一种低发热的LED灯具及降低LED灯具发热的方法与流程

本发明涉及led灯领域，尤其涉及一种低发热的led灯具及降低led灯具发热的方法。

背景技术：

随着led技术的发展，特别是白光led成本的降低及光效的增加，使得led灯在各行业的应用也是应声而起；虽然led灯相对于传统白炽灯、钨丝灯具有高光效、低发热量的优点，但随着人们对白光灯具的应用功率越来越大，要求越来越高，大功率白光灯具所体现出来的发热量也是行业内一个重点考虑的问题，但目前所有白光led的应用大家都倾向于采用各种主动散热的方式来降低led灯具的温度，如增加散热片，安装散热风扇等，以使灯具的功率可以做得更高，寿命更长；但散热设计是一个相对比较偏门且专业的领域，很多公司都没有配备专业的散热设计人才，即使有专业的散热设计人才，设计出来的散热方案还是多数靠实验来验证其可行性，而且对于有些应有场合或灯具产品，由于体积或重量的限制，传统采用增加散热片或散热风扇的方式进行散热的方法受到限制，特别是在小体积、静音环境下，传统的散热方法就变得难以施展；以上原因，给白光led灯具的设计增加了很多不可控的因素和风险，困扰着诸多灯具设计、生产厂商。

另一方面，由于led长时间工作于相对较高的温度环境下，虽然led理论的寿命可达5-10万小时，但实际其工作寿命远远低于这个时间。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述现有技术存在的缺陷，提供一种低发热的led灯具及降低led灯具发热的方法。

本发明采用的技术方案是，设计一种低发热的led灯具，包括：输出功率不变的电源、以及与所述电源耦合的灯板，所述灯板上并联有多串第一灯珠，其特征在于，所述灯板上还并联有多个分流器件。所述的分流器件降低线路上的电流，从而使通过灯珠的电流降低，灯珠的转化效率有很大的提高。

优选的，根据所述输出功率的值设置所述分流器件的数量以使通过每串第一灯珠的电流值为正常工作电流的15%-30%。

优选的，根据所述输出功率的值设置所述分流器件的数量以使通过每串第一灯珠的电流值为正常工作电流的20%-25%。

优选的，所述分流器件为第二灯珠。为了获得更高的出光照度。

优选的，所述第一灯珠与所述第二灯珠为相同功率的led灯珠。目前的led灯珠的实用最广也便于安装。

一种降低led灯具发热的方法，包括：在输出功率不变的情况下，所述灯板上还并联有多个分流器件。所述的分流器件降低线路上的电流，从而使通过灯珠的电流降低，灯珠的转化效率有很大的提高。

优选的，根据固定的输出功率的值并联多个分流器件以使通过每串第一灯珠的电流值为正常工作电流的15%-30%。

优选的，根据所述输出功率的值设置所述分流器件的数量以使通过每串第一灯珠的电流值为正常工作电流的20%-25%。

优选的，所述分流器件为第二灯珠。为了获得更高的出光照度。

优选的，所述第一灯珠与所述第二灯珠为相同功率的led灯珠。目前的led灯珠的实用最广也便于安装。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明专利在传统灯具设计的基础上,采用增加led灯珠数量,降低每个led灯珠驱动电流的方法,使产品的最终输出光照度保持不变甚至更高,但其热功率却大降低的方法,从而使整个灯具的发热量降低为原来的一半以下,使灯具的散热设计大大简化或省略,降低了大功率白光灯具的设计难度,提高产品寿命。

附图说明

图1为本发明实施例的多灯珠低功率输出接线图；

图2为本发明实施例的电流与光效对比曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

如图1至2所示，本发明提出了一种低发热的led灯具，包括：输出功率不变的电源、以及与所述电源耦合的灯板，所述灯板上并联有多串第一灯珠，其特征在于，所述灯板上还并联有多个分流器件。所述的分流器件降低线路上的电流，从而使通过灯珠的电流降低，灯珠的转化效率有很大的提高。使得在同样输出功率的情况下，每颗led的工作电流处于一个较低的情况下，从而使led灯珠本身的光转换效率提高，而热转换率降低，从而达到提高灯具亮度和降低灯具温度的目的。

本实施例中，根据所述输出功率的值设置所述分流器件的数量以使通过每串第一灯珠的电流值为正常工作电流的15%-30%。本实施例中所述的正常工作电流是基于每个led灯珠出厂时的设定值，是led灯珠的额定工作电流，这个额定工作电流一般是基于led的封装设定。

进一步的优选方案是，根据所述输出功率的值设置所述分流器件的数量以使通过每串第一灯珠的电流值为正常工作电流的20%-25%。在该范围下，具有良好的低发热量和良好的发光效率。

本实施例中，所述分流器件为第二灯珠，分流器件也采用灯珠，这样可以获得更高的出光照度，同时也避免了能量的浪费。

本实施例中，所述第一灯珠与所述第二灯珠为相同功率的led灯珠。目前的led灯珠的实用最广也便于安装。

基于以上实施例，本发明还提供一种降低led灯具发热的方法，包括：在输出功率不变的情况下，所述灯板上还并联有多个分流器件。所述的分流器件降低线路上的电流，从而使通过灯珠的电流降低，灯珠的转化效率有很大的提高。使得在同样输出功率的情况下，每颗led的工作电流处于一个较低的情况下，从而使led灯珠本身的光转换效率提高，而热转换率降低，从而达到提高灯具亮度和降低灯具温度的目的。

本实施例中，根据固定的输出功率的值并联多个分流器件以使通过每串第一灯珠的电流值为正常工作电流的15%-30%。本实施例中所述的正常工作电流是基于每个led灯珠出厂时的设定值，是led灯珠的额定工作电流，这个额定工作电流一般是基于led的封装设定。

本实施例中，根据所述输出功率的值设置所述分流器件的数量以使通过每串第一灯珠的电流值为正常工作电流的15%-30%。

本实施例中，所述分流器件为第二灯珠。为了获得更高的出光照度。

本实施例中，所述第一灯珠与所述第二灯珠为相同功率的led灯珠。目前的led灯珠的实用最广也便于安装。如图1为增加led灯珠数量，每个灯珠功率仍为0.5w，保持整个led线路总输入功率不变，即保证输入电压为dc12v,输入总电流为850ma；但由于此方案中增加led灯珠的数量，实际在每个led上流过的电流只有约42ma,也就是说此时led只工作于标准工作电流的约1/4状态，根据图2可知，此时led的光效值是比较高的，功率与光效转换率约为标准工作电流情况的1.8倍左右，同理，其热转化率则降为28%左右，则此方案下同样10w的led灯具，相比第一种方案，其热功率只有：10w*28%=2.8w,而光功率则相应的7.2w；同样的输入功率情况下，通过增加led灯珠数量的方法，使led工作在低电流区，整灯的光输出功率提高到原来的约1.8倍，热功率降低了1倍，使灯具的散热设计大简化或可以直接省略掉。

如图2，为一款大功率白光led灯珠的电流与光效对比曲线，由图中可以看出，当电流在100ma以内时，led灯珠的光效为120lm/w以上，而当led电流在500ma以上时，其光效只有70lm/w甚至更低,按目前普遍的光转化效率来算,在100ma以内时的光转化效率约为500ma时的光转化效率的1.8倍左右,即假使在500ma时其光转换效率为40%的话，在100ma以内时的光转换效率就为72%；同理，在500m以上时有60%的能量转化为了热量，而在100ma以内时只有28%的能量转化为了热量，按理论值来看，两种电流工作情况下，热量的转换率相差2倍以上；而通常大家在实际应用时基本上都是按照其实际标准工作电流在进行设计的,也就是说在通常的设计中,有约60%的能量转化成了热量而非光。

基于此原理，实际应用时，按需要设计的功率数，原计划采用10w的灯珠作为光源，计划采用850ma的电流（按led灯珠的实际功率来计算）供电，此时其光效只有10w*40%;而若采用420ma的电流供电，此时只需要约55w的灯珠来作为光源即可产生同样甚至更高的出光效果，而采用55w的灯珠作为光源，由于采用低电流来供电，其热转化率只有28%,所以其产生的热量只有：10w*28%=2.8w;远低于第一方案所产生的热量：10w*60%=6w;热量功率降低了，灯具所产生的温度自然也就降低了，散热处理就可以由原来复杂的热量计算，散热工程方案变成简单的自然散热即可，即使在超大功率的灯具上，由于采用此方法设计，同样的出光量的情况下，发热量只有原来设计的一半，散热设计也是大大可以简化的；

而且由于led灯珠供电电流只有100ma,远低于其标准工作电流,且由于led本身发热量大大降低,可使灯具的核心器件led灯珠的寿命得到较大的一个提高,从而提升产品的品质;

同时，计算可以得出，同样10w的供电情况下，由于led的转化效率提高到72%,使得led灯具的出光功率提高到：10w*72%=7.2w,远高于改进之前的10w*40%=4w;也就是说，在同样的输出功率条件下，由于led灯珠的热转化率低，可以获得更高的出光照度；

虽然此方案会增加led灯珠的成本，但在目前led灯珠封装技术成熟的市场条件下，每瓦灯珠的价格已非常低,其增加的成本远远低于散热设计上的成本及产品寿命的保证。

上述实施例仅用于说明本发明的具体实施方式。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变化，这些变形和变化都应属于本发明的保护范围。