一種小功率led燈具的製作方法

2023-05-22 03:01:51

專利名稱：一種小功率led燈具的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種小功率LED燈具，是對現有的由小功率插件LED燈珠組成的燈具的增強和改進，屬於LED裝飾照明領域。
背景技術：
隨著LED半導體光源技術的逐步完善和成熟，以及節能環保低碳概念的普及，LED 光源必將會在很多應用場合逐步取代燈泡、節能燈、日光燈、以及廣告用的霓虹燈等傳統光源。L E D光源具有體積小、聚光指向性、點燈快、壽命長、不閃爍等特點，尤其因為體積小，必須採用多光點的組合方式。要達到均勻的照度、減少眩光，都必須從不同角度配置L E D燈。目前，LED相關燈具分為大功率型和小功率型兩種，大功率燈具由若干功率在0.5W 或IW以上的LED燈珠組成，小功率LED燈具由若干功率在0. Iff以下的LED燈珠組成。相比較而言，由小功率LED燈珠構成的燈具相比於由大功率LED燈珠構成的燈具從發光特性來說，有更好的光效，更好的散光性，光線柔和均勻，適合做室內光源。而大功率LED燈具由於會集中產生大量的熱量需要額外增加鋁質散熱裝置，大大增加成本，並且大功率燈具有較好的聚光性，但散光性不好，適合做裝飾用聚光射燈，不適合做室內照明用的散光光源。目前，傳統的小功率LED燈具上的若干LED燈珠基本都是插件式的，以恆流驅動的方式通過電路板串接在一起，然後整塊電路板固定在燈殼內，並把有LED燈珠的一面電路板外露出來，一來電路板外露不安全，二來這樣會使燈具的外觀感覺檔次很低；有的燈具會在外露的電路板上罩一個燈罩，但這會增加成本。還有，這種特殊的結構必定限定了燈具的發光面必須為平面(因為電路板必須是平的)，但很多時候作為功能性與觀賞性為主的照明燈具，燈具的發光表面需要是曲面或者其他非平面的結構，這也是傳統LED燈具的一個致命缺陷。其次，這種必須帶有電路板結構的燈具，生產加工的環節需要增加幾道工序，包括插件/貼片、焊錫、固定等工序，無論從原材料和加工方面都增加了燈具的成本。再者， 傳統插件式LED燈珠在焊接在電路板上後，多餘的管腳都被剪切掉了，使得作為插件式LED 燈珠最主要外露散熱體的LED管腳散熱表面減少了超過90%，使得LED的散熱性能大打折扣，從而嚴重影響燈珠的光衰性能，很多優質LED插件燈珠在工廠裡的光衰測試環境中可以達到10000小時5%以內的光衰，但用在燈具上後光衰指標大打折扣(1000小時就衰減 5%-10%)，其中很大的因素就是因為實際燈具上的LED燈珠插腳大部分被剪切掉了，大大減少了 LED燈珠散熱表面的緣故。
發明內容為了克服現有LED燈具發光面單一，樣式單調、加工工序繁瑣、材料成本和加工成本高以及散熱受限制的缺點，能更方便、更簡潔的開發生產出更多性價比更高、更多樣式和結構的燈具來應用到各個領域中，特提供一種小功率LED燈具。該實用新型所採用的具體方案是燈具由面殼和插件LED燈珠組成。其中，面殼由基殼和若干卡扣單元構成，基殼是卡扣單元以及LED燈珠的載體，基殼可以做成各種形狀、 尺寸以及任意曲面；每個卡扣單元由至少一個LED透光孔以及圍繞在透光孔周圍的若干卡扣組成，LED透光孔可以是通透的孔，也可以是在卡扣單元背面嵌入的一個不通透的坑狀結構。插件LED燈珠是若干管腳相互串聯的LED燈珠組成的LED燈珠排中的一顆，也可以是管腳相互獨立的單顆傳統插件LED燈珠。每個插件LED燈珠倒插在透光孔內並通過透光孔周邊的卡扣牢牢固定在面殼上，LED燈珠發出的光通過透光孔穿過面殼的正面(發光面)， 所有插件LED燈珠通過LED互相串聯的管腳或用導體按照串聯或並聯或串聯與並聯相結合的方式連接到相應的電源驅動模塊上。所述的卡扣單元是和基殼做成一體的，或者卡扣單元相對於基殼是單獨的分離部件。卡扣單元和基殼做成一體的時候，插件LED燈珠被嵌入到卡扣單元內，LED燈珠通過透光孔和若干卡扣與基殼牢固的裝配在一起。卡扣單元相對於基殼是單獨的分離部件時，卡扣單元由內卡扣、外卡扣以及透光孔構成，基殼在每個裝配卡扣單元的位置設有一個形狀和大小合適的安裝孔，把卡扣單元插入該孔並通過其自身的外卡扣與基殼固定在一起，LED 燈珠嵌入到卡扣單元的透光孔內，這樣LED燈珠就通過卡扣單元的內卡扣同樣與基殼牢固的裝配在一起了。可以根據具體需要，可以用一個與面殼匹配的散光燈罩罩在整個面殼的發光面， 燈具可以外接合適的電源驅動模塊，還可以在面殼周邊加裝外殼以及標準的燈頭，面殼可以設計為多孔結構，以保證空氣流通，增加LED燈珠的散熱效果。本實用新型的積極效果如下首先，可以解決目前LED燈具外觀單一、設計有局限性、以及因電路板外露而顯得檔次低的弊端，通過對燈具面殼的設計，可以把燈具的發光面加工成各種形狀、任意曲面和結構，使燈具的外觀創意無限。在滿足最基本的照明需求外， 可以加入各種時尚元素，使LED燈具更加具有藝術性，滿足各類場合的照明或裝飾需求。其次，不管是一體的面殼還是與基殼分離設計的卡扣單元，其特殊結構完全可以通過自動注塑機大批量的出模生產，大大提升生產效率。再者，通過燈具面殼上設計的卡扣單元以及 LED燈珠的特殊結構，可以使LED燈珠在不用任何緊固件(比如螺絲)或者不用膠粘的情況下能輕易的固定在燈具的面殼上，而且完全不用電路板，這樣，在節約了材料成本的同時， 在生產加工環節上也省去幾道加工工序(插件、焊接、剪切管腳、洗板等工序)，從而使燈具的整個成本降低並大大提高生產效率；最後，本實用新型這種特殊設計的模塊型開放結構， 可以根據需求隨意擴大LED燈珠的分布密度、散熱表面和散熱空間，使得LED燈珠可以通過其長管腳盡大可能分散發光時所產生的熱量，並使得燈具可以大大提高抗光衰的性能， 延長燈具的有效壽命。因為電路板的加工生產屬於重汙染行業，本發明通過不用電路板，整個燈具可重複利用或可回收材料的比例提高，使LED光源的綠色環保概念更加突出。本實用新型所述的燈具相比於現有的同類燈具，明顯更節能環保、成本更低，光效更好、性價比更高的特性，可以應用到民用照明、廣告照明、商用照明等各個照明領域。

圖1沒安裝LED單元的兩種面殼的示意圖，其中，1A、1B、1C和ID依次為基殼與卡扣單元為一體的面殼以某個透光孔為中心的局部正面(發光面)示意圖、背面示意圖和兩個經過透光孔中心相互垂直的剖面圖(發光面朝下)；1E、1F、1G和IH依次為卡扣單元相對於基殼為分離部件的面殼以某個透光孔為中心的局部正面(發光面)示意圖、背面示意圖和兩個經過透光孔中心相互垂直的剖面圖 (發光面朝下)。圖2基殼與卡扣單元為一體的面殼和單顆插件LED燈珠示意圖，其中，2A為聯腳式插件LED燈珠排示意圖；2B為安裝單顆插件LED燈珠後的面殼局部正面(發光面)示意圖；2C、2D和2E分別為單顆插件LED燈珠在安裝到面殼上後局部背面的正視圖以及經過局部發光面中間的插件LED燈珠中心且互為垂直的兩個剖面圖(發光面朝下)。2F為在面殼周圍加裝外殼以及標準燈頭後的燈具示意圖(其中插件LED燈珠的互聯管腳以及恆流源模塊隱藏在外殼內)。圖3卡扣單元相對於基殼為分離部件的面殼和插件LED燈珠示意圖，其中，3A、3B、3C和3D分別為此卡扣單元和插件LED燈珠與基殼之間的安裝過程示意圖；3E、3F、3G和3H為此插件LED燈珠在安裝到此面殼上後局部發光面和背面的正視圖以及經過單個插件LED燈珠中心且互為垂直的兩個剖面圖(發光面朝下)；31為由此插件LED燈珠構成的平面發光面殼的局部剖面圖(發光面朝下)。圖4由恆流源驅動的若干插件LED燈珠電路連接示意圖，其中，4A為由恆流源驅動單串串聯的若干插件LED燈珠的電路原理圖；4B為由恆流源驅動多串串串聯的若干插件LED燈珠的電路原理圖；4C為用恆流源驅動的由聯腳式插件LED燈珠排示意圖。圖5由圖3中所示LED單元構成的曲面發光面殼的局部剖面示意圖(發光面朝下)；圖中，1.插件LED燈珠，2. LED管腳，3.基殼，4.和基殼為一體的的卡扣單元上的卡扣，5.相對於基殼為單獨部件的卡扣單元，6.相對於基殼為單獨部件的卡扣單元周圍用來把其固定在基殼上的外卡扣，7.相對於基殼為單獨部件的卡扣單元內用來把插件LED燈珠固定在其內部的內卡扣，8.限流電阻，9. LED燈具外殼，10.標準燈頭，11.透光孔，12.扣在面殼上的散光燈罩。
具體實施方式
實施例1如圖1和圖2所示，卡扣(4)與基殼(3)為一體。傳統的插件LED燈珠(1)在加工過程中，封裝後(剪腳前)一般都是管腳( 相連的，這樣沒有剪過腳的插件LED燈珠排就是現成的、相互串聯的。然後按照相應的連接規則，依次把每個LED燈珠(1)插入基殼(3) 上帶有卡扣的透光孔(11)中，並由面殼背面的卡扣⑷固定，不同的LED燈珠排之間把首尾管腳( 焊接在一起，這樣，燈具的面殼上所有互相串聯的插件LED燈珠(1)就可以按照圖4中所示的連接方法由恆流源驅動，可以根據需要在面殼周圍加裝外殼(9)以及標準燈頭(10)，把插件LED燈珠的互聯管腳O)以及恆流源模塊隱藏在外殼(9)內(如圖2中2F 所示)，恆流源通過標準燈頭(10)直接由交流220V電源供電，也可以通過其他標準的燈頭
5以及電源電壓供電。實施例2如圖1和圖3所示，卡扣單元(5)為獨立於基殼(3)單獨存在的分離部件。其中， 卡扣單元(5)中心為一透光孔(11)，外形尺寸以恰好露出插件LED燈珠(1)為宜，正面為一凹型表面，起到散光作用，背面為卡扣，其中有兩個內卡扣(7)用來固定插件LED燈珠(1)， 與其垂直方向的另外兩個外卡扣(6)是用來使卡扣單元(5)固定在基殼C3)上的。首先， 按照3A-3D圖中所示的方法先把卡扣單元(5)穿過基殼C3)上的安裝孔，使卡扣單元(5) 與基殼C3)通過外卡扣(6)固定結合在一起，然後再把插件LED燈珠(1)從背面嵌入進卡扣單元(5)中間的透光孔(11)中，並使插件LED燈珠⑴被兩個內卡扣(7)卡住並固定在卡扣單元(5)中間。這樣，所有管腳相互串聯的插件LED燈珠(1)以及卡扣單元( 就與基殼(3)牢固的固定並結合在一起。接下來，就可以參照實施例1中實施方法實施。用這種結構的LED單元來構建LED發光面，可以使隨意的設計LED燈具的發光面的形狀和曲率，加工過程更簡潔。實施例3如圖5所示，當燈具面殼為非平面的任意不規則的曲面時，完全可以按照上述實施例中陳述的方法把若干插件LED燈珠(1)分別固定在面殼上的透光孔(11)內，然後把各個插件LED燈珠管腳按照合適的驅動方式連接起來，從而構成任何形式和外觀的發光表
權利要求1.一種小功率LED燈具，其特徵是燈具由面殼和插件LED燈珠組成，其中，面殼由基殼和若干卡扣單元構成，基殼是卡扣單元以及LED燈珠的載體。
2.根據權利要求1所述的一種小功率LED燈具，其特徵是每個卡扣單元由至少一個 LED透光孔以及圍繞在透光孔周圍的若干卡扣組成，其中LED透光孔是通透的孔，也可以是在卡扣單元背面嵌入的一個不通透的坑狀結構。
3.根據權利要求1所述的一種小功率LED燈具，其特徵是插件LED燈珠是若干管腳相互串聯的LED燈珠組成的LED燈珠排中的一顆，也可以是管腳相互獨立的單顆傳統插件 LED燈珠，每顆插件LED燈珠倒插在透光孔內並通過透光孔周邊的卡扣固定在面殼上，所有插件LED燈珠通過LED互相串聯的管腳或用導體按照串聯或並聯或串聯與並聯相結合的方式連接並接到到相應的電源驅動模塊上。
4.根據權利要求1所述的一種小功率LED燈具，其特徵是卡扣單元和基殼做成一體的或者卡扣單元相對於基殼是單獨的分離部件。
5.根據權利要求4所述的一種小功率LED燈具，其特徵是卡扣單元和基殼做成一體的，插件LED燈珠直接嵌入到透光孔和卡扣單元內。
6.根據權利要求4所述的一種小功率LED燈具，其特徵是卡扣單元相對於基殼是單獨的分離部件，卡扣單元由內卡扣、外卡扣以及透光孔構成，基殼在每個裝配卡扣單元的位置設有一個形狀和大小合適的安裝孔，卡扣單元穿過該孔並通過其自身的外卡扣與基殼固定在一起，插件LED燈珠嵌入到透光孔和卡扣單元內，插件LED燈珠由卡扣單元的內卡扣與面殼牢固的裝配在一起。
專利摘要一種小功率LED燈具，是對現有插件式小功率LED燈具的增強和改進，屬於LED裝飾照明領域。其特殊設計的模塊式結構可以完全不用電路板，在節約了材料成本的同時，在生產加工環節上也省去幾道加工工序，從而使燈具的整個成本降低並大大提高生產效率，同時特殊的結構也大大增加了LED的散熱表面和散熱空間，使得燈具可以大大提高抗光衰的性能；整個燈具可重複利用或回收材料的比例提高，使LED光源的綠色環保概念更加突出。由於其結構特殊性，燈具發光面可以設計成任何尺寸、形狀以及曲面，解決目前LED燈具外觀單一、檔次低、設計有局限性的弊端，使LED燈具更加具有藝術性，滿足各類場合的照明或裝飾需求。
文檔編號F21S2/00GK202008013SQ201020700130
公開日2011年10月12日 申請日期2010年12月30日 優先權日2010年12月30日
發明者馬飛 申請人:馬飛