LED照明灯散热优化与光学设计系统技术方案

本实用新型专利技术是一种LED照明灯散热优化与光学设计系统，包括有：主芯片组为经过散热优化后的采用非均匀布灯方式的LED阵列(2)，LED照明灯二次配光的复眼透镜光学组(3)，三次调整的底座倾角设计(4)；采用优化后的非均匀布灯方式，即从灯具中心处向两边逐渐减小相邻两颗LED之间的间距，从而在减少中心温差的同时，降低整个灯板的平均温度，提高散热效率；采用能形成矩形光斑的复眼透镜光学组对光源进行二次配光，采用底座倾角对光分布进行三次调整，从而在实现均匀照明的同时又保证了高的光利用率，提升发光强度；可靠性高，成本低，在经久耐用的质量要求上又实现了节能环保的理念，可以广泛应用于公共交通的晚间路灯照明，也可以作为特殊场合的高亮探照灯使用。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

伴着科技创新的日新月异，人类对绿色环保的追求日趋强烈，可持续发展成为全社会的永恒主题。与人们生活密切相关的绿色照明一发光二极管(light emitting diode,LED)，因其节能、环保等诸多优点，被认为是最有可能替代白炽灯的第四代照明光源，受到广泛瞩目。但散热与光强问题成了 LED照明灯发展与普及道路上的绊脚石。迄今为止，国内外对LED照明灯的散热与光强问题进行了大量研究，提出了多种优化与设计方法。本专利技术--LED照明灯散热优化与光学设计系统结合热学理论及实际模型测试结果，确定合理尺寸，并采用优化后的非均匀布灯方式，即从灯具中心处向两边逐渐减小相邻两颗LED之间的间距，从而在减少中心温差的同时，降低整个灯板的平均温度，提高散热效率；基于光学原理，采用能形成矩形光斑的复眼透镜光学组对光源进行二次配光，采用底座 倾角对光分布进行三次调整，从而在实现均匀照明的同时又保证了高的光利用率，提升发光强度。立足热学与光学理论基础对LED照明灯进行设计，运用实际模型测试结果进一步优化，可靠性高，成本低，在经久耐用的质量要求上又实现了节能环保的理念，可以广泛应用于公共交通的晚间路灯照明，也可以作为特殊场合的高亮探照灯使用。
技术介绍
目前LED在工作过程中产生热量，这些热量如果不能迅速耗散而积聚起来，导致LED芯片的温度过高，将引起其电、光、色等性能发生变化，严重影响LED的工作性能。且单颗LED芯片的功率不大，光效不高，光通量无法满足通用照明所要求的接近1000流明的标准。如何通过优化设计，实现最大散热量与高亮度成为LED照明技术的一个重要研究课题。专利技术内容本专利技术所要解决的技术问题是，通过对LED照明灯的散热优化与光学设计，实现最大散热量与高亮度，且工作可靠性高，制作成本低，节能环保。本专利技术采用的技术方案是可接入220V交流电，且主芯片组为经过散热优化后的采用非均匀布灯方式的LED阵列(2)，发光的同时提高LED照明灯的散热效率。所发出的光线经过包裹在外部的二次配光的复眼透镜光学组(3)和底座倾角设计的三次调整(4)，达到高亮度照明的同时使路面的光照度非常均匀。主芯片组为经过散热优化后的采用非均匀布灯方式的LED阵列(2)，从灯具中心处向两边逐渐减小相邻两颗LED之间的间距，从而在减少中心温差的同时，降低整个灯板的平均温度，提高散热效率。LED照明灯二次配光的复眼透镜光学组(3)，当光源发出的光线由中央准直透镜和抛物面反射器调制后，形成一束平行于主光轴的准直光束入射到复眼透镜的内表面，复眼透镜上的每个微透镜单元将入射的平行光调制成出射角度为26°的光束射出至路面，实现闻売度。三次调整的底座倾角设计(4)，将不同排的LED倾斜不同的角度，使得它们负责路面上不同区域的照明，从而使路面的光照度非常均匀。附图说明图I是本专利技术的整体结构框图；图2是采用非均匀布灯方式的LED阵列示意图；图3是LED照明灯二次配光的复眼透镜光学组结构图；图4是三次调整的底座倾角设计示意图。具体实施方式下面结合实例和附图对本专利技术-LED照明灯散热优化与光学设计系统作详细说 明。如图I所示，将220V交流电接入电源导线，供给主芯片组为经过散热优化后的采用非均匀布灯方式的LED阵列(2)，使LED照明灯提高散热效率。所发出的光线经过二次配光的复眼透镜光学组(3)和底座倾角设计的三次调整(4)，达到高亮度照明的同时使路面的光照度非常均匀。如图2所示，是主芯片组为经过散热优化后的采用非均匀布灯方式的LED阵列，从灯具中心处向两边逐渐减小相邻两颗LED之间的间距，从而在减少中心温差的同时，降低整个灯板的平均温度，提高散热效率。如图3所示，是LED照明灯二次配光的复眼透镜光学组，当光源发出的光线由中央准直透镜和抛物面反射器调制后，形成一束平行于主光轴的准直光束入射到复眼透镜的内表面，复眼透镜上的每个微透镜单元将入射的平行光调制成出射角度为26°的光束射出至路面，实现闻売度。如图4所示，是三次调整的底座倾角设计，将不同排的LED倾斜不同的角度，使得它们负责路面上不同区域的照明，从而使路面的光照度非常均匀。权利要求1.LED照明灯散热优化与光学设计系统，其特征在于还设置有可接入220V交流电，且主芯片组为经过散热优化后的采用非均匀布灯方式的LED阵列(2)，发光的同时提高LED照明灯的散热效率，所发出的光线经过包裹在外部的二次配光的复眼透镜光学组(3)和底座倾角设计的三次调整(4)，达到高亮度照明的同时使路面的光照度非常均匀。2.根据权利要求I所述的LED照明灯散热优化与光学设计系统，其特征还在于，所述的主芯片组为经过散热优化后的采用非均匀布灯方式的LED阵列(2)，从灯具中心处向两边逐渐减小相邻两颗LED之间的间距，从而在减少中心温差的同时，降低整个灯板的平均温度，提高散热效率。3.根据权利要求I所述的LED照明灯散热优化与光学设计系统，其特征还在于，所述的LED照明灯二次配光的复眼透镜光学组(3)，当光源发出的光线由中央准直透镜和抛物面反射器调制后，形成一束平行于主光轴的准直光束入射到复眼透镜的内表面，复眼透镜上的每个微透镜单元将入射的平行光调制成出射角度为26°的光束射出至路面，实现高亮度。4.根据权利要求I所述的LED照明灯散热优化与光学设计系统，其特征还在于，所述的三次调整的底座倾角设计(4)，将不同排的LED倾斜不同的角度，使得它们负责路面上不同区域的照明，从而使路面的光照度非常均匀。专利摘要本技术是一种LED照明灯散热优化与光学设计系统，包括有主芯片组为经过散热优化后的采用非均匀布灯方式的LED阵列(2)，LED照明灯二次配光的复眼透镜光学组(3)，三次调整的底座倾角设计(4)；采用优化后的非均匀布灯方式，即从灯具中心处向两边逐渐减小相邻两颗LED之间的间距，从而在减少中心温差的同时，降低整个灯板的平均温度，提高散热效率；采用能形成矩形光斑的复眼透镜光学组对光源进行二次配光，采用底座倾角对光分布进行三次调整，从而在实现均匀照明的同时又保证了高的光利用率，提升发光强度；可靠性高，成本低，在经久耐用的质量要求上又实现了节能环保的理念，可以广泛应用于公共交通的晚间路灯照明，也可以作为特殊场合的高亮探照灯使用。文档编号F21V13/04GK202561693SQ20122014022公开日2012年11月28日 申请日期2012年4月6日 优先权日2012年4月6日专利技术者李劲松, 张献, 金亮, 杨庆新, 李阳 申请人:天津工业大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
LED照明灯散热优化与光学设计系统，其特征在于还设置有：可接入220V交流电，且主芯片组为经过散热优化后的采用非均匀布灯方式的LED阵列(2)，发光的同时提高LED照明灯的散热效率，所发出的光线经过包裹在外部的二次配光的复眼透镜光学组(3)和底座倾角设计的三次调整(4)，达到高亮度照明的同时使路面的光照度非常均匀。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李劲松，张献，金亮，杨庆新，李阳，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：实用新型
国别省市：