光學實驗用的黃光LED光源制造技術

一種光學實驗用的黃光LED光源，包括由發光二極管、基板和連接導線組成的模塊(4、5)、驅動電路組成。其特征是模塊共設兩塊，其尺寸大小、LED的個數與排列方式相同，背靠背地安裝在燈架(6)上，眾LED的發光面朝外，燈架固定在燈座(1)上，開關(2)和驅動電路(3)安裝在燈座(1)上；選用的LED為黃色LED(7)，它們在每塊模塊(4)或(5)中都作4×8的矩陣排列。本黃色LED光源用于實驗教學，以替代價格昂貴、耗電多、使用壽命短的低壓鈉燈，相比于對比專利，因采用的是黃色LED光源，替代鈉燈，方向明確，各項設計有的放矢，整燈的安裝架構完整，容易推廣實施。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種物理學實驗儀器，具體涉及是采用高亮度高純度黃光發光二極管制作的光學實驗專用光源。
技術介紹
在物理光學實驗中，低壓鈉燈是常用的近似單色光源，其主要缺點是功率高，耗電量極大，發光效率低，且該光源須配置相應的變壓器、鎮流器來控制真空器件發光，體積大， 容易損壞。隨著高亮度發光二極管(以下稱LED)自身技術的不斷發展和日益成熟，用LED 矩陣光源取代傳統的氣體光源既節能又環保，已成為當今最佳的選擇。CN200620024930. 1 公告的“一種物理實驗LED光源教學儀器”的專利技術，對這方面作出了有益的嘗試。但該技術過于籠統，未明確用何種有色光LED，未考慮到不同顏色的LED矩陣制作的光源譜線成分不同，究竟用何種LED代替汞燈，何種LED代替鈉燈都需要精確測定和分析。況且不同色光LED的標準工作電流、工作電壓、發光強度差別很大，驅動電路設計完全不同，不能一概而論。另外該設計采用恒壓源供電，沒有保護電路，會造成LED光源不穩定，效率低，維護不便等缺陷。同時上述專利未明確LED矩陣的空間安裝架構，作為一種教學儀器而言，其整體結構不完整。
技術實現思路
針對現有技術的上述不足，本技術要解決的技術問題是設計一種高亮度高純度用于光學實驗的黃光LED光源。解決該技術問題所采用的技術方案是本光學實驗用的黃光LED光源，包括由發光二極管、基板和連接導線組成的模塊、 驅動電路組成。模塊共設兩塊，其尺寸大小、LED的個數與排列方式相同，背靠背地安裝在燈架上，眾LED的發光面朝外，燈架固定在燈座上，開關和驅動電路安裝在燈座上；選用的LED 為黃色LED，它們在每塊模塊中都作4X8的矩陣排列。本光學實驗用的黃光LED光源，其驅動電路采用低壓恒流源，由變壓器、整流濾波電路、恒流驅動芯片和模塊連接電路組成。本技術的有益效果是由于采用高亮度高純度黃光LED制作的光源亮度高、 單色性好、耗電量低，用于實驗教學效果理想，完全可以取代傳統的鈉光燈，達到節能降耗的目標。同時本LED光源價格遠遠低于鈉光燈的價格，使用時間又遠遠高于鈉光燈，性價比較高。本技術確定采用黃光LED光源，指明是替代低壓鈉燈，方向明確，各項設計有的放矢，整體的安裝框架完整，可操作性強。附圖說明圖1為本技術結構示意圖。圖2為本技術一個LED矩陣單元的電路原理圖。圖3為本技術電路框架圖。3圖4為本技術驅動電路原理圖。具體實施方式本技術下面結合實施例并參照附圖予以闡明首先要選擇最合適的LED，選用的黃光LED要求半值角V、直徑5mm、波長587nm、帶寬12nm、在標準工作電流20mA下發光強度為20坎德拉(cd)。參見圖1，將上述黃光LED按4X8矩陣形式排列。圖2顯示了 LED的連接方式為先并聯后串聯，即每列中的8顆LED均采用并聯方式連接，列和列之間采用串聯方式連接。同時在每一列中并聯一個穩壓二極管8，以保護LED防止擊穿。將各LED 按上述排列安裝在電路板上組成一個4X8的LED矩陣單元模塊4、5。如上所述的LED矩陣單元模塊共設兩塊，其尺寸大小、LED的個數與排列方式相同，背靠背地安裝在燈架6上，眾LED的發光面朝外，燈架固定在燈座1上，開關2和驅動電路3安裝在燈座1上；選用的LED為黃色LED7，它們在一塊模塊4或5中作4X8的矩陣排列。在一個燈具上安裝兩塊LED矩陣模塊的優點是提高了光源利用率，即兩套實驗儀器可共用一個光源，且互不干擾。 參見圖3，本技術的驅動電路采用了低壓恒流源，由變壓器9、橋式整流濾波電路10、恒流驅動芯片11和模塊連接電路12組成。如圖4所示，變壓器采用成品電源變壓器，參數為220V/12V、8W。VD1-VD4為硅整流二極管，采用1N4007。Cl是濾波電容， 采用電解電容，型號為220uF/25V。ICl為恒流驅動芯片，采用目前應用廣泛，廉價且性能比較穩定的PT4115。D5為續流二極管，由于工作在高頻脈沖下，故采用肖特基二極管ssllO。 Ll是整流電感，設計為50uH。Rs為取樣電阻，控制PT4115輸出電流大小，一般用以下公式計算Rs = 0. 1/I0UT。由于兩塊LED矩陣模塊正常工作需電流320mA，故Rs取0.3125 Ω。 ΡΤ4115的DIM端可外接PWM脈沖或直流電壓調光，由于本設計不用調光，故DIM端懸空。權利要求1.一種光學實驗用的黃光LED光源，包括由發光二極管、基板和連接導線組成的模塊 (4,5)、驅動電路組成，其特征是模塊共設兩塊，其尺寸大小、LED的個數與排列方式相同，背靠背地安裝在燈架(6)上，眾LED的發光面朝外，燈架固定在燈座(1)上，開關( 和驅動電路C3)安裝在燈座(1)上；選用的LED為黃色LED(7)，這些黃色的LED在每塊模塊中都作4X8的矩陣排列。2.如權利要求1所述的光學實驗用的黃光LED光源，其特征是所說的驅動電路(3)采用低壓恒流源，由變壓器(9)、整流濾波電路(10)、恒流驅動芯片(11)和模塊連接電路(12) 組成。專利摘要一種光學實驗用的黃光LED光源，包括由發光二極管、基板和連接導線組成的模塊(4、5)、驅動電路組成。其特征是模塊共設兩塊，其尺寸大小、LED的個數與排列方式相同，背靠背地安裝在燈架(6)上，眾LED的發光面朝外，燈架固定在燈座(1)上，開關(2)和驅動電路(3)安裝在燈座(1)上；選用的LED為黃色LED(7)，它們在每塊模塊(4)或(5)中都作4×8的矩陣排列。本黃色LED光源用于實驗教學，以替代價格昂貴、耗電多、使用壽命短的低壓鈉燈，相比于對比專利，因采用的是黃色LED光源，替代鈉燈，方向明確，各項設計有的放矢，整燈的安裝架構完整，容易推廣實施。文檔編號F21S2/00GK202252936SQ20112013694公開日2012年5月30日 申請日期2011年4月27日 優先權日2011年4月27日專利技術者周益民, 徐一清, 戴朝卿 申請人:浙江農林大學本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐一清，戴朝卿，周益民，
申請(專利權)人：浙江農林大學，
類型：實用新型
國別省市：