一種大功率led燈具的製作方法
2023-05-12 05:38:06 1
專利名稱：一種大功率led燈具的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種LED燈具，特別是涉及一種帶有環路熱管散熱器的大功率 LED燈具。
背景技術：
發光二極體(LED)是一種能把電能轉化為光能的固體器件，它的結構主要由PN結晶片、電極和光學等系統組成。LED的基本工作原理是一個電光轉換的過程，當一個正向偏壓施加於PN結兩端，由於PN結勢壘的降低，P區的正電荷將向N區擴散，N區的電子也向P 區擴散，同時在兩個區域形成非平衡電荷的積累。由於電流注入產生的少數載流子相對不穩定，對於PN結系統，注入到價帶中的非平衡空穴要與導帶中的電子複合，其中多餘的能量將以光的形式向外輻射，電子和空穴的能量差越大，產生的光子能量就越高。能量級差大小不同，產生光的頻率和波長就不同，相應的光的顏色就會不同。大功率LED是指擁有大額定工作電流的發光二極體。普通LED功率一般為0. 05W、 工作電流為20mA，而大功率LED可以達到1W、2W、甚至數十瓦，工作電流可以是幾十毫安到
幾百毫安不等。大功率LED作為第四代電光源，賦有「綠色照明光源」之稱，具有體積小、耗電少、 發熱低、壽命長、安全低電壓、電光轉換效率高、響應速度快、耐候性好、方向性好、節能、環保等優良特性，必將取代傳統的白熾燈、滷鎢燈和螢光燈而成為21世紀的新一代光源，尤其在油田、石化、鐵路、礦山、部隊等特殊行業，以及舞臺裝飾、城市景觀照明、顯示屏、體育場館等特種工作燈具中的具有更為廣泛的應用前景。集中式大功率LED是LED燈具的發展趨勢，散熱和可靠性是影響大功率LED應用的主要因素。市場上現有的大功率LED燈具產品絕大多數都是沿襲傳統燈具的結構，即用小功率LED陣列作發光體，LED燈珠直接固定在帶翅片的金屬散熱器底板上。此種結構由於所用LED數量很多，而小功率LED光衰強，且散熱器底板的均溫性不好，翅片部分氣體流動阻力較大等因素限制了整體的散熱效果。目前的大功率LED燈具的生產廠家採取單純的增大散熱器體積的做法來解決散熱問題，這樣帶來的散熱效果提升有限，且同時帶來整體燈具體積較大，重量較重，安裝成本高等問題。由此可見，上述現有的大功率LED燈具在結構與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。如何能創設一種結構緊湊，體積小，重量輕的新型結構的大功率LED燈具，成為當前業界極需改進的目標。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種大功率LED燈具，使其打破了現有大功率LED燈具的布置結構，引入了高效的熱傳導裝置環路熱管或普通熱管配合金屬翅片來解決散熱問題，燈具整體結構緊湊、體積小、重量輕，從而克服現有的大功率LED燈具的不足。為解決上述技術問題，本實用新型一種大功率LED燈具，主要包括集中式LED燈
3珠、散熱部件、安裝基板和電源，其中電源接觸並安裝在安裝基板上側，集中式LED燈珠與散熱部件貼合併固定在安裝基板下側，電源與集中式LED燈珠電連接；散熱部件主要由熱管傳熱裝置和散熱翅片組成，熱管傳熱裝置與集中式LED燈珠接觸，且接觸面為平面。作為本實用新型的一種改進，所述的熱管傳熱裝置採用單根或多根環路熱管，或普通熱管，或環路熱管與普通熱管結合使用。所述的環路熱管與集中式LED燈珠貼合處為平板式蒸發器，普通熱管在與集中式 LED燈珠貼合處焊接有導熱金屬板。所述的散熱部件與集中式LED燈珠的貼合面塗有導熱界面材料。還包括燈珠保護殼和配光透鏡，燈珠保護殼上設有出光孔，配光透鏡安裝在出光孔處，燈珠保護殼與安裝基板固定連接，集中式LED燈珠固定在燈珠保護殼、配光透鏡與安裝基板形成的封閉空間內。還包括電源保護殼，電源保護殼上留有電源線接線孔，電源保護殼與安裝基板固定連接，電源固定在電源保護殼與安裝基本形成的封閉空間內。還包括散熱保護翼板，布置有多個陣列的通孔，罩於散熱翅片外部，與電源保護殼固定連接。所述的安裝基板上設有線路通孔和安裝孔。所述的集中式LED燈珠採用單集成塊50瓦以上規格。所述的電源採用金屬外殼，安裝基板為金屬材質。採用這樣的結構後，本實用新型能夠很好地解決大功率、集中式LED燈具在推廣使用過程中遇到的散熱和可靠性瓶頸，燈具結構緊湊、體積小，同時大幅度的減輕了整體燈具的重量，更適於廣泛推廣使用。
上述僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術手段，
以下結合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進一步的詳細說明。圖1是本實用新型一種大功率LED燈具的結構示意圖。圖2是本實用新型一種大功率LED燈具的分解結構示意圖。圖3是本實用新型一種大功率LED燈具的散熱部件結構示意圖。圖4-6是本實用新型一種大功率LED燈具的散熱部件多種形態示意圖。
具體實施方式
請參閱圖1、圖2所示，本實用新型一種大功率LED燈具，主要包括集中式LED燈珠 1、散熱部件2、安裝基板3和電源4。電源4接觸並安裝在安裝基板3的上側，集中式LED 燈珠1與散熱部件2貼合併通過螺釘固定在安裝基板3的下側，電源4與集中式LED燈珠 1電連接。其中，請配合參閱圖3所示，散熱部件2採用管翅式結構，主要由熱管傳熱裝置22 和散熱翅片23組成，熱管傳熱裝置22與集中式LED燈珠1接觸，且接觸面為平面。安裝基板3起到組合其他部件的載體作用，燈具的整體重量都由安裝基板3承受。 在安裝基板3上可以設置安裝用的通孔，便於通過螺釘或是其他方式將整體燈具固定到所需位置，實現照明功能。還可在安裝基板3上留有接線孔31，電源4的電線可以穿過該孔對集中式LED燈珠1進行供電並驅動發光。電源4的金屬外殼與同樣為金屬的安裝基板3接觸，這樣安裝基板3可以同時起到輔助電源4散熱的作用。較佳的，熱管傳熱裝置22要求具有較高的軸嚮導熱性能，可以單根或多根環路熱管，或普通熱管，或環路熱管與普通熱管結合使用，散熱翅片23採用串片或是焊接的方式布置在熱管傳熱裝置22上。若高效熱傳導裝置22採用環路熱管，則其與集中式LED燈珠1的貼合處採用平板式蒸發器21，直接與集中式LED燈珠1接觸，並在貼合面上塗抹導熱界面材料以減小接觸熱阻。若高效熱傳導裝置22採用普通熱管，則在與集中式LED燈珠1貼合處增設導熱矩形金屬板，其一面與普通熱管焊接，另一面與集中式LED燈珠1接觸，其間塗抹導熱界面材料。還可在平板式蒸發器21或導熱金屬板上適當布置一定的定位孔，用以固定集中式LED燈珠1的位置。熱管傳熱裝置22的形狀可以根據需要任意布置，其變化形狀請參閱圖4-6所示， 包括但不限於蛇形、U形、L形等，圖中只是列舉了此散熱部件2變化的幾種形式，通過改變熱管傳熱裝置22的數量、彎曲形狀等簡單變化，都應視為本實用新型的保護範圍內。使用時，集中式LED燈珠1所釋放出的熱量，通過熱管傳熱裝置22傳導至散熱翅片23，通過自然對流方式釋放到環境中。熱管傳熱裝置22具有較高的導熱係數，同時氣流流動通過散熱翅片的流動阻力較小，因此可以獲得滿意的散熱效果。散熱部件2中不存在傳統散熱裝置中較厚的金屬底板，且換熱性能很高，因此整體的重量可以做得很輕。此外，還可在安裝基板3的下側連接燈珠保護殼7，燈珠保護殼7上設有出光孔，在出光孔處通過螺釘安裝有配光透鏡8。燈珠保護殼7與安裝基板3通過螺釘鎖固形成封閉空間，集中式LED燈珠1固定在燈珠保護殼7、配光透鏡8與安裝基板3形成的空間內，在對集中式LED燈珠1進行保護的同時，兼顧了固定散熱部件2的作用。配光透鏡8可根據需要選配不同的透鏡，如路燈透鏡、投光燈鏡、工礦燈鏡等，對集中式LED燈珠1釋放出的強光進行功能性分配，使得燈具出光滿足使用要求。安裝基板3的上側還可連接有電源保護殼5。電源保護殼5上留有電源線接線孔 51，用於引入外部電源。電源保護殼5與安裝基板3通過螺釘鎖固形成封閉空間，電源4布置在裡面，能夠對電源起到防塵、防雨保護。電源保護殼5上還可通過螺釘固定有散熱保護翼板6，罩於散熱翅片23外部，對散熱翅片23進行保護。散熱保護翼板6上面布置有多個陣列的通孔，孔的形狀包括但不限於圓形、矩形、三角形等常見形狀。本實用新型中各個部件加工可採用機加工、衝壓方式或是壓鑄等常用的成型方法，工藝成熟，製作簡單。部件之間的固定安裝方式可採用螺絲、卡勾、彈片等常見的固定方式，易於安裝更換。部件與部件之間可增加橡膠墊片等功能性結構，以保證其防水、防塵、抗衝擊等特性需求。[0040]本實用新型由於採用了高效傳熱裝置，其散熱效率明顯提高，適合大功率LED燈具，尤其是單集成塊50瓦以上規格的燈具使用，且體積只相當於現有同功率LED燈具的 1/3，質量僅為現有燈具的1/10，非常適於廣泛推廣應用。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，並非對本實用新型作任何形式上的限制，本領域技術人員利用上述揭示的技術內容做出些許簡單修改、等同變化或修飾，均落在本實用新型的保護範圍內。
權利要求1.一種大功率LED燈具，其特徵在於主要包括集中式LED燈珠、散熱部件、安裝基板和電源，其中電源接觸並安裝在安裝基板上側，集中式LED燈珠與散熱部件貼合併固定在安裝基板下側，電源與集中式LED燈珠電連接；散熱部件主要由熱管傳熱裝置和散熱翅片組成，熱管傳熱裝置與集中式LED燈珠接觸，且接觸面為平面。
2.根據權利要求1所述的一種大功率LED燈具，其特徵在於所述的熱管傳熱裝置採用單根或多根環路熱管，或普通熱管，或環路熱管與普通熱管結合使用。
3.根據權利要求2所述的一種大功率LED燈具，其特徵在於所述的環路熱管與集中式 LED燈珠貼合處為平板式蒸發器，普通熱管在與集中式LED燈珠貼合處焊接有導熱金屬板。
4.根據權利要求1所述的一種大功率LED燈具，其特徵在於所述的散熱部件與集中式 LED燈珠的貼合面塗有導熱界面材料。
5.根據權利要求1所述的一種大功率LED燈具，其特徵在於還包括燈珠保護殼和配光透鏡，燈珠保護殼上設有出光孔，配光透鏡安裝在出光孔處，燈珠保護殼與安裝基板固定連接，集中式LED燈珠固定在燈珠保護殼、配光透鏡與安裝基板形成的封閉空間內。
6.根據權利要求1所述的一種大功率LED燈具，其特徵在於還包括電源保護殼，電源保護殼上留有電源線接線孔，電源保護殼與安裝基板固定連接，電源固定在電源保護殼與安裝基本形成的封閉空間內。
7.根據權利要求6所述的一種大功率LED燈具，其特徵在於還包括散熱保護翼板，布置有多個陣列的通孔，罩於散熱翅片外部，與電源保護殼固定連接。
8.根據權利要求1所述的一種大功率LED燈具，其特徵在於所述的安裝基板上設有線路通孔和安裝孔。
9.根據權利要求1所述的一種大功率LED燈具，其特徵在於所述的集中式LED燈珠採用單集成塊50瓦以上規格。
10.根據權利要求1-9中任一項所述的一種大功率LED燈具，其特徵在於所述的電源採用金屬外殼，安裝基板為金屬材質。
專利摘要本實用新型是有關於一種大功率LED燈具，主要包括集中式LED燈珠、散熱部件、安裝基板和電源，其中電源接觸並安裝在安裝基板上側，集中式LED燈珠與散熱部件貼合併固定在安裝基板下側，電源與集中式LED燈珠電連接；散熱部件主要由熱管傳熱裝置和散熱翅片組成，熱管傳熱裝置與集中式LED燈珠接觸，且接觸面為平面。本實用新型能夠很好地解決大功率、集中式LED燈具在推廣使用過程中遇到的散熱和可靠性瓶頸，燈具結構緊湊、體積小，同時大幅度的減輕了整體燈具的重量，更適於廣泛推廣使用。
文檔編號F21V19/00GK202195323SQ20112033550
公開日2012年4月18日 申請日期2011年9月8日 優先權日2011年9月8日
發明者李驥, 王大明 申請人:北京芯鎧電子散熱技術有限責任公司