一种led灯具的制作方法
【专利摘要】本发明适用于照明领域，提供了一种LED灯具，所述LED灯具包括：一包括若干LED群的LED模块、一具有环状部和贴装部的导热件、一具有圆形碗状内腔及圆形环状外周壁的灯座、一灯罩，每一所述LED群封装于一氮化铝陶瓷基板，所述贴装部与所述氮化铝陶瓷基板的背面紧贴固定，所述内腔的顶部设置有一凹陷部，所述环状部沿所述凹陷部紧贴在所述内腔壁上，所述灯罩罩设在所述内腔的外端。本发明的LED灯具能够满足不同亮度LED灯具的散热要求，并保证的良好使用性能及长久的使用寿命。
【专利说明】一种LED灯具
【技术领域】
[0001]本发明涉及灯具，尤其涉及一种LED灯具。
【背景技术】
[0002]目前有一类主要应用在室内照明的LED灯具，其主要由底座，散热装置、LED模块及灯罩等结构组成，可用于替代传统的白炽灯、日光灯及其他民用、商用灯具。因为LED具有的节能、环保、使用寿命长等优势，因此其普及范围已越来越广。LED灯具受结构、外形影响较大，尤其是在导热性能方面决定了灯具的发光强度、安全性及使用寿命，目前的LED灯具通常受到导热结构局限，难以发挥全部潜力。在常见的LED灯具结构中，LED模块通常需要使用多个LED串联，并使用适宜的驱动电流来驱动，为了让LED灯具达到足够亮度，就需要具备足够大的驱动电压，同时也伴随着带来较大的发热量，相应的就要求具备高效率的散热装置，成本也相应较高。对于要实现可调光的LED灯具来说，通过电压调整来实现亮度调整，然而被调整的驱动电压不能低于多个LED的工作电压之和，否则无法点亮LED，这就让电压降低值有一定局限，让LED灯具亮度不能调整过低，只能是从较高处选择调整范围，不但产生能量浪费，而且过高亮度也会使得LED的可靠性降低；而由于LED亮度越高，则其自身以及电路发热量越大，能够满足较低亮度散热需求的结构，并不一定能够满足较高亮度的散热需求，而如果采用针对较高散热量的散热装置，则灯具的成本会大幅增加，可见采用传统散热装置，均难以适应及满足调光式LED灯具的使用要求，有必要进一步作出改进。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种结构理想，散热效果好，同时具备合理、理想的调光性能的LED灯具。
[0004]本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种LED灯具，所述LED灯具包括:
[0005]— LED模块,包括若干LED群,每一所述LED群与一集成电路并联,并封装于一氮化铝陶瓷基板，其中每一所述LED群具有至少一 LED芯片，所述氮化铝陶瓷基板正面设有一盖住所述LED群的透镜，所述透镜上涂布有荧光粉；
[0006]一导热件，具有经折弯形成的环状部，并具有贴装部使之与所述氮化铝陶瓷基板的背面紧贴固定；
[0007]一灯座，具有圆形碗状内腔及圆形环状外周壁，在所述内腔的顶部设置有形状与所述导热件的所述环状部相配的凹陷部，使所述导热件的所述环状部沿所述凹陷部紧贴在所述内腔壁上；
[0008]一灯罩，罩在所述内腔的外端；
[0009]其中，所述LED模块还包括一接交流电的全波桥式整流器，与所述桥式整流器的输出端相串联的若干LED群及集成电路；
[0010]所述集成电路包括可根据所述LED群的电压调节流经所述LED群的电流I1的双端电流控制器，所述双端电流控制器用于在一整交流电压的上升周期内:
[0011]当所述双端电流控制器所并联的所述LED群的负载电压低于一电SVffil时，其导通一电流12，并根据所并联的所述LED群的负载电压调整所述电压VAK1，同时将所述电流I1限定至零；
[0012]当所述双端电流控制器所并联LED群的负载电压大于所述电压Vffil且低于所述电压Vak2时，其导通一电流I2，并将所述电流I2的值固定在大于零的一预定值，同时将所述电流I1限定至零；
[0013]当所述双端电流控制器所并联的所述LED群的所述负载电压大于所述电压Vffi2时，其关断。
[0014]优选的，所述导热件的端部具有上折形成所述贴装部。
[0015]优选的，所述导热件具有下折、上折或水平中段形成所述贴装部。
[0016]优选的，所述贴装部的正面压平形成平整面。
[0017]优选的，所述导热件为热管。
[0018]优选的，所述灯座外周壁上设置有凸起散热鳍。
[0019]优选的，所述集成电路包括一用于调整所述预定值及所述电压Vffi2的调整单元。
[0020]优选的，所述LED模块包括微控制器，用以控制所述每一所述LED群的输入电压。
[0021]优选的，所述LED群包括用于检测所述LED群的温度的温度感应器，用于在所述LED群的温度超过预设定的温度警戒值时，所述温度感应器传递关闭信号给所述微控制器，所述微控制器即关断相对应的所述LED群。
[0022]本发明的有益效果在于:本发明中LED模块采用氮化铝陶瓷基板，能够绝缘且快速传导LED芯片产生的热量，导热组件能够均匀传导、辐射热量，由灯座散热，根据情况导热组件还可以采用性能更好的热管，因此其能够满足不同亮度LED灯具的散热要求，并保证的良好使用性能及长久的使用寿命。
[0023]本发明可实现对LED灯具亮度进行理想的调整，在调整明亮度操作时，不管外界给的电压大小，总是会有一组经常在使用，以维持最低亮度而不得休息；且考虑到其中LED长时间工作过热带来的散热问题，因此本发明在每一 LED群中都增加了温度感应器以配合微控制器进行温度监控及工作调整，比如，当第一 LED群亮了一个小时，温度超过警戒线，温度感应器就发一个信息到微控制器，微控制器在收到信息后就关闭第一电流，让第一 LED群休息，同时开启第二电流路径让第二双端电流控制器来控制第二 LED群照明，当第二 LED群温度再超过警戒线，就让第二 LED群休息，转换第三双端电流控制器来控制第三LED群照明，依此类推。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本发明第一种实施例的拆分结构示意图；
[0025]图2为本发明中LED模块的结构示意图；
[0026]图3为本发明第二种实施例的结构示意图；
[0027]图4为本发明第三种实施例的结构示意图；
[0028]图5为本发明一种实施例中的LED模块原理图；
[0029]图6为本发明另一种实施例中LED模块原理图；[0030]图7为图5所示实施例中时间与电压之间的线性关系图；
[0031 ]图8为图6中所示的LED模块的电路原理图；
[0032]图9为图8中的电路原理图进彳丁优化后的电路原理图；
[0033]图10为图6中所示的LED模块的工作流程图。
【具体实施方式】
[0034]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0035]以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述:
[0036]如图1所示，本发明所提供的一种LED灯具，其主要结构包括LED模块1、导热件
2、灯座3及灯罩4。如图2所示，LED模块I可依据图1中进行表示，其包括若干LED群11，每一 LED群11与一集成电路12并联,且共同并封装于一氮化招陶瓷基板13上,其中每一LED群11具有至少一 LED芯片111，氮化铝陶瓷基板13封装LED群11及集成电路12的正面，还设有一盖住元件的透镜14，透镜14上涂布有荧光粉，达到调光效果。导热件2呈长条形管状，其具有经折弯形成的环状部21，并具有经过处理适合贴装的贴装部22来与氮化铝陶瓷基板13的背面紧贴固定。灯座3具有圆形碗状内腔及圆形环状外周壁，圆形碗状内腔可产生较好的聚光、反射效果，因此尽量让碗装内腔表面光滑以利于光线反射；在内腔顶部设置有形状与导热组件2的环状部21相配的凹陷部31，使得导热件2的环状部21沿该凹陷部31紧贴在内腔壁上，可以直接卡置固定，也可以焊接在一起，达到良好的散热效果。灯罩4罩在灯座3的内腔外端，以组成完整的灯具外形。
[0037]图1给出了为较常见的方案，导热件2的中段弯折成一圈作为环状部21使用，而导热件2的两端则相互并排靠近在一起作为贴装部22使用，且贴装部22经过压平形成平面用来安置氮化铝陶瓷基板13，贴装部22优选延伸到相对环状部21的中间部位，以使得安置的氮化铝陶瓷基板13位于中心部分，出光位置合理。
[0038]在如图3所示的的优选方案中，导热件2端部具有一上折，上折端部经过压平处理后，以形成贴装部22来固定氮化铝陶瓷基板13，其中要保证上折的部分大致处在整个环状部21的中心位置，以使得出光位置合理。
[0039]在如图4所示的优选方案中，导热件2具有下折、上折或水平中段形成贴装部的形式，其整体弯折，导热件2的两端分别呈两半圈弯折共同组成环状部21，且两者方位相反，以此就能够让导热件2的中段横跨环状部21的中间，在该结构下，可以选择让中段下折、上折或是直接呈水平布置，而如果选择下折方案，则还可以将灯座3内腔的凹陷部31相应开设在对应位置，这样能让热传递路径尽可能的减少，从而达到快速热传递的效果，在此方案中，因导热件2围成的喇叭类型的形状，所以还可以在其上方覆盖一灯杯5，灯杯5底部留有露出LED模块I的开口 51，如此便可以通过灯杯5来实现聚光反射效果。
[0040]本发明上述几种实施例中，导热件2可以选择导热性良好的金属件如铜或是铝，而如果配合于较大功率的LED灯具使用，则可以选择采用热管作为导热件2，通过热管的超导热性能，达到最优化的热传递效果。
[0041 ] 在LED灯具工作时，LED模块I发光产生热量，LED模块I的传递路径，先是经过导热件2的贴装部22，然后沿着导热件2传递到环状部21，再由导热件2传递到灯座3的内壁，最后通过灯座3传递到外侧辐射出去，在灯座3优选的外形结构中，可以设置若干散热鳍32来增加散热面积，通常散热鳍32可以沿着灯座3的外壁纵向开设以配合空气流向，从而达到较优散热性能。
[0042]本发明的常用领域为各种民用，商用照明，目前的LED灯具在调光功能上有所缺失，本发明为弥补其不足进行了相关改进，可参考图5所示的实施例，且如图6所示，在本发明LED灯具的电路结构中，LED模块I包括一接交流电的全波桥式整流器14，桥式整流器14接市电后，其输出端连通与其相串联的若干LED群11及LED群11所对应的集成电路12;本发明优选的集成电路12包括双端电流控制器，其根据所并联LED群11的电压来调节流经LED群11的电流I1，双端电流控制器包括限流单元121及调整单元122，其中限流单元121实现调节电流功能，在一个整交流电压的上升周期内:
[0043]当双端电流控制器所并联LED群11的负载电压不大于一电压Vaki时，其导通一电流12，并根据所并联LED群的负载电压来调整该电压Vffil,同时将电流I1限定至零；
[0044]当双端电流控制器所并联LED群11的负载电压大于一电压Vffil且不大于另一电压Vak2时(其中Vak2 > Vaki)，其导通一电流12，并将该电流I2的值固定在大于零的一预定值，同时将所述电流I1限定至零；其中调整单元可用于调整预定值及电压Vak2的大小。
[0045]当双端电流控制器所并联的LED群11的负载电压大于电压Vffi2时，其关断。
[0046]如果体现在电压波形图上，该方案相当于将交流电压分割为四个区域，且由于频率在50-60HZ的因素，因此处在某一电压状态工作的LED群，人眼将看不出闪烁，因此可以通过控制电压值来达到控制及调光照明的目的。
[0047]如图7所示，其表示一市电输入后的正弦波电压在经过桥式整流器之后的时间与电压之间的关系，以四个LED群(分别以Dl、D2、D3、D4表示)为例，且分别设置四个LED群相对应的工作电压V1、V2、V3、V4 (VI < V2 < V3 < V4)，当电压为Vl时LED群将全关闭，在电压升为V2时，D4开始发光，在电压升高为V3时D3开始发光，当电压升高于V4时D2开始发光，当电压高于V4时Dl开始发光，如果电压持续下降，则反此程序进行，分批关闭LED群，由上可见，其中Vl对应于D4的Vffil区间，V2对应D4的Vffi2区间，V3对应D3的Vaki区间，V4对应D2的Vaki区间，V4以上对应Dl的Vaki区间。
[0048]依上述方式来控制LED灯具有一个缺点:在调整明亮度操作时，不管外界给的电压大小，总是会有一组LED群在使用，以维持最低亮度，这样LED灯具得不到休息，因此对于经常使用的LED有需要作适当调整以免过热，所以如图8及图9所示，在LED模块I中增加温度感应器15及微控制器16，以用来来调整在低亮度时LED群需要实现的适当调整；温度感应器15检测相应LED群11的温度，在LED群11的温度超过预设定的温度警戒值时，传递关闭信号给所述微控制器16，微控制器16即关断相对应LED群11。例如，当第一 LED群11亮了一个小时，温度超过警戒线，温度感应器15就发一个信息到微控制器16，微控制器16在收到信息后就关闭第一电流，让第一 LED群11休息，同时开启第二 LED群11，让对应的双端电流控制器来控制第二 LED群11的照明，当第二 LED群11温度再超过警戒线，就让第二 LED群11休息，转换第三LED群11的双端电流控制器来控制第三LED群的照明，依此类推。
[0049]上述方式所对应的具体的电路操作方式如图8所示，划分多个LED区域，且多个LED区域工作互不相干，当外界的控制电路希望关闭部分LED区域并且开启另一部分LED区域时，由于有可能牵涉到有些LED区域开启时间过久，温度超标，造成光衰，就需要关闭且将发光转移到其它LED区域，以提升使用效率，其由一微控制器16来下达开启或关闭的指令，其流程如图10。
[0050]进一步的优选方案如图9所示，其中用L1、L2、L3、L4来表示四个不同LED区域，且根据图中可知，它们分别受微控制器16控制，若希望以最高亮度工作，则可由微控制器16控制四个LED区域全部通电工作；而若希望在最低亮度工作时，则由微控制器16控制仅由其中一个LED区域发光；可以由微控制器16开启其中的一条路径,并使其电压不大于设定值例如目前希望第一条路径的D4点亮，则微控制器开启其中的第一条路径并使其电压不大于V2，其余的路径电压设为0，因此Dl就可以如前述的方式顺利工作，而因为有LI群的温度感应器15的温度反馈，当温度超过警戒目标时，温度感应器15将通知微控制器16，此时微控制器16可以关闭第一条路径，并同时开启第二条路径，且同样使其电压不大于V2，并让其余的路径电压设为0，此时就只有第二条路径的L2开启，并由IC2控制L2的电压；同样的，使用时间过久当温度又超过警戒目标时，温度感应器15又反馈到微控制器16，微控制器16可以关闭第二条路径，并且改由第三条路径L3工作，同样使其电压不大于V2，其余的路径设为0，依次类推，完成后续工作。
[0051]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种LED灯具，其特征在于:所述LED灯具包括: 一 LED模块,包括若干LED群,每一所述LED群与一集成电路并联,并封装于一氮化招陶瓷基板，其中每一所述LED群具有至少一 LED芯片，所述氮化铝陶瓷基板正面设有一盖住所述LED群的透镜，所述透镜上涂布有荧光粉； 一导热件，具有经折弯形成的环状部，并具有贴装部使之与所述氮化铝陶瓷基板的背面紧贴固定； 一灯座，具有圆形碗状内腔及圆形环状外周壁，在所述内腔的顶部设置有形状与所述导热件的所述环状部相配的凹陷部，使所述导热件的所述环状部沿所述凹陷部紧贴在所述内腔壁上； 一灯罩，罩在所述内腔的外端； 其中，所述LED模块还包括一接交流电的全波桥式整流器，与所述桥式整流器的输出端相串联的若干LED群及集成电路； 所述集成电路包括可根据所述LED群的电压调节流经所述LED群的电流I1的双端电流控制器，所述双端电流控制器用于在一整交流电压的上升周期内: 当所述双端电流控制器所并联的所述LED群的负载电压低于一电压Vaki时，其导通一电流12，并根据所并联的所述LED群的负载电压调整所述电压VAK1，同时将所述电流I1限定至零； 当所述双端电流控制器所并联LED群的负载电压大于所述电压Vaki且低于所述电压Vak2时，其导通一电流I2，并将所述电流I2的值固定在大于零的一预定值，同时将所述电流I1限定至零； 当所述双端电流控制器所并联的所述LED群的所述负载电压大于所述电压Vak2时，其关断。
2.根据权利要求1所述的一种LED灯具，其特征在于，所述导热件的端部具有上折形成所述贴装部。
3.根据权利要求1所述的一种LED灯具，其特征在于，所述导热件具有下折、上折或水平中段形成所述贴装部。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种LED灯具，其特征在于，所述贴装部的正面压平形成平整面。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种LED灯具，其特征在于，所述导热件为热管。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种LED灯具，其特征在于，所述灯座外周壁上设置有凸起散热鳍。
7.根据权利要求1所述的一种LED灯具，其特征在于，所述集成电路包括一用于调整所述预定值及所述电压Vak2的调整单元。
8.根据权利要求1所述的一种LED灯具，其特征在于，所述LED模块包括微控制器，用以控制所述每一所述LED群的输入电压。
9.根据权利要求8所述的一种LED灯具，其特征在于，所述LED群包括用于检测所述LED群的温度的温度感应器，用于在所述LED群的温度超过预设定的温度警戒值时，所述温度感应器传递关闭信号给所述微控制器，所述微控制器即关断相对应的所述LED群。
【文档编号】F21Y101/02GK103807633SQ201210462210
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2012年11月15日 优先权日:2012年11月15日
【发明者】李克勤 申请人:中山伟强科技有限公司