專利名稱：大功率led隧道燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及用于照明的隧道燈，尤其涉及以大功率高亮度發(fā)光二 極管作為照明光源的LED隧道燈，屬于半導(dǎo)體照明技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前全國公路隧道建設(shè)工程很多，照明燈具設(shè)計(jì)布置量大，對隧道照 明的技術(shù)要求較高，對隧道照明的節(jié)能運(yùn)行和長壽命運(yùn)行有著非?？量痰?要求，對照明燈具的布置和照明燈具的選擇特別重視。目前，半導(dǎo)體照明 應(yīng)用逐漸廣泛，LED的應(yīng)用照明燈具多是采用在傳統(tǒng)照明的燈具內(nèi)安裝 LED燈的結(jié)構(gòu)，利用高導(dǎo)熱膠貼裝LED在鋁基印刷電路板上，鋁基電路 板與散熱器之間同樣采用高導(dǎo)熱膠涂抹，由于熱阻較大，LED產(chǎn)生的熱量 聚集，這樣的燈具散熱性不好，超過LED的使用環(huán)境溫度，因此造成LED 的可靠性和使用壽命下降；此外，傳統(tǒng)隧道燈的殼體與透光罩之間的配合 缺乏良好的密封性，燈具內(nèi)容易積存灰塵，燈具的照度受到嚴(yán)重影響，同 時(shí)由于隧道內(nèi)的環(huán)境濕度很大，燈具內(nèi)的元器件容易損壞，嚴(yán)重影響燈具 的使用壽命。同時(shí)，燈具在透光材料的處理以及反射面出光角度設(shè)置不當(dāng)， 極易產(chǎn)生眩光現(xiàn)象，視覺疲勞與視線干擾，容易造成交通事故，避免和降 低照明燈具產(chǎn)生的眩光道路設(shè)計(jì)和燈具設(shè)計(jì)是LED隧道照明企業(yè)十分關(guān) 注的問題；另外，燈具設(shè)計(jì)和制造本身的缺陷導(dǎo)致其防護(hù)等級達(dá)不到要求， 致使燈具頻繁出現(xiàn)損壞現(xiàn)象，使得維護(hù)工作量巨大。
鑒于LED光源具有長壽命、節(jié)能、光衰低的特點(diǎn)，比較適用于公路隧 道等更換燈具困難的特殊場合。目前國內(nèi)有諸多廠家在研究大功率LED的 應(yīng)用，大功率LED在隧道燈上應(yīng)用這一機(jī)遇，盡早使其產(chǎn)業(yè)化，將用真正
的"冷"光源贏得市場。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種適于隧道特殊環(huán)境中使用的散熱效
果好、防眩光、密封性能優(yōu)越、使用壽命長的大功率LED隧道燈。 本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)
一種大功率LED隧道燈，包括殼體、封擋、密封圈、透光罩、反光碗、 LED發(fā)光二極管組件、鋁基印制電路板、供電電源、可調(diào)支架，所述燈具 安裝在可調(diào)支架上，燈具與支架連接固定可上下左右轉(zhuǎn)動。燈具采用平面 式結(jié)構(gòu)，由鋁或其合金壓鑄而成，殼體外側(cè)設(shè)有翅形散熱器，大功率發(fā)光 二極管組件通過共晶焊工藝貼裝在鋁基印刷電路板上，呈矩形排列分布， 鋁基印刷電路板嵌入在殼體內(nèi)側(cè)。白光發(fā)光二極管組件的出光口配置有反 光碗，反光碗的下方安裝有透光罩。反光碗為非對稱性反射面，消除了大 功率LED隧道燈的眩光，合理控制光的分布使光斑呈矩形，其下方安裝有 透光罩，透光罩與殼體四周設(shè)有密封圈，殼體上部裝配供電電源及可調(diào)支 架。本燈具電器一體化，無熱量積累，維護(hù)安裝簡單，LED燈頭殼體既起 到傳統(tǒng)透光罩防塵、聚光、保護(hù)燈頭的作用，又能有效地散發(fā)一部分熱量 并將其余熱量傳遞給翅形散熱器散發(fā)出去，保證LED的散熱性能。
進(jìn)一步地，燈具結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì)，LED直接與外殼緊密相接，通過外 殼散熱翅與空氣對流散熱，燈殼采用鋁或其合金壓鑄成型，表面做了陽極 氧化和噴塑處理，耐腐蝕，并可以有效的散熱并保證了光源壽命；5mm高 強(qiáng)度鋼化玻璃組成透光罩，燈具殼體邊緣四周設(shè)有定位槽，透光罩嵌入燈 具殼體的定位槽內(nèi)，定位槽內(nèi)部采用耐老化硅橡膠密封圈，防塵和防水， 使得燈具可以在高濕度中使用。
進(jìn)一步地，上述的大功率LED隧道燈，采用共晶焊工藝貼裝光源組件 在鋁基印刷電路板上，選用進(jìn)口高亮度晶片，采用單顆大功率LED作為光 源，其發(fā)光效率高，光衰小，視覺逼真，無不良眩光、無頻閃，消除了傳 統(tǒng)燈具的不良眩光所引起的刺眼、視覺疲勞與視線干擾，單色性好，光線 柔和。
進(jìn)一步地，上述的大功率LED隧道燈，通過合理的配光設(shè)計(jì)以及精密 的光學(xué)設(shè)計(jì)改善了燈具的系統(tǒng)效率，采用高強(qiáng)度PC材質(zhì)反射碗，制成非
對稱性斗形結(jié)構(gòu)，其出光角度在60° 80°，內(nèi)部高純度鋁反射面為梯形臺 階或平面形，由底部向碗口處逐漸擴(kuò)大，有效提高了反射率，并確保了光 通量輸出；針對性地將LED發(fā)出地光控制在需要出光角度范圍內(nèi)，提高了 燈具出光效果的均勻性和光能的利用率，高效地配光系統(tǒng)，大大減少了燈 的體積，使燈具的光照亮而寬廣均勻。
進(jìn)一步地，上述的大功率LED隧道燈，所述發(fā)光二極管組件的數(shù)量為 1 10組，每組發(fā)光二極管組件上并排布置6 30只大功率發(fā)光二極管， 所述大功率發(fā)光二極管是功率為1W 5W的發(fā)光二極管。
進(jìn)一步地，上述的大功率LED隧道燈，供電電源是低壓恒流電源，直 接使用220V、 50Hz的日常交流市電作為外接電源，交流市電經(jīng)過整流變 換成為低壓直流電源，形成低壓恒流，進(jìn)而饋送到發(fā)光二極管組件。
本實(shí)用新型技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步主要體現(xiàn)在
① 采用單顆大功率LED作為光源，其發(fā)光效率高，光衰小，視覺逼真， 無不良眩光、無頻閃，可消除了傳統(tǒng)燈具的不良眩光所引起的刺眼、視覺 疲勞與視線干擾，單色性好，光線柔和。
② 顯色性好對顏色的呈現(xiàn)更真實(shí)、更鮮艷。LED隧道燈的顯色指數(shù) 可以達(dá)到80左右，接近自然光，車輛進(jìn)入隧道后，司機(jī)可以很快使用光 線顏色變化，確保了行車安全。
③ 發(fā)光二極管組件的主體采用高可靠性的先進(jìn)封裝工藝-共晶焊，獨(dú) 有的芯片散熱技術(shù)，LED產(chǎn)生的熱量能夠順利散逸，特殊的散熱結(jié)構(gòu)，無 熱量積累，充分保障大功率LED隧道燈的超長壽命，是傳統(tǒng)鈉燈、汞燈的 5-10倍。
④燈具結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì)，LED直接與外殼緊密相接，通過外殼散熱翼 與空氣對流散熱，燈殼采用鋁合金壓鑄成型，外殼表面做了陽極氧化和噴 塑處理，耐腐蝕，并可以有效的散熱并保證了光源壽命；5mm高強(qiáng)度鋼化 玻璃與燈體的完美結(jié)合，燈體密封圈采用耐老化硅橡膠，使得燈具可以在 高濕度中使用。
(D產(chǎn)品可靠性高，燈具的造型，配光的角度使光線可以覆蓋整個道路 的橫截路面，即使燈具在單側(cè)布燈的情況下，也能達(dá)到合適的照度和均勻 度，使光線的利用率大大提升，從而有效節(jié)省投入成本和運(yùn)行成本。
(D啟動無延時(shí)LED光源隧道燈不存在啟動延時(shí)問題，通電可立即正 常工作，解決了傳統(tǒng)燈具漫長的啟動過程，實(shí)現(xiàn)了瞬時(shí)啟動和再啟動。
⑦ 耗電低、安全可靠、綠色環(huán)保，LED的工作電壓一般為直流低壓， 徹底杜絕觸電事故的發(fā)生，同時(shí)有效地消除熒光燈帶來的電磁干擾和電磁 污染；LED組件由安全范圍內(nèi)的低壓直流電源恒流供電，耗電量少，節(jié)能 效果顯著。
⑧ 安裝簡便、快捷、靈活，任何角度可調(diào)，且通用性強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣。以下結(jié)合附圖
對本實(shí)用新型技術(shù)方案作進(jìn)一步說明
圖l:大功率LED隧道燈的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2:大功率LED隧道燈的截面圖。
圖3:大功率LED隧道燈反光碗的右視圖。
圖3:大功率LED隧道燈反光碗的主視圖。
圖3:大功率LED隧道燈反光碗的左視圖。
其中各附圖標(biāo)記的含義是
1殼體 2封擋
3密封圈 4透光罩
5反光碗 6 LED發(fā)光二極管組件
7 鋁基印制電路板 8供電電源
9可調(diào)支架 10翅形散熱器
具體實(shí)施方式
如圖l、圖2所示，本優(yōu)先實(shí)施例中，大功率高亮度LED隧道燈包括 殼體l、封擋2、密封圈3、透光罩4、反光碗5、 LED發(fā)光二極管組件6、 鋁基印制電路板7、供電電源8、可調(diào)支架9、翅形散熱器IO。
透光罩4與殼體1由封擋2固定連接；反光碗5、 LED發(fā)光二極管組 件6及鋁基印制電路板7設(shè)置在殼體1內(nèi)部；所述殼體1安裝在可調(diào)支架 9上、且可相對于可調(diào)支架上下左右轉(zhuǎn)動；所述的殼體1與可調(diào)支架9之 間設(shè)置有供電電源8。所述的殼體1采用平面式結(jié)構(gòu)，由鋁或其合金壓鑄 而成，殼體外側(cè)設(shè)有翅形散熱器10。大功率發(fā)光二極管組件6通過共晶焊 工藝貼裝在鋁基印刷電路板7上，呈矩形排列分布，鋁基印刷電路板7嵌 入在殼體1內(nèi)側(cè)；鋁基電路板7與散熱器10之間采用高導(dǎo)熱膠涂抹，增 強(qiáng)熱傳導(dǎo)。
所述的發(fā)光二極管組件6的出光口配置有反光碗5，反光碗5為非對 稱性斗形結(jié)構(gòu)，內(nèi)部高純度鋁反射面為梯形臺階或平面形，由底部向碗口 處逐漸擴(kuò)大，以消除了大功率LED隧道燈的眩光，合理控制光的分布使光 斑呈矩形。所述的透光罩4采用拉伸高分子塑料，具有良好的透光性和防 塵防水性，燈具在透光材料的處理以及反射面出光角度設(shè)置合理，不易產(chǎn) 生眩光現(xiàn)象、視覺疲勞與視線干擾，避免造成交通事故。
殼體1的主體是高純度鋁板拉伸成型，殼體1外側(cè)的翅形散熱器10， 其表面采用陽極氧化處理，再采用環(huán)保氟碳粉末靜電噴涂，使燈具本身可 定制不同的顏色。殼體1直接連接透光罩4，殼體1與透光罩4之間的配 合具有良好的密封圈3，燈具內(nèi)不易積存灰塵，燈具的照度不受影響，同 時(shí)隧道內(nèi)的環(huán)境濕度也不易損壞燈具內(nèi)的元器件，影響燈具的使用壽命。 最終殼體既起到防塵、聚光、保護(hù)燈頭的作用，又能在LED工作時(shí)有效地
散發(fā)一部分熱量并將其余熱量傳遞給翅形散熱器10散發(fā)出去，保證了 LED 的散熱性能，工作穩(wěn)定，減小光衰，延長了使用壽命。
LED發(fā)光二極管組件6利用高可靠性的先進(jìn)封裝工藝--共晶焊，均勻 貼裝在鋁基印刷電路板7上，LED產(chǎn)生的熱量能夠順利散逸，熱阻降低， 無熱量積累，印刷電路板7再采用高導(dǎo)熱膠均勻涂抹粘接固定在翅形散熱 器10上，LED產(chǎn)生的熱量能夠順利地通過印刷電路板7傳遞，進(jìn)而從散 熱翅片散逸。
上述的一種大功率LED隧道燈，燈具結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì)，改善了燈頭的 散熱性能，結(jié)構(gòu)牢固。LED發(fā)光二極管組件6直接與外殼緊密相接，通過 外殼散熱翼與空氣對流散熱，燈殼1采用鋁合金壓鑄成型，燈具外殼l和 透光罩4構(gòu)成緊配合，5mm高強(qiáng)度鋼化玻璃的四周嵌入槽形的型材構(gòu)成的 邊框中，透光罩4的四周與燈具殼體1的側(cè)邊口處螺釘連接固定，燈具殼 體l的四周邊口處的外壁制成凸臺，凸臺與透光罩邊框上設(shè)置的凹槽壓接 緊配合，凸臺和凹槽平直無間隙，這樣可以確保扣壓時(shí)的受力均勻，以及 扣壓時(shí)螺釘緊固具有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度確保密封。緊固螺釘鎖住后，可防止松懈， 此外，在透光罩4不變的情況下根據(jù)需要更換透光罩4和LED發(fā)光二極管 組件6，維修方便、適應(yīng)性強(qiáng)。其中所述的由高強(qiáng)度鋼化玻璃構(gòu)成的透光 罩的內(nèi)側(cè)四周邊緣處凹槽與燈具殼體內(nèi)側(cè)上口邊緣處凸臺設(shè)置密封圈3， 密封圈3采用耐老化硅橡膠密封帶，鋼化玻璃四周槽中裝阻燃材料，耐酸 堿、高溫，整個燈具外部起到了密封的效果，防護(hù)等級達(dá)到了IP65。
進(jìn)一步地，翅形散熱器10與透光罩4為一體式結(jié)構(gòu)，翅形散熱器10 外側(cè)設(shè)有若干翅狀散熱片，翅狀散熱器10增大了散熱表面積，散熱效果 佳，LED燈頭與翅形散熱器10之間還可設(shè)有超導(dǎo)熱管，超導(dǎo)熱管能將LED 燈頭產(chǎn)生的熱量及時(shí)快速地傳遞給翅形散熱器10，更好地改善路燈的照明 效果。LED發(fā)光二極管組件6沿縱向或環(huán)形或呈陣列狀均勻分布于透光罩 4內(nèi)，根據(jù)實(shí)際情況和需要，改善出光角度、分布面積采用不同的排列方
式，有助于達(dá)到更好的照明效果。本實(shí)用新型光源組件的出光口采用拉伸
高分子塑料透光罩4，使LED發(fā)出的眩眼的發(fā)散光變成柔和的平行光，且 具有良好的透光性和防塵防水性，充分保障大功率LED隧道燈的超長壽 命。
進(jìn)一步地，如圖3至圖5所示，上述的一種大功率LED隧道燈，通過 合理的配光設(shè)計(jì)以及精密的光學(xué)設(shè)計(jì)改善了燈具的系統(tǒng)效率，光源配套的 非對稱性反光碗5角度可以不同，來調(diào)整光線分布面域。采用PC材質(zhì)表 面真空鍍鋁反射碗，制成非對稱性反射面結(jié)構(gòu)，其出光角度在60° 80°， 有效提高了反射率，并確保了光通量輸出；針對性地將LED發(fā)出地光控制 在需要出光角度范圍內(nèi)，提高了燈具出光效果的均勻性和光能的利用率， 高效地配光系統(tǒng)，大大減少了燈的體積，使燈具的光照亮而寬廣均勻。
根據(jù)實(shí)際功率大小需要，每只LED隧道燈所使用的發(fā)光二極管組件的 數(shù)量可以不同，通常為1 10組。而且，每組發(fā)光二極管組件上并排布置 的LED的數(shù)量也可以不等，通常為6 30只，LED的功率為1W 5W， 配置時(shí)可根據(jù)應(yīng)用對象的總光通量要求調(diào)整LED總數(shù)量。
供電電源8是低壓恒流電源，直接使用220V、 50Hz的日常交流市電 作為外接電源，交流市電經(jīng)過整流變換成為低壓直流電源，形成低壓恒流， 進(jìn)而饋送到發(fā)光二極管組件。對于恒流電源，供1W發(fā)光二極管的工作電 流約350mA，供3W發(fā)光二極管的工作電流約700mA，而供5W發(fā)光二極 管的工作電流約1000mA。每個發(fā)光二極管組件均由安全范圍內(nèi)的低壓直 流恒流供電，通常每一個恒流電源最多可以給10只發(fā)光二極管供電，這 樣，根據(jù)燈具配置的LED的總數(shù)即可算出需要配備的低壓恒流電源的數(shù)
本實(shí)用新型根據(jù)LED光源配光特點(diǎn)，通過分點(diǎn)、非對稱性反光碗組合 拼接配光法，完善地解決了光譜覆蓋的有效面積，并達(dá)到光線的均勻分布， 桿與桿之間無黑影產(chǎn)生。另外，本實(shí)用新型還較好解決了出光率和電路板
問題，最大限度地將芯片的光束全部收集起來，并通過反光碗5的幾何尺
寸，多元化的增大其發(fā)光強(qiáng)度，達(dá)到有效射程20米，色溫5 6千K，照 度達(dá)到10勒克斯，顯色指數(shù)80以上。通過設(shè)置分點(diǎn)、非對稱性反光碗拼 接排列配光法與LED光源的整體式結(jié)構(gòu)，改善了燈具的散熱性能和照度效 果，裝卸維修方便，工作穩(wěn)定、無輻射、節(jié)能，延長了使用壽命。整體式 LED燈具的設(shè)計(jì)，解決了大功率LED光源用于更換目前傳統(tǒng)隧道燈的一 大難題，本LED燈具可以非常方便地更換傳統(tǒng)隧道燈燈頭，大大降低了傳 統(tǒng)隧道燈改造維護(hù)的成本，同時(shí)，也使得大功率LED光源替代高壓鹵素隧 道燈成為可能。
本實(shí)用新型LED隧道燈所產(chǎn)生的光譜中沒有紫外線、紅外線、沒有熱 量和輻射，是典型的綠色光源，安全可靠，工作電壓低、耗電量少、使用 壽命長，節(jié)能環(huán)保，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、裝配方便，采用智能化控制，可適用 于高速公路隧道、城區(qū)低速隧道照明等公共場所，應(yīng)用前景十分廣闊。
以上僅是本實(shí)用新型的具體應(yīng)用范例，對本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不構(gòu) 成任何限制。凡采用等同變換或者等效替換而形成的技術(shù)方案，均落在本 實(shí)用新型權(quán)利保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.大功率LED隧道燈，包括殼體、與殼體連接的透光罩、設(shè)置在殼體內(nèi)部的反光碗、LED發(fā)光二極管組件以及鋁基印制電路板，所述殼體安裝在可調(diào)支架上、且可相對于可調(diào)支架上下左右轉(zhuǎn)動，所述的殼體與可調(diào)支架之間設(shè)置有供電電源，其特征在于所述的殼體外側(cè)設(shè)有翅形散熱器，所述的鋁基印刷電路板嵌入在殼體內(nèi)側(cè)，所述的LED發(fā)光二極管組件貼裝在鋁基印刷電路板上，LED發(fā)光二極管組件的出光口配置有反光碗，所述的反光碗為非對稱性反射面斗形結(jié)構(gòu)，內(nèi)部高純度鋁反射面為梯形臺階或平面形，由底部向碗口處逐漸擴(kuò)大。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED隧道燈，其特征在于所述的 LED發(fā)光二極管組件通過共晶焊工藝貼裝在鋁基印刷電路板上，所述的 LED發(fā)光二極管組件沿縱向或環(huán)形或呈陣列狀均勻分布于透光罩內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的大功率LED隧道燈，其特征在于所述LED 發(fā)光二極管組件的數(shù)量為1 10組，每組LED發(fā)光二極管組件上并排布置 6 30只LED發(fā)光二極管。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的大功率LED隧道燈，其特征在于所述LED 發(fā)光二極管是功率為1W 5W的發(fā)光二極管。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED隧道燈，其特征在于所述的 LED發(fā)光二極管組件通過高導(dǎo)熱膠貼裝在鋁基印刷電路板上，所述的印刷 電路板通過高導(dǎo)熱膠與殼體粘接固定。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED隧道燈，其特征在于所述的 由高強(qiáng)度鋼化玻璃構(gòu)成的透光罩的內(nèi)側(cè)四周邊緣處設(shè)有凹槽，所述的殼體 內(nèi)側(cè)上口邊緣處設(shè)有凸臺，所述的凹槽和凸臺配接處設(shè)置密封圈。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED隧道燈，其特征在于所述的 透光罩的凹槽中裝有阻燃材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED隧道燈，其特征在于所述的 反光碗采用PC材質(zhì)表面真空鍍鋁反射碗，非對稱性反射面斗形結(jié)構(gòu)使其出光角度在60° 80°之間。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種大功率LED隧道燈，包括殼體、透光罩、反光碗、LED發(fā)光二極管組件、鋁基印制電路板、供電電源和可調(diào)支架，所述殼體安裝在可調(diào)支架上且可相對轉(zhuǎn)動，燈具采用平面式結(jié)構(gòu)，發(fā)光二極管組件貼裝在鋁基印刷電路板上，鋁基印刷電路板嵌入在殼體內(nèi)側(cè)，發(fā)光二極管組件的出光口配置有反光碗，反光碗為非對稱性斗形結(jié)構(gòu)。透光罩與殼體固接且四周設(shè)有密封圈，殼體上裝配供電電源及可調(diào)支架。本實(shí)用新型散熱效果好、防眩光，耗電量少、使用壽命長，節(jié)能環(huán)保，裝配方便，采用智能化控制，可適用于高速公路隧道、城區(qū)低速隧道照明等公共場所，應(yīng)用前景十分廣闊。
文檔編號F21V29/00GK201190931SQ20082003458
公開日2009年2月4日 申請日期2008年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月28日
發(fā)明者孫建國, 金星煒 申請人:南京漢德森科技股份有限公司