一種可拼接組合的防眩光LED全彩投光燈設(shè)計方案

秦蓮燕

摘 要：本設(shè)計方案涉及一種可拼接組合的防眩光LED全彩投光燈設(shè)計方案。外觀簡約小巧，防水防潮性能優(yōu)異，散熱性能好。擁有獨特的內(nèi)置防眩光格柵設(shè)計，有效的減少了燈具眩光對人體眼睛造成的不適，減少了光污染。因為發(fā)光面為光滑的鋼化玻璃，極大的降低了因樹葉，粉塵等雜物堆積造成的光線遮擋的可能性，有效的提高了燈具的發(fā)光效率，日常清理維護(hù)方便。特別是此款燈具相互之前擁有可拼裝性，客戶可根據(jù)功率要求，進(jìn)行數(shù)量及排列方式上的組合。極大的降低了開模費用，并且更能滿足客戶的需求。采用RGBW四合一進(jìn)口發(fā)光二極管做光源，混光效果好，色彩純正細(xì)膩。

關(guān)鍵詞：拼裝組合;防眩光;易維護(hù);燈光渲染

1 技術(shù)領(lǐng)域

本設(shè)計方案涉及景觀照明技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種可拼接組合的防眩光LED全彩投光燈概念。

2 背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代化建設(shè)的步伐日益加快，城市面貌正在發(fā)生著翻天覆地的變化，人們的夜生活越來越豐富多彩，夜間景觀也就

成為城市繁榮與活力的標(biāo)志。一個城市的夜景照明建設(shè)越來越體現(xiàn)了一個城市發(fā)展的重要縮影。但隨著LED產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，伴隨的問題也逐漸突出。如：單色LED燈不能更好的渲染氣氛、突出被照物，還有LED燈具亮度不合適或眩光值超標(biāo)，造成的光污染，影響人們的身體健康，同時也影響著人們的日常生活。行業(yè)內(nèi)很多設(shè)計師也注意到了這些問題，給燈具設(shè)計了防眩光罩，但幾乎都是外置的防眩光罩，當(dāng)用外置防眩光罩的投光燈進(jìn)行照樹時，常常會因樹葉或其它物體堆積在防眩光罩上，甚至卡在防眩光罩里，造成燈具光線被遮擋甚至因為燈具長時間照射，溫度升高而引發(fā)火災(zāi)。市面上的投光燈，要么用6063鋁型材做，要么用ADC12壓鑄鋁做，用鋁型材做的，不是長方形就是正方形，樣式呆板。而用ADC12壓鑄鋁做的，前期開模成本具大，因為每種功率都需開一套模，一個系列做下來，開模費用可達(dá)上百萬。對于小公司是無法承受這樣的風(fēng)險的。

鑒于上述問題，本文提出一種可任意組合的防眩光LED投光燈設(shè)計方案，不僅能有效降低眩光給眼睛造成的傷害，而且一個系列下來，只需開一套模具，就能滿足客戶不同功率的需求，而且客戶還可根據(jù)自己的喜好對燈具進(jìn)行排列組合。

3 設(shè)計方案內(nèi)容

3.1 設(shè)計思路：本方案中的投光燈是全彩LED燈具，設(shè)計方案如下（圖1）：

我們將方案分為光電部分，驅(qū)動部分和結(jié)構(gòu)部分。包括發(fā)光模塊，恒壓轉(zhuǎn)恒流DC/DC模塊，信號解碼模塊，DMX512控制協(xié)議，驅(qū)動電源模塊。發(fā)光模塊與恒壓轉(zhuǎn)恒流模塊連接，恒壓轉(zhuǎn)恒流模塊與信號解碼模塊連接，信號解碼模塊與DMX512控制協(xié)議連接，DMX512控制協(xié)議與驅(qū)動電源連接。工作原理是：驅(qū)動電源給整個電路供電，先把協(xié)議程序?qū)戇M(jìn)DMX512，然后DMX512把程序傳輸給解碼模塊，解碼模塊分解程序，把分解后的程序傳輸給恒壓轉(zhuǎn)恒流模塊里的PWM端口，以此改變電流的大小來控制燈具的發(fā)光亮度。

光電部分再細(xì)分就是關(guān)鍵元器件選型及電路板設(shè)計。而結(jié)構(gòu)部分則可細(xì)分為燈具散熱器設(shè)計及熱模擬，防水防潮設(shè)計，防眩光格柵設(shè)計及安裝支架設(shè)計。本設(shè)計方案的目的是提供一款可任意組合的防眩光LED投光燈，同時以全彩發(fā)光二極管RGBW混色渲染被照物，突出被照物，創(chuàng)造出空間感、時間感，塑造被照物的外部形象，進(jìn)行全方位的視覺環(huán)境的燈光設(shè)計，所要解決的技術(shù)問題是：降低燈具眩光值，讓燈具日常維護(hù)方便，讓燈具擁有可拼裝組合的結(jié)構(gòu)，降低前期開模的資金投入，讓被照物呈現(xiàn)不同的色彩。

3.2 光電設(shè)計：發(fā)光模塊包括發(fā)光二極管，透鏡，鋁基板。發(fā)光二極管使用知名國外品牌CREE四合一燈珠，此燈珠混光效果好，在低亮度下更好的灰階顯示表現(xiàn)，四合一燈珠在產(chǎn)品視覺體驗和可靠性上增強，高度克服單棵LED顯示像素顆?；F(xiàn)象。透鏡改變LED光強分布起到二次配光作用，運用于不同場景，如照樹，照山體等，可根據(jù)客戶需求選擇不同的出光角度，角度范圍3-120度;LED的電路板采用鋁基板，散熱性能好，能把溫度很快的傳輸?shù)缴崞魃?，降低模塊運行溫度，延長燈具使用壽命。2

3.3 驅(qū)動設(shè)計：驅(qū)動部分包括恒壓轉(zhuǎn)恒流DC/DC模塊，解碼模塊，DMX512協(xié)儀控臺，驅(qū)動電源模塊。DC/DC恒壓轉(zhuǎn)恒流應(yīng)用高效率MBI661芯片，降壓型恒流輸出，恒流驅(qū)動燈珠的優(yōu)勢之一是避免燈珠壓降不一致引起電流的大變化，確保每個LED亮度、色度保持一致，達(dá)到無頻閃，并采用PWM調(diào)光方法可實現(xiàn)256級調(diào)光從而實現(xiàn)全彩變換;信號解碼模塊使用明瑞的MR-DMX05芯片，此芯片支持標(biāo)準(zhǔn)的USITT DMX512/1990協(xié)議，其中優(yōu)勢是支持3-6通道自帶PWM 65536級輸出，還可通過其他型號的驅(qū)動芯片來實現(xiàn)12通道至128通道的DMX512控制協(xié)議，通過控制器調(diào)整灰度級、伽瑪曲線、單個芯片帶載通道數(shù)、輸出反相等參數(shù)。

3.4結(jié)構(gòu)設(shè)計：

3.4.1散熱器設(shè)計及熱模擬：因為本方案是可拼裝組合的，所以單盞燈具功率須按最小的來設(shè)計，具體數(shù)值可根據(jù)市場調(diào)研及公司投光燈的需求情況統(tǒng)計得出。在此我按功率為12瓦來設(shè)計，設(shè)計前需大概計算一下散熱器所需的散熱表面積是多少，一般情況1W需要4000-6000平方毫米的散熱面積。計算好大致的散熱面積后，再配合透鏡數(shù)量及尺寸，來確定散熱器的最小尺寸。所設(shè)計出來的散熱器不僅要滿足散熱要求，還需具備可拼裝組合功能，設(shè)計好后還需進(jìn)行熱模擬驗證。

3.4.2 防水防潮設(shè)計：本方案的投光燈為景觀亮化燈具，為戶外燈具，防護(hù)等級必須IP65以上。不僅如此，燈具一開一關(guān)的時候，或大熱天突然下大雨時，一冷一熱，燈具內(nèi)部形成氣壓差，很容易形成水霧，然后聚集成水滴，造成燈具損壞。所以設(shè)計時需增加防水透氣閥，用來平衡燈具內(nèi)外氣壓。同時為了檢測燈具的氣密性，生產(chǎn)過程中可將透氣閥換為氣嘴做為進(jìn)氣口充氣，測試合格后再裝回透氣閥，以保證產(chǎn)品出廠合格率100%。

3.4.3 防眩光格柵設(shè)計：為了防止因格柵反光造成二次眩光，所以格柵的材質(zhì)選用或表面處理需特別注意，不能做成能反光的亮面，需做成只能漫反射的啞光面。格柵高度尺寸可根據(jù)所選透鏡的發(fā)光角度來確定，既能防止眩光對眼睛的傷害，又不能影響燈具的正常功能照明。因為此格柵是裝在燈具內(nèi)部，具體是裝在透鏡之上，所以格柵還需具備有透鏡壓板的功能。如（圖3）

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