一种led冷库照明装置及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于制冷设备的照明装置，具体涉及一种LED冷库照明装置。
【背景技术】
[0002]LED (Light Emitting D1de),发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED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灯发光的原理。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。
[0003]传统低温照明灯具主要是荧光灯光源，存在严重缺陷。虽然荧光灯在常规室温下发光效率可达901m/w算得上高光效光源，但是进入低温照明环境后，无论是发光效率还是美学设计方面都显示出较多的不利之处。即使有厂商推出了专用的低温荧光灯，解决了发光效率问题，但是仍无法顾及到照度及美学方面的要求，并且价格也是十分昂贵。在低温环境下，荧光灯的发光效率甚至可以减到一半，并且使用寿命也会减短，色温漂移比较大。
[0004]相比传统的低温照明灯而言LED是低温照明的理想光源，但普通的LED灯具由于其自身的缺陷并不适合低温照明。首先，普通LED灯具外壳多为铝合金，表面的氧化层为亲水材料，非常容易结冰。再者，LED芯片封装后属于固态实心器件，存在着芯片、硅胶(或树脂)、金属支架以及引线之间膨胀系数的失配现象，加上低温环境下温差较大，会使灯珠的外观胶体膨胀和收缩加剧，器件内部应力过大，这将导致LED引线键合点位移增大，引线过早疲劳和损坏。于此同时也会使原本键合状态较差的焊点出现脱焊的可能，而造成焊球和芯片电极脱焊的现象。再者，普通的LED灯具驱动电源都是基于常温设计，在低温环境下开关管、电解电容、光耦、热敏电阻等器件会严重失效造成灯具无法启动。
【发明内容】
[0005]本发明为解决上述问题，提供了一种LED冷库照明装置及其制造方法。
[0006]本发明所采取的技术方案是:一种LED冷库照明装置，包括灯头、拧入灯头的底座、与底座固定的灯壳、灯壳内的驱动电源和灯罩，均布有灯珠的电路板通过灯壳螺栓固定在灯壳内；灯壳通过底座螺栓固定在底座上。
[0007]灯珠中GaN基为倒装结构。灯壳螺栓至少有2个，且在电路板表面均布。
[0008]底座螺栓至少有2个，且在灯壳表面均布。
[0009]灯罩与灯壳的固定方式为螺纹连接或扣接。
[0010]一种LED冷库照明装置的制造方法，包括以下步骤:
(i )表面材料憎水处理灯壳由陶瓷材料制成，且在制作过程中，灯壳表面的瓷釉料添加氧化锆，氧化锆能提高釉的抗龟裂性能。还因它的化学惰性大，故能提高釉的化学稳定性和耐酸碱能力，还能起到乳浊剂的作用；烧制成型后，灯壳釉面涂覆憎水剂，提高了灯壳表面的耐腐蚀性。由于灯壳表面生成的一层薄薄的憎水膜具有强烈的斥水性，这样腐蚀环境中的水分子就不容易对灯壳构成腐蚀；灯罩由改性亚克力制成，具有极佳的耐候性，较高的表面硬度和表面光泽以及较好的耐高温性能。
[0011](ii)灯壳内部处理
灯壳内部固定电路板的部位沉铜处理，以确保内层导体与电路之间的可靠连接；
(iii)将灯珠固定在支架上
LED的芯片电极置于支架内，与凸点共晶焊接，焊接后芯片表面喷荧光粉，烘干后用外观胶固封，再次烘干后，拆模；支架采用热电分离的贴片式支架，外观胶为软硅胶；
(iv)焊接电路板
采用耐低温焊料将步骤(iii)中制作好的灯珠贴装在双面电路板的正面，同时电路板的过孔中填充焊料，然后再将焊好灯珠的电路板用灯壳螺栓固定在灯壳内，最后加温焊合电路板跟灯壳；
(V)制作驱动电源
采用了无需电容的耐低温集成恒流驱动芯片，芯片采用集成高压LED驱动，可通过一个桥式整流器进行直流电路操作。电路设计中，无需使用电容器，并且只需几个无功电阻即可。芯片使用一个内部控制器来实现贯穿AC波形的最佳电流交换，这样优化了传输至LED各个部分的能量，提高了电力转换效率，可实现90-96%的电力转换效率。而且，它是时域技术，不仅实现了最佳的能量转移，而且限制了针对输入变化的敏感度。
[0012]功率因数(pf)是一个衡量输出功率工作效率的量度，它与能量效率不同，因为pf损失是由无功元件(感应器和电容器)而非电阻引起的，低pf的代价是昂贵的。而且低pf会使电流增大，电压下降，从而降低电气系统的配电能力。我们所设计的驱动电源系统不使用无功元件，因此具有很高的pf，而且当内部控制器进行pf校正时，电源可获得更高的pf.。
[0013]电源芯片内置温度保护装置，在四个SENSE引脚处分别独立串联一个热敏电阻，四个热敏电阻分别对第一段、二段、三段和四段LED部分进行过温保护控制。驱动电源使用元件数量少，降低了成本，改善了可靠性。所以只需很小的电路板尺寸就可以将这些元件进行集成封装。
[0014]本驱动电源设计系统无需采用电容等器件，由于电容器件对于工作温度条件要求较高，所以对于驱动电源工作的环境有一定的要求。温度太高，电容的使用寿命会明显缩短，而温度过低，尤其是电解电容，会因冻结而停止工作。在设计电路时，应充分考虑温度对电容容量的影响，否则，所设计的电路会因温度的影响而影响其使用效果及寿命。由于此驱动电源设计无需采用电容器件，所以其工作温度对于电源的影响微乎其微。最关键的是电源芯片工作温度最低可达-40°C。将其置于冷库照明系统中，不会影响其工作效率及输出功率。
[0015]驱动电源设计完成后，将其贴装在电路板上，焊接好连接线；
(vi)整体装配
将底座拧入灯头，将灯罩通过螺纹或者卡扣与灯壳固定。
[0016]所述步骤(i )中的憎水剂为烷基硅烷或全氟烷基硅烷。
[0017]电路板为玻纤环氧板，且为双层板结构。
[0018]本发明中LED灯发热量小，减小了对制冷设备内部环境的影响，也降低了制冷设备的功耗量，LED灯的光源光效好，稳定性高，灯体及面罩表面的自洁能力强，光源的封装方式提高了整体耐冷热冲击的能力。
【附图说明】
[0019]图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的芯片封装图；
图3是本发明的支架仰视图；
图4是本发明中驱动电源的电路图。
[0020]其中:
1灯头2底座
3驱动电源4灯壳
5底座螺栓6电路板
7灯珠8灯壳螺栓
9灯罩10凸点
11电极12 p极
13 p型GaN基片14多量子阱
15 η型GaN基片16蓝宝石衬底
17 b极18导热柱
19支架。
【具体实施方式】
[0021 ] 以下参照附图及实施例对本发明进行详细说明。
[0022]一种高纯三氯化硼-11的制备方法，包括以下步骤:
一种LED冷库照明装置，包括灯头1、拧入灯头1的底座2、与底座2固定的灯壳4、灯壳4内的驱动电源3和灯罩9，均布有灯株7的电路板6通过灯壳螺栓8固定在灯壳4内；灯壳4通过底座螺栓5固定在底座2上。
[0023]灯株7中GaN基为倒装结构。其中p型GaN基片13、η型GaN基片15为可透光，p型GaN基片13之间η型GaN基片15还有多量子阱14，支架19内置LED芯片电极，凸点10与电极共晶焊接，导热柱18通过电路板6过孔跟灯壳4焊接在一起。
[0024]灯壳螺栓8至少有2个，