类自然光照明设备的制作方法

本实用新型涉及照明领域，特别是一种以直流电能驱动的白炽灯为发光源的无频闪、无眩光等光学污染的家居或办公场所使用的类自然光照明设备。家居或办公场所通过安装使用所述类自然光照明设备，既可避免LED光源因显色指数低而对物体识别产生色差的问题，也可避免由传统白炽灯具及节能灯具的频闪、眩光等缺陷而造成的视觉疲劳及视力损伤等问题。

背景技术：

LED(发光二极管)以节能的优势替代了白炽灯具，成为当前主流照明设备的发光源。而以LED为发光源的灯具，其白光的形成主要是靠450～455nm波长的蓝光激发荧光粉所产生，其单色光含量分布失衡，所以其显色指数(Ra)过低而容易造成对物体的识别产生色差。LED照明行业为克服显色指数低等问题，常在封装LED芯片时，以堆积多色彩荧光粉来解决，从而增加生产难度而导致产品一致性下降以及成本上升。由于灾光粉堆积厚度增加， LED发光效率大打折扣，从而失去节能优势。目前，市场显色指数(Ra)达到90％的LED 灯具，其发光效率普遍低于65lm/W。而LED属点发光，为克服其光强度过大而造成的眩光，须通过遮罩低光通率的有色物体进行光分散，导致其发光效率再次降低，LED节能已有名无实。从医学角度看，人的眼睛最不能接受的是蓝光和UV光(即紫外线光)，蓝色光线杀伤人眼活性感光细胞的能力是绿光的10倍以上。在LED发光的基理中，波长越低击发能力越强，通常“蓝发白”的LED波长出厂控制在500nm之内，一般为450～455nm之间，属于对人眼伤害最强的区段，如果波长变大，那么激发荧光粉的能力将下降，发光效率将降低。长期接触高亮度低波长的蓝光能杀伤人眼内大量活性感光细胞，导致视力下降及近视等功能性眼科疾病，而青少年处于生长发育阶段，且用眼持续时间长，这就是目前我国青少年近视及视力下降人数大幅度上升的主要原因之一。显然，以牺牲视力健康为代价的节能是不可取的。

传统以白炽灯为发光源的照明灯具是交流电能供电，在其常态工作和调光工作的过程中，所输出的光线为100Hz的频闪光，其幅值频闪和过零频闪约占总光通量的20％左右，尤其是在调光过程中，频闪强度更大。

目前，以直流电能驱动白炽灯为发光源的灯具方案已存在，如公开号为 CN106961762A的中国发明专利公开的一种名为“一种由白炽灯构成无频闪低蓝光全光谱特殊灯具的方法”的发明专利。在该发明专利申请中，其直流电能的来源是由市电直接经整流桥和滤波电容处理后产生，其所输出的直流电压不具有可调整性，从而色温和亮度单一，难以满足不同用途所需，因此适用范围受限；由于市电经桥式整流、滤波所输出的直流电压为 310V，而目前市场尚无额定电压为310V的白炽灯泡，因此推广较为困难；从电路上分析，由于该电路没有吸收和缓冲器件，在通电的瞬间，因电解电容上的电压突然变化而产生“啪”的声响，这是由于电流的剧增产生的电弧激发空气所产生的爆鸣声，电弧的产生可引发火灾，故存在安全隐患；从光学上分析，由于该发明无光学处理装置，而白炽灯属点发光源，灯丝发光强度大而产生眩光，导致使用者易出现视觉疲劳及视力损伤。

而以直流电能驱动白炽灯为发光源的所述类自然光照明设备所输出的光线，其单色光含量均匀、自然，可无色差的还原真实视觉世界。由于直流电能具有较强的可调整性，所述类自然光照明设备对白炽灯的选型无特殊要求。由于白炽灯色温与发光强度有着天然的相伴性，白炽灯的工作电压越高，白炽灯发光强度和色温越大；反之，白炽灯发光强度和色温越小。通过改变直流电能的电压值，白炽灯可输出等同于从太阳初升至正午全天候范围的光线，且无频闪，无眩光。所述类自然光照明设备可有效避免蓝色光线、炫光及频闪光线对人的视觉系统所造成的伤害。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一个输出无频闪，无眩光等光学污染的家居或办公场所使用的类自然光照明设备。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

所述类自然光照明设备主要由白炽灯、二次喷沙散光面板、磨砂镀银漫反射板、无级连续可调直流驱动器和支撑外壳组成；所述二次喷沙散光面板是对高透光率亚克力板材进行二次喷沙工艺处理的面板；所述磨砂镀银漫反射板是将金属板进行凹面加工，并对凹面进行磨砂后镀银处理的凹面漫反射板；所述无级连续可调直流驱动器是由EMI抑制电路、桥式整流电路和拓扑结构为SEPIC的直流变换电路组成；所述支撑外壳为钣金工艺成型，便于安装所述白炽灯、所述二次喷沙散光面板、所述磨砂镀银漫反射板及所述无级连续可调直流驱动器，构成所述类自然光照明设备整机。

本实用新型的有益效果是：

所述类自然光照明设备的使用，可避免以LED等冷光系光源因显色指数低而对物体识别产生色差，还原最真实的视觉世界；同时避免了LED等冷光系所产生蓝色光线对人体视觉器官的损害；也克服了传统白炽灯具及节能灯具的工频闪烁及眩光等缺陷而造成的视觉疲劳及对人体视力的损伤。

附图说明

下面结合本实用新型的图形进一步说明：

图1是本实用新型的总装结构图的示意图。

图2是本实用新型的所述二次喷沙散光面板的俯视图及侧视图的示意图。

图3是本实用新型的所述磨沙镀银漫发射板的示意图。

图4是本实用新型的所述无级连续可调直流驱动器的示意图。

图5是本实用新型的电气连接的示意图。

附图标记如下：

图1中1.白炽灯，2.二次喷沙散光面板，3.磨砂镀银漫发射板，4.无级连续可调直流驱动器，5.支撑外壳。图3中31.磨砂镀银漫发射板的背板，32.磨砂镀银漫发射板的磨砂镀银凹面。图4中41.EMI抑制电路，42.桥式整流电路，43.拓扑结构为SEPIC 的直流变换电路。

具体实施方式

所述类自然光照明设备的总装结构图如图1所示，其主要由所述白炽灯1、所述二次喷沙散光面板2、所述磨砂镀银漫发射板3、所述无级连续可调直流驱动器4及所述支撑外壳5组成。所述白炽灯1为所述类自然光照明设备的发光源，光源属性为热光源，是唯一等同于自然光线的人造发光源。所述二次喷沙散光面板2是对一定厚度的高透光率亚克力板材进行二次喷沙工艺处理的面板，即先采用粗沙对亚克力板进行喷撞，得到粗糙程度较高的表面，第二次用细沙亚克力板进行喷撞，即对粗糙面上的粒状物进行二次表面处理，消除粗糙面上可能存在的镜面情况，两次喷沙能使光线更加柔和，杜绝眩光现象给使用者带来的不适，同时提高了透光率，实现由发光点向发光面的转换。所述磨砂镀银漫反射板3是将一定厚度的金属板进行凹面加工，并对凹面进行磨砂后镀银处理的凹面漫反射板，其能实现对光线的漫反射，以达到消除眩光并提高发光效率的目的。所述无级连续可调直流驱动器4是由EMI 抑制电路41、桥式整流电路42和拓扑结构为SEPIC的直流变换电路43组成。所述桥式整流电路42是将交流市电整流成有脉动的直流电能；所述拓扑结构为SEPIC的直流变换电路43 对有脉动的直流电能进行高频PWM变换，输出无纹波直流电能。通过对高频PWM的占空比进行控制，可输出电压范围为0～400V的直流电能，用以驱动所述白炽灯1，这种宽电压范围输出能避免所述白炽灯1的选型特殊性，从而保证所述类自然光照明设备可使用目前市场通用的白炽灯泡。由于所述拓扑结构为SEPIC的直流变换电路43输出的为无纹波直流电能，用以提供所述白炽灯1工作电源，所以所述白炽灯1所发出的光线可实现绝对无频闪。所述白炽灯1的亮度值及色温与高频PWM的占空比有关；所述EMI抑制电路41是对所述拓扑结构为SEPIC直流变换电路43所产生EMI的传导部分进行抑制，避免PWM所产生的奇次谐波对电网造成污染。所述支撑外壳5为钣金工艺成型，便于安装所述白炽灯1、所述二次喷沙散光面板2、所述磨砂镀银漫反射板3及所述无级连续可调直流驱动器4，构成所述类自然光照明设备整机，以便用户安装和使用，同时也体现产品的艺术性。

具体的工作过程如下：

所述类自然光照明设备总装结构示意图如图1所示，其电气连接关系如图5所示，交流市电经所述无级连续可调直流驱动器4转换后输出无波动的直流电能以驱动所述白炽灯1，所述白炽灯1所输出的光通量可通过调整所述无级连续可调直流驱动器4的工作PWM的占空比来控制。所述白炽灯1输出的光线，一部分直接通过所述二次喷沙散光面板2折射出去，另一部分通过所述磨沙镀银漫发射板3反射到所述二次喷沙散光面板2上，再折射出去。光线通过漫反射和散光折射，能消除光线分布不均而造成的眩光。