蘇濤 李廷宏

1、引言

LED是一種新型半導(dǎo)體固態(tài)光源，它是一種顆粒狀發(fā)光元件，LED光源憑借環(huán)保、節(jié)能、壽命長(zhǎng)、安全等眾多優(yōu)點(diǎn)，在打造節(jié)約、環(huán)保型社會(huì)的大環(huán)境下，早早已是照明行業(yè)的主流推廣產(chǎn)品。對(duì)于制造企業(yè)來(lái)說(shuō)，LED燈具產(chǎn)品開(kāi)發(fā)制造的競(jìng)爭(zhēng)，由前期的相對(duì)側(cè)重于單個(gè)整燈光通量、光效率的競(jìng)爭(zhēng)，轉(zhuǎn)入側(cè)重于產(chǎn)品可靠性的競(jìng)爭(zhēng)或者同質(zhì)化下的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)，又或者系列產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)。在眾多LED燈架產(chǎn)品中，LED吸頂燈為工廠(chǎng)照明、商業(yè)照明、家居照明的一大絕好選擇和深受廣大消費(fèi)者喜好，而現(xiàn)有的LED吸頂燈一般采用燈條拼接或整塊燈板均勻分布LED燈珠的結(jié)構(gòu)形式，存在組裝復(fù)雜或者成本高的問(wèn)題。如果單純通過(guò)在燈內(nèi)部局部采用整塊燈板來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)光，LED燈珠發(fā)光區(qū)不均勻，容易存在明顯的暗區(qū)，例如一種采用U燈板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，但U型燈板上LED燈珠分布不合理，光照不均勻，中心存在明顯的暗區(qū)，影響LED吸頂燈的照明效果。

因此，我們通過(guò)深入研究U型光源及其燈珠結(jié)構(gòu)，優(yōu)化其光強(qiáng)分布，尋找無(wú)中心明顯暗區(qū)的U型光源模組，并通過(guò)適合的U型光源模組來(lái)研制光照均勻、照明效果好、無(wú)明顯中心暗區(qū)的U型光源LED吸頂燈。

2、U型光源模組

2.1 U型燈板燈珠分布研究

首先，我們系統(tǒng)分析了中心暗區(qū)的光學(xué)成因，建立了如圖1和圖2所示的2種中心燈珠光疊加增強(qiáng)的U型光源，圖1為燈珠以U型板的中心線(xiàn)為對(duì)稱(chēng)軸，兩側(cè)LED燈珠中心軸對(duì)稱(chēng)分布，通過(guò)合適的燈珠分布結(jié)構(gòu)就能得到中心光強(qiáng)得到疊加強(qiáng)化的U型光源。

圖2為燈珠以U型板的中心點(diǎn)對(duì)稱(chēng)分布，對(duì)應(yīng)的中心處的光強(qiáng)，也能通過(guò)適合的燈珠分布結(jié)構(gòu)使得中心光強(qiáng)得到疊加強(qiáng)化。這樣通過(guò)這2鐘U型光源，我們就可以制得無(wú)中心暗區(qū)的光源模組。圖3給出了圖2的光源組件，在對(duì)應(yīng)LED燈板上扣設(shè)固定U型光擴(kuò)散透鏡，制得對(duì)應(yīng)U型光源模組。其中，U型光擴(kuò)散透鏡是用來(lái)將U型LED光源的發(fā)光進(jìn)行擴(kuò)散的，以保證U型光源的發(fā)光效果，保證光照均勻。U型光源的兩對(duì)稱(chēng)伸出臂上LED燈珠對(duì)稱(chēng)分布設(shè)置，這樣兩伸出臂上的LED燈珠發(fā)出的光線(xiàn)能夠分別向燈板中間擴(kuò)散，這樣中間位置的光強(qiáng)相互疊加而增強(qiáng)，這樣就能有效解決中心暗區(qū)問(wèn)題。

2.2 U型光源光強(qiáng)分布

圖4給出了我們的兩種分布燈珠的U型光源的光強(qiáng)示意圖，從圖4可以驗(yàn)證我們的設(shè)計(jì)合理的，U型板中心位置的光強(qiáng)因?yàn)檩S對(duì)稱(chēng)或中心對(duì)稱(chēng)得到疊加補(bǔ)強(qiáng)，從圖也可以明顯看出，中心對(duì)稱(chēng)的光強(qiáng)疊加效果更優(yōu)。這樣的U型光源模組就能有效根本解決比如LED吸頂燈的中心明顯暗區(qū)的技術(shù)問(wèn)題，從而制得光照強(qiáng)度好、光照均勻、無(wú)中心暗區(qū)的低成本U型LED光源。

3、LED吸頂燈

通過(guò)上面的U型光源，我們就能進(jìn)一步研制得到光照均勻、無(wú)暗區(qū)的LED吸頂燈。圖5給出了我們的LED吸頂燈的結(jié)構(gòu)爆炸圖。該LED吸頂燈包括底盤(pán)、燈罩、驅(qū)動(dòng)電源、固定裝置及前述的U型光源模組。固定裝置將U型光源模組安裝于底盤(pán)上，固定裝置還能將燈罩扣設(shè)于底盤(pán)上。驅(qū)動(dòng)電源設(shè)置于底盤(pán)上，并與U型光源模組的多個(gè)LED燈珠電連接。底盤(pán)是用來(lái)承載U型光源模組的，燈罩是用來(lái)起防護(hù)作用的，以保證U型光源模組100的安全及防塵效果，同時(shí)，燈罩還具有透光的效果，U形光源模組的發(fā)光通過(guò)燈罩照射出，保證LED吸頂燈的照明效果。燈罩與底盤(pán)圍設(shè)成容納腔室，U型光源模組安裝于容納腔室中，并通過(guò)固定裝置固定于底盤(pán)上，這樣能夠保證U型光源模組固定可靠，避免U型光源模組的位置發(fā)生竄動(dòng)，保證照明效果。驅(qū)動(dòng)電源能夠與LED燈珠電連接，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電源為L(zhǎng)ED燈珠提供工作所需的工作電壓，保證LED燈珠工作可靠。同時(shí)，U型光源模組通過(guò)對(duì)稱(chēng)設(shè)置在燈板111上的LED燈珠保證U型光源模組中間無(wú)暗區(qū)，實(shí)現(xiàn)LED吸頂燈整燈均勻發(fā)光。

固定裝置包括安裝扣及固定件。燈罩通過(guò)安裝扣扣合于底盤(pán)上。U型光源模組通過(guò)固定件安裝于底盤(pán)上。固定件是用于固定U型光源模組的，以保證U型光源模組可靠的固定在底盤(pán)上。較佳地，固定件為螺紋件。安裝扣是用來(lái)將燈罩扣合于底盤(pán)上的，以保證燈罩固定可靠。再進(jìn)一步地，驅(qū)動(dòng)電源為非隔離式驅(qū)動(dòng)電源。而且，驅(qū)動(dòng)電源還與調(diào)光器電連接，通過(guò)調(diào)光器調(diào)節(jié)LED燈珠發(fā)光的強(qiáng)弱，繼而實(shí)現(xiàn)LED光源亮度的調(diào)節(jié)。較佳地，驅(qū)動(dòng)電源位于U型光源模組的中心位置，以便于驅(qū)動(dòng)電源與LED燈珠電連接。再進(jìn)一步地，LED吸頂燈還包括接地裝置，接地裝置與底盤(pán)接地連接。通過(guò)接地裝置實(shí)現(xiàn)底盤(pán)的接地連接，保證LED吸頂?shù)墓ぷ骺煽浚岣呤褂脮r(shí)的安全性。

4、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)我們的U型燈珠分布研究，我們制得了光照均勻、無(wú)中心暗區(qū)的U型LED光源模組，并通過(guò)該U型LED光源模組成功試制出對(duì)應(yīng)的LED吸頂燈，U型光源結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，光照強(qiáng)度好、發(fā)光均勻性好、無(wú)暗區(qū)，成本低。