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高亮LED实验光源制造技术

技术编号:6270536 阅读:159 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本实用新型专利技术涉及一种高亮LED实验光源,包含控制电源座和光源灯头两部分,控制电源座上有调光旋钮和光源输出插座,内含电源和控制调光电路;光源灯头部分由凸透镜、聚光筒、高亮LED和外壳及调节支架组成,本实验光源通过对高亮LED的脉冲宽度调制,实现了稳定的可调的光源输出,满足光学的干涉和衍射、光谱测定、太阳能特性等实验的光源应用,实验光源结构合理,操作方便,稳定可靠,适合于大专院校的光学、信息光学、光电子学、物理学等课程的教学实验。(*该技术在2020年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种高亮LED实验光源,属于光学、信息光学、光电子学、物理学 等课程的教学实验仪器

技术介绍
在最近的几年时间里,高亮度发光二极管LED在效率和亮度方面取得了巨大的进 步。高亮LED的发光亮度已超过了每瓦100流明,大大高于普通白炽灯的每瓦15流明的明 亮度,因此在各种领域中,高亮LED得到了越来越广泛的应用。高亮LED采用了磷化铟镓铝 (InGaAIP)和氮化铟镓(InGaN)等新的半导体化合物,与传统的照明设备如灯泡等相比,高 亮LED的节能效果好,可靠性更强,寿命更高达6万小时,高亮LED即使使用超过10年,其 亮度也只会下降30%。而且高亮LED的内部没有容易断开的灯丝,故防震性强。体积也远 远小于传统的灯泡等光源,所以非常适合作为实验光源。传统的物理实验中常采用白炽灯、钠灯、低压汞灯和氦氖激光器等光源,它们多采 用镇流器或变压器及倍压电路来控制真空器件发光,使得光源不仅体积大、发光效率低,而 且寿命短,价格贵。同时普通的实验光源,由于输出电压或电流的波动,使得光源亮度不稳 定,有时甚至人眼都能察觉到亮度的变化,给实验带来误差。
技术实现思路
本高亮LED实验光源针对现有实验光源所存在的体积大、效率不高、易损坏和亮 度不稳定等缺点,提出一种包含控制电源座和光源灯头组成的实验光源,其中控制电源座 上有调光旋钮和光源输出插座,内含电源和控制调光电路;光源灯头部分由凸透镜、聚光 筒、高亮LED和灯头外壳及调节支架组成。本光源通过对高亮LED的脉冲宽度调制(PWM), 实现了稳定的可调的亮度输出,可满足光学的干涉和衍射、光谱测定、太阳能特性等实验的 光源应用。在普通光源中,其电流常常不是很稳定,有时输出纹波更可高达20 %,很大在影响 了实验的准确度。在本高亮LED实验光源中,为达到稳定的光强,使用了脉冲宽度调制调光 技术。相比简单的可变电阻负载调光技术,脉冲宽度调制调光的效率最高,电流控制也最精 准。调光控制的主芯片采用LM3405,它可提供简单和小型的1A电流的高亮LED调光驱 动的解决方案。它将关机和调光功能结合到一个引脚上,封装尺寸小,启动时间快。实验数 据显示,采用LM3045,调光频率为6kHz时,稳定性最好。本技术的实验光源在控制电源座上设有光源输出插座,通过可拔插的插头与 光源灯头相连接,这样可更方便地对电源进行移动和使用。同时光源灯头部分有凸透镜和 高亮LED,高亮LED处于凸透镜的焦点上,以便输出平行光线。本技术实验光源的灯头罩和定位块与外壳之间的连接都由螺纹连接,以方便 安装拆卸和定位。同时因灯头较小,为解决长时间工作的散热,定位块、外壳和聚光筒都采用铝等金属。本技术实验光源可实现稳定的可调的光源输出,同时高亮LED具有很好的单 色性,作为单色光源,完全可以满足干涉、衍射等物理实验的要求,而白色LED则可以代替 白炽灯作复色光源。本实验光源结构合理,操作方便,稳定可靠,能适用于高等院校的光学、 信息光学、光电子学、物理学等课程的教学实验要求。附图说明图1是高亮LED实验光源灯头,图1中的1是光源灯头,2是聚光筒,3是灯头罩, 4是凸透镜,5灯头外壳,6是支架调节杆,7是支架锁紧螺钉,8是调节支架底座,9是高亮 LED, 10是定位块,11是连接螺纹,12是灯头连接线。图2是高亮LED实验光源的控制电源座,其中13是电源座外壳,14是电源指示灯, 15是电源开关,16是调光旋钮,17是输出插座。图3是LM3405驱动电路。图4是PWM脉冲调制电路。具体实施方式LM3405是一种电流模式的降压稳压器,可提供一种简单且高效方法,并经过适配 处理可将最大1A的恒流输出驱动LED负载。它的低反馈参考电压为205mV,能允许使用正 向电压较大的LED。LM3405芯片还集成了内部限流、内部补偿、过压保护以及热关闭。输出 电压范围为250mV Vmax,应用中高亮LED有约3. 5V的正向电压,VBQQST电压满足VBQQST_VSW 高于2. 5V并低于5. 5V的要求。低于5. 5V可保护内部NM0S开关,而高于2. 5V则可确保驱 动工作正常。芯片EN/DIM引脚通过一只100k Q的电阻(R5)连接到VIN并启动器件。而调制 器是由两个LMC555计时器构成,其中IC3在稳定模式(1000Hz)下工作,而IC4在单稳态模 式下执行脉冲宽度调制。这样可把脉冲宽度调制连接到EN/DIM。通过V-pwm上施加IV 10V的电压,可改变调制器的脉冲宽度,对高亮LED进行调光。电路中的LP2981则是线性稳 压器,用于向IC3和IC4供电,并可作为外部调光控制用的参考电压。实验中,可通过伸缩调节支架中的金属杆,并利用锁紧螺钉将光源灯头固定在适 当的高度。实验光源中的高亮LED可选用欧司朗(0SRAM)的LUWCP、LBW5SM或LTW5SM系列的 高亮LED。权利要求一种高亮LED实验光源,其特征是包含控制电源座和光源灯头两部分,控制电源座上有调光旋钮(16)和光源输出插座(17),内含电源和控制调光电路;光源灯头部分由凸透镜(4)、聚光筒(2)、高亮LED(9)和外壳(5)及调节支架组成。2.根据权利要求1所述的高亮LED实验光源,其特征是在控制电源座上有光源输出 插座(17),通过可拔插的插头与光源的灯头相连接。3.根据权利要求1所述的高亮LED实验光源,其特征是在控制电源座内有电源和控 制电路,控制主芯片为LM3045。4.根据权利要求1所述的高亮LED实验光源,其特征是光源灯头部分有凸透镜(4)和 高亮LED (9),高亮LED处于凸透镜的焦点上。5.根据权利要求1所述的高亮LED实验光源,其特征是灯头罩(3)和定位块(10)与 外壳(5)之间的连接都由螺纹连接。6.根据权利要求1所述的高亮LED实验光源,其特征是光源灯头部分的外壳(5)、聚 光筒(2)、定位块(10)由铝等金属构成;光源灯头下方有可调节并通过锁紧螺钉固定高度 的调节支架。专利摘要本技术涉及一种高亮LED实验光源,包含控制电源座和光源灯头两部分,控制电源座上有调光旋钮和光源输出插座,内含电源和控制调光电路;光源灯头部分由凸透镜、聚光筒、高亮LED和外壳及调节支架组成,本实验光源通过对高亮LED的脉冲宽度调制,实现了稳定的可调的光源输出,满足光学的干涉和衍射、光谱测定、太阳能特性等实验的光源应用,实验光源结构合理,操作方便,稳定可靠,适合于大专院校的光学、信息光学、光电子学、物理学等课程的教学实验。文档编号G09B23/22GK201707822SQ20102022875公开日2011年1月12日 申请日期2010年6月18日 优先权日2010年6月18日专利技术者汪建 申请人:汪建本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高亮LED实验光源,其特征是:包含控制电源座和光源灯头两部分,控制电源座上有调光旋钮(16)和光源输出插座(17),内含电源和控制调光电路;光源灯头部分由凸透镜(4)、聚光筒(2)、高亮LED(9)和外壳(5)及调节支架组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:汪建
申请(专利权)人:汪建
类型:实用新型
国别省市:51[中国|四川]

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