一种大功率高亮度LED照明灯具制造技术

本实用新型专利技术公开一种ＬＥＤ照明灯具，呈穹曲面形阵列排布的ＬＥＤ，每个ＬＥＤ前分别设置有透镜装置，使每个ＬＥＤ对应被照射面上一个独立的照射区域，所有照射区域布满需照射面；由于待照射区域上的每个照明单元（像素）都被相应的ＬＥＤ形成的光斑所覆盖，因此不存在照射死角，整个被照面亮度非常均匀；同时所有ＬＥＤ均照射在对应区域，不会产生光污染，也不会有光效浪费。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种大功率高亮度LED照明灯具
本技术涉及一种照明装置，尤指LED照明灯具。
技术介绍
近几年，随着LED的发光效率增长100倍，成本下降10倍，其 在照明领域的发展前景，吸引全球照明大厂家都先后加入LED光源及 市场开发中。美、日、欧及中国台湾省均推出了半导体照明计划。我 国2001年863计划立项，2003年紧急启动了 "国家半导体照明工 程"。从2006年的"十一五"幵始，国家将把半导体照明工程作为 一个重大工程进行推动。当前，我国经济快速增长，能源紧张的矛盾 日益显现，我国照明所消耗的电能约占电力总消耗量的1/6，因此提 高照明产品的能效水平，无疑将较大幅度降低能源消耗，有效缓解目 前我国电力供应紧张的局面。国家将贯彻节能优先政策，并将"照明 器具"列入节能重点领域，在"十一五"期间，大力推进绿色节能照 明工程，LED路灯就是LED技术的重要节能应用。现在的交通道路照明设计通常采用常规光源的配光曲线呈广角 度圆周正态分布，而现在道路照明设计大都采用单侧照明，这样就会 造成局部光源浪费在屋边照明的地方；另外因为依照现在的交通照 设计标准，道路方向路灯间距一般是3倍于灯高，由于常规光源的配 光曲线的关系造成有些光源无法照明的黑暗地带。这不仅造成能源的 浪费，也给夜间行驶带来很大的不便，产生安全隐患。如高速公路照 明，路面宽llm，需30m设置一路灯(灯高12m)，如图1所示，采用单灯照射，单灯光斑半径为5. 5m，则光斑面积3. 14*5. 5m*5. 5m=95 m2，而两灯间光斑未覆盖路面面积为30m*llm-95 m2=235 m2。如增大光斑面积，使相邻两光斑可以相连接，如图2所示采用大 角度LED，则单灯光斑面积=3. 14*15m*15m=706.5 m2;单灯照射路面 面积30m*llm=330 m2,照射到路面外面积为706. 5 m2-330 nf=376. 5 m2: 占总面积的53.2%，故其有效照射率为46.8%;这种方式虽解决了两 灯之间的部分黑暗带(残余黑暗带a区)，但是造成一半以上的光效 浪费(光害b区)，且因为光斑较大，照度较弱。美国CREE公司网站揭露了一种LED路灯6'，该路灯6'由六组 或八组LED分布在"V"形灯架4' 、 5'上，其中如图3所示，中间 两组为裸灯设置的LEDla' 、 lb'，该两组的LEDla' 、 lb'垂直照 射路面，其余几组LED2a' 、 2b' 、 3a' 、 3b'分别呈不同角度设置 于"V"形灯架4' 、 5'上且灯头外设有透镜罩，从而使照射范围增 大。这样就在路面上形成六个或八个并排的圆形光斑，但两圆形光斑 间A处仍会有黑暗地带；CREE公司为解决上述问题，将每组LED的 数目增加，从而增大每个圆形光斑的面积，如图4所示，此时单灯光 斑面积3. 14*15m*10m=471 m2，单灯照射目标路面面积=30111*11111=330 nf，单灯光斑照射路面以外面积为471 nf-330 m2=141 m2,占光斑总面 积的30%，故其有效照射率为70%，另外此种路灯还有个缺陷为光斑 明暗相间，不均匀。另外欧司朗公司使用了新型椭圆透镜，使路灯在路面上形成椭圆 光斑，但是如图5所示这种光斑中心和边缘的亮度比达到4比1，边 缘的光度达不到要求，尤其在雾天或雨天，边缘的亮度可能更少甚至 黑暗。台湾光宝公司在歐W基础上采用遮光的方式将照射到路面外的 光反射回路面。即灯杆方向垂直遮光，另一端采用反射方式。这种方案解决了部分光效浪费，但光斑中心和两端的亮度比达到4比1， 边缘的光度达不到要求，尤其在雾天或雨天，边缘的亮度可能更少甚 至黑暗。中国专利CN1995808分割式LED投射照明方法公开一种LED路 灯，其方案是确定被照射面和大功率发光二极管灯的数量；设置大功 率发光二极管灯；配设投影透镜组；其中被照射面可被划分成相邻且 按一定规则分布的一个个被照射面单元，被照射面单元的数量与大功 率发光二极管灯的数量相同；被照射单元的面积的光通量*投影透镜 透过率/被照面要求的平均照度；但该专利没有考虑到路灯是设在12 高的灯杆上，光从LED照到地面上要经12m到22m的距离，实际接收 端被照物表面上单个像素点的有效光通量=(发射端对应LED的总光 通量X热衰减因素X透镜淬取率+余光)X透过率X距离损失因素， 因此亮度要远小于该专利中所述的15Lux，因此其灯的数目显然不能 如该专利所述设置，故其没有工业实用性，另外如该专利附图如图6 所示，其外围LED呈现环形设置，因此其在地面上的照射面只能是圆 形或者椭圆形，无法实现道路的矩形照射。专利ZL200720039483. 1公开了一种大功率LED路灯，如图7所 示其具体实施方案为(7b为两端封挡、8b为翅形散热片、9b为壳 体、10b为导热胶、llb为印刷电路板、12b为密封圈、13b为出光透 镜、14b为发光二极管、15b为透光罩、16b为封挡固定孔)LED14b 贴装在铝基印刷电路板lib上，铝基印刷电路板lib嵌入在灯头壳体9b内侧，LED14b的出光口配置透镜13b，透光罩15b直接与壳体9b 连接，壳体9b内设有翅形散热片8b， LED14b沿纵向或环形或呈阵列 状均匀分布于透光罩15b内。根据该专利所述该专利的透镜排列方式类似于CREE的V排列只不过形式改为倒 V形(与专利200720005613. X的沙漏形相同)，同样在被照射面上 形成与CREE路灯相似的光斑；故该专利也会产生同CREE路灯相同的 问题。现在一般的LED路灯大都采取一体化的设计(例如光宝、CREE 等)驱动电源、防水外壳、LED等都容纳在一起，当出现故障时，维 修需要整组拆卸，非常不方便；而且LED和驱动电源两个发热源在同 一个空间内发热会有较大的热干扰，热量一旦不及时散发就会影响 LE^的工作效率以及寿命。
技术实现思路
故本技术的内容是提供一种照射范围较大且照明亮度较均匀在有效照射范围之内最亮处与最暗处照度比趋近于l: 1，无黑带、无光污染的LED照明灯具。本技术采用以下技术方案来实现一种LED灯具，其包括透镜模组、外壳散热模组、LED模组、 固定模组和驱动电源模组；所述透镜模组包括灯罩和安装在灯罩上的 凸透镜；所述LED模组由固定管身和安装在固定管身上的LED组成， 每一 LED与每一凸透镜一一对应并且每一 LED发出的光能够垂直通过 相对应的凸透镜，所述LED在呈穹形曲面阵列分布，相邻两个LED在路面上的光斑的边缘部分重叠，所有LED的光斑布满需照射路面；LED 的数量和分布要满足其有效照射率至少为0.75，所述有效照射率为 灯具的有效照射面积与灯具的总照射面积的比值。 本技术LED灯具的LED排布方法和位置确定(1) 将单个LED灯具所控制照射的路面划分为多个正方形 照射区域，所有照射区域布满需照射路面，该正方形 即为每一LED在路面所形成光斑的内接正方形，照射 区域的数量即为灯具上LED的数量，其中LED的数量 和分布要满足其有效照射率为0. 75以上；(2) 如图8所示，X轴为道路长度方向，Y轴为道路宽度方 向，Z轴则为灯杆高度方向，按照下述公式计算每个 LE本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＬＥＤ灯具，其包括透镜模组（１）、外壳散热模组（２）、ＬＥＤ模组（３）、固定模组（４）和驱动电源模组（５）；所述透镜模组（１）包括灯罩（１１）和安装在灯罩（１１）上的凸透镜（１２）；所述ＬＥＤ模组（３）由固定管身（３１）和安装在固定管身（３１）上的ＬＥＤ（３２）组成，其特征在于：每一ＬＥＤ与每一凸透镜（１２）一一对应并且每一ＬＥＤ发出的光能够垂直通过相对应的凸透镜（１２），所述ＬＥＤ在呈穹形曲面阵列分布。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳杰，欧阳伟，
申请(专利权)人：郑文戈，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]