LED光学单元的制作方法

本实用新型属于半导体照明技术领域，具体涉及一种LED光学单元。

背景技术：

近年来由于LED技术的发展，LED照明已经开始被大多数用户认可并采用，各种LED灯具层出不穷，LED光学单元的结构也多种多样。现有的LED光学单元大都采用额外的LED驱动电源进行驱动，无疑给LED灯具增加一定的成本和额外的体积。线性恒流驱动电路，能够将交流电路转换为直流电路，可以直接用来驱动LED，当前逐步应用于LED照明应用领域，可以直接替代驱动电源，大幅降低整灯制造成本。但是现在的线性恒流驱动电路一般都采用的是普通IC芯片进行驱动，驱动的电流大小由IC芯片进行控制，而IC芯片的驱动输出能力有限，无法输出高压的线性恒流驱动电流，为了获得高压线性恒流驱动电流，会采用多块IC 芯片叠加的方式进行输出，这样，又会导致过多应用IC芯片，使得在输入电压大幅波动或上升的时候，整灯的功率会上升很快，导致IC的温度和灯珠的温度大幅上升，过早进入自动的过温保护和过压保护，导致灯具闪烁或者灭灯，而且如果不加大容量的电解电容进行储能滤波的话，会产生100HZ的频闪，可靠性差，安全性低。

传统的LED光学单元采用LED透镜进行二次配光设计，然而现有的LED透镜大部分是针对单颗光源进行设计的，透镜底部设有一个LED灯腔，只能放一颗LED光源，透镜表面不平滑、凹凸不平。户外灯具长期暴露于充满粉尘、油烟、汽车尾气等污染物的空气中，透镜表面不平容易藏、沾染灰尘，透镜表面覆盖灰尘后影响出光效率，大幅度降低光通量。同时，每颗LED光源都对应一个透镜，配光形式单一、形状不规则，加工难度较大、制造成本较高。并且，现有的LED灯具通常具有多个透镜面盖，不能进行整体光学设计，光能利用不充分。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的是现有LED光学单元驱动可靠性差、安全级别低，配光形式单一、不能进行整体光学设计的技术问题，提供一种安全性好、可靠性高、配光形式多样、只采用一个光学面罩进行整体光学设计的LED光学单元。

为了解决本实用新型的技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：LED光学单元，包括光学面罩1、反光板2、LED灯板3和驱动模块4，所述LED灯板3上贴有LED灯珠，所述驱动模块4包括铝基板41，所述铝基板41上布有LED驱动电路42；所述LED驱动电路42包括调光控制模块421、滤波整流模块422和高压线性恒流模块423，所述调光控制模块421通过调光信号端424和高压线性恒流模块423连接，所述滤波整流模块422一端和交流市电连接，另一端和高压线性恒流模块423连接，所述高压线性恒流模块423与至少一组相互并联的LED及其回路连接；所述反光板2内嵌于所述光学面罩1内，所述LED灯板3固定在反光板2上。

优选地，所述调光控制模块421包括PWM-、自恢复保险丝F1、第一电阻R1、光耦U1、二极管D1和PWM+，所述光耦U1包括一个光敏二极管D2和一个三极管D3，所述三极管D3集电极串联第二电阻R2后与调光信号端424连接，所述三极管D3发射极接地，所述PWM-、自恢复保险丝F1和第一电阻R1依次与光敏二极管D2输入端连接，所述PWM+、二极管D1依次与光敏二极管D2输出端连接。

优选地，所述驱动电路42还包括TVS管，所述TVS管并联在PWM+和PWM-之间，一端连接在PWM+和二极管D1之间，另一端连接在PWM-和自恢复保险丝F1之间。

优选地，所述光学面罩1为透明材质制成，其外表面为光滑曲面，构成出光面11，光学面罩1内表面为入射面12，光学面罩1内部为光学空腔13。

优选地，所述入射面12中间部分为配光面121，两端部分为光滑曲面122，所述配光面121与光滑曲面122相邻的两侧都分别设有定位反光板2的卡点14。

优选地，所述配光面121设置多个褶皱1211，所述褶皱1211依次连接。

优选地，所述光学面罩1纵向有一条中心轴线15，所述褶皱1211在中心轴线15上的位置最高，向两侧逐渐降低。

优选地，所述反光板2内置于光学空腔13内；所述反光板2呈“ ”形，包括一个底面21和两个从底面21向上延伸至配光面121的反射面22；所述反射面22与光学面罩1无缝接合，通过卡点14定位。

优选地，所述配光面121夹在所述两个反射面22之间，形成配光区域。

优选地，所述底面21中心设有安放光源的窗口211，所述LED灯板3固定在窗口211上。

优选地，所述光学面罩1设有边缘结构16，所述边缘结构16上均匀布置有用于固定光学面罩1的定位孔161，所述边缘结构16上设有防水胶圈槽162。

优选地，所述出光面11与入射面12之间的厚度为1mm~6mm。

优选地，所述反光板2为不透明高反射率材质制成。

优选地，所述定位孔161从边缘结构16由里向外设置。

优选地，所述防水胶圈槽162内嵌有密封胶圈，提高IP防护等级。

优选地，所述光学面罩1上设有呼吸器，可提高防水能力，提高IP等级。

优选地，所述光滑曲面122与所述反射面22组成的封闭空间，用于安放电子元器件。

优选地，所述反光板2底面21上还设有螺丝孔212，用于将反光板2固定于型材上。

与现有技术相比，本实用新型获得的有益效果是：

本实用新型公开的一种LED光学单元，采用高压线性恒流驱动，不需要额外的电源，大大减小产品体积和成本，利于产品小型化设计。滤波整流模块能够有效避免用高压线性恒流驱动的LED灯具在使用过程中的频闪。被光耦U1隔离的调光控制模块两端避免了直接电连接，不仅有效防止了内部的高压控制电路与外部的低压电路之间因电连接引起的干扰，还能防止触电。TVS管并联在PWM+和PWM-之间，当外部输入高压时，可以通过自恢复保险丝F1和TVS管进行保护，自恢复保险丝F1还可以有效避免大电流损坏高压线性恒流模块，通过TVS管还能避免瞬间高电压损坏调光控制模块的主控芯片，因而从大电流和瞬间高电压两个角度，提供了对调光控制模块主控芯片的全面保护。

本实用新型公开的一种LED光学单元，采用光学面罩和反光板的设计，一套灯具仅需一套光学面罩和反光板，大幅度降低了产品开发的成本。LED光学空腔大，放置多颗光源时，反光板利于混光，达到色度均匀，降低眩光。光学面罩出光面为光滑平面，不易于灰尘的粘附和积累，另外受到自然风雨冲洗时会有自洁效果，减小后期人工维护成本。传统透镜面盖为排列的多个透镜，表面凹凸不平，极易积灰，雨水冲洗也达不到清洁效果。光学面罩上设有呼吸器和防水胶圈，可提高防水能力，提高IP等级。LED光学单元采用从内安装方式，打破传统的从外安装方式，更有利于光学面罩表面的清洁、维护。

附图说明

图1为LED光学单元结构图。

图2为LED光学单元爆炸图。

图3为光学面罩结构图。

图4为光学面罩主视图。

图5为反光板结构图。

图6为驱动电路原理图。

附图标记：1、光学面罩；11、出光面；12、入射面；121配光面；1211、褶皱；122、光滑曲面；13、光学空腔；14、卡点；15、中心轴线；16、边缘结构；161、定位孔；162、防水胶圈槽；2、反光板；21、底面；211、窗口；212、螺丝孔；22、反射面；3、LED灯板；31、LED灯珠；4、驱动模块；41、铝基板；42、LED驱动电路；421、调光控制模块；422、滤波整流模块；423、高压线性恒流模块；424、调光信号端。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施方式做更详细的说明。

参见附图1至附图5所示，LED光学单元，包括光学面罩1、反光板2、LED灯板3和驱动模块4，所述LED灯板3上贴有LED灯珠，所述驱动模块4包括铝基板41，所述铝基板41上布有LED驱动电路42；所述LED驱动电路42包括调光控制模块421、滤波整流模块422和高压线性恒流模块423，所述调光控制模块421通过调光信号端424和高压线性恒流模块423连接，所述滤波整流模块422一端和交流市电连接，另一端和高压线性恒流模块423连接，所述高压线性恒流模块423与至少一组相互并联的LED及其回路连接；所述反光板2内嵌于所述光学面罩1内，所述LED灯板3固定在反光板2上。

进一步地，所述调光控制模块421包括PWM-、自恢复保险丝F1、第一电阻R1、光耦U1、二极管D1和PWM+，所述光耦U1包括一个光敏二极管D2和一个三极管D3，所述三极管D3集电极串联第二电阻R2后与调光信号端424连接，所述三极管D3发射极接地，所述PWM-、自恢复保险丝F1和第一电阻R1依次与光敏二极管D2输入端连接，所述PWM+、二极管D1依次与光敏二极管D2输出端连接，被光耦U1隔离的调光控制模块421两端避免了直接电连接，不仅有效防止了内部的高压控制电路与外部的低压电路之间因电连接引起的干扰，还能防止触电。另外还可以通过调节输入端改变输出端占空比，调节输出电流的大小，达到精准调节负载LED功率大小的目的。

进一步地，所述驱动电路42还包括TVS管，所述TVS管并联在PWM+和PWM-之间，一端连接在PWM+和二极管D1之间，另一端连接在PWM-和自恢复保险丝F1之间。当外部输入高压时，可以通过自恢复保险丝F1和TVS管进行保护，自恢复保险丝F1还可以有效避免大电流损坏调光控制模块421，通过TVS管还能避免瞬间高电压损坏调光控制模块421的主控芯片，因而从大电流和瞬间高电压两个角度，提供了对调光控制模块421主控芯片的全面保护。作为次选方案，PWM+和PWM-之间也可以并联压敏电阻。

进一步地，所述光学面罩1为透明材质制成，其外表面为光滑曲面，构成出光面11，光学面罩1内表面为入射面12，光学面罩1内部为光学空腔13。

进一步地，所述入射面12中间部分为配光面121，两端部分为光滑曲面122，所述配光面121与光滑曲面122相邻的两侧都分别设有定位反光板2的卡点14。

进一步地，所述配光面121设置多个褶皱1211，所述褶皱1211依次连接。

进一步地，所述光学面罩1纵向有一条中心轴线15，所述褶皱1211在中心轴线15上的位置最高，向两侧逐渐降低。

进一步地，所述反光板2内置于光学空腔13内；所述反光板2呈“”形，包括一个底面21和两个从底面21向上延伸至配光面121的反射面22；所述反射面22与光学面罩1无缝接合，通过卡点14定位。

进一步地，所述配光面121夹在所述两个反射面22之间，形成配光区域。

进一步地，所述反光板2为不透明高反射率材质制成，所述配光面121夹在所述两个反射面22之间，形成配光区域，反射面22用于将侧边光反射至配光区域中，没有光线从入射面12的两端光滑曲面122折射出去。

进一步地，所述底面21中心设有安放光源的窗口211，所述LED灯板3固定在窗口211上。

进一步地，所述光学面罩1设有边缘结构16，所述边缘结构16上均匀布置有用于固定光学面罩1的定位孔161，所述边缘结构16上设有防水胶圈槽162。

进一步地，所述定位孔161从边缘结构16由里向外设置，采用从内安装方式，打破传统的从外安装方式，更有利于光学面罩表面的清洁、维护。

进一步地，所述出光面11与入射面12之间的厚度为1mm~6mm。

进一步地，所述防水胶圈槽162内嵌有密封胶圈，提高IP防护等级。

进一步地，所述光学面罩1上设有呼吸器，可提高防水能力，提高IP等级。

进一步地，所述光滑曲面122与所述反射面22组成的封闭空间，用于安放电子元器件。

进一步地，所述反光板2底面21上还设有螺丝孔212，用于将反光板2固定于型材上。

以上列举的仅是本实用新型的具体实施例之一。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有许多类似的改形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型所要保护的范围。