一種led燈絲組件及帶反射鏡面的側出光led燈絲燈泡的製作方法
2024-01-19 06:16:15 2
一種led燈絲組件及帶反射鏡面的側出光led燈絲燈泡的製作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種LED燈絲組件及帶反射鏡面的側出光LED燈絲燈泡，屬於LED照明技術領域。
【背景技術】
[0002]LED半導體照明作為新一代照明技術，具有光電轉換率高、光源方向易控、照明時段和方式易控、光源顯色性高、合理設計下具有較高的功率因數等其它現有照明技術無法比擬的五大節能優勢，受到全球投資者的青睞和各國政府的大力扶持。LED照明雖然受到重視，然後在推廣過程中也存在諸多問題，首先，LED照明燈多為一體化結構，缺乏可更換的標準光源;其次，即使採用國標GB1406系列燈頭做成LED光源，基本是無法實現調光運行，且同時也不具備防水等防護性功能，應用範圍較窄;再者，發光半導體在電的觸發下是四面發光的，但實際應用中，LED晶片大多被封裝在一個不透明的基板上，半導體一半的出光被遮擋轉換成了熱量，發光效率低下。
[0003]近年市場出現了採用透明條形基板的LED燈絲燈，順應符合了半導體照明四面發光的基本原理，但其應用功率還比較低下，一般不超過10W;且不具備防水功能，應用範圍相對較窄，這些缺陷極大地制約了LED照明的推廣使用。
[0004]現有LED燈絲製作的最好方案是以條形藍寶石為基板粘接綁定LED晶片於其上，值得注意的是一方面LED晶片經過貼裝粘接後，光折射損失較大，光電轉換效率降低較多。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的在於，提供一種LED燈絲組件及帶反射鏡面的側出光LED燈絲燈泡。本實用新型的LED燈絲組件不僅可以提高LED的出光率，而且可以提高散熱效率;本實用新型的帶反射鏡面的側出光LED燈絲燈泡則可擺脫現有LED照明燈需要散熱器的限制，能實現較大的功率的LED燈絲燈光源，可直接替代現有大功率照明產品的光源，而無需更換燈具。
[0006]本實用新型的技術方案:一種LED燈絲組件，其特點是:包括一個或多個兩端設有電連接端子的LED燈絲，LED燈絲兩端的電連接端子分別與兩個導熱和導電的端子支架相連。為有利於熱傳遞，靠近端子支架的電連接端子部分可適度加寬或倒圓角處理。
[0007]上述的LED燈絲組件中，所述LED燈絲包括LED燈絲模組和兩端的電連接端子，或還包LED燈絲模組上連接LED負載分段結點的電連接線(用於連接多個LED燈絲中的LED負載的分段結點)；LED燈絲模組包括條狀或塊狀的燈絲模組襯底和燈絲模組襯底上的LED晶片串聯組，LED燈絲模組外設有透明封裝。
[0008]前述的LED燈絲組件中，所述LED燈絲模組是由LED照明大晶片裁剪成包含有一行或多行LED晶片組的條狀或塊狀結構;或者，所述LED燈絲模組是由多個LED串聯組或多個並聯的LED串聯組封裝在條形燈絲模組襯底上構成，LED串聯組由多個LED晶片或LED PN結通過串聯形式組成。
[0009]前述的LED燈絲組件中，所述LED燈絲模組上設有尺寸與LED燈絲模組同寬度，留出焊接長度的透明蓋板(最佳選擇為玻璃)，透明蓋板蓋住LED燈絲模組，LED燈絲模組的兩端通過端子支架上的焊接固定孔直接與端子支架焊接並粘接。透明蓋板與LED燈絲模組周圍的縫隙採用透明材料封裝。
[0010]使用前述LED燈絲組件的帶反射鏡面的側出光LED燈絲燈泡，其特點是:包括帶驅動組件和燈頭組件的燈泡殼，燈泡殼內設置有LED燈絲組件、導線支架、電連接導線、熱輻射支架和熱輻射環;所述LED燈絲組件兩端的端子支架分別與兩個平行的熱輻射支架相連，熱輻射支架上設有緊貼燈泡殼的圓弧結構;所述熱輻射環為不封閉的圓筒結構，且分離處的兩端分別與兩個熱輻射支架相連，熱輻射環的內側為反射鏡面，外側為緊貼燈泡殼的輻射黑體面;所述LED燈絲組件通過電連接導線與驅動組件和燈頭組件相連，電連接導線通過導線支架固定。
[0011]前述的帶反射鏡面的側出光LED燈絲燈泡中，所述熱輻射環分離處的端部與端子支架通過固定壓條和熱輻射支架壓緊連接在一起，且熱輻射環分離處的其中一個端部與端子支架的連接出還設有絕緣導熱隔離條，絕緣導熱隔離條位於端子支架和熱輻射環之間。熱輻射環的一端和熱輻射支架上設有橢圓開孔，可以通過固定螺釘固定，便於調整熱輻射環與燈泡殼內弧面的距離。
[0012]前述的帶反射鏡面的側出光LED燈絲燈泡中，所述熱輻射環的兩個分離端之間設有多組並行的LED燈絲組件，相鄰的LED燈絲組件之間通過固定壓條和熱輻射支架連接，且每個連接處的熱輻射支架均設有緊貼燈泡殼的圓弧結構。
[0013]前述的帶反射鏡面的側出光LED燈絲燈泡中，所述熱輻射環的筒狀結構的筒頂和筒底分別設有內上固定蓋和內下固定蓋，內上固定蓋和內下固定蓋緊貼燈泡殼以固定支撐熱輻射環。
[0014]前述的帶反射鏡面的側出光LED燈絲燈泡中所述LED燈絲組件端部通過熱管與貼近燈泡殼的熱輻射環(也可以是其它熱輻射體組件)連接，使燈泡殼內的熱輻射體組件迅速均熱。
[0015]前述的帶反射鏡面的側出光LED燈絲燈泡中，所述的燈頭組件包括燈頭支架，燈頭支架採用內空結構，用於放置所述的驅動組件;燈頭支架上設置帶螺紋的電氣接插件公頭，公頭內設插針4根，分別接電氣端的電源和調光控制信號，電氣接插件公頭與燈頭支架為一體結構，燈頭支架主體採用螺紋結構且設置定位槽，定位槽安裝方向與燈泡光照方向一致，通過配套固定螺母固定整個燈泡;燈頭支架與燈泡殼連接的一端為突出螺紋主體的圓臺狀環形結構。
[0016]與現有技術相比，本實用新型的LED燈絲組件無需設置LED晶片基板，可以使LED的各個出光方向不受阻礙，特別是紅外熱射線的透出，大大提高了出光效率，而且本實用新型利用端子支架不僅可以對LED燈絲進行各種造型的固定，而且極其有利於LED燈絲的熱量傳導到其它熱輻射體組件，以利於LED燈絲的散熱。
[0017]本實用新型的帶反射鏡面的側出光LED燈絲燈泡，在LED燈絲組件的基礎上，利用了燈泡殼內的各個組件作為熱輻射體組件，設計有足夠大的無輻射遮擋的有效熱輻射體組件面積來控制燈泡內部溫度和儘可能使熱輻射體組件上的平均溫度趨近晶片結溫來平衡LED燈絲產生的熱量，進而通過熱輻射原理降低LED燈絲上的晶片結溫。它擺脫了 LED照明燈需要散熱器的傳統基本理念，該LED燈絲燈產品可直接替代現有大功率照明產品的光源，而無需更換燈具，如直接替代道路照明的大功率高壓鈉燈等，將使LED照明應用上一個新臺階。經實際測試，本實用新型能做到200LM/W，甚至更高的燈泡成品光源。而且利用了熱輻射支架和熱輻射環對LED燈絲組件進行燈泡殼內的連接固定，同時可作為額外增加的熱輻射體組件，熱輻射環具雙面無輻射遮擋條件，增大有效的熱輻射面積，從而提高LED的降溫效率，保障大功率LED也能夠有效的運行。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型的LED燈絲用LED照明大晶片分割示意圖；
[0019]圖2為本實用新型的LED燈絲內部結構圖；
[0020]圖3為本實用新型的用透明蓋板的LED燈絲內部結構圖[0021 ]圖4為本實用新型的連接端子支架的LED燈絲模組圖；
[0022]圖5為本實用新型的LED燈絲組件成品圖；
[0023]圖6為本實用新型的加寬端子支架的LED燈絲組件成品圖；
[0024]圖7本實用新型的採用片狀燈絲的LED燈絲組件成品圖；
[0025]圖8為本實用新型的帶反射鏡面的側出光LED燈絲燈泡剖開圖；
[0026]圖9為本實用新型的連接了熱輻射支架和反射鏡面型熱輻射環的LED燈絲組件；
[0027]圖10為本實用新型的熱輻射支架上設有二組並行燈絲組件(上凹)的帶反射鏡面的側出光LED燈絲燈泡圖；
[0028]圖11為本實用新型的熱輻射支架上設有二組並行燈絲組件(下凸)的帶反射鏡面的側出光LED燈絲燈泡圖；
[0029]圖12為本實用新型的圖11的A局部圖；
[0030]圖13為本實用新型的帶熱管方案的熱輻射環和熱輻射支架與燈絲組件的連接結構圖；
[0031]圖14為本實用新型的採用片狀燈絲和熱管方案採用防水燈頭組件有二組並行燈絲組件的帶反射鏡面的側出光LED燈絲燈泡圖；
[0032]圖15為本實用新型的採用防水燈頭組件的圖11燈絲燈泡另側圖；
[0033]圖16為本實用新型的防水燈頭組件外觀圖；
[0034]圖17為本實用新型的帶熱管的帶反射鏡面的側出光LED燈絲燈泡的結構示意圖。
[0035]附圖中的標記為:1-LED燈絲組件，1.1-LED燈絲，1.2-LED燈絲模組，1.2.1-燈絲模組襯底，1.3-電連接端子，1.4-端子支架，1.7-焊接固定孔，1.8-電連接線，2-燈頭組件，2.1-電源腳位Vl+(正極或火線)，2.2.-電源腳位Vl-(負極或零線)，2.3-信號腳位V2-(信號負極)，2.4-信號腳位V2+(信號正極)，2.5-燈頭支架，2.7-插針，2.8-定位槽，2.9-固定螺母，3-驅動組件，4.1-導線支架，4.2-電連接導線，5.1-熱輻射支架，5.3-熱輻射環，5.31-反射鏡面，5.32-輻射黑體面，6-燈泡殼，7.1-內上固定蓋，7.2-內下固定蓋，7.3-固定螺釘，7.31-塑料固定螺釘，7.4-固定壓條，7.5-絕緣導熱隔離條，7.10-L0G0表示處，7.13-橢圓開孔，7.16-熱管，420-LED照明集成大晶片，420.1-大晶片端電極，420.2-1^0負載分段電連接處。
【具體實施方式】
[0036]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明，但並不作為對本實用新型限制的依據。
[0037]實施例。一種LED燈絲組件，如圖4和圖5所示，包括一個或多個兩端設有電連接端子1.3的LED燈絲1.1，LED燈絲1.1兩端的電連接端子1.3分別與兩個導熱的端子支架1.4相連。所述LED燈絲1.1包括LED燈絲模組1.2和兩端的電連接端子1.3，LED燈絲模組1.2包括條狀或塊狀的燈絲模組襯底1.2.1和燈絲模組襯底1.2.1上的LED晶片串聯組，LED燈絲模組
1.2外設有透明封裝。為有利於熱傳遞，靠近端子支架1.4的電連接端子1.3部分可適度加寬或倒圓角處理，如圖6所示；為提高透光效果，特別是用於種植業照明時，採用玻璃蓋板1.2.2封裝方案，形成塊狀燈絲組件方案，如圖7所示。
[0038]所述LED燈絲模組1.2是由LED照明大晶片420裁剪成包含有一行或多行LED晶片組的條狀或塊狀結構，如圖1所示;或者，所述LED燈絲模組1.2是由多個LED串聯組或多個並聯的LED串聯組封裝在條形燈絲模組襯底1.2.1上構成，LED串聯組由多個LED晶片或LED PN結通過串聯形式組成，如圖2所示。
[0039]其中，LED照明大晶片是基於本發明人在先申請的申請號為201410214077.9專利申請中的LED照明大晶片，經裁切的LED照明大晶片根據功率包含有一行或多行LED晶片組；LED照明大晶片是經直接長晶生成，發光半導體材料與晶片襯底間為無間隙連接，所述LED照明大晶片襯底採用高純氧化鋁(單晶或多晶)材料且襯底背面不設金屬反射層，可使半導體產生的朝襯底的光直接透過晶片襯底對外最外溢出，使晶片發熱最小;所述LED照明大晶片襯底採用單晶矽或單晶碳化矽材料，經試驗，當晶片發熱後，所產生的熱射線波長界於紅外線波段，紅外線波能直接透過單晶矽或單晶碳化矽射出，使晶片具有較好的導熱性能。
[0040]使用前述的LED燈絲組件構建LED燈絲燈泡的方法:在帶驅動組件3和燈頭組件2的燈泡殼6內設置LED燈絲組件I的，LED燈絲組件I通過固定在導線支架4.1上的電連接導線
4.2與驅動組件3和燈頭組件2相連，通過控制燈泡殼6內的熱輻射體組件面積達到控制燈泡內部溫度的目的，並使熱輻射體組件上的平均溫度趨近晶片結溫來平衡LED燈絲1.1產生的熱量，其中所述熱輻射體組件包括LED燈絲1.1、端子支架1.4、導線支架4.1和電連接導線4.2。
[0041]在LED功率更大時，可以額外增加熱輻射體組件，如圖8所示，具體可以是在連接端子支架1.4上設置熱輻射支架5.1、熱輻射支架5.1上還連接有熱輻射環5.3，燈泡殼6內填充高導熱係數的惰性氣體，使燈泡殼6內的熱量通過傳導和對流形式均衡熱輻射體組件上的溫度，同時也能將熱輻射體組件上的部分熱量傳遞到燈泡殼上;所述的燈泡殼6為一體吹成或分多段同材質或異材質連接而成;熱輻射支架5.1和熱輻射環5.3均緊貼燈泡殼6，使LED燈絲1.1產生的熱能傳導到燈泡殼6上，讓受熱的燈泡殼成為熱輻射體組件的組成部分，輔助增強熱輻射體組件的熱輻射能力。
[0042]所述熱輻射體組件不能反射又不能透過熱射線可見光波和紅外線光波的一面上塗敷黑色導熱材料最佳選擇為超導石墨或石墨烯塗敷層，形成輻射黑體面5.32;能反射但不能透過熱射線的一面設置為反射鏡面5.31。
[0043]所述LED燈絲組件I端部通過熱管7.16與貼近燈泡殼6的其它熱輻射體組件連接，使燈泡殼6內的熱輻射體組件迅速均熱。如圖13、圖14和17所示。
[0044]所述驅動組件，可以是基於本發明人申請號為201410211945.8和201410214074.5中國專利申請的方法來製作的驅動電源，它是將LED負載分I?6段來驅動，可以獲得較高的電源效率(大於99%)，只有這樣當LED燈泡功率較高時，燈頭組件內才能放置驅動電源，以至於不會出現過熱使電源工作不穩定。否則，當燈泡功率較大時，燈頭組件對外無法散除驅動電源所發出的熱量;基於這個電源方案，以本實用新型構建的LED燈泡以低成本或無成本具備了調光功能。
[0045]所述的燈頭組件包括燈頭支架2.5和電氣連接端，電氣連接端可以是基於本發明人申請號為201210253574.0中國專利申請中的電氣接插件，電氣接插件與燈頭支架2.5為一體結構，與燈泡殼連接的燈頭支架2.5採用螺紋結構且設置定位槽2.8，定位槽設在燈泡光照方向一則，通過固定螺母2.9將燈泡固定在燈泡萬向安裝界面支架上;驅動組件3放置在燈頭支架2.5內。這樣帶來顯著的使用效果，基於國家標準型式的所有燈頭組件其電源連接端均為裸露結構，不能防水，需要在燈具上做防水設計。而本實用新型申請的結構形式簡單實用，使LED燈泡具備防水功能，這樣使燈具不需考慮防水，燈具造價會大幅降低。所述的燈頭組件型式和尺寸可以基於GB/T 1406(1406.1?1406.5)系列標準，但對於其中有4針結構的燈頭方案在不改變其規則時，則將其中2針定義為調光信號接入，即增加信號腳位V2-2.3和信號腳位V2+2.4;這樣使整個燈泡具有調光功能，當信號電平在O?5VDC變化時，燈泡的亮度從最大亮度變化到亮度為零，可通過光控、聲控、時段控制和紅外感應等方式對燈泡的亮度實現控制，有利於將本實用新型應用到各類需要調光的場所，特別是用於種植業或道路照明時，達到高度節能的目的。
[0046]帶反射鏡面的側出光LED燈絲燈泡，如圖8和圖9所示:包括帶驅動組件3和燈頭組件2的燈泡殼6，燈泡殼6內設置有LED燈絲組件1、導線支架4.1、電連接導線4.2、熱輻射支架5.1和熱輻射環5.3;所述LED燈絲組件I兩端的端子支架1.4分別與兩個平行的熱輻射支架5.1相連，熱輻射支架5.1上設有緊貼燈泡殼6的圓弧結構;所述熱輻射環5.3為不封閉的圓筒結構，且分離處的兩端分別與兩個熱輻射支架5.1相連，熱輻射環5.3的內側為反射鏡面5.31，外側為緊貼燈泡殼6的輻射黑體面5.32;所述LED燈絲組件I通過電連接導線4.2與驅動組件3和燈頭組件2相連，電連接導線4.2通過導線支架4.1固定。
[0047]所述熱輻射環5.3分離處的端部與端子支架1.4通過固定壓條7.4和熱輻射支架5.1壓緊連接在一起，且熱輻射環5.3分離處的其中一個端部與端子支架1.4的連接出還設有絕緣導熱隔離條7.5，絕緣導熱隔離條7.5位於端子支架1.4和熱輻射環5.3之間。熱輻射環的一端和熱輻射支架上設有橢圓開孔，通過固定螺釘7.3固定，便於調整熱輻射環與燈泡殼內的弧面距離。所述熱輻射環5.3的筒狀結構的筒頂和筒底分別設有內上固定蓋7.1和內下固定蓋7.2，內上固定蓋7.1和內下固定蓋7.2緊貼燈泡殼6。
[0048]所述熱輻射環5.3的兩個分離端之間設有多組並行的LED燈絲組件I，相鄰的LED燈絲組件I之間通過固定壓條7.4和熱輻射支架5.1連接，且每個連接處的熱輻射支架5.1均設有緊貼燈泡殼6的圓弧結構。如圖9、8、9和10所示。當燈頭組件為防水接頭組件時，如12和13所示，具體的防水接頭可採用圖16所示的具體結構。
【主權項】
1.一種LED燈絲組件，其特徵在於:包括一個或多個兩端設有電連接端子(1.3)的LED燈絲(1.1)，LED燈絲(1.1)兩端的電連接端子(1.3)分別與兩個導熱導電的端子支架(1.4)相連。2.根據權利要求1所述的LED燈絲組件，其特徵在於:所述LED燈絲(1.1)包括LED燈絲模組(1.2)和兩端的電連接端子(1.3)，或還包括LED燈絲模組(1.2)上連接LED負載分段結點的電連接線(1.8);LED燈絲模組(1.2)包括透明的燈絲模組襯底(1.2.1)和燈絲模組襯底(1.2.1)上的LED晶片串聯組，LED燈絲模組(1.2)外設有透明封裝。3.根據權利要求2所述的LED燈絲組件，其特徵在於:所述LED燈絲模組(1.2)上還設有尺寸與LED燈絲模組(1.2)同寬度，並留出焊接長度的透明蓋板(1.2.2)，透明蓋板(1.2.2)蓋住LED燈絲模組(1.2)，LED燈絲模組(1.2)的兩端通過端子支架上(1.4)的焊接固定孔(I.7)直接與端子支架(1.4)焊接並粘接，透明蓋板(1.2.2)與LED燈絲模組(1.2)周圍的縫隙設有透明封裝層。4.使用權利要求1至3任一權利要求所述的LED燈絲組件的帶反射鏡面的側出光LED燈絲燈泡，其特徵在於:包括帶驅動組件(3)和燈頭組件(2)的燈泡殼(6)，燈泡殼(6)內設置有LED燈絲組件(I)、導線支架(4.1)、電連接導線(4.2)、熱輻射支架(5.1)和熱輻射環(5.3);所述LED燈絲組件(I)兩端的端子支架(1.4)分別與兩個平行的熱輻射支架(5.1)相連，熱輻射支架(5.1)上設有緊貼燈泡殼(6)的圓弧結構;所述熱輻射環(5.3)為不封閉的圓筒結構，且分離處的兩端分別與兩個熱輻射支架(5.1)相連，熱輻射環(5.3)的內側為反射鏡面(5.31)，外側為緊貼燈泡殼(6)的輻射黑體面(5.32);所述LED燈絲組件(I)通過電連接導線(4.2)與驅動組件(3)和燈頭組件(2)相連，電連接導線(4.2)通過導線支架(4.1)固定。5.根據權利要求4所述的帶反射鏡面的側出光LED燈絲燈泡，其特徵在於:所述熱輻射環(5.3)分離處的端部與端子支架(1.4)通過固定壓條(7.4)和熱輻射支架(5.1)壓緊連接在一起，且熱輻射環(5.3)分離處的其中一個端部與端子支架(1.4)的連接出還設有絕緣導熱隔離條(7.5)，絕緣導熱隔離條(7.5)位於端子支架(1.4)和熱輻射環(5.3)之間。6.根據權利要求5所述的帶反射鏡面的側出光LED燈絲燈泡，其特徵在於:所述熱輻射環(5.3)的兩個分離端之間設有多組並行的LED燈絲組件(I)，相鄰的LED燈絲組件(I)之間通過固定壓條(7.4)和熱輻射支架(5.1)連接，且每個連接處的熱輻射支架(5.1)均設有緊貼燈泡殼(6)的圓弧結構。7.根據權利要求5所述的帶反射鏡面的側出光LED燈絲燈泡，其特徵在於:所述熱輻射環(5.3)的筒狀結構的筒頂和筒底分別設有內上固定蓋(7.1)和內下固定蓋(7.2)，內上固定蓋(7.1)和內下固定蓋(7.2)緊貼燈泡殼(6)以固定支撐熱輻射環(5.3)。8.根據權利要求5所述的帶反射鏡面的側出光LED燈絲燈泡，其特徵在於:所述LED燈絲組件(I)端部通過熱管(7.16)與貼近燈泡殼(6)的熱輻射環(5.3)連接。9.根據權利要求5所述的帶反射鏡面的側出光LED燈絲燈泡，其特徵在於:所述的燈頭組件(2)包括燈頭支架(2.5)，燈頭支架(2.5)採用內空結構，用於放置所述的驅動組件(3);燈頭支架(2.5)上設置帶螺紋的電氣接插件公頭(2.6)，公頭內設4根插針(2.7)，分別接電氣端的電源和調光控制信號，電氣接插件公頭(2.6)與燈頭支架(2.5)為一體結構，燈頭支架(2.5)主體採用螺紋結構且設置定位槽(2.8)，燈頭支架(2.5)上設有固定螺母(2.9);燈頭支架(2.5 )與燈泡殼(6 )連接的一端為設有突出螺紋主體的圓臺狀環形結構。
【專利摘要】本實用新型公開了一種LED燈絲組件及帶反射鏡面的側出光LED燈絲燈泡，包括一個或多個兩端設有電連接端子（1.3）的LED燈絲（1.1），LED燈絲（1.1）兩端的電連接端子（1.3）分別與兩個導熱導電的端子支架（1.4）相連。本實用新型的LED燈絲組件不僅可以提高LED的出光率，而且可以提高散熱效率；本實用新型的帶反射鏡面的側出光LED燈絲燈泡則可擺脫現有LED照明燈需要散熱器的限制，能實現較大的功率的LED燈絲燈光源，可直接替代現有大功率照明產品的光源，而無需更換燈具。
【IPC分類】F21V7/04, F21K9/23, F21Y115/10, F21V19/00, F21Y105/12, F21V29/503
【公開號】CN205383454
【申請號】CN201620188677
【發明人】張繼強, 張哲源
【申請人】貴州光浦森光電有限公司
【公開日】2016年7月13日
【申請日】2016年3月11日