一種高效散熱的大功率照明便攜設備的製作方法

2024-03-31 16:48:05

本發明屬於可攜式大功率照射光源設備領域，尤其是涉及一種高效散熱的大功率高亮度手電等照明設備，主要應用於使用大功率照射光源的便攜手電高效率散熱和使用。

背景技術：

目前常見的可攜式照明手電，一般採用白光led作為光源，led散熱是通過led熱沉把熱量傳導至手電金屬外殼，通過金屬外殼與外界的自然熱交換，達到散熱效果。為使人們能夠長時間手持照明，手電金屬外殼溫度不宜過高，因此一般採用低功率led作為光源，以減少熱量積累，led發光流明度低(一般150流明左右)。對於大功率高流明度led光源，由於led散熱量大，導致常規手電金屬外殼在短時間內溫度很高，手握持部位發燙明顯，無法繼續使用，這類手持可攜式照明裝置如：大功率強光手電、雷射眩目器、雷射震懾手電等，其大功率led發光流明度可大於900流明，此類設備使用led和眩目雷射產生的熱量大，對設備設計和使用提出較高散熱功率要求。因此，大功率光源手電在使用中需要使手握持部位溫升儘可能小，保持合適的溫度以便連續長時間照明。

現有上述手持可攜式大功率照明光源設備，一般在燈頭處附加部分散熱結構，且外殼整體結構均使用鋁合金等金屬材料，由於鋁合金金屬的導熱係數較高，當大功率led工作散熱時，使整體金屬外殼(包括套筒握持部分)溫度較高，難以很好的解決連續長時間手持使用問題。因此，亟需一種高效散熱、且保持使手握持部位溫度適宜、溫升較低的裝置。

技術實現要素：

有鑑於此，本發明旨在提出一種高效散熱的大功率照明便攜設備，以克服現有技術的缺陷，可使手握持部位持續保持適宜的溫度、溫升較低，從而達到延長設備持續使用時間的目的。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種高效散熱的大功率照明便攜設備，包括燈頭、套筒和底蓋；

所述燈頭採用高導熱係數金屬材料；

所述套筒採用低導熱係數金屬材料；套筒一端連接燈頭，另一端連接底蓋。

燈頭採用高導熱係數金屬材料，套筒採用低導熱係數金屬材料，可使大功率led工作時，熱量主要集中於燈頭上，從而使設備握持部位(套筒)溫升較低，保證長時間手持使用。

進一步的，所述燈頭與套筒上端螺紋連接，燈頭內從上至下依次設有壓圈、透光片、聚光杯、大功率led和led熱沉；所述套筒下端與底蓋螺紋連接，套筒內從上至下依次設有電路板卡環和電池；電路板卡環和led熱沉之間設有絕緣隔熱片，絕緣隔熱片裝卡於燈頭和套筒之間，電路板卡環固定於絕緣隔熱片下方，電路板卡環上從上至下依次設有沉槽孔和螺紋孔；沉槽孔內設有led電路板，led電路板通過電路板壓圈壓緊固定，使led電路板與電路板卡環接觸良好；led電路板的輸入負極與電路板卡環導電連通；電路板壓圈設在螺紋孔內，且電路板壓圈與電路板卡環螺紋連接；led電路板與電池之間設有第一彈簧；第一彈簧一端連接led電路板的輸入正極，另一端連接電池的正極；所述電池的負極與底蓋中的負極柱連接。

進一步的，所述壓圈與燈頭螺紋連接，壓圈頂部靠近燈頭的頂部，底部緊貼透光片；透光片底部緊貼聚光杯的頂部，大功率led位於聚光杯底部中心位置；led熱沉上方導熱粘貼大功率led，下方設有絕緣隔熱片；led熱沉和絕緣隔熱片上均設有用於連通大功率led和led電路板的通線孔；led熱沉通過導熱膠固定在燈頭上。led熱沉可起到支撐大功率led與聚光杯的作用。通線孔的設置，可以保證大功率led與led電路板輸出電極端的連接。絕緣隔熱片可起到給led電路板以及燈頭和套筒之間隔熱的作用。

進一步的，led熱沉和絕緣隔熱片上的通線孔的數量均為2個；絕緣隔熱片的材質為聚四氟乙烯、尼龍、高溫塑料和陶瓷中的一種，但不限於以上幾種。

進一步的，所述套筒和燈頭螺紋連接處的上端設有氟橡膠圈，所述套筒和底蓋螺紋連接處的下端設有氟橡膠圈；電路板卡環與套筒通過導電膠或金屬焊接方式導電連通；第一彈簧焊接在led電路板的底部，並與led電路板的輸入正極連通。氟橡膠圈的設置，可以到密封作用；其中在燈頭和套筒之間的氟橡膠圈還有降低燈頭的熱量傳遞到套筒的作用。

進一步的，電路板卡環的材質為導電金屬材料；led熱沉採用導熱係數大於100w/m·k的高導熱係數金屬材料；優選的，led熱沉採用鋁合金、銅、銅合金、改性鋁、鋁銅合金中的一種，但不限於以上幾種。

進一步的，所述底蓋包括金屬外殼，金屬外殼內設有絕緣套、金屬塊和所述負極柱；負極柱上套有絕緣套，絕緣套底部伸至負極柱下方；絕緣套底部緊貼金屬塊，金屬塊底部通過第二彈簧連接開關按鈕，金屬塊在開關按鈕的作用下可與負極柱接觸和分離；開關按鈕下端伸出金屬外殼；金屬塊和第二彈簧均與金屬外殼電連通。

進一步的，所述燈頭採用導熱係數大於100w/m·k的高導熱係數金屬材料；所述套筒採用導熱係數小於100w/m·k的低導熱係數金屬材料；優選的，所述燈頭材質為鋁合金、銅合金、改性鋁和鋁銅合金中的一種，但不局限於以上所列的；所述套筒材質為不鏽鋼、碳鋼、鎢鋼、鉻鋼、合金鋼和鐵中的一種，但也不局限於以上所列的。

進一步的，所述燈頭側壁上設有插片式散熱結構。散熱結構可以保證燈頭處的高效散熱。

進一步的，所述燈頭頂部採用蓮花狀邊緣；所述蓮花狀邊緣設有插片式散熱結構。也即燈頭頂部沿邊緣設有蓮花狀插片式散熱結構，蓮花狀插片式散熱機構可以是以下這種形式：所述蓮花狀插片式散熱結構包括若干呈波浪狀間隔設置的下凹弧狀片材，以及設在相鄰兩個下凹弧狀片材之間的若干凸起；相鄰兩個下凹弧狀片材之間的若干凸起中，相鄰兩個凸起之間留有間距，凸起與其相鄰的下凹弧狀片材之間也留有間距。蓮花狀插片式散熱結構也可以是設在燈頭頂部邊緣具有連續波浪，整體外形看起來像蓮花狀，又可實現散熱功能的任何結構形式。

相對於現有技術，本發明所述的一種高效散熱的大功率照明便攜設備，具有以下優勢：

(1)本發明所述的一種高效散熱的大功率照明便攜設備，由於燈頭採用高導熱係數金屬材料，可實現高效散熱；使用時作為手持部位的套筒採用低導熱係數金屬材料，溫升較低，可保持適宜的溫度，從而提高持續使用的時間。

(2)本發明所述的一種高效散熱的大功率照明便攜設備，由於在燈頭側壁和頂部上設置了插片式散熱結構，可提高設備的散熱效率；燈頭頂部蓮花狀插片式散熱結構的設置，既可以起到散熱作用，又可以起到加強防衛的作用。

(3)本發明所述的一種高效散熱的大功率照明便攜設備，結構緊湊，設計合理，裝配和操作簡單，更換方便。

附圖說明

構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1為本發明實施例所述的高效散熱的大功率照明便攜設備的結構示意圖；

圖2為本發明實施例所述的高效散熱的大功率照明便攜設備的立體圖；

圖3為本發明實施例所述的高效散熱的大功率照明便攜設備的燈頭立體圖；

圖4為本發明實施例所述的高效散熱的大功率照明便攜設備的壓圈主視圖；

圖5為本發明實施例所述的高效散熱的大功率照明便攜設備的壓圈俯視圖；

圖6為本發明實施例所述的高效散熱的大功率照明便攜設備的透光片主視圖；

圖7為本發明實施例所述的高效散熱的大功率照明便攜設備的透光片俯視圖；

圖8為本發明實施例所述的高效散熱的大功率照明便攜設備的聚光杯主視圖；

圖9為本發明實施例所述的高效散熱的大功率照明便攜設備的聚光杯俯視圖；

圖10為本發明實施例所述的高效散熱的大功率照明便攜設備的大功率led主視圖；

圖11為本發明實施例所述的高效散熱的大功率照明便攜設備的大功率led俯視圖；

圖12為本發明實施例所述的高效散熱的大功率照明便攜設備的led熱沉主視剖視圖；

圖13為本發明實施例所述的高效散熱的大功率照明便攜設備的led熱沉俯視圖；

圖14為本發明實施例所述的高效散熱的大功率照明便攜設備的氟橡膠圈主視圖；

圖15為本發明實施例所述的高效散熱的大功率照明便攜設備的氟橡膠圈俯視圖；

圖16為本發明實施例所述的高效散熱的大功率照明便攜設備的絕緣隔熱片主視剖視圖；

圖17為本發明實施例所述的高效散熱的大功率照明便攜設備的絕緣隔熱片俯視圖；

圖18為本發明實施例所述的高效散熱的大功率照明便攜設備的電路板卡環的俯視圖；

圖19為本發明實施例所述的高效散熱的大功率照明便攜設備的電路板卡環的主視剖視圖；

圖20為本發明實施例所述的高效散熱的大功率照明便攜設備的led電路板的主視圖；

圖21為本發明實施例所述的高效散熱的大功率照明便攜設備的led電路板的俯視圖；

圖22為本發明實施例所述的高效散熱的大功率照明便攜設備的電路板壓圈的主視圖；

圖23為本發明實施例所述的高效散熱的大功率照明便攜設備的電路板壓圈的俯視圖；

圖24為本發明實施例所述的高效散熱的大功率照明便攜設備的第一彈簧的主視圖；

圖25為本發明實施例所述的高效散熱的大功率照明便攜設備的第一彈簧的俯視圖；

圖26為本發明實施例所述的高效散熱的大功率照明便攜設備的套筒的俯視圖；

圖27為本發明實施例所述的高效散熱的大功率照明便攜設備的套筒的主視剖視圖；

圖28為本發明實施例所述的高效散熱的大功率照明便攜設備的電池的主視圖；

圖29為本發明實施例所述的高效散熱的大功率照明便攜設備的電池的俯視圖；

圖30為本發明實施例所述的高效散熱的大功率照明便攜設備的底蓋結構示意圖。

附圖標記說明：

1-燈頭；2-壓圈；3-透光片；4-聚光杯；5-大功率led；6-led熱沉；7-氟橡膠圈；8-絕緣隔熱片；9-電路板卡環；10-led電路板；101-輸入正極；102-輸入負極；103-輸出正極；104-輸出負極；11-電路板壓圈；12-第一彈簧；13-套筒；14-電池；15-底蓋；16-散熱結構；17-蓮花狀插片式散熱結構；1701-下凹弧狀片材；1702-凸起；18-負極柱；19-通線孔；20-金屬外殼；21-絕緣套；22-金屬塊；23-第二彈簧；24-開關按鈕。

具體實施方式

需要說明的是，在不衝突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。

在本發明的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「縱向」、「橫向」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」等僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」等的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特徵。在本發明的描述中，除非另有說明，「多個」的含義是兩個或兩個以上。

在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以通過具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本發明。

如圖1-30所示，一種高效散熱的大功率照明便攜設備，包括燈頭1、套筒13和底蓋15；

所述燈頭1採用高導熱係數金屬材料；

所述套筒13採用低導熱係數金屬材料；套筒13一端連接燈頭1，另一端連接底蓋15。

如圖1所示，所述燈頭1與套筒13上端螺紋連接，燈頭1內從上至下依次設有壓圈2、透光片3、聚光杯4、大功率led5和led熱沉6；所述套筒13下端與底蓋15螺紋連接，套筒13內從上至下依次設有電路板卡環9和電池14；電路板卡環9和led熱沉6之間設有絕緣隔熱片8，絕緣隔熱片8裝卡於燈頭1與套筒13之間，電路板卡環9固定於絕緣隔熱片8下方，電路板卡環9上從上至下依次設有沉槽孔和螺紋孔；沉槽孔內設有led電路板10，led電路板10通過電路板壓圈11壓緊固定；led電路板10的輸入負極與電路板卡環9導電連通；電路板壓圈11設在螺紋孔內，且電路板壓圈11與電路板卡環9螺紋連接；led電路板10與電池14之間設有第一彈簧12；第一彈簧12一端連接led電路板10的輸入正極，另一端連接電池14的正極；所述電池14的負極與底蓋15中的負極柱18連接。

所述壓圈2與燈頭1螺紋連接，壓圈2頂部靠近燈頭1的頂部，底部緊貼透光片3；透光片3底部緊貼聚光杯4的頂部，大功率led5位於聚光杯4底部中心位置；led熱沉6頂部導熱粘貼大功率led5；led熱沉6和絕緣隔熱片8上均設有用於連通大功率led5和led電路板10的通線孔19；led熱沉6通過導熱膠固定在燈頭1上。

如圖1、圖14-17所示，led熱沉6和絕緣隔熱片8上的通線孔19的數量均為2個；絕緣隔熱片8的材質為聚四氟乙烯。

如圖1所示，所述套筒13和燈頭1螺紋連接處的上端設有氟橡膠圈7，所述套筒13和底蓋15螺紋連接處的下端設有氟橡膠圈7；電路板卡環9與套筒13通過導電膠或金屬焊接方式導電連通；第一彈簧12焊接在led電路板10的底部，並與led電路板10的輸入正極連通。

電路板卡環9的材質為導電金屬材料；led熱沉6採用導熱係數大於100w/m·k的高導熱係數金屬材料；優選的，led熱沉6採用鋁合金。

如圖1和圖30所示，所述底蓋15包括金屬外殼20，金屬外殼20內設有絕緣套21、金屬塊22和所述負極柱18；負極柱18上套有絕緣套21，絕緣套21底部伸至負極柱18下方，可保證負極柱18與金屬外殼20絕緣；絕緣套21底部緊貼金屬塊22，金屬塊22底部通過第二彈簧23連接開關按鈕24，金屬塊22在開關按鈕24的作用下可與負極柱18接觸和分離；開關按鈕24下端伸出金屬外殼20；金屬塊22和第二彈簧23均與金屬外殼20電連通。

所述燈頭1採用導熱係數大於100w/m·k的高導熱係數金屬材料；所述套筒13採用導熱係數小於100w/m·k的低導熱係數金屬材料；優選的，所述燈頭1材質為鋁合金；所述套筒13材質為不鏽鋼。

如圖1-3所示，所述燈頭1側壁上設有插片式散熱結構16。

如圖1-3所示，所述燈頭1頂部採用蓮花狀邊緣；所述蓮花狀邊緣設有插片式散熱結構。也即燈頭頂部沿邊緣設有蓮花狀插片式散熱結構，所述蓮花狀插片式散熱結構17包括若干呈波浪狀間隔設置的下凹弧狀片材1701，以及設在相鄰兩個下凹弧狀片材1701之間的2個凸起1702；相鄰兩個下凹弧狀片材1701之間的2個凸起1702中，相鄰兩個凸起1702之間留有間距，凸起1702與其相鄰的下凹弧狀片材1701之間也留有間距。

本實施例的工作過程為：

使用時，可通過按壓開關按鈕24，使金屬塊22與負極柱18接觸，並通過金屬外殼20、套筒13、電路板卡環9和led電路板10的輸入負極連通，進而連通大功率led5，使其發光。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。