一种LED医用冷光源

技术领域

本发明涉及医用内窥镜冷光源设备技术领域，具体为一种LED医用冷光源。

背景技术

随着医疗水平的提高，凭借创面小、恢复周期短等优势，微创手术已经逐步取代开放手术。医用内窥镜冷光源是微创手术中必备的医疗设备，用于向腹腔内提供摄像光源，通过导光束为微创手术内窥镜摄像提供合适的照明。根据产品功能需要，医用冷光源要通过直径约4mm的导光纤维向患者腹腔输出超过200流明以上的光通量，导光密度非常高。

在LED照明技术发展之前，医用冷光源设备普遍采用的是氙灯光源，氙灯灯泡发光时向周围全方向分散发光，虽然氙灯光源极小的体积可以做到300W以上的功率，但是由于氙灯光源发光分散特性，在传导至内窥镜导光束之前，必须采取聚光措施，为了得到集中的高密度光源输出，需要设计配置反光碗，通过反光碗将散射的光反射到一个方向上并形成光集中，形成高密度光束，由于金属镀膜反光损耗很大，经反光碗反射输出的光输出面积还是很大，要实现直径4mm导光束的高密度导光输出，医用冷光源一般需要150瓦到300瓦的大功率氙灯。氙灯是气体放电发光，发光过程伴随高热，功耗大，一般可靠寿命只有500小时，寿命比较短，综合使用成本高。随着LED照明技术的发展，发光效率和显指大幅提高，LED光源相比氙灯光源寿命长、调光控制性好，LED具有更好的替代性。美国流明纳斯开发了专用于内窥镜冷光源的高密度LED光源，约3mm*3mm的发光面积可以实现30W的功率，每瓦约30Lm的光输出，基本满足内窥镜冷光源应用要求；为了尽可能最大的提高发光效率，该方案采用单颗LED芯片，由于LED光源的半导体特性，芯片驱动电压只有3.3V左右，要达到30W的功率，就要有近10A的驱动电流，驱动电源要实现如此大的开关电流，就要设计大电流驱动电路，降低开关损耗，提升驱动电源制造成本。9mm

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种LED医用冷光源，解决了现有LED冷光源技术存在的光效低、芯片散热效果差、LED芯片寿命短的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种LED医用冷光源，包括箱体，所述箱体的内部设置有LED光源模组，所述LED光源模组包括COB光源模组、反光碗、聚光透镜和散热器，所述散热器的顶部通过螺栓与箱体的底部固定连接，所述COB光源模组的导热基板固定在散热器上，所述COB光源模组的顶部与反光碗的底部固定连接，所述聚光透镜的外表面与反光碗的内表面固定连接，所述箱体的顶部贯穿固定连接有导光束，所述箱体的右侧贯穿有排热风扇，所述排热风扇的左侧开设有出风口，所述箱体的底部固定连接有风箱，所述风箱的右侧贯穿有光源散热风扇，所述风箱的左侧开设有进风口，所述箱体的内腔固定连接有控制箱，所述控制箱的内部包括AC-DC开关电源、调光控制模块和LED驱动模块，所述AC-DC开关电源的输出端与调光控制模块的输入端连接，所述调光控制模块的输出端与LED驱动模块的输入端连接，所述LED驱动模块的输出端与LED光源模组的输入端连接，所述AC-DC开关电源的输出端与排热风扇的输入端连接，所述AC-DC开关电源的输出端与光源散热风扇的输入端连接。

优选的，所述箱体的内部通过连接杆固定连接有密封筒，所述密封筒的顶部套设有第一密封圈，所述第一密封圈的内表面与导光束的外表面滑动连接，所述密封筒的底端套设有第二密封圈，所述第二密封圈的内表面与聚光透镜的外表面滑动连接。

优选的，所述箱体的底部设置有通风槽，所述通风槽的侧面转动连接有挡板，所述风箱的侧面固定连接有定位块，且定位块的底部与挡板的顶部压接。

优选的，所述风箱的底部滑动连接有滑板，所述滑板的顶部与挡板的底部压接，所述风箱的底部固定连接有滑杆，所述滑杆的底端固定连接有支撑杆，且支撑杆的外表面与滑板的底部滑动连接，所述滑板的顶部开设有滑槽，且滑槽的内表面与滑杆的外表面滑动连接。

优选的，所述风箱的底部固定连接有固定盒，所述固定盒的内表面滑动连接有弹簧，所述弹簧的左端与滑板的右侧固定连接。

优选的，该LED医用冷光源的工作方法包括以下步骤：

调光控制模块控制LED驱动模块工作，LED驱动模块控制LED光源模组与AC-DC开关电源电性连接，LED光源模组发光，LED光源模组发出的光通过反光碗，然后进入到聚光透镜内，通过聚光透镜对发出的光进行聚光，然后进入到导光束内，同时，AC-DC开关电源对排热风扇和光源散热风扇提供电能，排热风扇转动，带动外界空气进入到箱体内，箱体内热空气通过出风口排出，对箱体内部进行降温，光源散热风扇带动外界空气进入到风箱内，通过进风口与散热器接触，带动散热器周围热空气通过通风槽排出，对散热器进行降温。

优选的，该散热器的拆卸方法包括以下步骤：

W1、朝右移动滑板，弹簧收缩，滑槽相对与滑杆朝右移动，滑板和支撑杆相对移动，滑板和挡板相对移动，当滑板与挡板完全分离时，滑板停止移动，转动挡板，使挡板与风箱分离；

W2、拆下散热器与箱体之间的螺栓，移动散热器，散热器带动COB光源模组移动，COB光源模组带动反光碗移动，反光碗带动聚光透镜移动，聚光透镜与第二密封圈相对移动，取出散热器、COB光源模组、反光碗和聚光透镜，完成对散热器的拆卸。

本发明提供了一种LED医用冷光源。与现有的技术相比具备以下有益效果：

1、该LED医用冷光源，通过在箱体的内部设置有LED光源模组，LED光源模组包括COB光源模组、反光碗、聚光透镜和散热器，散热器的顶部通过螺栓与箱体的底部固定连接，COB光源模组的导热基板固定在散热器上，COB光源模组的顶部与反光碗的底部固定连接，聚光透镜的外表面与反光碗的内表面固定连接，箱体的顶部贯穿固定连接有导光束，箱体的内腔固定连接有控制箱，控制箱的内部包括AC-DC开关电源、调光控制模块和LED驱动模块，AC-DC开关电源的输出端与调光控制模块的输入端连接，调光控制模块的输出端与LED驱动模块的输入端连接，LED驱动模块的输出端与LED光源模组的输入端连接，AC-DC开关电源为系统提供工作电源，调光控制模块输出信号控制LED驱动模块输出相应的电流驱动LED光源模组发光，采用LED大发光面COB光源模组设计方案，COB光源模组为LED芯片串并联组合封装，配合反光碗和聚光透镜，光源成本低、驱动电源设计简单、寿命长、整体制造成本低。

2、该LED医用冷光源，通过在散热器的顶部通过螺栓与箱体的底部固定连接，COB光源模组的导热基板固定在散热器上，箱体的右侧贯穿有排热风扇，排热风扇的左侧开设有出风口，箱体的底部固定连接有风箱，风箱的右侧贯穿有光源散热风扇，风箱的左侧开设有进风口，箱体的底部设置有通风槽，通风槽的侧面转动连接有挡板，排热风扇加速机箱内外空气热交换，光源散热风扇通过出风口朝散热器吹风，通过与挡板的协同，保障散热器各个位置均会有吹风，保障散热器的降温效果，从而保障COB光源模组的降温效果，增加使用寿命，解决了现有LED冷光源技术存在的芯片散热效果差、LED芯片寿命短的问题。

3、该LED医用冷光源，通过在散热器的顶部通过螺栓与箱体的底部固定连接，箱体的底部设置有通风槽，通风槽的侧面转动连接有挡板，风箱的侧面固定连接有定位块，且定位块的底部与挡板的顶部压接，风箱的底部滑动连接有滑板，滑板的顶部与挡板的底部压接，风箱的底部固定连接有滑杆，滑杆的底端固定连接有支撑杆，且支撑杆的外表面与滑板的底部滑动连接，滑板的顶部开设有滑槽，且滑槽的内表面与滑杆的外表面滑动连接，风箱的底部固定连接有固定盒，固定盒的内表面滑动连接有弹簧，弹簧的左端与滑板的右侧固定连接，滑槽、滑杆和支撑杆的协同，对滑板的移动路径进行限定，保障滑板只会在水平方向左右移动，固定盒和弹簧保障滑板在不受力时，处于其可移动范围内最左处，保障滑板和挡板接触的稳定，通过滑板和定位块的协同，对挡板的位置进行固定，当需要对散热器进行拆卸时，朝右移动滑板，使滑板与挡板分离，即可转动挡板，拆卸散热器与箱体之间的螺栓，即可完成对散热器的拆卸，拆卸操作简单。

附图说明

图1为本发明的外部结构示意图；

图2为本发明的系统原理框图；

图3为本发明图1中A处的局部放大图；

图4为本发明风箱和滑板的结构连接示意图；

图5为本发明箱体、通风槽和挡板的结构连接示意图。

图中：1、箱体；2、LED光源模组；21、COB光源模组；22、反光碗；23、聚光透镜；24、散热器；3、导光束；4、排热风扇；5、风箱；6、光源散热风扇；7、控制箱；71、AC-DC开关电源；72、调光控制模块；73、LED驱动模块；8、密封筒；9、第一密封圈；10、第二密封圈；11、通风槽；12、挡板；13、定位块；14、滑板；15、滑杆；16、支撑杆；17、滑槽；18、固定盒；19、弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明实施例中：一种LED医用冷光源，包括箱体1，箱体1的内部设置有LED光源模组2，LED光源模组2包括COB光源模组21、反光碗22、聚光透镜23和散热器24，COB光源模组21为LED芯片串并联组合封装，120度发光角度，反光碗22为内侧镀膜高反光、碗状结构，聚光透镜23两端为凸透镜结构，中间部分为柱体，散热器24的顶部通过螺栓与箱体1的底部固定连接，COB光源模组21的导热基板固定在散热器24上，COB光源模组21的顶部与反光碗22的底部固定连接，聚光透镜23的外表面与反光碗22的内表面固定连接，箱体1的顶部贯穿固定连接有导光束3，COB光源模组21发光面远大于外接导光束3受光面，箱体1的右侧贯穿有排热风扇4，排热风扇4的左侧开设有出风口，箱体1的底部固定连接有风箱5，风箱5的右侧贯穿有光源散热风扇6，风箱5的左侧开设有进风口，箱体1的内腔固定连接有控制箱7，控制箱7的内部包括AC-DC开关电源71、调光控制模块72和LED驱动模块73，AC-DC开关电源71的输出端与调光控制模块72的输入端连接，调光控制模块72的输出端与LED驱动模块73的输入端连接，LED驱动模块73的输出端与LED光源模组2的输入端连接，AC-DC开关电源71的输出端与排热风扇4的输入端连接，AC-DC开关电源71的输出端与光源散热风扇6的输入端连接，箱体1的内部通过连接杆固定连接有密封筒8，密封筒8的顶部套设有第一密封圈9，第一密封圈9的内表面与导光束3的外表面滑动连接，密封筒8的底端套设有第二密封圈10，第二密封圈10的内表面与聚光透镜23的外表面滑动连接，箱体1的底部设置有通风槽11，通风槽11的侧面转动连接有挡板12，风箱5的侧面固定连接有定位块13，且定位块13的底部与挡板12的顶部压接，风箱5的底部滑动连接有滑板14，滑板14的顶部与挡板12的底部压接，风箱5的底部固定连接有滑杆15，滑杆15的底端固定连接有支撑杆16，且支撑杆16的外表面与滑板14的底部滑动连接，滑板14的顶部开设有滑槽17，且滑槽17的内表面与滑杆15的外表面滑动连接，风箱5的底部固定连接有固定盒18，固定盒18的内表面滑动连接有弹簧19，弹簧19的左端与滑板14的右侧固定连接。

该LED医用冷光源的工作方法包括以下步骤：

调光控制模块72控制LED驱动模块73工作，LED驱动模块73控制LED光源模组2与AC-DC开关电源71电性连接，LED光源模组2发光，LED光源模组2发出的光通过反光碗22，然后进入到聚光透镜23内，通过聚光透镜23对发出的光进行聚光，然后进入到导光束3内，同时，AC-DC开关电源71对排热风扇4和光源散热风扇6提供电能，排热风扇4转动，带动外界空气进入到箱体1内，箱体1内热空气通过出风口排出，对箱体1内部进行降温，光源散热风扇6带动外界空气进入到风箱5内，通过进风口与散热器24接触，带动散热器24周围热空气通过通风槽11排出，对散热器24进行降温。

该散热器24的拆卸方法包括以下步骤：

W1、朝右移动滑板14，弹簧19收缩，滑槽17相对与滑杆15朝右移动，滑板14和支撑杆16相对移动，滑板14和挡板12相对移动，当滑板14与挡板12完全分离时，滑板14停止移动，转动挡板12，使挡板12与风箱5分离；

W2、拆下散热器24与箱体1之间的螺栓，移动散热器24，散热器24带动COB光源模组21移动，COB光源模组21带动反光碗22移动，反光碗22带动聚光透镜23移动，聚光透镜23与第二密封圈10相对移动，取出散热器24、COB光源模组21、反光碗22和聚光透镜23，完成对散热器24的拆卸。

同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。