CN101852358A - 一种led灯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED灯。它包括带金属基板的LED光源板、杯形热管与铝散热器组合而成的散热器组合，杯形热管的底面通过螺钉与LED光源板紧贴，散热器的下端通过螺纹或卡口与灯罩相连，上端与灯头相连，灯泡内部形成完全密封，既具有良好的密封性能和安全性能，又有很好的散热效果，能将LED灯珠产生的热量有效地散发到环境中。本发明具有重量轻、散热能力超强、基板温度均匀性更好的突出优点，可做成5W以上的LED照明灯泡。

Description

一种LED灯

技术领域

本发明涉及一种LED灯。

背景技术

LED照明面对的关键难题是散热。对于白光而言，一瓦的电功率如果完全转化为光，约等于300流明。目前最好的商用LED白光芯片的光效为100lm/W左右,这意味着加到白光LED芯片上的电功率，有近70%转化成了焦耳热。对于单个LED而言，如果热量集中在尺寸很小的芯片内而不能有效散出，会导致芯片温度升高，引起热应力的非均匀分布、芯片发光效率和荧光粉激射效率下降，导致产生严重的光衰或死灯。随着PN结的温度升高，白光LED器件的发光波长还将发生红移。研究资料表明：在100℃的温度下，波长可以红移4～9nm，从而导致YAG荧光粉吸收率下降，总的发光强度减少，白光色度变差。在室温附近，温度每升高1℃，LED的发光强度会相应地减少1%左右。当多个LED密集排列组成白光照明***时，密闭的情况下芯片热量的耗散问题更严重。因此解决好散热问题已成为LED照明应用的先决条件。为了保证器件的寿命,一般要求结温在100℃以下。研究表明：当温度超过100℃，器件的失效率将呈指数规律攀升，元件温度每上升2℃，可靠性下降10%。所以散热对LED意义重大。以10W的LED灯为例，点亮一个10W的LED灯，将会产生7W左右的焦耳热。如果这些热量不能有效地耗散，将对整个灯泡产生两个方面的致命影响：降低LED灯的发光效率，缩短芯片的使用寿命甚至损坏灯珠。由于LED的工作寿命随温度增加呈现指数缩减，所以，将LED灯燃点时产生的热量有效地散发到周围环境中，尽量降低芯片的工作温度，是提高LED照明灯工作可靠性、延长LED灯寿命的关键。

   现有小功率LED灯泡的散热国内外普遍采用的方法是通过铝基PCB板和高比表面铝散热器将LED燃点时产生的热量传导到散热器上解决LED的散热问题。由于金属基材料的高质量密度和价格，使得灯泡单体较重，成本难以降低；另一方面由于金属有限的热导率，散热能力往往不足，影响器件的光效、寿命和可靠性。

发明内容

为了解决LED灯散热存在的上述技术问题，本发明提供一种LED灯泡。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：包括灯头、电源驱动电路、带金属基板的LED光源板、散热器，带金属基板的LED光源板固定于散热器上，所述散热器内表面用热管围成一腔体，热管内灌注有工质。

上述的LED灯中，所述热管为杯形，带金属基板的LED光源板固定于热管底面。

上述的LED灯中，所述散热器的上端与灯头相连，下端通过螺纹或卡口与灯罩相连。

上述的LED灯中，所述电源驱动电路的置放在热管围成的腔体中。

本发明的技术效果在于：本发明将热管的底面作为LED灯的安装基板，这样就大大减小了LED灯与散热器的接触热阻，改善了散热效果。本发明在保持高传热效率的同时，也为驱动电源板提供了空间，使灯泡具有结构更紧凑、重量更轻、成本更低、基板温度更低、温度均匀性更好的突出优点，更易满足3-20W甚至更高功率LED灯泡的散热要求，为长寿命的中小功率LED灯泡提供了一种优异的散热结构，可一举突破LED灯泡应用的散热瓶颈，大幅提升LED照明灯泡的总功率水平，拓展其应用范围。

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1本发明的整体结构图。

图2为图1的A-A剖视图。

图3为本发明中杯形热管的剖视图。

图4为本发明中圆筒形热管的剖视图。

图中1为热管部分2为杯形热管内的空腔3为杯形热管的底部4为散热器5为灯头6为透明外壳7内置驱动电源板。

具体实施方式

参见图1、2，图1、2为本发明中的结构图。本发明包括灯头1、散热器2、热管5、灯罩3，4为热管5围成的空腔。空腔4可用来安放驱动电源板，使驱动电源板所发热量也能得到较好的散发。本实施例中的热管5为杯形，其结构见图3，图中51为热管外壁，53为热管内壁，52为热管内腔，54为热管底板的凸边，便于热管与散热器2的固定及紧接触，热管内腔52内注有工质，杯形热管5的底部一般可用铜板与杯形热管的外管焊接制作，也可冲压一次成型。所述杯形热管5为抗重力型时，杯形热管外杯的内端面和内壁面为毛细结构，该毛细结构可以为毛细管、燕尾槽或铜网形式。杯形热管5的底面6与铝基LED电路板接触，并用螺丝固定，接触面涂抹导热硅脂，导热硅脂和紧固螺钉使铝基(或铜基、或其他良导热体基片)LED电路板与热管5的底面6保持良好的热接触。并防止在反复多次热循环后铝基(或铜基、或其他良导热体基片)LED电路板与杯形热管端面脱落的可能。杯形热管5以过渡配合嵌入铝散热器中，在散热器下端透光灯罩3通过螺纹与铸铝散热器相连。

参见图4，图4中热管的结构和图3有所不同，热管5为圆筒形结构。热管5也可采用上端开口的多面形杯式结构或多棱柱结构等。

本发明中，当杯形热管受热端面朝下、LED灯点亮时，杯形热管外套管端面受热，热管启动，液态工质蒸发成气态通过内、外管的夹缝向温度低的上部快速转移放热，冷凝成液体后流回杯形热管底部端面，整个热管只有很小的温差，接近等温状态。由于杯形热管与散热器由过渡配合压接，散热器与杯形热管间的热阻很小，散热器根部与杯形热管的温差亦很小，这种相变工质传热方式能有效地将LED灯发热产生的热量均匀地传递到散热器上，且能自动调节输送到散热器各部分的热量，使散热***总是工作在最佳散热状态。由于杯形热管的热阻小，端部的吸热板上不存在常规散热方法产生的由基板中心向边沿的温度梯度，能保证每一颗LED芯片都在安全的温度范围内工作。

当热管受热端面朝上时，由于毛细作用，液体工质通过杯形热管内的毛细结构与管壁间隙的毛细通道输送到受热端面上，如上所述，完成导热循环。

Claims (10)

1.一种LED灯，包括灯头、电源驱动电路、带金属基板的LED光源板、散热器，带金属基板的LED光源板固定于散热器上，其特征在于：所述散热器内表面用热管围成一腔体，热管内灌注有工质。

2.根据权利要求1所述的LED灯，其特征在于：所述热管为杯形，带金属基板的LED光源板固定于热管底面。

3.根据权利要求1所述的LED灯，其特征在于：所述多面形杯式结构或多棱柱结构的任一种，带金属基板的LED光源板固定于热管底面。

4.根据权利要求2或3所述的LED灯，其特征在于：所述热管底面与金属基板之间涂抹导热材料，并紧固接触。

5.根据权利要求1所述的LED灯，其特征在于：所述热管外壁嵌入散热器中。

6.根据权利要求5所述的LED灯，其特征在于：所述热管与散热器接触面之间涂抹导热材料，并紧接触。

7.根据权利要求1所述的LED灯，其特征在于：散热器的上端与灯头相连，下端通过螺纹或卡口与灯罩相连。

8.根据权利要求1所述的LED灯，其特征在于：所述电源驱动电路的置放在热管围成的腔体中。

9.根据权利要求1所述的LED灯，其特征在于：所述杯形热管为重力型热管或抗重力型。

10.根据权利要求1所述的LED灯，其特征在于：所述杯形热管为抗重力型时，杯形热管外杯的内端面和内壁面为毛细结构，该毛细结构可以为毛细管、燕尾槽或铜网形式。

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