专利名称：一种利用半导体制冷片散热的led路灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用半导体制冷片散热的LED路灯。
背景技术：
目前市场上流行的LED路灯大都采用大功率的LED灯珠组面而成。大功率LED灯，工作时首要考虑的问题是散热。观察实际应用的LED路灯，其散热方式是利用灯体外壳的多片簿筋组成的散热片进行散热。这种散热方式在夏季炎热的天气时，散热效果并不理想，从而使LED路灯的温度升高，有时甚至使LED灯产生严重的光衰。
发明内容
一种利用半导体制冷片散热的LED路灯，灯体的外观与传统白炽灯类的路灯相似，灯头规格一样。差别在于灯的发光体不同，传统路灯米用气体发光，而LED路灯的发光采用半导体固体发光；传统路灯点亮时光线射向四周，而LED路灯工作时光线只平面地射向地面。一种利用半导体制冷片散热的LED路灯，其系统电路组成有自动调压电路、自动开灯电路、大功率LED灯电路、LED灯口电压监控电路和半导体制冷电路等五个部分组成。自动调压电路由专用调压IC芯片NB7232及其外围电路组成，它的功能是根据NB7232的6脚输入正脉冲信号维持时间的长短来决定是开关灯或调压的操作。当6脚的输入正脉脉信号维持时间小于1/3秒时，NB7232芯片通过8脚作用晶闸管SCR进行开关灯的操作；当6脚的输入正脉冲信号维持时间大于1/3秒时，NB7232芯片通过8脚作用晶闸管SCR进行调光(压)的操作。自动开关灯电路由定时器IC芯片EN555及外围电路组成。电路的功能是利用电容两端电压不能突变的导电特性，在电源刚接通之时，由EN555的2、6脚上的电容作用使其3脚输出高电平，然后由高电平驱动3脚上的二极管D5导通。只要选择2、6脚上的电容值适当，就能保证EN555的3脚输出的正脉冲维持时间小于1/3秒，这样就使自动调压电路动作于开灯操作。大功率LED灯电路由六个3W贴片LED灯珠串联成一个基本单元，然后再并联六个基本单元，形成3 X 6 X 6 = 108W的大功率LED路灯灯泡。大功率路灯灯泡的驱动电路采用阻容降压电路，降压后的交流电经过整流，又经过滤波才供给LED灯串工作电源。LED灯口电压监控电路由开关电源IC芯片TWH8778及外围电路组成。电路的功能是利用由二极管D1、由阻R7、R8及电容C8组成的电压信号采集电路，对灯口的电压信号进行跟踪采集。当LED路灯工作在额定值范围时，TWH8778的5脚的电位低于I. 6V，此时，TWH8778的2、3脚无电压输出；当LED路灯工作电压超过220V以上时，TWH8778的5脚的电位大于1.6V，此时，TWH8778的2、3脚有电压输出，驱动串接在2、3脚上的二极管D3导通，作用自动调压电路进行调节电压(调光)操作，将晶闸管SCR的导电角开度减小，LED灯口电压降低，TWH8778的5脚电位又恢复到I. 6V以下，2、3脚的电压也恢复到零状态。
半导体制冷片散热电路由半导体制冷片及外围电路组成。电源变压器B把220V交流电变为6V，然后送整流电路整流，再由电容进行滤波，得到约5V的平滑直流电供给半导体制冷片工作电源。半导体制冷片在给它输入直流电源后，它的两个工作面会一边产生吸热(制冷)，另一边产生放热的工作状态。将半导体制冷片应用于LED路灯时，将半导体制冷片的吸热(制冷)面密闭地安装在LED路灯的内腔面；把放热的一面与灯体的外壳紧密连接，让热量排放到空气中。
图I是一种利用半导体制冷片散热的LED路灯的电气原理图。
具体实施方式
选取市场上专为LED灯制作的铝合金且带簿筋散热片的灯体作为LED路灯灯壳，这种灯体的外观与传统路灯相似，差别在于灯壳的一半是铝合金体，而另一半是透明的塑料制作。连接电源用的灯头，为了便利改造旧设备，选用传统路灯所用的大螺口灯头Φ 40mm作为LED路灯的通用灯头。根据图I所示的一种利用半导体制冷散热的LED路灯，制冷片电路所用的电源变压器安装在大螺口灯头内腔，然后半导体制冷片安装在圆柱形的灯体中的约半圆体积大的铝合金灯体内。根据图I所示的一种利用半导体制冷散热的LED路灯，发光体是大功率LED灯珠，每只灯的功率为3W，串联6只为一应用小单元，然后并联6个小单元，形成LED灯的功率为108W的大功率LED路灯。LED路灯的驱动电路采用无耗能的阻容降压电路，将220V交流电降压后，经过桥式整流，又经过滤波才供给LED路灯工作电源。LED路灯的灯珠安装在圆柱形的灯体中约半圆体积大的透明体的切平面电路板上。根据图I所示的一种利用半导体制冷散热的LED路灯，其自动调压电路、灯口电压监控电路和开灯电路等电路的元器件，采用一块电路板分别安装这三部分电路，并且把这块电路板安插在LED路灯灯体内腔中间(LED灯珠电路板背面)。一种利用半导体制冷散热的LED路灯的工作过程由于选用通用的大螺口灯头，与传统气体式的白炽灯类路灯灯头兼容，使用时只将半导体制冷散热的LED路灯灯泡安插到通用的灯头座上即可，并注意LED路灯的发光而朝下方向。接通电源后，开关电路IC3首先工作，IC3的3脚送出一个小于1/3秒的正脉冲信号给自动调压电路IC1的6脚，由IC1的8脚作用晶闸管SCR的导通角打开，接通大功率LED灯电源，半导体制冷散热的LED路灯便开始工作。半导体制冷散热的LED路灯获电工作后，由以IC2为核心的灯口电压监控电路对大功率LED灯的工作电压进行跟踪监控。当LED路灯的工作电压在额定值时，灯口电压监控电路无控制信号输出；当LED路灯的工作电压主超过额定值范围时，灯口电压监控电路便输出一个正脉冲电压信号到自动调压电路的6脚，其作用IC1的8脚输出控制信号去作用晶闸管SCR进行调压操作，将灯口的电压降低，使工作电压稳定在额定值范围。根据图I所示的一种利用半导体制冷散热的LED路灯，其制冷电路自灯泡获电工作后，一直就以电能转化为一面热能一面冷能的能量转化，只要适当地选取半导体制冷片功率，就能保证大功率LED路灯，工作时其温度处在允许的温升值之内，从而保证LED路灯长久耐用。·
权利要求
1.一种利用半导体制冷散热的LED路灯，包括灯体、电源接口、LED电路板、监测和控制板和半导体制冷片等。其特征在于=LED路灯灯体呈圆柱形状；电源接口采用通用的大号螺口 Φ 40mm路灯灯头；LED电路板安装在圆柱一半的切平面内，监测和控制板安装在LED电路板的背面；半导体制冷片则紧贴地安装在圆柱一半的铝合金灯体内腔。
2.根据权利I所述的一种利用半导体制冷散热的LED路灯，其特征在于呈圆柱形状的LED路灯，其直径约45mm，长度约230mm，通过通用的Φ 40mm螺口灯头与电源相连接。
3.根据权利I或2所述的一种利用半导体制冷散热的LED路灯，其特征在于LED电路板为3行排列的大功率LED灯珠，每行安装有12个LED灯珠，每只灯珠功率为3W，6只灯珠共用一个驱动电路，共有功率为108W。
4.根据权利3所述的一种利用半导体制冷散热的LED路灯，其特征在于LED电路板上正面安装大功率LED灯珠，背面安装LED的驱动电路元件，整块电路板安装在圆柱约一半的切平面内。
5.根据权利I所述的一种利用半导体制冷散热的LED路灯，其特征在于自动调压电路由型号为NB7232的IC芯片和双向晶闸管SCR为核心的电路组成，NB7232的6脚是正脉冲输入端，8脚是控制信号输出端。
6.根据权利I所述的一种利用半导体制冷散热的LED路灯，其特征在于灯口电压监控电路是以型号TWH8778(IC2)的开关电源芯片为核心的电路组成，二极管01、电阻R7、R8、C8是电压取样电路，IC2的5脚是输入量整定端，IC2的2、3脚是控制量的输出端。
7.根据权利I所述的一种利用半导体制冷散热的LED路灯，其特征在于LED路灯的控制电路中设置以IC3为核心的开灯电路，IC3的型号是NE555，选择好2、6脚上的电容C16值，就能保证3脚输出的正脉冲电压维持时间小于1/3秒，从而保证自动调压电路作开灯操作。
8.根据权利I所述的一种利用半导体制冷散热的LED路灯，其特征在于半导体制冷片的制冷面朝向灯体内腔，用低温驱散大功率LED产生的热量。发热面紧贴着灯体的铝合金灯体，然后通过灯体外部的薄筋散热片将热量排到空气中。
全文摘要
一种利用半导体制冷散热的LED路灯，选用自动调压电路、自动开灯电路、灯口电压监控电路和半导体制冷电路合为一体，共同作用于大功率的LED路灯，有效地解决了大功率LED路灯长期以来难以解决的灯体元件温度过高的难题，有效地保证了大功率LED路灯节省电能又长久耐用的特性。
文档编号F21S8/00GK102889498SQ201110201249
公开日2013年1月23日 申请日期2011年7月19日 优先权日2011年7月19日
发明者黄焕珠 申请人:黄焕珠