專利名稱：智能半導(dǎo)體照明燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種智能半導(dǎo)體照明燈，更具體地說是采用不同發(fā)光角度 的發(fā)光二極管進行組合配光以滿足不同場合的照明要求，交直流供電自動 識別和切換，直流正負極自適應(yīng)，并設(shè)置備份三端穩(wěn)壓器和散熱組合裝置 的智能半導(dǎo)體照明裝置。
背景技術(shù)：
目前，只有一路驅(qū)動電路的照明燈在為道路、消防應(yīng)急、地下車庫等 等一些重要場合照明時，如果驅(qū)動電路損壞使得照明中斷，將會形成嚴重 安全隱患甚至導(dǎo)致事故發(fā)生。從安全性角度來考慮，如果使用直流低電壓 的照明器錯接入市電交流220V,照明器將極易被損壞。在使用直流電壓供 電時，如果正負極性接反，照明器將不能工作，同時也容易對照明器造成 損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種智能半導(dǎo)體 照明裝置， 一方面可靠工作和延長其使用壽命，另一方面實現(xiàn)交直流供電 自動識別和切換，直流正負極自適應(yīng)，自動備份。
本發(fā)明解決的技術(shù)方案是
1、 設(shè)置交流220V/直流12V至25V自動識別電路、直流供給正負極 性自適應(yīng)電路、智能備份驅(qū)動電路。
2、 所述交流220V/直流12V至25V自動識別電路采用自偶變壓器Tl, 所述的直流12V至25V電壓經(jīng)過U3、 U5，設(shè)置由晶體管Ql驅(qū)動繼電器 J2, J2的觸點開關(guān)J2-l和J2-2串接在回路中吸合，使得VI通過B2供給 主三端穩(wěn)壓器IJ1。3、 所述直流供給電壓正負極性自適應(yīng)電路，采用全橋B2，無論進入B2輸入端的直流電壓正負極性如何，在B2的輸出端均得到1腳為正、3腳為負的直流電壓。
4、 所述的智能備份切換電路，采用數(shù)字比較器LM339、智能三端穩(wěn)壓器7810Ul、 U2,所述的數(shù)字比較器輸出端設(shè)置由晶體管DI、 D2驅(qū)動的繼電器Jl,繼電器J1的觸點開關(guān)J1-K Jl-2串接在電路中聯(lián)動。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特點也在于
1、 采用15°至90°不同發(fā)光角度的發(fā)光二極管進行組合配光。
2、 小功率發(fā)光二極管的散熱方式通過雙面PCB板、導(dǎo)熱云母布、導(dǎo)熱硅脂與齒狀鋁材散熱片逐層結(jié)合。
與己有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在
1、 采用15°至90°不同發(fā)光角度的小功率發(fā)光二極管進行組合，針對不同的照明區(qū)域和照明對象進行合理配光，從而達到照明范圍和照度的要求。
2、 具有自動輸入交流220V/直流12V識別功能，防止因錯接而造成的照明器損壞；
3、 采用具有直流供給電壓正負極性自適應(yīng)電路，當(dāng)外接直流供給電壓正負極性接反時，照明器仍然能夠正常工作；
4、 采用智能三端穩(wěn)壓器7810作為驅(qū)動電路，它使得當(dāng)直流供給電壓12V至25V范圍內(nèi)，流過小功率發(fā)光二極管的電流為恒流，使其免受大電流的沖擊，大大延長了發(fā)光二極管的使用壽命。
5、 來用主和備份三端穩(wěn)壓器7810兩套驅(qū)動電路，配合由數(shù)字比較器LM339構(gòu)成的自動檢測切換電路，對主三端穩(wěn)壓器進行實時檢測， 一旦發(fā)現(xiàn)主三端穩(wěn)壓器損壞，立即切換至備份三端穩(wěn)壓器繼續(xù)保持照明，大大提高了安全性和可靠性。
6、采用眾多高光效小功率發(fā)光二極管配合散熱片制作大功率發(fā)光二極管照明器，更加節(jié)能、可靠。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步說明
圖l是本發(fā)明的系統(tǒng)組成圖。
圖2是本發(fā)明的具體實施電路原瑪圖。
圖3是本發(fā)明的散熱結(jié)合裝置示意圖。
圖4是串聯(lián)調(diào)整式三端穩(wěn)壓器7810的內(nèi)部電路框圖。
以下通過具體實施方式
對本發(fā)明作進一步描述
具體實施例方式
圖1中，交流/直流識別切換電路用以識別交流220V或者直流12V-25V，并切換至相應(yīng)模式。直流正負極自適應(yīng)電路可以確保照明器在直流供給電壓正負極性任意接入的情況下正常工作。智能三端穩(wěn)壓器7810保證供給發(fā)光二極管為恒定電流，設(shè)置有主輸三端穩(wěn)壓器和備份三端穩(wěn)壓器，切換電路與其輸出端相連，檢測電路檢測主三端穩(wěn)壓器輸出電壓并控制切換器在主三端穩(wěn)壓器損壞時切換至備份三端穩(wěn)壓器，以保證照明器正常工作。散熱組合裝置將小功率發(fā)光二極管的熱量導(dǎo)出，以保證小功率發(fā)光二極管的使用壽命。
參見圖2，本實施例中，自偶變壓器T1、全橋B1、三端穩(wěn)壓器U3、比較器U5、三極管Q1、穩(wěn)壓管D3、繼電器以及少量外圍元件構(gòu)成了交流/直流識別切換電路。
當(dāng)輸入為交流市電220V時，Tl的抽頭端輸出大于26V的交流電壓，經(jīng)過Bl、 Cl后轉(zhuǎn)變成約38V的直流電壓，該直流電壓經(jīng)過U3穩(wěn)定在18V后供給U5作為電源電壓。D3將U5的反相輸入端穩(wěn)定在5.6V作為參考電壓，通過選擇Rll和Ri3的分壓比使得當(dāng)Cl上的電壓大于26V時，U5的同相輸入端大于5.6V, U5輸出為高電平，Ql截止，J2不動作，保持其觸點J2-l和J2-2常開，直流通路斷開*市電交流220V通過開關(guān)穩(wěn)壓電壓供給主三端穩(wěn)壓器U1。
當(dāng)輸入為小于25V的直流電壓VI時，Tl對直流呈現(xiàn)低阻，通過Bl
的正負全導(dǎo)通特性，在ci上得到略低于vi的電壓vn, vn經(jīng)過U3穩(wěn)定
在18V后供給U5作為電源電壓，又因為VIK:25V,通過RU和R13的分壓，U5的同相輸入端小于5.6V, US的輸出端為低電平，Ql導(dǎo)通，J2動作，觸點J2-l和J2-2吸合，使得VI通過B2供給主三端穩(wěn)壓器Ul 。
參見圖2,本實施例中，B2構(gòu)成電壓正負極性自適應(yīng)電路，利用全橋的正負全導(dǎo)通特性，使得無論迸入B2輸入端的直流電壓正負極性如何，在B2的輸出端均得到1腳為正、3腳為負的直流電壓。
參見圖2，本實施例中，驅(qū)動電路由主三端穩(wěn)壓器U1和備份三端穩(wěn)壓器U2組成，Ul和U2均為7810,三端穩(wěn)壓器7810可以將不穩(wěn)定的直流電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓。在其芯片內(nèi)部集成有限流保護電路、過熱保護電路、過壓保護電路等，具有電壓調(diào)整精度高、工作穩(wěn)定可靠、外圍電路簡單、體積小、重量輕等顯著優(yōu)點。
7810為串聯(lián)調(diào)整式三端穩(wěn)壓器，其內(nèi)部電路框圖如圖4。取樣電路將輸出電壓Vo按比例取出，送入比較放大器與基準(zhǔn)電壓進行比較，差值被放大后去控制調(diào)整電路，以使輸出電壓Vo保持穩(wěn)定。
參見圖2，繼電藩J1的常閉觸點與U1輸出端相連，H的常開觸點與U2的輸出端相連，正常情況下Ul通過Jl常閉觸點和限流電阻Rl驅(qū)動發(fā)光二極管工作，當(dāng)輸入電壓在+12V至+25V范圍內(nèi)波動時，Ul可確保供給發(fā)光二極管的為恒定電流，這個電流的大小可以通過調(diào)整Rl的組值來選擇。U3與外圍元件組成檢測和切換電路。U3內(nèi)有4組比較器，本方案使用了其內(nèi)部U3A和U3B兩組比較器。
U3A同相輸入端的電壓取自U2的輸出端，通過R2和R3的分壓比確定了其參考電壓。U3A的反相輸入端取自Ul的輸出電壓，當(dāng)Ul的輸出V01〉9力V時，U3A的反相輸入端電壓高于其同相輸入端的電壓，U3A輸出為低電平，Jl不動作，Ul通過Jl的常閉觸點驅(qū)動發(fā)光二極管。當(dāng)Ul的輸出V01^.8V時,U3A的反相輸入端電壓將低于其同相輸入端的電壓,U3A輸出為高電平，Jl動作，Jl的常開觸點閉合并接通tT2，同時斷開IJ1。
同理，U犯的反相輸入端的電壓取自U2的輸出端，通過R8和R10的分壓比確定了其基準(zhǔn)電壓。U3B的同相輸入端取自Ul的輸出電壓，當(dāng)Ul的輸出VOK10.5V時,U3B的同相輸入端電壓低于其反相輸入端的電壓* U3B輸出為低電平，JT1不動作，Ul通過Jl-l的常閉觸點驅(qū)動發(fā)光二極管。當(dāng)U1的輸出VO1210.5V時，U313的同相輸入端電壓將高于其反相輸入端的電壓，U3B輸出為髙電平，Jl動作，Jl-l的常開觸點閉合并接通U2,同時斷開UU Jl-2與在Jl動作時聯(lián)動，以控制R6在U1輸出過低或過高使得J1動作后接入U3A的反相輸入端或者U3B的同相輸入端，自的是確保切換的可靠性。
參見圖3，數(shù)量眾多的小功率發(fā)光二極管1通過雙面PCB板2、導(dǎo)熱硅脂3、導(dǎo)熱云母布4、導(dǎo)熱硅脂5與齒狀鋁材散熱片6逐層結(jié)合。本散熱片采用的是擠型散熱片。擠型是散熱片制造中最廣泛使用的方式，產(chǎn)生鋸齒狀的鰭片以增加UK20^的效能，并具中有大約6的寬高比，由熱阻所構(gòu)成之網(wǎng)絡(luò)來看，共包括了由發(fā)光二極管芯片到封裝外殼的熱阻Rjc,由封裝外殼表面到PCB板到硅脂到導(dǎo)熱云母布到硅脂再到散熱片底部的熱阻Rcs,以及熱由散熱片底部傳到大氣中之熱阻Rsa三個部分。Rjc為封裝本身的特性，發(fā)光二極管在制造廠家完成封裝完成后此值就固定，因此選擇Rjc小的發(fā)光二極管。為減小Rcs，采用了大面積雙面敷銅PCB板、高效導(dǎo)熱硅脂和表面光滑云母布。散熱片的材料為鋁，鋁的熱傳導(dǎo)性可達
209W/m-K，加工特性佳，成本低。散熱片的包絡(luò)體積可由下式算出LogV=1.4x!ogW-0.8
式中，V為散熱片的包絡(luò)體積，單位咖3; W為輸入功率，單位W。在本發(fā)明中，一套散熱裝置的輸入功率為50W，即LogV-1.4xlogW-0.8亡1.4xlog50-0.8-1.4xl.7-0.8-1.58, V= 38cm3
本發(fā)明散熱片包絡(luò)體積為27x32x1-865 ci^遠大于38cm3，保證了散
熱效果。在全功率工作狀態(tài)下，保證溫度不高于+4:rc。
權(quán)利要求
1、一種智能半導(dǎo)體照明燈，其特征是，設(shè)置交流220V/直流12V至25V自動識別電路、直流供給正負極性自適應(yīng)電路、智能備份驅(qū)動電路。
2、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的交流220V/直流12V至25V自動識別電路采用自偶變壓器Tl,所述的直流12V至25V電壓經(jīng)過U3、 U5,設(shè)置由晶體管Ql驅(qū)動繼電器J2， J2的觸點開關(guān)J2-l和J2-2串接在回路中吸合，使得VI通過B2供給主三端穩(wěn)壓器Ul 。
3、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的直流供給電壓正負極性自適應(yīng)電路，采用全橋B2，無論進入B2輸入端的直流電壓正負極性如何，在B2的輸出端均得到l腳為正、3腳為負的直流電壓。
4、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的智能備份切換電路，采用數(shù)字比較器LM339、智能三端穩(wěn)壓器7810Ul、 U2,所述的數(shù)字比較器輸出端設(shè)置由晶體管D1、 D2驅(qū)動的繼電器仏繼電器J的觸點開關(guān)J1-1、 Jl-2串接在電路中聯(lián)動。
5、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的智能半導(dǎo)體照明燈，其特征是所述的半導(dǎo)體采用15°至90°不同發(fā)光角度的發(fā)光二極管進行組合配光。
6、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的智能半導(dǎo)體照明燈，其特征是所述的半導(dǎo)體二極管采用小功率的二極管，所述小功率二極管的散熱方式通過雙面PCB板、導(dǎo)熱云母布、導(dǎo)熱硅脂與齒狀鋁材散熱片逐層結(jié)合。
全文摘要
智能半導(dǎo)體照明燈，其特征是采用不同發(fā)光角度的發(fā)光二極管進行組合配光以滿足不同場合的照明要求，設(shè)置交流220V/直流12V至25V自動識別電路，直流供給正負極性自適應(yīng)電路，并設(shè)置備份三端穩(wěn)壓器和散熱組合裝置的智能半導(dǎo)體照明裝置。本發(fā)明可以廣泛使用在各種照明場所，本發(fā)明環(huán)保、節(jié)能、高效、使用壽命長。
文檔編號H05B37/02GK101483948SQ20071013512
公開日2009年7月15日 申請日期2008年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月8日
發(fā)明者張曉云 申請人:張曉云