专利名称：室外照明装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及照明领域，更具体地讲，本实用新型涉及一种室外照明装置。
背景技术：
发光二极管光源是包括一个或多个发光二极管(LED)的光源，因为发光二极管的发光效率高、寿命长等特性，使得发光二极管光源作为下一代照明装置而备受瞩目。通过选择发光二极管光源中包括的发光二极管的各项参数和发光二极管的数量，可以实现具有满足各种需要的亮度且功率不同的发光二极管光源。例如，发光二极管光源可以用作室内照明的吸顶灯、台灯、长管灯以及用作室外照明的路灯等各种照明装置。在现有的制造发光二极管的工艺中，因为诸如制造设备的老化、工人操作的失误、 工艺条件的改变、原材料的变化等各种因素的影响，导致所制造出来的发光二极管的各种参数，例如，光射角、发光强度、额定功率(诸如额定驱动电路和额定驱动电压)等，均不尽相同。因此，在采用发光二极管来制造发光二极管光源时，需要严格筛选各项参数符合一定标准的发光二极管。例如，需要选择光射角大且发光强度一致的发光二极管。而那些光射角小和/或发光强度不一致的发光二极管将被视为“次品”而被丢弃。因为发光二极管具有直流驱动的特性，所以在以生产和生活中常用的市电的交流电压来驱动发光二极管光源时，需要将交流电压转换为直流电压的整流桥电路。然而，在交流电压不稳定时，例如，在夜晚或节日等用电高峰时段，市电的交流电压的频率可能不会稳定在额定的50Hz或60Hz，且可能出现诸如90Hz或更高的瞬时频率；同时，市电的交流电压的电平也可能在诸如90V ^OV的范围内变化。在现有技术中，仅通过整流桥电路来将交流电压转换为直流电压以驱动发光二极管光源，所以无法解决交流电压的频率和电压的上述不稳定对于发光二极管光源的影响，导致发光二极管光源的亮度变化、闪烁、不能正常工作、甚至导致发光二极管光源损坏，因此降低了发光二极管光源的可靠性、极大地缩短了发光二极管的寿命。图1是示出作为市电的交流电压和由根据现有技术的光源驱动电路产生的用于驱动发光二极管光源的直流驱动电压的波形图。在现有技术中，因为仅采用了整流桥电路进行交流-直流转换，所以在输入的交流电压具有如曲线Cac所示的(具有峰值为Vpeak 的)正弦波形时，所得到直流电压具有如曲线Cdc所示的(具有峰值为Vpeak的)变化的波形。因此，在以如曲线Cdc所示的变化波形的直流电压来驱动发光二极管时，发光二极管没有工作在其最佳的工作状态。并且因为发光二极管需要在施加的电压高于一定的发光工作电压时才能发光，所以当直流电压低于该发光工作电压(例如，等于0V，如图1中所示) 时，发光二极管没有发光。因此，采用具有如曲线Cdc所示的波形的直流电压来驱动发光二极管会导致发光二极管频繁地在发光和不发光之间切换(闪烁)，从而降低了发光二极管的寿命。同时，在直流电压低于发光工作电压的时间段期间，施加到发光二极管的电能大部分被转化成热能，从而导致能量利用率降低，进而导致发光效率降低，发光二极管也会因此时产生的不期望的热而降低其寿命，加快老化。另外，在具有如曲线Cdc所示的变化的波形的直流电压的驱动下，发光二极管以1/T的频率闪烁，从而极大地影响了在这样的照明环境下工作的人员的视力。因为在现有技术的发光二极管光源中将从整流桥电路输出的直流电压直接作为驱动电压提供到发光二极管，所以对于包括在发光二极管光源中的二极管的参数(诸如额定电压、额定电流等)和数量等需要进行严格的选择。因此，不符合上面的要求的发光二极管将被视为次品而被丢弃。此外，如果在发光二极管光源中某些发光二极管因长时间运行而劣化或损坏，则需要对提供到发光二极管的驱动电压进行调节，而仅采用整流桥来驱动发光二极管的根据现有技术的光源驱动电路无法实现对于提供到发光二极管的驱动电压的调节。
实用新型内容为了克服上面的一些或全部的技术问题，示例性实施例提供了一种室外照明装置，其电路简单、技术路线新颖、原理正确、设计创新、元器件选择规范、微电流电耗低、不发烫、对电源抗干扰能力强，具有长寿免修、通用性好、成本低、长时间照明不影响眼睛健康等优点，主要性能参数符合相关国家标准的要求。根据示例性实施例，提供了一种室外照明装置，该室外照明装置包括光源驱动电路板，在光源驱动电路板上设置有光源驱动电路；光源板，在光源板上安装有电连接到所述光源驱动电路的发光二极管光源，该发光二极管光源包括多个发光二极管，所述多个发光二极管包括光射角小于40°的发光二极管。包括在发光二极管光源中的多个发光二极管被安装为相对于光源板的垂直方向倾斜，以在光源板上在各发光二极管的管体之间形成第一区域和第二区域，其中，发光二极管的管体之间的在第一区域中的距离小于发光二极管的管体之间的在第二区域中的距离。包括在发光二极管光源中的多个发光二极管被安装为相对于光源板的垂直方向倾斜0°至5°的角度。所述光源驱动电路包括整流桥电路、电压调节电路和发光二极管驱动源电路，其中，整流桥电路连接到外部电源，以通过整流桥电路的正极端将经整流的第一输出提供到电压调节电路，电压调节电路调节第一输出的电压，以生成电压低于第一输出的电压的第二输出，发光二极管驱动源电路从电压调节电路接收第二输出并调节第二输出，以生成具有特定周期的电压的第三输出并将该第三输出提供到发光二极管光源的正极端，其中，所述特定周期小于第一输出的电压的周期。所述第三输出的电压波形为锯齿波形、矩形波形、三角波形或正弦波形。第三输出的谷值电压值大于零，且第三输出的峰值电压值小于第一输出的峰值电压值。第三输出的谷值电压值大于或等于发光二极管光源的发光工作电压值。所述光源驱动电路还包括电流调节电路，该电流调节电路连接在发光二极管光源的负极端和整流桥电路的负极端之间，以将在发光二极管光源中流动的电流调节为预定值。所述光源驱动电路还包括保护和改善电路，该保护和改善电路连接在外部电源和整流桥电路之间，并由减轻从外部电源提供到整流桥电路的输出中的高频杂波的串联连接在外部电源和整流桥电路之间的电感器和过滤从外部电源提供到整流桥电路的输出中的高频杂波的与整流桥电路并联连接的电容器组成。所述光源驱动电路包括整流桥电路、电压调节电路和电流调节电路滤波电容器、 稳压电阻器和限流电阻器，其中，整流桥电路的输入端连接到外部电源，整流桥电路的正极端连接到电流调节电路限流电阻器的第一端，整流桥电路的负极端连接到发光二极管光源的负极端，电压调节电路滤波电容器的第一端连接到整流桥电路的正极端和电流调节电路限流电阻器的第一端，电压调节电路滤波电容器的第二端连接到发光二极管光源的负极端，电压调节电路对来自整流桥电路的正极端的输出进行滤波，并调节来自整流桥电路的正极端的输出的电压，稳压电阻器的第一端连接到整流桥电路的正极端和限流电阻器的第一端，稳压电阻器的第二端连接到发光二极管光源的负极端，电流调节电路限流电阻器的第二端连接到发光二极管光源的正极端，其中，整流桥电路、电压调节电路和电流调节电路滤波电容器、稳压电阻器和限流电阻器能够在-2040°C或低于-2040°C的环境温度下工作。所述室外照明装置可以为路灯、投光灯等用于室外照明的装置，尤其是能在寒冷条件下工作的路灯。根据示例性实施例，可以将该室外照明装置的色温调节为接近早晨九点左右阳光的色温，光衰减指标必须满足最大不超过5%要求，电压指标可以在常规范围内，电压分档 (包)精度高，原则上取下限值，电流指标不分档(包)，参数放宽，即选择光参数范围电流误差大，可亮范围内电流值宽。发光二极管在设定光射角范围内，其排列具有“一面、多环、不等角”(即一个印制电路平板面、多层环形布局、每个发光二极管安装不等角)的特点，满足冷光源的光分布、 光效、以及自然散热等的设计要求，保证了产品的光衰、寿命和可靠性等关键指标。在根据示例性实施例的室外照明装置中，按期望的功率值确定发光二极管的个数，再将确定个数的发光二极管分成若干组，以每组内串联与每组间并联相结合的混合方式组合，与相对应的电源形成每组间完全独立的模式完成整体光源，以保证光源裕度的设计要求。根据示例性实施例的室外照明装置连接到诸如市电的外部电源，220V、50Hz交流电经上述的光源驱动电路优化、整流、调节，输出相当于发光二极管组工作电压与光源调节电路压降的和的直流输出，使得半导体冷光源(即，发光二极管光源)正常发光工作。断开电源时，光源驱动电路中的各电路自动形成有效的快速放电回路，使半导体冷光源迅速熄灭，同时迅速放掉电路内电荷。根据示例性实施例的室外照明装置发光效率高、具有光源裕度、抗电源干扰能力强。同时其电耗非常小，发热量远低于已知的发光二极管光源，保持灯的低温不变，并可以实现长期照明不影响视力。根据示例性实施例，发光二极管光源可以为半导体冷光源。室外照明装置中采用了半导体冷光源调节电路，满足在外部一次电源正常供电条件下发光二极管组得到最佳工作电压，而且在电压波动很大(100V 300V)状态下，也能稳定提供电源，使得发光二极管冷光源得以工作。对一个成型产品，该电路固化后不需调整。在根据示例性实施例的室外照明装置中，可以在同时考虑每个发光二极管的光射角的基础上来在光源板上布置发光二极管，从而混合从室外照明装置的各个发光二极管发射的光，以得到亮度均勻的照明光。因此，在根据示例性实施例的室外照明装置中，不需要丢弃小光射角发光二极管，使得生产出的绝大部分甚至全部的发光二极管均可以被利用， 从而极大地降低了生产的成本，并基本免除了对丢弃的发光二极管的回收工艺，能够在根本上保护环境不被丢弃的发光二极管和/对丢弃的发光二极管的回收工艺所污染。
图1是示出作为市电的交流电压和由根据现有技术的光源驱动电路产生的用于驱动发光二极管光源的直流驱动电压的波形图；图2是示出根据示例性实施例的光源驱动电路的示意性框图；图3是示出根据示例性实施例的用于驱动发光二极管光源的驱动电压的波形图；图4是示出根据另一示例性实施例的光源驱动电路的电路图；图5是示出根据示例性实施例的室外照明装置的示意图；图6是示出根据示例性实施例的室外照明装置中的光源板的示意性剖视图。
具体实施方式
下面通过结合附图具体描述根据示例性实施例的室外照明装置。图2是示出根据示例性实施例的光源驱动电路的示意性框图。如图2中所示，根据示例性实施例的光源驱动电路包括整流桥电路1、电压调节电路2和发光二极管驱动源电路3ο整流桥电路1的输入端连接到外部电源。外部电源例如为额定频率为50Hz或 60Hz、额定电压为IlOV或220V的市电或其他交流电源。整流桥电路1将从外部电源提供的交流电压转换为直流电压。整流桥电路1通过其正极端将经整流的第一输出提供到电压调节电路2。整流桥电路1可以为常规的电桥电路。在一个示例中，可以通过选择耐压值较高、工作电流有20倍左右余量的整流二极管来实现整流桥电路1。如图2所示，根据示例性实施例的光源驱动电路还可以包括专门的保护和改善电路5。保护和改善电路5连接在外部电源和整流桥电路1之间。保护和改善电路5例如由滤波电感器和电容器组成。在这样的情况下，高阻抗的电感器串联连接在外部电源和整流桥电路1之间，以减轻从外部电源提供到整流桥电路1的输出中的高频杂波，低阻抗的电容器与整流桥电路1并联连接，以滤掉从外部电源提供到整流桥电路1的输出中的高频杂波。 高阻抗的电感器和低阻抗的电容器共同吸收作为外部电源的交流电网的高频脉冲能量，从而有效保护整个光源驱动电路，提高了整体光源的EMC性能(即衡量系统抵抗其他电磁辐射源干扰的电磁兼容性能)，同时可有效降低EMI (设备工作时发出的电磁干扰辐射总量) 干扰和敏感性。因此，保护和改善电路5保证了提供到整流桥电路1的交流电压的电压值和频率的稳定性，进而保证提供到发光二极管光源的驱动电压的稳定性。因此，可以防止因瞬时的高压和高频导致的发光二极管光源的亮度变化、闪烁、不能正常工作或损坏等上述的在现有技术中存在的缺陷，提高了发光二极管光源的可靠性和寿命。如图2所示，电压调节电路2连接在整流桥电路1和发光二极管驱动源电路3之间。电压调节电路2调节第一输出的电压，以生成电压低于第一输出的电压的第二输出， 并将其提供到发光二极管驱动源电路3。通常，整流后的二次电源(即，第一输出)电压和负载(即，发光二极管光源)的驱动电压之间的电压差的选定是非常重要的。较大的电压差对于大功率的发光二极管光源是非常不利的，可造成整个光源驱动电路效率降低、热损耗和功耗增大，对电源稳定性的要求也高。然而，对于小功率发光二极管光源来讲，在对整流后的二次电源的输出电流进行控制(例如，将整流后的二次电源的输出电流控制在50mA 以下)的情况下，这样的较大的电压差将有利于整个光源驱动电路。这是因为在设计光源驱动电路时可不需要采用相关的晶体管反馈专用调节器电路等方法来调整电流或设定LED 阵列的电流控制点等，可直接用电阻来控制电流。因此，可以更为简单、可靠地实现根据示例性实施例的光源驱动电路。在一个优选的示例性实施例中，电压调节电路2将具有比第一输出的电压低约20V 约40V的电压的第二输出提供到发光二极管驱动源电路。电压调节电路2可以包括连接在整流桥电路的正极端和发光二极管驱动源电路3 之间的电阻值固定的电阻器。因此，电压调节电路2可以起着输入电压和/或电流的定量作用。例如，电压调节电路2可以将提供到发光二极管驱动源电路3的第二输出的电压调节为始终低于接收的第一输出的电压。如图2所示，发光二极管驱动源电路3连接在电压调节电路2和发光二极管光源4 之间。发光二极管驱动源电路3从电压调节电路2接收第二输出并调节第二输出，以生成具有特定周期的电压的第三输出并将其提供到发光二极管光源4的正极端。例如，第三输出的电压的周期可以小于第一输出的电压的周期。在这样的情况下，发光二极管驱动源电路3可以包括已知的频率调节电路。发光二极管驱动源电路3还可以对第二输出进行进一步的调节，以得到适于驱动发光二极管光源的第三输出。例如，发光二极管驱动源电路3可以对第二输出进行调节，以得到具有适当的最大(峰值)电压值Vtop和/或最小(谷值) 电压值Vbottom的第三输出。在这样的情况下，发光二极管驱动源电路3还可以包含已知的电压调节电路。将在下面更详细地描述发光二极管驱动源电路3。根据一个示例性实施例，整流桥电路1的第一输出经电压调节电路2和发光二极管驱动源电路3调节，从而得到满足电流值、电压值适合负载(S卩，发光二极管光源4)的需要的第三输出，使得发光二极管光源4得到一定电压范围内的优良电源供应。将经发光二极管驱动源电路3进一步优化参数后的第三输出提供到发光二极管光源4。根据一个示例性实施例，可以采用已知的集成电路模块来实现发光二极管驱动源电路3。在这样的情况下，可以专门选择高压引脚旁有空脚标志的集成电路，从而提供合适的爬电距离。在一个示例中，发光二极管光源4包括并联连接的多个发光二极管组，每个发光二极管组包括串联连接的多个发光二极管。发光二极管光源4可以为半导体冷光源。图3是示出从外部电路提供的交流电压波形Cac和根据示例性实施例的用于驱动发光二极管光源的第三输出的电压波形的示意图。如图3中所示，从外部电路提供的交流电压波形Cac具有周期2T，所以整流桥电路 1的经整流的第一输出的电压波形的周期为T(参见图1)。发光二极管驱动源电路3的第三输出的电压波形的周期t可以远小于交流电压波形Cac的周期2T和第一输出的电压波形的周期T。为此，发光二极管驱动源电路3可以包括已知的频率调节电路。因此，在这样的第三输出的驱动下，发光二极管光源4根据周期为t的电压值的变化而出现的发光亮度变化的频率Ι/t远大于交流电压的频率1/2T(例如，50Hz或60Hz)，因此可以保护处于这样驱动的发光二极管光源4的照明下的用户的视力。[0043]如图3中所示，提供到发光二极管光源4的第三输出的电压波形可以为三角波 (如曲线Cdcl所示)、矩形波(如曲线Cdc2所示)、正弦波(如曲线Cdc3所示)或锯齿波 (如曲线Cdc4和Cdc5所示)。为此，发光二极管驱动源电路3可以包括已知的波形整形电路，以使得从电压调节电路2提供到发光二极管驱动源电路3的第三输出具有上述的电压波形。如图3中所示，第三输出的谷值电压值大于零，且第三输出的峰值电压值小于第一输出的峰值电压值Vpeak。例如，第三输出的谷值电压值可以大于或等于发光二极管光源4的发光工作电压。为此，发光二极管驱动源电路3可以对电压调节电路2的第二输出进行调节，以得到谷值电压值Vbottom大于或等于预定的阈值Vth的第三输出。所述阈值 Vth可以是发光二极管光源4的发光工作电压，例如，阈值Vth是保证发光二极管光源4发光的最低电压。因此，发光二极管光源4中的发光二极管在这样的第三输出的驱动下连续发光，从而可以防止前述的因发光二极管不连续的发光导致的各种缺点，延长发光二极管的寿命，提高能量利用率，提高发光效率，降低发光二极管所产生的热量。另外，因电压调节电路2的调节而使得提供到发光二极管驱动源电路3的第二输出的电压值小于第一输出的电压值。相应地，从发光二极管驱动源电路3提供到发光二极管光源4的第三输出的峰值电压值Vtop可以小于从整流桥电路1提供的第一输出的峰值电压值Vpeak。因此，在当前示例性实施例中，提供到发光二极管光源4的第三输出的电压值的范围Vtop Vbottom远小于根据现有技术的驱动电压的电压值的范围Vpeak OV (参见图1)。所以，由这样的第三输出驱动的发光二极管光源4的因第三输出的电压值在范围 Vtop Vbottom内变化而导致的发光强度的变化可远小于根据现有技术的发光二极管光源的因驱动电压值在范围Vpeak OV内变化而导致的发光强度的变化，从而可以更有效地保护视力。上面描述的电压调节电路2和发光二极管驱动源电路3是两个单独的电路，然而， 示例性实施例不限于此，在一些示例中，电压调节电路2可以与发光二极管驱动源电路3集成在一个电路中。如图2所示，根据示例性实施例的光源驱动电路还可以包括电流调节电路6。电流调节电路6连接在发光二极管光源4的负极端和整流桥电路1的负极端之间，以将在发光二极管光源4中流动的电流调节为预定值。电流调节电路6可以起着输出电压和/或电流的定量和/或可连续调节的作用，以满足不同照明设备的要求。例如，电流调节电路6可以包括可变电阻器，从而通过可以连续地或分档地调节该可变电阻器的电阻值，以将从发光二极管光源4的负极端输出到整流桥电路1的负极端的电流调节为不同的值。因此，可以实现连续地或分档地调节发光二极管光源4的亮度。在另一个示例中，电流调节电路6可以为阻容耦合电路，其中，电流调节电路6可以包括低阻抗的电容器(平滑电容器)，以进一步对于在发光二极管光源4工作期间可能产生的高压脉冲进行滤波，使得发光二极管光源 4得到更平滑、稳定的电压。另一方面，当发光二极管光源4长时间工作时，发光二极管驱动源电路3中的元件和/或发光二极管光源4中的元件的特性可能劣化或被损坏，因此导致发光二极管光源4 的亮度发生不期望的改变。电流调节电路6可以补偿这样的亮度改变，从而保证发光亮度恒定，提高了光源驱动电路和通过该光源驱动电路驱动的发光二极管光源的可靠性。在电流调节电路6包括可变电容器和/或可变电阻器的情况下，可以通过手动调节可变电容器的电容值和/或可变电阻器的电阻值来控制提供到发光二极管光源4的电压或流过发光二极管光源4的电流，从而保证发光亮度不被改变。另外，如图2所示，所述光源驱动电路还可以包括与发光二极管光源4并联连接的滤波稳压电路7，以进一步优化提供到发光二极管光源的驱动电压，提高驱动可靠性。滤波稳压电路7起着进一步降低EMI (设备工作时发出的电磁干扰辐射总量)干扰和敏感性，提高光源驱动电路对发光二极管光源4的稳压的供电性能。此时，滤波稳压电路可以消除可能在驱动电压中残留的和发光二极管工作时产生的有害交流杂波。在图2中将滤波器电路 7示例性地示出为包括电容器，然而，示例性实施例不限于此，可以采用已知的各种滤波稳压电路来实现滤波稳压电路7。另外，为了保证和提高光源的响应速度，对滤波稳压电路7 中的电容器的值进行了适当的调整，使得光源接通和断开速度非常快。根据示例性实施例的光源驱动电路满足在外部一次电源正常供电条件下发光二极管得到最佳工作电压，而且在电压波动很大(100V 300V)状态下，也能提供电源，使得发光二极管光源得以工作。对一个成型产品，该电路参数固化后不需调整。图4是示出根据另一示例性实施例的光源驱动电路的电路图。如图4中所示，光源驱动电路包括整流桥电路1、电压调节电路2’、保护和改善电路5’和/或电流调节电路6’。整流桥电路1的输入端连接到外部电源，整流桥电路1的正极端连接到电流调节电路6’的第一端，整流桥电路1的负极端连接到发光二极管光源4的负极端。外部电源例如为额定频率为50Hz或60Hz、额定电压为IlOV或220V的市电或其他交流电源。整流桥电路1将从外部电源提供的交流电压转换为直流电压。整流桥电路1可以为常规的电桥电路。在一个示例中，可以通过选择耐压值较高、工作电流有20倍左右余量的整流二极管来实现整流桥电路1。电压调节电路2’的第一端(例如，可以被称为输入端)可以连接到整流桥电路1 的正极端和电流调节电路6’的第一端，电压调节电路2’的第二端(例如，可以被称为输出端)可以连接到整流桥电路1的负极端和发光二极管光源4的负极端。电压调节电路2’ 可以对来自整流桥电路1的正极端的输出进行滤波，和/或可以调节来自整流桥电路1的正极端的输出的电压。为此，电压调节电路2’可以包括滤波电容器(未示出)和稳压电阻器(未示出)。滤波电容器的第一端连接到整流桥电路1的正极端和电流调节电路6’的第一端，滤波电容器的第二端连接到发光二极管光源4的负极端。滤波电容器可以对来自整流桥电路1的正极端的输出进行滤波。稳压电阻器的第一端连接到整流桥电路1的正极端和电流调节电路6’的第一端，稳压电阻器的第二端连接到发光二极管光源4的负极端。稳压电阻器可以调节来自整流桥电路1的正极端的输出的电压。电流调节电路6’的第一端(例如，可以被称为输入端)可以连接到整流桥电路1 的正极端，电流调节电路6’的第二端(例如，可以被称为输出端)可以连接到发光二极管光源4的正极端。电流调节电路6’可以调节来自整流桥电路1的正极端的输出的电流。为此，电流调节电路6’可以包括限流电阻器(未示出)。限流电阻器的第一端连接到整流桥电路1的正极端，限流电阻器的第二端连接到发光二极管光源4的正极端。限流电阻器可以调节来自整流桥电路1的正极端的输出的电流。[0056]此外，根据当前示例性实施例的光源驱动电路还可以包括连接在外部电源和整流桥电路1的输入端之间的保护和改善电路5’，如图4中所示。例如，保护和改善电路5’可以包括电容器(未示出)和电阻器(未示出)。电阻器串联连接在外部电源和整流桥电路 1之间，以调节从外部电源提供到整流桥电路1的输出的电压。电容器串联连接在外部电源和整流桥电路1之间，以滤掉从外部电源提供到整流桥电路1的输出中的高频杂波。因此， 有效保护整个光源驱动电路，提高了整体光源的EMC性能(即衡量系统抵抗其他电磁辐射源干扰的电磁兼容性能)，同时可有效降低EMI (设备工作时发出的电磁干扰辐射总量)干扰和敏感性。另外，也可以使用上面参照图2描述的保护和改善电路5来代替保护和改善电路5’。连接在外部电源和整流桥电路1的输入端之间的保护和改善电路5’ (或保护和改善电路幻保证了提供到整流桥电路1的交流电压的电压值和频率的稳定性，进而保证提供到发光二极管光源的驱动电压的稳定性。因此，可以防止因瞬时的高压和高频导致的发光二极管光源的亮度变化、闪烁、不能正常工作或损坏等上述的在现有技术中存在的缺陷，提高了发光二极管光源的可靠性和寿命。在上面参照图2描述的示例性实施例中，电压调节电路2、发光二极管驱动源电路 3、保护和改善电路5和电流调节电路6中的至少一个包括可以在中、低纬度地区的温度条件下正常运行的半导体集成电路。因此，如图2所示的光源驱动电路和包括该光源驱动电路的室外照明装置可以适用于诸如中、低纬度地区的温、热条件，例如，可以用作适于中、低纬度地区使用的路灯。然而，因为普通的半导体集成电路的特性，例如，其中包括的半导体晶体管的特性，导致了普通的半导体集成电路不能在极端的环境下正常操作，例如，普通的半导体集成电路无法在极端寒冷或极端炎热的环境下操作。因此，如果将如图2中所示的包括普通的半导体集成电路的光源驱动电路应用于寒冷的地区，例如将其应用于驱动安装在寒冷地区的室外的路灯，则可能因为环境温度过低导致其中的诸如半导体晶体管等的元件无法正常工作。然而，根据当前的示例性实施例，可以采用能够在-5. 0°C或低于-5. O0C 的温度条件下正常工作的元件来构造如图4中示出的光源驱动电路。例如，可以采用即使环境温度等于或低于-40°C也可以正常工作的电阻器和电容器等的元件来构造如图4中示出的电压调节电路2’、保护和改善电路5’和/或电流调节电路6’。因此，如图4所示的光源驱动电路和包括该光源驱动电路的室外照明装置可以适用于诸如高纬度地区的寒冷的温度条件，例如，可以用作适于高纬度地区使用的路灯。图5是示出根据示例性实施例的室外照明装置的示意性结构图。图6是示出根据示例性实施例的室外照明装置中的光源板的示意性剖视图。在图5中示出了作为根据示例性实施例的室外照明装置的路灯的示例，然而，示例性实施例不限于此，根据示例性实施例的室外照明装置可以为投光灯、广场灯等其他的室外照明装置。根据示例性实施例的室外照明装置可以包括光源驱动电路板和光源板。在光源驱动电路板上设置有光源驱动电路。例如，在光源驱动电路板上可以设置有如上面参照图2 至图4描述的光源驱动电路。在光源板上安装有电连接到所述光源驱动电路的发光二极管光源，该发光二极管光源可以包括多个发光二极管。根据示例性实施例，所述多个发光二极管可以包括小光射角发光二极管。当将根据示例性实施例的室外照明装置实现为路灯时， 如图5和图6中所示，该路灯可以包括光源驱动电路板11、光源板12，并还可以包括灯罩14和底座15。如图5中所示，可以将光源驱动电路板11和光源板12设置在灯罩14内。然而，示例性实施例不限于此，可以仅将光源板12设置在灯罩14内，而将光源驱动电路板11 设置在底座15中。从安装在光源板12上的发光二极管光源4发射的光可以透射通过透光的灯罩14而被发射到室外照明装置外部。安装在光源板12上的发光二极管光源4可以包括并联连接的多个发光二极管组， 每个发光二极管组可以包括串联连接的多个发光二极管LED。包括在发光二极管光源4中的多个发光二极管LED可以被安装为相对于光源板12 的垂直方向倾斜，如图6中所示。通过上述布置，可以在光源板12上在各发光二极管LED的管体之间形成第一区域HTA和第二区域LTA，其中，发光二极管LED的管体之间的在第一区域HTA中的距离小于发光二极管LED的管体之间的在第二区域LTA中的距离。例如，可以通过布置在光源板12上的发光二极管LED的倾斜，使得至少一些相邻的发光二极管LED的管体之间的距离小于至少另一些相邻的发光二极管LED的管体之间的距离。因此，即使以管脚距离基本相同的规则的管脚布置图案(例如，矩阵图案)来将发光二极管LED安装在光源板12上，也可以通过倾斜地安装发光二极管LED来形成第一区域HTA和第二区域LTA。因为与在第二区域LTA中的发光二极管LED的管体之间的距离相比，在第一区域 HTA中的发光二极管LED的管体的之间的距离较小，即，在第一区域HTA中的发光二极管 LED的管体更为密集，所以在发光二极管光源4发光时，第一区域HTA的温度可以高于第二区域的温度。因此，第一区域HTA也可以称为高温区域，第二区域LTA也可以称为低温区域。因各区域的温度不同会导致各区域的气压不同。即，高温区域的气压低于低温区域的气压。因此，根据空气水平运动产生风的原理可知，高气压的低温区域的空气流向低气压的高温区域，从而产生风。在发光二极管光源4发光时，因为与在第二区域LTA中的发光二极管LED相比，在第一区域HTA中的发光二极管LED的管体更为密集，所以在第一区域HTA中的温度高且气压低，而在第二区域LTA中的温度低且气压高。因这样的气压差而产生了从第二区域LTA(低温区域)流到第一区域HTA(高温区域)的气流，S卩，自然风。通过这样的从低温区域至高温区域的气流的流动，加快了发光二极管LED与其接触的空气之间的热传递，从而可以更好地对发光二极管LED进行散热。影响半导体发光二极管及其应用产品寿命的一个非常重要的因素之一是其散热问题。当前大功率发光二极管照明产品的散热是依靠体积庞大的散热设备进行自导热、散热或用排风扇等补助设备来进行强迫散热。小功率发光二极管本身因其工作电流小、发热量不大，在其应用产品中几乎不考虑散热设计，因此通常采用等高度、等距离、等角度的整齐排列方式。这种做法对小功率应用产品来讲的确可忽略不计，但对制作较大型功率应用产品(如路灯)以及需在通风不良环境中长期工作的照明产品则应该在设计中，需要认真考虑且加以解决其散热的问题。根据示例性实施例，通过将发光二极管安装为相对于光源板的垂直方向倾斜，从而利用了大气的运动原理产生的自然风所形成的多条热通道进行散热，因此较好地达到了自然散热的最佳效果。优选地，包括在发光二极管光源4中的多个发光二极管LED可以被安装为相对于光源板12的垂直方向倾斜0°至5°的角度。通常，0°至5°为发光二极管安装工艺的允许误差范围，并不存在光损失的问题。此外，在因根据产品的用途而选择的发光角度大的发光二极管的情况下，可以加大安装倾斜角。[0066]对通过这种安装方式安装了 MOO个发光二极管的180W的照明产品进行了约168 小时的连续发光测。从测试开始直到测试结束，该产品的内部温度始终保持在60°C以下。 从该测试的结果可以看出，因为这样的不规则的热通道，使得在小功率半导体二极管照明产品内能够实现抑制通道内的温升和助力自然散热的效果。这不仅有助于真正体现半导体冷光源照明的意义，同时对与通电使用时间密切关联的传统温升方式进行了有效修正。这种散热方式是一种产生自然风能物理原理的生动应用，节省了大量的散热设备和利用风扇等辅助设备强迫散热的投入费用，而更重要的是半导体光源产品中实现了一次很好的节能环保。另外，因为将发光二极管LED安装为相对于光源板12的垂直方向倾斜，所以可以扩大室外照明装置的照明范围。根据示例性实施例，可以将光射角小的发光二极管LED用于室外照明装置。根据发光二极管分类的行业规定，发光二极管可以根据其光射角而被分为小光射角发光二极管，其光射角小于40° ；中光射角发光二极管，其光射角在40°至80°的范围内；大光射角发光二极管，其光射角大于80°。在现有的照明装置制造工艺中，要求采用光射角大于等于一定值的发光二极管，而例如小光射角发光二极管的光射角不符合上述要求的发光二极管会被视为“次品”而被丢弃。然而，根据当前的示例性实施例，将小光射角发光二极管用于室外照明装置。因为将小光射角发光二极管应用于室外照明装置，所以如图5中所示，室外照明装置发射的光的照明区域可分为不均勻区域和均勻区域。不均勻区域是从室外照明装置中的各个发光二极管LED发出的光没有混合或混合得不均勻的区域，均勻区域是从室外照明装置中的各个发光二极管LED发出的光充分混合的区域。虽然室外照明装置的各个发光二极管LED的光射角较小并因此导致不均勻区域较大，但是因为将发光二极管LED安装为相对于光源板12的垂直方向倾斜，且室外照明装置通常设置为距用户活动空间较远的位置， 所以当从室外照明装置发射的光到达用户活动空间时已经处于被均勻混合的状态。这里， 用户活动空间是指个人的普通的生产活动/生活活动所处的空间。因此，虽然室外照明装置采用小光射角发光二极管，但是因为发光二极管LED被安装为相对于光源板12的垂直方向倾斜，所以可以在用户活动空间中得到均勻的照明光。另一方面，因为室外照明装置发射的光具有较大的不均勻区域(即，从各个发光二极管LED发射的光在较大的区域中没有被混合)，因此，光在该较大的不均勻区域中不会出现因叠加或相干而导致的损失。因为传统的光源统一采用中光射角或大光射角发光二极管以防止向用户活动空间提供尚处于不均勻区域的照明光，所以光在从中光射角或大光射角发光二极管发射之后会立即与从其他的发光二极管发射的光混合，从而导致了严重的光损失。换句话说，光射角越大，导致的光损失也就越大。然而，在当前的示例性实施例中，因为采用了小光射角发光二极管LED的室外照明装置被设置在距用户活动空间较远的位置， 所以可以允许室外照明装置发射的光在被均勻混合而照射到用户活动空间之前存在较大不均勻区域，从而使得远距离光源200发射的光在到达用户活动区域时才被混合，从而减少了远距离光源200发射的光的损失。例如，传统的采用中光射角或大光射角发光二极管的光源的光损失为大约40%，而根据当前示例性实施例的室外照明装置的光损失可以仅为大约4%。[0071]另外，因为发光二极管LED的倾斜角度不同，所以可以实现与无影灯的照明效果类似或相同的照明效果，从而进一步保护了在根据示例性实施例的室外照明装置的照明下的用户的视力。如上所述，在现有技术中，通常采用等高度、等距离、等角度的整齐排列方式来安装发光二极管。然而，根据示例示例性实施例，采用不等角的方式来安装发光二极管LED， 即，将发光二极管LED安装为相对于光源板12的垂直方向倾斜，且各个发光二极管LED的倾斜角度可以不完全相同，如图6中所示。在图6中，各发光二极管LED的管体之间的具有不同的距离，但是各发光二极管LED的管脚之间的距离可以相同。换句话说，可以以管脚距离基本相同的规则的管脚布置图案(例如，矩阵图案)来将发光二极管LED安装在光源板 12上，而仅将发光二极管LED安装为相对于光源板12的垂直方向倾斜，从而例如不规则地形成第一区域HTA和第二区域LTA。然而，示例性实施例不限于此，可以以管脚距离不完全相同的管脚布置图案来安装发光二极管LED，并且/或者将发光二极管LED安装为相对于光源板12的垂直方向倾斜，从而形成第一区域HTA和第二区域LTA。根据一个示例性实施例，可以通过选择发光二极管LED的数量，以实现各种额定功率的室外照明装置。根据示例性实施例，上述的半导体冷光源室外照明装置连接到诸如市电的外部电源，220V、50Hz交流电经上述的光源驱动电路优化、整流、调节，输出相当于发光二极管组工作电压与光源调节电路压降的和的直流电压，使得半导体冷光源(即，发光二极管光源4) 正常发光工作。断开电源时，光源驱动电路中的各电路自动形成有效的快速放电回路，使半导体冷光源迅速熄灭，同时迅速放掉电路内电荷。根据示例性实施例的室外照明装置发光效率高、具有光源裕度、抗电源干扰能力强。同时其电耗非常小，发热量远低于已知的发光二极管光源，保持灯的低温不变，并可以实现长期照明不影响视力。为了通用性和低成本，灯外壳采用室外照明装置通用灯具材料， 满足广泛使用和安装要求，全部元器件实现了国产化。电路板安装基座和灯罩均采用通用性灯具外壳，根据灯具尺寸的大小和使用要求，可分别制成不同瓦数的室外照明装置，其互换性、防触电、绝缘和节电强度、机械强度、安全性等指标均符合国家标准。根据示例性实施例，发光二极管光源可以为半导体冷光源。室外照明装置中采用了半导体冷光源调节电路，满足在外部一次电源正常供电条件下发光二极管组得到最佳工作电压，而且在电压波动很大(100V 300V)状态下，也能稳定提供电源，使得发光二极管冷光源得以工作。对一个成型产品，该电路固化后不需调整。在根据示例性实施例的室外照明装置中，可以在同时考虑每个发光二极管的光射角的基础上来在光源板上布置发光二极管，从而混合从室外照明装置的各个发光二极管发射的光，以得到亮度均勻的照明光。因此，在根据示例性实施例的室外照明装置中，不需要丢弃小光射角发光二极管，使得生产出的绝大部分甚至全部的发光二极管均可以被利用， 从而极大地降低了生产的成本，并基本免除了对丢弃的发光二极管的回收工艺，能够在根本上保护环境不被丢弃的发光二极管和/对丢弃的发光二极管的回收工艺所污染。虽然已经示出并描述了示例性实施例的示例，但是本领域技术人员应该理解的是，示例性实施例不限于此，在不脱离如权利要求所限定的精神和范围的情况下，可以在此进行各种改变和修改。
权利要求1.一种室外照明装置，其特征在于包括光源驱动电路板，在光源驱动电路板上设置有光源驱动电路；光源板，在光源板上安装有电连接到所述光源驱动电路的发光二极管光源，该发光二极管光源包括多个发光二极管，所述多个发光二极管包括光射角小于40°的发光二极管。
2.如权利要求1所述的室外照明装置，其特征在于包括在发光二极管光源中的多个发光二极管被安装为相对于光源板的垂直方向倾斜，以在光源板上在各发光二极管的管体之间形成第一区域和第二区域，其中，发光二极管的管体之间的在第一区域中的距离小于发光二极管的管体之间的在第二区域中的距离。
3.如权利要求2所述的室外照明装置，其特征在于包括在发光二极管光源中的多个发光二极管被安装为相对于光源板的垂直方向倾斜0°至5°的角度。
4.如权利要求1所述的室外照明装置，其特征在于所述光源驱动电路包括整流桥电路、电压调节电路和发光二极管驱动源电路，其中，整流桥电路连接到外部电源，以通过整流桥电路的正极端将经整流的第一输出提供到电压调节电路，电压调节电路调节第一输出的电压，以生成电压低于第一输出的电压的第二输出，发光二极管驱动源电路从电压调节电路接收第二输出并调节第二输出，以生成具有特定周期的电压的第三输出并将该第三输出提供到发光二极管光源的正极端，其中，所述特定周期小于第一输出的电压的周期。
5.如权利要求4所述的室外照明装置，其特征在于所述第三输出的电压波形为锯齿波形、矩形波形、三角波形或正弦波形。
6.如权利要求4所述的室外照明装置，其特征在于第三输出的谷值电压值大于零，且第三输出的峰值电压值小于第一输出的峰值电压值。
7.如权利要求6所述的室外照明装置，其特征在于第三输出的谷值电压值大于或等于发光二极管光源的发光工作电压值。
8.如权利要求4-7中的任意一项权利要求所述的室外照明装置，其特征在于所述光源驱动电路还包括电流调节电路，该电流调节电路连接在发光二极管光源的负极端和整流桥电路的负极端之间，以将在发光二极管光源中流动的电流调节为预定值。
9.如权利要求4-7中的任意一项权利要求所述的室外照明装置，其特征在于所述光源驱动电路还包括保护和改善电路，该保护和改善电路连接在外部电源和整流桥电路之间， 并由减轻从外部电源提供到整流桥电路的输出中的高频杂波的串联连接在外部电源和整流桥电路之间的电感器和过滤从外部电源提供到整流桥电路的输出中的高频杂波的与整流桥电路并联连接的电容器组成。
10.如权利要求1所述的室外照明装置，其特征在于所述光源驱动电路包括整流桥电路、电压调节电路和电流调节电路，其中，整流桥电路的输入端连接到外部电源，整流桥电路的正极端连接到电流调节电路的第一端，整流桥电路的负极端连接到发光二极管光源的负极端，电压调节电路的第一端连接到整流桥电路的正极端和电流调节电路的第一端，电压调节电路的第二端连接到发光二极管光源的负极端，电压调节电路对来自整流桥电路的正极端的输出进行滤波，并调节来自整流桥电路的正极端的输出的电压，电流调节电路的第二端连接到发光二极管光源的正极端，其中，整流桥电路、电压调节电路和电流调节电路能够在-40°C或低于-40°C的环境温度下工作。
专利摘要本实用新型提供一种室外照明装置。所述室外照明装置包括光源驱动电路板，在光源驱动电路板上设置有光源驱动电路；光源板，在光源板上安装有电连接到所述光源驱动电路的发光二极管光源，该发光二极管光源包括多个发光二极管，所述多个发光二极管包括小光射角发光二极管。该室外照明装置的结构简单、微电流电耗低、不发烫、对电源抗干扰能力强，具有防爆功能、长寿免修、通用性好、成本低、长时间照明不影响眼睛健康等优点，主要性能参数符合相关国家标准的要求，并且可以将生产出的光射角小的发光二极管用于该照明系统中，极大地降低了生产成本，不需要丢弃光射角小的发光二极管。
文档编号H05B37/02GK202172517SQ20112027903
公开日2012年3月21日 申请日期2011年8月2日 优先权日2011年8月2日
发明者李光男 申请人:李光男