一种新型结构led全方向球泡灯的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及LED灯技术，具体来说是一种新型结构LED全方向球泡灯。
【背景技术】
[0002] 随着社会的发展，当今使用LED节能环保的光源应用越来越广，市场各种灯具厂 家也发展越来越快，灯具外形各异。
[0003] 传统的白炽灯已经逐步被LED全方向球泡灯取代，LED全方向球泡灯的外形与传 统的白炽灯相仿，包括驱动电源盒多个发光二极管组成的LED光源，驱动电源驱动发光二 极管发光进行照明。
[0004] 但现有技术中LED全方向球泡灯会存在以下技术问题：
[0005] (1)、结构复杂、不易装配、生产效率低，成本高；
[0006] (2)、整灯整灯透光率偏低，一般在75% -86%，造成了 LED光源成本极大的浪费；
[0007] (3)、整灯光学性能不能满足美国能源之星标准。 【实用新型内容】
[0008] 本实用新型的目的在于克服以上现有技术存在的不足，提供了一种结构简单、造 价便宜、生产效率高、劳动强度低、透光率高、节约能源及满足美国能源之星标准的新型结 构LED全方向球泡灯。
[0009] 为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种新型结构LED全方向球 泡灯的实现方法，包括以下步骤：
[0010] (I)、Mie散射：当入射到散射体粒子上的自然光与散射体粒子线度接近时，各项 同性的球形散射体粒子对光波的散射作用，用Mie散射理论得出；
[0011] (2)、球泡的目标光分布确立：在0°到135°时光强90%以上的点不能偏离平均 值的25%，其余不能低于50%，135° -180°光通量不能< 5%，以此作为球泡灯光分布设 计的目标；
[0012] (3)、光源设置：LED光源距离泡壳之间，环形排布在LED基板上；
[0013] (4)、3D模型建立：利用方程F(X，Y) = 0建立自由曲线，通过实体转换成泡壳 模型，泡壳材质为PC，泡壳内部均匀填充着扩散剂，扩散剂为一种散射粒子，其直径约 2um-10um各向同性的勾质小球，直径与LED发光波长处于同一个线度，用Mie散射方程描 述，粒子对单位光强的入射光散射后的总的散射光强为：
[0014]
[0015] 所以得到在Θ方向上的散射概率的密度分布函数为：
[0016]
[0017] 通过产生随机数random，得到对应随机数下，光子的散射方向角：
[0018] Θ = F 1 (random)；
[0019] 光子的自由程是蒙特卡罗模拟过程中的一个重要参数，它与体散射型光散射材料 散射粒子的体积分数密切相关；在散射系统中，光子随机自由程取值的概率密度应满足光 子的自由程抽样公式：
[0020]
[0021] 其中，r为散射粒子的半径lum_5um，σ为平均自由程，C为扩散剂的体积分数取 值一般在5*IO 5个/以上，s为散射系数；
[0022] (5)、根据步骤（4)计算，调整好泡壳自由曲面曲率，改变光线传播方向，使光分布 满足步骤（2)的标准。
[0023] 所述步骤（1)中的Mie散射，a = Jid/λ ;其中，d为光扩散剂直径，λ入射光波 长，当d和λ数量级相当时，产生Mie散射现象。
[0024] 上述新型结构LED全方向球泡灯，包括外壳，外壳底部连接灯头，散热件埋入外壳 中，散热件内设置有PCB板，LED基板包含LED芯片，LED基板正负极通过锡膏经回流焊连接 到PCB上；LED基板上圆周分部若干LED灯珠，LED基板外部为泡壳，泡壳材质为PC，泡壳内 部均匀填充着扩散剂，扩散剂为一种散射粒子，其直径约2um-10um各向同性的匀质小球。
[0025] 所述外壳通过胶水与泡壳粘接在一起。
[0026] 所述泡壳呈"U"形结构。
[0027] 所述LED灯珠距离泡壳2mm-10mm之间。
[0028] 所述LED灯珠设置一圈，相邻LED灯珠之间的距离为10~20mm。
[0029] 为了大幅度提升光学透光率，减少LED光源颗数降低成本，采用了运用Mie散射技 术和折射技术结合，创造性的使用，使得组装工序简单，且光学透光率高达96 %，光源成本 节省30% -50 %，生产成本节省10% -30% ;本实用新型实相对于现有技术：
[0030] UPCB穿过LED基板限位槽，经回流焊连接到正负极，省去了导线或者端子。
[0031] 2、LED基板上的LED芯片分布在外围，最大限度增加散热。
[0032] 3、散热件为塑料或者金属，直接镶嵌在塑料外壳内；使得原先两件的结构变为1 件，降低成本。
[0033] 4、运用Mie散射技术和折射技术结合，直接通过泡壳实现能源之星标准中 的Omni-directional Bulb光分布要求，且光学透光率>96%，LED芯片成本降低 30% -50%。
[0034] 5、操作工艺简单，省去了传统反光杯、透镜的组装，生产成本降低10% -30%。
【附图说明】
[0035] 图1为一种新型结构LED全方向球泡灯的爆炸结构示意图；
[0036] 图2为本实用新型中泡壳的结构示意；
[0037] 图3为本实用新型中LED基板处的结构示意图。
[0038] 图中标号与名称如下：
[0039]
【具体实施方式】
[0040] 为便于本领域技术人员理解，下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详 细说明。
[0041] 实施例1 :
[0042] 如图1~3所示，一种新型结构LED全方向球泡灯的实现方法，包括以下步骤：
[0043] (I)、Mie散射：当入射到散射体粒子上的自然光与散射体粒子线度接近时，各项 同性的球形散射体粒子对光波的散射作用，用Mie散射理论得出；
[0044] (2)、球泡的目标光分布确立：在0°到135°时光强90%以上的点不能偏离平均 值的25%，其余不能低于50%，135° -180°光通量不能< 5%，以此作为球泡灯光分布设 计的目标；
[0045] (3)、光源设置：LED光源距离泡壳2mm，环形排布在LED基板上；
[0046] (4)、3D模型建立：利用方程F(X，Y) = 0建立自由曲线，通过实体转换成泡壳 模型，泡壳材质为PC，泡壳内部均匀填充着扩散剂，扩散剂为一种散射粒子，其直径约 2um-10um各向同性的勾质小球，直径与LED发光波长处于同一个线度，用Mie散射方程描 述，粒子对单位光强的入射光散射后的总的散射光强为：
[0047]
[0048] 所以得到在Θ方向上的散射概率的密度分布函数为：
[0049]
[0050] 通过产生随机数random，得到对应随机数下，光子的散射方向角：
[0051] Θ = F 1 (random)；
[0052] 光子的自由程是蒙特卡罗模拟过程中的一个重要参数，它与体散射型光散射材料 散射粒子的体积分数密切相关；在散射系统中，光子随机自由程取值的概率密度应满足光 子的自由程抽样公式：
[0053]
[0054] 其中，r为散射粒子的半径lum，σ为平均自由程，C为扩散剂的体积分数取值一 般在5*IO 5个/以上，s为散射系数；
[0055] (5)、根据步骤（4)计算，调整好泡壳自由曲面曲率，改变光线传播方向，使光分布 满足步骤（2)的标准。
[0056] 所述步骤⑴中的Mie散射，a = Jid/λ ;其中，d为光扩散剂直径，λ入射光波 长，当d和λ数量级相当时，产生Mie散射现象。
[0057] 上述新型结构LED全方向球泡灯，包括外壳，外壳底部连接灯头，散热件埋入外壳 中，散热件内设置有PCB板，LED基板包含LED芯片，LED基板正负极通过锡膏经回流焊连接 到PCB上；LED基板上圆周分部若干LED灯珠，LED基板外部为泡壳，泡壳材质为PC，泡壳内 部均匀填充着扩散剂，扩散剂为一种散射粒子，其直径约2um-10um各向同性的匀质小球。 本实施例中的光扩散剂为道康宁30-424,白色有机娃粉末，如图2所不，光线经过扩散剂后 改变方向，经过上述方法计算，调整好泡壳自由曲面曲率，满足需求。
[0058] 本实施例中的外壳通过胶水与泡壳粘接在一起；泡壳呈"U"形结构；LED灯珠距离 泡壳2mm ;LED灯珠设置一圈，相邻LED灯珠之间的距离为10_。
[0059] 采用上述结构和方法，大幅度提升光学透光率，减少LED光源颗数降低成本，采用 了运用Mie散射技术和折射技术结合，创造性的使用，使得组装工序简单，且光学透光率高 达96 %，光源成本节省30 % -50 %，生产成本节省10 % -30 %。
[0060] 实施例2 :
[0061] 本实施例与实施例1不同之处在于：本实施例中的LED灯珠距离泡壳IOmm ;LED灯 珠设置一圈，相邻LED灯珠之间的距离为20mm;步骤⑷中散射粒子的半径5um〇
[0062] 对比实施例1
[0063] 本实施例采用4种结构对比，1~3种结构为现有技术中的结构，大致结构如下：
[0064] (I)、LED基板+反光杯+扩散泡壳；光学透光率83%，光学效率偏低；
[0065] (2)、LED基板+凸台+扩散泡壳；光学透光率86%，光学效率偏低，且LED基板固 定复杂，成本高，散热差；
[0066] (3)、LED基板+透镜+扩散泡壳；光学透光率86%，光学效率偏低，生产工序复杂， 成本高。
[0067] 第4种结构为实施例1中的结构，对比数据如下表：
[0069] 上述【具体实施方式】为本实用新型的优选实施例，并不能对本实用新型进行限定， 其他的任何未背离本实用新型的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在 本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种新型结构LED全方向球泡灯，其特征在于：包括外壳，外壳底部连接灯头，散热 件埋入外壳中，散热件内设置有PCB板，LED基板包含LED芯片，LED基板正负极通过锡膏经 回流焊连接到PCB上；LED基板上圆周分部若干LED灯珠，LED基板外部为泡壳，泡壳材质 为PC，泡壳内部均匀填充着扩散剂，扩散剂为一种散射粒子，其直径约2um-10um各向同性 的勾质小球。2. 根据权利要求1所述的新型结构LED全方向球泡灯，其特征在于：所述外壳通过胶 水与泡壳粘接在一起。3. 根据权利要求1所述的新型结构LED全方向球泡灯，其特征在于：所述泡壳呈"U"形 结构。4. 根据权利要求1所述的新型结构LED全方向球泡灯，其特征在于：所述LED灯珠距 离泡壳2mm-10mm之间。5. 根据权利要求1所述的新型结构LED全方向球泡灯，其特征在于：所述LED灯珠设 置一圈，相邻LED灯珠之间的距离为10~20mm〇
【专利摘要】本实用新型公开了一种新型结构LED全方向球泡灯，包括外壳，外壳底部连接灯头，散热件埋入外壳中，散热件内设置有PCB板，LED基板包含LED芯片，LED基板正负极通过锡膏经回流焊连接到PCB上；LED基板上圆周分部若干LED灯珠，LED基板外部为泡壳，泡壳材质为PC，泡壳内部均匀填充着扩散剂，扩散剂为一种散射粒子，其直径约2um-10um各向同性的匀质小球。本实用新型具有结构简单、造价便宜、生产效率高、劳动强度低、透光率高、节约能源及满足美国能源之星标准等特点。
【IPC分类】F21V23/00, F21V5/08, F21Y105/00, F21S2/00, F21V15/02
【公开号】CN204853037
【申请号】CN201520578355
【发明人】胡太荣, 倪强, 陈欣平, 廖厚彩, 药左红, 张军
【申请人】横店集团得邦照明股份有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年8月4日