CN201661963U - Led平面光源构成的轨道交通客车灯具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种LED平面光源构成的轨道交通客车灯具，包括灯体和灯罩，灯体的金属板通过散热兼绝缘辅助材料与LED发光模块组成粘接；灯罩下设置有防护罩，LED发光模块组成的同一平面设置有驱动器，且端子与电源连接；本实用新型的有益效果：采用优质中小功率LED光源以及印制板基材，并对LED间进行科学排布，使得线路板整体(即LED发光模块)发热均匀，消除局部热点。采用散热(兼绝缘)辅助材料(矽胶布)与灯体金属外壳双重散热方式，达到良好散热效果的要求，有效降低了LED工作时结温，保证了LED的工作寿命。
Description
技术领域：
本实用新型是一种光源和由其构成的轨道交通客车灯具，该灯具的额定电压为DC100V，在输入端分别输入DC70V-DC137.5V电压时，灯具能正常工作。
背景技术：
LED(是发光二极管的英文缩写)光源是低压微电子产品，LED采用了先进的半导体光源，独特的光学设计和工艺材料，形成高效导光照明***。受益于其长寿命、高光效的推广变得更有意义。目前已商品化的白光产品基本为蓝光单晶电加上YAG黄色荧光粉，相对价格比较便宜，同时结构也比较简单。LED光源的主要特性有：
1、长寿命
LED理论使用寿命超过50000小时，而卤钨灯仅2000～3000小时，T8荧光灯的理论寿命也不过8000～12000小时，可以大大降低灯具的维护费。
2、高光效及方向发光特性
目前LED产品光效可以达到1101m/W，在未来的发展中，光效越高，而相对的荧光灯的光效已经很难再有大的突破了。LED发光具有方向性，而传统光源例特别是荧光灯是全方向发光的，只有50％～70％的光通输出被利用起来，LED通常其发光角度为120度无需增加其他附件即可满足室内照明要求，就整体灯具而言，使用LED作光源将带来更大的光效优势。
3、环保
LED主要材料为硅与铜以及封装的树脂，而传统的卤钨灯中充有卤化物，荧光灯管中更是使用了剧毒的汞。当灯管破裂后，汞会迅速挥发，荧光灯在工作中还会发出一定量的紫外线，相对的LED不存在环境污染问题，在使用中也不会危害人体健康。
4、良好的抗震性能
LED结构固体材料封装后，不像传统光源具有钨灯丝，因此抗震性能极佳。
5、结构简单
具体固体光源的最大优点，不充气，无玻璃外壳，无气体密封问题，耐冲击，而所有的传统光源均使用玻璃外壳，存在安全隐患
6、电流驱动型器件
恒流驱动，单科白光LED压降在2.9～3.6V之间，可以直接低压供电，安全可靠。而荧光灯管需要以高频交流供电，电压在46V(15W/T8)到100V(40W/T8)之间。
7、可控性好
响应时间快(可达微妙级)，可反复频繁亮灭，可以很方便地设计成PWM调光灯具，适应轨道客车照明要求，节约更多能源。LED灯具可在紧急情况或者有需要时进入微亮状态，车厢内照度会整体下降，但仍然比较均一，而不是传统的门区或部门位置灯具工作，形成车厢内照度差别较大。
8、照明效果好
LED可以做成面光源，发光面积极大，整个发光面光强一致，不会出现亮区暗区，光灯因其结构关系，其灯具必然会存在暗区，并且极难消除。
9、色彩丰富、纯正
LED的色彩极为丰富、纯正，色彩还原能力极佳。可以很好地跟各种环境配合，以营造出良好的照明氛围。
近几年来，LED在各种照明***中作为光源日益受到青睐，我国也有将LED应用于轨道客车照明，但在技术上存在一个难题，那就是LED的发热问题。
LED工作时，产生的热量集中在尺寸很小的芯片内，芯片温度升高，引起热应力的非均匀分布、芯片发光效率和萤光粉激射效率下降；当温度超过一定值时，器件失效率呈指数规律增加。统计资料表明，当多个LED密集排列组成白光照明***时，热量的耗散问题更严重。
发明内容
针对LED密集排列的发热问题，本实用新型提供一种LED平面光源构成的轨道交通客车灯具。
为了实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：
LED平面光源构成的轨道交通客车灯具，包括灯体和灯罩，灯体的金属板通过散热兼绝缘辅助材料与LED发光模块组成粘接；灯罩下设置有防护罩，LED发光模块组成的同一平面设置有驱动器，且端子与电源连接；
所述的灯体的金属板为铝板；
所述的防护罩为透明材料；
所述的散热兼绝缘辅助材料为矽胶布；
所述的驱动器的电路为：电源输出直接连接EMI滤波电路，且EMI滤波电路上并联有线路浪涌保护电路，EMI滤波电路上依次连接有输入整流电路、功率因数校正电路、DC/AC变换电路、输出整流电路、输出滤波电路、最后连接负载LED；过压、欠压异常保护电路与驱动控制电路相连，驱动控制电路再与DC/AC变换电路相连，驱动控制电路同时与信号反馈电路相连，信号反馈电路与电压取样电路相连后再与输出滤波电路相连，信号反馈电路与负载LED相连，同时信号反馈电路与空载、过载、短路保护的输出保护电路相连。
本实用新型的有益效果：1、采用优质中小功率LED光源以及印制板基材，并对LED间进行科学排布，使得线路板整体(即LED发光模块)发热均匀，消除局部热点。2.、采用散热(兼绝缘)辅助材料(矽胶布)与灯体金属外壳双重散热方式，达到良好散热效果的要求，有效降低了LED工作时结温，保证了LED的工作寿命。3、开发LED专用驱动器。针对LED属于电流驱动型器件的特点以及轨道交通照明环境的复杂情况，采用特殊的恒流控制方式，保证了单位LED电流均处于受控状态，并可以随时检测驱动器输入电压及限制其最高输出电压，确保任何情况下，LED均不会因驱动器输出电压过高而导致过流，从而保证LED的工作寿命。通过上述做法，实现了“超低功耗、良好散热、直流驱动”实用与理想的效果。
轨道交通客车设计使用寿命通常为30年，其工作环境的温度、适度、震动及电气环境均较为复杂，并且基于工作寿命及日常维护需要，对照明***中的核心部件——光源就提出了极高的要求，在能够妥善解决散热问题之后，LED由于其长寿命、环保、优导的光衰性能及良好的抗震特性，特别适合应用于轨道交通客车车厢内照明。在轨道交通客车车厢照明中推广LED的意义深远，前景十分乐观。
社会效益：
就LED灯具的社会效益而言，主要是指它的环保以及良好的照明效果。
1、与轨道交通客车车内照明普通使用的传统荧光灯灯具相比，LED发光源无污染，无频闪，具有环保、节能灯特点；
2、LED平面光源的亮度均匀，特点应用于车厢内灯条时，灯具灯罩无暗区，也不会出现眩光，减少了光污染，提高了光的柔和性，给人一种舒适的感觉。同时相对于荧光灯灯具的笨重，LED灯具可以做到比较轻薄，我公司现在生产的LED灯具，整体厚度可以最薄至50mm，同时在相同的光输出情况下，灯具重量远远低于荧光灯灯具。
3、LED因其丰富、纯正的色彩表现力以及良好的可控性、灵活性，轨道交通客车车厢内部装饰设计可以与照明设计相互配合，进行丰富多变的搭配，很容易地营造出各种各样的氛围，从根本上颠覆传统照明灯具给人那种单一、呆板的印象。
经济效益：
LED灯具产品相对于荧光灯灯具节电大约在30％左右，同时考虑到LED(实际产品可达4～5万小时)远超荧光灯管(理论寿命8000～12000小时，实际约6000～8000小时)的长寿命因素，每年可节约大量的维护成本，其寿命将随光效的提高而加长，可以预见其节能及长寿命优点将随技术进步而更加明显。
LED的各种突出优点，其应用于轨道交通客车室内照明是一种趋势，并且随着LED技术的发展，取代传统荧光灯的速度也将加快。
附图说明
图1、本实用新型的400×120平面光源的结构分解图；
图2、图1的立体图；
图3、本实用新型的600×180平面光源的结构分解图；
图4、图3的立体图；
图5、本实用新型的驱动器的电路方框图。
具体实施方式
LED平面光源构成的灯具适用于额定电压为DC100V(输入端DC70V-DC137.5V之间)，轨道交通客车内各类场所的照明。
LED平面光源构成的轨道交通客车灯具，包括灯体1和灯罩5，灯体1的金属板通过散热兼绝缘辅助材料与LED发光模块组成3粘接；灯罩5下设置有防护罩4，LED发光模块组成3的同一平面设置有驱动器7，且端子6与电源连接。所述的灯体1的金属板为铝板。所述的防护罩4为透明材料。所述的散热兼绝缘辅助材料为矽胶布2。所述驱动器7的电路为：电源输出直接连接EMI滤波电路，且EMI滤波电路上并联有线路浪涌保护电路，EMI滤波电路上依次连接有输入整流电路、功率因数校正电路、DC/AC变换电路、输出整流电路、输出滤波电路、最后连接负载LED；过压、欠压异常保护电路与驱动控制电路相连，驱动控制电路再与DC/AC变换电路相连，驱动控制电路同时与信号反馈电路相连，信号反馈电路与电压取样电路相连后再与输出滤波电路相连，电压取样的信号通过限压信号取样反馈给信号反馈电路，信号反馈电路与负载LED相连，负载LED通过衡流信号取样给信号反馈电路，同时信号反馈电路与空载、过载、短路保护的输出保护电路相连。信号反馈电路通过次级反馈电路给驱动控制电路。该驱动电路具备完善的防输入浪涌、过压、欠压，输出空载、过载、短路等各种保护功能。采用衡流控制方式，使得每一个LED处于受控状态，以使所有LED实际工作电路不超过出厂值。另外，随时检测驱动器输出电压，并限制其输出电压，以保证任何情况下，LED均不会因驱动器输出电压过高而导致过流，从而保证LED的使用寿命。这种驱动器在设计时留有较大的功率裕度，同时在元器选材方面，均使用耐高温、长寿命的、高可靠性的优质元器件，严格控制加工过程，来保证驱动器的使用寿命和可靠性，其MTBF时间(平均无故障时间)可达240000小时，以此来充分发挥LED长寿命的特点，减少LED灯具在实际使用过程中的维护工作量，实实在在节省费用。金属铝板与矽胶布均有良好的散热效果，能有效降低“LED发光模块组成”的温度。透明防护罩加在灯罩下，起到对“LED发光模块组成”防尘的保护作用。可以加工不同外形尺寸，按照客户要求如：600×180(客车车厢走廊顶灯)；400×120规格。不同亮度、色温，按照客户要求加工，如：冷(白)、暖(浅黄)色。
其它任何单位与个人不得模仿本实用新型外型尺寸及内部结构的同类产品。
Claims (5)
1.LED平面光源构成的轨道交通客车灯具，包括灯体(1)和灯罩(5)，其特征在于，灯体(1)的金属板通过散热兼绝缘辅助材料与LED发光模块组成(3)粘接；灯罩(5)下设置有防护罩(4)，LED发光模块组成(3)的同一平面设置有驱动器(7)，且端子(6)与电源连接。
2.根据权利要求1所述的LED平面光源构成的轨道交通客车灯具，其特征在于，所述的灯体(1)的金属板为铝板。
3.根据权利要求2所述的LED平面光源构成的轨道交通客车灯具，其特征在于，所述的防护罩(4)为透明材料。
4.根据权利要求1、2或3所述的任意一种LED平面光源构成的轨道交通客车灯具，其特征在于，所述的散热兼绝缘辅助材料为矽胶布(2)。
5.根据权利要求4所述的LED平面光源构成的轨道交通客车灯具，其特征在于，所述驱动器(7)的电路为：电源输出直接连接EMI滤波电路，且EMI滤波电路上并联有线路浪涌保护电路，EMI滤波电路上依次连接有输入整流电路、功率因数校正电路、DC/AC变换电路、输出整流电路、输出滤波电路、最后连接负载LED；过压、欠压异常保护电路与驱动控制电路相连，驱动控制电路再与DC/AC变换电路相连，驱动控制电路同时与信号反馈电路相连，信号反馈电路与电压取样电路相连后再与输出滤波电路相连，信号反馈电路与负载LED相连，同时信号反馈电路与空载、过载、短路保护的输出保护电路相连。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102954424A (zh) * | 2012-10-31 | 2013-03-06 | 常州市五一灯具有限公司 | 汽车led远光灯 |
| WO2013033885A1 (zh) * | 2011-09-05 | 2013-03-14 | Lu Hsingliang | 平面灯 |
| US9744629B2 (en) | 2014-01-28 | 2017-08-29 | Delta Electronics (Shanghai) Co., Ltd. | Power supply and method for assembling power supply |
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2010
- 2010-04-19 CN CN2010201623331U patent/CN201661963U/zh not_active Expired - Lifetime
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| CN102954424A (zh) * | 2012-10-31 | 2013-03-06 | 常州市五一灯具有限公司 | 汽车led远光灯 |
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