專利名稱：色溫智能可調型led照明燈具的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種LED照明燈具，特別涉及一種色溫智能可調型LED照明燈具，可應用于家居照明、辦公室、醫(yī)院等高檔室內照明。
背景技術：
LED因體積小、驅動電壓低且不含汞等有害物質，已成為了節(jié)能、環(huán)保的新興光源。特別是近年來，隨著LED外延片與芯片技術的提高，LED發(fā)光效率得到持續(xù)的提升，已達到100流明每瓦。同時，LED的制造成本也不斷下降，其應用范圍已從早期的戶外照明，擴大到商業(yè)照明，又進入了普通照明領域，使半導體照明成為當今照明技術的發(fā)展趨勢。
隨著生活水平的提高，人們對照明燈具的需求不再是單一的照明模式，而是如天花燈、吸頂燈、格柵燈、嵌燈、射燈等可實現(xiàn)多種亮暗調節(jié)，并可添加裝飾照明效果。為了達到光源色溫可調的效果，超市、商場等商業(yè)場曾采用兩支高、低色溫的傳統(tǒng)日光燈或節(jié)能燈共同安裝于格柵燈燈架內，使燈具照明的光成為正白，以避免顏色過冷或偏暖。
在LED照明方面，調節(jié)燈具色溫的方法及相應產品也陸續(xù)問世。其中部分廠家提出了色溫可調的照明燈具，常見的有兩種①通過分別調節(jié)白光LED支路、藍光LED支路和紅光LED支路三條支路的亮度，達到調節(jié)LED照明系統(tǒng)色溫變化的目的。該技術的缺點是白光LED與藍光LED、紅光LED的空間顏色分布不均勻，且白光LED和藍光LED所用芯片是基于InGaN三元半導體材料，而紅光LED所用的芯片是基于AlGalnP四元半導體材料，兩者老化過程不一致，影響了燈具的壽命。②采用滑動變阻器調節(jié)驅動輸出的電流進而調節(jié)兩組高亮度LED燈組的驅動電流，該兩組高亮度LED燈組分別為冷白色高亮度白光LED和黃色高亮度LED。該技術的缺點是一方面滑動變阻器為機械調節(jié)，易于損壞；另一方面，采用黃色LED把冷白色LED的色溫調低，由于黃色LED的光譜窄，破壞了白光LED光譜的均衡性，導致照明燈具的顯色性降低。
發(fā)明內容
為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種色溫智能可調型LED照明燈具，充分利用白光LED顯色性好，光輸出衰減低，可穩(wěn)定工作，以及色溫范圍大等優(yōu)勢，采用具有不同色溫的低光衰白光LED器件作為光源，并采用遙控器紅外遙控照明燈具的驅動控制電路調節(jié)不同色溫的X種(X > 2)白光LED,使燈具呈N種(N > 3)色溫模式。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為 —種色溫智能可調型LED照明燈具，包括多個LED器件和驅動控制模塊，所述多個LED器件包括多種不同色溫的白光LED器件，并依據(jù)色溫的不同分為若干LED器件組，所述驅動控制模塊用于分別控制所述各LED器件組的工作狀態(tài)。 所述驅動控制模塊通常包括LED調光控制電路，所述LED調光控制電路中含有多個色溫控制開關，每個所述色溫控制開關連接一組所述LED器件組，以控制該LED器件組中LED電流的通斷。
所述驅動控制模塊還可以包括電源電路和第一微處理單元，所述電源電路的第一電源輸出端通過電源控制開關與所述LED調光控制電路的電源輸入端相連，第二電源輸出端與所述第一微處理單元的電源輸入端相連，所述第一微處理單元的P麗控制信號輸出端與所述電源控制開關連接，以控制該電源控制開關的通斷狀態(tài)，所述第一微處理單元的色溫控制信號輸出端與所述LED調光控制電路的信號輸入端相連，以控制各個所述色溫控制開關的通斷。 所述電源電路可以包括設有兩路輸出的EMI電路，其中一路依次連接整流濾波電路、無源PFC電路和LED恒流驅動電路，另 一路依次連接降壓電路、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路，所述LED恒流驅動電路的輸出端為所述電源電路的第一電源輸出端，所述穩(wěn)壓電路的輸出端為所述電源電路的第二電源輸出端，所述EMI電路為所述電源電路的輸出端。
本色溫智能可調型LED照明燈具還可以包括無線發(fā)射模塊和無線接收模塊，所述無線發(fā)射模塊包括用于接收用戶指令的輸入裝置，將所述用戶指令發(fā)射出去的無線發(fā)射電路以及協(xié)調、控制所述輸入裝置和用于所述無線發(fā)射電路的第二微處理單元，所述無線接收模塊包括用于接收所述無線發(fā)射電路發(fā)射信號的無線接收電路，所述無線接收電路的輸出端與所述第一微處理單元的信號輸入端連接，所述色溫智能可調型LED照明燈具還設有遙控器，所述無線發(fā)射模塊設置于所述遙控器中。 本色溫智能可調型LED照明燈具通常還包括用于安裝和排布所述各LED器件的LED線路板，位于所述LED線路板下方的用于設置所述驅動控制模塊的驅動控制板，以及將所述LED線路板和所述驅動控制板設置在其中的燈具外殼。 所述LED線路板通常可以為玻纖板、鋁基板或硅基板，并均勻分布有所述不同色溫的多種LED器件。 所述LED器件優(yōu)選低光衰LED器件，所述LED器件的封裝形式可以為直插式封裝、貼片式封裝或板上芯片封裝，所述LED器件由帶反射杯的支架、涂有熒光粉的LED芯片和外圍膠體組成。 所述燈具外殼通常包括外罩和基座，所述外罩上設有光學散射劑層。 所述LED線路板和所述驅動控制板可以安裝在所述基座上，所述驅動控制板位于
所述LED線路板與所述基座之間。 本發(fā)明相比現(xiàn)有的色溫可調的照明燈具具有如下優(yōu)點 1、通過驅動控制電路調節(jié)X種(X > 2)不同色溫的白光LED，使LED照明燈具的色
溫呈現(xiàn)多種(至少三種)模式，且根據(jù)使用環(huán)境對照明效果的要求，通過增加LED器件色溫
的數(shù)量，及提高驅動控制電路的控制路數(shù)可顯著增加可供選擇的色溫模式的數(shù)量。 2、充分利用白光LED的諸多光學性能方面的優(yōu)點，實現(xiàn)色溫可調的同時還不降低
照明燈具的顯色性。 3 、由于采用了遙控器，可以便捷地控制LED照明燈具的"開啟""關閉"和色溫選擇模式。 4、由于采用了低衰減白光LED，其衰減特性1000小時衰減低于5X，解決了照明燈具光衰，延長了照明燈具的壽命。 5、由于采取了光學模擬對低衰減白光LED器件的分布進行有效的設計，避免了照明燈具的眩光問題，保證了照明燈具的均勻發(fā)光。
6、通過設有P麗控制器的第一微處理單元對LED調光控制電路的輸入進行P麗控 制，通過控制電源控制開關的通斷實現(xiàn)對該輸出占空比的調節(jié)，有利于提高對LED發(fā)光強 度的控制精度。
圖1為本發(fā)明的電路原理框圖； 圖2為本發(fā)明的帶有遙控功能時的電路原理框圖；
圖3為本發(fā)明的結構示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明提供的色溫智能可調型LED照明燈具，充分利用白光LED顯色性好，光輸 出衰減低，可穩(wěn)定工作，以及色溫范圍大等優(yōu)勢，采用具有不同色溫的白光LED器件作為光 源，并依據(jù)色溫分成多個白光LED器件組，再分別對各個LED器件組進行通、斷組合控制，利 用混光達到用戶需要的色溫。 圖1是本發(fā)明的電路原理框圖，本發(fā)明的色溫智能可調型LED照明燈具，包括LED 器件1和控制所述LED器件點亮與否的驅動控制模塊2，所述LED器件為具有不同色溫的白 光LED器件，并依據(jù)色溫的不同分為若干LED器件組，所述驅動控制模塊控制各個所述LED 器件組單組單獨點亮或多組同時點亮。 選用白光LED器件主要考慮到其具有以下優(yōu)點①白光LED可通過封裝技術中調 節(jié)熒光粉配比實現(xiàn)2700K-10000K內所有色溫的白光；②白光LED的光輸出衰減低，可穩(wěn)定 工作。 不同色溫的白光LED器件組數(shù)量越多，可實現(xiàn)的色溫模式越多，設有X種(X > 2) 色溫的白光LED，則燈具可呈現(xiàn)N種(N>3)色溫模式，各種不同色溫的LED的不同組合方 式，可以形成燈具不同的色溫模式。所述驅動控制模塊2的控制路數(shù)與所述白光LED器件1 不同色溫的LED種類X相適應，根據(jù)色溫模式控制相應的一種或多種不同色溫的LED通電 發(fā)光。 所述驅動控制模塊包括LED調光控制電路21，所述LED調光控制電路中含有多個 色溫控制開關。通常，每個所述色溫控制開關對應一組所述LED器件組，所述色溫控制開關 可以為場效應管，如FET管。 所述驅動控制模塊還包括電源電路22和第一微處理單元23 (如單片機)，所述電 源電路的第一電源輸出端A與所述LED調光控制電路的電源輸入端相連，中間設有用于控 制通斷的電源控制開關，該開關為電子開關，可以采用場效應管等。所述電源電路的第二電 源輸出端B與所述第一微處理單元的電源輸入端相連，所述第一微處理單元的第一信號輸 出端C與電源控制開關的控制信號輸入端相連，以P麗方式控制所述LED調光控制電路的 輸入。所述第一微處理單元的第二信號輸出端D與所述LED調光控制電路的色溫信號輸入 端相連，以控制各個所述色溫控制開關的通斷，從而間接控制了流經(jīng)LED器件的電流的通 斷，使其中的某一種或幾種不同色溫的LED通電發(fā)光，形成相應的色溫模式。
所述電源電路具有一路輸入、兩路輸出，其輸入端設有EMI (電磁干擾)電路221， 所述EMI電路的輸入端構成所述電源電路的電網(wǎng)接入端，通常可以連接交流220V市電。所述EMI電路221的一路輸出依次電連接整流濾波電路222、無源PFC(功率因數(shù)校正)電路 223和LED恒流驅動電路224，所述LED恒流驅動電路的輸出端為所述電源電路的第一電源 輸出端。所述EMI電路的另一路輸出依次經(jīng)過降壓、整流、濾波電路連接到穩(wěn)壓電路，所述 穩(wěn)壓電路的輸出端為所述電源電路的第二電源輸出端(可參見圖2)。 所述LED恒流驅動電路的作用是利用恒流驅動LED，其中恒流源電流的大小可由 第一微處理單元23通過P麗控制，在0-100%占空比范圍內進行調光。
其中，EMI電路的作用是濾除由電網(wǎng)進來的各種干擾信號，防止電源開關電路形成 的高頻擾竄電網(wǎng)；無源PFC電路的作用是功率因數(shù)校正電路，有助于提升電源的轉換效率。
為了實現(xiàn)遠距離控制，且使控制操作簡單、方便，本發(fā)明的色溫智能可調型LED照 明燈具還可以設置無線發(fā)射模塊3和無線接收模塊4，如圖2所示，所述無線發(fā)射模塊包括 接收用戶指令的輸入裝置31 (如按鍵)，將所述用戶指令發(fā)射出去的無線發(fā)射電路32以及 協(xié)調控制所述輸入裝置和所述無線發(fā)射電路的第二微處理單元33，所述無線接收模塊包括 用于接收所述無線發(fā)射電路發(fā)射信號的無線接收電路41，所述無線接收電路的輸出端與所 述第一微處理單元23的信號輸入端連接，所述第一微處理單元23接收來自所述無線接收 電路的信號。所述第一微處理單元23可以置于所述無線接收模塊內。該色溫智能可調型 LED照明燈具還設有遙控器，所述無線發(fā)射模塊設置于所述遙控器中。 其中，無線發(fā)射模塊3是將輸入裝置31(如按鍵)輸入的內容(即用戶指令，包括 "開啟"、"關閉"和選擇的"色溫模式")編碼后調制在38K的頻率里，經(jīng)紅外發(fā)射二極管發(fā) 射出去。無線接收模塊4是將無線發(fā)射模塊發(fā)射過來的紅外信號接收后解碼出輸入裝置31 處接收的按鍵內容，第一微處理單元(如單片機)根據(jù)按鍵的內容執(zhí)行相應的操作，包括通 過所述第一信號輸出端控制LED恒流驅動電路224的恒流輸出電流的大小，以及通過所述 第二信號輸出端控制LED調光控制電路21實現(xiàn)色溫模式選擇。 如圖3所示，本發(fā)明的色溫智能可調型LED照明燈具還包括排布所述LED器件的 LED線路板5，位于所述LED線路板下方的用于設置所述驅動控制模塊的驅動控制板6，以及 罩于所述LED線路板和所述驅動控制板外圍的燈具外殼7。對于采用遙控方式實現(xiàn)色溫可 調的情況，無線接收模塊也可以設置在所述驅動控制板上。 所述燈具外殼7的形狀可以根據(jù)LED吸頂燈、LED日光燈、LED天花燈不同要求進 行設計。所述遙控器通過所述第二微處理單元實現(xiàn)燈具"開啟"、"關閉"和N種(N>3)色 溫模式選擇的功能。所述LED器件1在所述LED線路板5上的排布在設計階段通過光學模 擬，因此保證了最佳的輸出效果。 所述LED線路板5可以采用玻纖板、鋁基板或硅基板，所述鋁基板或硅基板可根據(jù) COB封裝技術定制為帶反射杯的高散熱線路板。 所述LED器件1優(yōu)選低光衰LED器件，所述LED器件的封裝形式可以為直插式封 裝、貼片式封裝或板上芯片(COB)封裝，光衰特性為1000小時光衰小于5%，光斑分布為朗 伯型。所述LED器件由帶反射杯的支架、涂有熒光粉的LED芯片和外圍膠體組成。
所述燈具外殼包括外罩71和基座72，所述外罩加有光學散射劑，使燈具整體發(fā)光 均勻。 所述LED線路板安裝在所述基座上，所述驅動控制板安裝在所述LED線路板與所 述基座之間。
本發(fā)明的色溫智能可調型LED照明燈具的設計步驟為 首先根據(jù)LED照明燈具的用途與外觀進行燈具外殼的結構設計，初步確認LED燈 (LED器件)與燈具外殼之間的間距，進而確認低衰減白光LED的色溫、發(fā)光角度等參數(shù)。接 著根據(jù)前述已確定結構進行光學模擬，對不同色溫的白光LED在LED線路板上進行有效排 布，以實現(xiàn)混色均勻和照度均勻。接著，根據(jù)LED線路板的設計方案，設計驅動控制板和遙 控器。最后將LED線路板、驅動控制板進行有效電氣連接，配合經(jīng)過美學設計、安全設計的 燈具外殼，即組成時尚、智能的色溫可調型LED照明燈具。
以下是本發(fā)明的兩個具體的實施例。
實施例1 : 參見圖3，采用晶元、廣鎵或其他廠家的高亮度芯片，如2310芯片封裝發(fā)光角度均 為110 120° ，色溫分別為2700-4000K，7000-10000K的草帽型低衰減白光LED兩款各72 顆，單顆白光LED光通量均高于61m。所述白光經(jīng)過光學模擬仿真排布于圓形LED線路板 上，LED線路板直徑約為20cm，距離燈殼間距為5 lOmrn。所述LED線路板安裝于圓形外 殼基座上，LED線路板和基座之間存在一定的空間用于放置驅動控制板。驅動控制板上包 含接收遙控器輸入信號的無線接收模塊。 所述LED照明燈具出射的光強分布均勻且出光效率高于85%，通過遙控器智能可 調色溫分別為2700-4000K、4000-7000K、7000-10000K的3種模式，其中4000-7000K可作為 室內照明的主照明模式。該LED照明燈具可替代傳統(tǒng)吸頂燈，成為色溫可調型的LED吸頂 燈。 實施例2 : 采用鋁基板制作LED線路板，所述LED線路板的特征是鋁基板上分布有144個反 射杯，反射杯形狀采用結構和光學軟件設計可實現(xiàn)LED發(fā)光角度為110 120。以獲得更好 的照明效果。所述LED線路板上分設暖白LED支路和冷白LED支路。在所述鋁基板上采用 COB封裝技術固上同一廠家的高亮度藍光LED芯片，并在冷白LED支路72個反射杯的芯片 上涂覆黃色熒光粉，使發(fā)出的白光呈高色溫冷白色，暖白LED支路72個反射杯的芯片上涂 覆暖白色熒光粉，使發(fā)出的白光呈低色溫暖白色。所述LED線路板安裝于圓形外殼基座上， LED線路板和基座之間存在一定的空間用于放置驅動控制板。該驅動控制板上設置有包含 電源電路和LED調光控制電路的驅動控制模塊以及無線接收模塊。 所述LED照明燈具出射的光具有暖白、正白、冷白三種可調模式，其光強和照度分 布均勻，可替代傳統(tǒng)吸頂燈，成為色溫可調型的LED照明燈具。 實施例1和實施例2表明，采用本發(fā)明所述色溫智能可調型LED照明燈具，可根據(jù) 用戶對照明光源的參數(shù)確定，實現(xiàn)同一燈具不同色溫的智能調控，還可以實現(xiàn)光色均勻，避 免傳統(tǒng)燈具的眩光效果。因其光強均勻分布，因此可滿足室內高檔照明的需求。
權利要求
一種色溫智能可調型LED照明燈具，包括多個LED器件和驅動控制模塊，其特征在于所述多個LED器件包括多種不同色溫的白光LED器件，并依據(jù)色溫的不同分為若干LED器件組，所述驅動控制模塊用于分別控制所述各LED器件組的工作狀態(tài)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的色溫智能可調型LED照明燈具，其特征在于所述驅動控制模 塊包括LED調光控制電路，所述LED調光控制電路中含有多個色溫控制開關，每個所述色溫 控制開關連接一組所述LED器件組，以控制該LED器件組中LED電流的通斷。
3. 根據(jù)權利要求2所述的色溫智能可調型LED照明燈具，其特征在于所述驅動控制模 塊還包括電源電路和第一微處理單元，所述電源電路的第一電源輸出端通過電源控制開關 與所述LED調光控制電路的電源輸入端相連，第二電源輸出端與所述第一微處理單元的電 源輸入端相連，所述第一微處理單元的P麗控制信號輸出端與所述電源控制開關連接，以 控制該電源控制開關的通斷狀態(tài)，所述第一微處理單元的色溫控制信號輸出端與所述LED 調光控制電路的信號輸入端相連，以控制各個所述色溫控制開關的通斷。
4. 根據(jù)權利要求3所述的色溫智能可調型LED照明燈具，其特征在于所述電源電路包 括設有兩路輸出的EMI電路，其中一路依次連接整流濾波電路、無源PFC電路和LED恒流驅 動電路，另一路依次連接降壓電路、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路，所述LED恒流驅動電 路的輸出端為所述電源電路的第一電源輸出端，所述穩(wěn)壓電路的輸出端為所述電源電路的 第二電源輸出端，所述EMI電路為所述電源電路的輸出端。
5. 根據(jù)權利要求4所述的色溫智能可調型LED照明燈具，其特征在于還包括無線發(fā)射 模塊和無線接收模塊，所述無線發(fā)射模塊包括用于接收用戶指令的輸入裝置，將所述用戶 指令發(fā)射出去的無線發(fā)射電路以及協(xié)調、控制所述輸入裝置和用于所述無線發(fā)射電路的第 二微處理單元，所述無線接收模塊包括用于接收所述無線發(fā)射電路發(fā)射信號的無線接收電 路，所述無線接收電路的輸出端與所述第一微處理單元的信號輸入端連接，所述色溫智能 可調型LED照明燈具還設有遙控器，所述無線發(fā)射模塊設置于所述遙控器中。
6. 根據(jù)權利要求1-5中任一權利要求所述的色溫智能可調型LED照明燈具，其特征在 于還包括用于安裝和排布所述各LED器件的LED線路板，位于所述LED線路板下方的用于 設置所述驅動控制模塊的驅動控制板，以及將所述LED線路板和所述驅動控制板設置在其 中的燈具外殼。
7. 根據(jù)權利要求6所述的色溫智能可調型LED照明燈具，其特征在于所述LED線路板 為玻纖板、鋁基板或硅基板，并均勻分布有所述不同色溫的多種LED器件。
8. 根據(jù)權利要求7所述的色溫智能可調型LED照明燈具，其特征在于所述LED器件采 用低光衰LED器件，所述LED器件的封裝形式為直插式封裝、貼片式封裝或板上芯片封裝， 所述LED器件由帶反射杯的支架、涂有熒光粉的LED芯片和外圍膠體組成。
9. 根據(jù)權利要求8所述的色溫智能可調型LED照明燈具，其特征在于所述燈具外殼包 括外罩和基座，所述外罩上設有光學散射劑層。
10. 根據(jù)權利要求9所述的色溫智能可調型LED照明燈具，其特征在于所述LED線路板 和所述驅動控制板安裝在所述基座上，所述驅動控制板位于所述LED線路板與所述基座之 間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種色溫智能可調型LED照明燈具，包括多個LED器件和控制所述LED器件工作的驅動控制模塊，所述多個LED器件為具有不同色溫的白光LED器件，并依據(jù)色溫的不同分為若干LED器件組，所述驅動控制模塊控制各個所述LED器件組單組通電發(fā)光或多組同時通電發(fā)光。該燈具還可以采用遙控器紅外遙控所述驅動控制電路，以獲得多種不同的色溫模式。由于采用了結構上的優(yōu)化，既提高了照明燈具的顯色性，延長了使用壽命，還避免了照明燈具的眩光問題。
文檔編號H05B37/02GK101713508SQ200910210798
公開日2010年5月26日 申請日期2009年11月10日 優(yōu)先權日2009年11月10日
發(fā)明者劉云, 林介本, 江新光 申請人:福建泉州世光照明科技有限公司