[实用新型]新型聚光散热LED灯

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种聚光散热LED灯，属于LED照明技术领域。

背景技术

LED是Light Emitting Diode(发光二极管)的缩写，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LE D的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的。

led芯片也称为led发光芯片，是led灯的核心组件，也就是指的P-N结。其主要功能是：把电能转化为光能，芯片的主要材料为单晶硅。根据用途分为大功率led芯片、小功率led芯片两种；根据颜色，主要分为三种：红色、绿色、蓝色(制作白光的原料)。

LED的重要参数：

1.正向工作电流If：它是指发光二极体正常发光时的正向电流值，在实际使用中应根据需要选择IF在0.6·IFm以下。

2.正向工作电压VF：参数表中给出的工作电压是在给定的正向电流下得到的，一般是在IF＝20mA时测得的，发光二极体正向工作电压VF在1.4～3V，在外界温度升高时，VF将下降。

3.V-I特性：发光二极体的电压与电流的关系，在正向电压正小于某一值(叫阈值)时，电流极小，不发光。当电压超过某一值后，正向电流随电压迅速增加，发光。

4.发光强度IV：发光二极体的发光强度通常是指法线(对圆柱形发光管是指其轴线)方向上的发光强度。若在该方向上辐射强度为(1/683)W/sr时，则发光1坎德拉(符号为cd)。由于一般LE D的发光二强度小，所以发光强度常用烛光(坎德拉，mcd)作单位。

5.LED的发光角度：-90°-+90°。

6.光谱半宽度Δλ：它表示发光管的光谱纯度。

7.半值角θ1/2和视角：θ1/2是指发光强度值为轴向强度值一半的方向与发光轴向(法向)的夹角。

LED透镜即与LED紧密联系在一起的有助于提升LED的出光效率、改变LE D的光场分布的光学系统。

一、LED透镜的材料种类：

1.硅胶透镜：硅胶耐高温(也可以过回流焊)，因此常用直接封装在LED芯片上；一般硅胶透镜体积较小，直径3-10mm。

2.PMMA透镜：光学级PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯，俗称亚克力，是塑胶类材料，优点在于生产效率高(可以通过注塑、挤塑完成)；透光率高(3mm厚度时穿透率93％左右)；缺点是温度不能超过80°(热变形温度92度)。

3.PC透镜：光学级料Polycarbonate(简称PC)聚碳酸酯，为塑胶类材料，优点：生产效率高(可以通过注塑、挤塑完成)；透光率稍低(3mm厚度时穿透率89％左右)；缺点：温度不能超过110°(热变形温度135度)。

4.玻璃透镜：光学玻璃材料，优点：具有透光率高(97％)、耐高温等特点；缺点：体积大质量重、形状单一、易碎、批量生产不易实现、生产效率低、成本高等。只能通过镀膜或钢化处理来提升玻璃的不易碎特性，虽然经过这些处理，玻璃透镜的透光率会有所降低，但依然会远远大于普通光学塑料透镜的透光效果。所以玻璃透镜的前景将更为广阔。

二、LED透镜的应用分类：

1.一次透镜：一次透镜是直接封装或粘合在LED芯片支架上，与LED成为一个整体。LED芯片(chip)理论上发光是360度，但实际上芯片在放置于LED支架上得以固定及封装，所以芯片最大发光角度是180度(大于180°范围也有少量余光)，另外芯片还会有一些杂散光线，这样通过一次透镜就可以有效汇聚chi p的所有光线并可得到如180°、160°、140°、120°、90°、60°等不同的出光角度，但是不同的出光角度，LED的出光效率有一定的差别(一般的规律是：角度越大效率越高)。一次透镜一般用PMMA、PC、光学玻璃、硅胶等材料。

2.二次透镜：二次透镜与LED是两个独立的物体，但它们在应用时密不可分。二次透镜的功能是将LED光源的发光角度再次汇聚成5°至160°之间的任意想要的角度，光场的分布主要可分为：圆形、椭圆形、矩形。二次透镜材料一般用光学级PMMA或者PC；在特殊情况下可选择玻璃。