專利名稱：一種新型led礦燈的制作方法
技術領域：
本發明涉及礦燈的技術領域，特別是利用LED集成封裝作為光源、無重影，無眩 光，光色一致性好，鋰電池或膠體電池充電后作為電源的一體式新型LED礦燈。
背景技術：
礦工在礦井內作業時使用礦燈作為照明，礦燈設計需滿足國家標準GB7957-2003， 《礦燈安全性能通用要求》和煤炭行業標準MT927-2004《KL型礦燈》。一般礦燈所使用 的照明部件為鹵素燈泡，鹵素燈泡工作時發熱量大，耗去大量電能，另外幾百度的燈泡溫 度增加了礦井內的危險。鹵素燈泡容易出現衰減，使用壽命短。當然也有部分礦燈使用 白熾燈泡，發熱量更高，更耗能，額定電流更大，壽命更短等。由于LED即發光二極管具有 節能、發光效率高、不易損壞、壽命長，越來越多的人開始使用LED作為礦燈光源，如專利 200720100160. 9，LED具有節能環保突出優點，且光源為冷光源，降低了礦井中危險系數。但 是市場上都是采用多顆單獨封裝的LED光源，造成多個重影；由于每顆制備工藝差異造成 光色一致性差；LED光源固定于PCB板上導熱效果差，甚至有的礦燈無散熱器，導致光衰大， 壽命短，本發明重點解決這些問題。另外一般礦井下工人使用的礦燈均為酸性或堿性蓄電池供電，蓄電池的體積大， 使用時需要消耗大量的體力，電源與燈頭分開，中間通過導線相連，工作時受到導線的牽制 造成工作不便，如果工人在井下作業時連接導線斷開，則容易發生危險。蓄電池內的液體屬 于消耗品，用一段時間需充酸或充堿，充液后會有部分酸液或堿液殘留在電源表面，且蓄電 池內的液體容易泄漏，有較強的腐蝕性，經常接觸會對工人健康造成危害。
發明內容
本發明要解決的技術問題是1、提供一種光色一致性好，光衰小，無重影，無眩光的 LED集成封裝光源；2、提供一種采用體積小的鋰電池或膠體電池作為光源的一體式LED礦 燈。本發明為解決目前存在的技術問題所采取的技術方案是本發明的新型LED礦燈，包括燈頭、燈體和電源，燈頭與燈體設置成一體，通過螺 紋緊配，螺紋也可用于調節反光碗的焦距，燈頭中照明部件為多顆LED芯片集成封裝的面 光源，每顆LED均為恒流供電；圍繞LED光源模塊設置有拋物線形的反光碗，反光碗內壁涂 有高反膜；燈頭前端設置有防爆玻璃；恒流電源設置于燈體中，并與鋰電池或膠體電池連 接，燈體外殼設有電源充電孔；在燈體外殼后端設置卡扣。本發明還采用了如下技術措施多顆LED芯片集成封裝模塊中采用量子裁剪熒光晶片，光轉換效率高于熒光粉， 且導熱系數是摻有硅膠熒光粉的100倍。大幅度提高了光源模塊的壽命。多芯片封裝過程 中只使用了少量硅膠，起固定和緩解熱脹冷縮作用，使得硅膠和熒光晶片間有空隙，可供熱 量散失到金屬支架和晶片上。多芯片采用2并聯2串聯，3并聯3串聯或者多顆并聯的方式。所述的卡扣上設置橡膠防脫墊。所說的電源可采用多顆鋰電池或膠體電池的結構，電壓一般不高于12V。本發明的新型LED礦燈采用多芯集成封裝的LED面光源-芯片藍光激發黃色透明 熒光晶片。LED面光源模塊透鏡為一個中間凹形，邊緣凸出的玻璃透鏡，光斑更均勻；LED模 塊放置于拋光線反光碗的焦點附近，可通過旋轉燈頭螺紋來調節焦距，通過透鏡配合反光 碗進行雙重光學設計；采用固態低壓電池供電，安全可靠；LED與固態電池結合使得LED礦 燈的重量是一般礦燈的1/3，且體積為一般礦燈的一半，更有利于礦井中使用。
圖1是本發明的LED礦燈的結構示意圖；圖2是本發明的集成封裝LED面光源模塊的俯視圖；圖3是本發明面光源透鏡的立體圖；圖4是本發明的LED礦燈測試的配光曲線。附圖中主要部件符號說明1 燈頭，11 光源電源線；12 帶有螺紋散熱器；13 芯片；14 熱沉基板；15 焚光 晶片；16 娃膠；17 惰性氣體或空氣空腔；18 透鏡；19 拋物線形反光碗；111 防爆玻璃。2 燈體，21 電源充電插孔，22 帶有防脫墊的卡扣。
具體實施例方式如圖1所示，燈頭1和燈體2為一體化設計，燈頭與燈體靠螺紋12結合。固體電 池經過恒流調節后通過導線11對多于2顆芯片13供電，芯片固定在高導熱熱沉基板14的 凹槽中，芯片依靠導熱硅膠16保護，芯片與硅膠間空腔17為惰性氣體或空氣。芯片發射的 藍光激發光轉換熒光晶片15混合出射的藍光形成白光，發光面為一均勻面，通過調節熒光 晶片的厚度制備出不同色溫的光源。白光經過中間凹周圍凸的透鏡18整形后出射，邊緣的 雜散光被拋物線形反光碗19匯聚。通過旋轉螺紋12可以調節拋光線形反光碗19的焦距， 使得經過中間凹周圍凸的透鏡18配光后的周圍散射光進一步匯聚，測試發現其配光曲線 如圖4所示，照射面為一均勻面，光色一致性好，無眩光，光源使用壽命長。實施例1 如圖1所示，膠體電池12V經過恒流調節，輸出700mA的電流對2并聯2串聯的LED 藍光大功率芯片13進行供電，芯片固定在一體化設計的鋁金屬基板14上，基板后通過螺母 固定有鋁質散熱器，散熱器鰭片為縱向排列，可上下通風對流，散熱器邊緣有規則螺紋，旋 轉可安裝到燈體中。少量硅膠涂覆在芯片上，在150°C烤1. 5小時，使硅膠固化，起保護芯片 作用。在硅膠層與熒光晶片之間為一個密閉空間，充入氬氣，起輻射熱量至邊緣鋁基板和熒 光晶片，將摻雜有Ce的YAG晶片通過硅膠粘在鋁基板特定凹槽中。由于藍光整體激發YAG 晶片，故發射面為一個均勻平面，稱為面光源，但是發射的白光仍為朗伯光型，添加特定玻 璃透鏡對其整形，透鏡的立體圖如圖3所示，在光源周圍的拋光線形反光碗19，起匯聚雜散 光的作用，經過雙重光學設計后的光形如圖4所示，非常適合礦井作業使用。
實施例2
如圖1所示，膠體電池經過恒流調節，輸出900mA的電流對3并聯3串聯的LED藍 光大功率芯片13進行供電，芯片固定在一體化設計的A1N陶瓷基板14上，基板后通過螺母 固定有鋁質散熱器，散熱器鰭片為縱向排列，可上下通風對流，散熱器邊緣有規則螺紋，旋 轉可安裝到燈體中。少量硅膠涂覆在芯片上，在150°C烤1. 5小時，使硅膠固化，起保護芯片 作用。在硅膠層與熒光晶片之間為一個密閉空氣空間，起輻射熱量至邊緣A1N陶瓷基板和 熒光晶片，將摻雜有Ce的YAG晶片通過硅膠粘在A1N陶瓷基板特定凹槽中。由于藍光整體 激發YAG晶片，故發射面為一個均勻平面，稱為面光源，但是發射的白光仍為朗伯光型，添 加特定亞克力透鏡對其整形，透鏡的立體圖如圖3所示，在光源周圍的拋光線形反光碗19， 起匯聚雜散光的作用，經過雙重光學設計后的光形如圖4所示，非常適合礦井作業使用。實施例3如圖1所示，鋰電池經過恒流調節，輸出900mA的電流對3并聯的LED藍光大功率 芯片13進行供電，芯片固定在一體化設計的紫銅基板14上，基板后通過螺母固定有鋁質散 熱器，散熱器鰭片為縱向排列，可上下通風對流，散熱器邊緣有規則螺紋，旋轉可安裝到燈 體中。少量硅膠涂覆在芯片上，在150°C烤1.5小時，使硅膠固化，起保護芯片作用。在硅 膠層與熒光晶片之間為一個密閉空間，充入氮氣，起輻射熱量至邊緣紫銅基板和熒光晶片， 將摻雜有Ce的YAG晶片通過硅膠粘在紫銅基板特定凹槽中。由于藍光整體激發YAG晶片， 故發射面為一個均勻平面，稱為面光源，但是發射的白光仍為朗伯光型，添加特定玻璃透鏡 對其整形，透鏡的立體圖如圖3所示，在光源周圍的拋光線形反光碗19，起匯聚雜散光的作 用，經過雙重光學設計后的光形如圖4所示，非常適合礦井作業使用。
權利要求
一種新型LED礦燈，包括燈頭、燈體和電源，燈頭與燈體為一體化設計，其特征在于燈頭中照明部件為多芯片集成封裝的LED面光源，照明部件的光學設計為中間凹的透鏡結合拋物線反光碗，照明部件的散熱設計為多芯片固定于高散熱材料凹槽中，且光轉換材料為高導熱晶片；燈體中電源為固體電源，對光源恒流供電；燈體外殼有電源充電孔和卡扣。
2.根據權利要求1所述的新型LED礦燈，其特征在于照明部件的光源為多顆藍光芯 片固定于高導熱基板的凹槽中，芯片上涂覆有少量的硅膠，硅膠上一定間隔處設置有光轉 換晶片，藍光混合光轉換晶片被激發后發射的黃光成均勻白光面光源。
3.根據權利要求2所述的多芯片集成封裝的LED面光源，其特征為芯片固定于高導 熱基板的凹槽中，四周為高導熱材料，上部為高導熱光轉換熒光晶片，四方體晶片的六個發 熱面在一定程度上均得到有效散熱，散熱路徑多且面積大。
4.根據權利要求2所述的多芯片集成封裝的LED面光源，其特征在于高導熱基板可 為金屬基板，陶瓷基板或石墨基板。
5.根據權利要求1所述的多芯片集成封裝的LED面光源，其特征在于光轉換熒光晶 片為摻雜YAG晶片。
6.根據權利要求1所述的多芯片集成封裝的LED面光源，其特征在于硅膠與熒光晶 片間的密閉空腔可為惰性氣體或空氣。
7.根據權利要求1所述的新型LED礦燈，其特征在于照明部分的光學設計為特定透鏡 和反光碗組合完成。
8.根據權利要求1所述的新型LED礦燈，其特征在于電源為輕巧安全的固體鋰電池 或膠體電池。
9.根據權利要求1所述的新型LED礦燈，其特征在于燈體上設置有充電插孔和卡扣。
全文摘要
一種新型LED礦燈，包括燈頭、燈體和電源，燈頭與燈體設置成一體，燈頭中照明部件為多芯片集成封裝的LED面光源，該面光源具有發光面均勻，光色一致性好，光衰小，發光效率高諸多優點；多芯LED的電氣連接為串并結合；燈頭內的光學設計為中間凹的透鏡結合拋物線形的反光碗；電池位于燈體內，并附有電源充電孔；燈體外殼后端設置有卡扣。電源采用輕巧的固體鋰電池或膠體電池，安全可靠。本發明的新型LED礦燈匯集了多芯片集成封裝LED面光源的節能長壽命，光色一致性好和固體電池的安全可靠，體積小，重量輕等特點。
文檔編號F21V23/00GK101988625SQ200910072648
公開日2011年3月23日 申請日期2009年8月5日 優先權日2009年8月5日
發明者楊朔 申請人:楊朔