一种交流驱动鳍片式散热LED灯的制作方法

本实用新型涉及LED相关技术领域，特别是涉及一种具有散热功能的光电一体化LED灯。

背景技术：

LED灯具有能量转换效率高、开关反应速度快、寿命长、无辐射及功耗低等优点而被广泛应用在越来越多的场合，在一些功能性照明领域，LED照明灯取代传统光源的照明灯已是大势所趋。

现有技术存在的问题一：现有的LED灯具通常设置有散热器，所述散热器下方设置有铝基板，所述散热器与所述铝基板之间设置有导热胶，所述铝基板上固定有LED光源。所述LED光源发出的热量通过所述铝基板传输至所述导热胶，再通过所述导热胶传给所述散热器，最后通过所述散热器散热，散热性能差。

现有技术存在的问题二：LED驱动电源一般采用反激、LLC等AC to DC电路，由输入滤波、整流、恒流及控制电路、MOS管、变压器、输出整流滤波等部分组成，元件多、电路复杂、设计难度大，因此成本较高，质量好的LED驱动电源成本价格约为1.5～3元/W不等。由于电路元件多，特别是含有电解电容等有寿命限制的元件，因此驱动电源的寿命是有限的，这限制了LED灯的整体寿命，往往在LED灯珠未达到使用寿命时电源就已出现故障，未能充分发挥LED寿命长的优点。此外，由于电路工作于高频开关状态，不可避免地产生电磁干扰，会污染电网并对周围的无线电设备产生不良影响，因此，驱动电源的EMC设计也是困扰工程师设计过程的一大问题。市场上有一种不用驱动电源的交流LED灯，其做法是采用交流LED灯珠(或是反接的普通灯珠)经电阻限流直接接入市电，这种方式的好处是不用驱动电源、成本低、寿命不受电源限制，但这种方式往往采用很多LED灯珠串联后接入市电，使LED灯珠的总电压降接近市电有效值，这导致出现一个致命的缺点就是频闪比较厉害，且功率因素低、谐波对电网的污染比较大。

实用新型专利内容

有鉴于此，本实用新型提供一种既能有效散热又可以直接接入市电的LED 灯。

为达到上述目的，采用以下技术方案：

一种交流驱动鳍片式散热LED灯，包括灯罩、灯体，透镜、及驱动灯体的自适应驱动电路，灯体设置于灯罩内，透镜设置于灯体的下端，灯罩上均匀布设有多个鳍片，鳍片上设置有平行相对的散热孔，灯体包括多个串联的LED灯串，灯体与自适应驱动电路连通，自适应驱动电路集中设置于透镜上方的灯罩内部中心部位，自适应驱动电路包括：整流单元、限流单元、电压检测和导通控制单元和多个可控开关单元；整流单元，用于将交流电源输入的交流电压转换为整流后的驱动电压；电压检测和导通控制单元，用于检测驱动电压与多个参考电压的比较结果控制多个可控开关单元的通断，每个参考电压与一个可控开关单元关联，控制所关联的参考电压高于驱动电压的可控开关单元断开，控制所关联的参考电压低于驱动电压的至少一个可控开关单元连通；可控开关单元，用于控制串联的LED灯串到整流单元的电源负端的通断；限流单元，用于对驱动电压进行限流或恒流后输入多个串联的LED灯串的第一个LED灯串。

进一步地，还包括一浪涌保护器，浪涌保护器无需外置，可与自适应驱动电路结合在一起形成一个整体电路结构，安装于灯罩内，浪涌保护器可保证LED 灯在雷电天气的使用稳定性。

进一步地，多个串联的LED灯串安装于一铝基板上。

进一步地，每个LED灯串包括多个串联的LED灯珠。

进一步地，电压检测和导通控制单元还包括多个参考电压分压电阻和稳压源，参考电压分压电阻对稳压源输出的电压进行分压后得到多个参考电压。

进一步地，整流单元的输入端接入交流电压，输出端与电压检测和导通控制单元的输入端连接，每个LED灯串的连接点通过可控开关单元接地，整流单元的输出端通过限流单元与多个串联的LED灯串的第一个LED灯串连接，电压检测和导通控制单元的输出端与可控开关单元的控制端连接。

进一步地，电压检测和导通控制单元包括多个与可控开关单元连接的比较器，比较器用于根据驱动电压与多个参考电压的比较结果控制与比较器连接的可控开关单元的通断。

进一步地，电压检测和导通控制单元包括单片机，单片机的模拟数字转换器与整流单元的输出端连接，实时检测驱动电压与多个参考电压的比较结果，并控制与所述单片机输出端口连接的可控开关单元的通断。

进一步地，透镜是由PMMA材料制成的透镜，具有高透光性。

进一步地，透镜的出光角度范围为30度到120度。

本实用新型有益效果：

本实用新型交流驱动鳍片式散热LED灯，通过在灯罩上设置鳍片，并在鳍片上设置有散热孔，左右通透的对流风道，与鳍片间隙形成立体散热，可最大程度的散发热量，不需要另外增设散热器，减化了LED灯的结构，并降低了成本。且设置自适应驱动电路，通过控制导通的LED数量的方式使串联起来的LED 灯珠自动适应驱动电压的变化，驱动电压低时导通的LED少，驱动电压高时导通的LED数量多，从而使LED的总电压降跟随驱动电压的变化，经过简单的控制电路以及限流或恒流电路就能接入市电，以极为简单的驱动方式使LED正常工作，取消了复杂的恒流驱动电路和有寿命限制的电解电容，同时消除了频闪、提高了功率因素、降低谐波失真、消除了电磁干扰、降低了成本。

附图说明

图1为本实用新型交流驱动鳍片式散热LED灯主示图。

图2为本实用新型交流驱动鳍片式散热LED灯爆炸图。

图3为本实用新型交流驱动鳍片式散热LED灯的灯罩结构示意图。

图4为本实用新型交流驱动鳍片式散热LED灯的铝基板结构示意图。

图5为本实用新型交流驱动鳍片式散热LED灯的透镜结构示意图。

图6为本实用新型交流驱动鳍片式散热LED灯的自适应驱动电路结构示意图。

图7为可控开关单元的导通和关断与驱动电压的变化示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的内容做进一步详细说明。

如图1、图2所示，一种交流驱动鳍片式散热LED灯，包括灯罩10、灯体(图中未表示)，透镜20、及驱动灯体的自适应驱动电路30，灯体设置于灯罩 10内，透镜20设置于灯体的下端，透镜20与灯罩10共同组成一个容纳区，灯体和自适应驱动电路30设置于容纳区里。

灯罩10通过一连接板40与一挂钩50螺钉连接，连接板40的下方设置有一浪涌保护器60，浪涌保护器60位于灯罩10的内部，其上端通过螺钉与连接板40连接。浪涌保护器60不仅可以单独外置，也可以不外置，而与自适应驱动电路30结合在一起形成一个整体电路结构，安装于灯罩10内，使结构更紧凑简捷。

如图3所示，灯罩10上均匀布设有多个鳍片11，所述鳍片11上均设置有散热孔111，所述相对的鳍片11上的散热孔111平行相对，左右通透的对流风道，与鳍片11间隙形成立体散热，可最大程度的散发热量。

如图4所示，灯体包括多个包括多个串联的LED灯串L1、L2、……Ln，且每个LED灯串包括多个串联的LED灯珠(图中未表示)，灯珠均安装于一块铝基板70的安装孔71内，铝基板70下方通过螺钉连接透镜20，透镜20采用高透光率PMMA材料制成，如图5所示，透镜20上均匀布设有多个透光孔21，用于光线的射出，透镜20的发光角度一般设计在30度-120度之间。

灯体通过与自适应驱动电路30连通，实现工作。自适应电路30集中设置在灯罩10内部的中心部位，无需外置，即可驱动电路。

如图6所示，自适应驱动电路30包括：整流单元31、限流单元32、电压检测和导通控制单元33和多个可控开关单元K1、K2……Kn。整流单元31，即图中的D1～D4组成的整流电路，用于将交流电源输出的交流电压转换为整流后的驱动电压。电压检测和导通控制单元33，用于根据驱动电压的变化控制所述可控开关单元的通断，每个参考电压与一个可控开关单元关联，控制所关联的参考电压高于驱动电压的可控开关单元断开，控制所关联的参考电压低于驱动电压的至少一个可控开关单元连通。可控开关单元，用于控制串联的LED 灯串到整流单元的电源负端的通断，其中K1控制LED灯串L1，K2控制LED 灯串L2……Kn控制LED灯串Ln。所述限流单元32，用于对驱动电压进行限流或恒流后输入所述多个串联的LED灯串的第一个LED灯串，限流可用串联在电路中的电阻实现，恒流可采用恒流源电路实现。

自适应驱动电路的工作原理为：市电经过整流单元31整流后变成波动的直流电，即将交流电源输出的交流电压转换为整流后的驱动电压，电压检测和导通控制单元43实时检测驱动电压变化，驱动电压低时驱动一部分的可控开关单元导通，驱动电压高时驱动另一部分的可控开关单元导通；LED灯串分段串联，各段分别与不同电压段连通的可控开关单元连接，从而实现LED灯串的串接数量跟随驱动电压的变化，驱动电压低时串接的LED灯串数量少，驱动电压高时串接的LED灯串数量多，使电压低的时候有一部分LED灯串导通，电压高的时候更多的LED灯串导通，这样LED总电压降总是接近驱动电压，使LED不至于驱动电压太高而过流损坏，同时由于在整个市电电压变化周期内都有LED 灯串导通，从而消除了频闪，并且保持了较高的功率因素和较低的谐波失真，这种方式功率因素轻易能达到0.95以上，谐波也能做到20％以下。

如图6，设有L1、L2……Ln串LED灯串和对应的K1、K2……Kn个可控开关单元，每一串LED灯串由数颗LED灯珠串联而成，视市电的大小和串数而定。交流市电经整流单元31整流后变成波动的直流电驱动LED灯串，整流后的电压为驱动电压，电压检测和导通控制单元33实时检测驱动电压的大小，当电压较低时导通控制电路控制K1开通，此时相当于LED灯串L1(由数颗LED 灯珠串连组成，下同)导通发光；当电压升高，电压检测和导通控制单元33 控制K1关断、K2开通，此时相当于L1、L2串联后导通发光，L1、L2串联后总电压降也升高，能适应驱动电压升高的变化，使LED不至于由于驱动电压太高而过流损坏，能正常工作发光；如此类推，当驱动电压升至接近最大值时， Kn开通、其余关断，此时相当于全部LED灯串串连在一起，电压降也达到最大值。当驱动电压开始下降时，上述过程重复，K1至Kn的导通和关断顺序反过来， Kn最先导通，K1最后导通。最终的结果是LED灯串的电压降能跟随驱动电压的变化，配合限流单元32，从而使LED在允许的驱动电压、驱动电流范围内正常工作。如图7所示为可控开关单元的导通和关断与驱动电压的变化示意图。

上列详细说明是针对本实用新型可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。