CN101307891A - 高效散热的led灯具 - Google Patents

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Abstract

高效散热的LED灯具，属于灯具技术领域。包括灯体及灯体上安装的PCB安装板、PCB电路板、LED光源及透镜，其特征是灯体上设有按顺序连成一体的LED电器腔、开放式散热腔、LED照明腔，LED电器腔由上盖板、PCB电路板、PCB安装板三部分组成，开放式散热腔为开放式散热体上部有多根错落有致的格栅状导热筋条形成的空间，开放式散热体下表面有LED导线穿孔及LED容置孔，LED照明腔由开放式散热体、LED光源及透镜、LED基板、灯罩板、下盖板组成。本发明结构合理紧凑，生产制造容易，散热效果好，延长LED灯具的使用寿命和保持了发光效果的恒定。

Description

高效散热的LED灯具
技术领域
本发明公开了高效散热的LED灯具三腔体结构设计方法及采用了高效散热的LED灯具三腔体结构设计方法的灯具，特别是一种阵列式大功率LED灯具。
背景技术
LED具有能耗低，发热量较低和使用寿命长的优点，完全可以替代传统光源。考虑到单片LED发光亮度不足，LED灯一般采用LED阵列式结构，由此产生了LED灯具散热难得问题。
在中国专利申请公开号CN1277665A文献中，公开了一种LED灯散热方案，该方案中其散热是通过灯体内的连接柱吸收连接LED的基座的热量，然后仍在灯体内散热，由于其是多次间接散热，且在封闭灯体内散热，效果不佳。
在中国专利申请公开号CN1359137A文献中，公开了一种热管灯散热方案，该方案中其散热是通过超导热管一端吸收发光装置的热量，在另一端传送热量至与空气接触的灯体散热件，由于其仍是多次间接散热，效果仍不佳。
在中国专利授权公告号CN2557805Y文献中，公开了一种大功率LED灯散热方案，该方案中其散热是通过灯体内空气吸收LED的热量传送至与空气接触的灯体接触的灯体散热件，仍然属于间接散热，效果亦不佳。
在中国专利申请公开号CN1594962A文献中，公开了一种LED灯散热方案，该方案中其散热是LED的热量透过光源板传至导热绝缘胶片和导热绝缘胶布再传至散热外壳，亦是间接散热，效果仍不佳。
在中国专利申请公开号CN1605794A文献中，公开了一种LED射灯的散热方案，该方案中其散热是通过灯体内空气或填充料吸收LED的热量传送至空气接触的散热外壳，仍是间接散热，仍然效果不佳。
在中国专利申请公开号CN1603679A文献中，公开了一种LED灯散热方案，该方案中其散热是LED的热量(主要是LED基底部的热量)透过线路板和导散热胶层传送至散热板，依然是间接散热，依然效果不佳。
发明内容
本发明专利的目的是克服上述现有技术的缺点，提供一种具有高效散热效果的，能耗低的，使用寿命长的，光能衰减小的大功率的高效散热的LED灯具。
本发明的目的是这样实现的，高效散热的LED灯具，包括灯体及灯体上安装的PCB安装板、PCB电路板2、LED光源及透镜，其特征是灯体上设有按顺序连成一体的LED电器腔(I)、开放式散热腔(II)、LED照明腔(III)，LED电器腔由上盖板1、PCB电路板2、PCB安装板3三部分组成，开放式散热腔为开放式散热体6上部有多根错落有致的格栅状导热筋条形成的空间，开放式散热体6下表面有LED导线穿孔4及LED容置孔5，LED照明腔由开放式散热体6、LED光源及透镜7、LED基板8、灯罩板9、下盖板10组成，LED光源及透镜7连接接于LED基板8上，LED基板8紧密附着于开放式散热体6下表面的LED容置孔5内，LED导线穿过开放式散热体6上的LED导线穿孔4和PCB安装板3上的孔与PCB电路板2连接；LED基板8与开放式散热体6底面热接触。
所述的热接触为导热胶接触。
所述的上盖板1、开放式散热体6、下盖板10均裸露于空气中。
所述的于户外照明使用的LED灯具的LED电器腔(I)、LED照明腔(III)，其腔体内部必须是密闭的，达到IP65以上防水要求，户内照明的LED灯具的LED电器腔(I)、LED照明腔(III)，其腔体内部达到IP20。
所述的的LED光源及透镜7的芯片是直接封装在开放式散热体6内，与开放式散热体6底面直接形成热传导。
本发明结构合理紧凑，生产制造容易，散热效果好。高效散热的LED灯具三腔体结构设计主要包括三个功能部分：LED电器腔体部分；开放式散热腔体部分；LED照明腔体部分。灯体的这三个功能部分按顺序连成一体。LED电器腔体部分由上盖板1、PCB电路板及相应电子元器件2、PCB安装板3三部分组成；开放式散热腔体部分为开放式散热体6上部分多根错落有致的格栅状导热筋条形成的空间，开放式散热体6下表面有LED导线穿孔4及LED容置孔5；LED照明腔体部分由开放式散热体6、LED光源及透镜7、LED基板8、灯罩板9、下盖板10五部分组成。LED光源及透镜7连接接于LED基板8上，LED基板8紧密附着于开放式散热体下表面的LED容置孔5内，LED导线穿过开放式散热体上的LED导线穿孔4和PCB安装板3上相应的孔然后与PCB电路板2实现电路连接；LED基板8与开放式散热体6底面热接触，将LED光源及透镜7热量传导入开放式散热体6，开放式散热体6裸露于空气中，外界自然风通过开放式散热体6上部分多根错落有致的格栅状导热筋条间的空隙实现开放式散热腔体内的热空气与外界的冷空气对流，迅速的将LED光源7产生的热量最大限度的散发出去，从而实现了高效的散热效果。另外，运用该三腔体结构设计方法设计的LED灯具，使LED电器腔体部分与LED照明腔体部分实现空间上的隔离，使这两个腔体各自的工作环境互不影响，LED电器腔体部分与LED照明腔体部分工作时所产生热量不会形成叠加，因而通过空间结构的合理配置实现了降温效果，进一步延长了LED灯具的使用寿命和保持了发光效果的恒定。
作为LED灯具的PCB安装板、上盖板、开放式散热体、LED基板、下盖板是由导热材料制成，导热材料为铝合金或铜合金或其他导热金属合金。
所述的PCB电路板2为单独设置的；也可以采用厚膜工艺将电路直接印刷在开放式散热体6上表面；或者不采用PCB电路板2跟厚膜工艺，而是采用电池组、蓄电池或其它供电装置直接提供LED光源及透镜7工作所需的工作电压。
以及，所述灯体的上盖板、开放式散热体、下盖板均裸露于空气中。
此外，所述的LED基板与开放式散热体下表面LED容置孔之间通过导热胶或其它导热材料实现紧密附着；或者，所述的开放式散热体6下表面的LED容置孔5也可以不要，而将LED光源及透镜7直接附着于开放式散热体6底面。
并且，所述的上盖板、开放式散热体、下盖板均裸露于空气中。
再且，在使用于户外照明时，所述的LED灯具的LED电器腔体部分、LED照明腔体部分，其腔体内部必须是密闭的，要求达到IP65以上防水要求；在使用于户内照明时，所述的LED灯具的LED电器腔体部分、LED照明腔体部分，其腔体内部要求达到IP20左右要求即可。
另外，所述的LED光源及透镜也可以采用在其上再附加其他对光有管理作用的装置。
附图说明
图1是本发明的结构原理示意图；
图2是本发明的LED路灯灯头的结构原理示意图；
图3是图2中路灯灯头的剖视结构原理示意图；
图4是本发明的LED隧道灯剖视结构原理示意图；
图5是本发明的LED射灯剖视结构原理示意图；
图6是本发明的LED投光灯剖视结构原理示意图；
图7是本发明的LED洗墙灯剖视结构原理示意图；
图8是本发明的LED嵌入灯剖视结构原理示意图；
图9是本发明的LED吊灯剖视结构原理示意图；
图10是本发明的LED吸顶灯剖视结构原理示意图；
图11是本发明的LED杯灯剖视结构原理示意图。
图12是本发明的LED汽车大灯剖视结构原理示意图。
图中：1是上盖板，2是PCB电路板，3是PCB安装板，4是LED导线穿孔，5是LED容置孔，6是开放式散热体，7是LED光源及透镜，8是LED基板，9是灯罩板，10是下盖板，11是风导流板，(I)是LED电器腔体部分，(II)是开放式散热腔体部分，(III)是LED照明腔体部分。
具体实施方式
实施例1，如图2、图3所示。LED路灯灯头呈长条状，其开放式散热体6下表面沿纵横方向分别布置多颗LED光源及透镜7；每颗LED光源及透镜7通过LED基板8附着于开放式散热体6下表面LED容置孔5内，LED光源及透镜7导线穿过LED导线穿孔4与PCB电路板及相应电子元器件2实现电路连接，LED光源7产生的绝大部分热量直接传导入开放式散热体6下表面直至开放式散热体6上部分多根错落有致的格栅状导热筋条，由于本灯具开放式散热腔体部分(II)直接裸露于外界空气中，外界自然风通过开放式散热体6上部分多根错落有致的格栅状导热筋条间的空隙实现开放式散热腔体内的热空气与外界的冷空气对流，迅速的将LED光源7产生的热量最大限度的散发出去，从而实现了高效的散热效果。
实施例2，如图4所示。LED隧道灯，其开放式散热体6下表面沿纵横方向分别布置多颗LED光源及透镜7；每颗LED光源及透镜7通过LED基板8附着于开放式散热体6下表面LED容置孔5内，LED光源及透镜7导线穿过LED导线穿孔4与PCB电路板及相应电子元器件2实现电路连接，LED光源7产生的绝大部分热量直接传导入开放式散热体6下表面直至开放式散热体6上部分多根错落有致的格栅状导热筋条，由于本灯具开放式散热腔体部分(II)直接裸露于外界空气中，外界自然风通过开放式散热体6上部分多根错落有致的格栅状导热筋条间的空隙实现开放式散热腔体内的热空气与外界的冷空气对流，迅速的将LED光源7产生的热量最大限度的散发出去，从而实现了高效的散热效果。
实施例3，如图5所示。LED射灯，其开放式散热体6下表面沿纵横方向分别布置多颗LED光源及透镜7；每颗LED光源及透镜7通过LED基板8附着于开放式散热体6下表面LED容置孔5内，LED光源及透镜7导线穿过LED导线穿孔4与PCB电路板及相应电子元器件2实现电路连接，LED光源7产生的绝大部分热量直接传导入开放式散热体6下表面直至开放式散热体6上部分多根错落有致的格栅状导热筋条，由于本灯具开放式散热腔体部分(II)直接裸露于外界空气中，外界自然风通过开放式散热体6上部分多根错落有致的格栅状导热筋条间的空隙实现开放式散热腔体内的热空气与外界的冷空气对流，迅速的将LED光源7产生的热量最大限度的散发出去，从而实现了高效的散热效果。
实施例4，如图6所示。LED投光灯，其开放式散热体6下表面沿纵横方向分别布置多颗LED光源及透镜7；每颗LED光源7通过LED基板8附着于开放式散热体6下表面LED容置孔5内，LED光源7导线穿过LED导线穿孔4与PCB电路板及相应电子元器件2实现电路连接，LED光源7产生的绝大部分热量直接传导入开放式散热体6下表面直至开放式散热体6上部分多根错落有致的格栅状导热筋条，由于本灯具开放式散热腔体部分(II)直接裸露于外界空气中，外界自然风通过开放式散热体6上部分多根错落有致的格栅状导热筋条间的空隙实现开放式散热腔体内的热空气与外界的冷空气对流，迅速的将LED光源7产生的热量最大限度的散发出去，从而实现了高效的散热效果。
实施例5，如图7所示。LED洗墙灯，其开放式散热体6下表面沿灯具长度方向分别布置多颗LED光源及透镜7；每颗LED光源及透镜7通过LED基板8附着于开放式散热体6下表面LED容置孔5内，LED光源及透镜7导线穿过LED导线穿孔4与PCB电路板及相应电子元器件2实现电路连接，LED光源7产生的绝大部分热量直接传导入开放式散热体6下表面直至开放式散热体6上部分多根错落有致的格栅状导热筋条，由于本灯具开放式散热腔体部分(II)直接裸露于外界空气中，外界自然风通过开放式散热体6上部分多根错落有致的格栅状导热筋条间的空隙实现开放式散热腔体内的热空气与外界的冷空气对流，迅速的将LED光源7产生的热量最大限度的散发出去，从而实现了高效的散热效果。
实施例6，如图8所示。LED嵌入灯，其开放式散热体6下表面沿纵横方向分别布置多颗LED光源及透镜7；每颗LED光源及透镜7通过LED基板8附着于开放式散热体6下表面LED容置孔5内，LED光源及透镜7导线穿过LED导线穿孔4与PCB电路板及相应电子元器件2实现电路连接，LED光源7产生的绝大部分热量直接传导入开放式散热体6下表面直至开放式散热体6上部分多根错落有致的格栅状导热筋条，由于本灯具开放式散热腔体部分(II)直接裸露于外界空气中，外界自然风通过开放式散热体6上部分多根错落有致的格栅状导热筋条间的空隙实现开放式散热腔体内的热空气与外界的冷空气对流，迅速的将LED光源7产生的热量最大限度的散发出去，从而实现了高效的散热效果。
实施例7，如图9所示。LED吊灯，其开放式散热体6下表面沿灯具长度方向分别布置多颗LED光源及透镜7；每颗LED光源及透镜7通过LED基板8附着于开放式散热体6下表面LED容置孔5内，LED光源及透镜7导线穿过LED导线穿孔4与PCB电路板及相应电子元器件2实现电路连接，LED光源7产生的绝大部分热量直接传导入开放式散热体6下表面直至开放式散热体6上部分多根错落有致的格栅状导热筋条，由于本灯具开放式散热腔体部分(II)直接裸露于外界空气中，外界自然风通过开放式散热体6上部分多根错落有致的格栅状导热筋条间的空隙实现开放式散热腔体内的热空气与外界的冷空气对流，迅速的将LED光源7产生的热量最大限度的散发出去，从而实现了高效的散热效果。
实施例8，如图10所示。LED吸顶灯，其开放式散热体6下表面沿沿纵横方向(灯具为长条形)或围绕圆心(灯具为圆形)分别布置多颗LED光源及透镜7；每颗LED光源及透镜7通过LED基板8附着于开放式散热体6下表面LED容置孔5内，LED光源及透镜7导线穿过LED导线穿孔4与PCB电路板及相应电子元器件2实现电路连接，LED光源7产生的绝大部分热量直接传导入开放式散热体6下表面直至开放式散热体6上部分多根错落有致的格栅状导热筋条，由于本灯具开放式散热腔体部分(II)直接裸露于外界空气中，外界自然风通过开放式散热体6上部分多根错落有致的格栅状导热筋条间的空隙实现开放式散热腔体内的热空气与外界的冷空气对流，迅速的将LED光源7产生的热量最大限度的散发出去，从而实现了高效的散热效果。
实施例9，如图11所示。LED杯灯，其开放式散热体6下表面布置单颗或围绕圆心布置多颗LED光源及透镜7；每颗LED光源及透镜7通过LED基板8附着于开放式散热体6下表面LED容置孔5内，LED光源及透镜7导线穿过LED导线穿孔4与PCB电路板及相应电子元器件2实现电路连接，LED光源7产生的绝大部分热量直接传导入开放式散热体6下表面直至开放式散热体6上部分多根错落有致的格栅状导热筋条，由于本灯具开放式散热腔体部分(II)直接裸露于外界空气中，外界自然风通过开放式散热体6上部分多根错落有致的格栅状导热筋条间的空隙实现开放式散热腔体内的热空气与外界的冷空气对流，迅速的将LED光源7产生的热量最大限度的散发出去，从而实现了高效的散热效果。
实施例10，如图12所示。LED汽车大灯，其开放式散热体6下表面布置单颗或围绕圆心布置多颗LED光源及透镜7；每颗LED光源及透镜7通过LED基板8附着于开放式散热体6下表面LED容置孔5内，LED光源及透镜7导线穿过LED导线穿孔4与PCB电路板及相应电子元器件2实现电路连接，LED光源7产生的绝大部分热量直接传导入开放式散热体6下表面直至开放式散热体6上部分多根错落有致的格栅状导热筋条，由于本灯具开放式散热腔体部分(II)直接裸露于外界空气中，外界自然风通过导风流板11及开放式散热体6上部分多根错落有致的格栅状导热筋条间的空隙实现开放式散热腔体内的热空气与外界的冷空气对流，迅速的将LED光源7产生的热量最大限度的散发出去，从而实现了高效的散热效果。
上述实施例是本发明的典型实施方式，在其他不同的实施例中，可以对技术方案作不同的调整。在上述实例中，LED光源7是通过LED基盘8实现与开放式散热体6的接触，在其他实例中可以使LED光源直接与开放式散热体6实现接触。
在上述实施例中，单独设置了承载电路的PCB电路板2，在其他实施例中可以用厚膜工艺将电路直接印刷在开放式散热体6上表面，使PCB电路板及相应电子元器件2产生的热量以同样方式传导至开放式散热体6的多根错落有致的格栅状导热筋条上，然后通过空气自对流方式实现高效散热效果。

Claims (8)

1、一种高效散热的LED灯具，包括灯体及灯体上安装的PCB安装板、PCB电路板(2)、LED光源及透镜，其特征是灯体上设有按顺序连成一体的LED电器腔(I)、开放式散热腔(II)、LED照明腔(III)，LED电器腔由上盖板(1)、PCB电路板(2)、PCB安装板(3)三部分组成，开放式散热腔为开放式散热体(6)上部有多根错落有致的格栅状导热筋条形成的空间，开放式散热体(6)下表面有LED导线穿孔(4)及LED容置孔(5)，LED照明腔由开放式散热体(6)、LED光源及透镜(7)、LED基板(8)、灯罩板(9)、下盖板(10)组成，LED光源及透镜(7)连接接于LED基板(8)上，LED基板(8)紧密附着于开放式散热体(6)下表面的LED容置孔(5)内，LED导线穿过开放式散热体(6)上的LED导线穿孔(4)和PCB安装板(3)上的孔与PCB电路板(2)连接；LED基板(8)与开放式散热体(6)底面热接触。
2、根据权利要求1所述的高效散热的LED灯具，其特征是所述的热接触为导热胶接触。
3、根据权利要求1所述的高效散热的LED灯具，其特征是所述的上盖板(1)、开放式散热体(6)、下盖板(10)均裸露于空气中。
4、根据权利要求1所述的高效散热的LED灯具，其特征是所述的于户外照明使用的LED灯具的LED电器腔(I)、LED照明腔(III)，其腔体内部必须是密闭的，达到IP65以上防水要求，户内照明的LED灯具的LED电器腔(I)、LED照明腔(III)，其腔体内部达到IP20。
5、根据权利要求1所述的高效散热的LED灯具，其特征是所述的的LED光源及透镜(7)的芯片是直接封装在开放式散热体(6)内，与开放式散热体(6)底面直接形成热传导。
6、根据权利要求1所述的高效散热的LED灯具，其特征是所述的PCB电路板(2)为单独设置的；也可以采用厚膜工艺将电路直接印刷在开放式散热体(6)上表面；或者不采用PCB电路板(2)跟厚膜工艺，而是采用电池组、蓄电池或其它供电装置直接提供LED光源及透镜(7)工作所需的工作电压。
7、如权利要求1所述的高效散热的LED灯具，其特征是所述的LED光源及透镜(7)所附着的开放式散热体(6)底面是平面、曲面或其它形状的曲面。
8、如权利要求1所述的高效散热的LED灯具，其特征是所述的开放式散热体(6)下表面的LED容置孔(5)也可以不要，而将LED光源及透镜(7)直接附着于开放式散热体(6)底面
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