具有一第一部分及一第二部分，所述第一部分与所述全反射部连接，所述第二部分与所述罩部连接，所述第一部分与所述第二部分的曲率不同。

作为一种大功率LED日光灯的优选方案，所述第一部分系所述反光杯中的一半杯面，所述第二部分系所述反光杯中的另一半杯面。

作为一种大功率LED日光灯的优选方案，所述LED发光体包含有直接出射到所述罩部的第一光线、直接出射到所述全反射部的第二光线、直接出射到所述第一部分的第三光线、直接出射到所述第二部分的第四光线；所述第一部分及所述第二部分的曲率设计方法如下：包含以下步骤，

计算出仅有所述第一光线及所述第二光线在所述罩部的照度分布；

通过上述照度分布，设计所述第二部分的曲率，令所述第四光线补偿所述照度分布中离所述LED发光体较远处的暗区；以及，

设计所述第一部分的曲率，通过所述第三光线对所述照度分布进行查漏补缺，使所述罩部的照度均匀化。

作为一种大功率LED日光灯的优选方案，所述中空管体的长度为470mm，半径为38.1mm；所述反光杯的深度不超过40mm，直径不超过所述中空管体的直径；所述散热器的长度不超过25mm，其直径超过所述中空管体的直径；所述LED发光体的半径不超过所述中空管体的半径的1/3。

与现有技术相比，本发明的优点至少包含下述：1、采用大功率LED作为光源，有效的解决采用小功率LED的日光灯光衰严重的问题。2、采用反光杯配光，不会产生色散，光照效果好。3、日光灯的LED采用侧打式，灯罩采用雾罩，不会直接看到光源，避免眩光，舒适照明。4、由于反光杯精心设计，雾罩上照度分布均匀，不存在暗斑，独具美感。5、由于整个日光灯结构简单、中空管体无任何挡光物加之反光杯精心设计，尽量让大部分光线经过一次反射就出射，因此出光效率高。6、散热性能佳，保证大功率LED的正常工作。

附图说明

图1为现有技术的结构示意图。

图2为本发明中一实施例的结构立体示意图。

图3为本发明中一实施例中散热器的结构示意图。

图4为本发明中一实施例的结构平面示意图。

图5为本发明中一实施例的光线追迹图。

图6为本发明中一实施例的照度分布图。

图7为本发明中一实施例中LED日光灯出射面的3D效果图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。

请参见图1和4，图中示出的是一种结构简单、能耗低、光衰小、寿命长、光效高、无眩光、照明效果好、易于组装的大功率LED日光灯，该大功率LED日光灯主要由一中空管体1、二个反光杯2、二个散热器3及二个LED发光体4组成。

所述中空管体1为长形结构。所述中空管体1中的上半周面上镀上一全反射膜，形成一全反射部11。所述全反射部11用于反射。所述中空管体1中的下半周面为PC或PMMA材料，形成一罩部12。所述罩部12用于出光，为LED日光灯的出光面。本实施例中，所述中空管体1的长度为470mm，半径为38.1mm。

所述二个反光杯2分别设置于所述中空管体1的二端，即，图中可以看到，所述反光杯2的杯口端与所述中空管体1连接。进一步地，所述反光杯2为非旋转对称结构。所述反光杯2的上半周面为一第一部分21，所述第一部分21与所述全反射部11连接。所述反光杯2的下半周面为一第二部分22，所述第二部分22与所述罩部12连接。所述第一部分21与所述第二部分22具有不同的曲率特性。本实施例中，所述反光杯2的深度不超过40mm，直径不超过所述中空管体1的直径。

所述二个散热器3分别相邻于所述二个反光杯2，即，图中可以看到，所述散热器3与所述反光杯2的杯底端连接。请参见图3，各所述散热器3由一散热基座31及复数个散热翅片32组成。所述散热基座31内具有一容纳空间。所述散热翅片32具有一径向延伸部321及一周向延伸部322。所述径向延伸部321系自所述散热基座31始沿径向向外延伸，所述径向延伸部321的径向宽度自内至外逐渐变大。所述周向延伸部322系自所述径向延伸部321的外端始沿周向分别向两边延伸，从图中看，所述散热翅片32的截面结构近似一个英文字母“T”形。在相同的尺寸下，本设计结构具有更大的散热面积，并针对日光灯的散热特性设计，散热效果更佳。另外，所述散热器3的直径（即所述散热翅片32的外径）超过所述中空管体1的直径，这样可以保持通风良好，利于散热。还有就是，所述散热器3系高导热系数金属制得。进一步地，所述高导热系数金属为铝、铜、铝合金或铜合金。优选采用铝，因为铝的散热性好，有利于LED散热，且废弃后能回收利用，不会污染环境，符合绿色、节能、环保这一总体要求。本实施例中，所述散热器3的长度不超过25mm。

所述二个LED发光体4分别容纳于所述二个散热器3的所述容纳空间内。所述二个LED发光体4采用大功率LED，大功率LED是指拥有大额定工作电流的发光二极管。普通LED功率一般为0.05W、工作电流为20mA，而大功率LED可以达到1W、2W、甚至数十瓦，工作电流可以是几十毫安到几百毫安不等。另外，所述LED发光体4延伸入于所述反光杯2的杯底中，并处于所述反光杯2的杯底的中央处。所述二个LED发光体4的出光面相向设置，即，各自主要负责其所在端的出光任务。所述LED发光体4的半径不超过所述中空管体1的半径的1/3。

另外，需要指出的是，本实施例仅列举一根中空管体1的情况，但根据日光灯功率的提高或其他因素，可配置有多根中空管体1。

再请参见图4至7，前面提到所述反光杯2的所述第一部分21与所述第二部分22具有不同的曲率特性，现具体说明。图4中显示了所述LED发光体4的所出射光线的情况，可以看到，所述LED发光体4的出射光线包含有直接出射到所述罩部12的第一光线、直接出射到所述全反射部11的第二光线、直接出射到所述第一部分21的第三光线、直接出射到所述第二部分22的第四光线。首先，计算出仅有所述第一光线及所述第二光线在所述罩部12的照度分布。计算表明，离所述LED发光体4的越远的地方越暗，越近的地方越亮。接着，设计所述第二部分22的曲率，令所述第四光线比较有效地补偿较远处的暗区。其中，反光杯2的曲率设计为本领域技术人员习知技术，可采用精确的数值方法，把反光杯2分成多份，根据每份上的光通量分布决定该份的尺寸，再通过调节每份的斜率把光线投射到指定的区域。通过所述第二部分22，所述罩部12的照度分布已比较均匀。最后，设计所述第一部分21的曲率，通过所述第三光线对所述照度分布进行查漏补缺，使所述罩部12的照度均匀化。如图5的光线追迹所示，该日光灯的光线分布与设计时所需要达到的光线分布（图4所示）一致。这说明该日光灯的配光在理论计算和仿真上得到了相同的效果。从图6可以看到，所述LED发光体4的出射光线仿真后得到的照度分布，照度已经均匀。而从光线仿真得到的图7中的效果图显示，罩部12的亮暗区无法从肉眼上分辨出来，达到预期目标。

本发明的另一实施例是，与前实施例相比，LED发光体4采用蓝光LED，而罩部12改用涂上荧光粉的灯罩，也可达到制作日光灯的目的。

以上仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。