一种IC驱动的LED路灯的制作方法

文档序号:14896423发布日期:2018-07-08 07:26阅读:207来源:国知局

本实用新型属于LED照明领域,尤其是一种IC驱动的LED路灯。



背景技术:

道路照明是城市照明的重要组成部分,传统的路灯常采用高压钠灯,因其光损失大的缺点造成了能源的巨大浪费。当前,全球的环境在日益恶化,各国都在发展清洁能源。而随着国民经济的高速增长,我国能源供需矛盾日渐突出,节能是所急需解决的问题。LED路灯具有具有高效、安全、节能、环保、寿命长、响应速度快、显色指数高等独特优点,对城市照明节能具有十分重要的意义。目前已广泛应用于城市道路照明应用领域。

LED路灯虽然具有绿色节能等优点,但目前的LED路灯也存在很多缺陷:一、现在使用的LED路灯由于其采用的出光表面是自由曲面透镜,其容易沉积灰尘而影响出光,同时也非常不易清理维护,增加了维护的成本;二、LED路灯的关键器件就是其驱动装置,目前的驱动装置可靠性不高,容易损坏,增加了路灯的维修成本。例如由于供电质量不同,尤其是偏远的农村电压往往不稳定,波动较大,电压低的时候甚至达到110V一下,严重的影响了LED路灯的使用效果;同时,传统的过压保护装置其熔断体是焊接在正面电极上的,在电压波动较大的情况下,且当保护元件尺寸变小到一定程度,传统的焊接会使熔断体和正面电极存在电性能会波动,结合点受高温影响而使功能失效,从而起不到过压保护的作用,造成路灯及线路的报废和损失。



技术实现要素:

本实用新型的目的是克服现有技术存在的缺陷,提供一种IC驱动的LED路灯。

实现本实用新型目的的技术方案是:一种IC驱动的LED路灯,包括平板式光学透镜和光源灯板,所述光源灯板包括铝基板、IC驱动芯片电路板、LED光源、电源正极、电源负极,所述IC驱动芯片电路板安装在铝基板上,所述LED光源、电源正极、电源负极设置在IC驱动芯片电路板上,所述平板式光学透镜固定在光源灯板的发光面上。

作为本实用新型的优选方案:所述的平板式光学透镜包括出光外表面和入光内表面,所述出光外表面为光滑平面,所述入光内表面为不对称自由曲面。

作为本实用新型的优选方案:所述LED光源采用三排等距排布在IC驱动芯片电路板上。

作为本实用新型的优选方案:IC驱动芯片电路板包括稳压模块和过压保护模块,所述稳压模块包括电输入端、电压切换模块、线性变压器和电输出端,所述的电压切换模块包括工作电源、双路可调节电压滞回控制电路和开关切换电路,所述电输入端与工作电源的输入端、双路可调电压滞回控制电路的输入端和开关切换电路的输入端连接,所述工作电源分别与双路可调电压滞回控制电路和开关切换电路连接,所述双路可调电压滞回控制电路的输出端接开关切换电路输入端,所述开关切换电路的输出端接输出端线性变压器,线性变压器与电输出端连接。

作为本实用新型的优选方案:所述双路可调节电压滞回电路的每一路电路都包含电输入端J1,整流二极管D1,分压电阻R1、R2和R3,分压可调电阻VR1,电阻R4,电阻R5,滤波电容C1、C2,反向门集成电路U1和U2,电输出端J2;电压通过电输入端J1接入整流二极管D1整流,然后电压经过分压电阻R1、R2、R3分压,所述分压可调电阻VR1连接在分压电阻R2、R3中间,所述滤波电容C1在分压电阻R1、R2中间,所述所述滤波电容C2设置在分压电阻R2和分压可调电阻VR1中间,分压可调电阻VR1第三脚输出电压通过电阻R4、R5分压后接电输出端J2,所述反向门集成电路U1、U2串联后与电阻R5并联。

作为本实用新型的优选方案:开关切换电路包含电阻R6、电阻R7、电容C3、电容C4、开关三极管Q1、开关三极管Q2、续流二极管D2、续流二极管D3、单刀双掷开关继电器JDQ1、JDQ2以及电输入端J3和电输出端J4,所述电压通过电输入端J3输入,通过电输出端J4输出;所述双路可调电压滞回控制电路的双路输出电压控制信号LOW和MID,分别与开关切换电路的电阻电阻R6、电阻R7连接,信号LOW输入的电压通过电阻R6限流、电容C3滤波,控制开关三极管Q1、续流二极管D2和单刀双掷开关继电器JDQ1,然后电压输入到单刀双掷开关继电器JDQ2,所述单刀双掷开关继电器JDQ2与电输出端J4连接;电压通过电阻R6限流、电容C3滤波,控制开关三极管Q1、续流二极管D2和单刀双掷开关继电器JDQ1,然后电压输入到单刀双掷开关继电器JDQ2,所述单刀双掷开关继电器JDQ2与电输出端J4连接,信号MID输入的电压经电阻R7限流、电容C4滤波,控制开关三极管Q2、续流二极管D3和单刀双掷开关继电器JDQ2,然后通过电输出端J4输出。

作为本实用新型的优选方案:述过压保护模块由基板、正面电极、背面电极、熔断体、保护层和端头组成,所述正面电极和背面电极分别在基板的表面形成阵列排布,并通过端头相互形成电导通,所述熔断体与相邻的两个正面电极为一个整体,所述保护层由保护层包覆熔断体。

本实用新型具有积极的效果:本实用新型采用的是平板式光学透镜,其出光外表面比较平滑,不容易沉积灰尘,也方便清理和维护;为了实现平板式光学透镜出光外表面平滑,本实用新型对平板式光学透镜入光内表面做了不对称自由曲面的设计,平板式透镜光学的入光内表面根据边缘光线扩展度守恒原理创建自由曲面控制网格的节点矢量的精确计算方法进行设计,结合边缘光线扩展度守恒原理及光源的扩展度守恒,可在较短时间内优化出具有最优效率及精确配光的平板式透镜,平板式光学透镜的入光面光线通过自由曲面边缘映射后,也对应于目标的边缘,自由曲面中间连续部分光线经过映射后也在目标中间形成连续的分布,扩展度为光源或目标的面积与光线发散角所形成的立体角的乘积。本实用新型可以控制入光内表面的不对称自由曲面的弧面曲率使其出光角度达到±70°。经过此原理设计的平板式光学透镜,整灯路灯的光度分布曲线在路面上可以产生理想的矩形光斑配光,路灯的远场角度分布为蝙蝠翼型,符合城市道路照明规范要求。

同时,本实用新型采用了IC驱动芯片电路板,其包括了稳压模块和过压保护模块。稳压模块通过电压切换模块和线性变压器对输入到路灯线路的电压进行调整控制,能够实现当电压在140V至220V内波动时,保证路灯光线平稳的使用效果;同时本实用新型的过压保护模块,采用了熔断体与正面电极是一个整体的设计,该设计中熔断体和正面电极之间没有任何接口和缝隙,在收到电压波动时,能够保证在电压高达250V时,仍能够完好无损,从而起好保护电路的作用。

本实用新型的结构大大提高了LED路灯的使用效果和使用寿命,同时成本较低,适用广泛推广和使用。

附图说明

图1为本实用新型平板式光学透镜的出光外表面结构图;

图2为本实用新型平板式光学透镜的入光内表面结构图;

图3为本实用新型光源灯板的结构图;

图4为本实用新型IC驱动芯片电路板的稳压模块结构图;

图5为本实用新型稳压模块中双路可调节电压滞回控制电路结构图;

图6为本实用新型稳压模块中开关切换电路结构图;

图7为本实用新型IC驱动芯片电路板的过压保护模块结构图。

1、平板式光学透镜,2、出光外表面,3、入光内表面,4、铝基板,5、IC驱动芯片电路板,6、LED光源,7、电源正极,8、电源负极,9、背面电极,10、基板,11、正面电极,12、保护层,13、熔断器,14、端头。

具体实施方式

下面将结合图1至7,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

结合图1、2、3,本实用新型一种IC驱动的LED路灯,包括平板式光学透镜1和光源灯板,所述光源灯板包括铝基板4、IC驱动芯片电路板5、LED光源6、电源正极7、电源负极8,所述IC驱动芯片电路板5安装在铝基板4上,其中,LED光源6采用三排等距排布在IC驱动芯片电路板5上,所述LED光源6、电源正极7、电源负极8设置在IC驱动芯片电路板5上,所述平板式光学透镜1固定在光源灯板的发光面上。平板式光学透镜1包括出光外表面2和入光内表面3,所述出光外表面2为光滑平面,所述入光内表面3为不对称自由曲面。

平板式光学透镜1其出光外表面2比较平滑,不容易沉积灰尘,也方便清理和维护;为了实现平板式光学透镜1出光外表面2平滑,本实用新型对平板式光学透镜1入光内表面3做了不对称自由曲面的设计,平板式光学透镜1的入光内表面3根据边缘光线扩展度守恒原理创建自由曲面控制网格的节点矢量的精确计算方法进行设计,结合边缘光线扩展度守恒原理及光源的扩展度守恒,可在较短时间内优化出具有最优效率及精确配光的平板式透镜,平板式光学透镜1的入光面光线3通过自由曲面边缘映射后,也对应于目标的边缘,自由曲面中间连续部分光线经过映射后也在目标中间形成连续的分布,扩展度为光源或目标的面积与光线发散角所形成的立体角的乘积。本实用新型可以控制入光内表面的不对称自由曲面的弧面曲率使其出光角度达到±70°。

经过此原理设计的平板式光学透镜,整灯路灯的光度分布曲线在路面上可以产生理想的矩形光斑配光,路灯的远场角度分布为蝙蝠翼型,符合城市道路照明规范要求。

本实用新型的IC驱动芯片电路板包括稳压模块和过压保护模块,如图4所示,所述稳压模块包括电输入端、电压切换模块、线性变压器和电输出端,所述的电压切换模块包括工作电源、双路可调节电压滞回控制电路和开关切换电路,所述电输入端与工作电源的输入端、双路可调电压滞回控制电路的输入端和开关切换电路的输入端连接,所述工作电源分别与双路可调电压滞回控制电路和开关切换电路连接,所述双路可调电压滞回控制电路的输出端接开关切换电路输入端,所述开关切换电路的输出端接输出端线性变压器,线性变压器与电输出端连接。当输入电压高于双路可调电压滞回控制电路的第一路设定电压上限,控制开关转换电路第一路开关断开,当输入电压低于双路可调电压滞回控制电路的第一路设定电压下限,控制开关转换电路第一路开关闭合;同时当输入电压高于双路可调电压滞回控制电路的第二路设定电压上限,控制开关转换电路第二路开关断开,当输入电压低于双路可调电压滞回控制电路的第二路设定电压下限,控制开关转换电路第二路开关闭合;电输入端的输入电压接通到线型变压器不同的抽头,使其输出电压保持稳定。

如图5所示,所述双路可调节电压滞回电路的每一路电路都包含电输入端J1,整流二极管D1,分压电阻R1、R2和R3,分压可调电阻VR1,电阻R4,电阻R5,滤波电容C1、C2,反向门集成电路U1和U2,电输出端J2;电压通过电输入端J1接入整流二极管D1整流,然后电压经过分压电阻R1、R2、R3分压,所述分压可调电阻VR1连接在分压电阻R2、R3中间,所述滤波电容C1在分压电阻R1、R2中间,所述所述滤波电容C2设置在分压电阻R2和分压可调电阻VR1中间,分压可调电阻VR1第三脚输出电压通过电阻R4、R5分压后接电输出端J2,所述反向门集成电路U1、U2串联后与电阻R5并联。

电源经电输入端J1接入,通过整流二极管D1半波整流成直流电压,通过分压电阻R1、R2、R3分压,滤波电容C1和C2滤除电压的杂波波动,调整分压可调电阻VR1使输入电压为设定的电压值,分压可调电阻VR1第三脚输出电压通过电阻R4和R5分压后高于反向门集成电路U1从低到高翻转的门限电平电压,经过反向门集成电路U1和U2两次反向,电输出端J2输出为高电平,控制开关转换电路断开。反之,当电压从高到低变化时,分压可调电阻VR1第三脚输出电压通过电阻R4和R5分压后低于反向门集成电路U1从高到低翻转的门限电平电压,经过反向门集成电路U1和U2两次反向,电输出端J2输出为低电平,控制开关转换电路接通。

如图6所示,开关切换电路包含电阻R6、电阻R7、电容C3、电容C4、开关三极管Q1、开关三极管Q2、续流二极管D2、续流二极管D3、单刀双掷开关继电器JDQ1、JDQ2以及电输入端J3和电输出端J4,所述电压通过电输入端J3输入,通过电输出端J4输出;所述双路可调电压滞回控制电路的双路输出电压控制信号LOW和MID,分别与开关切换电路的电阻电阻R6、电阻R7连接,信号LOW输入的电压通过电阻R6限流、电容C3滤波,控制开关三极管Q1、续流二极管D2和单刀双掷开关继电器JDQ1,然后电压输入到单刀双掷开关继电器JDQ2,所述单刀双掷开关继电器JDQ2与电输出端J4连接;电压通过电阻R6限流、电容C3滤波,控制开关三极管Q1、续流二极管D2和单刀双掷开关继电器JDQ1,然后电压输入到单刀双掷开关继电器JDQ2,所述单刀双掷开关继电器JDQ2与电输出端J4连接,信号MID输入的电压经电阻R7限流、电容C4滤波,控制开关三极管Q2、续流二极管D3和单刀双掷开关继电器JDQ2,然后通过电输出端J4输出。

双路可调电压滞回控制电路输出电压控制信号LOW和MID,当LOW为高电平,通过电阻R6限流、电容C3滤波,控制开关三极管Q1导通,单刀双掷开关继电器JDQ1从长闭状态转为断开状态,接通单刀双掷开关继电器JDQ1的1和2,电压输入到单刀双掷开关继电器单刀双掷开关继电器JDQ2,如果MID为高电平,单刀双掷开关继电器JDQ2处于断开状态,接通单刀双掷开关继电器JDQ2的1后2,输入的电压通过单刀双掷开关继电器JDQ1和JDQ2接通到J4输出插头的第4脚;

如果MID为低电平,开关三极管Q2处于截止状态,单刀双掷开关继电器JDQ2处于闭合状态,接通单刀双掷开关继电器JDQ2的1和3,输入的市电通过单刀双掷开关继电器JDQ1和JDQ2接通到J4输出插头的第3脚;如果LOW为低,单刀双掷开关继电器JDQ1,开关三极管Q1基极电压为低,开关三极管Q1处于截止状态,单刀双掷开关继电器JDQ1的1和3接通,此时不管单刀双掷开关继电器JDQ2处于什么状态,电压都不可能通过单刀双掷开关继电器JDQ1接通到单刀双掷开关继电器JDQ2,只能接通到插座J4的第2脚,这样就实现了三电压。

本实用新型的稳压模块通过电压切换模块和线性变压器对输入到路灯线路的电压进行调整控制,能够实现当电压在140V至220V内波动时,保证路灯光线平稳的使用效果

如图7所示,所述过压保护模块由基板10、正面电极11、背面电极9、熔断体13、保护层12和端头14组成,所述正面电极11和背面电极9分别在基板10的表面形成阵列排布,并通过端头14相互形成电导通,所述熔断体13与相邻的两个正面电极11为一个整体,所述保护层由保护层12包覆熔断体13。

本实用新型的过压保护模块,采用了熔断体13与正面电极11是一个整体的设计,该设计中熔断体13和正面电极11之间没有任何接口和缝隙,在收到电压波动时,能够保证在电压高达250V时,仍能够完好无损,从而起好保护电路的作用。

本实用新型的结构大大提高了LED路灯的使用效果和使用寿命,同时成本较低,适用广泛推广和使用。

对于本领域技术人员而言,显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

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