专利名称：船用高效嵌入式led条形灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种船灯，具体地说是一种船用高效嵌入式LED条形灯。
背景技术：
现有的船灯通常包括LED光源、驱动电源和散热器。驱动电源是影响LED光源可 靠性和适应性的一个重要组成部分，因而对驱动电路的效率、寿命和成本、以及保护功能提 出了更高的要求。具体来说，1驱动电路既要有一定的供LED所需的接近恒流的正向电流 输出，又要有较高的转换效率，电光转化效率是半导体照明的一个重要因素，否则就会失去 LED节能的优点。2LED寿命方面，虽然单颗LED本身的寿命长达10万小时，但其应用时必 须搭配电源转换电路，故LED照明灯具整体寿命必须从光电整合应用加以考虑，因此，驱动 电路的寿命必须与LED寿命相匹配，要做好关键器件的选择，平衡好驱动电路的寿命与成 本的关系。3设计驱动电路必须有完善的保护功能，包括过压、过流及过热故障指示输出，可 编程、真差分过压保护功能，来保护电路中的各项组件，以满足LED照明。而现有的驱动电 路尚不能满足所有要求。同时，船灯是一种特殊的灯具，长期工作在高温、高湿和盐雾的的状态下，要保证 有良好的可靠性，需要有过硬的防护、防腐功能。现有的船灯为了获得较高的IP防护和防 腐等级，多在外壳和透光罩之间安装发泡硅胶圈，灯壳的外表面喷氟碳粉；由于灯具行业设 计人员的素质良秀不全，不能很好撑据发泡硅胶的特性，导至设计出的录泡硅胶圈安装后 并不能被灯壳和灯罩压牢，在实际的应用过程中出现渗水和水珠等现象。灯具外壳的喷粉 层搞腐性能跟喷粉的工艺有很大关系，如果在喷粉前对工件表面清洗不切底，喷涂后粉层 与外壳金属附差力就会变差，很难通过24小时的中性中性盐雾试验，造成船灯使用一段时 间后，粉层就会脱落，灯壳绣迹斑斑。
发明内容
本发明要解决的是现有技术存在的驱动电路不能满足效率、寿命和成本、以及保 护功能等多方面要求的问题，旨在提供一种船用高效嵌入式LED条形灯，通过选择合适的 开关电源类型并辅以相应的外围电路，使驱动电源能够满足LED灯的各种性能要求。本发明还要解决现有技术在机械结构上防水、防腐和防尘性能不可靠的问题，旨 在提供一种一体化成型的新型船灯，完全能够满足船灯在各种恶劣条件下的使用。解决上述问题采用的技术方案是一种船用高效嵌入式LED条形灯，包括面板、LED光源、LED基板、驱动电源和散热器，其特征在于所述驱动电源的驱动电路包括 Maxl6834芯片、分压电阻R1、分压电阻R2、分压电阻R4、分压电阻R9、分压电阻R5、分压电 阻R6、电流传感电阻RlO、取样电阻R8、电容C7、电阻R7、滤波电容Cl、频率电阻R3、滤波电 容C5、电容C4、滤波电容C6、斜率补偿电容C2、CM0SFET N管Q1、CM0SFET N管Q2、电容C3、 电感Ll和稳压管D1，分压电阻Rl的一端接电源输入正端、滤波电容Cl的一端、Maxl6834 芯片的1端和7端、以及电感Ll的一端，分压电阻Rl的另一端接分压电阻R2的一端和Maxl6834芯片的11端，接分压电阻R2的另一端接、斜率补偿电容C2的一端、频率电阻R3 的一端、滤波电容C5的一端、电容C4的一端、分压电阻R5的一端、Maxl6834芯片的4端和 14端、电阻R7的一端、取样电阻R8的一端、电容C3的一端、滤波电容Cl的另一端和地，斜 率补偿电容C2的另一端接Maxl6834芯片的8端，频率电阻R3的另一端接Maxl6834芯片 的10端，滤波电容C5的另一端接Maxl6834芯片的16端，电容C4的另一端接Maxl6834芯 片的6端和分压电阻R6的一端，分压电阻R6的另一端接分压电阻R5的另一端和Maxl6834 芯片的7端，Maxl6834芯片的18端接分压电阻R4的一端、电容C3的另一端、稳压管Dl的 阴极和输出正端，Maxl6834芯片的15端接CMOSFETN管Ql的栅极，Maxl6834芯片的13端 接CMOSFETN管Ql的源极和取样电阻R8的另一端，Maxl6834芯片的12端接参考电压REF 端，Maxl6834芯片的20端接CM0SFET N管Q2的栅极，Maxl6834芯片的2端接CMOSFETN管 Q2的源极和电流传感电阻RlO的一端，Maxl6834芯片的3端接分压电阻R4的另一端和分 压电阻R9的一端，Maxl6834芯片的19端接滤波电容C6的一端，Maxl6834芯片的5端接电 容C7的一端，电容C7的另一端接电阻R7的另一端，滤波电容C6的另一端接分压电阻R9 的另一端、电流传感电阻RlO的另一端和电源输入负端，CM0SFET N管Ql的漏极接电感Ll 的另一端和稳压管Dl的阳极，CM0SFET N管Q2的漏极接输出负端。本发明的船用高效嵌入式LED条形灯，驱动电路中的分压电阻Rl和R2串联构成分压电路，对芯片进行软启动。分压电阻R4和R9串联构成的分压电路，用作输出过压保护 电路。分压电阻R5和R6串联构成的分压电路，用于确定电流传感电阻RlO两端的电压。 电流传感电阻RlO用来确定恒流输出的电流大小。取样电阻R8用于保护芯片，防止过流。 Maxl6834芯片的COMP端和误差放大器输出端，接C7，R7组成RC电路，稳定操作。滤波电容 Cl对输入电压进行滤波，以提高芯片的工作稳定性。频率电阻R3用于确定开关频率。滤波 电容C5对芯片工作电压Vcc进行滤波。电容C4用于稳定参考电压REF端。斜率补偿电容 C2用于提高芯片工作的稳定性。CM0SFET N管Ql和Q2用于提高芯片驱动能力。电容C3 用于提高输出稳定性，降低输出电流波动。本发明的船用高效嵌入式LED条形灯，具有以下优点1采用性能优良的Maxl6834作为驱动器的控制电路减少了元器件数量，进一步降 低了电路的整体功耗。2将LED串联使用，不论连接的LED数量有多少，只需一个电阻就可以向它们提供 恒定电流。由于利用了内部运算放大器，电流检测电阻减小原来的十分之一。降低检测功
^^ ο3采用DC-DC升/降压变换技术，10V-28V宽范围输入电压，350mA恒流输出，并自 动完成与LED电压的匹配。4电路结构紧凑可设计成IOmmX30mm，全贴片制造，内置于嵌入式线条灯内。5电路具有良好的启动特性。当输入电压低于设定值时，电路自动停止工作；输入 电压高于设定值时，电路启动恒流输出。6具有负载过压检测保护功能，当负载过电压时，自动关断输出。7具有负载短路保护功能，当负载短路时，电路自动关断输出，保护电路损坏。当故 障排除，电路自动恢复正常。8具有过热保护功能，当电路温度超过工作温度上限时，电路自动关断。
作为本发明的进一步改进，所述的面板和散热器采用铝镁合金；所述的散热器具有一个中央空腔和一个侧槽，顶部设有由多个一字排列的沉孔形成的一组反光杯；所述的 LED光源直接焊接在LED基板上，并一一对应安装在反光杯底部，表面用硅胶密封；所述的 驱动电源设置在侧槽内，并用硅胶密封；中央空腔内设有毛细管液；所述的面板设置在散 热器的顶面。进一步改进后的船灯，结构设计上采用灯具LED光源、灯体和透光罩一体化整合 结构。船灯的灯体外壳采用防腐、导热、成型等综合最好的铝镁合金制作；摒弃了传统灯具 外壳+透光罩+防水圈的模式，利用LED光源长寿命，不需要经常更换光源的优点光源理论 值可达10万小时，直接将芯片焊接在灯体上；用比环氧树脂更耐热、受紫外光影响更小的 透明硅胶(通常该材料能使波长为350nm SOOnm的范围内光线透过率为95%填充焊有 LED光源的反光杯，成型出能将LED发出的光折射成不同角度的透光罩。由于硅胶的弹性模 量好约为6. lN/mnT2，粘性好(约4. 8Pa. s、热膨胀系数同铝镁合金接近，灌封在LED芯片上 密封时，密封性不受材料热胀冷缩影响。同理，船灯的驱动电源也是采用导热灌封硅胶进行 密封，这样彻底的解决了灯具光源电器部份的防水、防腐和防尘的问题，完全能满灯船灯在 恶劣的环境条件下使用。散热设计上利用传热学的基本优化理论，特别是最小热阻理论，采用芯片直接焊 接在灯体上的结构和微通道中毛细液结构来缩短热量扩散距离；并以最小热阻和传热熵最 小为目标，以同样功率和一定的体积为约束条件，并对散热翅片高度、间距和长度等参数进 行优化。另外，为了实现不同的应用，同样可以最小体积和最小耗材为优化目标，以同样功 率为约束条件进行优化。保证了灯具的温升控制在16°C可以接受的范围内，为灯具的长寿 命提供了可靠的保证。作为本发明的再进一步改进，所述的LED基板采用陶瓷材料，导热性能高于铝基 板，且具有良好的绝缘性能，可直接安装在金属散热器上。作为本发明的再进一步改进，光学设计上采用复合型自由曲面反光杯计算法，所 设计复合型自由曲面反光杯的外形特征为反光杯底部为圆型，底面为平面；反光杯出口 为随圆型；侧壁为自由曲面。底表面蒸镀一层反射系数高达82%镜面铝，侧表面蒸镀了一 层反光系数为72 %，漫射系数高达20 %桔皮状铝。LED芯片通电后由5个外露面发光晶体在 空间状态下为6个面，由于晶片的下表面需要与反光杯的底表面焊接，不能产生可见光，晶 片侧壁和上表面发出的部份光不能直接从反光杯出口直接射出，需经反光杯自由曲面侧壁 多次反射后透过芯片上面填充的透明硅胶折射出去，能准确的投射到预先设计的照明平面 的各点上。采用复合型自由曲面反光杯配光，能得到一个亮度比较均勻总均勻度Uo ^ 0.4 的椭圆型光斑，该反光杯具有出光效率高> 90%，光束控制精确、体积小等优点。作为本发明的再进一步改进，所述的散热器顶部设有一个与各反光杯联通的长 槽，各反光杯和长槽内的空间用硅胶填充，使LED光源封装其内。封装时，在长槽表面铺设 一块模板，在所述模板上开设一个灌注孔，将硅胶通过该灌注孔注入长槽和各反光杯内直 至充满所有空间，然后脱模成型。作为本发明的更进一步改进，所述散热器5的散热翅片4由一组等截面、等间距的 直肋构成，使空气在其中流动时较比通畅，阻力较较小，增强了散热器与空气对流的能力。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。图1是本发明驱动电路的电路图。图2是本发明船用高效嵌入式LED条形灯的结构示意图。图3是图2的右视图。图4是图2的A-A向剖视图。图5是图2的后视图。图6是图2的B-B向剖视放大图。图7是本发明船用高效嵌入式LED条形灯的立体图。图8是本发明反光杯和LED灯组件的结构示意图。图9是本发明反光杯和LED灯组件的立体图。
具体实施例方式参照图1，一种船用高效嵌入式LED条形灯，包括面板1、LED光源11、LED基板12、 驱动电源8和散热器5，所述驱动电源的驱动电路包括Maxl6834芯片、分压电阻R1、分压电 阻R2、分压电阻R4、分压电阻R9、分压电阻R5、分压电阻R6、电流传感电阻RlO、取样电阻 R8、电容C7、电阻R7、滤波电容Cl、频率电阻R3、滤波电容C5、电容C4、滤波电容C6、斜率补 偿电容C2、CM0SFET N管Ql、CM0SFET N管Q2、电容C3、电感Ll和稳压管Dl，分压电阻Rl 的一端接电源输入正端、滤波电容Cl的一端、Maxl6834芯片的1端和7端、以及电感Ll的 一端，分压电阻Rl的另一端接分压电阻R2的一端和Maxl6834芯片的11端，接分压电阻R2 的另一端接、斜率补偿电容C2的一端、频率电阻R3的一端、滤波电容C5的一端、电容C4的 一端、分压电阻R5的一端、Maxl6834芯片的4端和14端、电阻R7的一端、取样电阻R8的一 端、电容C3的一端、滤波电容Cl的另一端和地，斜率补偿电容C2的另一端接Maxl6834芯片 的8端，频率电阻R3的另一端接Maxl6834芯片的10端，滤波电容C5的另一端接Maxl6834 芯片的16端，电容C4的另一端接Maxl6834芯片的6端和分压电阻R6的一端，分压电阻R6 的另一端接分压电阻R5的另一端和Maxl6834芯片的7端，Maxl6834芯片的18端接分压 电阻R4的一端、电容C3的另一端、稳压管Dl的阴极和输出正端，Maxl6834芯片的15端接 CM0SFETN管Ql的栅极，Maxl6834芯片的13端接CM0SFETN管Ql的源极和取样电阻R8的 另一端，Maxl6834芯片的12端接参考电压REF端，Maxl6834芯片的20端接CM0SFET N管 Q2的栅极，Maxl6834芯片的2端接CM0SFET N管Q2的源极和电流传感电阻RlO的一端， Maxl6834芯片的3端接分压电阻R4的另一端和分压电阻R9的一端，Maxl6834芯片的19 端接滤波电容C6的一端，Maxl6834芯片的5端接电容C7的一端，电容C7的另一端接电阻 R7的另一端，滤波电容C6的另一端接分压电阻R9的另一端、电流传感电阻RlO的另一端和 电源输入负端，CM0SFET N管Ql的漏极接电感Ll的另一端和稳压管Dl的阳极，CM0SFET N 管Q2的漏极接输出负端。参照图2-图7，所述的面板1和散热器5采用铝镁合金；所述的散热器5具有一个中央空腔6和一个侧槽14，顶部设有由多个一字排列的沉孔形成的一组反光杯10 ；所述 的LED光源11直接焊接在LED基板12上，并一一对应安装在反光杯10底部，表面用硅胶3 密封；所述的驱动电源8设置在侧槽14内，并用硅胶9密封；中央空腔内设有毛细管液7 ；所述的面板1设置在散热器5的顶面。所述的LED基板12采用陶瓷材料。所述散热器5的散热翅片4由一组等截面、等间距的直肋构成。所述的散热器5顶部设有一个与各反光杯10联通的长槽2，各反光杯10和长槽2内的空间用硅胶3填充， 使LED光源11封装其内。参照图8、图9，所述的反光杯10底部为圆型，底面为平面；反光杯出口13为随圆型，侧壁为自由曲面。所述的反光杯10底表面蒸镀一层反射系数高达82%镜面铝，侧表面蒸镀一层反光系数为72%，漫射系数高达20%的桔皮状铝。应该理解到的是上述实施例只是对本发明的说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神范围内的发明创造，均落入本发明的保护范围之内。
权利要求
一种船用高效嵌入式LED条形灯，包括面板(1)、LED光源(11)、LED基板(12)、驱动电源(8)和散热器(5)，其特征在于所述驱动电源的驱动电路包括Max16834芯片、分压电阻R1、分压电阻R2、分压电阻R4、分压电阻R9、分压电阻R5、分压电阻R6、电流传感电阻R10、取样电阻R8、电容C7、电阻R7、滤波电容C1、频率电阻R3、滤波电容C5、电容C4、滤波电容C6、斜率补偿电容C2、CMOSFET N管Q1、CMOSFET N管Q2、电容C3、电感L1和稳压管D1，分压电阻R1的一端接电源输入正端、滤波电容C1的一端、Max16834芯片的1端和7端、以及电感L1的一端，分压电阻R1的另一端接分压电阻R2的一端和Max16834芯片的11端，接分压电阻R2的另一端接、斜率补偿电容C2的一端、频率电阻R3的一端、滤波电容C5的一端、电容C4的一端、分压电阻R5的一端、Max16834芯片的4端和14端、电阻R7的一端、取样电阻R8的一端、电容C3的一端、滤波电容C1的另一端和地，斜率补偿电容C2的另一端接Max16834芯片的8端，频率电阻R3的另一端接Max16834芯片的10端，滤波电容C5的另一端接Max16834芯片的16端，电容C4的另一端接Max16834芯片的6端和分压电阻R6的一端，分压电阻R6的另一端接分压电阻R5的另一端和Max16834芯片的7端，Max16834芯片的18端接分压电阻R4的一端、电容C3的另一端、稳压管D1的阴极和输出正端，Max16834芯片的15端接CMOSFETN管Q1的栅极，Max16834芯片的13端接CMOSFET N管Q1的源极和取样电阻R8的另一端，Max16834芯片的12端接参考电压REF端，Max16834芯片的20端接CMOSFET N管Q2的栅极，Max16834芯片的2端接CMOSFETN管Q2的源极和电流传感电阻R10的一端，Max16834芯片的3端接分压电阻R4的另一端和分压电阻R9的一端，Max16834芯片的19端接滤波电容C6的一端，Max16834芯片的5端接电容C7的一端，电容C7的另一端接电阻R7的另一端，滤波电容C6的另一端接分压电阻R9的另一端、电流传感电阻R10的另一端和电源输入负端，CMOSFET N管Q1的漏极接电感L1的另一端和稳压管D1的阳极，CMOSFET N管Q2的漏极接输出负端。
2.如权利要求1所述的船用高效嵌入式LED条形灯，其特征在于所述的面板(1)和散 热器(5)采用铝镁合金；所述的散热器(5)具有一个中央空腔(6)和一个侧槽(14)，顶部 设有由多个一字排列的沉孔形成的一组反光杯(10)；所述的LED光源(11)直接焊接在LED 基板(12)上，并一一对应安装在反光杯(10)底部，表面用硅胶(3)密封；所述的驱动电源 (8)设置在侧槽(14)内，并用硅胶(9)密封；中央空腔内设有毛细管液(7)；所述的面板(1) 设置在散热器(5)的顶面。
3.如权利要求2所述的船用高效嵌入式LED条形灯，其特征在于所述的LED基板(12) 采用陶瓷材料。
4.如权利要求2所述的船用高效嵌入式LED条形灯，其特征在于所述的反光杯(10)底 部为圆型，底面为平面；反光杯出口(13)为随圆型，侧壁为自由曲面。
5.如权利要求4所述的船用高效嵌入式LED条形灯，其特征在于所述的反光杯(10)底 表面蒸镀一层反射系数> 82%镜面铝，侧表面蒸镀一层反光系数为72%，漫射系数> 20% 的桔皮状铝。
6.如权利要求2所述的船用高效嵌入式LED条形灯，其特征在于所述的散热器(5)顶 部设有一个与各反光杯(10)联通的长槽(2)，各反光杯(10)和长槽(2)内的空间用硅胶 (3)填充，使LED光源(11)封装其内。
7.如权利要求2-4任何一项所述的船用高效嵌入式LED条形灯，其特征在于散热器(5)的散热翅片(4)由一组等截面、等间距的直肋构成。
全文摘要
本发明公开了一种船用高效嵌入式LED条形灯，包括面板、LED光源、LED基板、驱动电源和散热器，其特征在于所述驱动电源的驱动电路包括Max16834芯片、分压电阻R1、分压电阻R2、分压电阻R4、分压电阻R9、分压电阻R5、分压电阻R6、电流传感电阻R10、取样电阻R8、电容C7、电阻R7、滤波电容C1、频率电阻R3、滤波电容C5、电容C4、滤波电容C6、斜率补偿电容C2、CMOSFET N管Q1、CMOSFET N管Q2、电容C3、电感L1和稳压管D1。本发明具有元器件数量少，电路功耗低，良好的启动特性，以及过电压、短路、过热等多种保护功能。
文档编号F21V7/22GK101799140SQ20091022506
公开日2010年8月11日 申请日期2009年11月19日 优先权日2009年11月19日
发明者奚文胜, 李伟, 李卫阳 申请人:浙江铭洋照明科技股份有限公司